KR20170109389A - 온도 프로파일 구현 장치 - Google Patents

온도 프로파일 구현 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 관점에 따르면, 대상체의 일부분으로부터 방사되는 열정보를 측정하여 상기 대상체의 일부분의 온도정보를 제공하는 비접촉 온도센서부; 및 카메라를 이동하면서 상기 대상체를 촬영함으로써 얻어진 파노라마 이미지정보에 상기 카메라의 이동정보를 반영하여 상기 대상체에 대한 온도정보를 표시한 파노라마 온도 이미지를 구현하도록 제어신호를 생성하는 제어부;를 포함하는, 온도 프로파일 구현 장치를 제공한다.

Description

온도 프로파일 구현 장치{Device for realizing temperature profile}
본 발명은 온도 프로파일 구현 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 비접촉 온도센서를 이용한 온도 프로파일 구현 장치에 관한 것이다.
고해상도의 적외선카메라, 다양한 온도 센서 및 기타 이미지 센서들을 사용하여 고해상도의 열영상을 구현할 수 있다. 그러나 여러 가지 추가 장비의 도입이 불가피하고, 그 구조가 복잡하여, 카메라의 구성이 난해하고 해당 카메라를 통해 촬영을 수행할 시 고가의 비용 및 유지비가 많이 발생하게 되는 문제점이 있다.
특허공개번호 제10-2013-0044740호(2013.05.03)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 비교적 적은 갯수의 간단한 비접촉 온도센서를 이용하여 온도 프로파일이미지를 용이하게 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 대상체의 일부분으로부터 방사되는 열정보를 측정하여 상기 대상체의 일부분의 온도정보를 제공하는 비접촉 온도센서부; 및 카메라를 이동하면서 상기 대상체를 촬영함으로써 얻어진 파노라마 이미지정보에 상기 카메라의 이동정보를 반영하여 상기 대상체에 대한 온도정보를 표시한 파노라마 온도 이미지를 구현하도록 제어신호를 생성하는 제어부;를 포함하는, 온도 프로파일 구현 장치를 제공한다.
상기 온도 프로파일 구현 장치에서, 상기 제어부는 상기 카메라를 이동하면서 취득한 복수개의 상기 온도정보를 모두 확보한 후에 상기 파노라마 이미지정보에 일괄적으로 표시하는 제어신호를 생성하되, 상기 카메라의 이동속도가 상대적으로 빠른 영역에서 취득한 온도정보들은 상기 카메라의 이동속도가 상대적으로 느린 영역에서 취득한 온도정보들보다 상기 파노라마 이미지정보에서 더 넓은 영역에 걸쳐 표시되도록 제어신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 카메라를 이동하면서 취득한 복수개의 상기 온도정보를 상기 파노라마 이미지정보에 균일하게 표시하는 제어신호를 생성할 수 있다.
상기 온도 프로파일 구현 장치에서, 상기 비접촉 온도센서부는 하나의 포인트 센서(point sensor)를 포함할 수 있다.
상기 온도 프로파일 구현 장치에서, 상기 비접촉 온도센서부는 하나의 라인 센서(line sensor)를 포함할 수 있다.
상기 온도 프로파일 구현 장치에서, 상기 비접촉 온도센서부는 복수개의 센서로 이루어진 어레이 센서를 포함할 수 있다.
상기 카메라는 스마트폰, 스마트패드, 스마트워치, 스마트안경 또는 디지털카메라를 포함하는 전자장치에 내장되되, 상기 온도 프로파일 구현장치는 상기 전자장치에 외장형으로 연결될 수 있는 외장 기기일 수 있다.
상기 카메라는 스마트폰, 스마트패드, 스마트워치, 스마트안경 또는 디지털카메라를 포함하는 전자장치에 내장되되, 상기 비접촉 온도센서부 및 상기 제어부는 상기 전자장치에 내장되어 배치될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 프로파일 구현 장치에 따르면, 비교적 적은 갯수의 간단한 비접촉 온도센서를 이용하여 온도 프로파일이미지를 용이하게 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 프로파일 구현 장치의 구성을 개략적으로 도해하는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 프로파일 구현 장치의 구성을 개략적으로 도해하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 온도 프로파일 구현 장치에서 비접촉 온도센서부의 동작 구성을 개략적으로 도해하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 온도 프로파일 구현 장치로 제공되는 예시적인 파노라마 온도 이미지를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
본 명세서에서 파노라마 촬영이라 함은 카메라를 이용하여 통상적으로 한 컷에 모두 담을 수 없는 넓거나 긴 대상체를 한눈에 볼 수 있는 이미지로 구현하기 위하여 연속적으로 또는 불연속적으로 이어서 촬영하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 파노라마 촬영에 의하여 한눈에 볼 수 있도록 구현된 이미지를 파노라마 이미지라 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 프로파일 구현 장치의 구성을 개략적으로 도해하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 온도 프로파일 구현 장치(50)는 비접촉 온도센서부(20) 및 제어부(30)를 구비할 수 있다.
비접촉 온도센서부(20)는 대상체의 일부분으로부터 방사되는 열정보를 측정하여 상기 대상체의 일부분의 온도정보를 제공할 수 있다. 제어부(30)는 전자장치(90)의 카메라(80)를 이동하면서 상기 대상체를 촬영함으로써 얻어진 파노라마 이미지정보에 카메라(80)의 이동정보를 반영하여 상기 대상체에 대한 온도정보를 표시한 파노라마 온도 이미지를 구현하도록 제어신호를 생성할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 카메라(80)와 동일한 방향을 향하도록 설치된 비접촉 온도센서부(20)의 온도 정보와 카메라(80)에서 얻어진 이미지, 카메라(80)가 내장된 전자장치(90)의 이동 정보를 연동하여 파노라마 이미지 상에 온도 프로파일을 제공할 수 있다. 파노라마 온도 이미지에 표시되는 온도정보는 스팟 형태 또는 라인 형태의 온도정보이거나 이를 내삽 또는 외삽하여 연장한 컨투어(contour) 형태의 온도정보를 포함할 수 있다.
전자장치(90)는 스마트폰, 스마트패드, 스마트워치, 스마트안경 또는 디지털카메라를 포함할 수 있다. 온도 프로파일 구현 장치(50)는 전자장치(90)에 외장형으로 연결될 수 있는 외장 기기일 수 있다. 이 경우, 온도 프로파일 구현 장치(50)는 전자장치(90)와 각종 신호 및 데이타 정보를 유선 또는 무선 방식으로 전송, 교환할 수 있도록 구성된 연결부(40)를 더 구비할 수 있다.
카메라(80)는 전자장치(90)에 내장되어 배치되며, 비접촉 온도센서부(20)는 카메라(80)와 동일한 방향을 향하도록 설치될 수 있다. 전자장치(90)는 가속도센서 및/또는 자이로센서를 구비하며, 이러한 센서에 의하여 전자장치(90)에 내장된 카메라(80)의 이동 정보를 생성할 수 있다. 카메라(80)의 이동 정보는 적어도 일방향의 선형 이동 정보 및/또는 회전 이동 정보를 포함할 수 있다.
전자장치(90)는 대상체를 촬영함으로써 얻어진 파노라마 이미지 및/또는 카메라의 이동정보를 반영하여 상기 대상체에 대한 온도정보를 표시한 파노라마 온도 이미지를 표현하는 디스플레이부(70)를 구비할 수 있다.
비접촉 온도센서부(20)는, 예를 들어, 하나의 포인트 센서(point sensor)를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나의 비접촉 온도센서를 사용하여 라인 온도센서와 동일한 효과를 구현할 수 있으며, 건물 외벽 등의 열 방출 위치를 추적하거나 전선 등의 발열부 등을 추적할 수 있다.
한편, 비접촉 온도센서부(20)는 하나의 라인 센서(line sensor)를 포함할 수 있다. 이 경우, 대상체의 온도를 한 번에 측정할 수 있는 대형의 라인 온도센서를 사용하지 않더라도 하나의 라인 센서를 사용하여 파노라마 이미지 상에 온도 프로파일을 제공할 수 있다.
이와 달리, 비접촉 온도센서부(20)는 복수개의 센서로 이루어진 어레이 센서를 포함할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도 프로파일 구현 장치의 구성을 개략적으로 도해하는 블록도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 동일한 참조부호를 가지는 구성요소는 동일한 기능을 가지므로 여기에서 자세한 기능에 대한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 도 1과 달리, 비접촉 온도센서부(20) 및 제어부(30)는 전자장치(90)에 내장되어 배치될 수 있다. 전자장치(90)는 스마트폰, 스마트패드, 스마트워치, 스마트안경 또는 디지털카메라를 포함할 수 있다. 이 경우, 비접촉 온도센서부(20) 및 제어부(30)는 전자장치(90) 내의 메인보드 상에 실장될 수 있다. 온도 프로파일 구현 장치(50)가 전자장치(90)와 별도로 외장형으로 제공되지 않고 전자장치(90) 내에 내장되어 제공되므로 휴대성이 더욱 용이할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 온도 프로파일 구현 장치에서 비접촉 온도센서부의 동작 구성을 개략적으로 도해하는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 온도 프로파일 구현 장치(50)는 온도측정부(10)를 더 구비할 수 있다. 온도측정부(10)는 온도 프로파일 구현 장치(50)의 자체 온도를 측정하기 위해 제공되고, 비접촉 온도센서부(20)는 측정하고자 하는 대상체로부터 방사되는 열정보를 측정하기 위해 제공될 수 있다. 제어부(30)는 온도측정부(10)에서 측정된 온도정보 및 비접촉 온도센서부(20)로부터 측정된 열정보를 입력받아 대상체의 온도정보를 산출할 수 있다.
비접촉 온도센서부(20)는 대상체로부터 방사되는 열정보를 원격으로 측정할 수 있는 적외선센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비접촉 온도센서부(20)는 써모파일센서(thermopile sensor)를 포함할 수 있다. 써모파일센서는 대상체로부터 방사되는 적외선 양을 정적 및 동적으로 감지할 수 있다.
비접촉 온도센서부(20)로서 써모파일센서는 자가 발열의 문제가 없이 미세한 온도 측정이 가능하며, 적외선을 감지하기 위하여 서로 직렬로 연결된 다수의 열전쌍들을 포함할 수 있다. 이때, 하나의 열전쌍은 p형 열전물질과 n형 열전물질의 접점 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 써포파일센서는 대상체로부터 방사되는 열정보를 낮은 비용으로 정확하고 빠르게 감지하는 데 이용될 수 있다.
한편, 비접촉 온도센서부(20)로서 써모파일센서는 측정부에 대한 상대적인 대상체의 온도정보를 제공하기 때문에, 대상체의 절대 온도정보를 알기 위해서는 측정부의 온도정보를 알아야 한다. 이를 위해, 써모파일센서와 더불어 온도측정부(10)를 더 구비함으로써 대상 영역 또는 대상 영역 내 물체의 절대 온도를 감지할 수 있다. 예를 들어, 제어부(30)는 비접촉 온도센서부(20)로부터 측정된 열정보와 온도측정부(10)로부터 측정된 온도정보를 합산하여 얻어진 측정하고자 하는 대상체의 온도정보를 산출할 수 있다.
구체적으로 보면, 제어부(30)는 온도측정부(10)에서 측정된 센서부의 온도(TO) 및 비접촉 온도센서부(20)에서 측정된 대상 영역 내 물체의 상대온도(ΔT)를 더하여, 대상 영역 물체의 온도(T=TO+ΔT)(절대온도)를 구할 수 있다.
나아가, 제어부(30)는 대상 영역 내 물체의 상대온도(ΔT)가 기준온도 범위(ΔK)를 벗어나는지를 판단할 수 있으며, 상대온도(ΔT)가 기준온도 범위(ΔK)를 벗어나는 경우에, 적절한 알람을 표시하도록 제어신호를 생성할 수 있다. 상대온도(ΔT)는 대상 영역 내 물체의 온도(T)와 측정부의 온도(TO)의 차로 나타낼 수 있다.
또한, 제어부(30)는 대상 영역 또는 대상 영역 내 물체의 온도(T)가 기준온도(K) 보다 높거나, 대상 영역 또는 대상 영역 내 물체의 상대온도(ΔT)가 기준온도 범위(ΔK)를 벗어나는 경우와 같이 비상상황으로 판단되는 경우, 적절한 알람을 표시하도록 제어신호를 생성할 수 있다.
전술한 제어부(30)는 상술한 동작들을 수행하기 위하여, 예를 들어, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU) 등을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 온도 프로파일 구현 장치로 제공되는 예시적인 파노라마 온도 이미지를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 카메라(80)를 이동하면서 파노라마 촬영하고자 하는 대상체(220)는, 예를 들어, 열 매체를 수송하는 파이프일 수 있다. 파노라마 온도 이미지(200)는 카메라(80)를 이동하면서 대상체(220)를 촬영함으로써 얻어진 통상의 파노라마 이미지정보를 포함한다. 또한, 파노라마 온도 이미지(200)는 비접촉 온도센서부(20)에서 제공된 온도정보(T1 내지 T13)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제어부(30)는 카메라(80)를 이동하면서 상기 대상체를 촬영함으로써 얻어진 통상의 파노라마 이미지정보에 카메라(80)의 이동정보를 반영하여 상기 대상체에 대한 온도정보를 표시한 파노라마 온도 이미지를 구현하도록 제어신호를 생성한다.
이 경우, 파노라마 촬영을 위한 카메라(80)의 이동 속도가 일정하지 않을 경우 비접촉 온도센서부(20)에서 제공되는 대상체의 온도정보를 파노라마 이미지정보에 반영하는 과정에서 이미지정보 위치와 온도정보 위치가 서로 정확하게 매칭되지 않는 오류가 발생할 가능성이 있다.
이러한 문제점을 방지하기 위하여, 제어부(30)는, 파노라마 촬영을 위하여 카메라(80)를 이동하는 속도에 영향을 받지 않고, 카메라(80)를 이동하면서 취득한 복수개의 상기 온도정보를 상기 파노라마 이미지정보에 균일하게 표시하는 제어신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제어부(30)는 카메라(80)를 이동하면서 취득한 복수개의 온도정보를 모두 확보한 후에 파노라마 이미지정보에 일괄적으로 표시하는 제어신호를 생성하되, 카메라(80)의 이동속도가 상대적으로 빠른 영역(A)에서 취득한 온도정보들(T1 내지 T9)은 카메라(80)의 이동속도가 상대적으로 느린 영역(B)에서 취득한 온도정보들(T9 내지 T13)보다 상기 파노라마 이미지정보에서 더 넓은 영역에 걸쳐 표시되도록 제어신호를 생성할 수 있다. 즉, 제어부(30)는 카메라(80)를 이동하면서 취득한 온도정보가 파노라마 이미지정보 상에 배치되는 영역의 넓이가 카메라(80)의 이동속도와 비례하도록 구성되는 제어신호를 생성할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 온도측정부
20: 비접촉 온도센서부
30: 제어부
40: 연결부
50: 온도 프로파일 구현 장치
70 : 디스플레이부
80 : 카메라
90 : 전자장치
200 : 파노라마 온도 이미지
220 : 대상체

Claims (8)

  1. 대상체의 일부분으로부터 방사되는 열정보를 측정하여 상기 대상체의 일부분의 온도정보를 제공하는 비접촉 온도센서부; 및
    카메라를 이동하면서 상기 대상체를 촬영함으로써 얻어진 파노라마 이미지정보에 상기 카메라의 이동정보를 반영하여 상기 대상체에 대한 온도정보를 표시한 파노라마 온도 이미지를 구현하도록 제어신호를 생성하는 제어부;
    를 포함하는, 온도 프로파일 구현 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 카메라를 이동하면서 취득한 복수개의 상기 온도정보를 모두 확보한 후에 상기 파노라마 이미지정보에 일괄적으로 표시하는 제어신호를 생성하되, 상기 카메라의 이동속도가 상대적으로 빠른 영역에서 취득한 온도정보들은 상기 카메라의 이동속도가 상대적으로 느린 영역에서 취득한 온도정보들보다 상기 파노라마 이미지정보에서 더 넓은 영역에 걸쳐 표시되도록 제어신호를 생성하는, 온도 프로파일 구현 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 카메라를 이동하면서 취득한 복수개의 상기 온도정보를 상기 파노라마 이미지정보에 균일하게 표시하는 제어신호를 생성하는, 온도 프로파일 구현 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비접촉 온도센서부는 하나의 포인트 센서(point sensor)를 포함하는, 온도 프로파일 구현 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비접촉 온도센서부는 하나의 라인 센서(line sensor)를 포함하는, 온도 프로파일 구현 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 비접촉 온도센서부는 복수개의 센서로 이루어진 어레이 센서를 포함하는, 온도 프로파일 구현 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라는 스마트폰, 스마트패드, 스마트워치, 스마트안경 또는 디지털카메라를 포함하는 전자장치에 내장되되,
    상기 온도 프로파일 구현장치는 상기 전자장치에 외장형으로 연결될 수 있는 외장 기기인, 온도 프로파일 구현장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라는 스마트폰, 스마트패드, 스마트워치, 스마트안경 또는 디지털카메라를 포함하는 전자장치에 내장되되,
    상기 비접촉 온도센서부 및 상기 제어부는 상기 전자장치에 내장되어 배치된, 온도 프로파일 구현 장치.

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