KR20210065664A

KR20210065664A - 스마트 볼트 관리 시스템

Info

Publication number: KR20210065664A
Application number: KR1020190154684A
Authority: KR
Inventors: 오재근; 이제윤
Original assignee: 주식회사 코아칩스
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-06-04
Also published as: KR102350293B1

Abstract

스마트 볼트 관리 시스템을 개시한다.
본 실시예는 상수도관과 벨브 배관 등 장치에서 볼트 풀림 등에 의한 누수 관리를 위해 기계 구조물에 의해 발생하는 볼트 체결부의 응력과 가속도 등의 물리량을 측정할 수 있도록 하는 스마트 볼트와 연동하여 스마트 볼트에서 센싱하는 정보를 모니터링하여 스마트 볼트가 체결된 시설물을 보다 체계적으로 관리할 수 있도록 하는 스마트 볼트 관리 시스템을 제공한다.

Description

스마트 볼트 관리 시스템{System for Managing Smart Bolt}

본 실시예는 스마트 볼트 관리 시스템에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

각종 산업현장에서는 액상 물질이 배관이나 용기 외부로 누수 됨으로써 작업자나 주변에 있는 사람 또는 물건들이 위험한 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 산업현장에서 누수 감지 센서를 설치하여 만일의 안전사고에 대비하고 있고, 누수 감지 센서의 정기적인 점검을 실시하고 있다.

현재는 점검자가 현장에 설치된 누수 감지 센서에 점검 기기를 연결하여 이상 유무를 판단하는데, 누수 감지 센서가 협소한 공간에 설치되어 있거나 높은 위치에 설치되어 있으면, 점검자가 누수 감지 센서에 점검 기기를 연결하기가 어려우며 연결을 시도할 때 안전사고가 발생할 위험이 존재한다.

점검자는 센서가 설치된 장소마다 점검 기기를 들고 다니면서 센서를 점검하고 있으므로 설치된 모든 센서를 점검하는데 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 센서제품의 단자를 풀어야 하므로 회로의 쇼트(Short)로 인한 안전사고가 발생할 수 있는 문제가 있다.

따라서, 진동이나 누수를 방지하기 위해 장치에 직접 체결하는 볼트에서 누수를 감지할 수 있는 장치를 필요로 한다.

본 실시예는 상수도관과 벨브 배관 등 장치에서 볼트 풀림 등에 의한 누수 관리를 위해 기계 구조물에 의해 발생하는 볼트 체결부의 응력과 가속도 등의 물리량을 측정할 수 있도록 하는 스마트 볼트와 연동하여 스마트 볼트에서 센싱하는 정보를 모니터링하여 스마트 볼트가 체결된 시설물을 보다 체계적으로 관리할 수 있도록 하는 스마트 볼트 관리 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 액상 물질 또는 기체가 통과하는 배관의 결합부와의 체결이 풀리는지의 여부를 감지하기 위한 측정치를 기 설정된 임계치와 비교한 결과에 근거하여 검출 정보를 생성하는 검출부; 상기 검출부의 하단에 연결되어 직선을 이루며, 볼트 헤드를 통과하여 볼트 몸체의 기 설정된 깊이까지 삽입된 상태에서 상기 측정치를 측정하는 스트레인게이지; 상기 검출부를 둘러 쌓는 형태의 커버 하우징; 상기 커버 하우징의 상면의 형성되어 상기 검출부와 외부 장치를 연결하는 커넥터; 상기 커넥터를 경유하여 상기 검출부와 연결되어 상기 검출 정보를 수신하며, 상기 스트레인게이지로부터 상기 검출 정보를 수신하여 근거리 통신으로 출력하는 임베디드 모듈; 및 상기 임베디드 모듈로부터 상기 검출 정보를 기 설정된 주기로 무선 통신으로 수신하여 모니터링하는 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 상수도관과 벨브 배관 등 장치에서 볼트 풀림 등에 의한 누수 관리를 위해 기계 구조물에 의해 발생하는 볼트 체결부의 응력과 가속도 등의 물리량을 측정할 수 있도록 하는 스마트 볼트와 연동하여 스마트 볼트에서 센싱하는 정보를 모니터링하여 스마트 볼트가 체결된 시설물을 보다 체계적으로 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1a,1b는 본 실시예에 따른 스마트 볼트를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 임베디드 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 스마트 볼트와 연동하는 모니터링 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 모니터링 시스템 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a,5b,5c는 본 실시예에 따른 스마트 볼트와 연동한 모니터링 예시를 나타낸 도면이다.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1a,1b은 본 실시예에 따른 스마트 볼트를 나타낸 도면이다.

볼트는 구조물, 기계부품 등을 체결하는데 사용하는 매우 기본적인 기계요소이다. 상수도관 및 밸브의 체결에 볼트가 사용되며, 체결된 볼트가 일정 수준의 풀림 상태가 된다면 누수 발생을 야기할 수 있다.

상수도관은 일반적으로 지반에 위치하므로 미세 누수시에는 시설 관리자가 상수도관에 누수 여부에 대한 판단이 불가능하고, 누수로 인해 발생하는 지반 침하, 상수도 파열 등의 문제가 발생하지 않는 한 정상 상태로 가정할 수 밖에 없다.

본 실시예에 따른 스마트 볼트(100)는 상수도 누수 검출이 가능한 장치로써, 풀림 여부에 대한 판단이 가능하고, 누수로 인해 발생할 수 있는 각종 인자를 센싱하여 해당 정보를 관리자에게 전달하는 기능을 제공한다.

스마트 볼트(100)는 볼트 풀림 정도를 결정하는 인자로서, 진동 및 하중을 선정하고, 진동 및 응력(이하 스트레인) 측정이 가능하다. 스마트 볼트(100)는 내부에 2단 PCB 형태로, 용도에 따라 각각 진동센서 및 스트레인 게이지의 신호 처리를 위한 인터페이스 회로를 갖는 PCB를 포함한다.

스마트 볼트(100) 내에 포함되는 메인 MCU(117)는 센서 신호를 디지털화하며, 구비된 전원 관리 회로를 이용하여 각 구성품이 필요한 작동 전원을 공급한다. 스마트 볼트(100)는 상태 감시 모듈(이하 임베디드 모듈(200))과의 통신 및 전원공급을 위해 4pin 커넥터(112)로 연결된다. 커넥터(112)는 커버 하우징(114)의 PCB 보호캡 상단에 위치한다.

스마트 볼트(100)는 내구성 및 캡 회전 등으로 인한 센서 노이즈 발생 방지를 위해 볼트와 캡의 하단부, 캡의 하단부와 캡의 상단부는 각각 용접처리 하는 것이 바람직하다.

본 실시예에 따른 스마트 볼트(100)는 검출부(111), 커넥터(112), 커버 하우징(114), 가속도 센서(상단 회로기판)(116), 핀헤더(115), MCU(하단 회로기판)(117), 하부 하우징(118), 스트레인게이지(120), 홀(130), 볼트(140), 볼트 헤드(142), 볼트 몸체(144)를 포함한다. 스마트 볼트(100)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

검출부(111)는 액상 물질 또는 기체가 통과하는 배관의 결합부와의 체결이 풀리는지의 여부를 감지하기 위한 측정치를 기 설정된 임계치와 비교한 결과에 근거하여 검출 정보를 생성한다. 검출부(111)는 커넥터(112), 커버 하우징(114), 가속도 센서(116), 핀헤더(115), MCU(117), 하부 하우징(118)을 포함한다.

커넥터(112)는 커버 하우징(114)의 상면의 형성되어 검출부(111)와 외부 장치(임베디드 모듈(200))를 연결한다.

커버 하우징(114)은 검출부(111)를 둘러 쌓는 형태의 하우징을 의미한다. 커버 하우징(114) 상측 중앙에 핀 커넥터(Pin Connector) 홀이 형성되어 있으며, 핀 커넥터 홀을 통과하여 검출부(111) 내의 MCU(117)에 체결된 케이블(통신 선로 및 전원 선로)을 경유하여 임베디드 모듈(200)의 스마트볼트 인터페이스(208)와 연결된다.

가속도 센서(Acceleration Sensor)(116)는 가속도를 측정한 가속도 측정 신호를 생성한다. 가속도 센서(116)는 상단 회로기판으로 구현된다. 핀헤더(115)는 상단 회로기판으로 구현된 가속도 센서(116)와 하단 회로기판으로 구현된 MCU(117)를 연결한다.

MCU(Micro Controller Unit)(117)는 가속도 측정 신호를 디지털 신호로 변환하여 진동치로 인식한다. MCU(117)는 하단 회로기판으로 구현된다. MCU(117)는 응력 측정 신호를 디지털 신호로 변환하여 응력치로 인식한다. MCU(117)는 가속도 측정 신호와 응력 측정 신호를 기준치와 각각 비교한다. MCU(117)는 가속도 측정 신호와 응력 측정 신호 중 적어도 하나가 기준치 미만인 경우, 누수 검출 정보를 생성하여 임베디드 모듈(200)로 전송한다.

가속도 센서(116)는 상단 회로기판(PCB)으로 구현되고, MCU(117)는 하단 회로기판(PCB)으로 구현되어 커버 하우징(114) 내부에 적층 구조로 실장된다. 상단 회로기판(116)과 하단 회로기판(117)은 핀 헤더(Pin)(115)를 통해 서로 연결된다.

하부 하우징(bottom housing)(118)은 커버 하우징(114)과 맞물리는 형태로 체결된다. 하부 하우징(118)은 볼트 헤드(142) 상면에 고정되는 형태로 설치되어 커버 하우징(114)을 고정시킨다. 하부 하우징(118)과 볼트 헤드(142)는 스팟 웰딩(Spot Welding) 또는 용접 방식으로 고정된다.

스트레인게이지(Stain Gauge)(120)는 검출부(111)의 하단에 연결되어 직선을 이루며, 볼트 헤드(142)를 통과하여 볼트 몸체(144)의 기 설정된 깊이까지 삽입된 상태에서 기 설정된 측정치를 측정한다. 스트레인게이지(120)는 볼트 몸체(144)에 삽입된 상태에서 응력을 측정한 응력 측정 신호를 생성한다. 스트레인게이지(120)와 체결된 케이블(통신 선로)을 이용하여 임베디드 모듈(200)의 로드셀 인터페이스(320)와 연결된다.

볼트 몸체(144)의 중앙에 기 설정된 깊이로 홀(130)이 형성되며, 홀(130)로 내부로 스트레인게이지(120)가 삽입되는 형태로 체결된다. 볼트 몸체(144)는 볼트 헤드(142) 하단과 연결되어 나산 형태의 몸체 내부에 스트레인게이지(120)의 일부를 소정의 깊이까지 삽입한다.

도 2는 본 실시예에 따른 임베디드 모듈을 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 스마트 볼트(100)는 누수검출, 상태 감시를 위한 임베디드 모듈(200)과 연결된다.

임베디드 모듈(200)은 스마트 볼트(100)를 이용한 볼트의 풀림감지뿐만 아니라, 밸브실의 누수검출 및 상태 감시를 위한 누수검출 상태를 감시한다. 임베디드 모듈(200)은 각각의 신호처리 및 BLE 데이터 통신을 위해 라즈베리파이와 메인 PCB(제어부(250))를 포함한다. 메인 PCB(제어부(250))와 라즈베리파이의 적층 형태로 하우징 내에 배치된다.

임베디드 모듈(200)의 메인 PCB는 전원부(240), 스마트 볼트(100), 수위 센서(220), VOC(Volatile Organic Compound) 센서(210)와 직접적으로 연결되며, 라즈베리 파이는 카메라(230) 및 메인 PCB(제어부(250))로부터의 데이터를 취합하여 송신하는 역할을 수행한다.

임베디드 모듈(200)은 커넥터(112)를 경유하여 검출부(111)와 연결되어 검출 정보를 수신한다. 임베디드 모듈(200)은 스트레인게이지(120)로부터 검출 정보를 수신한 후 근거리 통신으로 모니터링부(330)로 출력한다.

본 실시예에 따른 임베디드 모듈(200)은 VOC 센서(210), 수위 센서(220), 카메라(230), 제어부(250), 통신부(260), 센서 인터페이스(310), 로드셀 인터페이스(320)를 포함한다. 임베디드 모듈(200)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

VOC 센서(210)는 볼트 헤드(142)와 볼트 몸체(144) 주변의 휘발성유기화합물(VOC)을 한다. 수위 센서(220)는 볼트 헤드(142)와 볼트 몸체(144)의 수위를 측정한 수위 측정 신호를 생성한다. 카메라(230)는 볼트 헤드(142)와 볼트 몸체(144)의 외부를 촬영한 촬영 영상을 생성한다.

제어부(250)는 임베디드 모듈(200)의 전반적인 기능을 제어하는 제어 수단으로서, 메인 PCB로 구현된다. 제어부(250)는 임베디드 모듈(200)의 구성 요소를 제어하기 위한 프로그램을 저장하는 메모리와 해당 프로그램을 실행하여 임베디드 모듈(200)의 구성 요소를 제어하는 마이크로프로세서 등으로 포함하여 구성될 수 있다. 제어부(250)는 VOC 센서(210), 수위 센서(220), 카메라(230), 통신부(260), 센서 인터페이스(310), 로드셀 인터페이스(320)와 연결된다.

통신부(260)는 가속도 측정 신호, 응력 측정 신호, 촬영 영상, 수위 측정 신호를 무선 근거리 통신으로 전송한다.

센서 인터페이스(310)는 커버 하우징(114) 상측 중앙에 형성된 핀 커넥터(Pin Connector) 홀을 경유하여 검출부(111) 내의 MCU(117)에 체결된 케이블(통신 선로 및 전원 선로)과 연결된다. 센서 인터페이스(310)는 가속도 센서(116)와 연결되어 가속도 측정 신호를 수신한다.

로드셀 인터페이스(320)는 케이블(통신 선로)을 이용하여 스트레인게이지(120)와 연결된다. 로드셀 인터페이스(320)는 스트레인게이지(120)와 연결되어 응력 측정 신호를 수신한다.

도 3은 본 실시예에 따른 스마트 볼트와 연동하는 모니터링 방법을 설명하기 위한 도면이다.

모니터링부(330)는 관리자 단말기(예컨대, 태블릿)에 탑재된 애플리케이션이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

모니터링부(330)는 누수검출 상태를 감시하는 임베디드 모듈(200)에서 수집하는 다수의 센서 데이터 처리를 위한 BLE 통신 기반의 모니터링을 수행한다. 모니터링부(330)는 임베디드 모듈(200)과 연동하는 다수의 센서를 관리하고, 센싱 데이터값을 송수신하는 게이트웨이 역할을 수행한다. 모니터링부(330)는 사용자의 포터블 디바이스(Portable Device)에 상태 정보를 전송하기 위해 블루투스 통신을 적용한다.

임베디드 모듈(200)은 모니터링부(330)로 BLE 기반 통신으로 모니터링 시스템 구성한다. BLE 통신 기반 모니터링 시스템의 구성도는 크게 센서부, 임베디드 모듈(200), 관리자 모니터링부(330) 구분된다.

임베디드 모듈(200)은 리눅스 OS가 적용된 라즈베리파이 보드 기반 인터페이스 보드로 제작되어 하나의 시스템으로 구현되는 것이 바람직하다. 관리자 모니터링 프로그램인 모니터링부(330)는 태블릿 애플리케이션으로 최적화한 안드로이드 스마트패드를 기반으로, 임베디드 모듈(200)과 연계 통신을 위한 방법으로 블루투스 통신을 사용한다.

모니터링부(330)는 임베디드 모듈(200)로부터 검출 정보를 기 설정된 주기로 무선 통신으로 수신하여 모니터링한다.

모니터링부(330)는 임베디드 모듈(200)로부터 근거리 무선통신으로 수신된 가속도 측정 신호, 응력 측정 신호, 수위 측정 신호를 표시한다. 모니터링부(330)는 기 설정된 영역 일측에 임베디드 모듈(200)로부터 수신된 가속도 측정 신호, 응력 측정 신호, 촬영 영상, 수위 측정 신호를 그래프로 변환하여 출력한다. 모니터링부(330)는 기 설정된 영역 타측에 임베디드 모듈(200)로부터 수신된 촬영 영상을 출력한다.

모니터링부(330)는 초기 토크값 및 지정 토크값에 대한 스트레인 출력값을 사용자로부터 입력받은 후 초기 토크값 및 지정 토크값을 기반으로 응력 측정 신호에 대한 값을 평가하여 모니터링한다.

모니터링부(330)는 초기 토크값 및 지정 토크값을 기반으로 응력 측정 신호에 대응하는 값이 체결 구간 범위에 포함되는지, 풀림 구간에 포함되는지의 여부를 판단하여 시각화한다.

모니터링부(330)는 그래프 우측 상단 메뉴에 대한 입력이 있으면 선택 가능한 차트 목록을 출력한다. 모니터링부(330)는 차트 목록상에서 선택된 해당 센서의 값으로 차트를 출력한다.

모니터링부(330)는 사진 요청 입력이 있는 경우 임베디드 모듈(200)로 촬영 영상에 대한 요청 신호를 전송한다. 이후 모니터링부(330)는 요청 신호에 대응하는 응답 신호로서 임베디드 모듈(200)로부터 촬영 영상을 입력받아 기 설정된 영역 타측에 출력한다.

모니터링부(330)는 가속도 측정 신호, 응력 측정 신호, 수위 측정 신호를 차트 형태의 대시보드 UI로 출력한다. 모니터링부(330)는 대시보드 UI 중 선택된 메뉴에 따라 세부 차트 그래프를 출력한다.

도 4는 본 실시예에 따른 모니터링 시스템 프로토콜 구조를 나타낸 도면이다.

임베디드 모듈(200)와 모니터링부(330)는 도 4에 도시된 BLE 통신 기반 모니터링 시스템 프로토콜 구조를 갖는다. 라즈베리파이 및 확장보드(임베디드 모듈 메인 PCB) 간 프로토콜 구조는 도 4에 도시된 바와 같다. 라즈베리파이 보드와 센서가 연결되어있는 확장보드는 시리얼(RS232) 통신을 통해 데이터를 송/수신하며 기본 구조는 도 4에 도시된 바와 같다.

관리자 모니터링 프로그램인 모니터링부(330)는 안드로이드 애플리케이션이 실행되고 난 후 가장 먼저 블루투스 스캔 작업을 수행한다. 만약 등록된 블루투스 기기가 검색되면 연결 작업을 수행한다.

도 5a,5b,5c는 본 실시예에 따른 스마트 볼트와 연동한 모니터링 예시를 나타낸 도면이다.

관리자 모니터링 프로그램인 모니터링부(330)는 시각화 기반 점검자 친화적 UI를 출력한다. 모니터링부(330)는 기본적인 화면 구성은 도 5a에 도시된 바와 같이, 도 5a의 상단에 각 센서의 세부 상태 값을 표시하고, 도 5a의 하단에는 그래프와 카메라 사진 뷰어 화면으로 구성되며, 구성 센서 리스트는 도 5a에 도시된 바와 같다.

도 5a에 도시된 항목 중 스마트 볼트 항목은 초기 토크값 및 지정 토크값에 대한 스트레인 출력값을 사용자가 입력할 수 있도록 한다. 도 5a에 도시된 항목 중 스트레인 항목은 스마트 볼트 항목에서 입력한 초기 및 지정 토크값을 이용해 현재 수집되는 스트레인값을 평가하는 항목이다. 도 5a에 도시된 항목 중 가속도 항목, VOC 항목 및 수위 항목은 각 센서에서 측정한 측정값을 출력하는 항목이다.

도 5a에 도시된 그래프는 센서로부터 수신되는 총 4개의 값을 사용자가 선택하여 수신 데이터를 그래픽으로 표시한 그래프이다. 즉, 관리자는 그래프를 확인하여 각 센서값을 모니터링할 수 있다. 모니터링부(330)에서 출력한 그래프 우측 상단 메뉴를 클릭하면 선택 가능한 4개의 차트 목록을 확인할 수 있으며, 클릭 시 해당 센서의 값으로 차트를 확인할 수 있다.

모니터링부(330) 상의 화면에서 “사진 요청” 버튼이 클릭 되면, 라즈베리파이 기반 임베디드 모듈(200)에 설치된 카메라(230)로부터 스틸 이미지를 블루투스 통신을 통해 애플리케이션으로 전달받아 해당 위치에 출력한다.

모니터링부(330)는 도 5b에 도시된 바와 같은 GUI 대시보드를 제공한다. 모니터링부(330) 수신된 센서값들은 도 5b에 도시된 바와 같이 차트 형태의 대시보드 UI를 출력한다. 모니터링부(330) 우측상단의 메뉴가 클릭되면 세부 차트 그래프를 선택할 수 있도록 한다.

모니터링부(330)는 볼트 풀림감지 판별하여 시각화한다. 모니터링부(330)는 대시보드에서 사용자는 초기 토크값 및 지정 토크값에 대한 스트레인 값을 직접 입력할 수 있다. 초기 토크값 및 지정 토크값에 대한 스트레인 값은 수신되는 스트레인 값이 도 5c에 도시된 체결 구간 범위에 포함되는지, 또는 풀림 구간에 포함되는지를 판단하기 위해 사용된다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 스마트 볼트 111: 검출부
112: 커넥터 114: 커버 하우징
116: 가속도 센서(상단 회로기판)
115: 핀헤더
117: MCU(하단 회로기판)
118: 하부 하우징 120: 스트레인게이지
130: 홀 140: 볼트
142: 볼트헤드 144: 볼트몸체
200: 임베디드 모듈
208: 스마트볼트 인터페이스
210: VOC 센서 220: 수위 센서
230: 카메라 240: 전원부
250: 제어부 260: 통신부
310: 센서 인터페이스 320: 로드셀 인터페이스
330: 모니터링부

Claims

액상 물질 또는 기체가 통과하는 배관의 결합부와의 체결이 풀리는지의 여부를 감지하기 위한 측정치를 기 설정된 임계치와 비교한 결과에 근거하여 검출 정보를 생성하는 검출부;
상기 검출부의 하단에 연결되어 직선을 이루며, 볼트 헤드를 통과하여 볼트 몸체의 기 설정된 깊이까지 삽입된 상태에서 상기 측정치를 측정하는 스트레인게이지;
상기 검출부를 둘러 쌓는 형태의 커버 하우징;
상기 커버 하우징의 상면의 형성되어 상기 검출부와 외부 장치를 연결하는 커넥터;
상기 커넥터를 경유하여 상기 검출부와 연결되어 상기 검출 정보를 수신하며, 상기 스트레인게이지로부터 상기 검출 정보를 수신하여 근거리 통신으로 출력하는 임베디드 모듈; 및
상기 임베디드 모듈로부터 상기 검출 정보를 기 설정된 주기로 무선 통신으로 수신하여 모니터링하는 모니터링부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스트레인게이지(Stain Gauge)는 상기 볼트 몸체에 삽입된 상태에서 응력을 측정한 응력 측정 신호를 생성하며,
상기 볼트 몸체의 중앙에 기 설정된 깊이로 홀이 형성되며, 상기 홀로 내부로 상기 스트레인게이지가 삽입되는 형태로 체결되는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제2항에 있어서,
상기 검출부는,
가속도를 측정한 가속도 측정 신호를 생성하는 가속도 센서(Acceleration Sensor);
상기 가속도 측정 신호를 디지털 신호로 변환하여 진동치로 인식하고, 상기 응력 측정 신호를 디지털 신호로 변환하여 응력치로 인식하고, 상기 가속도 측정 신호와 상기 응력 측정 신호를 기준치와 각각 비교하고, 상기 가속도 측정 신호와 상기 응력 측정 신호 중 적어도 하나가 기준치 미만인 경우, 누수 검출 정보를 생성하여 상기 임베디드 모듈로 전송하는 MCU(Micro Controller Unit)
를 포함하며,
상기 가속도 센서는 상단 회로기판(PCB)으로 구현되고, 상기 MCU는 하단 회로기판(PCB)으로 구현되어 상기 커버 하우징 내부에 적층 구조로 실장되며, 상기 상단 회로기판과 상기 하단 회로기판은 핀 헤더(Pin)를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 커버 하우징 상측 중앙에 핀 커넥터(Pin Connector) 홀이 형성되어 있으며, 상기 핀 커넥터 홀을 통과하여 상기 검출부에 체결된 케이블(통신 선로 및 전원 선로)을 경유하여 상기 임베디드 모듈의 센서 인터페이스와 연결되며,
상기 스트레인게이지와 체결된 케이블을 이용하여 상기 임베디드 모듈의 로드셀 인터페이스와 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제4항에 있어서,
상기 임베디드 모듈은,
상기 가속도 센서와 연결되어 상기 가속도 측정 신호를 수신하는 센서 인터페이스;
상기 스트레인게이지와 연결되어 상기 응력 측정 신호를 수신하는 로드셀 인터페이스;
상기 볼트 헤드와 상기 볼트 몸체의 외부를 촬영한 촬영 영상을 생성하는 카메라;
상기 볼트 헤드와 상기 볼트 몸체 주변의 휘발성유기화합물(VOC)을 감지하는 VOC 센서;
상기 볼트 헤드와 상기 볼트 몸체의 수위를 측정한 수위 측정 신호를 생성하는 수위 센서;
상기 가속도 측정 신호, 상기 응력 측정 신호, 상기 촬영 영상, 상기 수위 측정 신호를 무선 근거리 통신으로 전송하는 통신부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제5항에 있어서,
상기 모니터링부는,
상기 가속도 측정 신호, 상기 응력 측정 신호, 상기 수위 측정 신호를 표시하고,
기 설정된 영역 일측에 상기 가속도 측정 신호, 상기 응력 측정 신호, 상기 촬영 영상, 상기 수위 측정 신호를 그래프로 변환하여 출력하고,
기 설정된 영역 타측에 상기 촬영 영상을 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제6항에 있어서,
상기 모니터링부는,
초기 토크값 및 지정 토크값에 대한 스트레인 출력값을 사용자로부터 입력받은 후 상기 초기 토크값 및 상기 지정 토크값을 기반으로 상기 응력 측정 신호에 대한 값을 평가하여 모니터링하는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제7항에 있어서,
상기 모니터링부는,
상기 초기 토크값 및 상기 지정 토크값을 기반으로 상기 응력 측정 신호에 대응하는 값이 체결 구간 범위에 포함되는지, 풀림 구간에 포함되는지의 여부를 판단하여 시각화하는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제8항에 있어서,
상기 모니터링부는,
상기 그래프 우측 상단 메뉴에 대한 입력이 있으면 선택 가능한 차트 목록을 출력하며, 상기 차트 목록상에서 선택된 해당 센서의 값으로 차트를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제9항에 있어서,
상기 모니터링부는
사진 요청 입력이 있는 경우 상기 임베디드 모듈로부터 상기 촬영 영상에 대한 요청 신호를 전송한 후 상기 요청 신호에 대응하는 응답 신호로서 상기 촬영 영상을 입력받아 기 설정된 영역 타측에 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제10항에 있어서,
상기 모니터링부는
상기 가속도 측정 신호, 상기 응력 측정 신호, 상기 수위 측정 신호를 차트 형태의 대시보드 UI로 출력하며, 상기 대시보드 UI 중 선택된 메뉴에 따라 세부 차트 그래프를 출력하는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제1항에 있어서,
상기 커버 하우징과 맞물리는 형태의 하부 하우징(bottom housing)을 추가로 포함하며,
상기 하부 하우징은 상기 볼트 헤드 상면에 고정되는 형태로 설치되어 상기 커버 하우징을 고정시키는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.
제12항에 있어서,
상기 하부 하우징과 상기 볼트 헤드는 스팟 웰딩(Spot Welding) 또는 용접 방식으로 고정되는 것을 특징으로 하는 스마트볼트 관리 시스템.