KR20180005649A - 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스에 관한 것이고, 구체적으로 장치 또는 설비에 설치되어 자체적으로 작동하면서 진동을 탐지하여 오작동 여부를 분석하여 외부에 표시하거나 알리는 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스에 관한 것이다. 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스는 작동 모듈(14)이 배치되고 진동 탐지 유닛에서 탐지된 진동을 분석하는 진동 분석 모듈이 배치된 진단 하우징(11); 진단 하우징(11)의 아래쪽에 배치되고, 적어도 하나의 고정 탭(16)이 형성된 설치 블록(13); 진단 하우징(11)의 내부에 배치되는 제어 유닛(31); 제어 유닛(31)의 제어에 따라 발광되는 발광 유닛(151); 상기 진동 분석 탐지 유닛에서 탐지된 진동 데이터 또는 진동 분석 모듈에서 분석된 결과 데이터가 저장되는 메모리(M); 진단 하우징(11)의 내부에 배치되는 배터리 모듈; 및 이상 진동이 탐지되면 작동 모드를 변환시키는 모드 전환 유닛(321)을 포함하고, 상기 작동 모듈(14)에 의하여 슬립 모드 또는 작동 모드로 진동 탐지 모듈의 작동이 설정된다.
Description
본 발명은 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스에 관한 것이고, 구체적으로 장치 또는 설비에 설치되어 자체적으로 작동하면서 진동을 탐지하여 오작동 여부를 분석하여 외부에 표시하거나 알리는 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스에 관한 것이다.
물체의 위치 또는 전류의 세기와 같은 것이 규칙적으로 변하는 현상을 진동이라고 하고 모든 물체는 외부에서 충격이 가해지면 진동을 발생시키게 된다. 기계, 장치 또는 설비는 작동 과정에서 진동을 발생시키게 되고 대부분의 경우 일정한 오차 범위 내에서 정해진 형태의 진동을 발생시키게 된다. 기계, 장치 또는 설비에서 발생하는 진동이 정해진 형태에서 벗어나는 경우 기계, 장치 또는 설비 자체의 작동에 이상이 발생하였거나 또는 외부의 일시적인 충격에 기인한 것일 수 있다. 진동이 미리 정해진 형태 또는 패턴을 벗어나 일정 시간 동안 지속이 되면 기계, 장치 또는 설비의 작동 오류에 기인한 것일 가능성이 높다. 그러므로 기계, 장치 또는 설비 자체로부터 발생되는 진동을 분석하여 작동 오류가 여부가 탐지될 필요가 있다.
진동 구조물의 진단과 관련된 선행기술로 특허공개번호 제10-2005-0077181호 ‘진동센서 자동 고정 장치 및 진동 구조물의 진단장치’가 있다. 상기 선행기술은 진동 구조물의 측정 장치에 압착되어 진동 신호를 검출하며 진동 신호를 분석하는 진동 분석기에 연결된 진동 센서; 한쪽 끝에 진동 센서가 고정되는 고정구와 다른 끝에 공압이 작용하는 피스톤이 형성된 로드; 공압에 의해 이동되도록 피스톤을 안내하는 공압 실린더; 상기 공압 실린더에 공압을 공급하는 공압 작동부; 및 상기 공압 실린더에 작용하는 공압을 제어하고 상기 진동 센서를 진동 구조물에 압착되도록 제어하는 제어기를 포함하는 진동센서 자동 고정 장치에 대하여 개시하고 있다.
진동 측정과 관련된 다른 선행기술로 특허등록번호 제10-1064720호 ‘진동 변위 센서의 진동 측정 장치와 이를 포함하는 진동 측정 시스템’이 있다. 상기 선행기술은 회전축과의 거리에 대응되는 측정 신호를 생성하는 진동 변위 센서; 상기 측정 신호를 변환한 출력 전압 기준 및 기준 전압을 비교하여 전원 전압을 출력하는 전압 공급부; 및 상기 전압 공급부로부터 상기 전원 전압을 공급받으면 상기 전원 전압을 이용하여 발광하는 발광부를 포함하는 진동 변위 센서의 진동 측정 장치에 대하여 개시하고 있다.
일반적으로 장치 또는 설비는 다수 개의 모듈 또는 부품이 서로 연결되어 작동되므로 다양한 위치에서 오작동 여부가 탐지될 필요가 있다. 또한 각각의 서로 다른 위치에 배치되는 진동 탐지 유닛은 독립적으로 작동되면서 자체적으로 구동이 되는 것이 유리하다. 상기 선행기술은 이와 같은 구조를 가진 진단 수단 또는 오작동 탐지 기술에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 장치 또는 설비의 다양한 위치에 배치되어 자체적으로 구동되어 오작동의 탐지가 가능하도록 하는 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스는 작동 모듈이 배치되고 진동 탐지 유닛에서 탐지된 진동을 분석하는 진동 분석 모듈이 배치된 진단 하우징; 진단 하우징의 아래쪽에 배치되고, 적어도 하나의 고정 탭이 형성된 설치 블록; 진단 하우징의 내부에 배치되는 제어 유닛; 제어 유닛의 제어에 따라 발광되는 발광 유닛; 상기 진동 분석 탐지 유닛에서 탐지된 진동 데이터 또는 진동 분석 모듈에서 분석된 결과 데이터가 저장되는 메모리; 진단 하우징의 내부에 배치되는 배터리 모듈; 및 이상 진동이 탐지되면 작동 모드를 변환시키는 모드 전환 유닛을 포함하고, 상기 작동 모듈에 의하여 슬립 모드 또는 작동 모드로 진동 탐지 모듈의 작동이 설정된다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 배터리 모듈에 연결되고, 진동 전달 소자 및 태양전지 셀이 배치된 자가 충전 모듈을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 탐지된 진동 데이터를 서로 다른 주파수 대역으로 분리하는 진동 분리 유닛; 주파수 대역으로 분리된 진동을 분석하는 진동 분석 유닛; 발생 가능한 진동에 대한 진동 데이터가 저장된 분석 데이터베이스의 진동 데이터와 분석된 진동을 비교하여 위험 수준을 결정하는 위험 수준 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 불규칙적인 진동을 탐지하는 이상 진동 탐지 유닛을 더 포함하고, 이상 진동 탐지 유닛은 진동이 반응하여 진동 탐지 유닛을 작동시키는 반응 스위치 회로를 포함한다.
본 발명에 따른 진단 디바이스는 장치 또는 설비의 다양한 위치에 부착되어 작동 과정에서 발생되는 오작동을 자체적으로 탐지할 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 진단 디바이스는 휴대용으로 만들어져 설치가 간단하면서 별도의 유지 및 보수가 요구되지 않는다. 본 발명에 따른 진단 디바이스는 태양전지 모듈 또는 진동 에너지를 전력 공급원으로 사용되도록 하는 것에 의하여 장기간 동안 자체적으로 전력 공급이 가능하도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 진단 디바이스는 오작동이 탐지되면 자체적으로 발광하여 외부에 알리는 것에 의하여 신속한 대처가 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 진단 디바이스의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 진단 디바이스에 적용되는 자가 충전 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 진단 디바이스의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 진단 디바이스에 연결되는 자가 충전 모듈의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 진단 디바이스에 의하여 오작동이 진단되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 진단 디바이스에 적용되는 자가 충전 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 진단 디바이스의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 진단 디바이스에 연결되는 자가 충전 모듈의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 진단 디바이스에 의하여 오작동이 진단되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
본 발명에 따른 오작동 진단 디바이스는 주기적으로 작동 상태가 탐지되어야 하는 임의의 장치, 기계 또는 설비에 탈부착이 가능하도록 설치될 수 있다. 오작동 진단 디바이스는 휴대용 구조로 만들어져 간단하게 이동될 수 있고, 내부에 배치된 배터리와 같은 전력 공급 수단에 의하여 자가 구동이 가능한 구조를 가질 수 있다. 오작동 진단 디바이스(10)는 하나의 장치 또는 설비에 다수 개가 설치될 수 있고, 실내 또는 실외에 배치될 수 있다. 또한 오작동 진단 디바이스는 설치되는 위치에서 발생되는 진동 범위에 따른 진동 탐지 유닛 및 진동 분석 데이터를 가질 수 있다. 오작동 탐지 디바이스는 기계, 장치, 설비, 구조물, 고정 구조물 또는 이동 구조물과 같이 작동 과정에서 고유한 진동을 발생시키는 임의의 대상에 적용될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 따른 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스(10)는 작동 모듈(14)이 배치되고 진동 탐지 유닛에서 탐지된 진동을 분석하는 진동 분석 모듈이 배치된 진단 하우징(11); 진단 하우징(11)의 아래쪽에 배치되고, 적어도 하나의 고정 탭(16)이 형성된 설치 블록(13); 진단 하우징(11)의 내부에 배치되는 제어 유닛(31); 제어 유닛(31)의 제어에 따라 발광되는 발광 유닛(151); 상기 진동 분석 탐지 유닛에서 탐지된 진동 데이터 또는 진동 분석 모듈에서 분석된 결과 데이터가 저장되는 메모리(M); 진단 하우징(11)의 내부에 배치되는 배터리 모듈; 및 이상 진동이 탐지되면 작동 모드를 변환시키는 모드 전환 유닛(321)을 포함하고, 상기 작동 모듈(14)에 의하여 슬립 모드 또는 작동 모드로 진동 탐지 모듈의 작동이 설정된다.
아래에서 구체적으로 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 진단 디바이스(10)의 실시 예를 도시한 것이다.
진단 하우징(11)은 원통 형상 또는 다각면체 형상과 같은 다양한 형상으로 만들어질 수 있고, 내부에 진동 탐지 센서, 마이크로프로세서를 가진 제어 유닛, 진동 분석 모듈 또는 배터리 모듈과 같은 것이 배치될 수 있다. 진단 하우징(11)은 스테인리스 스틸, 합성수지 또는 이 분야의 외부 케이싱을 위한 다양한 소재로 만들어질 수 있다.
진단 하우징(11)의 내부에 배치되는 진동 탐지 유닛은 예를 들어 가속도 센서 또는 광섬유 센서와 같은 것이 될 수 있고, 멤스 소자 형태로 만들어질 수 있다. 진동 탐지 유닛은 설치 블록(13) 또는 고정 탭(16)을 통하여 전달되는 다양한 진동을 탐지할 수 있는 임의의 진동 센서가 될 수 있다. 진동 탐지 유닛에서 탐지된 진동은 진동 분석 모듈로 전송될 수 있고, 진동 분석 모듈에 의하여 탐지된 진동이 분석되어 오작동 여부가 판단될 수 있다. 진단 하우징(11)의 내부에 전체 작동을 제어하는 마이크로프로세서를 포함하는 제어 유닛이 배치될 수 있고, 배터리 모듈이 진단 하우징(11)에 수용될 수 있다. 이와 같은 진단 하우징(11)은 하나의 독립된 진단 시스템의 기능을 할 수 있다. 그리고 진단 하우징(11)의 외부에 작동 모듈(14)이 배치될 수 있다.
작동 모듈(14)은 스크린(141) 및 설정 버튼(142)을 포함할 수 있고, 스크린(14)은 이 분야에 공지된 임의의 디스플레이 수단이 될 수 있다. 설계 구조에 따라 스크린(141)은 터치 방식이 될 수 있다. 설정 버튼(142)은 작동 표시 버튼, 작동 상황 표시 버튼 또는 모드 설정 버튼을 포함할 수 있다. 작동 표시 버튼은 진단 디바이스(10)를 작동시키면서 현재 탐지되는 진동을 표시하는 기능을 가질 수 있다. 작동 상황 표시 버튼은 현재 작동 상황을 표시하거나 표시를 변경시키는 기능을 가질 수 있다. 그리고 모드 설정 버튼은 작동 모드를 설정하는 기능을 가질 수 있다. 모드 설정 버튼은 슬립 모드로부터 작동 모드로 또는 그 역으로 진단 디바이스의 작동 모드를 전환시키는 기능을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 오작동 진단 디바이스(10)는 슬립 모드로 작동될 수 있고, 슬립 모드에서 정해진 기능만이 활성화가 될 수 있다. 예를 들어 슬립 모드에서 특정 크기 이상의 진동 발생을 탐지하는 이상 진동 탐지 기능만이 작동될 수 있다. 슬립 모드에서 작동 모드로 변경하기 위하여 모드 설정 버튼이 작동될 수 있다. 또는 미리 결정된 시각이 되거나, 일정 크기 이상의 진폭 또는 미리 설정된 주파수 대역의 진동이 탐지되면 자동으로 모드 변경이 이루어질 수 있다. 미리 결정된 시각은 측정 스케줄에서 결정된 시간을 의미한다. 측정 스케줄은 진동이 측정되는 시각을 정하는 데이터에 해당하고, 측정 스케줄에서 정해진 시각이 되면 오작동 진단 디바이스(10)는 슬립 모드에 해당하는 비활성 상태에서 활성 상태로 전환될 수 있다. 그리고 진동 탐지 유닛에 의하여 일정 시간 동안 진동이 측정되고 다시 슬립 모드로 전환될 수 있다. 이와 같은 슬립 모드에서 만약 일정 크기 이상의 진폭을 가진 진동이 발생되거나, 미리 설정된 범위의 주파수 대역의 진동이 측정되거나 또는 일정 주기로 진동이 발생되지 않는 경우 작동 모드로 전환될 수 있다. 그리고 발생된 진동 또는 진동이 측정되지 않는 상태를 분석하고 제어 유닛의 제어에 따라 발광 유닛(151)을 작동시킬 수 있다.
진단 하우징(11)의 위쪽 부분에 예를 들어 인쇄회로기판과 같은 제어 기판(15)이 배치될 수 있고, 제어 기판(15)에 발광 유닛(151)이 배치될 수 있다. 제어 기판(15)은 고정 유닛(152)에 의하여 진단 하우징(11)의 위쪽에 배치될 수 있고, 전극 탭(T)에 의하여 내부에 배치된 배터리와 같은 전력 공급원에 연결될 수 있다. 발광 유닛(151)은 예를 들어 엘이디 모듈과 같은 것이 될 수 있고, 투명 소재로 만들어진 보호 캡(12)에 의하여 보호될 수 있다. 보호 캡(12)은 합성수지 소재로 만들어질 수 있고, 진단 하우징(11)으로부터 분리 가능하도록 만들어질 수 있다. 보호 캡(12)은 외부로 발광 유닛(151)에서 발광되는 광을 정해진 경로로 유도할 수 있는 유도 구조(LD)를 가질 수 있다. 유도 구조(LD)는 미리 결정된 위치로 발광 유닛(151)에서 발광되는 광의 일부를 유도할 수 있도록 형성될 수 있고, 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈와 같은 렌즈 모듈을 포함할 수 있다.
제어 기판(15)은 진단 하우징(11)으로부터 분리 가능하도록 만들어질 수 있고, 전극 탭(T)에 의하여 진단 하우징(11)의 내부에 배치된 배터리 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이 보호 캡(12) 및 제어 기판(15)이 진단 하우징(11)으로부터 분리 가능하도록 만들어지는 것에 의하여 오작동 진단 디바이스(10)가 서로 다른 장치에 간단하게 적용될 수 있도록 한다. 서로 다른 장치에서 서로 다른 주파수 대역의 고유 진동이 발생될 수 있고, 서로 다른 이상 진동이 발생될 수 있다. 이와 같은 경우 제어 기판(15)을 서로 다르게 제조하거나 제어 기판(15)에 배치되는 제어 유닛의 설정을 서로 다르게 하면서 동일한 진단 하우징(11)에 서로 다른 제어 기판(15)을 결합시킬 수 있다.
진단 하우징(11)의 아래쪽에 적어도 하나의 고정 탭(16)이 형성된 설치 블록(13)이 배치될 수 있다. 설치 블록(13)은 원형의 실린더 형상이 될 수 있고, 견고한 소재로 만들어질 수 있다. 설치 블록(13)에 적어도 하나의 고정 탭(16)이 형성될 수 있고, 고정 탭(16)은 오작동 진단 디바이스(10)가 진단 대상이 되는 기계 또는 장치에 고정되도록 하는 기능을 가진다. 구체적으로 진단 대상은 다양한 형상을 가질 수 있고, 오작동 진단 디바이스(10)의 설치 위치에 베이스 블록이 배치될 수 있다. 베이스 블록은 진단 대상의 표면 형상에 접하는 적절한 구조로 만들어질 수 있고, 고정 탭(16)이 결합되는 고정 홀을 가질 수 있다. 그리고 고정 탭(16)을 고정 홀에 결합시키는 것에 의하여 오작동 진단 디바이스(10)가 진단 대상에 설치될 수 있다. 설계 구조에 따라 베이스 블록의 적어도 일부가 자성체로 만들어질 수 있고, 설치 블록(13)의 적어도 일부 또는 고정 탭(16)이 자성 소재로 만들어질 수 있다.
오작동 진단 디바이스(10)는 다양한 방법으로 진단 대상에 고정될 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
진단 하우징(11)의 내부에 배터리 모듈이 배치될 수 있고, 배터리 모듈은 충전 가능한 배터리를 포함할 수 있다. 그리고 배터리 모듈은 전력 생성 모듈로부터 작동에 필요한 일부의 전력을 공급받을 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 진단 디바이스에 적용되는 자가 충전 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 자가 충전 모듈(20)은 배터리 모듈에 연결되고, 진동 전달 소자(24) 및 태양전지 셀(23)을 포함한다. 자가 충전 모듈(20)은 위에서 설명된 진단 하우징(11)과 독립된 모듈로 만들어질 수 있고, 진단 하우징(11)과 인접한 위치에 배치될 수 있다. 자가 충전 모듈(20)은 구조물에 고정되는 진동 블록(22); 진동 블록(22)의 위쪽에 배치되는 셀 고정 블록(21); 셀 고정 블록(21)에 설치되는 태양전지 셀(23); 구조물 또는 진동 블록(22)에서 발생된 진동을 전력 변환 유닛으로 전달하는 진동 전달 소자(24); 및 진단 하우징(11)에 배치된 배터리 모듈과 전기적으로 연결되도록 하는 전극 연결 탭(25)으로 이루어질 수 있다.
진동 블록(22)은 구조물의 형상에 적합한 구조로 만들어질 수 있고, 내부에 진동을 전력으로 변환시키는 변환 유닛이 배치될 수 있다. 진동 블록(22)은 구조물로부터 발생되는 진동을 전달시키면서 발생된 진동을 증폭시키는 공진 구조로 만들어질 수 있다. 구체적으로 구조물에서 발생되는 규칙적인 고유 진동이 결정되고, 진동 블록(22)은 고유 진동과 공진이 되는 구조로 만들어질 수 있다. 셀 고정 블록(21)은 진동 블록(22)의 위쪽에 배치되면서 진동 블록(22)에서 발생되는 진동을 흡수하는 진동 흡수 소재로 만들어질 수 있다. 예를 들어 셀 고정 블록(21)은 폼(foam) 소재 또는 스펀지 소재 층을 포함할 수 있고 이에 의하여 진동 블록(22)에서 발생되는 진동이 태양전지 셀(23)로 전달되지 않도록 한다. 셀 고정 블록(21)의 위쪽에 태양전지 셀(23)이 배치될 수 있다. 진동 블록(22)의 아래쪽에 적어도 하나의 진동 전달 소자(24)가 배치될 수 있다. 진동 전달 소자(24)는 진동 블록(22)에 형성된 원통 형상의 홀에 배치될 수 있고, 고정물의 고유 진동과 공진하는 진동수를 가지는 소재로 만들어질 수 있다. 그리고 진동 전달 소자(24)에서 발생된 진동은 압전소자와 같은 변환 소자로 전달되어 전기 에너지로 변환될 수 있다. 이와 같은 에너지 변환 유닛은 멤스 구조로 만들어질 수 있다. 이후 변환된 전력은 전극 연결 탭(25)을 통하여 배터리 모듈로 전송될 수 있다.
태양전지 셀(23)은 이 분야에 공지된 임의의 구조가 될 수 있고, 태양전지 셀(23)에 의하여 발생된 전력이 또한 전극 연결 탭(25)을 통하여 배터리 모듈로 전송될 수 있다. 태양전지 셀(23)은 외부 조건 상태에 따라 작동될 수 있다.
다양한 구조를 가지는 자가 충전 모듈(20)이 본 발명에 적용될 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 진단 디바이스의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 오작동 진단 디바이스의 작동은 제어 유닛(31)에 의하여 제어될 수 있다. 진단 디바이스가 설치될 진단 대상이 결정되면, 진단 대상의 특성에 따라 측정 스케줄 유닛(MT)에 의하여 측정 스케줄이 만들어질 수 있다. 측정 스케줄에 의하여 오작동 진단 디바이스의 진동 탐지 주기가 결정될 수 있다. 진동 탐지 주기는 진단 대상의 특성에 따라 결정될 수 있고, 측정 스케줄은 제어 유닛(31)으로 전송되어 저장될 수 있다. 그리고 작동 모듈(14)에 의하여 오작동 진단 디바이스의 작동이 설정될 수 있다. 그리고 설정된 조건에 따라 오작동 진단 디바이스가 작동될 수 있다. 이후 작동이 개시되면 측정 스케줄에 따라 진동 탐지 유닛(32)에 의하여 진동이 탐지될 수 있다. 그리고 진동 탐지 유닛(32)에 의하여 진동이 탐지되면, 모드 전환 유닛(321)에 의하여 슬립 모드로 전환될 수 있다. 그리고 이상 진동 탐지 유닛(322)이 작동될 수 있다. 이상 진동 탐지 유닛(322)은 모드 전환 유닛(321)과 연결될 수 있고, 진단 대상의 고유 진동에 대한 데이터, 주변 환경에서 발생 가능한 진동 데이터 또는 진단 대상의 이상 상태에서 발생되는 진동 데이터를 가질 수 있다. 그리고 이와 같은 진동에 대한 반응 조건을 가진 반응 스위치 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어 정해진 범위의 진폭을 가지는 고유 진동이 반응 스위치 회로로 전달되면 반응 스위치 회로는 모드 전환 유닛(321)이 슬립 모드로 유지되도록 한다. 이에 비하여 정해진 범위를 벗어나는 진동, 예상되지 않은 주파수를 가지는 진동 또는 일정 시간 동안 고유 진동이 전달되지 않으면 반응 스위치 회로는 모드 전환 유닛(321)을 작동시킬 수 있다. 그리고 모드 전환 유닛(321)에 의하여 오작동 진단 디바이스가 슬립 모드로부터 작동 모드로 전환되고, 진동 탐지 유닛(32)으로 진동이 전달되거나, 진동되지 않는 상황이 전달될 수 있다. 모드 전환 유닛(321)에 의하여 시간의 경과에 따른 진단 대상의 작동 상태 변화가 정확하게 탐지되도록 하면서 외부 전력의 공급이 없이 자체적으로 작동되는 오작동 진단 디바이스의 작동 기간을 증가시킬 수 있다.
주기적으로 또는 이상 진동 탐지 유닛(322)의 작동에 의하여 탐지된 진동은 진동 분리 유닛(331) 및 진동 분석 유닛(332)으로 전송될 수 있다. 진동 분리 유닛(331)에 의하여 주파수 대역에 따라 분리된 진동은 진동 분석 유닛(332)에 의하여 필터링이 될 수 있다. 진동 분석 유닛(332)은 예를 들어 고유 진동수 또는 외부 환경에 따른 예상 가능한 진동 또는 미세한 진폭을 가지는 주파수 대역을 제거시킬 수 있다. 그리고 분석이 요구되는 주파수 대역을 진동을 비교기(342)로 전송할 수 있다. 비교기(342)는 전송된 각각의 주파수 대역의 진동을 분석 데이터베이스(341)에 저장된 진동 데이터와 비교할 수 있다. 분석 데이터베이스(341)는 진단 대상의 오작동에 따라 발생 가능한 주파수 대역의 진동, 진단 대상에 손상을 가할 수 있는 진폭을 가진 주파수 대역의 진동, 진단 대상의 주변 환경에서 발생될 수 있는 진동 또는 위험 진동에 대한 진동 데이터를 가질 수 있다. 비교기(342)에 의한 비교 결과가 위험 수준 유닛(35)으로 전송될 수 있고, 위험 수준 유닛(35)은 비교기(342)로부터 전송된 비교 결과에 따라 진단 대상에 대한 위험 수준을 결정할 수 있다. 그리고 위험 수준 유닛(35)에 의하여 결정된 위험 수준에 따라 발광 유닛(151)의 발광 여부가 결정될 수 있다.
위험 수준 유닛(35)은 위험 수준을 스케줄 확인 유닛(36)으로 전송할 수 있고, 스케줄 확인 유닛(36)은 위험 수준에 따라 측정 스케줄을 변경시킬 수 있고, 변경된 측정 스케줄이 측정 스케줄 유닛(MT)으로 전송될 수 있다. 그리고 변경된 측정 스케줄에 따라 작동 모듈(14)에 의하여 오작동 진단 디바이스의 작동이 설정될 수 있다.
각각의 측정 시각에 진동 탐지 유닛(32)에 의하여 탐지된 진동은 메모리(M)에 저장될 수 있다. 메모리(M)에 저장되면서 이와 동시에 메모리(M)에 저장되는 탐지 진동의 측정 시각이 스케줄 확인 유닛(36)으로 전송될 수 있다. 스케줄 확인 유닛(36)은 메모리(M)의 저장 시간을 측정 스케줄 유닛(MT)으로 전송할 수 있고, 측정 스케줄 유닛(MT)은 측정 시각의 오차를 산출하여 측정 스케줄은 적절하게 조절할 수 있다.
메모리(M)에 저장된 탐지 진동 데이터 또는 위험 수준 유닛(35)에 의하여 결정된 위험 수준은 전송 유닛(37)에 의하여 외부로 전송될 수 있다. 전송은 예를 들어 블루투스와 같은 근거리 통신 또는 원거리 무선 통신으로 관리 서버로 이루어질 수 있다. 또한 메모리(M)에 저장된 탐지 진동 데이터는 적절한 연결 포트를 통하여 전자기기로 전송될 수 있다.
본 발명에 따른 오작동 진단 디바이스는 오작동 탐지를 위한 다양한 부품 또는 소자를 포함할 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 진단 디바이스에 연결되는 자가 충전 모듈의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 자가 충전 모듈(20)은 진동 전달 소자(24) 및 태양전지 셀(23)로부터 자가 전력을 생산할 수 있다. 진동 전달 소자(24)는 예를 들어 구조물에서 발생되는 진동으로부터 기전력을 발생시키는 적어도 하나의 압전 소자를 포함할 수 있다. 진동 전달 소자(24) 또는 태양전지 셀(23)은 연결 설정 유닛(411)에 의하여 적절한 전압으로 변환시키는 변환 유닛(41)에 연결될 수 있다. 모드 탐지 유닛(42)에 의하여 오작동 진단 디바이스의 작동 상태가 탐지될 수 있고, 작동 상태에 따라 또는 충전 탐지 유닛(45)에 의하여 탐지된 충전 상태에 따라 생성된 전력이 배터리(44)로 공급되거나 또는 축전지(43)로 공급될 수 있다. 배터리(44)의 충전 상태가 충전 탐지 유닛(45)에 의하여 탐지될 수 있고, 충전이 필요한 수준이 되면 충전 회로(46)가 작동되어 축전지(43)에 의하여 배터리(44)가 충전될 수 있다.
자가 충전 모듈(20)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 진단 디바이스에 의하여 오작동이 진단되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 기계, 장치 또는 설비의 오작동을 진동 탐지에 의하여 진단하는 방법은 기계, 장치 또는 설비의 고유 진동 주파수 대역에 기초하여 진동 탐지 과정을 설정하는 단계(P51); 측정 스케줄을 결정하여 작동 모드와 슬립 모드에 따른 작동 시각을 결정하면서 모드 설정을 하는 단계(P52); 상기 측정 스케줄에 따라 진동을 탐지하는 단계(P53); 탐지된 진동을 분석하는 단계(P54); 분석된 진동을 미리 설정된 진동 데이터와 비교하는 단계(P55); 진폭 또는 주파수 대역에 따른 이상 진동이 있는지 여부를 결정하는 단계(P551); 이상 진동이 탐지되는 경우 위험 수준을 결정하는 단계(P56); 위험 수준에 따라 측정 스케줄을 변경하는 단계(P57); 위험 수준에 따라 발광 유닛을 제어하여 발광시키는 단계(P58); 및 탐지된 진동, 분석된 진동 또는 위험 수준을 메모리에 저장하고 필요에 따라 미리 결정된 전자기기로 전송하는 단계(P59)를 포함한다.
본 발명에 따른 진단 방법은 기계, 설비, 장치 또는 구조물에서 발생되는 규칙적인 또는 불규칙적인 진동을 탐지하여 분석하고 이를 기초로 오작동 상태 또는 구조물의 이상 상태의 진단에 적용될 수 있다. 규칙적인 진동은 주기적으로 진단될 수 있고, 불규칙적인 진단을 발생과 동시에 탐지되어 진단될 수 있다. 예를 들어 불규칙적인 진동에 반응하여 슬립 모드의 진동 탐지 유닛을 작동시키는 반응 스위치 회로를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 진단 방법은 위에서 설명된 휴대용 오작동 진단 디바이스를 이용하여 다양한 고정 장치 또는 이동 장치에 적용될 수 있고, 또한 고정 구조물에 대하여 적용될 수 있다.
진동 탐지를 위한 작동 과정이 설정될 수 있고(P51), 슬립 모드와 작동 모드가 설정될 수 있다(P52). 예를 들어 작동 모드에서 주기적으로 기계 또는 장치의 고유 진동을 탐지하고 다시 슬립 모드로 유지될 수 있다. 슬립 모드에서 오작동 진단 디바이스에 전력이 공급되지 않고 강제적으로 작동 전환이 되거나 또는 불규칙적인 진동이 발생되면 작동 모드로 전환되면서 전력 공급이 개시될 수 있다. 슬립 모드에서 자가 충전 모듈이 작동될 수 있고 오작동 진단 디바이스는 최소 전력 소비 상태로 유지될 수 있다. 측정 스케줄에 따라 작동 모드로 전환되어 고유 진동이 탐지될 수 있다. 또는 불규칙적인 진동이 발생되어 진동 탐지 유닛에 의하여 진동이 탐지될 수 있다(P53). 그리고 탐지된 진동이 분석될 수 있다(P54). 비교기에 의하여 탐지된 진동이 미리 설정된 진동과 비교될 수 있다. 미리 설정된 진동은 예를 들어 장치 또는 기계의 고유 진동 또는 그와 유사한 진동이 될 수 있다. 비교 결과에 따라 이상 진동이 발생되었는지 여부가 판단될 수 있다(P551). 만약 이상 진동이 발생되지 않는 것으로 판단되면(NO), 측정 스케줄에 따라 진동 탐지가 될 수 있다(P53). 이와 달리 이상 진동이 발생된 것으로 판단된다면(YES), 분석 결과에 따라 위험 수준이 결정될 수 있다(P56). 그리고 위험 수준에 따라 측정 스케줄이 변경될 수 있다(P57). 측정 스케줄의 변경은 예를 들어 진동 수준의 위험도에 따라 측정 주기가 짧아지거나 일정 시간 동안 연속적으로 측정이 되도록 하는 방식으로 측정 주기가 변경되는 것을 말한다. 이후 위험 수준이 높을수록 측정 주기가 짧아지면서 측정 횟수가 많아질 수 있다. 그리고 위험 수준이 낮아지면 다시 측정 스케줄이 변경될 수 있다(P57).
위험 수준에 따라 제어 유닛에 의하여 발광 유닛이 발광될 수 있고(P58), 필요에 따라 오작동 진단 디바이스의 설치 위치에 따라 음성 경보 유닛이 작동될 수 있다. 그리고 위험 상황이 통신 수단을 이용하여 관리자의 스마트 폰과 같은 전자기기로 전송될 수 있다. 이후 탐지된 진동 및 분석 결과가 메모리에 저장될 수 있고, 주기적으로 관리 서버로 전송될 수 있다(P59). 대안으로 오작동 진단 디바이스에 USB 포트와 같은 전송 포트가 설치될 수 있고, 이에 의하여 오작동 진단 디바이스에 저장된 다양한 데이터 또는 탐지된 진동이 전자기기 또는 관리 서버로 전송될 수 있다.
오작동 진단 디바이스는 다양한 방법으로 작동될 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 진단 디바이스는 장치 또는 설비의 다양한 위치에 부착되어 작동 과정에서 발생되는 오작동을 자체적으로 탐지할 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 진단 디바이스는 휴대용으로 만들어져 설치가 간단하면서 별도의 유지 및 보수가 요구되지 않는다. 본 발명에 따른 진단 디바이스는 태양전지 모듈 또는 진동 에너지를 전력 공급원으로 사용되도록 하는 것에 의하여 장기간 동안 자체적으로 전력 공급이 가능하도록 한다. 추가로 본 발명에 따른 진단 디바이스는 오작동이 탐지되면 자체적으로 발광하여 외부에 알리는 것에 의하여 신속한 대처가 가능하도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 진단 디바이스 11: 진단 하우징
12: 보호 캡 13: 설치 블록
14: 작동 모듈 15: 제어 기판
16: 고정 탭 20: 자가 충전 모듈
21: 셀 고정 블록 22: 진동 블록
23: 태양전지 셀 24: 진동 전달 소자
25: 전극 연결 탭 31: 제어 유닛
32: 진동 탐지 유닛 35: 위험 수준 유닛
36: 스케줄 확인 유닛 37: 전송 유닛
41: 변환 유닛 42: 모드 탐지 유닛
43: 축전지 44: 배터리
45: 충전 탐지 유닛 46: 충전 회로
141: 스크린 142: 설정 버튼
151: 발광 유닛 152: 고정 유닛
321: 모드 전환 유닛 322: 이상 진동 탐지 유닛
331: 진동 분리 유닛 332: 진동 분석 유닛
341: 분석 데이터베이스 342: 비교기
411: 연결 설정 유닛 LD: 유도 구조
M: 메모리 MT: 측정 스케줄 유닛
T: 전극 탭
12: 보호 캡 13: 설치 블록
14: 작동 모듈 15: 제어 기판
16: 고정 탭 20: 자가 충전 모듈
21: 셀 고정 블록 22: 진동 블록
23: 태양전지 셀 24: 진동 전달 소자
25: 전극 연결 탭 31: 제어 유닛
32: 진동 탐지 유닛 35: 위험 수준 유닛
36: 스케줄 확인 유닛 37: 전송 유닛
41: 변환 유닛 42: 모드 탐지 유닛
43: 축전지 44: 배터리
45: 충전 탐지 유닛 46: 충전 회로
141: 스크린 142: 설정 버튼
151: 발광 유닛 152: 고정 유닛
321: 모드 전환 유닛 322: 이상 진동 탐지 유닛
331: 진동 분리 유닛 332: 진동 분석 유닛
341: 분석 데이터베이스 342: 비교기
411: 연결 설정 유닛 LD: 유도 구조
M: 메모리 MT: 측정 스케줄 유닛
T: 전극 탭
Claims (2)
- 작동 모듈(14)이 배치되고 진동 탐지 유닛에서 탐지된 진동을 분석하는 진동 분석 모듈이 배치된 진단 하우징(11);
진단 하우징(11)의 아래쪽에 배치되고, 적어도 하나의 고정 탭(16)이 형성된 설치 블록(13);
진단 하우징(11)의 내부에 배치되는 제어 유닛(31);
제어 유닛(31)의 제어에 따라 발광되는 발광 유닛(151);
상기 진동 분석 탐지 유닛에서 탐지된 진동 데이터 또는 진동 분석 모듈에서 분석된 결과 데이터가 저장되는 메모리(M);
진단 하우징(11)의 내부에 배치되는 배터리 모듈;
이상 진동이 탐지되면 작동 모드를 변환시키는 모드 전환 유닛(321); 및
모드 전환 유닛(321)과 연결된 이상 진동 탐지 유닛(322)을 포함하고,
상기 이상 진동 탐지 유닛(322)은 진동 대상의 고유 진동에 대한 데이터, 주변 환경에서 발생 가능한 데이터 또는 진동 대상의 이상 상태에서 발생되는 진동 데이터를 가지면서 이와 같은 진동에 대한 반응 스위치 회로를 포함하고, 반응 스위치 회로에 의하여 모든 전환 유닛(321)의 작동이 결정되는 것을 특징으로 하는 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스. - 청구항 1에 있어서, 상기 배터리 모듈에 연결되는 전동 전달 소자(24) 및 태양전지 셀(23)을 더 포함하고, 진동 블록(22)은 구조물에서 발생되는 진동을 전달하면서 빌생된 진동을 증폭시켜 진동 전달 소자(24)로 전달하는 것을 특징으로 하는 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170183979A KR20180005649A (ko) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170183979A KR20180005649A (ko) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160026968A Division KR20170104232A (ko) | 2016-03-07 | 2016-03-07 | 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180164849A Division KR20180137466A (ko) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180005649A true KR20180005649A (ko) | 2018-01-16 |
Family
ID=61066745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020170183979A KR20180005649A (ko) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | 자가 구동 방식의 진동 탐지에 의한 오작동 진단 디바이스 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180005649A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116046356A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-02 | 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司 | 基于无人机的光伏组件检测方法、无人机及存储介质 |
-
2017
- 2017-12-29 KR KR1020170183979A patent/KR20180005649A/ko active Application Filing
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116046356A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-02 | 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司 | 基于无人机的光伏组件检测方法、无人机及存储介质 |
| CN116046356B (zh) * | 2023-04-03 | 2023-06-13 | 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司 | 基于无人机的光伏组件检测方法、无人机及存储介质 |
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