KR20170077427A - 이동형 전력선 감지 경보장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저전력 및 고정밀의 이동형 전력선 감지 경보장치에 관한 것으로, 전력선 접근시 전계강도 신호를 감지하기 위한 신호 감지부와, 기준전압을 발생하기 위한 기준전압 발생부와, 상기 신호 감지부 출력전압을 기준전압 레벨과 비교하기 위한 비교부와, 상기 비교부 출력신호에 따라 전력선 감지 경보음을 선택 출력하는 스피커 앰프와, 동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하되,
상기 전원부의 출력을 주기적으로 단속 제어하는 전원공급 제어신호를 발생하기 위한 전원공급 제어신호 발생부와, 전계강도 신호의 감지성능을 높이기 위해 상기 신호 감지부를 주기적으로 리셋시키는 리셋신호를 발생하기 위한 리셋신호 발생부를 더 포함함을 특징으로 한다.

Description

이동형 전력선 감지 경보장치{A POWER-LINE PROXIMITY WARNING SAFETY DEVICE}

본 발명은 전력선 감지 경보장치에 관한 것으로, 특히 저전력 및 고정밀의 이동형 전력선 감지 경보장치에 관한 것이다.

전기안전사고 예방으로 산업재해비용을 감소시키고, 전력설비고장 예방으로 전기품질을 향상시키기 위해서는 전력선 접촉사고를 저감시켜야 한다. 이에 따라, 작업자는 물론 중장비의 일부분이 전력선의 안전거리 이내로 접근할 경우 작업자 혹은 중장비 운전자에게 위험사실을 경보하는 전력선 감지 경보장치의 개발이 필수적이다.

전력선 감지 경보장치는 전력선 근접에서 전계강도를 감지하여 일정 레벨 이상의 전계강도가 감지되면 경보를 울려 안전성을 확보하는 장치로서, 도 1에 도시한 바와 같이 충전선로 등의 고압선로 접근시 전계강도 신호를 감지하기 위한 신호 감지부(10)와, 신호처리된 전계강도 신호의 레벨과 기준전압 레벨을 비교하기 위한 비교부(20)와, 기준전압 발생부(30), 기준전압 레벨 이상의 전계강도 신호가 발생된 경우 스피커(SPK)를 통해 경보음을 출력하는 스피커 앰프(40) 및 동작 전원을 공급하는 전원부(50)를 포함한다.

이러한 일반적인 전력선 감지 경보장치는 전원부(50)로서 배터리를 사용하므로 장기간 사용하기 위해서는 전력소모가 적어야 하며, 또한 작업환경에서 이용이 편리하도록 소형화할 필요가 있다. 또한 안전성 확보를 위해 정밀도가 높아 오경보 발생확률이 낮아야 한다.

이에 전력소모가 적은 저전력 회로 구성과 정밀한 전계강도 측정 회로가 요구된다.

대한민국 등록실용신안공보 등록번호 20-0282722호 대한민국 공개특허공보 특2003-0062030

이에 본 발명은 상술한 필요성에 따라 창안된 발명으로써, 회로의 동작을 단속하여 전력소모를 줄임은 물론, 전계강도에 대한 정확한 감지신호 대 잡음비를 높여 오경보 발생확률을 줄일 수 있는 이동형 전력선 감지 경보장치를 제공함에 있다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동형 전력선 감지 경보장치는 전력선 접근시 전계강도 신호를 감지하기 위한 신호 감지부와, 기준전압을 발생하기 위한 기준전압 발생부와, 상기 신호 감지부 출력전압을 기준전압 레벨과 비교하기 위한 비교부와, 상기 비교부 출력신호에 따라 전력선 감지 경보음을 선택 출력하는 스피커 앰프와, 동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하되,

상기 전원부의 출력을 주기적으로 단속 제어하는 전원공급 제어신호를 발생하기 위한 전원공급 제어신호 발생부와,

전계강도 신호의 감지성능을 높이기 위해 상기 신호 감지부를 주기적으로 리셋시키는 리셋신호를 발생하기 위한 리셋신호 발생부를 더 포함함을 특징으로 한다.

더 나아가 상기 이동형 전력선 감지 경보장치는 상기 전원부의 전원 출력경로에 상기 전원공급 제어신호에 의해 스위칭 동작하여 상기 전원부 출력을 단속하는 스위칭부를 더 포함함을 또 다른 특징으로 하며,

상기 리셋신호 발생부는 경보장치 각 부로 전원이 공급되는 중에 상기 리셋신호를 발생시킴을 또 다른 특징으로 한다.

더 나아가 상기 신호 감지부는,

안테나를 통해 수신되는 전계강도 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기와, 저잡음 증폭된 전계강도 신호에서 노이즈를 제거하여 상용 주파수 성분의 전계강도 신호만을 출력하는 필터회로가 서로 다른 경로에 병렬 배열되며, 병렬 배열된 각각의 상기 필터회로 출력을 가산하는 신호 가산기를 더 포함함을 특징으로 하며,

상기 필터회로는 다수의 저항 및 커패시터가 π 형태로 연결되되, 상기 리셋신호에 의해 스위칭 동작하여 각 커패시터에 충전된 신호가 접지되어 제거될 수 있도록 상기 필터회로의 입력단과 출력단을 접지시키는 스위칭 소자들을 더 포함함을 특징으로 한다.

아울러 상기 전원공급 제어신호와 상기 리셋신호의 발생주기는 가변 설정됨을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 전원공급을 주기적으로 단속하여 전체 전력소모를 줄임은 물론, 전계강도에 대한 정확한 감지신호 대 잡음비를 높여 오경보 발생확률을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 전력선 감지 경보장치의 구성 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동형 전력선 감지 경보장치의 블럭 구성 예시도.
도 3은 도 2 중 신호 감지부(100)의 구성 예시도.
도 4는 도 3 중 저잡음 증폭부(LNA)의 구성 예시도.
도 5는 도 3 중 대역통과필터(BPF)의 구성 예시도.
도 6은 도 3 중 신호 가산기(107) 예시도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성과 같은 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동형 전력선 감지 경보장치의 블럭 구성도를 예시한 것이며, 도 3은 도 2 중 신호 감지부(100)의 구성도를, 도 4는 도 3 중 저잡음 증폭부(LNA)의 구성도를, 도 5는 도 3 중 대역통과필터(BPF)의 구성도를, 도 6은 도 3 중 신호 가산기(107)를 각각 예시한 것이다.

도 2을 우선 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이동형 전력선 감지 경보장치는 도시한 바와 같이 전력선 접근시 전계강도 신호를 감지하기 위한 신호 감지부(100)와, 기준전압을 발생하기 위한 기준전압 발생부(110)와, 상기 신호 감지부 출력전압을 기준전압 레벨과 비교하기 위한 비교부(120)와, 상기 비교부(120) 출력신호에 따라 전력선 감지 경보음을 선택 출력하는 스피커 앰프(130)와, 동작 전원을 공급하는 전원부(160)를 기본적으로 포함한다.

이러한 기본 구성 외에 본 발명의 실시예에 따른 이동형 전력선 감지 경보장치는 상기 전원부(160)의 출력을 주기적으로 단속 제어하는 전원공급 제어신호를 발생하기 위한 전원공급 제어신호 발생부(140)와,

전계강도 신호의 감지성능을 높이기 위해 상기 신호 감지부(100)를 주기적으로 리셋시키는 리셋신호를 발생하기 위한 리셋신호 발생부(150)를 더 포함한다.

이동형 전력선 감지 경보장치를 구성하는 시스템 각 부에 동작전원을 공급하는 전원부(160)를 직접 제어하여 전원부(160) 출력을 주기적으로 단속하여 전력소모를 줄일 수도 있지만, 단순히 도 2에 도시한 바와 같이 전원부(160)의 전원 출력경로에 상기 전원공급 제어신호에 의해 스위칭 동작하여 전원부(160) 출력을 단속하는 스위칭부(SW)를 더 포함하는 구성으로 전력소모를 줄일 수도 있다.

즉, 일정 주기로 활성화되는 전원공급 제어신호에 의해 주기적으로 스위칭 온/오프 동작하는 스위칭부(SW)에 의해 이동형 전력선 감지 경보장치에는 주기적으로 동작전원이 공급됨으로써, 종전의 경보장치에 비해 전력소모를 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 활성화 구간을 가지는 전원공급 제어신호의 발생주기는 후술하는 리셋신호와 더불어 가변 설정될 수 있다. 중요한 점은 리셋신호 발생부(150)는 경보장치 각 부로 전원이 공급되는 중에 리셋신호를 발생시켜야 한다는 것이다.

한편, 신호 감지부(100)는 도 3에 도시한 바와 같이 안테나(ANT)를 통해 수신되는 전계강도 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(LNA)(102)와, 저잡음 증폭된 전계강도 신호에서 노이즈를 제거하여 상용 주파수(60Hz) 성분의 전계강도 신호만을 출력하는 필터회로(BPF,106)가 서로 다른 경로에 병렬 배열되며, 병렬 배열된 각각의 상기 필터회로 출력(106,108)을 가산하는 신호 가산기(107)를 더 포함하는 구조를 갖는다.

각각의 저잡음 증폭기(LNA)(102,104)는 도 4에 도시한 바와 같이 저잡음 증폭기와 저항 및 커패시터의 조합회로로 구성되며, 리셋신호 발생부(150)로부터 리셋신호가 입력되면 입력신호가 리셋되어 결과적으로 출력신호 또한 입력신호에 따라 고정된다.

한편 LNA(102,104) 후단에서 상용 주파수 성분의 전계강도 신호만을 추출하기 위한 필터회로로서 BPF(106,108)를 사용할 수 있다. 이러한 필터회로는 도 5에 도시한 바와 같이 다수의 저항 및 커패시터가 π 형태로 연결되되, 리셋신호 발생부(150)로부터 출력되는 리셋신호에 의해 스위칭 동작하여 각 커패시터에 충전된 신호가 접지되어 제거될 수 있도록 필터회로의 입력단과 출력단을 접지시키는 스위칭 소자들을 포함한다.

리셋신호 인가에 의해 각 커패시터에 충전된 신호가 제거됨으로써 신호 누적으로 인해 정밀도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다.

또한 필터회로인 BPF(106,108) 후단에 위치하는 신호 가산기(107)는 도 6에 도시한 바와 같은 회로 구성을 가지는데, 이러한 신호 가산기(107)는 병렬 배열된 필터회로(BPF 106,108)의 출력을 가산함으로써, 신호 대 노이즈 비율을 개선하여 결과적으로 전계강도 신호를 감지하는 신호 감지부(100)의 정밀도를 종전 경보장치에 비해 향상시킨다.

이상에서 설명한 바와 같은 회로 구성을 가지는 신호 감지부(100)에 동작전원이 공급되면, 즉, 전원공급 제어신호에 의해 시스템 각 부에 동작전원이 공급되면 동작전원 공급구간에서 리셋신호 발생부(150)는 복수의 리셋신호를 출력한다. 이러한 상태에서 전력선 근접으로 인해 소정 레벨 이상의 전계강도 신호가 감지되면 비교부(120)는 기준전압 발생부(110)에서 발생된 기준전압과 신호 감지부(100)에서 출력되는 전계강도 신호의 전압레벨을 비교함으로써, 정해진 레벨 이상의 전계강도 신호가 감지될 경우 예를 들어 "하이"레벨의 신호가 스피커 앰프(130)로 인가되어 경보음이 출력된다.

또한 동작전원 공급 중에 리셋신호 발생부(150)는 일정 주기마다 LNA(102,104)의 출력을 차단하고 필터회로(BPF,106,108)에 누적된 전하량을 제거하기 위한 리셋신호를 발생시킴으로써, 신호 감지부(100)의 정밀도를 높여 오경보 발생확률을 낮출 수 있다.

이에 본 발명의 실시예에 따른 이동형 전력선 감지 경보장치는 전원공급을 주기적으로 단속하여 전체 전력소모를 줄임은 물론, 전계강도에 대한 정확한 감지신호 대 잡음비를 높여 오경보 발생확률을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있는 유용한 발명이다.

이상은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 전력선 접근시 전계강도 신호를 감지하기 위한 신호 감지부와, 기준전압을 발생하기 위한 기준전압 발생부와, 상기 신호 감지부 출력전압을 기준전압 레벨과 비교하기 위한 비교부와, 상기 비교부 출력신호에 따라 전력선 감지 경보음을 선택 출력하는 스피커 앰프와, 동작 전원을 공급하는 전원부를 포함하는 전력선 감지 경보장치에 있어서,
   상기 전원부의 출력을 주기적으로 단속 제어하는 전원공급 제어신호를 발생하기 위한 전원공급 제어신호 발생부와;
   전계강도 신호의 감지성능을 높이기 위해 상기 신호 감지부를 주기적으로 리셋시키는 리셋신호를 발생하기 위한 리셋신호 발생부;를 더 포함함을 특징으로 하는 이동형 전력선 감지 경보장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전원부의 전원 출력경로에 상기 전원공급 제어신호에 의해 스위칭 동작하여 상기 전원부 출력을 단속하는 스위칭부;를 더 포함함을 특징으로 하는 이동형 전력선 감지 경보장치.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 리셋신호 발생부는 경보장치 각 부로 전원이 공급되는 중에 상기 리셋신호를 발생시킴을 특징으로 하는 이동형 전력선 감지 경보장치.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 신호 감지부는,
   안테나를 통해 수신되는 전계강도 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기와, 저잡음 증폭된 전계강도 신호에서 노이즈를 제거하여 상용 주파수 성분의 전계강도 신호만을 출력하는 필터회로가 서로 다른 경로에 병렬 배열되며, 병렬 배열된 각각의 상기 필터회로 출력을 가산하는 신호 가산기를 더 포함함을 특징으로 하는 이동형 전력선 감지 경보장치.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 필터회로는 다수의 저항 및 커패시터가 π 형태로 연결되되, 상기 리셋신호에 의해 스위칭 동작하여 각 커패시터에 충전된 신호가 접지되어 제거될 수 있도록 상기 필터회로의 입력단과 출력단을 접지시키는 스위칭 소자들;을 더 포함함을 특징으로 하는 이동형 전력선 감지 경보장치.
   
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 전원공급 제어신호와 상기 리셋신호의 발생주기는 가변 설정됨을 특징으로 하는 이동형 전력선 감지 경보장치.

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