KR20150082922A - 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템 및 그 방법 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물 - Google Patents

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Abstract

진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템은, 장비 또는 시설물이 있는 영역에 배치되는 음향 카메라; 장비 또는 시설물의 진동을 감지하도록 장비 또는 시설물에 배치되는 진동센서; 및 음향 카메라 및 진동센서 중 적어도 어느 하나로부터 장비 또는 시설물의 이상유무를 파악할 수 있는 데이터들을 수집하는 리모트서버를 포함한다.

Description

진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템 및 그 방법 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물{SOUND QUALITY CAMERA MONITORING SYSTEM USING VIBRATION SENSOR AND METHOD THEREOF, AND SHIP OR OCEAN CONSTRUCTION INCLUDING THE SAME}
본 발명은 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템 및 그 방법 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음향 카메라를 이용하여 선박 또는 해양구조물의 시설 또는 장비의 이상유무를 감시하는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템 및 그 방법 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물에 관한 것이다.
세계적인 자원개발 기술의 발달과 해양자원의 중요성의 인식으로 인해 해양플랜트 분야의 지속적인 발전이 이루어져왔다. 육상에서만 이루어졌던 에너지 자원의 시추작업이 점차 해안으로, 해안에서 해양으로, 그리고 깊은 심해지역까지 실현 가능하게 되면서 많은 시추 장비들이 새롭게 개발되어 왔다.
이러한 해양자원의 개발을 위해서, 시추드릴이 승강가능하게 탑재된 특수선박 또는 해양구조물이 개발되어 왔다. 이들 중 시추선(Drillship)은 현재 해양시추에 반드시 필요한 시추용 리그선 중 하나로 굳건히 자리잡게 되었다.
또한 빙하지역에서 시추가 가능한 쇄빙선과 같은 특수한 목적의 시추선의 개발이 이어지는 등 시추선의 역할이 점차 중요시 되면서 추가적인 특수 기능을 겸비한 시추선의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
시추선은 일반적인 선박과 달리, 탐색 및 시추 장비가 탑재되어 있어 자원의 매장 가능성이 높은 대륙붕이나 심해저를 탐색하고, 바다 밑바닥을 뚫어 그 지역에 매장된 광물이나 원유 등을 채굴할 수 있는 특수 선박이다.
최근의 시추선은 바닥 깊은 지역의 원유, 천연 가스, 가스 하이드 레이트 등과 같은 에너지 자원을 개발할 수 있는 첨단의 시추 장비를 탑재했을 뿐만 아니라, 일반적인 선박과 같이 자체의 동력으로 항해를 할 수 있는 소위 드릴 쉽(drill ship)으로 개발되어 있다.
이러한 시추선은, 시추를 위한 드릴파이프가 탑재된다. 드릴파이프는 하단부에 결합된 드릴비트와 유동성 머드를 이용하여 해저지반에 대한 드릴링작업을 수행할 수 있다.
이때, 드릴파이프는, 시추 시에 드릴링 작업으로 인한 충격을 받게 되며 진동이 일어난다.
이러한 드릴파이프가 정상적으로 작동되고 있는지, 혹은 고장이 일어날 징후가 있는지 감시하기 위해서 드릴파이프의 인근에는 드릴파이프의 작동영역에 대한 음향을 수집하여 드릴파이프의 작동상태를 감시하는 음향카메라가 설치될 수 있다.
그러나, 드릴파이프와 같이 소음을 발생시킬 수 있는 장비 또는 시설에 대한 기존의 전술한 바와 같은 음향카메라에 의한 감시시스템은, 장비 또는 시설이 있는 작업영역의 음향을 수집하여 장비 또는 시설의 이상유무를 파악할 뿐이므로, 장비 또는 시설의 이상유무의 감시에 대해서는 한계가 있었다.
대한민국 특허출원 제10-2009-53780호
본 발명의 일 실시 예는, 선박 또는 해양구조물의 탑재되는 장비 또는 시설물에 진동센서를 부착하여 장비 또는 시설물의 진동을 수집하며, 장비 또는 시설물이 배치되는 영역의 음향을 수집하여 진동과 음향의 복합적인 요소에 의해서 장비 또는 시설물의 이상유무를 감시함으로써 장비 또는 시설물의 이상유무의 감시에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템 및 그 방법 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 장비 또는 시설물이 있는 영역에 배치되는 음향 카메라; 상기 장비 또는 시설물의 진동을 감지하도록 상기 장비 또는 시설물에 배치되는 진동센서; 및 상기 음향 카메라 및 상기 진동센서 중 적어도 어느 하나로부터 상기 장비 또는 시설물의 이상유무를 파악할 수 있는 데이터들을 수집하는 리모트서버를 포함하는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템이 제공될 수 있다.
상기 음향 카메라는, 압력변동 또는 사운드 밀도와 연결되는 음향신호를 수집할 수 있도록 마련되며, 상기 진동센서는, 가속도, 속도, 또는 변위 값을 추출할 수 있도록 마련될 수 있다.
상기 음향 카메라와 상기 진동센서로부터 수집되는 데이터들을 기초로 상기 장비 또는 시설의 유무를 감시하도록 상기 리모트서버에 연결되는 중앙통제서버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 리모트서버가 음향 카메라 및 진동센서로부터 복수의 장비 또는 시설물의 이상유무를 감지하는 데이터들을 수집하는 단계; 상기 리모트서버가 상기 음향 카메라 및 상기 진동센서 중 적어도 어느 하나로부터 수집한 상기 데이터들을 기초로 이상이 있는 장비 또는 시설물을 파악하는 단계; 및 상기 리모트서버가 상기 복수의 장비 또는 시설물에 대한 이상요소의 데이터 베이스를 이용하여 장비 또는 시설물의 이상 요소를 확인하는 단계를 포함하는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링방법이 제공될 수 있다.
상기 리모트서버는 상기 음향 카메라로부터 압력변동 또는 사운드 밀도와 연결되는 음향신호를 수집하며, 상기 진동센서로부터 가속도, 속도, 또는 변위 값을 수집할 수 있다.
상기 리모트서버와 연결되는 중앙통제서버가 상기 복수의 장비 또는 시설물의 이상요소에 대한 문제해결의 실적 데이터를 이용하여 문제해결방안을 마련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템을 포함하는 선박 또는 해양구조물이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 선박 또는 해양구조물의 탑재되는 장비 또는 시설물에 진동센서를 부착하여 장비 또는 시설물의 진동을 수집하며, 장비 또는 시설물이 배치되는 영역의 음향을 수집하여 진동과 음향의 복합적인 요소에 의해서 장비 또는 시설물의 이상유무를 감시함으로써 장비 또는 시설물의 이상유무의 감시에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템 및 그 방법 및 이를 포함하는 선박 또는 해양구조물을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 특정 실시 예들에 의해 본 발명의 다양한 실시 예들을 설명한다. 후술되는 본 발명의 실시 예들에 차이는 상호 배타적이지 않은 사항으로 이해되어야 한다. 즉 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 일 실시 예에 관련하여 다른 실시 예로 구현될 수 있으며, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템은, 장비 또는 시설물이 있는 영역에 배치되는 음향 카메라(100)와, 장비 또는 시설물의 진동을 감지하도록 장비 또는 시설물에 배치되는 진동센서(105)와, 음향 카메라(100) 및 진동센서(105) 중 적어도 어느 하나로부터 장비 또는 시설물의 이상유무를 파악할 수 있는 데이터들을 수집하는 리모트서버(110)를 포함한다.
이러한 본 실시 예에 따르면, 주요장비 또는 시설물이 배치되는 영역의 음향을 음향카메라에 의해 감시할 수 있으며, 주요장비 또는 시설물에 진동센서(105)를 설치하여 장비와 시설물로부터 발생되는 진동 값에 의해 장비와 시설물을 감시할 수 있다.
즉 선박 또는 해양구조물의 탑재되는 장비 또는 시설물에 진동센서(105)를 부착하여 장비 또는 시설물의 진동을 수집하며, 장비 또는 시설물이 배치되는 영역의 음향을 수집하여 진동과 음향의 복합적인 요소에 의해서 장비 또는 시설물의 이상유무를 감시함으로써 장비 또는 시설물의 이상유무의 감시에 대한 정확도를 향상시킬 수 있다.
이러한 음향 카메라(100)와 진동센서(105)로부터 진동 값과 음향감시는 리모트서버(110)에 의해 수행된다.
이러한 리모트서버(110)는, 음향 카메라(100)에 의해 주요장비 또는 시설물이 배치된 공간에서 발생되는 음향을 수집하여, 장비 또는 시설물의 이상유무에 대한 기존의 음향 데이터 베이스와 비교하여 장비 또는 시설물의 이상유무가 있는지 확인할 수 있다.
또한, 리모트서버(110)는, 진동센서(105)로부터 장비 또는 시설물의 진동 값을 수집하여 기존의 진동 데이터 베이스와 비교하여 장비 또는 시설물의 이상유무가 있는지 확인할 수 있다.
리모트서버(110)는, 음향 카메라(100)와 진동센서(105)를 이용하여 실시간으로 주요장비 또는 시설물에 대한 이상유무를 감시할 수 있다.
이러한 리모트서버(110)는, 후술되는 중앙통제서버(120)와 연결되는 원격의 서버로서, 중앙통제서버(120)와 통신하여 음향 또는 진동에 대한 기존의 데이터 베이스를 이용할 수 있으며, 자체적으로 저장된 데이터 베이스를 사용할 수도 있다.
이때, 리모트서버(110)와 중앙통제서버(120)는 유무선으로 통신이 가능하다.
한편 본 실시 예에 따른 음향 카메라(100)는, 압력변동 또는 사운드 밀도와 연관되는 음향신호를 수집할 수 있도록 마련되며, 진동센서(105)는, 가속도, 속도, 또는 변위 값을 추출할 수 있도록 마련될 수 있다.
음향 카메라(100)는, 장비 또는 시설물의 진동으로부터 발생되는 음파를 수집하는데, 이러한 음파는 공기의 압력변동과 사운드 밀도에 관계되는 데이터들을 제공할 수 있다.
리모트서버(110)는, 음향 카메라(100)에 수집되는 음파로부터 장비 또는 시설물의 이상과 관계되는 공기의 압력변동과 사운드 밀도 값들을 추출하여 장비 또는 시설물의 이상과 관계되는 알람을 중앙통제서버(120)에 제공할 수 있다.
본 실시 예에 따른 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템은, 음향 카메라(100)와 진동센서(105)로부터 수집되는 데이터들을 기초로 장비 또는 시설의 유무를 감시하도록 리모트서버(110)에 연결되는 중앙통제서버(120)를 더 포함할 수 있다.
이러한 중앙통제서버(120)는, 주로 선박 또는 해양구조물의 중앙통제센터를 운용하기 위한 서버로서, 리모트서버(110)로부터 장비 또는 시설물의 이상과 관계되는 신호가 전달되면, 감시자에게 알람을 제공할 수 있다.
또한, 중앙통제서버(120)는, 리모트서버(110)와 연결되어 장비 또는 시설물의 이상에 대한 축적된 해결방안에 대한 데이터 베이스를 참조하여 자동으로 장비 또는 시설물의 오토 셧다운 또는 비상환기와 같은 자동제어를 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 감시자에게 해결방안을 자동으로 제공할 수 있으며, 감시자는 이를 이용하여 장비 또는 시설물의 이상에 대처할 수 있다.
이하에서는, 전술한 진동센서(105)를 적용한 음향 카메라(100) 모니터링시스템의 모니터링방법에 대해서 설명한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링방법은, 리모트서버(110)가 음향 카메라(100) 및 진동센서(105)로부터 복수의 장비 또는 시설물의 이상유무를 감지하는 데이터들을 수집하는 단계와, 리모트서버(110)가 음향 카메라(100) 및 진동센서(105) 중 적어도 어느 하나로부터 수집한 데이터들을 기초로 이상이 있는 장비 또는 시설물을 파악하는 단계와, 리모트서버(110)가 복수의 장비 또는 시설물에 대한 이상요소의 데이터 베이스를 이용하여 장비 또는 시설물의 이상 요소를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
이를 위해, 본 실시 예에 따른 리모트서버(110)는 음향 카메라(100)로부터 압력변동 또는 사운드 밀도와 연결되는 음향신호를 수집하며, 진동센서(105)로부터 가속도, 속도, 또는 변위 값을 수집할 수 있다.
이러한 리모트서버(110)는, 음향 카메라(100)와 진동센서(105)로부터 제공되는 신호를 가공하여, 전술한 바와 같은 데이터 값들을 추출하며, 기존의 데이터베이스와 상호 비교하여 장비 또는 시설물의 이상유무를 확인하며, 이상이 있는 경우에 중앙통제서버(120)와 주변 영역에 알람을 제공할 수 있으며, 비상 시에는 기존의 해결방안에 대한 데이터베이스를 참조하여, 비상상황을 해결할 수 있는 자동제어를 수행할 수 있다.
물론, 리모트서버(110)는 전술한 바와 같이 중앙통제서버(120)에 연결되어 있으므로, 중앙통제서버(120)의 지시를 따르도록 설정될 수 있으며, 감시자의 지시에 의해 자동제어를 수행하도록 설정될 수 있다.
이러한 자동제어로는, 여러 가지가 포함될 수 있는 데, 전술한 바와 같이 셧다운, 비상환기, 밸브차단, 알람 등이 있을 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링방법은, 리모트서버(110)와 연결되는 중앙통제서버(120)가 복수의 장비 또는 시설물의 이상요소에 대한 문제해결의 실적 데이터를 이용하여 문제해결방안을 마련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때 중앙통제서버(120)는, 리모트서버(110)로부터 장비 또는 시설물에 대한 이상유무를 확인한 후, 리모트서버(110)를 이용하여 장비 또는 시설물의 이상을 해결할 수 있는 자동조치를 하거나 또는 수동조치를 취하도록 감시자에게 알람과 해결방안을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 선박 또는 해양구조물은, 전술한 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템을 포함할 수 있다. 이러한 선박 또는 해양구조물로는, 여러 가지가 있을 수 있다.
일 예로, 연안의 해양시설물, 접근 및 평가가 어려운 수중 해양시스템, 또는 드릴 및 라이저 파이프를 포함하는 시추선 등에 전술한 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템의 적용이 가능하다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 이를 기초로 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다 할 것이다.
100: 음향 카메라
105: 진동센서
110: 리모트서버
120: 중앙통제서버

Claims (7)

  1. 장비 또는 시설물이 있는 영역에 배치되는 음향 카메라;
    상기 장비 또는 시설물의 진동을 감지하도록 상기 장비 또는 시설물에 배치되는 진동센서; 및
    상기 음향 카메라 및 상기 진동센서 중 적어도 어느 하나로부터 상기 장비 또는 시설물의 이상유무를 파악할 수 있는 데이터들을 수집하는 리모트서버를 포함하는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 음향 카메라는, 압력변동 또는 사운드 밀도와 연결되는 음향신호를 수집할 수 있도록 마련되며,
    상기 진동센서는, 가속도, 속도, 또는 변위 값을 추출할 수 있도록 마련되는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 음향 카메라와 상기 진동센서로부터 수집되는 데이터들을 기초로 상기 장비 또는 시설의 유무를 감시하도록 상기 리모트서버에 연결되는 중앙통제서버를 더 포함하는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템.
  4. 리모트서버가 음향 카메라 및 진동센서로부터 복수의 장비 또는 시설물의 이상유무를 감지하는 데이터들을 수집하는 단계;
    상기 리모트서버가 상기 음향 카메라 및 상기 진동센서 중 적어도 어느 하나로부터 수집한 상기 데이터들을 기초로 이상이 있는 장비 또는 시설물을 파악하는 단계; 및
    상기 리모트서버가 상기 복수의 장비 또는 시설물에 대한 이상요소의 데이터 베이스를 이용하여 장비 또는 시설물의 이상 요소를 확인하는 단계를 포함하는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 리모트서버는 상기 음향 카메라로부터 압력변동 또는 사운드 밀도와 연결되는 음향신호를 수집하며, 상기 진동센서로부터 가속도, 속도, 또는 변위 값을 수집하는 적용한 음향 카메라 모니터링방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 리모트서버와 연결되는 중앙통제서버가 상기 복수의 장비 또는 시설물의 이상요소에 대한 문제해결의 실적 데이터를 이용하여 문제해결방안을 마련하는 단계를 더 포함하는 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링방법.
  7. 상기 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 따른 상기 진동센서를 적용한 음향 카메라 모니터링시스템을 포함하는 선박 또는 해양구조물.
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