KR20200097691A

KR20200097691A - 스마트 라인 센서

Info

Publication number: KR20200097691A
Application number: KR1020207014110A
Authority: KR
Inventors: 토어 스트랜드
Original assignee: 빌헬름센 쉽스 서비스 아에스
Priority date: 2017-10-20
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2020-08-19
Also published as: NO20171695A1; US11644372B2; CN111602042B; US20210190610A1; KR102555185B1; DK3698113T3; EP3698113B1; ES2928135T3; EP3698113A1; TWI791645B; CN111602042A; JP2020537755A; JP7066255B2; SG11202003521RA; TW201923325A

Abstract

본 발명은 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인 내에 삽입되어 라인의 장력을 측정하기 위한 센서 장치에 관한 것이다. 센서 장치는, 외부 하우징 표면과 내부 하우징 표면을 갖는 기다란 센서 하우징 및 기다란 센서 하우징 내에 배치된 적어도 하나의 압력 센서를 포함한다. 외부 하우징 표면은 센서 하우징의 중심 종축 주위에서 실질적으로 타원형 또는 원형인 단면적을 갖는다. 또한, 적어도 하나의 압력 센서는 외부 하우징 표면에 가해지는 압력을 적어도 간접적으로 측정하도록 구성된다. 본 발명은 또한 하나 이상의 구조물의 계류를 위한 라인 센서 어셈블리와, 라인 센서 어셈블리에서 장력을 조정하는 방법, 및 라인 센서 어셈블리의 용도에 관한 것이다.

Description

스마트 라인 센서

본 발명은 센서 장치, 어셈블리, 및 라인의 장력을 측정하고 제어하기 위한 상응하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 센서 장치, 라인 센서 어셈블리, 및 계류 라인(mooring line)과 같은 견고한 라인을 위한 이러한 어셈블리에서 장력을 조정하는 방법에 관한 것이다.

해양 사용에서와 같이 물체를 체결, 하강 및/또는 고정하기 위한 라인의 수명은 많은 요인에 따라 달라진다. 일반적으로 해양 환경에서 라인에 가해지는 반복 하중은 라인의 여러 부분에 피로를 유발할 수 있다. 취급으로 인한 마모와 함께, 온도 변화와 같은 다른 요소도 라인의 피로 저항에 영향을 줄 수 있다.

이러한 라인의 고장은 심각한 결과를 초래할 수 있다. 체결된 물체가 느슨해져서 심하게 움직일 수 있으며 다른 물체나 사람과 충돌할 수 있다. 특히 선박과 같은 대형 부유식 구조물을 취급하는 동안, 끊어지는 라인으로부터의 힘은 구경꾼을 죽이거나 불구로 만들 수 있다.

이러한 라인은 따라서 손상이나 피로의 징후에 대해 자주 검사되며, 검사 빈도는 일반적으로, 예를 들어, 사용 시간의 양을 기록하기 위해 유조선의 라인 검사에 대한 일련의 규칙을 결정한 석유회사 국제 해양 포럼(Oil Companies International Marine Forum, OCIMF)과 같은 단체에 의해 관리된다.

그러나, 라인의 상태는 사용 시간에만 의존하지 않기 때문에, 검사 빈도가 필요 이상으로 너무 낮거나 높을 수 있다. 현재, 선박의 계류 라인의 경우 라인은 선원에 의해 수동으로 검사된다. 라인이 손상 또는 피로의 징후를 보이는 경우, 이는 일반적으로 새로운 라인으로 교체될 것이다. 수동 검사는 시간이 많이 걸리고 인간의 실수에 취약하다. 또한, 수동 검사는 라인 과부하를 밝혀내지 못하며, 즉 라인은 끊어지기 직전일 수 있으며, 수동 검사는 라인을 사용하지 않는 동안 수행되어야 한다.

라인의 고장으로 인해 발생할 수 있는 중대한 결과를 방지하기 위해, 검사 빈도와 시간은 일반적으로 과도하다. 이는 필연적으로 라인 검사에 소요되는 과도한 양의 시간으로 이어지며, 이는 다른 작업에 소요될 수도 있는 귀중한 시간이다. 잠재적으로 낭비적인 라인 교체는 말할 것도 없고, 운영 비용이 높아진다.

이러한 문제에 대해 한 가지 알려진 해결책은 작동 중에 라인에 작용하는 하중을 측정하기 위해 분리 가능한 센서를 라인에 또는 부분적으로 라인 내에 배치하는 것이다.

공개 번호 US 2011/0006899의 미국 특허 출원은 라인 상의 하중을 측정하기 위한 센서 유닛을 개시하고 있다. 일 실시형태에서, 센서 유닛은 스트랩(strap)과 같은 라인에 또는 적어도 부분적으로 라인 내에 배치될 수 있다. 센서 유닛은 계선(anchoring)/계류(mooring)와 관련하여 사용될 수 있고, 외부 장치에 정보를 전송하도록 구성된 전송 장치를 포함한다. 외부 장치는 이후 이러한 전송된 정보를 사용하여, 조작자가 가능한 임계 상태를 관찰하도록 할 수 있다. 그러나, 이 출원에 기술된 센서 유닛은 비대칭적이고, 적어도 부분적으로 라인 외부에 배치되므로, 그 사용이 제한된다. 윈치(winch), 닻줄 구멍(hawsehole), 또는 상대적으로 거친 취급을 유발하는 기타 장비와 같은 취급 장비를 통과하는 라인에서, 라인 외부에 배치된 센서 유닛은 장비를 방해할 수 있고 손상될 수 있다. 이 출원은 센서 유닛이 라인으로부터 분리 가능한 실시형태를 기술하고 있지만, 센서 유닛 및/또는 라인을 분해해야만 분리가 가능하며, 이는 유닛의 설치를 상당히 복잡하게 한다. 따라서, 배경 기술의 단점을 완화시킬 수 있는 해결책이 필요하다.

이를 고려하여, 본 발명의 목적은 다양한 라인, 특히 계류 라인과 같은 견고한 라인의 장력을 측정하기 위해 삽입되어 사용될 수 있는 센서 장치를 제공하는 것이다. 센서 장치는 라인의 사용에 관한 데이터를 측정하고 전송하도록 구성되어, 라인이 끊어지는 위험을 최소화하면서 라인의 검사 및 교체 빈도를 감소시킨다.

또한, 본 발명의 목적은 라인 내에 쉽게 배치되거나 제거될 수 있는 센서 장치를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 지능형 라인 센서 어셈블리의 일부를 포함하여, 라인 장력의 자체-조정을 가능하게 하는 센서 장치를 제공하는 것이다.

다른 목적은 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.

본 발명은 주요 청구항에 기재되고 특징지어지며, 종속항은 본 발명의 다른 특징을 기술한다.

따라서, 본 발명은 라인의 장력을 측정하기 위한 센서 장치에 관한 것으로, 센서 장치는;

- 외부 하우징 표면과 내부 하우징 표면을 갖는 기다란 센서 하우징으로서, 외부 하우징 표면은 센서 하우징의 중심 종축 주위에서 실질적으로 타원형 또는 원형인 단면적을 갖는, 기다란 센서 하우징, 및

- 기다란 센서 하우징 내부에 배치된 적어도 하나의 압력 센서를 포함하고, 적어도 하나의 압력 센서는 외부 하우징 표면에 가해지는 압력을 적어도 간접적으로 측정하도록 구성된다. 타원형 단면적은 또한 이하에서 원형 단면적을 포함하는 것으로 정의된다.

따라서, 본 발명은 라인 내에서 중앙에 배치될 수 있는 센서 장치를 제공하며, 센서 장치는 내구성이 있고, 따라서 무거운 하중을 받는 라인에 적합하지만, 센서 장치는 또한 라인 내에 쉽게 배치되고 회수될 수 있다. 라인은 플레이티드 라인(plaited line)으로도 알려진 브레이디드(편조) 라인(braided line), 또는 본원에서 스트랜드(strand)를 함께 엮어나 꼬아서 형성된 라인으로 정의되는 레이드 라인(laid line)을 포함할 수 있다. 이러한 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인은 전형적으로 계류 라인과 같은 견고한 라인을 포함할 수 있다. 센서 장치는 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인으로의 삽입에 특히 적합한 형태를 가질 수 있으며, 장치는 라인의 스트랜드 사이에 이를 배치함으로써 라인에 삽입되거나 이로부터 추출될 수 있다. 센서 하우징의 기다란 형태는 또한 라인의 강도에 최소한의 영향을 미치며, 인장되는 동안 라인의 스트랜드에 의해 하우징에 작용하는 큰 반경방향 힘으로 인해 라인 밖으로 빠져 나오는 경향이 없기 때문에, 삽입되고 나면 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인 내에 머무르는 데 특히 적합할 수 있다. 센서 장치의 형태는 실질적으로 장축 타원체(prolate spheroid)의 형태를 가질 수 있고, 하우징의 길이 방향의 중심선(C)에 수직인 방향으로 측정된 기다란 센서 하우징의 최대 직경(D)의 적어도 일부는 하우징의 종방향 길이(L)의 적어도 일부를 따라 일정할 수 있다.

센서 장치는 또한 로프(rope), 호저(hawser), 와이어(wire), 스트랩(strap), 케이블(cable) 또는 장치가 삽입될 수 있는 임의의 종류의 라인, 또는 이들의 조합과 같은 다른 종류의 기다란 물체에 적합할 수 있다. 종래 기술의 해결책에서, 라인 내에서 장력을 측정하기 위한 공지된 센서 장치는 전형적으로 라인과 통합되도록 구성되고, 따라서 이러한 종래 기술의 센서 장치는 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인에 삽입하기에는 부적당하다.

센서 장치를 라인 내부에 배치함으로써, 장치는 인장되는 동안 라인 스트랜드의 반경방향 이동으로 인한 압축을 측정할 수 있고, 따라서 라인의 인장을 간접적으로 측정할 수 있다. 중심 하우징의 종방향 중심 축 주위의 외부 하우징 표면의 단면적은 바람직하게 주변부로부터 중심점까지의 거리가 360도로 일정한 원이다. 그러나, 주변부로부터 중심까지의 거리가 주변부로부터 중심점까지의 최단 거리로부터 5% 내지 10%, 예를 들어, 5% 더 연장될 수 있는 다른 타원 형태도 또한 가능할 수 있다.

각각의 센서는 라인이 인장되는 동안 스트랜드의 반경방향 이동으로 인한 압축을 측정할 수 있어야 한다. 측정된 압축을 기반으로, 라인의 장력을 추정/계산할 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 압축은 기다란 센서 하우징의 내부에 배치된 로드 셀(load cell)에 의해 측정될 수 있다. 그러나, 본 발명의 개시를 기반으로 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 바와 같이, 압력계 또는 유사한 압력 측정 수단과 같은 다른 센서가 사용될 수도 있다. 여러 양태에서, 중복성을 위해 그리고 측정치를 비교하여 정확도를 높이기 위해 하나 이상의 로드 셀이 배치될 수 있다. 로드 셀은 전형적으로 포일 스트레인 게이지(foil strain gauge) 또는 반도체 스트레인 게이지(semiconductor strain gauge) 또는 본 기술 분야에 공지된 것들과 같은 스트레인 게이지를 포함할 수 있다. 미리 설정된 초기 응력에 의해 교정될 수 있는 스트레인 게이지가 사용될 수 있으며, 이들 게이지는 수명주기 동안 필요에 따라 교정될 수 있다. 바람직하게는, 소량의 전기를 필요로 하는 스트레인 게이지가 센서 장치에서 사용될 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 기다란 센서 하우징은 영률(Young’s modulus)(E)을 갖는 재료를 포함할 수 있고, 외부 하우징 표면의 재료와 디자인은 조합하여, 센서 하우징의 파괴 없이 293 켈빈 온도에서 10 초 동안 1000 MPa 를 초과하는, 외부 하우징 표면에 실질적으로 수직으로 가해지는 평균 압력을 지지하도록 구성될 수 있다. 따라서, 기다란 센서 하우징은 유리하게는 선형 탄성 재료를 포함할 수 있다. 기다란 센서 하우징의 파괴 저항은 또한 일반적으로 피로 파괴(fatigue fracture)를 야기할 수 있는 고하중 사이클에 의해 정의될 수 있다. 이러한 파괴는 본원에서 바람직하게 육안 검사에 의해 검출될 수 있는 파괴로 정의된다. 센서 장치가 이러한 압축에 노출되는 기간은 예를 들어 10 내지 20초일 수 있다. 바람직하게, 재료는 적어도 30 GPa의 영률(E)을 포함할 수 있다. 영률이 높은 재료는 큰 하중을 받는 라인에 적합할 수 있지만, 영률이 낮은 재료는 더 작은 라인 및 더 낮은 하중을 받는 라인에 대해 더 낮은 중량과 증가한 안전성을 달성하는 데 더욱 적합할 수 있다. 바람직하게, 재료는 5 내지 50 톤과 같이 더 낮은 장력을 받는 라인에 대해 65 내지 75 GPa의 영률을 갖는 알루미늄을 포함할 수 있다. 더 큰 하중을 받는 라인의 경우, 105 내지 120 GPa의 영률을 갖는 티타늄을 포함하는 재료가 더 적합할 수 있고, 또는 더욱 더 큰 하중에 대해, 190 내지 210 GPa의 영률을 갖는 강철을 포함하는 재료가 바람직할 수 있다. 여러 양태에서, 항복 강도는 기다란 센서 하우징의 재료를 선택하는 데 있어서 중요한 인자일 수 있으며, 항복 강도는 재료가 소성 변형을 나타내기 시작하는 응력 수준으로 정의된다. 유리하게, 디자인 센서 장치는 따라서 선박, 플랫폼 및 유사한 부유식 구조물을 위한 계류 라인과 같은 중대한 작업을 위해 구성된다. 라인은 전형적으로 10 kN 내지 3000 kN 범위의 장력을 받을 수 있다. 기다란 센서 하우징은 여러 부분을 포함할 수 있으며, 각각의 부분의 재료는 다를 수 있다. 따라서, 기다란 센서 하우징은 경질 플라스틱, 예를 들어 나일론, PEEK, POM 및 섬유 강화 복합재를 포함하는 중합체-기반 화합물과 같은 재료를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 기다란 센서 하우징은 중간 부분, 및 중간 부분에 분리 가능하게 연결된 두 개의 단부 부분을 포함할 수 있다. 중간 부분은 전형적으로 알루미늄, 강철 또는 티타늄을 포함할 수 있고, 단부 부분은 경질 플라스틱, 예를 들어 나일론, PEEK, POM 및 섬유 강화 복합재를 포함하는 중합체-기반 화합물과 같은 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게, 단부 부분은 무선 데이터 신호가 센서 하우징 내부로부터 전송될 수 있게 하는 플라스틱 재료를 포함할 수 있는 반면, 중간 부분은 큰 하중을 받기에 충분한 강도를 갖는 재료를 포함한다.

본 발명의 일 양태에서, 길이 방향의 기다란 센서 하우징의 단부는 둥글 수 있다. 따라서, 둥근 단부는 라인을 손상시키거나 라인을 약하게 할 수 있는 날카로운 점을 포함하지 않도록 형태를 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 일부 양태에서, 단부의 끝 부분은 따라서 1, 2, 3 또는 4 밀리미터의 반경을 갖는 반원의 형태를 포함할 수 있다. 라인 상의 마모를 피하기 위해, 기다란 센서 하우징은 유리하게 매끄러울 수 있고, 라인을 손상시키고 및/또는 라인의 특성에 영향을 줄 수 있는 날카로운 돌출부, 모서리, 뒤틀림 또는 다른 형태가 없을 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 하우징의 길이 방향의 중심선(C)에 수직인 방향으로 측정된 기다란 센서 하우징의 최대 직경(D)은 전체 종방향 길이(L)의 적어도 15%를 따라 일정할 수 있다. 일정한 최대 직경(D)의 길이(M)는 길이(L)의 적어도 5%, 예를 들어 전체 길이(L)의 15%를 포함하는 것이 더 바람직할 수 있다. 대안적으로, 외부 하우징 표면이 연속적으로 곡선인 형태를 포함하도록, 직경은 일정하지 않을 수 있다. 외부 하우징 표면의 디자인은 또한 예시적인 값을 갖는 다음 파라미터에 의해 더 정의될 수 있다:

- 300 내지 500 mm, 보다 바람직하게는 300 내지 400 mm, 예를 들어 300, 350 또는 400 mm 사이인 센서 장치의 외부 표면의 종방향 길이(L).

- 30 내지 70 mm, 보다 바람직하게는 30 내지 50 mm, 예를 들어 30, 40 또는 50 mm인 센서 장치 하우징의 외부 표면의 최대 직경(D).

- 직경(D)이 하우징의 종료점(termination point)을 향해 좁아지기 시작하는 두 평면 사이의 외부 하우징 표면을 따른 거리로 정의되는 중간 길이(M)로서, 여기서 M은 L의 15% 내지 90%일 수 있다.

- 1 내지 20%, 보다 바람직하게는 2 내지 15%, 가장 바람직하게는 4 내지 8%, 예를 들어 5%인 최대 직경/길이(D/L) 사이의 비율.

- 길이(M)의 끝점(end point)으로부터 연장되고 하우징의 종방향 중심선(C)에 수직인 직선 라인과

- 길이(M)의 끝점으로부터 외부 하우징 표면의 가장 가까운 종료점까지 연장되는 직선 라인 사이의 각도(θ)로서, 여기서 각도(θ)는 적어도 70°, 바람직하게는 적어도 80°, 더욱 바람직하게는 적어도 85°, 예를 들어 87°일 수 있다.

본 발명의 개시를 기반으로 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 바와 같이, 외부 표면 하우징의 디자인은 또한, 예를 들어 12 개의 스트랜드로부터 브레이드된 견고한 계류 라인과 같은 특정 종류의 라인에 적합할 수 있다. 직경이 크면, 센서가 라인을 약화시킬 수 있고, 센서 상의 라인에서 작용하는 힘을 증가시킬 수 있으므로, 직경이 작은 센서가 바람직할 수 있다. 기다란 센서 하우징의 중간 부분은 전형적으로 일정한 최대 직경(D)을 갖고 길이(M)를 연장시킬 수 있고, 분리 가능한 단부 부분은 외부 하우징 표면의 종료점으로부터 중간 부분으로 연장될 수 있다. 분리 가능한 단부 부분은 또한 길이(M)의 일부를 형성할 수 있는데, 중간 부분과 분리 가능한 단부 부분 사이의 부착이 중첩되어 일정한 직경(D)의 일부를 형성할 수 있기 때문이다.

본 발명의 일 양태에서, 길이 방향의 기다란 센서 하우징의 적어도 하나의 단부는 고정 수단에 의해 센서 하우징에 제거 가능하게 연결될 수 있고, 따라서 적어도 하나의 단부를 제거하면, 내부에 배치된 적어도 하나의 센서로의 자유로운 접근이 가능하다. 일부 양태에서, 종방향 하우징의 하나의 단부만이 해제 가능하게 연결된다. 추가 양태에서, 양 단부는 해제 가능하게 연결되며, 유리하게, 이는 센서 장치가 양 단부로부터 분해될 수 있게 하여 하우징 내부의 장비에 접근할 수 있으며, 이는 종방향 하우징의 하나의 단부가 손상되어 열리지 않는 경우 유리할 수 있다. 센서 하우징 내부에 위치한 장비를 수리하거나 교체하기 위해 센서 장치를 분해하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명의 일부 양태에서, 기록된 데이터는 센서 하우징을 분해함으로써 회수될 수 있다. 고정 수단은 볼트, 나사, 접착제, 힌지, 가황 고무, 또는 본 기술 분야에 공지되어 있고 사용 중에 센서 장치에 가해지는 힘을 견딜 수 있는 다른 고정 수단을 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 양태에서, 길이 방향의 기다란 센서 하우징의 제거 가능한 단부는 센서 하우징과는 다른 영률을 갖는 재료를 포함할 수 있고, 바람직하게 제거 가능한 단부의 재료는 2 GPa 이상의 영률을 갖는다.

본 발명의 일 양태에서, 외부 하우징 표면은 다수의 홈(groove)을 포함할 수 있으며, 각각의 홈은, 센서 장치가 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인 내에서 중앙에 삽입될 때 스트랜드를 수용하도록 구성되는 디자인을 가질 수 있다. 유리하게, 홈은 라인의 가장 안쪽 스트랜드를 수용함으로써, 라인의 반경방향 중심으로부터 더 멀리 떨어진 스트랜드가 또한 하우징과 접촉할 수 있도록 구성되기 때문에 하우징 상의 국부 응력을 감소시킬 수 있다. 따라서, 하우징과 접촉하는 다수의 스트랜드는 하우징 상에 더욱 균일하게 분포된 압력을 보장한다. 또한, 센서 장치가 라인 내에 배치되고 나면 홈은 센서 장치가 종축 위아래로 미끄러지는 것을 방지할 수 있다. 다양한 라인이 다양한 크기 및 개수의 스트랜드를 가질 수 있으므로, 홈은 특정 종류의 라인에 적합한 홈의 대응하는 각도, 간격, 깊이 및 폭을 갖는 치수로 설정될 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 센서 장치는 센서 하우징 내에 배치된 적어도 하나의 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 온도 센서는 라인 내부로의 센서 장치의 삽입점(insertion point)에서 또는 그 근처에서 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인 내부의 온도를 적어도 간접적으로 측정하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 적어도 하나의 온도 센서는 시간의 함수로서 라인의 온도를 측정할 수 있도록 센서 하우징 내에 배치된다. 라인의 수명은 다양한 주변 온도에 대한 노출에 따라 달라질 수 있으므로, 이 데이터를 수집하는 것이 바람직하다. 로드 셀과 같은 압력 센서 측정치는 센서 장치 하우징의 열 팽창에 의해 영향을 받을 수 있으므로, 온도 센서는 압력 센서 측정치를 교정하는 데 유용할 수도 있다. 따라서 온도 측정치는 라인의 장력을 계산할 때 열 팽창이 미칠 수 있는 영향을 보상하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 센서 장치는 적어도 하나의 압력 센서 중 어느 하나로부터 수신된 데이터를 기록하기 위해 센서 하우징 내에 배치된 데이터 기록 유닛을 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 데이터 기록 유닛은 시간의 함수로서 압력을 측정한다. 따라서, 이러한 데이터를 수집하여 라인의 상태와 비교할 수 있는데, 이는 장력이 라인의 수명에 어떤 영향을 미치는지에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있다. 예를 들어, USB 연결을 통해 개인용 컴퓨터와 같은 외부 장치에 데이터 기록 유닛을 연결함으로써, 센서 하우징이 분해될 때 데이터 기록 유닛에 직접 접근하는 것이 가능할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 센서 장치는 적어도 하나의 압력 센서 또는 적어도 하나의 온도 센서 또는 이들의 조합으로부터 수신된 데이터를 기록하기 위해 센서 하우징 내에 배치된 데이터 기록 유닛을 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 데이터 기록 유닛은 또한 시간의 함수로서 온도를 측정한다. 따라서, 이러한 데이터를 수집하여 라인의 상태와 비교할 수 있는데, 이는 온도와 장력이 라인의 수명에 어떤 영향을 미치는지에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 장치는 사용 중에 데이터 기록 유닛으로부터의 데이터, 또는 압력 또는 온도 센서 중 어느 하나에 의한 데이터 측정치를 외부 수신기로 전송하기 위해 센서 하우징 내에 배치된 데이터 전송 유닛을 더 포함할 수 있다. 데이터 전송 유닛은 또한 사용 중에 외부 전송기로부터 데이터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 데이터 전송 유닛, 및 데이터 기록 유닛과 센서와 같은 다른 전자 부품은 배터리와 같은 전원 공급 장치에 연결될 수 있지만, 모든 내부 장비는 자체 또는 공유 배터리를 가질 수 있다. 외부 수신기는 라인이 고정되는 구조물 상에 배치될 수 있다. 본 발명의 일부 양태에서, 데이터 전송 유닛은 와이어를 통해 외부 수신기에 연결될 수 있고, 와이어는 라인 내에 또는 라인을 따라 배치될 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, 데이터 전송 유닛은 센서로부터 외부 수신기로 직접 데이터를 연속적으로 전송하는데, 이로써 이러한 데이터를 기반으로 실시간 조정이 유리하게 이루어질 수 있다. 데이터의 연속적인 전송은 상대적으로 전력을 소비하기 때문에, 다른 양태에서, 전송 유닛은 데이터 기록 유닛으로부터 기록된 데이터를 전송하도록 구성될 수 있다. 필요한 배터리 수명, 저장/기록 용량, 및 실시간 측정치에 대한 필요성에 따라 1, 5, 10, 20, 30, 40 또는 50 초 간격으로 또는 1, 2, 3 간격으로 데이터를 전송할 수 있다. 4, 5, 10, 20, 30, 40 또는 50 분, 또는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 12 또는 24 시간 간격. 그러나, 전형적으로, 데이터는 10 초 내지 3 분, 예를 들어 1 분의 간격으로 전송될 수 있다. 다른 양태에서, 전송 유닛은 주어진 간격으로 데이터를 전송하도록 구성될 수 있고, 또한 라인의 임계 장력과 같은 주어진 파라미터에 도달하면 즉시 데이터를 전송하도록 구성된다. 전송 유닛은 또한, 주어진 간격과 무관하게, 예를 들어, 라인의 장력이 주어진 파라미터만큼 변할 때, 예를 들어, 0.5 톤, 1 톤, 1.5 톤 이상의 장력 변화가 있을 때, 또는 그 밖의 다른 주어진 파라미터만큼 변할 때, 데이터를 즉시 전송하도록 구성될 수 있다. 일부 구성에서, 전송 유닛은 외부 수신기를 검출할 때만 신호를 전송하도록 구성될 수 있고, 주어진 간격으로 외부 수신기를 검출하도록 구성될 수 있다. 따라서, 센서 장치는 배터리 사용을 최소화할 수 있는데, 이는 센서 장치가 데이터 기록 유닛을 포함하지 않는 구성에서 유리할 수 있다. 데이터 기록 유닛과 데이터 전송 유닛은 각각 상기한 파라미터에 도달했는지를 결정하기 위해 센서로부터 측정된 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다. 센서 장치 내의 장비는 또한, 센서 또는 기록 유닛 중 어느 하나가 오작동하거나 교체가 필요한 경우, 또는 배터리가 전원이 부족한 경우, 데이터 전송 유닛를 통해 신호를 전송하도록 구성될 수 있다.

여러 양태에서, 센서 장치는, 하나의 외부 수신기가 센서 장치와 연결되지 않을 때, 예를 들어, 외부 수신기가 작동하지 않을 때 센서 장치에 대한 중복성이 존재하도록 배치될 수 있는 다수의 외부 수신기에 대해 신호를 전송 및 수신하도록 구성될 수 있다. 여러 양태에서, 센서 장치는 다른 센서 장치로부터 신호를 전송 및 수신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 다수의 센서 장치는, 하나의 센서 장치가 외부 수신기에 도달할 수 없는 경우, 센서 장치의 시스템 내에 더 큰 중복성을 제공하는, 노드의 메쉬 네트워크(mesh network)로서 동작하여 데이터 신호를 중계할 수 있다.

외부 수신기는 와이파이(WiFi)와 같은 무선 전송 수단에 의해 및/또는 전자 케이블 또는 장비를 통해 데이터 신호를 중계할 수 있다. 예를 들어, 선박에 배치된 외부 수신기는 선박의 전력 공급 네트워크를 사용하여 외부 수신기로부터의 데이터 신호를, 예를 들어, 선박의 선교(bridge)에 배치된 제어 유닛 또는 시스템으로 전송할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 데이터 전송 유닛은 무선 전송 수단을 포함할 수 있다. 일 양태에서, 예를 들어 부유식 플랫폼(floating platform) 또는 양식 설비(aquaculture installation)의 계류를 위한 수중 환경에서 음향 전송이 사용될 수 있다. 무선 전송 수단은 블루투스 4, 블루투스 5와 같은 블루투스 기술, WiFi, 로라(LoRa) 와이맥스(WiMax), 지그비(ZigBee), 또는 사물 인터넷에서 무선으로 전송하기 위한 다른 유사한 주지의 기술 또는 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게, 무선 전송 수단은 블루투스 5 기술을 포함할 수 있는데, 이는 비교적 배터리 사용이 적은 반면에 신호를 전송하는 장거리 기능을 제공하기 때문이다. 여러 양태에서, 데이터 전송 유닛은 SIM 카드를 포함할 수 있고, 따라서 모바일 기술 네트워크를 통해 데이터 신호를 전송할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 길이 방향의 기다란 센서 하우징의 적어도 하나의 단부는 코어 스트랜드를 기다란 센서 하우징에 부착하기 위한 코어 스트랜드 부착 수단을 포함할 수 있다. 유리하게, 코어 스트랜드에 부착되는 적어도 하나의 코어 스트랜드 부착 수단은, 센서 장치가 큰 압축력에 노출될 때 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인의 중심 밖으로 튀어나오는 것을 방지할 수 있다. 일부 양태에서, 센서 장치는, 예를 들어 센서 장치가 기다란 센서 하우징의 양 단부에서 길이 방향으로 두 개의 코어 스트랜드에 부착될 수 있도록, 외부 표면 하우징 상의 다양한 지점에 여러 개의 코어 스트랜드 부착 수단을 가질 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 코어 스트랜드 부착 수단은 내부에 코어 스트랜드를 끼우기 위한 관통 홀을 포함할 수 있다. 유리하게, 코어 스트랜드는 따라서 부착 수단에서 매듭(knotting) 또는 이음(splicing)을 필요로 하지 않고 센서 장치에 부착될 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 길이 방향의 기다란 센서 하우징의 적어도 하나의 단부는 고정 수단에 의해 센서 하우징에 제거 가능하게 연결될 수 있고, 따라서 기다란 센서 하우징의 적어도 하나의 단부를 제거하면, 내부에 배치된 적어도 하나의 센서로의 자유로운 접근이 가능하고, 코어 스트랜드 부착 수단은 기다란 센서 하우징의 적어도 하나의 제거 가능하게 연결된 단부로 연장되는 적어도 하나의 코어 스트랜드 수용 채널을 보여줄 수 있고, 채널의 단부는 채널의 나머지 부분에 비해 더 큰 평균 방사상 직경을 갖는 단부 부분을 보여줄 수 있다. 더 큰 평균 방사상 직경은 바람직하게 평균 방사상 직경의 최대 15% 증가, 가장 바람직하게는 최대 25% 증가, 예를 들어 20% 증가를 수반할 수 있다. 따라서, 채널의 단부는 코어 스트랜드의 매듭 또는 이음 단부, 또는 코어 스트랜드의 단부를 센서 하우징에 부착하기 위한 다른 수단을 수용하기에 적합한 용적을 포함할 수 있고, 코어 스트랜드는 채널을 통해 연장되어 라인 내에 일반 스트랜드와의 부착 지점까지 연장된다.

본 발명의 일 양태에서, 채널의 단부 부분은 블라인드 홀(blind hole)일 수 있다.

본 발명은 또한 라인 센서 어셈블리에 관한 것이다. 라인 센서 어셈블리는;

- 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인 및

- 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인 내에서 중앙에 배치된 적어도 하나의 센서 장치를 포함한다.

적어도 하나의 센서 장치는, 외부 하우징 표면과 내부 하우징 표면을 갖는 센서 하우징 및 센서 하우징 내부에 배치된 압력 센서를 포함한다. 압력 센서는 외부 하우징 표면에 가해지는 압력을 적어도 간접적으로 측정하도록 구성된다. 또한, 외부 하우징 표면은 센서 하우징의 종방향 중심 축에 수직인 실질적으로 타원형 또는 원형인 단면적, 예를 들어, 센서 하우징의 종축을 중심으로 회전 대칭인 디자인을 갖는다.

여러 양태에서, 라인 센서 어셈블리는 센서 장치와 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인의 스트랜드 사이에 배치된 플라스틱 메쉬 시스(mesh sheath)와 같은 제 1 시스를 포함할 수 있다. 제 1 시스는 센서 장치와 라인의 스트랜드 사이의 마찰을 증가시켜, 라인 내부에서의 센서 장치의 미끄러짐을 방지하고, 또한 라인이 파손되는 경우 센서 장치가 빠른 속도로 튀어나오는 것을 방지할 수 있다.

여러 양태에서, 라인 센서 어셈블리는, 센서 장치가 배치되는 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인 주위에 배치된, 캔버스(canvas)와 같은 제 2 시스를 포함할 수 있다. 제 2 시스는 라인이 파손되는 경우 센서 장치가 빠른 속도로 튀어나오는 것을 방지할 수 있다.

유리하게, 센서 장치는 특정 종류의 라인을 위해 설계되어 최적의 어셈블리를 제공할 수 있다. 본 발명의 일부 양태에서, 어셈블리는 계류용일 수 있다. 그러나, 계류는 본원에서 적어도 하나의 구조물과 다른 물체, 전형적으로 부유식 구조물 사이에 라인을 고정하는 것으로 이해되어야 한다. 더욱 구체적인 양태에서, 이러한 부유식 구조물은 선박, 부유식 플랫폼 또는 바지선을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 또한 다른 양태에서, 적절한 크레인에 의해 해저로 해저 모듈을 하강시키는 것과 같이 부유식 구조물로부터 물체를 하강시키기에 적합할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 라인 센서 어셈블리의 적어도 하나의 센서 장치는 센서 장치의 상기한 양태 중 어느 하나에 따를 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 어셈블리는;

- 제 1 구조물 상에 배치된 제 1 고정 수단을 더 포함하고, 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인의 제 1 라인 단부는 제 1 고정 수단에 체결되고, 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인의 제 2 라인 단부는 제 2 구조물 상에 배치된 제 2 고정 수단에 체결된다. 고정 수단은 볼라드(bollard)와 같은 정적 고정 수단, 또는 예를 들어 캡스턴(capstan)을 윈치(winch)할 수 있는 동적 고정 수단을 포함할 수 있다. 특정 예에서, 고정 수단은 육상 구조물 및 부유식 구조물 상에 배치된 볼라드를 포함한다. 대안적으로, 고정 수단은 제 1 구조물 상에 배치된 하나의 윈치 및 제 1 구조물로부터 떨어진 제 2 부유식 구조물 상에 배치된 볼라드를 포함한다.

본 발명의 일 양태에서, 어셈블리는 적어도 하나의 센서 장치로부터 데이터 신호를 수신하기 위한 적어도 하나의 데이터 수신기, 및 수신된 데이터 신호를 처리하기 위한 제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 데이터 수신기와 제어 시스템은 구조물 중 하나 위에 함께 배치된다. 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 바와 같이, 라인 센서 어셈블리 내의 데이터 수신기는 데이터 전송 유닛이 데이터 신호를 전송 및 수신하도록 구성된 상기한 외부 수신기 및 외부 전송기를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 데이터 수신기와 제어 시스템은 랩톱, 이동 전화 또는 다른 소형 장치와 같은 휴대용 시스템을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 제 1 고정 수단은, 사용 중인 적어도 하나의 센서 장치로부터 장력 관련 데이터를 수신하고, 적어도 하나의 센서 장치로부터 수신된 장력 관련 데이터 및 사전 프로그램된 명령에 따라 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인을 권취(reel in)하거나 권출(reel out)하도록 구성된 윈치 수단(winching means)을 포함할 수 있다. 물론, 장력이 만족스러운 것으로 밝혀지면 윈치 수단은 비활성 상태로 유지될 수 있다.

유리하게, 어셈블리는 자체-조정될 수 있고, 따라서 라인의 잠재적으로 위험한 큰 장력을 피할 수 있다. 또한, 윈치 수단은 일정한 바람직한 장력을 달성하기 위해, 또는 라인의 수명을 감소시킬 수 있는 큰 장력의 되풀이되는 발생을 피하기 위해 라인을 조정할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 윈치 수단은;

- 사용 중인 적어도 하나의 센서 장치로부터 데이터 신호를 수신하기 위한 데이터 수신기와,

- 라인 장력이 변경되도록 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인을 권취하거나 권출하기 위한 윈치 모터, 및

- 수신된 데이터 신호를 처리하고, 모터에 의해 설정된 권취 동작을 제어하기 위한 제어 시스템을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 라인 센서 어셈블리는:

- 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인의 스트랜드에 부착된 적어도 하나의 코어 스트랜드와,

- 코어 스트랜드 부착 수단을 포함하는 길이 방향의 기다란 센서 하우징의 적어도 하나의 단부를 포함하고,

- 적어도 하나의 코어 스트랜드는 코어 스트랜드 부착 수단에 부착 됨으로써, 센서 장치를 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인에 고정시킨다. 본 발명의 일 양태에서, 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인은 센서 장치에 고정되게 부착된 적어도 하나의 코어 스트랜드를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 코어 스트랜드는 바람직하게 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인 내의 다른 스트랜드에 브레이드되거나, 다른 방식으로 부착될 수 있다. 유리하게, 코어 스트랜드는 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인의 추가 스트랜드일 수 있고, 라인 내의 다른 스트랜드와는 다른 재료를 포함할 수 있다. 코어 스트랜드는 바람직하게, 센서 장치가 큰 압축력에 노출될 때 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인의 중심 밖으로 튀어나오는 것을 방지하도록 설계될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 양태 중 어느 하나에 따른 라인 센서 어셈블리에서 라인의 적어도 하나의 무결성을 예측하는 방법에 관한 것으로, 방법은:

- 센서 하우징의 길이 방향에 수직인 방향으로의 압력을 적어도 간접적으로 측정하는 단계와,

- 100 시간 이상의 사용 기간 동안 압력 센서에 의해 측정된 데이터를 기록하는 단계와,

- 센서 장치로부터 기록된 데이터를 데이터 수신기로 전송하는 단계와,

- 제어 시스템에서 데이터를 처리하는 단계, 및

- 처리된 데이터와 사전 프로그램된 라인 파라미터를 기반으로, 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인의 하나 이상의 무결성을 추정하는 단계를 포함한다. 데이터는 센서 하우징에 또는 외부 저장 매체에 또는 이들의 조합에 저장될 수 있다.

유리하게, 라인의 사용에 관한 통계가 수집되어 라인의 수명을 예측하는데 사용될 수 있다. 데이터 기록 기간은 센서 장치에서의 기록 장치의 메모리 용량에 의해 결정될 수 있고, 사용 시간 100 시간 내지 사용 시간 10,000 시간, 예를 들어 1000 시간일 수 있다. 다른 양태에서, 기록 장치의 메모리 용량은 라인의 전체 수명 동안, 특히 센서가 완전히 통합된 경우, 즉 수명 동안 라인에 남아있는 경우, 데이터를 기록하기에 충분하다. 사전 프로그램된 라인 파라미터는, 라인의 이전 사용 및 초기 무결성과 관련된 정보, 즉 사용 시간 및 사용 시간에 따른 장력 및/또는 온도 변화에 대한 통계, 라인 내의 스트랜드의 두께와 재료 선택, 최대 작업 강도, 파단 강도, 및 시간에 따른 장력 및 온도와 같은 파라미터가 어떻게 라인의 무결성에 영향을 줄 수 있지를 포함할 수 있다. 라인의 무결성을 추정하는 것은 따라서 사용하기 전에 라인의 무결성을 나타내는 함수이며, 이는 상기한 파라미터에 대한 노출에 의해 어떻게 영향을 받는지에 대한 것이다. 로프 장력이 정의된 로프 최소 파단 하중(minimum breaking load, MBL)의 일정 비율, 예를 들어, 로프 MBL의 50, 60, 70%를 초과하는지 여부를 측정함으로써, 줄어든 잔류 로프 용량이 표시될 수도 있다.

또한, 본 발명은 상기한 양태 중 어느 하나에 따른 라인 센서 어셈블리에서 장력을 조정하는 방법에 관한 것으로, 방법은:

- 센서 하우징의 길이 방향에 수직인 방향으로의 압력 또는 압력의 수직 성분을 적어도 간접적으로 측정하는 단계와,

- 센서 장치로부터 윈치 수단으로 데이터를 전송하는 단계와,

- 제어 시스템에서 데이터를 처리하는 단계, 및

- 사전 프로그램된 명령과 처리된 데이터를 기반으로, 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인의 장력을 조정해야 하는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다.

사전 프로그램된 명령은 어셈블리에서 사용되고 있는 라인의 유형 및 라인이 견딜 수 있도록 설계된 장력에 따라 설정될 수 있다. 그 밖의 사전 프로그램된 명령은, 예를 들어, 라인이 사용된 기간, 라인 상태를 추정하는 데 유용할 수 있는 장력 및 온도의 유형, 라인이 견딜 수 있는 장력 또는 교체시기 등과 같은, 라인의 이전 수명에 관한 데이터를 갖는 상기한 사전 프로그램된 라인 파라미터를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 적어도 세 개의 스트랜드를 포함하는 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인에 센서 장치를 삽입하는 방법에 관한 것으로, 방법은:

- 센서 장치가 라인의 스트랜드 내에 그리고 라인의 길이 방향으로 중앙에 배치되도록 라인의 스트랜드 사이에 센서 장치를 삽입하는 단계를 포함한다. 스트랜드의 중앙에 센서 장치를 배치함으로써, 센서는 인장되는 동안 스트랜드의 반경방향 이동으로 인한 압축을 측정할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 방법은:

- 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인을 따라 삽입점을 식별하는 단계, 및

- 삽입점에서 두 개의 스트랜드 사이에 개구를 형성하는 단계를 포함하고, 개구의 크기는 스트랜드 내에서 중앙에 센서 장치를 삽입하기에 충분하며,

- 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인을 따라 삽입점을 식별하는 단계와 두 개의 스트랜드 사이에 개구를 생성하는 단계는 센서 장치를 삽입하는 단계 전에 수행될 수 있다. 센서 장치가 상기한 양태 중 어느 하나에 따를 수 있는 본 발명의 양태에서, 방법은 외부 하우징 표면의 홈 내에 들어맞도록 스트랜드를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

전자의 방법에 있어서, 데이터는 센서 하우징에 또는 외부 저장 매체에 또는 이들의 조합에 저장될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 양태 중 어느 하나에 따른 라인 센서 어셈블리의 용도에 관한 것으로,

- 적어도 하나의 부유식 구조물을 계류하는 작업과,

- 적어도 하나의 부유식 구조물을 견인하는 작업과,

- 항해 중 적어도 하나의 리깅 라인(rigging line)을 조정하는 작업, 및

- 부유식 구조물로부터 해저 설비를 하강시키는 작업 중 적어도 하나를 수행하기 위한 라인 센서 어셈블리의 용도에 관한 것이다.

상세한 설명과 청구항 전체에 걸쳐 다양한 단어 및 용어가 사용되며, 본 발명의 이들 및 다른 특성의 정의는, 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 주어지는 바람직한 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다, 도면에서;
도 1은 센서 장치가 브레이디드 라인 내에서 중앙에 배치된 것으로 도시된 본 발명의 일 양태를 도시한다.
도 2는 브레이디드 라인이 센서 장치에 대한 가능한 삽입점을 갖는 것으로 도시된 본 발명의 일 양태를 도시한다.
도 3은 센서 장치가 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인 내에서 중앙에 배치되고, 라인이 인장되어 반경방향 압축을 유발하는 본 발명의 일 양태를 개략적으로 도시한다.
도 4는 센서 장치가 다양한 치수를 갖는 것으로 도시된 본 발명의 일 양태를 개략적으로 도시한다.
도 5는 센서 장치가 분해된 상태로 도시된 본 발명의 일 양태를 개략적으로 도시한다.
도 6은 센서 장치가 조립된 상태로 도시된 본 발명의 일 양태를 개략적으로 도시한다.
도 7은 센서 장치의 외부 하우징 표면이 다수의 홈을 보여주는 본 발명의 일 양태를 개략적으로 도시한다.
도 8은 코어 스트랜드 부착 수단을 포함하는 센서 장치의 예가 도시된 본 발명의 일 양태를 개략적으로 도시한다.
도 9는 코어 스트랜드 부착 수단을 포함하는 센서 장치의 또 다른 예가 도시된 본 발명의 일 양태를 개략적으로 도시한다.
도 10은 라인과 센서 장치를 포함하는 라인 센서 어셈블리가 두 개의 구조물 사이에 배치된 본 발명의 일 양태를 개략적으로 도시한다.
도 11은 센서 장치를 테스트하는 동안 수집된 측정치를 예시하며, 센서 장치의 측정된 장력을 라인의 실제 장력과 비교한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 개념을 보다 상세히 기술한다.

도 1에, 센서 장치(1)의 사용 중인 경우와 같이, 본 발명의 센서 장치(1)가 브레이디드 라인(2) 내에서 중앙에 배치된 본 발명의 일 양태가 도시되어 있다. 도 1의 브레이디드 라인(2)은 12 개의 스트랜드를 포함한다. 그러나, 라인(2)은 센서 장치(1)가 그 중앙에 배치될 수 있는 한 임의의 수의 스트랜드(18)를 포함할 수 있다.

도 2는 또한, 12 개의 스트랜드를 포함하지만 센서 장치(1)는 설치되지 않은 브레이디드 라인(2)을 도시하고 있다. 라인의 스트랜드(18)는 당겨진 것으로 도시되어 있으며, 이에 의해 센서 장치(1)의 삽입에 충분한 개구를 스트랜드(18) 사이에 제공한다. 센서 장치(1)를 배치하고자 할 때, 먼저 삽입점(12)이 라인(2)을 따라 식별되어야 한다. 삽입점(12)은 라인을 따라 임의의 위치에 배치될 수 있으며, 센서 장치(1) 및 센서 장치(1)가 신호를 전송하도록 구성된 외부 수신기(15) 사이의 거리와 같이, 일반적으로 경우에 따른 고려사항에 따라 선택될 것이다. 삽입점(12)의 선택을 위한 다른 고려사항은, 센서 장치(1)에 대한 잠재적인 손상을 피하는 것, 즉 센서 장치가 외부 물체와의 충돌에 덜 취약하거나 외부 물체와 충돌할 가능성이 적은 삽입점을 선택하는 것을 포함할 수 있다.

삽입점(12)에서, 라인(2)의 스트랜드(18)는, 예를 들어 외부 반경방향 힘을 가함으로써(즉, 화살표를 따라) 및/또는 길이 방향으로 라인(2)을 압축함으로써, 도 2에 도시된 화살표로 나타낸 바와 같이 분리된다. 이러한 동작은, 센서 장치(1)가 라인(2)의 중심에 완전히 삽입될 수 있는 충분한 크기의 원하는 개구를 제공한다.

일 실시형태에서, 센서 장치(1)는 도 7에 도시된 바와 같이 외부 하우징 표면(4)에 배치된 다수의 홈(10)을 보여줄 수 있다. 이 실시형태에서 홈(10)은 바람직하게 사용시 특정 라인(2)의 디자인에 맞는 형태를 갖는다. 예를 들어, 각각의 홈(10)은 둘러싸는 스트랜드(18)의 배치와 크기에 맞게 크기, 형태, 간격, 깊이 및 각도에 대해 제조될 수 있다. 홈(10)을 갖는 센서 장치(1)의 삽입 후, 센서 장치(1) 및/또는 스트랜드(18)는 스트랜드 중 적어도 하나가 홈(10)에 끼워지도록 재조정될 수 있다.

센서 장치(1)의 데이터 전송 유닛(14)은 유선을 통해 외부 수신기(15)에 신호 가능하게 연결되도록 구성될 수 있다. 이러한 특정 구성에서, 와이어가 장치(1)에 연결되고, 센서 장치(1)를 라인(2)에 삽입한 후 라인(2)의 내부 및/또는 외부를 따라 배치될 수 있다. 대안적인 구성에서, 전송 유닛(14)은 외부 수신기(15)에 신호 가능하게 연결된 내부 안테나를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 안테나는 센서 장치(1) 밖으로 연장되거나, 라인(2)에 삽입된 후 센서 장치(1)에 끼워지도록 구성될 수 있다. 안테나는 스트랜드(18) 사이에서 돌출되어 데이터 신호를 보다 효율적으로 전송할 수 있다.

도 3은 사용 중에 라인(2)과 센서 장치(1)에 작용하는 힘을 개략적으로 도시하고 있다. 라인 장력은 라인(2)의 종축을 따라 실질적으로 반대 방향으로 두 개의 힘으로 작용하는 두 개의 화살표로 도시되어 있다. 이러한 두 개의 대립하는 힘은 종축 주위에서 라인(2)의 반경방향 수축을 유발하고, 따라서 라인(2) 내부에 배치된 센서 장치(1)의 압축을 초래한다. 따라서, 센서 장치(1) 상의 압축량을 직접 또는 간접적으로 측정함으로써, 라인(2)의 장력이 계산/추정될 수 있다.

도 4는 외부 하우징 표면(4)의 측면 부분이 하우징(3)의 종축에 수직으로 조립된 상태로 도시된 본 발명의 일 양태를 도시하고 있다. 라벨 D, M, L, C 및 θ는 각각 다음을 상징한다;

- 외부 하우징 표면(4)을 따라 가장 두꺼운 부분의 직경(D),

- 실질적으로 일정한 직경을 갖는 센서 외부 하우징 표면(4)의 길이(M),

- 센서 외부 하우징 표면(4)의 총 길이(L),

- 길이 방향으로 연장되는 센서의 외부 하우징 표면(4)의 중심선(C),

- 길이(M)의 끝점으로부터 연장되고 하우징의 종방향 중심선(C)에 수직인 직선 라인과

- 길이(M)의 끝점으로부터 외부 하우징 표면의 가장 가까운 종료점까지 연장되는 직선 라인 사이의 각도(θ).

외부 하우징 표면(4)의 형태는 바람직하게는 사용 중에 라인(2)의 압축력을 견디도록 최적화되는 한편, 라인(2)의 정상적인 기능과의 간섭을 최소화하고 센서 장치(1)가 라인(2) 밖으로 빠져 나오는 것을 방지한다. 따라서, 외부 하우징 표면(4)은 기다랗고, 센서 장치(1)의 종축에 의해 정의된 중심선(C) 주위에서 회전 대칭이다. 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 외부 하우징 표면(4)은 길이 방향으로 기다란 센서 하우징의 둥근 단부(7, 8)를 갖는 기다란 원통 형상을 포함한다.

길이 방향으로 기다란 센서 하우징의 둥근 단부(7, 8)의 곡률은 바람직하게 선형이 아니고, 모서리 또는 날카로운 점으로부터 라인(2)에 대한 손상이 최소가 되도록 둥글다. 길이 방향으로 기다란 센서 하우징의 단부는 따라서 1, 2, 3 또는 4 밀리미터의 반경을 갖는 반원의 형태를 포함할 수 있다. 곡률은 또한 센서 장치(1)가 압축 하에서 라인(2)의 중심으로부터 튀어나오는 것을 방지하면서 전단력(shear force)을 견디도록 배치된다.

또한, 센서 하우징을 제조하는 재료와 결합된, 기다란 센서 하우징(3)의 디자인은 센서 장치(1)가 사용 중에 발생할 수 있는 극한의 힘을 견딜 수 있게 한다. 스트랜드(18)의 압축은 293 °K에서 1000 MPa를 초과하여 외부 하우징 표면(4)에 실질적으로 수직으로 가해지는 평균 압력을 유발할 수 있다. 따라서, 기다란 센서 하우징(3)은 바람직하게는 강철, 알루미늄 또는 티타늄 재료를 포함한다. 이와 같이, 재료는 5 내지 50 톤과 같이 더 낮은 장력을 받는 라인에 대해 적어도 30 GPa, 예를 들어 65 내지 75 GPa의 영률(E)을 가져야 한다. 더 큰 하중을 받는 라인의 경우, 105 내지 120 GPa의 영률을 갖는 티타늄을 포함하는 재료가 더 적합하고, 또는 더욱 더 큰 하중에 대해, 190 내지 210 GPa의 영률을 갖는 강철을 포함하는 재료가 바람직하다. 기다란 센서 하우징(3)은 바람직하게 이러한 기계적 힘에 따라 273° 내지 320° 켈빈 범위의 온도 변화를 처리하도록 설계된다. 더 큰 허용 온도 범위가 또한 예상될 수 있다.

라인(2)의 크기에 따라, 그리고 라인이 사용될 조건 하에서, 센서 장치(1)는 300 내지 500 mm의 길이(L)를 가질 수 있다. 마찬가지로, 라인(2)의 크기 및 그 용도에 따라, 센서 장치(1)는 30 내지 70 mm, 예를 들어 30, 40, 50, 60 또는 70 mm의 최대 직경(D)을 가질 수 있다. 최대 직경/길이(D/L) 사이의 관계는 바람직하게는 2 내지 8%, 예를 들어 5%일 수 있다.

상기한 바와 같이, 센서 하우징(3)의 외부 표면(4)은 최대 직경(D)을 갖는다. 이 최대 직경(D)은 바람직하게는 외부 하우징 표면(4)의 반경방향 중심 종축을 따라 측정된 길이(M)에 대해 일정하거나 거의 일정하다. 길이(M)는 외부 하우징 표면(4)의 전체 종방향 길이(L)의 적어도 5%, 예를 들어 15%이다. 최적 길이(M)는 센서 장치(1)가 사용될 특정 라인(2)에 따라 다르다. 대안적으로, 직경은 일정하지 않을 수 있고, 따라서 외부 하우징 표면은 연속적으로 곡선인 형태를 포함하고 M은 0%이다. 일정한 최대 직경(D)은 홈(10)이 외부 하우징 표면(4)에 존재하지 않는 것처럼 측정되는 것에 또한 주목해야 한다. 각도(θ)는 바람직하게는 적어도 85°, 예를 들어 87°이다.

다양한 치수를 갖는 센서 장치(1)의 또 다른 변형 및 조합은 특정 종류의 라인(2)에 대해 설계될 수 있다. 그러나, 이들은 너무 많고 본 발명의 개시를 기반으로 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이기 때문에 본원에서 더 상세히 설명되거나 도시되지 않는다. 현실적이고 대표적인 조건 하에서 정확한 테스트를 수행하면 D, M, L, C 및 θ에 대한 최적의 값이 드러날 수 있다.

도 5는 기다란 센서 하우징(3)이 세 개의 부분, 즉 두 개의 단부 부분(27, 28)과 중간 부분(26)으로 분할되는 센서 장치(1)를 도시하고 있다. 이들 부분은 도 5a, 5b 및 5c에 서로 다른 그래픽 관점으로 도시되어 있다. 서로 다른 부분은, 스크류 등을 수용하기 위한 실린더로서 도 5b에 예시된 고정 수단(9)에 의해 분리될 수 있다. 단부 부분(27, 28)은 중간 부분과는 다른 재료, 바람직하게는 중간 부분(26)보다 낮은 영률, 예를 들어 적어도 2 GPa의 영률을 갖는 재료를 포함할 수 있다.

도 5a는 제 1 단부 부분(27)을 두 개의 다른 관점, 즉 종축에 수직인 관점과 종축으로의 단면도를 도시하고 있다. 수직 관점에서, 내부 하우징 표면(5)은 제 1 단부 부분(27)의 모서리로부터 소정 거리를 연장되는 스테이플 선(stapled line)으로 도시되어 있다. 도 5a에 도시되지 않았지만, 제 1 단부 부분(27)은 또한 중간 부분(26)에 부착되기 위한 고정 수단(9)을 포함한다. 제 1 단부 부분(27)과 중간 부분(26)은 또한 센서 유닛과 같은 장비를 포함할 수 있다.

도 5b는 세 개의 다른 관점에서 중간 부분(26)을 도시하고 있다.

- 종축에 수직인 관점과,

- 종축으로의 단면 관점, 및

- 측면 각도에서의 3차원 관점.

수직 관점에서, 내부 하우징 표면(5)은 중간 부분(26)을 통해 모서리에서 모서리로 연장되는 스테이플 선으로 있다. 단면도와 3차원 도면은 단부 부분(27, 28)에 부착하기 위한 고정 수단(9)을 도시하고 있다. 도 5b에는 도시되지 않았지만, 중간 부분(26)은 센서 유닛과 같은 구성요소를 포함할 수도 있다.

도 5c는 제 2 부분(28) 내부에 점선으로 개략적으로 도시된 센서의 내부 구성요소를 도시하고 있다. 압력 센서(6)와 온도 센서(11)는 각각 압축 및 온도를 검출하고, 정보는 데이터 기록 유닛(13)에 의해 기록된다. 유닛(13)은 바람직하게, 라인(2)의 장력을 추정하고, 예를 들어 라인(2)의 과도한 장력으로 인해, 하나 이상의 신호가 전송 유닛(14)으로 즉시 전송되어야 하는지 여부를 결정하기 위한 일부 처리 능력을 포함한다. 그렇지 않으면, 기록 유닛(13)은 데이터가 전송 유닛(14)으로 전송되기 전에 소정 기간 동안 센서(6, 11)로부터 수신된 데이터를 저장할 수 있다. 일반적으로, 과도한 장력에 관한 데이터는 일시적으로 저장되고 다시 쓰여질 수 있는 반면, 장기간에 걸쳐 수집된 데이터가 저장된다. 전송 유닛(14)은 무선 연결부 및/또는 무선 전송을 위한 안테나를 포함할 수 있고, 데이터를 외부 수신기(15)로 전송하도록 구성된다. 또한, 배터리와 같은 센서 장치(1)의 내부 장비에 전력을 공급하기 위한 전원(29)이 기다란 센서 하우징(3)의 내부에 포함되는 것이 바람직하다. USB 포트 등과 같은 데이터 전송을 위한 연결 수단이 또한 기다란 센서 하우징(3)의 내부에 포함될 수 있다. 센서 장치(1)가 분해 상태에 있을 때, 예를 들어 데이터 기록 유닛(13)으로부터 데이터를 전송하고 및/또는 내부 장비를 구성/재구성하기 위해 데이터 전송을 위한 연결 수단이 사용될 수 있다.

외부 하우징 표면(4)은 회전 대칭이지만, 내부 하우징 표면(5)은 다양한 형태, 용적 및 공동을 포함할 수 있음에 주목해야 한다. 내부 하우징 표면(5)의 형태는, 외부 압력을 견딜 수 있는 센서 장치(1)의 강도 요건뿐만 아니라, 내부 장비에 대한 공간 및 배치 요건과 같은 고려사항에 의해 좌우된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 중간 부분(26)의 단면은 벽의 두꺼운 부분이 고정 수단(9)을 수용할 수 있도록 다양한 벽 두께를 갖는다. 중간 부분(26)의 경기장 형태의 내부 종방향 중공 부분은 하우징의 편향 방향, 즉 하중 측정 장치, 예를 들어, 스트레인 게이지의 방향을 제어하는 데 유리할 수 있다.

도 5의 구성은 개략적이고 단지 예시적인 목적을 위한 것이고, 내부 용적의 많은 변형 및 내부 장비의 다양한 구성이 가능하며 본 발명의 개시를 기반으로 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.

도 6은 기다란 센서 하우징(3)의 중간 부분(26)은 도 5에 도시된 실시형태보다 길고, 두 개의 분리 가능한 단부 부분(27, 28)은 실질적으로 유사한 길이인 본 발명의 또 다른 실시형태를 개략적으로 도시하고 있다. 고정 수단(9)은 도 6에서 스테이플 선으로 도시되어 있고 두 개의 분리 가능한 단부 부분(27, 28) 및 중간 부분(26) 양쪽에 걸쳐 배치된다. 도 6에 도시된 예로 한정되지 않지만, 전형적인 고정 수단(9)은 바람직하게, 스크류가 분리 가능한 부분(26, 27, 28) 사이의 나사 구멍에 나사 결합되는 구성을 포함하며, 스크류는 스크류 체결 수단에 의해 외부 하우징 표면(4)의 길이 방향의 기다란 센서 하우징의 단부에 있는 리세스에 삽입될 수 있다. 다른 구성에서, 고정 수단(9)은 서로 결합하도록 구성되는 스크류 나사산을 분리 가능한 단부 부분(27, 28) 및 중간 부분(26) 상에 포함할 수 있고, 이에 따라 분리 가능한 단부 부분(27, 28)이 중간 부분(26)에 나사 결합될 수 있다.

중간 부분(26)은 여러 양태에서 일정한 직경(D)일 수 있고, 따라서 실린더 형태를 형성하는 반면, 분리 가능한 단부 부분(27, 28)은 기다란 센서 하우징(3)의 종축 상의 각각의 종료점을 향해 가늘어진다. 중간 부분(26)은 전형적으로, 강철, 알루미늄 및/또는 티타늄과 같은, 큰 하중을 견디도록 구성된 재료를 포함한다. 분리 가능한 단부 부분(27, 28)은 큰 하중에 대해 비교적 낮은 저항을 갖는 재료를 포함할 수 있지만, 분리 가능한 단부 부분(27, 28)을 통한 신호의 무선 전송을 가능하게 하는 플라스틱 또는 다른 재료로 형성된다. 따라서, 적어도 각각의 분리 가능한 단부 부분(27, 28)을 향해 안테나를 배치하는 것이 바람직할 수 있으며, 더욱 바람직하게 안테나는 분리 가능한 단부 부분(27, 28) 내로 연장된다.

도 7은 다수의 홈(10)을 보여주는 외부 하우징 표면(4)을 개략적으로 도시하고 있다. 홈(10)의 수 및 센서 장치(1)의 종축에 대한 홈의 각도(φ), 간격(S), 폭(W) 및 깊이(B)는 센서 장치(1)가 끼워지는 특정 라인(2)에 따라 달라질 수 있다. 홈(10)은 바람직하게 라인(2) 상의 임의의 절단 또는 마모를 방지하기 위해 둥근 모서리를 갖는 반원 형태의 절단부의 형태를 갖는다. 홈(10)의 기능은 외부 하우징 표면(4)을 가로질러 더욱 균등하게 압력을 분배하고, 라인(2) 내부의 센서 장치(1)의 미끄러짐을 방지하기 위해 스트랜드(18)에 대해 더 나은 그립(grip)을 제공하는 것이다. 사용될 특정 종류의 라인(2)을 기반으로 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 바와 같이, 도 7의 예에 도시된 것과는 다른 패턴이 또한 사용될 수 있다.

도 8은 길이 방향의 기다란 센서 하우징(3)의 양 단부(27, 28)에 관통 홀을 포함하는 코어 스트랜드 부착 수단(33)을 갖는 센서 장치(1)를 도시하고 있다. 홀을 관통하는 것으로 도시된 스테이플 선은, 적어도 하나의 코어 스트랜드(34)가 어떻게 코어 스트랜드 부착 수단(33)을 통해 나사 결합될 수 있는지를 보여주고 있다. 일부 양태에서, 하나의 코어 스트랜드(34)가 두 개의 코어 스트랜드 부착 수단(33)을 통과할 수 있는 반면, 여러 개의 코어 스트랜드(34)도 가능하고, 또는 단 하나의 단일 코어 스트랜드 부착 수단(33) 및 하나의 대응하는 코어 스트랜드(34)도 가능하다.

도 9는 길이 방향의 기다란 센서 하우징(3)의 단부(27, 28)가 제거 가능하게 연결된 코어 스트랜드 부착 수단(33)의 또 다른 양태를 도시하고 있다. 하우징의 단부(27, 28)를 제거한 후, 코어 스트랜드(34)는 채널을 통해 나사 결합되고, 그 단부에서 매듭으로 묶이거나 이어 붙여지고, 부착 수단에 의해 고정되어, 나사 결합되는 리세스보다 큰 직경을 갖는 매듭 또는 라인 단부를 생성하고, 따라서 하우징 단부(27, 28)를 코어 스트랜드(34)의 단부에 부착시킬 수 있다. 코어 스트랜드 부착 수단(33)의 채널(33a)의 가장 안쪽 부분은, 코어 스트랜드(34)의 매듭 또는 이음 단부를 수용하기 위해 더 큰 평균 방사상 직경을 포함한다. 더 큰 평균 방사상 직경은 바람직하게 평균 방사상 직경의 최대 15% 증가, 가장 바람직하게는 최대 25% 증가, 예를 들어 20% 증가를 수반할 수 있다. 이어서, 길이 방향의 기다란 센서 하우징의 단부(27, 28)가 센서 하우징(3)에 다시 부착되고, 이에 따라 센서 장치(1)는 코어 스트랜드(34)에 부착된다.

도 10은 라인(2)의 제 1 단부(20)가 제 1 구조물(19) 상에 배치된 윈치 수단(18)에 고정되는 라인 센서 어셈블리(17)를 개략적으로 도시하고 있다. 라인(2)의 제 2 단부(21)는 제 2 구조물(22) 상에 배치된 볼라드 포스트(bollard post)와 같은 포스트에 고정된다. 제 1 구조물(19)은 부유식 구조물, 예를 들어 선박일 수 있고, 제 2 구조물은 예를 들어 도크(dock, 22)일 수 있다. 라인(2)에 삽입된 것은 라인(2)의 장력을 측정하기 위한 센서 장치(1)이다. 도 10에서, 센서 장치(1)는 윈치 수단(18) 상에 장착된 데이터 수신기(15)에 데이터 신호를 전송하는 무선 전송 수단(16)을 포함한다.

윈치 수단(18) 내의 윈치 모터(25)는 라인(2)을 권취하거나 권출하기 위해 드럼, 캡스턴 등에 연결된다. 윈치 모터(25)는 제어 시스템(23)에 의해 제어되는 전기 모터일 수 있고, 제어 시스템(23)은 센서 장치(1)로부터의 데이터 신호(24)를 처리하도록 구성된다. 제어 시스템(23)은 또한 수신된 데이터를 기반으로 라인(2)의 장력을 계산/추정하고, 모터(25)가 라인(2)을 권취하거나 권출하여 어떤 조정을 수행해야 하는지를 결정하도록 구성된다. 제어 시스템(23)은 또한, 특정 라인(2)의 사용에 관한 정보가 추후 사용을 위해 저장될 수 있도록 데이터 기록 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 제어 시스템(23)은 라인(2)의 이전 사용에 관한 데이터를 분석하고, 특정 라인(2)에 얼마나 많은 장력이 가해져야 하는지 또는 라인이 언제 교체되어야 하는지를 결정하는 데 이 정보를 사용하도록 구성된다. 제어 시스템(23)은 또한 윈치 수단(18) 상에 배치된 경보 또는 신호 수단에 연결될 수 있고, 및/또는 휴대 전화, PC, 선박의 선교 상의 제어 시스템 또는 이와 유사한 장치와 같은 외부 장치에 연결될 수 있다.

라인 센서 어셈블리(17)를 배치하기 전에, 센서 장치(1)의 구성, 예를 들어 데이터 신호의 전송 주파수가 설정되어야 한다. 라인 센서 어셈블리(17)의 배치는 이후 센서 장치(1)를 미리 결정된 삽입점(12)에서 라인(2)에 삽입하는 것으로 시작한다. 제어 시스템(23)은 바람직하게 일련의 명령으로 사전 프로그램되고, 이전 사용 및 최대 장력 제한과 같은 라인(2)에 관한 데이터를 제공받는다. 라인(2)은 윈치 수단(18)에서 권출되고, 제 2 단부(21)는 제 2 구조물(22)에 고정된다. 윈치 수단(18)은 라인을 원하는 장력 상태로 조정하는데, 이는 시각 평가에 따라 조작자에 의해 수행될 수 있거나, 제어 시스템 내에 사전 프로그램된 파라미터에 의해 제한될 수 있다. 라인(2)이 인장되면, 센서 장치(1)는 압력 및/또는 온도에 관한 신호를 전송하기 시작한다. 이들 신호는 이어서 윈치 수단(18)에서 처리되어, 라인(2)을 원하는 장력으로 만든다. 센서 장치(1)는 이후 설정된 간격으로 또는 필요할 때 신호를 전송하고, 윈치 수단(18)은 그에 따라 라인(2)의 장력을 조절할 것이다.

도 11은 센서 장치가 있는 라인이 라인 인장 장치에 배치되고, x-축에 표시된 시간 동안 y-축에 kg으로 표시된 특정 장력을 받는, 센서 장치를 테스트하는 동안 수집된 측정치를 보여준다. 이후 실제 가해진 장력은 라인 인장 장치의 외부 로깅 유닛(logging unit)에 의해 측정되어 "로우 로프(row rope)"라고 표시된 전체 라인으로 도시되며, 라인 내의 센서 장치에 의해 측정되어 "계산된 로프 장력"이라고 표시된 스테이플 선으로 도시된 장력과 비교된다. 도시된 바와 같이, 라인 센서 어셈블리는, 센서 장치가 각각의 사이클에서 반복적이고 예측 가능한 결과를 갖고 정확한 라인 장력 값을 판독 하는지를 검증하기 위해 주기적 테스트를 받는다. 센서는 라인 내부의 센서 축 및 회전 위치와 무관하게 라인에 대해 반복적이고 정확한 장력 값을 생성하는 센서 능력을 검증하기 위해, 동일한 라인 내의 여러 위치에서 라인에 삽입되었다. 그래프는 압축을 통해 간접적으로 장력을 측정하는데 있어서 센서 장치의 정확도를 명확하게 보여준다.

상기한 설명에서, 본 발명에 따른 어셈블리의 다양한 양태가 예시적인 실시형태를 참조하여 기술되었다. 설명을 위해, 장치 및 이의 작동에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 수, 시스템 및 구성이 제시되었다. 그러나, 이 설명은 제한적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 개시된 주제와 관련된 본 기술 분야의 숙련자에게 명백한 예시적인 실시형태의 다양한 수정 및 변형뿐만 아니라 장치의 다른 실시형태도 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims

브레이디드(braided), 플레이티드(plaited) 및/또는 레이드 라인(laid line, 2) 내에 삽입되어 라인의 장력을 측정하기 위한 센서 장치(1)로서, 센서 장치는(1);
- 외부 하우징 표면(4)과 내부 하우징 표면(5)을 갖는 기다란 센서 하우징(3)으로서, 외부 하우징 표면(4)은 센서 하우징(3)의 중심 종축 주위에서 실질적으로 타원형 또는 원형인 단면적을 갖는, 기다란 센서 하우징(3), 및
- 기다란 센서 하우징(3) 내부에 배치된 적어도 하나의 압력 센서(6)를 포함하고, 적어도 하나의 압력 센서(6)는 외부 하우징 표면(4)에 가해지는 압력을 적어도 간접적으로 측정하도록 구성되는, 센서 장치(1).
제 1 항에 있어서,
길이 방향의 기다란 센서 하우징(3)의 적어도 하나의 단부(27, 28)는 고정 수단(9)에 의해 센서 하우징(3)에 제거 가능하게 연결되고, 따라서 기다란 센서 하우징(3)의 적어도 하나의 단부(27, 28)를 제거하면, 내부에 배치된 적어도 하나의 센서(6)로의 자유로운 접근이 가능한, 센서 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
센서 장치(1)는,
- 센서 하우징(3) 내에 배치된 적어도 하나의 온도 센서(11)를 더 포함하고, 적어도 하나의 온도 센서(11)는 라인(2) 내부로의 센서 장치(1)의 삽입점(12)에서 또는 그 근처에서 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인(2) 내부의 온도를 적어도 간접적으로 측정하도록 구성되는, 센서 장치(1).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
센서 장치(1)는,
- 적어도 하나의 압력 센서(6) 중 어느 하나로부터 수신된 데이터를 기록하기 위해 센서 하우징(3) 내에 배치된 데이터 기록 유닛(13)을 더 포함하는 센서 장치(1).
제 4 항에 있어서,
센서 장치(1)는,
- 적어도 하나의 압력 센서(6) 또는 적어도 하나의 온도 센서(11) 또는 이들의 조합으로부터 수신된 데이터를 기록하기 위해 센서 하우징(3) 내에 배치된 데이터 기록 유닛(13)을 더 포함하는 센서 장치(1).
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
센서 장치(1)는,
- 사용 중에 데이터 기록 유닛(13)으로부터 외부 수신기(15)로 데이터 신호(24)를 전송하기 위해 센서 하우징(3) 내에 배치된 데이터 전송 유닛(14)을 더 포함하는 센서 장치(1).
제 6 항에 있어서,
데이터 전송 유닛(14)은 무선 전송 수단(16)을 포함하는, 센서 장치(1).
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
길이 방향의 기다란 센서 하우징(3)의 적어도 하나의 단부는 코어 스트랜드(34)를 부착하기 위한 코어 스트랜드 부착 수단(33)을 포함하는, 센서 장치(1).
라인 센서 어셈블리(17)로서, 라인 센서 어셈블리(17)는;
- 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인(2) 및
- 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인(2) 내에서 중앙에 배치된 적어도 하나의 센서 장치(1)를 포함하고, 적어도 하나의 센서 장치(1)는,
- 외부 하우징 표면(4)과 내부 하우징 표면(5)을 갖는 센서 하우징(3)으로서, 외부 하우징 표면(4)은 센서 하우징(3)의 중심 종축 주위에서 실질적으로 타원형 또는 원형인 단면적을 갖는, 센서 하우징(3), 및
- 센서 하우징(3) 내부에 배치된 압력 센서(6)를 포함하고, 압력 센서(6)는 외부 하우징 표면(4)에 가해지는 압력을 적어도 간접적으로 측정하도록 구성되는, 라인 센서 어셈블리(17).
제 9 항에 있어서,
적어도 하나의 센서 장치(1)는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 센서 장치(1)인, 라인 센서 어셈블리(17).
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
라인 센서 어셈블리(17)는,
- 제 1 구조물(19) 상에 배치된 제 1 고정 수단(30)을 더 포함하고, 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인(2)의 제 1 라인 단부(20)는 제 1 고정 수단(30)에 체결되고, 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인(2)의 제 2 라인 단부(21)는 제 2 구조물(22) 상에 배치된 제 2 고정 수단(32)에 체결되는, 라인 센서 어셈블리(17).
제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
라인 센서 어셈블리(17)는,
- 적어도 하나의 센서 장치(1)로부터 데이터 신호(24)를 수신하기 위한 적어도 하나의 데이터 수신기(15), 및
- 수신된 데이터 신호(24)를 처리하기 위한 제어 시스템(23)을 더 포함하는 라인 센서 어셈블리(17).
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
제 1 고정 수단(30)은,
사용 중인 적어도 하나의 센서 장치(1)로부터 장력 관련 데이터를 수신하고, 적어도 하나의 센서 장치(1)로부터 수신된 장력 관련 데이터 및 사전 프로그램된 명령에 따라 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인(2)을 권취하거나 권출하도록 구성된 윈치 수단(18)을 포함하는, 라인 센서 어셈블리(17).
제 13 항에 있어서,
윈치 수단(18)은;
- 사용 중인 적어도 하나의 센서 장치(1)로부터 데이터 신호(24)를 수신하기 위한 데이터 수신기(15)와,
- 라인 장력이 변경되도록 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인(2)을 권취하거나 권출하기 위한 윈치 모터(25), 및
- 수신된 데이터 신호(24)를 처리하고, 모터(25)에 의해 설정된 권취 동작을 제어하기 위한 제어 시스템(23)을 포함하는, 라인 센서 어셈블리(17).
제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 라인 센서 어셈블리(17)에서 장력을 조정하는 방법으로서, 방법은:
- 센서 하우징(3)의 길이 방향에 수직인 방향으로의 압력을 적어도 간접적으로 측정하는 단계와,
- 센서 장치(1)로부터 윈치 수단(18)으로 데이터를 전송하는 단계와,
- 제어 시스템(23)에서 데이터를 처리하는 단계, 및
- 사전 프로그램된 명령과 처리된 데이터를 기반으로, 브레이디드, 플레이티드 및/또는 레이드 라인(2)의 장력을 조정해야 하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 라인 센서 어셈블리의 용도로서,
- 적어도 하나의 부유식 구조물을 계류하는 작업과,
- 적어도 하나의 부유식 구조물을 견인하는 작업과,
- 항해 중 적어도 하나의 리깅 라인(rigging line)을 조정하는 작업, 및
- 부유식 구조물로부터 해저 설비를 하강시키는 작업 중 적어도 하나를 수행하기 위한 라인 센서 어셈블리의 용도.