KR20110055130A - 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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KR20110055130A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치는 측정 대상물의 가속도를 센싱하여 상기 측정 대상물의 진동을 측정하는 진동 측정부; 상기 진동 측정부에 의해 측정된 진동의 원본파형을 이용하여 상기 원본파형과 위상이 다른 제1 정현파형을 생성하고, 상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하여 디텍트 파형을 추출하며, 상기 디텍트 파형을 이용하여 상기 진동에 대한 주파수를 디텍팅하는 주파수 디텍팅부; 및 상기 진동 측정부에 의해 측정된 진동, 및 상기 주파수 디텍팅부에 의해 디텍팅된 주파수를 화면에 표시하는 디스플레이부를 포함한다.
진동 측정, 가속도 센서, 주파수 디텍팅, 시정수, 위상차, 전압 비교

Description

주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치 및 그 동작 방법{VIBRATION SURVEY APPARATUS HAVING FREQUENCY DETECTING FUNCTION AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
산업 시설 등에서 발생하거나, 전자 및 기계 장치(이하, ‘전자 장치 등’이라 한다)에서 발생하는 진동(물체가 시간이 흐름에 따라 하나의 점을 중심으로 반복적으로 왔다 갔다 하면서 움직이는 상태)은 많은 문제점을 야기시킨다.
산업 시설의 경우, 예를 들어, 원자력 발전소, 화력 발전소 등에서 발전소를 가동할 때 발생하는 진동은 발전소 내에 설치된 배관이나 발전로 등 여러 시설물을 손상시킬 수 있어, 큰 재해를 일으키는 원인이 될 수 있다.
전자 장치 등의 경우, 예를 들어, 자동차를 구동할 때 엔진에서 가스 폭발에 의해 발생하는 진동은 자동차 부품 간의 마모를 발생시키거나 자동차 부품 자체 를 손상시킬 뿐만 아니라, 소음의 원인이 되어 사람에게 불쾌감을 줄 수 있다.
이와 같이, 산업 시설 등에서 의도하지 않은 채 발생하는 진동은 여러 가지 문제점을 일으키므로, 가능한 저감하고 방지하여야 한다. 진동을 저감하거나 방지하기 위해서는 진동을 보다 정확하게 측정하여 신뢰성 있는 진동 정보를 생성하는 것이 선행되어야 한다.
종래부터 진동을 측정하는 진동 측정 장치로서, 접촉식인 가속도계(가속도 센서)를 이용한 진동 측정 장치와, 비접촉식인 레이저 측정기를 이용한 진동 측정 장치가 이용되어 오고 있다.
가속도계를 이용하는 경우는, 진동을 측정하고자 하는 위치에 가속도계를 직접 접촉시키고, 가속도계의 기계적 또는 전기적 변화를 분석하여 진동을 측정하고 있다.
레이저 측정기를 이용하는 경우는, 진동을 측정하고자 하는 위치에 레이저 광을 투사하여, 레이저 측정기의 레이저 광의 변화를 분석하여 진동을 측정하고 있다.
그런데, 종래의 단순 진동 측정 장치는 자체적으로 진동에 대한 주파수를 검출하지 못하기 때문에, 진동에 대한 주파수를 검출하기 위해서는 진동 측정 장치에 주파수 분석기를 연결해야만 했다. 이에 따라, 진동 측정 장치와 함께 주파수 분석기를 항상 같이 소지하고 다녀야 하는 번거로움이 있었다. 또한, 이러한 주파수 분석기는 주파수 분석과 관련된 여러 가지 기능이 탑재되어 있어 매우 고가이다.
따라서, 측정 대상물에 대한 진동을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 진동에 대한 주파수 디텍팅 기능을 간단한 회로로 구현하여 자체적으로 진동에 대한 주파수를 디텍팅할 수 있는 진동 측정 장치가 필요한 실정이다.
본 발명의 일 실시예는 진동에 대한 주파수 디텍팅 기능을 간단한 회로로 구현함으로써, 자체적으로 진동에 대한 주파수를 검출할 수 있으며, 주파수 검출에 따른 비용을 절감할 수 있는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 자체적으로 진동에 대한 주파수를 검출할 수 있으므로, 진동 측정 장치와 함께 주파수 분석기를 항상 같이 소지하고 다녀야 하는 번거로움을 해소할 수 있는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 원본파형의 중심전압이 일정하지 않아도 하나의 사이클마다 주기를 얻을 수 있는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치 및 그 동작 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치는 측정 대상물의 가속도를 센싱하여 상기 측정 대상물의 진동을 측정하는 진동 측정 부; 상기 진동 측정부에 의해 측정된 진동의 원본파형을 이용하여 상기 원본파형과 위상이 다른 제1 정현파형을 생성하고, 상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하여 디텍트 파형을 추출하며, 상기 디텍트 파형을 이용하여 상기 진동에 대한 주파수를 디텍팅하는 주파수 디텍팅부; 및 상기 진동 측정부에 의해 측정된 진동, 및 상기 주파수 디텍팅부에 의해 디텍팅된 주파수를 화면에 표시하는 디스플레이부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치의 동작 방법은 측정 대상물의 가속도를 센싱하여 상기 측정 대상물의 진동을 측정하는 단계; 상기 측정된 진동의 원본파형을 이용하여 상기 원본파형과 위상이 다른 제1 정현파형을 생성하는 단계; 상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하여 디텍트 파형을 추출하는 단계; 상기 디텍트 파형을 이용하여 상기 진동에 대한 주파수를 디텍팅하는 단계; 및 상기 측정된 진동 및 상기 디텍팅된 주파수를 화면에 표시하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완 전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 진동에 대한 주파수 디텍팅 기능을 간단한 회로로 구현함으로써, 진동 측정 장치 자체적으로 진동에 대한 주파수를 검출할 수 있으며, 주파수 검출에 따른 비용을 절감할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존과 같이 진동에 대한 주파수를 검출하기 위해 진동 측정 장치에 주파수 분석기를 연결해야 할 필요가 없으므로, 진동 측정 장치와 함께 주파수 분석기를 항상 같이 소지하고 다녀야 하는 번거로움을 해소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 원본파형의 중심전압이 일정하지 않아도 하나의 사이클마다 주기를 얻을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 주파수 디텍팅부를 상세히 도시한 블록도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치(100)는 진동 측정부(110), 주파수 디텍팅부(120), 디스플레이부(130), 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
상기 진동 측정부(110)는 측정 대상물의 가속도를 센싱(sensing)하여 상기 측정 대상물의 진동을 측정한다. 이를 위해, 상기 진동 측정부(110)는 가속도 센서(acceleration sensor)를 이용하여 상기 측정 대상물의 가속도를 센싱할 수 있다.
이에 따라, 상기 진동 측정부(110)는 상기 가속도 센서에 의해 센싱된 가속도를 이용하여, 상기 측정 대상물의 진동 크기, 진동 가속도, 진동 속도, 또는 진동 변위 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
상기 주파수 디텍팅부(120)는 상기 진동 측정부(110)에 의해 측정된 진동의 원본파형(원본신호의 파형)을 이용하여 서로 다른 위상을 가지는 제1 정현파형과 제2 정현파형을 생성할 수 있다.
상기 주파수 디텍팅부(120)는 상기 제1 정현파형과 상기 제2 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하여 디텍트 파형을 추출할 수 있다. 즉, 상기 주파수 디텍팅부(120)는 상기 제1 정현파형과 상기 제2 정현파형의 전압 크기를 비교하는데, 이때 상기 제1 정현파형과 상기 제2 정현파형의 위상이 다르기 때문에 두 파형 간에 전압의 크기 차가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 주파수 디텍팅부(120)는 상기 제1 정현파형과 상기 제2 정현파형 간의 전압 차에 따라 온(on)/오프(off) 신호를 발생시켜 상기 디텍트 파형(구형파)을 추출할 수 있다.
상기 주파수 디텍팅부(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 정현파형 생성부(210), 제2 정현파형 생성부(220), 및 디텍트 파형 추출부(230)를 포함할 수 있다.
상기 제1 정현파형 생성부(210)는 시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제1 전압 및 제2 전압을 입력 받을 수 있다. 그리고, 상기 제1 정현파형 생성부(210)는 상기 제1 전압과 상기 제2 전압 간의 전압 크기를 비교하여, 그 비교 결과에 따라 상기 제1 정현파형을 생성할 수 있다. 이때, 상기 제1 정현파형 생성부(210)는 상기 제1 전압과 상기 제2 전압 간의 전압 크기 차이만큼의 전압을 출력하여 상기 제1 정현파형을 생성할 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 전압이 2.5V이고, 상기 제2 전압이 2.8V라고 가정한다. 이러한 경우, 상기 제1 정현파형 생성부(210)는 상기 제1 전압과 상기 제2 전압을 비교하여, 상기 제1 전압과 상기 제2 전압 간의 전압 크기 차이만큼의 전압(0.3V)을 출력하여 상기 제1 정현파형을 생성할 수 있다.
상기 제1 정현파형 생성부(210)는 제1 시정수로 설정되는 제1 저항 및 제1 커패시터, 상기 제1 시정수와 다른 제2 시정수로 설정되는 제2 저항 및 제2 커패시터, 및 상기 제1 시정수와 상기 제2 시정수의 차이에 따른 상기 원본 파형의 신호 지연에 의해, 서로 다른 전압 크기를 가지는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력 받고, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압의 크기 비교를 통해 제1 전압 차이값을 출력하여 상기 제1 정현파형을 생성하는 제1 전압 비교기를 포함할 수 있다. 상기와 같은 제1 정현파형 생성부(210)의 회로 구성에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조 하여 후술하기로 한다.
상기 제2 정현파형 생성부(220)는 시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제3 전압 및 제4 전압을 입력 받을 수 있다. 그리고, 상기 제2 정현파형 생성부(220)는 상기 제3 전압과 상기 제4 전압 간이 전압 크기를 비교하여, 그 비교 결과에 따라 상기 제2 정현파형을 생성할 수 있다. 이때, 상기 제2 정현파형 생성부(220)는 상기 제3 전압과 상기 제4 전압 간의 전압 크기 차이만큼의 전압을 출력하여 상기 제2 정현파형을 생성할 수 있다.
예를 들면, 상기 제3 전압이 2.6V이고, 상기 제2 전압이 3.0V라고 가정한다. 이러한 경우, 상기 제2 정현파형 생성부(220)는 상기 제3 전압과 상기 제4 전압을 비교하여, 상기 제3 전압과 상기 제4 전압 간의 전압 크기 차이만큼의 전압(0.4V)을 출력하여 상기 제2 정현파형을 생성할 수 있다.
상기 제2 정현파형 생성부(220)는 제3 시정수로 설정되는 제3 저항 및 제3 커패시터, 상기 제3 시정수와 다른 제4 시정수로 설정되는 제4 저항 및 제4 커패시터, 및 상기 제3 시정수와 상기 제4 시정수의 차이에 따른 상기 원본파형의 신호 지연에 의해, 서로 다른 전압 크기를 가지는 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압을 입력 받고, 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압의 크기 비교를 통해 제2 전압 차이값을 출력하여 상기 제2 정현파형을 생성하는 제2 전압 비교기를 포함할 수 있다. 상기와 같은 제2 정현파형 생성부(220)의 회로 구성에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
상기 디텍트 파형 추출부(230)는 상기 제1 정현파형과 상기 제2 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따른 온/오프 신호에 의해 상기 디텍트 파형을 추출할 수 있다.
예컨대, 상기 디텍트 파형 추출부(230)는 상기 제1 정현파형의 전압 크기가 상기 제2 정현파형의 전압 크기보다 크면 온 신호를 출력하고, 상기 제1 정현파형의 전압 크기가 상기 제2 정현파형의 전압 크기보다 작거나 같으면 오프 신호를 출력할 수 있다. 이에 따라, 상기 디텍트 파형 추출부(230)는 상기 출력된 온/오프 신호를 이용하여 상기 디텍트 파형(구형파)을 추출할 수 있다.
상기 디텍트 파형 추출부(230)는 전압 비교기로서 구현될 수 있으며, 이러한 회로 구성에 대한 자세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 디스플레이부(130)는 상기 진동 측정부(110)에 의해 측정된 진동(상기 측정 대상물의 진동 크기, 진동 가속도, 진동 속도, 진동 변위 등), 및 상기 주파수 디텍팅부(120)에 의해 디텍팅된 주파수(상기 측정 대상물의 진동 주파수)를 화면에 표시한다.
상기 제어부(140)는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치(100), 즉 상기 진동 측정부(110), 주파수 디텍팅부(120), 디스플레이부(130) 등의 동작을 전반적으로 제어하는 역할을 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 주파수 디텍팅부(120)는 상기 원본파형과 위상이 다른 제1 정현파형을 생성하고, 상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하여 상기 디텍트 파형을 추출할 수 있다. 그리고, 상기 주파수 디텍팅부(120)는 상기 추출된 디텍트 파형을 이용하여 상기 측정 대상물의 진동에 대한 주파수를 디텍팅할 수 있다.
구체적으로, 상기 주파수 디텍팅부(120)는 상기 제1 정현파형 생성부(210)와 디텍트 파형 추출부(230)만으로 구성될 수도 있다(도 2 참조).
상기 제1 정현파형 생성부(210)는 시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제1 전압 및 제2 전압을 입력 받아 전압 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 정현파형을 생성할 수 있다.
상기 디텍트 파형 추출부(230)는 상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따른 온/오프 신호에 의해 상기 디텍트 파형을 추출할 수 있다. 이에 따라, 상기 주파수 디텍팅부(120)는 상기 추출된 디텍트 파형을 이용하여 상기 측정 대상물의 진동 주파수를 디텍팅할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 주파수 디텍팅 기능을 구현한 회로의 일례를 도시한 예시도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 회로에 대한 출력 파형을 도시한 도면이다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 주파수 디텍팅 기능을 구현한 회로는 제1 정현파형 생성부(310), 제2 정현파형 생성부(320), 및 디텍트 파형 추출부(330)를 포함할 수 있다.
상기 제1 정현파형 생성부(310)는 제1 저항(R2)과 제1 커패시터(C1)를 포함한다. 상기 제1 저항(R2)과 상기 제1 커패시터(C1)에는 제1 시정수가 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1 정현파형 생성부(310)는 제2 저항(R7)과 제2 커패시터(C2)를 포함한다. 상기 제2 저항(R7)과 상기 제2 커패시터(C2)에는 상기 제1 시정수와 다른 제2 시정수가 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1 정현파형 생성부(310)는 제1 전압 비교기(U1)를 포함한다. 상기 제1 전압 비교기(U1)의 2번 핀과 3번 핀에는 서로 다른 전압 크기를 가지는 제1 전압과 제2 전압이 입력될 수 있는데, 이는 상기 제1 시정수와 상기 제2 시정수의 차이로 인해 원본파형(SIN)의 신호가 지연되기 때문이다.
상기 제1 전압 비교기(U1)는 상기 제1 전압과 상기 제2 전압의 크기를 비교하여 두 전압 간의 크기 차이만큼의 값을 6번 핀으로 출력할 수 있다. 이로써, 상기 제1 전압 비교기(U1)는 도 4와 같은 제1 정현파형(410)을 생성할 수 있다.
상기 제1 전압 비교기(U1)는 INA123/BB 칩으로 구현될 수 있다.
상기 제2 정현파형 생성부(320)는 제3 저항(R8)과 제3 커패시터(C3)를 포함한다. 상기 제3 저항(R8)과 상기 제3 커패시터(C3)에는 제3 시정수가 설정될 수 있다.
또한, 상기 제2 정현파형 생성부(320)는 제4 저항(VR2 + R10)과 제4 커패시터(C4)를 포함한다. 상기 제4 저항(VR2 + R10)과 상기 제4 커패시터(C4)에는 상기 제3 시정수와 다른 제4 시정수가 설정될 수 있다.
여기서, 상기 제4 저항은 저항값을 조절하여 특정 대역의 추출이 가능하도록 하는 가변저항(VR2)과 고정된 저항값을 가지는 고정저항(R10)으로 구성될 수 있으며, 또 달리 상기 제1 내지 제3 저항과 마찬가지로 100K옴의 저항값을 가지는 고정 저항 하나로 구성될 수도 있다. 참고로, 상기 가변저항(VR2)의 저항값이 작아지면 고역 추출이 강해질 수 있다.
또한, 상기 제2 정현파형 생성부(320)는 제2 전압 비교기(U2)를 포함한다. 상기 제2 전압 비교기(U2)의 2번 핀과 3번 핀에는 서로 다른 전압 크기를 가지는 제3 전압과 제4 전압이 입력될 수 있는데, 이는 상기 제3 시정수와 상기 제4 시정수의 차이에 따라 상기 원본파형(SIN)의 신호 지연이 야기되기 때문이다.
상기 제2 전압 비교기(U2)는 상기 제3 전압과 상기 제4 전압의 크기를 비교하여 두 전압 간의 크기 차이만큼의 값을 6번 핀으로 출력할 수 있다. 이로써, 상기 제2 전압 비교기(U2)는 도 4와 같은 제2 정현파형(420)을 생성할 수 있다.
상기 제2 전압 비교기(U2)는 상기 제1 전압 비교기(U1)과 마찬가지로 INA128/BB 칩으로 구현될 수 있다.
상기 디텍트 파형 추출부(330)는 상기 제1 전압 비교기(U1)의 출력값과 상기 제2 전압 비교기(U2)의 출력값을 각각 3번 핀과 2번 핀을 통해 입력 받아, 두 출력값을 비교할 수 있다.
즉, 상기 디텍트 파형 추출부(330)는 도 4와 같은 제1 정현파형(410)과 제2 정현파형(420)을 입력으로 받아, 두 정현파형(410, 420)의 전압 크기를 비교할 수 있다. 여기서, 상기 제1 정현파형(410)과 상기 제2 정현파형(420) 간에는 도 4에 도시된 바와 같이 위상 차이가 발생하게 되며, 이로 인해 전압 차이가 발생하게 된다. 이에 따라, 상기 디텍트 파형 추출부(330)는 상기 비교 결과에 따라 온/오프 신호를 1번 핀으로 출력하여 도 4와 같은 디텍트 파형(430)을 추출할 수 있다.
이때, 상기 디텍트 파형 추출부(330)는 상기 비교 결과, 상기 제1 전압 비교기(U1)의 출력값이 상기 제2 전압 비교기(U2)의 출력값보다 큰 경우 온 신호를 출력하는 반면, 상기 제1 전압 비교기(U1)의 출력값이 상기 제2 전압 비교기(U2)의 출력값보다 작거나 같은 경우 오프 신호를 출력할 수 있다.
한편, 상기 제1 전압 비교기(U1)의 6번 핀과 상기 디텍트 파형 추출부(330)의 3번 핀 사이에는 하나의 가변저항(VR1)이 배치되어 있는데, 상기 가변저항(VR1)의 저항값이 커지면 잡음 커트(cut)가 강해지고, 고역의 파형이 무시될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단계(510)에서 상기 진동 측정 장치는 측정 대상물의 가속도를 센싱하여 상기 측정 대상물의 진동을 측정한다.
다음으로, 단계(520)에서 상기 진동 측정 장치는 상기 측정된 진동의 원본파형을 이용하여 상기 원본파형과 위상이 다른 제1 정현파형을 생성한다.
이때, 상기 진동 측정 장치는 시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제1 전압 및 제2 전압을 입력 받아 전압 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 정현파형을 생성할 수 있다.
다음으로, 단계(530)에서 상기 진동 측정 장치는 상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하여 디텍트 파형을 추출한다.
이때, 상기 진동 측정 장치는 상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따른 온/오프 신호에 의해 상 기 디텍트 파형을 추출할 수 있다.
다음으로, 단계(540)에서 상기 진동 측정 장치는 상기 추출된 디텍트 파형을 이용하여 상기 측정된 진동에 대한 주파수를 디텍팅한다.
다음으로, 단계(550)에서 상기 진동 측정 장치는 상기 측정된 진동 및 상기 디텍팅된 주파수를 화면에 표시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 단계(610)에서 상기 진동 측정 장치는 측정 대상물의 가속도를 센싱하여 상기 측정 대상물의 진동을 측정한다.
다음으로, 단계(620)에서 상기 진동 측정 장치는 상기 측정된 진동의 원본파형을 이용하여 서로 다른 위상을 가지는 제1 정현파형 및 제2 정현파형을 생성한다.
이때, 상기 진동 측정 장치는 시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제1 전압 및 제2 전압을 입력 받아 전압 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 정현파형을 생성할 수 있다.
또한, 상기 진동 측정 장치는 시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제3 전압 및 제4 전압을 입력 받아 전압 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제2 정현파형을 생성할 수 있다.
다음으로, 단계(630)에서 상기 진동 측정 장치는 상기 제1 정현파형과 상기 제2 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하여 디텍트 파형을 추출한다.
이때, 상기 진동 측정 장치는 상기 제1 정현파형과 상기 제2 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따른 온/오프 신호에 의해 상기 디텍트 파형을 추출할 수 있다.
다음으로, 단계(640)에서 상기 진동 측정 장치는 상기 추출된 디텍트 파형을 이용하여 상기 측정된 진동에 대한 주파수를 디텍팅한다.
다음으로, 단계(650)에서 상기 진동 측정 장치는 상기 측정된 진동 및 상기 디텍팅된 주파수를 화면에 표시한다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의하면, 진동에 대한 주파수 디텍팅 기능을 간단한 회로로 구현함으로써, 진동 측정 장치 자체적으로 진동에 대한 주파수를 검출할 수 있으며, 주파수 검출에 따른 비용을 절감할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 기존과 같이 진동에 대한 주파수를 검출하기 위해 진동 측정 장치에 주파수 분석기를 연결해야 할 필요가 없으므로, 진동 측정 장치와 함께 주파수 분석기를 항상 같이 소지하고 다녀야 하는 번거로움을 해소할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 주파수 디텍팅부를 상세히 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 주파수 디텍팅 기능을 구현한 회로의 일례를 도시한 예시도이다.
도 4는 도 3의 회로에 대한 출력 파형을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치의 동작 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 진동 측정부
120: 주파수 디텍팅부
130: 디스플레이부
140: 제어부
210, 310: 제1 정현파형 생성부
220, 320: 제2 정현파형 생성부
230, 330: 디텍트 파형 추출부

Claims (10)

  1. 측정 대상물의 가속도를 센싱하여 상기 측정 대상물의 진동을 측정하는 진동 측정부;
    상기 진동 측정부에 의해 측정된 진동의 원본파형을 이용하여 상기 원본파형과 위상이 다른 제1 정현파형을 생성하고, 상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하여 디텍트 파형을 추출하며, 상기 디텍트 파형을 이용하여 상기 진동에 대한 주파수를 디텍팅하는 주파수 디텍팅부; 및
    상기 진동 측정부에 의해 측정된 진동, 및 상기 주파수 디텍팅부에 의해 디텍팅된 주파수를 화면에 표시하는 디스플레이부
    를 포함하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동 측정부는
    가속도 센서를 이용하여 상기 측정 대상물의 진동 크기, 진동 가속도, 진동 속도, 또는 진동 변위 중 적어도 하나를 측정하는 것을 특징으로 하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 디텍팅부는
    시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제1 전압 및 제2 전압을 입력 받아 전압 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제1 정현파형을 생성하는 제1 정현파형 생성부; 및
    상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따른 온/오프 신호에 의해 상기 디텍트 파형을 추출하는 디텍트 파형 추출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 정현파형 생성부는
    제1 시정수로 설정되는 제1 저항 및 제1 커패시터;
    상기 제1 시정수와 다른 제2 시정수로 설정되는 제2 저항 및 제2 커패시터; 및
    상기 제1 시정수와 상기 제2 시정수의 차이에 따른 상기 원본파형의 신호 지연에 의해, 서로 다른 전압 크기를 가지는 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압을 입력 받고, 상기 제1 전압 및 상기 제2 전압의 크기 비교를 통해 제1 전압 차이값을 출력하여 상기 제1 정현파형을 생성하는 제1 전압 비교기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제3 전압 및 제4 전압을 입력 받아 전압 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제2 정현파형을 생성하는 제2 정현파형 생성부
    를 더 포함하고,
    상기 디텍트 파형 추출부는
    상기 제1 정현파형과 상기 제2 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따른 온/오프 신호에 의해 상기 디텍트 파형을 추출하는 것을 특징으로 하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 정현파형 생성부는
    제3 시정수로 설정되는 제3 저항 및 제3 커패시터;
    상기 제3 시정수와 다른 제4 시정수로 설정되는 제4 저항 및 제4 커패시터; 및
    상기 제3 시정수와 상기 제4 시정수의 차이에 따른 상기 원본파형의 신호 지연에 의해, 서로 다른 전압 크기를 가지는 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압을 입력 받고, 상기 제3 전압 및 상기 제4 전압의 크기 비교를 통해 제2 전압 차이값을 출력하여 상기 제2 정현파형을 생성하는 제2 전압 비교기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제4 저항은
    저항값을 조절하여 특정 대역의 추출이 가능하도록 하는 가변저항; 및
    고정된 저항값을 가지는 고정저항
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치.
  8. 측정 대상물의 가속도를 센싱하여 상기 측정 대상물의 진동을 측정하는 단계;
    상기 측정된 진동의 원본파형을 이용하여 상기 원본파형과 위상이 다른 제1 정현파형을 생성하는 단계;
    상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하여 디텍트 파형을 추출하는 단계;
    상기 디텍트 파형을 이용하여 상기 진동에 대한 주파수를 디텍팅하는 단계; 및
    상기 측정된 진동 및 상기 디텍팅된 주파수를 화면에 표시하는 단계
    를 포함하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치의 동작 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    제1 정현파형을 생성하는 단계는
    시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제1 전압 및 제2 전압을 입력 받아 전압 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따라 상기 제1 정현파형을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 디텍트 파형을 추출하는 단계는
    상기 원본파형과 상기 제1 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따른 온/오프 신호에 의해 상기 디텍트 파형을 추출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치의 동작 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    시정수의 차이에 의해 서로 다른 전압 크기를 가지는 제3 전압 및 제4 전압을 입력 받아 전압 크기를 비교하고, 상기 비교 결과에 따라 상기 제2 정현파형을 생성하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 디텍트 파형을 추출하는 단계는
    상기 제1 정현파형과 상기 제2 정현파형의 위상차에 의한 전압의 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 따른 온/오프 신호에 의해 상기 디텍트 파형을 추출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 디텍팅 기능을 구비한 진동 측정 장치의 동작 방법.
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