KR20150123246A - 계장화 댐퍼 및 그런 댐퍼를 포함하는 성능 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 댐퍼를 제안하며, 상기 댐퍼는 길이 방향 축 (XX') 주위로 대칭적인 외부 전기자 (100), 상기 외부 전기자 내부에 부분적으로 배치된 내부 전기자 (200) 그리고 댐핑된 방식으로 상기 내부 전기자와 외부 전기자를 같이 연결하는 진동 흡수기 (300)를 포함한다. 상기 댐퍼는: - 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행하며, 상기 전기자들 중 하나에 캔틸레버 (cantilever) 방식으로 고정되며, 그리고 자기 쌍극자 (410)가 제공된 암 (400); - 다른 전기자에 고착되며 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행한 상기 쌍극자에 대면하도록 배치되며 그리고 미리 정해진 간극 (e)만큼 상기 쌍극자로부터 떨어진 적어도 하나의 3D 홀-효과 자기 센서 (500); - 상기 진동 흡수기와 열 접촉하도록 배치된 적어도 하나의 온도 센서 (600); - 상기 진동 흡수기가 경함하는 압력들 또는 부하들을 나타내는 데이터를 생성하기 위한 방식으로 배치된 적어도 하나의 힘 센서 (700); - 상기 센서들에 의해서 생성된 데이터의 트랜스미터 (800); - 전기 파워 서플라이 (900)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 계장화 댐퍼 (instrumented damper)및 그런 댐퍼를 포함하는 성능 모니터링 시스템에 관한 것이다.
더 상세하게는, 본 발명은 서비스에 있어서 댐퍼의 동작 성능 레벨들을 모니터하는 것을 가능하게 하는 기기가 계장화 댐퍼에 관한 것이다.
그런 댐퍼는, 유지 보수 운영들을 용이하게 하기 위해서, 랜드 (land)들, 변위들, 속도 및 온도와 같은 물리적인 양들을 모니터링함에 의해서 서비스에 있어서의 동작 성능 레벨들을 모니터링하는 것을 필요로 하는 댐핑 수단에 의해서 기능이 보장된 애플리케이션들 (댐퍼들, 현가 장치들, 링크 부재들)에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 철도 산업에서 트럭들의 완충기들이나 현가 장치들, 오일 분야 탐사의 분야에서 플랫폼 지원들 또는 풍력 터빈들에서 사용되는 시스템들, 또는 헬리콥터 회전익 드래그 댐퍼 (rotor drag damper)들.
더 상세하게는, 본 발명은 점성과 탄성을 함께 지닌 댐퍼들, 즉, 상기 댐핑 수단이 탄성 중합체 (elastomer) 요소들을 포함하는 댐퍼들에 특히 적합하다.
아래에서의 설명에서, 추구되는 보호 범위에 관한 제한을 구성하지 않으면서, 헬리콥터 회전익 드래그 탬퍼들로서의 애플리케이션만이 설명된다.
상기 헬리콥터 회전익 드래그 댐퍼들은 상기 회전익의 안정성을 보장하기 위해서 필요한 시스템들이다. 예를 들면, 그라운드의 공진의 위험들을 제한하면서도, 헬리콥터의 올바른 동작을 보장하기 위해서 댐핑의 관점들에서의 강성 (stiffness) 및 동작 성능 레벨들이 보장되어야만 한다. 그런 기기들은 US 3,758,230, FR 2592696 및 FR 2 818 717의 특허들에서 설명된다.
서비스에 있어서, 댐퍼들, 그리고 특히 드래그 댐퍼들은 (강성 및 댐핑의 면들에서 정의된) 자신들의 동작 성능 레벨들의 저하의 결과로 점진적으로 귀결하는 정적인 그리고 동적인 부하들을 겪기 쉽다.
서비스에 있어서 댐퍼들의 성능 레벨들을 모니터링하기 위한 한 가지 가능한 솔루션은 테스트 벤치 상에서의 그 댐퍼들의 강성 및 댐핑들을 규칙적으로 측정하는 것일 수 있다. 그러나, 이런 운영은 상기 댐퍼들을 탈착하고 다시 조립할 것을 필요로 하며, 이는 그 댐퍼들이 장착될 기기 (트럭들, 오일 플랫폼들, 풍력 터빈들, 헬리콥터들 등)의 운영의 강제 사항들과는 맞지 않는다
그러므로 유지 보수 모니터링은 댐퍼들을 탈착하지 않고 일반적으로 수행되며 그리고 드래그 댐퍼들의 건강 상태를 평가하기 위해서 그 드래그 댐퍼들에 대해 규칙적으로 시각적인 검사만을 수행할 뿐이다. 시각적인 결함들이 없다는 것은 그 부분이 여전히 동작 특성들을 구비한다는 표시로서 해석되지만, 반면에 탄성 중합체의 표면 크래킹 (cracking)과 같은 피로의 표시들의 모습은 운영에 있어서의 고장의 위험을 제거하기 위해서 그 댐퍼들을 제거하고 그리고 새로운 부품들을 설치하는 것으로 이끄는 경보 기준으로 간주된다. 많은 경우들에서, 이것은 요구사항들을 여전히 따를 수 있을 동작 성능 레벨들을 가진 제품들을 폐기하는 결과로 이끈다.
이런 시각적인 유지 보수 모니터링에 병행하여, 여러 절차들은 미리 정해진 비행 시간 이후에 댐퍼들을 자동적으로 교체하는 것을 제공한다. 현대의 댐퍼들의 제조 품질이 주어지면, 이런 절차들은 요구사항들을 여전히 따를 수 있을 동작 성능 레벨들을 가진 제품들을 폐기하는 결과로 또한 이끈다.
상기 시각적인 유지 보수 모니터링은 댐퍼의 상태에 대한 정성적인 검사일 뿐이지만, 이것은 그라운드 상에서 드래그 댐퍼를 사용하는 동안에, 비행 이전의 체크들 동안에 (거의 정적인 기계적 스트레스들임), 그리고 비행에서 그 댐퍼를 사용하는 동안에 (이륙, 비행, 랜딩; 동적인 기계적 스트레스들), 그 드래그 댐퍼에 인가되었던 기계적인 스트레스들을 아는 것을 가능하게 하지는 않는다.
특정 헬리콥터 제어기들에 기기들을 장착하여, 이런 제어기들을 통해서 통과하는 부하의 측정 및 전달 그리고 획득을 확실하도록 하는 것을 가능하게 하는 것이 이미 제안되었다. 예를 들면, 특허 US 7 719 416은 헬리콥터의 피치 제어를 통해서 지나가는 부하의 측정치들을 획득하고 전송하기 위한 용도의 기기를 설명한다. 이 실시예는 자동적인 에너지 방식 (energy-wise)이며 기록된 데이터를 전송하기 위해 기지국과 통신하는 내장된 측정 시스템의, 헬리콥터 파트에서의 피치 제어의 집성을 설명한다. 상기 데이터는 이 헬리콥터 피치 제어에 인가된 부하들의 측정치로 실질적으로 구성되며, 이 구조적인 파트에 누적된 손상의 상태를 또는 그 구조적 파트의 잔여의 잠재적인 수명을, 이 구조적인 파트에 의해 견디는 부하들에 의해서 유도된 손상의 총합을 분석하는 것을 통해서 계량화하는데 소용이 될 수 있다.
그러나, 부하들의 총합에 의존하는 그런 분석은 수력 (hydraulic) 댐퍼 (즉, 그 댐퍼의 진동 흡수 요소가 액체 또는 유체로 구성됨)의, 탄성 중합체 댐퍼 (즉, 그 댐퍼의 흡수 요소가 탄성 중합체로 구성됨)의, 또는 탄성-수력 댐퍼 (즉, 그 댐퍼의 진동 흡수 요소가 액체 및 탄성 중합체의 조합으로 구성됨)의 피로 또는 저하의 상태를 정확하게 예측하는 것을 가능하게 하지는 않는다. 실제로는, 진동 흡수 요소들, 특히 탄성 중합체 물질을 포함하는 진동 흡수 요소들의 피로 행동의 법칙들은 부하들을 기반으로 하는 손상의 총합만이 아니라 그 스트레스들의, 특히 인가된 변위들의 시퀀스의 전체 이력에 또한 의존한다.
FR 2 867 152 및 FR 2 961 333의 특허들은 동적인 동작에 있어서 상기 회전익의 드래그 주파수에서 상기 댐퍼를 형성하는 두 프레임들의 상대적인 변위만을 분석하여 댐퍼의 동작을 평가하는 것을 가능하게 하는 방법론을 설명하며, 이는 상기 댐퍼의 탈착을 필요로 하지 않는다.
그러나, FR 2 867 152 및 FR 2 961 333의 특허들 중 어느 것도, 그 특허들이 설명하는 방법을 구현할 수 있으며 그리고 그 두 프레임들의 상대적인 변위를 측정한 것을 평가할 수 있는 기기를 설명하지 않는다. 더욱이, 상기 두 프레임들의 상대적인 변위를 단일하게 측정하는 것은 프로그램에 의한 유지 보수를 트리거하기 위해 저하의 표시들을 조기에 탐지하기 위해서 필요한 신뢰성을 보장하는 것을 가능하게 하지 않는다.
그래서, 본 발명은 프로그램에 의한 유지 보수를 트리거 하기 위해 저하의 표시들을 조기에 탐지하는 것을 가능하게 하는 신뢰할 수 있는 유지 보수 모니터링을 보장하는 것을 가능하게 하며, 그러면서도 그 모니터링 시스템의 크기를 제한하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 댐퍼를 형성하는 두 프레임들의 상대적인 변위들을 정밀하게 측정하고, 그리고 댐퍼 안의 내부 공간의 경계를 한정하며, 그리고, 그 사용 동안에 댐퍼가 받는 부하 (load)들 및 온도들의 측정을 가능하게 하는 계장화 댐퍼를 제안한다. 변위 센서, 부하 센서 및 온도 센서가 상기 댐퍼의 내부 공간 내의 중공 (hollow) 프레임들 내부에 배치된다.
제안된 본 발명은 동작 성능 레벨들을 모니터링하는 것을 보장하며 그래서 댐퍼 유지 보수 운영에 있어서 진단 절차를 용이하게 하는 것을 가능하게 한다. 제안된 기기는 드래그 탬퍼들의 경우에 비행 범위 (flight range)를 한정하는 것에 기여하는 본질적인 데이터 (부하들 및 변형들)를 초기의 운항 중의 테스트 동안에 평가하는 것을 가능하게 한다.
이 목적을 위해서, 본 발명의 주체는 진동 댐퍼로서:
- 길이 방향 축 (XX')에 대해 대칭적이며, 그리고 하나의 말단에서 폐쇄된 제1 중공 (hollow) 원통형 프레임;
- 상기 길이 방향 축 (XX')에 대해 대칭적이며 그리고 상기 제1 프레임 내에 부분적으로 배치된 제2 프레임;
- 상기 제1 프레임 및 제2 프레임을 기계적으로 같이 연결하는 진동 흡수 요소;
- 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행하며, 상기 제1 프레임 또는 제2 프레임 중 단 하나에 캔틸레버 방식 (cantilever-fashion) 방식으로 고정되며, 그리고 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행한 북-남 방향의 자기 쌍극자가 제공된 암 (arm);
- 상기 자기 쌍극자가 제공된 상기 암을 지탱하지 않는 프레임에 고착된 적어도 하나의 3D 홀-효과 자기 센서로서, 상기 3D 홀-효과 자기 센서는 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행한 상기 쌍극자에 대면하도록 배치되며 그리고 미리 정해진 공기 간극만큼 상기 쌍극자로부터 떨어지며, 상기 센서는 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행한 상기 두 프레임들의 상대적인 변위에 관한 데이터를 생성할 수 있는, 적어도 하나의 3D 홀-효과 자기 센서;
- 상기 진동 흡수 요소와 열 접촉하도록 배치되어 온도 데이터를 생성하는 적어도 하나의 온도 센서;
- 상기 진동 댐퍼가 받는 압력들 또는 부하 (load)들에 관한 데이터를 생성하도록 배치된 적어도 하나의 힘 센서;
- 상기 3D 홀-효과 자기 센서, 상기 온도 센서 및 상기 힘 센서에 의해서 생성된 변위, 온도 및 부하 데이터의 트랜스미터;
- 상기 센서들에 그리고 상기 트랜스미터에 전기적으로 연결된 전기 파워 서플라이를 포함한다.
다른 실시예들에 따르면:
- 상기 트랜스미터는 무선 트랜스미터이다;
- 상기 데이터는 연속해서 또는 미리 정해진 시퀀스에 따라서, 바람직하게는 규칙적인 간격들로 상기 센서들에 의해서 생성될 수 있다;
- 상기 댐퍼는 상기 센서들에 의해서 생성된 데이터를 저장하기 위한 메모리를 더 포함할 수 있다;
- 상기 파워 서플라이는 적어도 하나의 배터리를 포함할 수 있다;
- 상기 파워 서플라이는 적어도 하나의 기계적인 에너지 하비스팅 (energy harvesting) 시스템을 포함할 수 있다;
- 상기 댐퍼는, 상기 전기 파워 서플라이에 전기적으로 연결되며, 그리고 상기 센서들에 의해서 생성된 데이터가 상기 트랜스미터에 의해서 전송되기 이전에 그 데이터를 프로세싱할 수 있는 데이터 프로세싱 유닛을 더 포함할 수 있다;
- 상기 데이터 프로세싱 유닛에 의해서 상기 데이터를 프로세싱하는 것은 상기 센서들에 의해서 생성된 상기 데이터를 컨디셔닝하고 그리고/또는 샘플링하는 것일 수 있다;
- 상기 데이터 프로세싱 유닛은 마이크로제어기일 수 있다;
- 상기 데이터 프로세싱 유닛은 상기 프로세싱된 데이터를 미리 정해진 문턱값과 비교할 수 있으며, 상기 문턱값이 초과될 때에 알람 신호를 생성할 수 있으며, 그리고 이 알람 신호를 상기 트랜스미터에게 전달할 수 있다;
- 상기 진동 흡수기는 액체일 수 있으며 그리고 상기 힘 센서는 액체 압력 센서이다;
- 상기 진동 흡수기는 탄성 중합체 재질의 적어도 하나의 레이어로 구성될 수 있으며, 이 경우에 상기 힘 센서는 상기 제2 프레임이 받는 부하에 관한 데이터를 생성하기 위해서 내부 프레임 상에 배치된 부하 센서이며, 상기 댐퍼는 두 개의 3D 홀-효과 자기 센서들을 포함하며, 상기 두 개의 3D 홀-효과 자기 센서들은 상기 쌍극자에 대면하며 그리고 상기 길이 방향 축 (XX')에 대해 상기 쌍극자의 어느 하나의 측면 상에 배치되고, 그리고 상기 두 개의 3D 홀-효과 자기 센서들 각각은 미리 정해진 공기 간극만큼 상기 쌍극자로부터 떨어진다; 그리고/또는
- 상기 부하 센서는 상기 제2 프레임에 고착된 스트레인 게이지 (strain gauge)들의 브리지일 수 있으 그리고 상기 길이 방향 축 (XX') 상의 축 방향 부하를 측정하기 위한 방식으로 배치된다.
또한 본 발명의 주체는 이전의 진동 댐퍼의 성능을 모니터링하기 위한 시스템이며, 이 시스템은:
- 상기 센서들에 의해서 생성되며 상기 트랜스미터에 의해서 전송된 데이터의 수신기;
- 상기 센서들에 의해서 생성된 데이터를 프로세싱할 수 있으며 그리고 제대로 프로세싱된 데이터를 미리 정해진 문턱값과 비교할 수 있는 데이터 프로세싱 유닛;
- 상기 문턱값이 초과될 때에 상기 데이터 프로세싱 유닛에 의해서 활성화될 수 있는 알람을 포함한다.
바람직한 실시예에 따라서, 상기 데이터 프로세싱 유닛은 마이크로제어기이다.
본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.
본 발명의 다른 특징들은 첨부된 도면들을 참조하여 주어진 다음의 상세한 설명으로부터 분명할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수력 댐퍼의 실시예의 횡단면에서의 부분적인 개략적인 모습이다.
도 2는 본 발명에 따른, 내부가 보이는 탄성 댐퍼 (visco-elastic damper)의 제1 실시예의 횡단면의 개략적인 모습이다.
도 3은 본 발명에 따른, 내부가 보이는 탄성 댐퍼의 제2 실시예의 횡단면의 개략적인 모습이다.
도 4는 도 3에서 도시된 댐퍼의 부분적인 확대 모습이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 진동 댐퍼들의 헬리콥터 드래그 댐퍼로서의 두 가지 가능한 사용들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수력 댐퍼의 실시예의 횡단면에서의 부분적인 개략적인 모습이다.
도 2는 본 발명에 따른, 내부가 보이는 탄성 댐퍼 (visco-elastic damper)의 제1 실시예의 횡단면의 개략적인 모습이다.
도 3은 본 발명에 따른, 내부가 보이는 탄성 댐퍼의 제2 실시예의 횡단면의 개략적인 모습이다.
도 4는 도 3에서 도시된 댐퍼의 부분적인 확대 모습이다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 진동 댐퍼들의 헬리콥터 드래그 댐퍼로서의 두 가지 가능한 사용들을 개략적으로 도시한 것이다.
본 발명에 따른 수력 댐퍼 (1)의 실시예가 도 1에 부분적으로 도시된다. 다른 유형의 수력 댐퍼들은 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자들에게 알려져 있으며, 이 통상의 지식을 가진 자들은 이 잘 알려진 수력 댐퍼의 특별한 설비들에 본 발명을 적응시킬 수 있을 것이다.
댐퍼 (1)는 외부의, 원통 모양의, 중공 (hollow)의 제1 프레임 (10)을 포함하며, 이 제1 프레임은 길이 방향 축 X-X'에 대해서 대칭적이다. 이 외부 프레임 (10)은 도 1에서 왼쪽에 위치한 말단 (11)에서 폐쇄된다. 이 말단은 진동이 댐핑되어야 하는 기기의 제1 부분 상으로 고정될 것으로 의도된 것이다.
상기 댐퍼 (1)는 상기 길이 방향 축 X-X'에 대해서 대칭적이며 그리고 상기 외부 프레임 (10)의 내부에 부분적으로 배치된 제2 내부 프레임 (20)을 포함한다. 상기 제2 내부 프레임은 도 1에서 오른쪽에 위치한 말단 (21)에서 폐쇄된다. 이 말단 (21)은 진동이 댐핑되어야만 하는 기기의 제2 부분에 고정되도록 의도된 것이다.
상기 제1 프레임은 피스톤 챔버 (12)를 포함하며 상기 제2 프레임은 상기 제1 프레임의 상기 챔버 (12) 내에 수용된 피스톤 (22)을 포함한다. 상기 피스톤 (22)과 상기 챔버 (12) 사이에 봉인 (22)이 제공된다. 상기 피스톤은 게이지 구멍 (24)을 포함하여 진동 흡수 요소 (30)의 통과를 허용하며, 이 진동 흡수 요소는 수력 탬퍼들의 경우 유체로 구성된다. 상기 흡수 요소 (30)는 댐핑의 방식에서 상기 외부 프레임과 상기 내부 프레임을 같이 연결시키며, 이는 수력 댐퍼들에 관련한 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려진 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 댐퍼는 암 (40)을 포함하며, 이 암 (arm)은 상기 길이 방향 축 X-X'에 평행하며, 상기 외부 프레임 (10)에 캔틸레버 (cantilever) 방식으로 고정되며 그리고 상기 축 X-X'에 대해 방사상으로 떨어져 위치한다. 상기 암 (40)에는 3D 홀-효과 (Hall-effect) 자기 센서 (41)가 제공된다.
상기 댐퍼 (1)는, 상기 자기 센서 (41)에게 제공된 상기 암 (40)을 지탱하지 않는 상기 내부 프레임 (20)에 고착된 상기 길이 방향 축 X-X'에 평행한 북-남 방향의 자기 쌍극자 (magnetic dipole) (50)를 또한 포함한다.
도시된 예시적인 실시예에서, 상기 자기 쌍극자 (50)는 상기 길이 방향 축 X-X'에 평행하며 그리고 상기 내부 프레임 (20)에 캔틸레버 방식으로 고정된 암 (51) 상에 위치한다.
이 방식에서, 사용 시에, 상기 두 개의 캔틸레버 방식의 암들은 상기 길이 방향 X-X'에서 서로에게 대해서 이동한다.
외부 프레임에 관하여 상기 내부 프레임의 거의 완전한 안내 (guiding)를 허용하는 수력 댐퍼들을 이용하여, 3D 홀-효과 센서에 상대적인 상기 쌍극자의 절대적인 위치를 정확하게 측정하기 위해서 단 하나의 3D 홀-효과 센서만이 필요하다.
본 발명의 구현을 위해서 특히 적합한 3D 홀-효과 센서는 AustriaMicroSystems 회사로부터의 AS5410 센서이다.
조합하여, 본 발명에 따른 댐퍼는 부하들을 얻는 것을 가능하게 하는 센서 (70)를 포함한다. 도 1의 실시예는 수력 댐퍼이며, 유리하게도 상기 부하 센서 (70)는 압력 센서이며, 또는 대안으로는, 스트레인 게이지 (strain gauge), 압전 센서 등일 수 있다.
유리하게는, 상기 센서 (70)는 상기 내부 프레임 (20)의 외부 측면 상에 위치한다. 그것은 상기 피스톤 챔버 (12) 내 어느 곳에나 위치할 수 있다. 제2 센서 (70')는 상기 부하 데이터의 품질을 향상시키기 위해서 또한 제공될 수 있다.
이 압력 센서는 댐핑 액체의 압력을 측정하기 위해서 배치되어, 상기 댐퍼 (1)가 받는 압력에 관한 데이터를 생성하도록 한다.
상기 댐퍼는 댐핑 액체와 열적으로 접촉하도록 배치된 온도 센서 (60)를 또한 포함하여, 사용 시에 이 액체의 온도에 관한 데이터를 생성하도록 한다.
이 센서는 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 3D 홀-효과 자기 센서에 독립적이다.
그럼에도 불구하고, 특히 AS5410 유형의 3D 홀-효과 센서에서 이용 가능한 이 온도 정보는 추가된 온도 센서용의 교체로서 유리하게 사용될 수 있다. 그러므로, 이 유형의 센서는 위치 센서 (3D 홀-효과 센서)의 기능 그리고 온도 센서의 기능을 보장한다.
모든 센서들은 유선으로, 또는 유리하게는 무선으로 데이터 트랜스미터 (80)에 연결된다.
이 데이터 트랜스미터는 상기 3D 홀-효과 자기 센서 (51), 상기 온도 센서 (60) 그리고 부하 센서 (70)에 의해서 생성된 모든 데이터를 데이터 프로세싱 유닛으로 전송하는 것을 가능하게 하며, 이 데이터 프로세싱 유닛은 상기 댐퍼 내에 직접적으로 통합되거나 또는 상기 댐퍼로부터 거리를 두고 배치될 수 있다.
이 목적을 위해서, 상기 데이터 프로세싱 유닛이 상기 댐퍼로부터 거리를 두고 배치된다면 (예를 들면, 헬리콥터의 온보드 컴퓨터 내에 또는 전용의 독립적인 진단 기계 내에), 상기 트랜스미터는 상기 센서들로부터의 미가공 (raw) 신호들을 전송될 수 있고 프로세싱될 수 있는 데이터로 변환할 수 있어야 한다 (신호들을 컨디셔닝 (conditioning)). 상기 데이터는 그래서 데이터 트랜스미터를 경유하여 수신기 시스템으로 송신된다.
상기 데이터 프로세싱 유닛이 상기 댐퍼 내에 직접적으로 통합된다면, 상기 센서들로부터의 미가공 신호들을 프로세싱될 수 있고 전송될 수 있는 데이터로 변환할 수 있는 것이 이 프로세싱 유닛이다. 상기 프로세싱 유닛은 상기 미가공 데이터 또는 프로세싱된 데이터를 옵션으로 저장할 수 있다.
다른 말로 하면, 그것이 먼 거리에 있거나 또는 댐퍼 내에 통합되어 있는가의 여부에 따라, 상기 데이터 프로세싱 유닛은 상기 센서들에 의해서 생성된 데이터를 프로세싱할 수 있으며, 그리고 그것은 위치, 부하 또는 압력 및 온도 측정 신호들의 컨디셔닝의 기능 그리고/또는 샘플링의 기능을 통합할 수 있다.
그것은 상기 댐퍼의 강성 (stiffness)을 판별하고, 필요하다면 강성을 상기 측정된 온도의 함수로서 정정하며 그리고 그로부터 상기 댐퍼의 기능적인 성능 레벨의 상태를 추론하는 것을 가능하게 하기 위해서 상기 데이터를 수학적으로 처리하는 것을 수행하는 것을 또한 가능하게 한다.
유리하게도, 또한 상기 프로세싱 유닛은 상기 프로세싱된 데이터 그리고/또는 상기 프로세싱에서 얻어진 결과를 미리 정해진 문턱값과 비교할 수 있으며 그리고 그 문턱값이 초과될 때에 알람 신호를 생성할 수 있다.
상기 데이터 프로세싱 유닛이 상기 댐퍼 내에 직접적으로 통합될 때에, 그 데이터 프로세싱 유닛은 상기 센서들에 의해서 생성된 데이터가 상기 트랜스미터로 전송되기 이전에 그 데이터를 프로세싱한다. 그것은 상기 알람 신호를 상기 트랜스미터로 또한 전달할 수 있다.
유리하게도, 상기 데이터 프로세싱 유닛은 마이크로제어기로 구성된다.
연속적인 방식으로 또는 미리 정해진 시퀀스에 따라서, 바람직하게는 규칙적인 간격들로 상기 센서들에 의해서 생성될 수 있는 데이터를 이용하여, 본 발명에 따른 상기 댐퍼는 상기 센서들에 의해서 생성된 데이터용의 저장 메모리를 유리하게도 포함한다.
상기 메모리에 저장된 데이터를 복구하기 위해서 기기로의 접속을 할 목적으로, 이 메모리는 상기 트랜스미터에 의해서 액세스될 수 있을 것이며 또는 전용의 액세스에 의해서 직접적으로 액세스될 수 있을 것이다.
대안으로, 상기 데이터 프로세싱 유닛은 본 발명에 따른 상기 댐퍼로부터 거리를 두고 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 데이터 프로세싱 유닛은 본 발명에 따른 상기 댐퍼가 장착된 기기의 온보드 컴퓨터 내에 포함될 수 있을 것이며, 또는 본 발명에 따른 상기 댐퍼가 장착된 장치의 유지 보수 모니터링에 전용인 진단 기기 내에 포함될 수 있을 것이다.
그러므로 본 발명은 유지 보수 모니터링 시스템에 또한 관련되며, 이 유지 보수 모니터링 시스템은 본 발명에 따른 적어도 하나의 댐퍼, 그 댐퍼와 독립적인 데이터 프로세싱 유닛, 상기 센서들에 의해서 생성되고 상기 댐퍼 또는 댐퍼들의 트랜스미터에 의해서 전송된 데이터의 수신기를 포함하며 그리고 문턱값이 초과될 때에 상기 데이터 프로세싱 유닛에 의해서 활성화될 수 있는 알람을 선취적으로 포함한다.
상기 상이한 센서들, 상기 데이터 트랜스미터 (80) 그리고 옵션으로는 상기 프로세싱 유닛 및 상기 메모리에게 에너지를 공급하기 위해서, 본 발명에 따른 상기 진동 댐퍼는 상기 댐퍼의 상기 상이한 요소들에게 전기적으로 연결된 전기 파워 서플라이 (90)를 포함한다.
이 전기 파워 서플라이는 배터리로 구성될 수 있으며, 또는 유리하게도 저장 배터리에 연결된 기계적인 에너지 하비스팅 (energy harvesting) 시스템으로 구성될 수 있다.
온도, 대기 압력 그리고 가장 특별하게는 원심력에 관련한 특정 제한들이 주어지면, 사용된 배터리의 유형은 상기 댐퍼의 사용에 적합해야만 한다. 헬리콥터 드래그 댐퍼의 경우에 400 m/s2보다 더 큰 일정한 원심력을 버티기 위해서 예를 들면 NCA/흑연-유형의 고체 전해질 배터리 기술이 추천된다.
도 1의 댐퍼의 도시되지 않은 변형에서, 상기 자기 쌍극자는 상기 외부 프레임 상에 고정된 상기 캔틸레버 (cantilevered) 암에 의해서 지탱되며 그리고 상기 3D 홀-효과 센서는 상기 내부 프레임에 고착된 캔틸레버 암 상에 고정된다.
중요한 것은 상기 자기 쌍극자가 상기 축 XX'에 근접하게 위치하여 의사의 비틀림 (spurious torsion)을 이용한 측정을 가능하게 하며, 상기 프레임들의 상대적으로 세로 방향 움직임들을 대표하는 상기 쌍극자의 그리고 상기 3D 홀-효과 센서 또는 센서들의 상대적인 세로 방향 움직임을 허용하며, 그리고 변위 측정을 부하 또는 압력 측정과 그리고 온도 측정과 결합시킨다는 것이다.
그래서, 예를 들면, 상기 축 X-X'의 어느 한 측면 상에 샤프트들이 배치되며, 그리고 상기 쌍극자와 상기 3D 홀-효과 센서는 탐지를 위해서 최적화된 공기 간극 (air gap)만큼 분리되며, 상기 축 X-X'는 상기 공기 간극을 두 개의 부분들로 분할한다.
본 발명의 따른 댐퍼의 다른 유형이 도 2 및 도 3에 도시된다.
본 발명에 따른 내부가 보이는 탄성 댐퍼 (2)의 제1 실시예가 도 2에 도시된다.
본 발명에 따른 진동 댐퍼 (2)는 길이 방향 축 X-X'에 대해서 대칭적인 제1 외부 원통형 중공 프레임 (100)을 포함한다. 상기 프레임 (100)은 도 2에서 왼쪽에 위치한 말단 (110)에서 폐쇄된다. 이 말단은 진동이 댐핑되어야 하는 기기의 제1 부분 상으로 고정될 것으로 의도된 것이다.
상기 댐퍼 (2)는, 또한 상기 길이 방향 축 X-X'에 대해서 대칭적인 제2 내부 프레임 (200)을 또한 포함한다. 이 내부 프레임 (200)은 도 2에서 오른쪽에 위치한 말단 (210)에서 폐쇄된다. 이 말단 (210)은 진동이 댐핑되어야만 하는 상기 기기의 제2 부분에 고정되도록 의도된 것이다.
진동 흡수 요소 (300)는 상기 외부 프레임 (100) 그리고 상기 내부 프레임 (200)을 함께 기계적으로 연결시킨다. 내부가 보이는 탄성 댐퍼들의 경우에, 이 진동 흡수 요소는 탄성 중합체 재질의 적어도 하나의 레이어로 구성된다.
상기 흡수 요소는 상기 프레임들 중 하나의 프레임에 인가되어 다른 프레임으로 전송되는 스트레스들의 주파수에서의 그리고/또는 진폭에서의 필터링의 기능을 보장한다. 이 필터링된 전송은 유리하게도 진폭에 있어서 댐핑된다.
본 발명에 따라, 상기 진동 댐퍼 (2)는 상기 길이 방향 축 X-X'에 평행한 암 (400)을 포함한다. 도 2에서 상기 암 (400)은 상기 길이 방향 축 X-X'과 동축이다. 상기 암 (400)은 상기 외부 프레임 (100) 상으로 캔틸레버 방식으로 고정된다. 상기 암에는 상기 길이 방향 축 X-X'에 평행한 방향인 북-남 방향의 자기 쌍극자 (410)가 제공된다.
도 2의 실시예에서, 상기 자기 쌍극자 (410)는 상기 암 (400)의 자유 말단에 배치된다. 그럼에도 불구하고, 상기 자기 쌍극자의 북-남 방향이 상기 길이 방향 축 X-X'에 평행하게 유지된다면, 그 자기 쌍극자는 상기 캔틸레버 암 상의 어느 곳에나 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 내부가 보이는 탄성 댐퍼는 두 개의 3D 홀-효과 자기 센서들 (500)을 또한 포함하며, 이 자기 센서들은 상기 자기 쌍극자 (410)가 제공된 암 (400)을 지탱하지 않는 내부 프레임 (200)에 고착된다.
상기 3D 홀-효과 자기 센서들 (500)은 상기 암 (400)에 의해서 지탱되는 쌍극자 (410)에 대면하도록, 상기 길이 방향 축 X-X'에 평행하게 그리고 상기 길이 방향 축 X-X'의 어느 하나의 측면 상에 배치된다.
각 자기 센서 (500)는 미리 정해진 공기 간극 e 만큼 상기 쌍극자 (410)로부터 떨어져 있다.
상기 자기 쌍극자의 어느 하나의 측면 상에 상기 두 개의 3D 홀-효과 자기 센서들 (500)을 배치하는 것은 사용하는 동안에 각 3D 홀-효과 센서와 상기 쌍극자 사이의 공기 간극 e가 일정하게 유지되지 않는다고 하더라도 높은 위치 측정 정밀도를 보장하는 것을 가능하게 한다.
사실상, 상기 탄성 중합체 재질 (300)의 유연성은 도 4에서 도시된 화살표들 F1, F2 및 F3에 따라서 상기 캔틸레버 암 (300)이 움직이는 것, 즉, 상기 축 X-X'에 대해 오른쪽 각도로 상기 쌍극자가 진동하는 것 (F1 및 F2) 또는 상기 쌍극자가 상기 축 X-X' 주위에서 회전하는 것 (F3)을 허용한다. 그래서, 적어도 두 개의 3D 홀 효과 자기 센서들 (500)을 사용하는 것은 차동 모드에 가까운 센서 동작 모드에서 측정된 위치 값들을 교정하는 것을 가능하게 한다. 그래서 이것은 상기 축 X-X'에 따른 축 변위들만을 유지하기 위해서 각도 의사 변위 그리고 방사상 의사 변위를 필요하지 않게 하는 것을 가능하게 하며 그리고 상기 길이 방향 축 X-X'에 평행한 상기 두 프레임들 (100 및 200)의 상대적인 변위에 관한 데이터를 생성하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 구현을 위해 특히 적합한 3D 홀-효과 센서는 AustriaMicroSystems 회사로부터의 AS5410 센서이다.
하나 또는 그 이상의 3D 홀-효과 센서들을 이용하는 것은, 정적 모드에서 플러스 또는 마이너스 30 mm에 도달 수 있는 이 요소들 사이에서의 왕복 운동들을 구비한 또는 1 헤르츠보다 더 큰 움직임 주파수를 가진 선형 변위들에 대해, 기계적인 요소의 서로에 대한 직접적인 절대적 위치 측정에 액세스하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 댐퍼는 진동 흡수 요소 (여기에서는, 탄성 중합체의 레이어 (300))와 열적으로 접촉 (thermal contact)하여 배치된 적어도 하나의 온도 센서 (600)를 또한 포함하여, 상기 댐퍼를 사용하는 동안에 상기 진동 흡수 요소의 온도를 모니터하도록 한다.
사용될 수 있는 온도 센서 (600)는, 예를 들면, 상기 시스템 내에 통합된 PT 프로브 (100) 또는 열전쌍 (thermocouple)이다. 이 센서는 가장 대표적인 정보를 얻기 위해서 상기 탄성 중합체 요소에 가능한 가깝게 선취적으로 위치할 것이다. 그러나, 상기 온도 센서는 상기 3D 홀-효과 센서를 지탱하는 전자 보드 (501) 내에 직접적으로 통합될 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른, 내부가 보이는 탄성 댐퍼 (3)의 제1 실시예를 도시한다.
이 실시예에서, 자기 쌍극자 (410)가 제공된 상기 캔틸레버 암 (400)을 지탱하는 것이 내부 프레임 (200)이다.
그것의 부분을 위해서, 상기 외부 프레임 (100)은 3D 홀-효과 자기 센서 (500)가 각각에게 제공된 두 개의 캔틸레버 암들 (510)을 지탱한다. 이 자기 센서들은 상기 자기 쌍극자 (410)의 어느 한 측면 상에 배치되며 그리고 그 자기 쌍극자 (410)에 대면하며, 상기 길이 방향 축 X-X'에 평행하며 그리고 미리 정해진 공기 간극 e 만큼 상기 쌍극자로부터 떨어져있다.
도 2 및 도 3의 이 제1 실시예 및 제2 실시예를 위해, 상기 3D 홀-효과 자기 센서들 (500)은 전자 보드 (501) 상으로 고정되어, 상기 센서들의 동작을 허용하며 그리고 그 센서들이 에너지를 공급받도록 허용한다.
이 제1 실시예에서, 상기 전자 보드들 (501)은 상기 중공 내부 프레임 내부에서 고정된다.
도 3의 제2 실시예에서, 상기 전자 보드들 (501)은 상기 캔틸레버 암들 (510)에 고정될 수 있으며 또는 상기 캔틸레버 암들을 구성할 수 있다.
상기 외부 프레임 및 내부 프레임의 상호 각도, 방사상 및 축 변위들을 허용하는, 상기 내부가 보이는 탄성 댐퍼들을 이용하여, 상기 자기 쌍극자 (410) 그리고 각 3D 홀-효과 자기 센서 (500) 사이의 공기 간극 e는 사용 동안에 바뀔 수 있다.
그래서, 상기 길이 방향 축 X-X'에 대해 상기 자기 쌍극자 (410)에 대면하며 그리고 상기 자기 쌍극자의 어느 하나의 측면 상에 배치된 두 개의 3D 홀-효과 자기 센서들 (500)을 사용하는 것은 상기 축 변위들만을 보유하기 위해 상기 의사 각도 및 방사상 변위들을 적용하는 것을 면제함으로써 상기 측정된 위치 값들을 교정하는 것을 가능하게 한다.
상기 3D 홀-효과 센서들이 가져온 신호들의 힘 (force)은 최대화하면서, 상기 공기 간극 e는 사용 동안에 상기 쌍극자와 상기 3D 홀-효과 센서들 사이의 접촉의 위험을 회피하도록 선택되어야만 한다.
이전에 섦여된 모든 실시예들에서, 본 발명에 따른 댐퍼는 적어도 하나의 힘 센서 (force sensor) (700) 그리고 변위 센서 (400-410-500)와 결합된 적어도 하나의 온도 센서 (600)를 또한 포함한다.
도 1에 도시된 수력 댐퍼에 관해서, 본 발명에 따른 내부가 보이는 댐퍼의 센서들 모두는 (유선으로 또는 무선으로) 데이터 트랜스미터에 연결되며, 이 데이터 트랜스미터는 상기 센서들에 의해서 생성된 모든 데이터를 상기 댐퍼 내에 직접 통합된 또는 상기 댐퍼로부터 거리를 두고 배치된 데이터 프로세싱 유닛에게 전송하는 것을 가능하게 한다.
수력 댐퍼에 대해서, 상기 힘 센서 (700)는 유리하게도 하나 또는 그 이상의 압력 센서들로 구성된다. 이 압력 센서는 상기 프레임들 중 하나 또는 다른 프레임 상에 위치한 부하 센서에 의해서 보충될 수 있다.
본 발명에 따른 내부가 보이는 탄성 댐퍼에 대해, 상기 힘 센서 (700)는 부하 센서로 구성된다. 상기 댐퍼에 인가된 축 방향 부하를 측정하기 위해서, 상기 부하 센서는 상기 내부 프레임에 평행하게 그리고 접촉하여 위치한다. 예를 들면, 상기 부하 센서는 상기 댐퍼의 금속 프레임에, 바람직하게는 상기 내부 프레임에 고착된 스트레인 게이지들 (strain gauges)의 완전한 브리지일 수 있다. 상기 부하 센서는 그래서 (상기 길이 방향 축 X-X' 상에서) 상기 축방향 부하를 측정하는 것을 가능하게 한다
상기 게이지들에 의해서 공급된 정보는 상기 프레임이 부하를 받을 때에, 3개 축들 X-X', Y-Y' 및 Z-Z'에서의 그 프레임의 변형들에 대한 액세스를 제공한다. 그래서 사전의 캘리브레이션은 상이한 방향들에서, 특히 상기 댐퍼의 동작의 바람직한 방향인 X-X' 방향에서 부하들을 얻는 것을 가능하게 한다. 그러면 상기 부하의 간접적인 측정치가 얻어진다.
대안으로, 상기 부하 센서를 상기 댐퍼와 직렬로 통합 (참조번호 110 프레임 (110)의 왼쪽 말단 측면 또는 참조번호 210 프레임의 오른쪽 말단 측면)하는 것을 예견하는 것이 가능하다. 이 센서는 상기 변위 센서 (500), 온도 센서 (600), 트랜스미터 (800) 및 전기 파워 서플라이 (900)가 고정된 프레임 상에 선취적으로 위치할 것이며, 이는 움직일 때에 접촉하는 와이어들을 가지는 것을 회피하기 위한 것이다. 그러면 상기 부하의 직접 측정이 얻어진다.
상기 변위 값들 및 상기 부하 값들을 결합하여, 그리고, 예를 들면, 수치적인 Fairier 분석 방법을 이용하여, 강성 (stiffness)과 같은 댐퍼의 기능적인 특성들 및 댐핑이 액세스된다.
모든 경우들에서, 드래그 댐퍼의 특성들이 온도-종속적이기 때문에 측정치들을 교정하기 위해서 온도의 측정이 필요하다.
제대로 얻어진 강성 값은 진동 흡수 요소 (수력 댐퍼들의 경우에는 액체 그리고 내부가 보이는 탄성 댐퍼들의 경우에는 탄성 중합체 재질의 레이어)와 열적으로 접촉한 온도 센서에 의해서 측정된 온도의 함수로서 교정된다.
예를 들면, 사용될 수 있는 온도 센서는 열전쌍 또는 PT100 프로브이다.
상기 프레임들이 금속으로 만들어질 때에, 상기 온도 센서는 상기 내부 프레임의 내부 표면 상에 배치되어, 그 온도 센서가 열 전도에 의해서 상기 진동 흡수 요소의 온도를 측정하도록 할 수 있다.
양들 (변위, 부하/압력, 그리고 온도)를 모니터링하는 것은, 프로그램에 의한 유지 보수를 트리거하기 위해서 저하 (degradation)의 표시들의 조기 탐지에 필요한 신뢰성을 보장하면서, 서비스에서의 기능적인 성능 레벨들을 모니터하는 것을 가능하게 한다.
본 발명 덕분에, 상기 변위들을 유도된 수력 부하 또는 압력 댐퍼의 스트레스 조건들과 상관시키는 것이 가능하며, 이는 강성 (stiffness), 정적 (static) 또는 동적 (dynamic)의 측정에, 그리고 댐핑에 정밀하게 반대로 동작 (work back)하는 것을 가능하게 한다. 파트를 위해서 온도를 측정하는 것은, 상기 댐퍼의 특성들의 열-의존을 계량화하는 실험적으로 미리-설립된 룩-업 테이블들 덕분에, 서비스에서 수용 가능한 기능적인 특성들 (최소 값들 - 최대 값들)을 알고 그리고 그것들을 상기 측정된 값들과 비교하는 것을 가능하게 한다.
모든 실시예들에서, 본 발명은, 수 mm의 진폭을 가지며 그리고 댐퍼들에 종속하여 +/- 30 mm 까지의 범위일 수 있는, 선형 유형의 왕복 거리들에 관하여 한 프레임의 다른 프레임에 상대적인 위치의 비접촉식 측정을 허용한다.
본 발명은 그러므로 부하 (내부가 보이는 탄성 댐퍼) 또는 압력 (수력 댐퍼)일 수 있는 다른 측정들에 연결된 비접촉식 위치 측정 기기를 이용하여, 헬리콥터 회전익의 드래그 댐퍼를 탈착하지 않으면서도 그 회전익의 드래그 댐퍼의 서비스 중인 기능적인 성능 레벨들에게 자격을 부여하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 마찰없는 변위 센서의 덕분에, 상기 댐퍼의 동작 특성들에 영향을 미치지 않으면서, 그리고 파트들을 낡게 하지 않기 때문에 신뢰성있는 방식으로, 하나의 프레임의 다른 프레임에 대한 상대적인 위치를 알고 그리고 그 위치를 정밀하게 모니터하는 것이 가능하다
본 발명은 그러므로 댐퍼를 탈착하지 않으면서 그 댐퍼의 서비스 중의 기능적인 성능 레벨들을 모니터하는 것을 가능하게 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 네 개의 댐퍼들 (2)을 헬리콥터용의 드래그 댐퍼들로서의 응용을 위해서 사용하는 것을 예시한다.
도 5에서, 각 댐퍼 (2)의 프레임들 (100 - 200) 중의 하나의 프레임 (100)은 회전익의 허브 (M) 상에 고정되며, 각 댐퍼 (2)의 다른 프레임 (200)은 그 회전익의 블레이드 (P)에 고정된다.
도 6에서, 각 댐퍼 (2)의 프레임들 (100 - 200) 중의 하나의 프레임 (100)은 회전익의 블레이드 (P) 상에 고정되며, 각 댐퍼 (2)의 다른 프레임은 인접 회전익의 블레이드에 고정된다.
도시되지 않은 본 발명의 다른 특징들에 따르면:
- 본 발명에 따른 댐퍼는 하나 또는 그 이상의 스위치들을 포함할 수 있으며, 이 스위치들은 아마도 원격으로 제어 가능하며, 그리고 주어진 자기장의 존재 또는 특정 움직임과 같은 외부 행동에 의해서 상기 시스템을 재가동시키는 것을 가능하게 한다.
- 상기 프로세싱 유닛은 활성화, 취득, 취득 중단, 전송 요청 모니터링 또는 시스템 비활성화인 상기 시스템의 동작들의 모드들을 관리할 수 있다.
- 배터리들에서 또는 에너지 하비스팅 시스템에서의 에너지의 활성화, 비활성화 또는 관리인 에너지 관리에 연결된 태스크들은 메인 프로세싱 유닛에 의해서 구동된 부차적인 프로세싱 유닛에게 위임될 수 있다.
Claims (15)
- 진동 댐퍼 (1, 2, 3)로서:
- 길이 방향 축 (XX')에 대해 대칭적이며, 그리고 하나의 말단 (11, 110)에서 폐쇄된 제1 중공 (hollow) 원통형 프레임 (10, 100);
- 상기 길이 방향 축 (XX')에 대해 대칭적이며 그리고 상기 제1 프레임 내에 부분적으로 배치된 제2 프레임 (20, 200);
- 상기 제1 프레임 및 제2 프레임을 기계적으로 같이 연결하는 진동 흡수 요소 (30, 300)를 포함하며,
상기 진동 댐퍼는:
- 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행하며, 상기 제1 프레임 또는 제2 프레임 중 단 하나에 캔틸레버 (cantilever) 방식으로 고정되며, 그리고 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행한 북-남 방향의 자기 쌍극자 (50, 410)가 제공된 암 (51, 400);
- 상기 자기 쌍극자 (50, 410)가 제공된 상기 암 (51, 400)을 지탱하지 않는 프레임에 고착된 적어도 하나의 3D 홀-효과 자기 센서 (41, 500)로서, 상기 3D 홀-효과 자기 센서 (41, 500)는 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행한 상기 쌍극자 (50, 410)에 대면하도록 배치되며 그리고 미리 정해진 공기 간극 (e)만큼 상기 쌍극자로부터 떨어지며, 상기 센서 (41, 500)는 상기 길이 방향 축 (XX')에 평행한 상기 두 프레임들의 상대적인 변위에 관한 데이터를 생성할 수 있는, 적어도 하나의 3D 홀-효과 자기 센서 (41, 500);
- 상기 진동 흡수 요소와 열 접촉하도록 배치되어 온도 데이터를 생성하는 적어도 하나의 온도 센서 (60, 600);
- 상기 진동 댐퍼가 받는 압력들 또는 부하 (load)들에 관한 데이터를 생성하도록 배치된 적어도 하나의 힘 센서 (70, 70', 700);
- 상기 3D 홀-효과 자기 센서, 상기 온도 센서 및 상기 힘 센서에 의해서 생성된 변위, 온도 및 부하 데이터의 트랜스미터 (80, 800);
- 상기 센서들에 그리고 상기 트랜스미터에 전기적으로 연결된 전기 파워 서플라이 (90, 900)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼. - 제1항에 있어서,
상기 트랜스미터 (80, 800)는 무선 트랜스미터인, 진동 댐퍼. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 데이터는 연속해서 또는 미리 정해진 시퀀스에 따라서, 바람직하게는 규칙적인 간격들로 상기 센서들에 의해서 생성되는, 진동 댐퍼. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서들에 의해서 생성된 데이터를 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는, 진동 댐퍼. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파워 서플라이 (90, 900)는 적어도 하나의 배터리를 포함하는, 진동 댐퍼. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파워 서플라이는 적어도 하나의 기계적인 에너지 하비스팅 (energy harvesting) 시스템을 포함하는, 진동 댐퍼. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 파워 서플라이에 전기적으로 연결되며, 그리고 상기 센서들에 의해서 생성된 데이터가 상기 트랜스미터에 의해서 전송되기 이전에 그 데이터를 프로세싱할 수 있는 데이터 프로세싱 유닛을 더 포함하는, 진동 댐퍼. - 제7항에 있어서,
상기 데이터 프로세싱 유닛에 의해서 상기 데이터를 프로세싱하는 것은 상기 센서들에 의해서 생성된 상기 데이터를 컨디셔닝하고 그리고/또는 샘플링하는 것인, 진동 댐퍼. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 데이터 프로세싱 유닛은 마이크로제어기인, 진동 댐퍼. - 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터 프로세싱 유닛은 상기 프로세싱된 데이터를 미리 정해진 문턱값과 비교할 수 있으며, 상기 문턱값이 초과될 때에 알람 신호를 생성할 수 있으며, 그리고 이 알람 신호를 상기 트랜스미터에게 전달할 수 있는, 진동 댐퍼. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 흡수기는 액체이며 그리고 상기 힘 센서는 액체 압력 센서인, 진동 댐퍼. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 흡수기는 탄성 중합체 재질의 적어도 하나의 레이어로 구성되며,
상기 힘 센서는 상기 제2 프레임이 받는 부하에 관한 데이터를 생성하기 위해서 내부 프레임 상에 배치된 부하 센서이며,
상기 댐퍼는 두 개의 3D 홀-효과 자기 센서들을 포함하며,
상기 두 개의 3D 홀-효과 자기 센서들은 상기 쌍극자에 대면하며 그리고 상기 길이 방향 축 (XX')에 대해 상기 쌍극자의 어느 하나의 측면 상에 배치되고, 그리고 상기 두 개의 3D 홀-효과 자기 센서들 각각은 미리 정해진 공기 간극만큼 상기 쌍극자로부터 떨어진, 진동 댐퍼. - 제12항에 있어서,
상기 부하 센서는 상기 제2 프레임에 고착된 스트레인 게이지 (strain gauge)들의 브리지이며 그리고 상기 길이 방향 축 (XX') 상의 축 방향 부하를 측정하기 위한 방식으로 배치된, 진동 댐퍼. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서의 적어도 하나의 진동 댐퍼의 성능을 모니터링하기 위한 시스템으로서:
- 상기 센서들에 의해서 생성되며 상기 트랜스미터에 의해서 전송된 데이터의 수신기;
- 상기 센서들에 의해서 생성된 데이터를 프로세싱할 수 있으며 그리고 제대로 프로세싱된 데이터를 미리 정해진 문턱값과 비교할 수 있는 데이터 프로세싱 유닛;
- 상기 문턱값이 초과될 때에 상기 데이터 프로세싱 유닛에 의해서 활성화될 수 있는 알람을 포함하는, 진동 댐퍼 성능 모니터링 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 데이터 프로세싱 유닛은 마이크로제어기인, 진동 댐퍼 성능 모니터링 시스템.
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