KR20170066099A

KR20170066099A - 회전체 진단 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170066099A
Application number: KR1020150172699A
Authority: KR
Inventors: 윤병동; 전병철; 정준하
Original assignee: 주식회사 원프레딕트
Priority date: 2015-12-04
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2017-06-14
Also published as: US10520354B2; KR101748559B1; US20170160125A1

Abstract

본 빌명은 회전체 진단 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 제1 측면에 따르면, 본 발명의 실시예에 따른 베어링에 회전축을 중심으로 회전되도록 설치되는 회전체를 진단하기 위한 진단 장치는 회전축과 수직한 면에 위치한 회전체의 두 지점에서 각각의 제1 진동 신호를 계측하는 계측부, 회전체의 제1 진동 신호가 계측된 두 지점과 동일 평면상에 위치한 지점의 진동 신호인 제2진동 신호를 제1 진동 신호에 기초하여 산출하는 산출부, 제2 진동 신호에 기초하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부 및 생성된 이미지에 기초하여 회전체를 진단하는 진단부를 포함하여, 사용자에게 회전체 상태에 대한 직관적인 정보를 제공할 수 있다.

Description

회전체 진단 장치 및 방법{APPARATUS FOR INSPECTING ROTATING DEVICE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 회전체 진단 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 회전체의 진동 데이터에 기초하여 생성된 이미지에 기초하여 회전체를 점검하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

발전소나 플랜트 등 대형설비에는 블레이드(blade), 모터 등 다양한 회전체가 설치된다. 상기와 같은 회전체는 설비가 가동되는 동안 계속하여 회전운동 하므로 항상 파손 및 고장의 가능성이 있다. 따라서 정기적인 점검 및 정비가 요구된다.

이러한 회전체의 실시간 감시 및 진단을 하기 위해 종래에는 회전체의 진동 특성, 온도 특성, 압력 특성, 회전토크 특성, 회전축의 운동 궤적 특성 등을 분석할 수 있는 물리 센서 감지 신호들이 수집하고, 수집한 신호에 기초하여 회전체를 점검하였다.

이러한 회전체 점검에 관한 종래 특허로 한국등록특허 10-126522호가 있다.

그러나 종래의 방법은 직관적이지 않고, 방향성이 있는 고장에 대해서는 판별하기 어려운 문제가 있었다.

따라서 근래에는 회전체 점검에 대해서 직관적이고, 방향성 있는 고장에 대해서도 판별할 수 있는 장치 및 방법이 요구되고 있는 실정이다.

한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 일실시예는 회전체 점검 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따르면, 베어링에 회전축을 중심으로 회전되도록 설치되는 회전체를 진단하기 위한 진단 장치는 상기 회전축과 수직한 면에 위치한 상기 회전체의 두 지점에서 각각의 제1 진동 신호를 계측하는 계측부, 상기 회전체의 상기 제1 진동 신호가 계측된 두 지점과 동일 평면상에 위치한 지점의 진동 신호인 제2진동 신호를 상기 제1 진동 신호에 기초하여 산출하는 산출부, 상기 제2 진동 신호에 기초하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부 및생성된 이미지에 기초하여 상기 회전체를 진단하는 진단부를 포함한다.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, 진단 장치가 베어링에 회전축을 중심으로 회전되도록 설치되는 회전체를 진단하는 방법은 상기 회전축과 수직한 면에 위치한 상기 회전체의 두 지점에서 각각의 제1 진동 신호를 계측하는 단계, 상기 회전체의 상기 제1 진동 신호가 계측된 두 지점과 동일 평면상에 위치한 지점의 진동 신호인 제2진동 신호를 상기 제1 진동 신호에 기초하여 산출하는 단계, 상기 제2 진동 신호에 기초하여 이미지를 생성하는 단계 및 생성된 이미지에 기초하여 상기 회전체를 진단하는 단계를 포함한다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명의 일실시예는 회전체 진단 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 이미지에 기초하여 회전체를 진단하여 직관적으로 회전체의 상태를 사용자에게 알려줄 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 전방향 진동 신호에 기초하여 회전체를 진단하여 방향성 있는 고장에 대해서도 진단이 가능하다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 회전체 진단 장치의 사용 상태도이다,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3 및 도 4는 제1 진동 신호의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전체(300)의 단면도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 생성부가 생성한 이미지를 도시한 도면이다.
도 7은 회전체가 정상일 때 생성된 이미지를 도시한 도면이다.
도 8은 충격 마찰의 경우 생성된 이미지를 도시한 도면이다.
도 9는 오정렬일 경우 생성된 이미지를 도시한 도면이다.
도 10은 오일 휠의 경우 생성된 이미지를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 방법에 대한 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

먼저 도 1내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 회전체 진단 장치(300)의 사용 상태도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(300)를 설명하기 위한 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(300)는 베어링(100)에 회전축을 중심으로 소정의 방향으로 회전되도록 설치되는 회전체(200)의 이상 여부를 진단하기 위한 장치이다. 여기서 베어링(100)은 회전체(200)를 일정한 위치에 고정시키고, 회전체(200)을 지지한다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 회전체(200)는 회전체(200)에 가해진 힘에 의해 회전된다. 회전체(200)와 베어링(100) 사이에는 회전체(200)의 회전으로 인한 마찰을 감소시켜주는 오일(400)이 배치될 수 있다.

본 발명의 회전체 진단 장치(300)는 회전체(200)의 소정의 지점에서 진동 신호를 계측하는 계측부(310)를 더 포함할 수 있다.

이상적인 회전체(200)는 회전축을 중심으로 진동 없이 회전하게 되나, 현실적으로는 일정방향에 무게 치우침 등으로 인해 진동하면서 회전하게 된다. 계측부(310)는 회전체(200)의 회전으로 발생되는 진동 신호를 소정의 지점에서 감지하여 계측한다.

본 발명의 실시예에 따르면 계측부(310)는 회전축에 수직한 면에 위치한 두 지점에서 진동 신호를 각각 계측할 수 있다. 이하에서는 계측된 진동 신호를 제1 진동 신호라고 하겠다. 또한 두 지점은 회전축을 중심으로 상호간 수직하게 벌어져있을 수 있다. 즉 제1 진동 신호가 계측되는 제1 지점에서 회전축 그리고 제1 진동 신호가 계측되는 또 다른 지점인 제2 지점이 이루는 각도는 수직할 수 있다.

도 3 및 도 4는 제1 진동 신호의 일 예를 도시한 도면이다.

특히 도3에는 회전축에서 제1 지점에 이르는 방향을 X 방향이라고 할 때, X 방향으로 발생되는 진동신호가 도시되어 있다.

또한 도 4에는 회전축에서 제2 지점에 이르는 방향을 Y 방향이라고 할 때, Y 방향으로 발생되는 진동신호가 도시되어 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 X 방향과 Y 방향은 상호 수직할 수 있다.

다시 회전체 진단 장치(300)의 구성에 대해서 설명하겠다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(300)는 측정된 각각의 제1 진동 신호에 기초하여 제2 진동 신호를 산출하는 산출부(320)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 산출부(320)는 제1 지점 및 제2 지점과 동일 평면상에 위치하며, 회전체(200) 상 특정 지점의 진동 신호인 제2 진동 신호를 제1 진동 신호에 기초하여 산출할 수 있다. 특히 산출부(320)는 제1 진동 신호가 계측된 어느 한 지점에서 회전축을 중심으로 소정의 회전각으로 수번 회전된 각각의 지점의 각각의 진동 신호를 각각 제2 진동 신호로 산출 할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 산출부(320)는 수식 1에 기초하여 제2 진동 신호를 산출할 수도 있다.

(수식1 )

(여기서

회전각,

및

는 제1 진동 신호,

는

로부터

번

각도로 회전된 지점에서의 제2 진동 신호)

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 회전체(300)의 단면을 도시한 도면이다. 특히 도 5는 회전축으로 수직한 회전체(300)의 단면을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하여 산출부(320)의 동작을 설명하면,

및

는 제1 진동 신호라고 하고,

가 구해진 지점 즉 제1 지점을 기준으로 할 때 산출부(320)는 제1 지점으로부터

회전한 지점의 진동 신호를 제2 진동 신호(

)로 산출할 수 있다. 또한 계속해서 산출부(320)는

가 산출된 지점에서

회전한 지점의 진동 신호를 제2 진동 신호(

)로 산출할 수 있다. 이러한 방식으로 산출부(320)는

까지의 제2 진동 신호를 산출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 산출부(320)는 소정의 지점에서 절반에 해당하는 구간 즉 회전축을 기준으로 수직한 면의 반원에 해당하는 구간 내의 지점에서만 제2 진동 신호를 산출할 수도 있다. 회전체(200)는 회전 운동을 하기 때문에, 나머지 반원에 해당하는 구간 내의 지점의 제2 진동 신호도 산출된 제2 진동 신호와 동일할 수 있다. 나머지 반원에 해당하는 구간 내의 지점의 제 2 진동 신호는 축중심을 기준으로 대칭된 위치의 신호와 동일한 크기로 반대 위상을 가지기 때문이다. 따라서 산출된 반원의 제2 진동 신호로 나머지 반원에 대한 제2 진동 신호를 유추할 수 있다.

도 5에서도 반원에 해당하는 구간까지만 제2 진동 신호가 산출된 것이 도시되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(300)는 제2 진동 신호에 기초하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부(330)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이미지 생성부(330)는 한축은 시간과, 또 다른 한축은 제1 진동 신호가 계측된 어느 한 지점부터 순차적으로 산출된 각각의 지점에 대한 제2 진동 신호의 값과 연관시켜 이미지를 생성할 수 있다. 또한 이미지 생성부(330)는 각각의 제2 진동 신호의 값의 크기에 비례하여 명도를 달리 표현시켜 이미지를 생성할 수도 있다. 예를 들어 이미지 생성부(330)는 제2 진동 신호 값이 클수록 해당 좌표의 명도를 밝게하고 작을수록 어둡게하여 이미지를 생성할 수도 있다. 또한 이미지 생성부(330)는 제2 진동 신호 값이 작을 수록 해당 좌표의 명도를 밝게하고 클수록 어둡게하여 이미지를 생성할 수도 있다.

이때 이미지 생성부(330)는 일관성있는 이미지 생성을 위해 산출된 각각의 제2 진동 신호를 전처리 및 위상 동기화 시킨 후, 결과 값을 이용하여 이미지를 생성할 수도 있다. 이때 전처리 과정은 리샘플링 또는 저역 필터를 이용한 노이즈 제거일 수도 있다.

도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 이미지 생성부(330)가 생성한 이미지를 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 이미지 생성부(330)는 한축은 시간과, 또 다른 한축은 제1 진동 신호가 계측된 어느 한 지점부터 순차적으로 산출된 각각의 지점에 대한 제2 진동 신호의 값과 연관시켜 이미지를 생성할 수 있다. 특히 도 6에는 Y축이 순차적으로 산출된 제2 진동 신호와 연관되어 있는 것이 도시되어 있으며, 제2 진동 신호의 값에 따라 각각의 좌표의 명도가 달리 표현된 것이 도시되어 있다. 특히 도 6에는 Y축이 위에서 아래로 순차적으로

부터

까지 연관되어 있는 것이 도시되어 있다.

다시 본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(300)의 구성에 대해서 설명하겠다.

본 발명의 실시예에 다른 회전체 진단 장치(300)는 생성된 이미지를 분류하고 분류된 이미지에 기초하여 회전체(200)의 상태에 대해 학습하는 학습부(340)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 학습부(340)는 이미지 생성부(330)가 생성한 이미지를 유사도에 따라 분류할 수 있다. 이를 위해 사용자는 회전체 진단 장치(300)에 테스트 신호를 입력할 수 있으며, 입력된 테스트 신호에 기초하여 이미지 생성부(330)가 테스트 이미지를 생성하면 학습부(340)는 생성된 각각의 테스트 이미지를 유사도에 따라 분류할 수 있다.

사용자는 분류된 학습 데이터 즉 이미지를 검토하여, 회전체 상태에 따라 다르게 표현되는 이미지 특성을 확인할 수 있다. 아래에서 설명할 진단부(360)는 학습부(340)의 학습결과에 기초하여 회전체(200)를 진단할 수도 있다. 구체적으로 학습부(340)에서 학습 결과 정상 상태의 이미지라고 판단된 이미지를 이미지 생성부(330)가 생성한 이미지와 비교하여 회전체(200)를 진단할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 학습부(340)는 기 설정되어 저장된 정상 이미지{회전체(200)가 정상일 때 이미지}와 비교하여 이와 유사하지 않은 이미지를 분류하고, 이후 분류된 이미지를 다시 유사도에 따라 분류할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 학습부(340)는 딥러닝(deep learning) 방식에 기초하여 회전체(200)의 상태를 학습할 수도 있다. 특히 학습부(340)는 볼츠만 기계(RBM, Restricted Boltzmann Machine)기반의 딥러닝 방식으로 회전체 (200)의 상태를 학습할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 학습부(340)는 데스트 입력에 기초하여 생성된 테스트 이미지를 소정의 유사도에 따라 분류한 후, 각각의 상태 별 대표 이미지를 선정할 수도 있다. 대표 이미지 선정은 사용자의 선택에 기초하여 선정될 수도 있다. 이후 회전체(200)의 회전에 의해 진단부(360)는 생성된 이미지와 대표 이미지와 유사도를 비교하여 회전체(200)의 상태를 진단할 수 있다. 구체적으로 진단부(360)는 생성된 이미지와 소정의 수치 이상의 유사도를 보이는 대표 이미지를 검출하고, 검출된 대표 이미지에 대응하는 상태를 현재 회전체(200)의 상태로 판단할 수도 있다.

본 발명이 일 실시예에 따르면 학습부(340)에 의한 학습 데이터 없는 경우, 회전체 진단 장치(300)는 테스트 신호에 기초하여 회전체(200) 상태에 대한 학습을 선행할 수도 있다. 이후 학습부(340)가 학습 데이터를 습득한 경우, 회전체 진단 장치(300)는 회전체(200)를 구동시켜 회전체(200)의 상태를 진단할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(300)는 저장부(350)를 더 포함할 수 있다. 저장부(350)는 이미지 생성부(330)가 생성한 이미지와 비교될 기준 이미지가 기 저장될 수도 있다. 또한 계측부(310) 및 산출부(320)에서 획득 또는 생성한 데이터가 저장될 수도 있다. 이외에도 회전체 진단 장치(300)에 입출력 되는 각종데이터가 저장될 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(300)는 생성된 이미지에 기초하여 회전체(200)를 진단하는 진단부(360)를 더 포함할 수 있다.

진단부(360)는 기 설정되어 저장된 기준 이미지와 생성된 이미지를 비교하여 서로 다른 형상일 때 회전체 이상이라고 판단할 수 있다.

또한 진단부(360)는 생성된 이미지가 사선을 포함하고 있는지 여부 또는 포함된 사선의 형태에 기초하여 이상 여부를 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체(200) 이상은 회전체(200)가 베어링(100)에 충돌하여 발생하는 충격 마찰, 복수의 회전체(200)간 연결될 경우, 연결된 회전체(200)간 정렬되지 않아 발생하는 오정렬, 오일(400)의 이상으로 발생되는 오일 휠을 포함할 수 있다.

이하에서는 도 7 내지 도 10을 참조하여 각각의 케이스의 경우 생성된 이미지에 대해서 설명하겠다.

도 7은 회전체(200)가 정상일 때 생성된 이미지를 도시한 도면이고, 도 8은 충격 마찰의 경우 생성된 이미지를 도시한 도면이고, 도 9는 오정렬일 경우 생성된 이미지를 도시한 도면이고, 도 10은 오일 휠의 경우 생성된 이미지를 도시한 도면이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 회전체(200)가 정상일 때 생성된 이미지에는 각각의 좌표의 명도 차로 인해 표현된 사선이 포함된다. 도 8 내지 도 10의 경우 사선이 이미지에 포함되어 있지 않거나, 형태가 명확하지 않다.

앞에서 설명한 바와 같이, 회전체(200)가 정상일 경우라도 회전체(200)는 어느 한쪽으로 무게가 쏠려 즉 무게 중심이 회전체(200)의 중심에서 이동되어 회전하기 때문에 진동이 발생된다. 이러한 진동은 회전체(200)가 정상일 경우, 회전체(200)의 회전에 따라 일정한 주기로 발생하게 된다. 또한 이러한 주기적인 진동은 각각의 제2 진동 신호에서 일정한 시간마다 소정의 크기 값으로 표현된다. 이러한 사항을 이미지로 표현하게 되면 이미지 생성부(330)가 제2 진동 신호가 클수록 해당 좌표를 밝은 명도로 표현하는 경우, 도 7에 도시된 바와 같이 각각의 제2 진동 신호마다 일정한 시간 간격으로 밝은 구간이 나타나게 된다. 또한 진동은 제2 진동 신호가 산출되는 각각의 지점에 순차적으로 전달되므로, Y축에서 아래로 이동될수록 밝은 구간도 횡 이동하게 된다. 이러한 방식으로 이미지에서는 밝은 구간이 모여 사선을 형태가 표현된다.

회전체(200)의 이상이 있는 경우, 제2 진동 신호가 소정의 값을 갖는 간격이 일정하지 않거나, 제2 진동 신호의 값이 주기적이지 않아 도 7과 같은 이미지는 생성되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 진단부(360)는 위에서 설명한 이미지 특성을 고려하여 회전체(200)의 이상을 진단한다.

본 발명의 실시예에 따르면 산출부(320)가 전방위 지점에 대해 진동 신호를 산출하고, 산출된 신호에 기초하여 산출된 신호가 계측된 지점뿐만 아니라, 다른 지점까지 즉 전방위의 지점에 대해서 진동 신호를 산출하기 때문에, 보다 정밀한 진단이 가능할 수 있으며, 이미지 생성부(330)가 생성한 이미지에 기초하여 진단부(360)가 회전체(200)를 진단하므로 직관적일 수 있다.

다음은 도 11을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 방법에 대해 설명하겠다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 방법에 대한 흐름도이다.

도 11에 도시된 실시예에 따른 회전체 진단 방법은 도 1에 도시된 장치에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라고 하더라도 도 1에 도시된 장치에 관하여 이상에서 기술한 내용은 도 11에 도시된 실시예에 따른 회전체 진단 방법에도 적용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(200)는 회전축과 수직한 면에 위치한 회전체(200)의 두 지점에서 각각의 제1 진동 신호를 계측한다(S1101).

본 발명의 실시예에 따르면 회전체 진단 장치(200)는 회전축에 수직한 면에 위치한 두 지점에서 제1 진동 신호를 각각 계측할 수 있다. 또한 두 지점은 회전축을 중심으로 상호간 수직하게 벌어져 있을 수 있다. 즉 제1 진동 신호가 계측되는 제1 지점에서 회전축 그리고 제1 진동 신호가 계측되는 또 다른 지점인 제2 지점이 이루는 각도는 수직할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(200)는 제1 진동 신호에 기초하여 제2 진동 신호를 산출한다(S1103).

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(200)는 제1 지점 및 제2 지점과 동일 평면상에 위치하며, 회전체(200) 상 특정 지점의 진동 신호인 제2 진동 신호를 제1 진동 신호에 기초하여 산출할 수 있다. 특히 회전체 진단 장치(200)는 제1 진동 신호가 계측된 어느 한 지점에서 회전축을 중심으로 소정의 회전각으로 수번 회전된 각각의 지점의 각각의 진동 신호를 각각 제2 진동 신호로 산출 할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(200)는 제2 진동 신호에 기초하여 이미지를 생성한다(S1105).

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(200)는 한축은 시간과, 또 다른 한축은 제1 진동 신호가 계측된 어느 한 지점부터 순차적으로 산출된 각각의 지점에 대한 제2 진동 신호의 값과 연관시켜 이미지를 생성할 수 있다. 또한 회전체 진단 장치(200)는 각각의 제2 진동 신호의 값의 크기에 비례하여 명도를 달리 표현시켜 이미지를 생성할 수도 있다. 예를 들어 회전체 진단 장치(200)는 제2 진동 신호 값이 클수록 해당 좌표의 명도를 밝게하고 작을수록 어둡게하여 이미지를 생성할 수도 있다. 또한 회전체 진단 장치(200)는 제2 진동 신호 값이 작을 수록 해당 좌표의 명도를 밝게하고 클수록 어둡게하여 이미지를 생성할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 회전체 진단 장치(200)는 생성된 이미지에 기초하여 회전체(200)를 진단한다(S1107).

회전체 진단 장치(200)는 기 설정되어 저장된 기준 이미지와 생성된 이미지를 비교하여 서로 다른 형상일 때 회전체 이상이라고 판단할 수 있다.

또한 회전체 진단 장치(200)는 생성된 이미지가 사선을 포함하고 있는지 여부 또는 포함된 사선의 형태에 기초하여 이상 여부를 판단할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 베어링 200: 회전체
300: 회전체 진단 장치 310: 계측부
320: 산출부 330: 이미지 생성부
340: 진단부 350: 저장부
360: 학습부 400: 오일

Claims

베어링에 회전축을 중심으로 회전되도록 설치되는 회전체를 진단하기 위한 진단 장치에 있어서,
상기 회전축과 수직한 면에 위치한 상기 회전체의 두 지점에서 각각의 제1 진동 신호를 계측하는 계측부;
상기 회전체의 상기 제1 진동 신호가 계측된 두 지점과 동일 평면상에 위치한 지점의 진동 신호인 제2진동 신호를 상기 제1 진동 신호에 기초하여 산출하는 산출부;
상기 제2 진동 신호에 기초하여 이미지를 생성하는 이미지 생성부; 및
생성된 이미지에 기초하여 상기 회전체를 진단하는 진단부를 포함하는 회전체 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 계측부는,
회전축을 중심으로 상호간 수직한 벌어진 두 지점에서 각각의 제1 진동 신호를 계측하고,
상기 산출부는,
상기 제1 진동 신호가 계측된 어느 한 지점에서 상기 회전축을 중심으로 소정의 회전각으로 수번 회전된 각각의 지점의 각각의 진동 신호를 각각 제2 진동 신호로 산출하는, 회전체 진단 장치.
제2항에 있어서,
상기 산출부는,
수식 1에 기초하여 상기 제2 진동 신호를 산출하는, 회전체 진단 장치.
{수식 1}

(상기
는 회전각, 상기
및 상기
는 상기 제1 진동 신호, 상기
는 상기
로부터
번
각도로 회전된 지점에서의 제2 진동 신호)
제1항에 있어서,
상기 이미지 생성부는,
한축은 시간과, 또 다른 한축은 상기 제1 진동 신호가 계측된 어느 한 지점부터 순차적으로 산출된 각각의 지점에 대한 제2 진동 신호의 값과 연관시키고, 각각의 제2 진동 신호의 값의 크기에 비례하여 명도를 달리 표현시켜, 이미지를 생성하는, 회전체 진단 장치.
제4항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 이미지에 명도 차이로 표현된 사선에 기초하여 회전체를 진단하는, 회전체 진단 장치.
제5항에 있어서,
상기 진단부는,
상기 사선의 유무 또는 상기 사선의 형태에 기초하여, 회전체를 진단하는, 회전체 진단 장치.
제4항에 있어서,
상기 진단부는,
생성된 이미지와 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 서로 다른 형상일 경우, 상기 회전체 이상이라고 판단하는, 회전체 진단 장치.
제1항에 있어서,
상기 회전체 진단 장치는,
상기 테스트 신호에 기초하여 생성된 각각의 테스트 이미지를 유사도 기준으로 분류하고, 분류된 각각의 테스트 이미지에서 각각의 상태 별 대표 이미지를 선정하는 학습부를 더 포함하고,
상기 진단부는,
상기 이미지 생성부가 생성한 이미지와 각각의 상태 별 대표 이미지의 유사도를 비교하여 상기 회전체의 상태를 진단하는, 회전체 진단 장치.
진단 장치가 베어링에 회전축을 중심으로 회전되도록 설치되는 회전체를 진단하는 방법에 있어서,
상기 회전축과 수직한 면에 위치한 상기 회전체의 두 지점에서 각각의 제1 진동 신호를 계측하는 단계;
상기 회전체의 상기 제1 진동 신호가 계측된 두 지점과 동일 평면상에 위치한 지점의 진동 신호인 제2진동 신호를 상기 제1 진동 신호에 기초하여 산출하는 단계;
상기 제2 진동 신호에 기초하여 이미지를 생성하는 단계; 및
생성된 이미지에 기초하여 상기 회전체를 진단하는 단계를 포함하는 회전체 진단 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 진동 신호를 계측하는 단계는,
회전축을 중심으로 상호간 수직한 벌어진 두 지점에서 각각의 제1 진동 신호를 계측하고,
상기 산출하는 단계는,
상기 제1 진동 신호가 계측된 어느 한 지점에서 상기 회전축을 중심으로 소정의 회전각으로 수번 회전된 각각의 지점의 각각의 진동 신호를 각각 제2 진동 신호로 산출하는, 회전체 진단 방법.
제10항에 있어서,
상기 산출하는 단계는,
수식 1에 기초하여 상기 제2 진동 신호를 산출하는, 회전체 진단 방법.
{수식 1}

(상기
는 회전각, 상기
및 상기
는 상기 제1 진동 신호, 상기
는 상기
로부터
번
각도로 회전된 지점에서의 제2 진동 신호)
제9항에 있어서,
상기 이미지를 생성하는 단계는,
한축은 시간과, 또 다른 한축은 상기 제1 진동 신호가 계측된 어느 한 지점부터 순차적으로 산출된 각각의 지점에 대한 제2 진동 신호의 값과 연관시키고, 각각의 제2 진동 신호의 값의 크기에 비례하여 명도를 달리 표현시켜, 이미지를 생성하는, 회전체 진단 방법.
제12항에 있어서,
상기 진단하는 단계는,
상기 이미지에 명도 차이로 표현된 사선에 기초하여 회전체를 진단하는, 회전체 진단 방법.
제13항에 있어서,
상기 진단하는 단계는,
상기 사선의 유무 또는 상기 사선의 형태에 기초하여, 회전체를 진단하는, 회전체 진단 방법.
제12항에 있어서,
상기 진단하는 단계는,
생성된 이미지와 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 서로 다른 형상일 경우, 상기 회전체 이상이라고 판단하는, 회전체 진단 방법.
제9항에 있어서,
상기 회전체 진단 방법은,
상기 테스트 신호에 기초하여 생성된 각각의 테스트 이미지를 유사도 기준으로 분류하고, 분류된 각각의 테스트 이미지에서 각각의 상태 별 대표 이미지를 선정하는 단계를 더 포함하고,
상기 진단하는 단계는.
상기 이미지를 생성하는 단계에서 생성한 이미지와 각각의 상태 별 대표 이미지의 유사도를 비교하여 상기 회전체의 상태를 진단하는, 회전체 진단 방법.