KR20170063894A - 차량의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스 및 방법 및 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 외부 스킨에 배열될 수 있고 외부 스킨에 대해 절연된 전방 전도체를 갖는 센서 요소를 구비한 차량, 특히 선박의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스에 관한 것이고, 센서 요소는 리턴 전도체 없이 구현된다. 본 발명의 추가의 주제물은 그러한 측정 디바이스를 갖는 선박이다. 본 발명은 또한 차량, 특히 선박의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 방법에 관한 것이고, 외부 스킨에 대해 절연된 전방 전도체를 갖는 센서 요소는 차량의 외부 스킨에 배열되고, 전방 전도체와 외부 스킨 사이의 전류의 유동이 검출된다.

Description

차량의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스 및 방법 및 선박{MEASURING DEVICE AND METHOD FOR DETECTING DAMAGE IN THE OUTER SKIN OF A VEHICLE AND A WATERCRAFT}

본 발명은 차량의 외부 스킨에 배열될 수 있고 외부 스킨에 대해 절연된 전방 전도체를 갖는 센서 요소를 구비한, 차량, 특히 선박의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스에 관한 것이다. 본 발명의 추가의 주제물은 그러한 측정 디바이스를 갖는 선박이다. 본 발명은 또한 차량, 특히 선박의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 방법에 관한 것이고, 외부 스킨에 대해 절연된 전방 전도체를 갖는 센서 요소는 차량의 외부 스킨에 배열된다.

그러한 측정 디바이스들은 외부 스킨의 손상을 검출할 수 있도록 군사용 적용예들에서 차량들에, 특히 군사용 선박에 사용된다. 예를 들면 DE 10 2010 054 754 A1 은 복수의 센서 요소들이 외부 스킨에 배열된 군사용 선박을 개시한다. 이러한 선박의 센서 요소들은 외부 스킨에 대해 그리고 서로에 대해 절연된 전기적 전방 전도체 및 전기적 리턴 전도체를 갖는다. 발사체 또는 폭발의 영향으로 인해 외부 스킨의 손상의 경우에, 전방 전도체와 리턴 전도체 사이에 절연부의 국지적인 파괴가 발생하여 단락이 전방 전도체와 리턴 전도체 사이에서 검출될 수 있다.

공지된 측정 디바이스는 외부 스킨 손상의 신뢰성있는 검출을 허용하고 그 자체는 사용에서 완전히 증명되었다. 그러나, 측정 디바이스의 제조 비용들을 감소시키고 측정 디바이스의 설치에서 경비를 감소시키는 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 목적은 외부 스킨의 손상의 검출을 위한 비용들 및 설치 경비를 감소키는 것이다.

상기 목적은 차량의 외부 스킨에 배열될 수 있고 외부 스킨에 대해 절연된 전방 전도체를 갖는 센서 요소를 구비한 차량, 특히 선박의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스에 의해 달성되고, 센서 요소는 리턴 전도체 없이 구현된다.

차량, 특히 선박의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 방법은 또한 상기 목적을 달성하는 데 기여하고, 외부 스킨에 대해 절연된 전방 전도체를 갖는 센서 요소는 차량의 외부 스킨에 배열되고, 전방 전도체와 외부 스킨 사이의 전류가 측정된다.

발사체 또는 폭발의 영향에 의해 발생된 외부 스킨의 손상의 경우에, 외부 스킨에 대해 전방 전도체의 절연부의 적어도 부분적인 파괴가 발생될 수 있고, 그 결과로써 전방 전도체와 외부 스킨 사이에 전기 저항이 감소된다. 손상을 검출하도록, 전방 전도체와 외부 스킨 사이로 유동하는 전류가 측정된다. 따라서 전방 전도체와 리턴 전도체 사이에서 전류를 측정하거나 또는 센서 요소에 리턴 전도체를 제공할 필요가 없다. 리턴 전도체를 갖지 않는 센서 요소의 실시형태의 결과로서, 센서 요소는 간단한 구성을 갖는다. 센서 요소의 설치 중에, 리턴 전도체를 케이블링하는 데 경비는 절약된다. 본 발명에 따른 센서 요소는 따라서 제조 비용들 및 설치 비용들 모두를 감소시킨다.

센서 요소는 바람직하게 정확하게 하나의 전기 전도체, 특히 전방 전도체를 갖는다. 전방 전도체 외에, 센서 요소에 존재하는 어떠한 추가의 전기 전도체가 존재하지 않는 구성으로 인해, 센서 요소의 특히 컴팩트한 구성이 가능하게 된다.

유리한 구성은 평면형 방식으로 구현되도록 제공되고, 그 결과로서 큰 민감 영역을 사용하는 것이 가능하게 된다. 센서 요소는 바람직하게 전방 전도체의 전체 구역에 걸쳐 외부 스킨에 대한 손상을 검출할 수 있다. 전방 전도체는 전기 전도성 재료의 층, 예를 들면 탄소 섬유들 또는 예를 들면, 알루미늄 또는 구리와 같은 금속의 층으로서 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 전방 전도체는 전도성 재료, 예를 들면 알루미늄 거즈, 스테인레스 강 거즈 또는 예를 들면, 폴리아닐린 또는 탄소 (탄소-섬유-보강된 플라스틱) 와 같은 전도성 플라스틱으로 제조된 격자 및/또는 패브릭을 가질 수 있다. 특히, 탄소 나노 튜브들로 침투된 플라스틱이 또한 사용될 수 있는 데, 왜냐하면 그러한 플라스틱은 매우 낮은 탄소 함량으로 이미 전도성이고 베이직 플라스틱과 동일한 방식으로 실제적인 관점에서 프로세싱될 수 있기 때문이다.

전방 전도체는 바람직하게 두개의 전기 절연 층들 사이에 배열되고 그 결과로써 전방 전도체는 외부 스킨에 대해 그리고 주위들에 대해 모두 전기 절연된다. 전기 절연 층들은, 예를 들면, 폴리에틸렌, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무, 네오프렌, 유리 섬유들, 아라미드 섬유들로부터 그리고/또는 이축으로 배향된 폴리에스테르 필름, 예를 들면 Mylar® 필름으로서 구현될 수 있다. 전방 전도체는 바람직하게 예를 들면 본딩, 기화, 프린팅 및/또는 가황에 의해 두개의 절연 층들에 직접 연결된다.

전방 전도체와 외부 스킨 사이에 전류의 유동이 검출될 수 있는 검출 디바이스에 전방 전도체가 연결된 구성이 유리하다. 검출 디바이스는 예를 들면, 오전류 검출기로서 구현될 수 있다. 전류의 유동을 검출함으로써 전방 전도체와 외부 스킨 사이의 감소된 전기 저항을 추론하는 것이 가능하다

검출 디바이스가 차량의 손상 모니터링 시스템에 연결되어, 손상이 검출될 때에 손상 모니터링 시스템으로의 메세지가 발생될 수 있는 경우가 특히 유리하다. 손상 모니터링 시스템에 검출 디바이스의 연결은 바람직하게 네트워크 모듈을 통해 행해진다.

본 발명의 추가의 주제물은 상기 설명된 바와 같은 측정 디바이스를 갖는 특히 군사용, 선박이다. 본 발명에 따른 선박에서, 동일한 이점들이 측정 디바이스와 연결하여 이미 설명된 바와 같이 얻어진다.

선박의 외부 스킨은 유리하게 전기 전도성 재료로부터 구현된다.

바람직한 구성은 센서 요소가 선박의 외부 스킨의 내부 측에 본딩되도록 제공되고, 그 결과로서 외부 스킨의 센서 요소의 탑재 가능한 연결이 가능해진다. 선박에서 측정 디바이스와 관련하여 설명된 유리한 특징들은 또한 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다.

전류의 유동의 검출 뿐만 아니라, 용량 측정이 또한 측정 시스템에 의해 실행될 수 있다. 특히 평면형인, 차량의 전방 전도체 및 외부 스킨은 플레이트 캐퍼시터를 형성한다. 전방 전도체와 외부 스킨 사이에 접촉이 존재하지 않는 방식으로 발사체가 전방 전도체를 절단한다면, 예를 들면 발사체가 전방 전도체의 피드 라인을 손상시킨다면, 어떠한 전류도 측정될 수 없지만, 전기 용량에서 현저한 변화가 측정될 수 있다. 그 결과로서, 시스템의 신뢰성이 추가로 증가될 수 있다.

본 발명의 추가의 상세들, 특징들 및 이점들은 도면들을 참조하여 바람직한 실시형태의 다음의 설명 뿐만 아니라 도면들에서 찾을 수 있다. 도면들은 여기서 본 발명의 개념을 제한하지 않도록 본 발명의 단지 예시적인 실시형태들을 예시한다.

도 1 은 본 발명에 따른 측정 디바이스를 갖는 선박의 외부 스킨을 사시도로 도시한다.
도 2 는 센서 요소를 개략도로 도시한다.
도 3 은 본 발명에 따른 측정 디바이스를 블록 회로도로 도시한다.

다양한 도면들에서, 동일한 부분들은 항상 동일한 도면 부호를 제공하고 따라서 일반적으로 또한 각각 단지 한번만 각각 명명되고 언급된다.

도 1 은 군사용 선박으로서 구현되는 차량 (1) 을 예시한다. 선박 (1) 은 강으로부터 구현되는 외부 스킨 (5) 을 갖는다. 이러한 예시적인 실시형태에 대조적으로, 외부 스킨 (5) 은 몇몇 다른, 적어도 약하게 전기 전도성인, 재료로부터 구현될 수 있다.

선박 (1) 은 외부 스킨 (5) 의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스 (17) (도 3 에 예시됨) 를 갖고, 상기 측정 디바이스 (17) 는 신속하게 그리고 목표된 방식으로 손상을 제거하기 위해 측정들을 시작하는 것을 가능하게 한다. 그러한 손상은 예를 들면 장애물과 선박 (1) 의 충돌에 의해 또는 장약들의 압력파들 및/또는 발사체들의 영향에 의해 발생될 수 있다. 측정 디바이스 (17) 는 선박 (1) 의 외부 스킨 (5) 의 내부 측에 배열된 다수의 센서 요소들 (2) 을 갖는다. 도 1 은 복수의 센서 요소들 (2) 이 외부 스킨 (5) 의 횡방향 보강부들 (3) 과 종방향 보강부들 (4) 사이에 배열된 배열체의 예시적인 확대도를 예로써 도시한다. 센서 요소들 (2) 은 외부 스킨 (5) 내측에 본딩된다.

도 2 의 예시로부터 명백한 바와 같이, 도 3 에 예시된 측정 디바이스 (17) 의 센서 요소 (2) 는 필름형의 구성을 갖는다. 예시적인 실시형태의 센서 요소 (2) 는 바람직하게 전도성 접착제 (9) 를 통해 외부 벽 (5) 의 내부 측에 연결되는 세개의-층의 필름 센서로서 구현된다. 외부 벽에 연결을 위해 의도된 센서 요소 (2) 의 외부 측에서, 센서 요소 (2) 는 제 1 절연체 층 (8) 을 갖는다. 전기 전도성 전도체 층은 제 1 절연체 층 (8) 에 연결되고 센서 요소 (2) 의 평면형 전방 전도체 (7) 를 형성한다. 따라서 전방 전도체 (7) 는 제 1 절연체 층 (8) 에 의해 외부 스킨 (5) 에 대해 절연된다. 제 1 절연체 층 (8) 에 대향하여 놓인 전방 전도체 (7) 의 측에서, 제 2 절연체 층 (6) 은 주위들에 대해 전방 전도체 (7) 를 절연하도록 배열된다. 센서 요소 (2) 는 따라서 단지 단일한 전기 전도체 (7) 를 갖고 이와 관련하여 리턴 전도체 없이 구현된다. 리턴 전도체를 갖지 않는 센서 요소 (2) 의 구성은 센서 요소 (2) 의 제작 및 설치에 대해 특히 유리하다고 증명되었다. 이는 센서 요소 (2) 의 제작의 범위 내에서, 전방 전도체 (7) 뿐만 아니라 추가의 전기 전도성 층이 생략될 수 있기 때문이다. 리턴 전도체를 갖지 않는 센서 요소 (2) 의 구성은 또한 외부 스킨 (5) 에서 센서 요소 (2) 의 설치에 대해 이점들을 제공한다. 이는 도 2 의 예시로부터 추론될 수 있는 바와 같이, 센서 요소 (2) 는 단지 전방 전도체 (7) 에 연결된 하나의 라인 (11) 과 접촉되어야만 한다. 센서 요소 (2) 와 접촉을 형성하는 추가의 전기 수단은 필수적이지 않다. 손상을 검출하도록 라인 (10) 을 통해 외부 스킨 (5) 과 접촉이 행해진다. 선박 (1) 이 외부 스킨 (5) 의 접지를 이미 갖는 한, 접지는 어떠한 추가의 전기 케이블링도 제공될 필요가 없도록 사용될 수 있다.

절연체 층들 (6, 8) 은 예를 들면, 폴리에틸렌, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무, 네오프렌, 유리 섬유들, 아라미드 섬유들 및/또는 이축으로 배향된 폴리에스테르 필름, 예를 들면 Mylar® 필름과 같은 전기 절연 재료로부터 구현된다. 전방 전도체 (7) 는 전기 전도성 재료, 예를 들면 알루미늄 또는 구리로부터 제조된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 전방 커넥터 (7) 는 전도성 재료, 예를 들면 알루미늄 거즈, 스테인레스 강 거즈 또는 예를 들면, 폴리아닐린 또는 탄소 (탄소-섬유-보강된 플라스틱) 와 같은 전도성 플라스틱으로 제조된 격자 및/또는 패브릭을 가질 수 있다.

외부 스킨 (5) 의 손상의 경우에, 일반적으로, 또한 전방 전도체 (7) 와 외부 스킨 (5) 사이에 오옴 저항의 감소를 발생시키는 외부 스킨 (5) 과 전방 전도체 (7) 사이에 배열된 제 1 절연체 층 (8) 의 적어도 부분적인 파괴가 존재한다. 저항에서 그러한 변경들의 검출은 라인들 (10, 11) 을 통해 센서 요소 (2) 에 연결된 검출 디바이스 (12) 에 의해 실행된다. 도 3 에 예시된 바와 같이, 그러한 검출 디바이스 (12) 는 복수의 센서 요소들에 연결될 수 있다. 손상을 검출하도록, 바람직하게 펄스형의, 측정 전압은 센서 필름 (2) 과 외부 스킨 (5) 사이에 인가된다. 측정 전압이 인가될 때에, 전방 전도체 (7) 와 외부 스킨 (5) 사이의 전류가 측정된다. 측정된 전류가 사전 규정된 최대 값을 초과한다면, 손상 신호가 검출 디바이스 (12) 에 의해 발생된다. 손상 신호는 검출 디바이스 (12) 로부터 검출 디바이스 (12) 에 연결되고 외부의 윤곽의 영역에 손상을 정하는 평가 유닛 (13) 으로 통과된다. 평가 유닛 (13) 에서, 데이터 패킷은 차량의 손상 모니터링 시스템 (15, 16) 에 의해 판독될 수 있는 위치 판별 정보를 포함하도록 생성된다. 손상 모니터링 시스템은 복수의 모니터링 스테이션들 (16) 이 연결된 네트워크 (1) 로써 본 예에서 형성된다. 평가 유닛 (13) 으로부터 손상 모니터링 시스템으로 데이터 패킷의 통과는 네트워크 모듈 (14) 에 의해 실행된다.

상기 설명된 선박 (1) 은 선박 (1) 의 외부 스킨에서의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스 (17) 를 갖고, 측정 디바이스 (17) 는 리턴 전도체 없이 구현되고 외부 스킨 (5) 에 대해 절연된 전방 전도체 (7) 를 갖고 선박 (1) 의 외부 스킨 (5) 에 배열된 센서 요소 (2) 를 포함한다. 선박 (1) 의 외부 스킨 (5) 의 손상을 검출하기 위한 상기 설명된 방법에서, 외부 스킨에 대해 절연되는 전방 전도체 (7) 를 갖는 센서 요소 (2) 는 외부 스킨 (5) 에 배열되고, 전방 전도체 (7) 와 외부 스킨 (5) 사이에 전류가 측정된다.

1 선박
2 센서 요소
3 횡방향 보강부
4 종방향 보강부
5 외부 스킨
6 절연체
7 전방 전도체
8 절연체
9 접착제
10 피드 라인
11 피드 라인
12 검출 디바이스
13 평가 유닛
14 네트워크 모듈
15 네트워크
16 모니터링 스테이션
17 측정 디바이스

Claims (9)

1. 특히 선박 (1) 인 차량의 외부 스킨 (5) 의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스로서,
   상기 측정 디바이스는 센서 요소 (2) 를 갖고, 상기 센서 요소는 상기 외부 스킨 (5) 에 대해 절연된 전방 전도체 (7) 를 갖고, 상기 차량의 상기 외부 스킨 (5) 에 배열될 수 있고,
   상기 센서 요소 (2) 는 리턴 전도체 없이 구현되는, 차량의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전방 전도체 (7) 는 평면형 방식으로 구현되는, 차량의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 전방 전도체 (7) 는 두개의 전기 절연 층들 (6, 8) 사이에 배열되는, 차량의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전방 전도체 (7) 는 상기 전방 전도체 (7) 와 상기 외부 스킨 (5) 사이의 전류의 유동이 검출될 수 있는 검출 디바이스 (12) 에 연결되는, 차량의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 검출 디바이스 (12) 는 상기 차량의 손상 모니터링 시스템 (15, 16) 에 연결되는, 차량의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 측정 디바이스.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 측정 디바이스 (17) 를 갖는 선박 (1).
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 센서 요소 (2) 는 상기 선박 (1) 의 상기 외부 스킨 (5) 의 내부 측에 본딩되는, 선박.
8. 특히 선박 (1) 인 차량의 외부 스킨 (5) 의 손상을 검출하기 위한 방법으로서,
   상기 외부 스킨 (5) 에 대해 절연된 전방 전도체 (7) 를 갖는 센서 요소 (2) 는 상기 차량의 상기 외부 스킨 (5) 에 배열되고,
   상기 전방 전도체 (7) 와 상기 외부 스킨 (5) 사이의 전류가 측정되는, 차량의 외부 스킨의 손상을 검출하기 위한 방법.
9. 선박 (1) 의 폭격 손상을 검출하기 위한 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 측정 디바이스 (12) 의 사용.

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