KR20210089471A - 노내비계 하중 모니터링을 위한 저항형 변위센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인양식 시스템 비계의 변위를 측정하기 위한 저항형 변위센서로서, 일측에 제1방향으로 세장형인 슬롯이 형성된 하우징; 하우징의 일측에 제1방향으로 배치되는 슬라이드 레일; 슬라이드 레일 상에 조립되어 제1방향으로의 움직임을 허용하는 슬라이드; 슬라이드에 조립되어 제1방향에 수직인 제2방향으로 긴 형태인 암(arm) 조립체; 하우징 내부에 슬라이드 레일에 대응하여 배치되고, 가변저항 몸체 및 슬라이딩 핀을 포함하는 슬라이딩 가변저항; 슬롯을 관통하여 배치되며 암 조립체와 슬라이딩 핀을 기구적으로 연결하는 연결부재; 하우징의 타측에 배치되어 노(furnace) 내벽에 저항형 변위센서를 자력으로 부착하도록 형성된 마그네틱 베이스; 및 하우징 내부에 배치되는 회로부를 포함한다.

Description

노내비계 하중 모니터링을 위한 저항형 변위센서{Resistive Displacement Sensor for Monitoring Suspended Furnace Scaffolding Loads}

본 발명은 노내 비계 하중 모니터링을 위한 저항형 변위센서에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

발전소, 특히 화력발전소는 매 2-3년마다 설비건전성을 유지시키기 위한 계획예방정비(overhaul)를 전력수급계획을 고려하여 수행한다. 발전효율의 향상에는 이러한 계획예방정비에 소요되는 시간을 단축하는 것이 포함될 수 있다. 이러한 계획예방정비는 수개월의 기간에 거쳐 발전소 가동을 중단하고 보일러 내부에 비계를 설치하여 작업자들이 내부를 정비한다.

기존의 시스템 비계의 경우 하부지지를 기반으로 상향식으로 쌓아 올리는 방식을 사용하여 왔다. 이 경우 전체 비계 시스템의 무게는 하부에 집중되며, 하부에 사소한 문제라도 발생하면 인명피해를 포함하는 심각한 안전 사고가 발생할 위험성이 증가된다. 즉, 발전소 보일러 내부를 정비하기 위한 비계설치 작업은 신속성과 안전성의 확보가 중요하다.

최근에는 이러한 문제를 해소하기 위해 노의 최상단에 인양기를 설치하고, 인양기에 플랫폼을 매달고, 플랫폼의 하부에 비계 시스템을 팬던트 식으로 매달아 설치하는 인양식 시스템 비계의 사용이 대중화되고 있다. 이와 같은 방식은 비계를 쌓아 올림에 따라 점차 높은 위치에서 조립이 이루어져야 하는 적층식 비계와 비교하면, 하단부에서 비계의 조립 및 인양을 반복하며 설치되므로 안전사고의 위험이 낮다.

한편, 보다 적극적으로 안전사고를 방지하기 위하여, 비계 시스템 내에 작업을 위해 투입된 작업자 및 장비가 비계 시스템에 가하는 하중을 와이어(122) 로프 위치에 측정하여 편하중 상태를 기초로 안전성을 판단하여 경고하는 시스템이 제안되기도 하였다. (특허문헌 0001 참조) 이 경우, 위험예방시스템은 플랫폼에 설치되어, 와이어(122) 로프만을 측정 대상으로 하므로 전체 비계에 대한 감시가 이루어지는 것은 아니다. 인양식 시스템 비계의 경우 전체 비계의 붕괴가 일어나기는 힘드나, 작업자 또는 작업용 장비등의 위치적 쏠림으로 인해 하중집중이 일어나 부분적으로 붕괴되는 위험성은 여전히 존재한다.

비계가 설치된 노내 정비 환경은 금속가루와 분진이 발생하는, 각종 측정 장비의 적용이 용이하지 않은 환경이다. 또한, 작업장 특성 상 다수의 위치에 센서를 적용하기 위해 센서 모듈은 매우 경제적으로 구축될 필요가 있다. 이러한 관점에서 하중의 측정보다는 변위 측정이 유리하다. 또한, 변위 측정 방식에서 광학식 또는 비접촉식 변위 센서는 환경적인 제약으로 고려되기 어렵다. 비계 시스템 내의 복수의 위치에 설치되어, 하중집중이 감지되면 위험을 알리는 환경 제약이 적고 경제적인 변위 센서가 요구된다.

한국특허 제10-1539203호(2015.07.17)

본 발명은 비계의 변위를 측정하여 하중 집중에 의한 안전성 저하를 실시간으로 경고하기 위한 인양식 시스템 비계 전용의 비계 변위측정 장치를 제공하는 것이 목적이다. 특히, 센서 모듈의 설치가 용이하고, 환경에 강건하며, 비용이 저렴한 변위측정 장치를 제공하는 것이 목적이다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항형 변위센서는, 인양식 시스템 비계의 변위를 측정하기 위한 저항형 변위센서로서, 일측에 제1방향으로 세장형인 슬롯이 형성된 하우징; 하우징의 일측에 제1방향으로 배치되는 슬라이드 레일; 슬라이드 레일 상에 조립되어 제1방향으로의 움직임을 허용하는 슬라이드; 슬라이드에 조립되어 제1방향에 수직인 제2방향으로 긴 형태인 암(arm) 조립체; 하우징 내부에 슬라이드 레일에 대응하여 배치되고, 가변저항 몸체 및 슬라이딩 핀을 포함하는 슬라이딩 가변저항; 슬롯을 관통하여 배치되며 암 조립체와 슬라이딩 핀을 기구적으로 연결하는 연결부재; 하우징의 타측에 배치되어 노(furnace) 내벽에 저항형 변위센서를 자력으로 부착하도록 형성된 마그네틱 베이스; 및 하우징 내부에 배치되는 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 저항형 변위센서.

또한, 연결부재는 'ㄷ'자 형태이고, 'ㄷ'자의 일측 부재는 암 조립체에 조립되도록 형성되고, 'ㄷ'자의 중간 부재는 슬롯을 관통하여 배치되고, 'ㄷ'자의 타측 부재는 종단에 요홈이 형성되되, 요홈은 슬라이딩 핀과 조립되어 암 조립체의 제1방향의 변위를 슬라이딩 가변저항에 전달하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 요홈과 슬라이딩 핀은 헐거운 끼워맞춤 상태가 되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 하우징과 마그네틱 베이스는 상대적인 각도 조정 후 고정될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 회로부는, 슬라이딩 가변저항의 값을 전기적으로 변환하기 위한 신호변환부; 신호변환부의 아날로그 출력을 디지털 출력으로 변환하는 ADC(analog digital converter); 슬라이딩 가변저항의 선형성을 보정하는 모듈 및 신호를 통신으로 전송할지의 여부를 판단하는 모듈을 포함하는 MCU(microcontroller unit); 및 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, MCU는, 슬라이딩 가변저항의 값이 사전에 설정된 문턱값 보다 큰 경우에 통신 모듈을 활성화하여 값을 통신으로 전송하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 암 조립체의 하중을 보상하도록 하우징의 제1방향 상단부와 슬라이드 상단부 사이를 연결하는 인장스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 암 조립체의 하중을 보상하도록 하우징의 제1방향 상단부와 연결부재의 'ㄷ'자의 타측 부재 사이를 연결하는 인장스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 통신 모듈은 블루투스 모듈을 더 포함하고, 블루투스 모듈을 포함하는 복수의 저항형 변위센서는 메쉬 네트워크(mesh network)를 구성하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, MCU 또는 블루투스 모듈은, 슬라이딩 가변저항의 값이 사전에 설정된 문턱값 보다 큰 경우에 블루투스 모듈을 활성화하여 블루투스 모듈이 메쉬 네트워크에 연결되고 값을 통신으로 전송하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 소정의 비계 층 영역마다 중간 중계서버를 더 포함하고, 중간 중계서버는 소정의 비계 층 영역 내의 저항형 변위센서로부터 수집된 변위를 소정의 비계 층 구조를 고려하여 종합적으로 관리하고, 복수의 중간 중계서버는 최상단 플랫폼에 설치된 서버에 통신으로 연결되어 서버는 인양식 시스템 비계를 전체적으로 안전관리하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 변위측정 장치는 인양식 시스템 비계에 용이하게 설치할 수 있으며, 분진이 많은 환경에서도 사용가능 하며, 제작비용이 저렴하여 노내 다수의 위치에 경제적으로 설치할 수 있어 인양식 시스템 비계의 안전사고 방지에 기여하는 효과가 있다.

도 1은 인양식 시스템 비계를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항형 변위센서를 나타내는 조립 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항형 변위센서를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 샘플 제작된 저항형 변위센서를 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항형 변위센서의 설치사례를 나타내는 사진이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 인양식 시스템 비계를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 발전소 보일러에 계획예방정비를 위해 설치되는 인양식 시스템 비계(10)의 일반적인 적용형태가 도시된다.

일반적으로 인양식 시스템 비계(10)는 보일러(100) 최상부에 철골보(110)가 설치되고, 철골보(110)에 인양용 와이어(122)를 인출하거나 권선하기 위한 유압인양장치(120)가 배치된다. 시스템 비계(140)의 설치는 인양용 와이어(122)를 보일러(100) 내부 하단부까지 내려 플랫폼(130)을 먼저 조립하고, 차례로 인양용 와이어(122)를 상승시키면서 복수 층의 비계(140)를 층별로 조립하여 상승시킴으로써 조립된다. 모든 층의 비계(140) 조립이 완료되면 노 내벽(102)과 이에 대응되는 비계(140) 부위는 노 내벽 버팀대(미도시)를 이용하여 밀착함으로써 고정된다. 보일러(100) 내부에 대한 계획예방정비가 종료되면 노 내벽 버팀대를 해제하고 최하층 비계(140)부터 해제하면서, 조립의 역순으로 해체가 이루어진다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항형 변위센서를 나타내는 조립 사시도이다.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 저항형 변위센서(20)는 노 내벽(102)에 마그네틱 베이스(210)로 장착될 수 있고, 슬라이딩 가능하도록 형성된 암(arm, 220)은 자석(222)이 내장되어 노 내벽(102)과 인접한 비계(140)의 하단부에 자력으로 부착될 수 있다. 도 2는 설명의 편의를 위해 일측이 개방된 것처럼 일부 부재를 생략하여 도시한 것이다. 완성된 형태는 내외부가 밀봉될 수 있는 구조로 형성된다. 노 내벽(102)에 부착되는 마그네틱 베이스(210)는 제어 다이얼(212)을 돌림으로써 자력을 해제하여 탈착할 수 있고, 암(220)에 내장되는 자석(222)은 작업자가 인력으로 충분히 분리할 수 있는 정도의 자력이 형성되도록 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항형 변위센서를 나타내는 분해 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 저항형 변위센서(20)는 일측에 제1방향(91)으로 세장형인 슬롯(slot, 202)이 형성된 하우징(200), 하우징(200)의 일측에 제1방향(91)으로 배치되는 슬라이드 레일(230), 슬라이드 레일(230) 상에 조립되어 제1방향(91)으로의 움직임을 허용하는 슬라이드(240), 슬라이드(240)에 조립되어 제2방향(92)으로 긴 형태인 암 조립체(220), 하우징(200) 내부에 슬라이드 레일(230)에 대응하여 배치되고, 가변저항 몸체(252) 및 슬라이딩 핀(254)을 포함하는 슬라이딩 가변저항(250), 슬롯(202)을 관통하여 배치되며 암 조립체(220)와 슬라이딩 핀(254)을 기구적으로 연결하는 연결부재(260), 하우징(200)의 타측에 배치되어 노 내벽(102)에 저항형 변위센서(20)를 자력으로 부착하도록 형성된 마그네틱 베이스(210) 및 하우징(200) 내부에 배치되는 회로부(미도시)를 포함한다.

여기서, 제1방향(91)은 변위 측정 방향, 제2방향(92)은 노 내벽(102)에 수직인 방향으로서 암(220)의 길이 방향, 제3방향(93)은 암(220)의 폭 방향을 가리키는 것으로 정의한다.

하우징(200)은 내부에 슬라이딩 가변저항(250)을 고정하기 위한 적어도 하나의 슬라이딩 가변저항 조립부재(270)를 포함할 수 있다. 또는, 하우징(200) 내부의 제1방향(91) 일측에 슬라이딩 가변저항(250)의 일측이 삽입되도록 형성된 소켓부(미도시)를 포함하고 슬라이딩 가변저항(250)의 타측은 가변저항 조립부재(270)로 조립될 수 있다.

하우징(200)의 일측에 형성된 슬롯(202)은 연결부재(260)의 이동을 허용하되 외부로부터의 분진 유입을 방지하기 위한 브러쉬 구조(미도시) 등이 형성될 수 있다.

암 조립체(220)는 암 조립체(220) 내부에 배치되고 제1방향(91)의 상부 측에 인접하여 제2방향(92)으로 배치되어, 비계(140)와의 자기력에 의한 부착을 위한 하나 이상의 영구자석(222)을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 저항형 변위센서(20)는 마그네틱 베이스(210)에 의해 노 내벽(102)에 부착될 수 있다. 통상 노 내벽(102)은 파이프 외주면의 형태를 가지며, 마그네틱 베이스(210)는 이러한 형태에 부착이 용이한 형태의 것일 수 있다. 노 내벽(102) 부착면의 굴곡 형태는 수직, 수평 뿐만 아니라 기울어진 형태일 수도 있으며, 자세히 도시하지는 않았으나 마그네틱 베이스(210)와 하우징(200)은 회전될 수 있고, 회전 후 고정될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 노 내벽(102) 부착면에 따라 마그네틱 베이스(210)를 고정하고, 하우징(200)을 제1방향(91)에 나란하도록 회전시킨 후 고정될 수 있도록 형성될 수 있다.

슬라이드 레일(230)과 슬라이드(240)는 통상의 것일 수 있으며, 바람직하게는 슬라이드(240)와 슬라이드 레일(230)이 밀착되는 주변부는 분진 유입이 방지되도록 밀봉부재(미도시)가 포함된 것일 수 있다. 또한, 도 3을 참조하면, 슬라이드(240)는 암 조립체(220)의 하중을 보상하도록 하우징(200)의 제1방향(91) 상단부와 슬라이드(240) 상단부 사이를 연결하도록 배치되는 인장스프링(280)을 포함할 수 있다. 인장스프링(280)에 의해 진동 및 제2 또는 제3방향(92, 93)으로의 비계(140)의 슬라이딩이 있는 경우에도 암 조립체(220)와 비계(140)의 부착 상태가 해제되지 않고 즉시 회복될 수 있는 효과가 있다. 또한, 암 조립체(220)의 하중이 보상됨으로써 암 조립체(220) 내부에 배치되는 영구자석(222)의 크기를 필요 최소한의 수준으로 선정할 수 있다. 이러한 설계 고려로 인해 영구자석(222)에 붙을 수 있는 분진에 의한 영향을 경감시킬 수 있다.

또는, 도시하지는 않았으나 인장스프링(280)은 하우징(200) 내부에 설치될 수도 있다. 이 경우, 인장스프링(280)은 연결부재(260)의 하우징(200) 내부측 부분과 하우징(200) 내부의 제1방향(91) 내측면 상단부 사이를 연결하도록 배치될 수 있다.

암 조립체(220) 내부에 배치되는 영구자석(222)은 비계(140) 하단부와 암 조립체(220)의 부착 상태를 제공한다. 일 실시예에 따른 저항형 변위센서(20)는 현장에서의 환경에 대한 고려와 조립 편의성 증대를 제공하기 위해 고안된 것을 특징으로 한다. 노의 내벽(102)과 비계(140) 사이의 거리는 일정하지 않은 것을 전제로 하는 것이 바람직하며, 암 조립체(220) 내부의 영구자석(222)에 의해 비계(140)에 부착됨으로써 작업자가 이러한 거리 차이를 신경 쓰지 않고도 용이하고 신속하게 설치가 가능할 수 있다.

한편, 인양식 시스템 비계(10)는 기본적으로 노(100) 최상부로부터 내려진 인양용 와이어(122)에 의해 매달려 지지된다. 인양식 시스템 비계(10)는 국부적인 편하중에 의해 진동 및 흔들림이 상당히 빈번하게 발생할 수 있다. 만일, 암 조립체(220)가 비계(140) 하단부와 기계적으로 완전히 고정된 경우를 가정하면, 수평 방향(제2방향(92) 또는 제3방향(93))으로 흔들릴 경우 저항형 변위센서(20)의 슬라이드 레일(230) 등 관련 부품의 변형 및 파손이 발생할 수 있다. 따라서, 일 실시예와 같이 제1방향(91)으로의 밀착 상태는 유지하되 제2방향(92) 또는 제3방향(93)의 진동에 의한 작은 변위는 허용할 수 있는 구조가 필요하다.

이러한 점을 고려하여, 일 실시예에 따른 연결부재(260)는 슬라이딩 가변저항(250)의 슬라이딩 핀(254)과 조립되는 부분의 요홈(268)은 헐거운 조립 공차를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 도 3을 다시 참조하면, 연결부재(260)는 'ㄷ'자 형태인 것을 예시한다. 'ㄷ'자의 일측 부재(262)는 암 조립체(220)에 조립되도록 형성되고, 'ㄷ'의 중간 부재(264)는 하우징(200)의 슬롯(202)을 관통하도록 형성되며, 'ㄷ'자의 타측 부재(266)는 종단에 요홈(268)이 형성되되 요홈(268)은 슬라이딩 가변저항(250)의 슬라이딩 핀(254)과 조립되어 암 조립체(220)의 제1방향(91)의 변위 만을 슬라이딩 가변저항(250)에 전달하도록 형성될 수 있다. 즉, 요홈(268)과 슬라이딩 핀(254)은 헐거운 끼워맞춤으로 조립되도록 형성됨으로써 암 조립체(220)의 진동이 슬라이딩 가변저항(250)에 직접 전달되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 슬라이딩 가변저항(250)은 신뢰성을 높이고, 기구적으로 및 회로적으로 단순하게 구성할 수 있도록 접촉 저항식으로 구성한다. 이 경우, 슬라이딩 핀(254)에 제2방향(92)으로 힘이 가해지면 가변저항의 접촉 압력이 달라져서 저항치에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 진동이 심한 열악한 환경인 노내 시스템 비계(10)에서는 상술한 바와 같은 헐거운 끼워맞춤이 되도록 형성하는 것이 바람직하다.

회로부는 가변저항의 신호를 전기적으로 변환하기 위한 신호변환부(미도시), ADC(analog digital converter, 미도시), MCU(microcontroller unit, 미도시), 통신 모듈(미도시) 및 배터리(미도시)를 포함할 수 있다. 통신 모듈은 유선 인터넷 통신 모듈(미도시), 무선 인터넷 통신(미도시), 블루투스 통신 모듈(미도시) 등이 포함될 수 있다.

일 실시예에 따른 슬라이딩 가변저항(250)은 변위에 상응하여 저항값이 변하도록 형성되는 가변저항 요소이다. 따라서, 저항값은 단일 파라미터가 변하는 경우이며, 통상의 알려진 다양한 방식으로 저항값을 회로적으로 읽도록 구성될 수 있다. 또한, 저항값은 아날로그 방식으로 읽은 후 디지털 신호로 변환할 수도 있고, 처음부터 디지털 신호로 읽도록 형성될 수 있다.

MCU는 저항형 센서를 포함하는 전체 회로 시스템을 제어 및 관리하도록 형성될 수 있다. 부가적으로, 일 실시예에 따른 저항형 변위센서(20)가 설치되는 시점의 온도를 고려하여 저항값을 보정하는 등 추가 기능을 포함할 수 있다. 예시하지는 않았으나, 통상 센서에 포함될 수 있는 각종 보정 및 부가 기능을 제어하도록 형성될 수 있다. 또한, 필요에 따라 저항형 센서의 선형성을 보정하는 루틴이 MCU에 포함되어 저항형 센서의 정확도를 향상시킬 수 있다.

한편, 통상 노(100)내 계획예방정비는 3-4개월이 소요될 수 있으며, 일 실시예에 따른 저항형 변위센서(20)는 그 회로적 구조가 매우 단순할 수 있어, 실질적으로 매우 작은 전력만 소비할 수 있다. 하우징(200) 내부에 계획예방정비 기간 동안 충분히 전력을 공급할 수 있는 수준의 배터리를 포함할 수 있다. 이 경우, 배터리를 절약하도록 MCU는 저항값의 변화가 미리 설정된 소정의 문턱값을 넘는 경우에만 통신 모듈을 가동시키도록 형성될 수도 있다. 즉, 안전과 관련하여 상위 제어 계층에 알릴 필요가 있는 수준의 변위가 발생한 경우에만 통신이 동작하도록 제어함으로써 요구되는 배터리 용량을 줄일 수 있다.

통신 모듈은 전력 공급선 만을 추가로 포함하여, 유선 인터넷 배선을 통해 통신이 이루어지도록 형성될 수 있다.

보다 바람직하게는 일 실시예에 따른 저항형 변위센서(20)는 배터리를 포함하여 완전 무선으로 구성될 수도 있다. 이때 노(100)내에 설치되는 복수의 저항형 변위센서(20)는 변위값을 전송하기 위해 무선 인터넷 통신을 이용하도록 형성될 수 있다.

보다 바람직하게는 블루투스 통신 모듈을 포함하여 저전력으로 블루투스 메쉬 네트워크(Bluetooth mesh network)를 구성하여 전체 시스템을 운용할 수 있다. 이 경우에도 MCU에 의해 안전과 관련하여 상황이 발생한 경우에만 블루투스 통신 모듈이 활성화되어 인접한 블루투스 노드를 통해 데이터를 중계 및 전송하도록 형성함으로써 소비되는 전력을 줄일 수 있다.

이 경우, 몇 개의 비계(140) 층마다 이들 복수의 블루투스 노드를 관리하는 중간 중계서버(미도시)를 설치하여 운용할 수 있다. 중간 중계서버에서는 수집된 각각의 저항형 변위센서(20)에서 수집된 변위를 종합하여 해당 구역의 비계(140)의 전체적인 거동과 변형을 종합적으로 계산하여 판단하도록 형성될 수 있다. 또한, 플랫폼(130) 영역에는 전체 인양식 시스템 비계(10)를 관리하는 메인 서버(미도시)가 위치할 수 있으며, 메인 서버와 중간 중계서버는 유선 네트워크로 연결될 수 있으며, 인양식 시스템 비계(10)를 설치하여 구축함에 있어, 유선 배선을 최소화함으로써 전체 설치 시간을 단축할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 샘플 제작된 저항형 변위센서를 나타내는 사진이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항형 변위센서의 설치사례를 나타내는 사진이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따라 시험적으로 제작된 저항형 변위센서(20) 및 설치사례를 도시한다. 노 내벽(102)의 굴곡 형상이 비계(140)의 수평과 어긋난 경우에 해당하며, 마그네틱 베이스(210)와 하우징(200)은 하우징(200)의 길이 방향이 제1방향(91)으로 오도록 회전되어 부착된 상태를 도시한다.

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.

Claims (11)

1. 인양식 시스템 비계의 변위를 측정하기 위한 저항형 변위센서로서,
   일측에 제1방향으로 세장형인 슬롯(slot)이 형성된 하우징;
   상기 하우징의 일측에 제1방향으로 배치되는 슬라이드 레일;
   상기 슬라이드 레일 상에 조립되어 상기 제1방향으로의 움직임을 허용하는 슬라이드;
   상기 슬라이드에 조립되어 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 긴 형태인 암(arm) 조립체;
   상기 하우징 내부에 상기 슬라이드 레일에 대응하여 배치되고, 가변저항 몸체 및 슬라이딩 핀을 포함하는 슬라이딩 가변저항;
   상기 슬롯을 관통하여 배치되며 상기 암 조립체와 상기 슬라이딩 핀을 기구적으로 연결하는 연결부재;
   상기 하우징의 타측에 배치되어 노(furnace) 내벽에 상기 저항형 변위센서를 자력으로 부착하도록 형성된 마그네틱 베이스; 및
   상기 하우징 내부에 배치되는 회로부를 포함하는 저항형 변위센서.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결부재는 'ㄷ'자 형태이고,
   상기 'ㄷ'자의 일측 부재는 상기 암 조립체에 조립되도록 형성되고,
   상기 'ㄷ'자의 중간 부재는 상기 슬롯을 관통하여 배치되고,
   상기 'ㄷ'자의 타측 부재는 종단에 요홈이 형성되되, 상기 요홈은 상기 슬라이딩 핀과 조립되어 상기 암 조립체의 상기 제1방향의 변위를 상기 슬라이딩 가변저항에 전달하도록 형성되는 저항형 변위센서.
3. 제2항에 있어서,
   상기 요홈과 상기 슬라이딩 핀은 헐거운 끼워맞춤 상태가 되도록 형성되는 저항형 변위센서.
4. 제1항에 있어서,
   상기 하우징과 상기 마그네틱 베이스는 상대적인 각도 조정 후 고정될 수 있도록 형성되는 저항형 변위센서.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회로부는,
   상기 슬라이딩 가변저항의 값을 전기적으로 변환하기 위한 신호변환부;
   상기 신호변환부의 아날로그 출력을 디지털 출력으로 변환하는 ADC(analog digital converter);
   상기 슬라이딩 가변저항의 선형성을 보정하는 모듈 및 상기 신호를 통신으로 전송할지의 여부를 판단하는 모듈을 포함하는 MCU(microcontroller unit); 및
   통신 모듈을 포함하는 저항형 변위센서.
6. 제6항에 있어서,
   상기 MCU는,
   상기 슬라이딩 가변저항의 값이 사전에 설정된 문턱값 보다 큰 경우에 상기 통신 모듈을 활성화하여 상기 값을 통신으로 전송하도록 형성되는 저항형 변위센서.
7. 제1항에 있어서,
   상기 암 조립체의 하중을 보상하도록 상기 하우징의 제1방향 상단부와 상기 슬라이드 상단부 사이를 연결하는 인장스프링을 더 포함하는 저항형 변위센서.
8. 제1항에 있어서,
   상기 암 조립체의 하중을 보상하도록 상기 하우징의 제1방향 상단부와 상기 연결부재의 'ㄷ'자의 타측 부재 사이를 연결하는 인장스프링을 더 포함하는 저항형 변위센서.
9. 제5항에 있어서,
   상기 통신 모듈은 블루투스 모듈을 더 포함하고,
   상기 블루투스 모듈을 포함하는 복수의 상기 저항형 변위센서는 메쉬 네트워크(mesh network)를 구성하도록 형성되는 저항형 변위센서.
10. 제9항에 있어서,
    상기 MCU 또는 상기 블루투스 모듈은,
    상기 슬라이딩 가변저항의 값이 사전에 설정된 문턱값 보다 큰 경우에 상기 블루투스 모듈을 활성화하여 상기 블루투스 모듈이 상기 메쉬 네트워크에 연결되고 상기 값을 통신으로 전송하도록 형성되는 저항형 변위센서.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    소정의 비계 층 영역마다 중간 중계서버를 더 포함하고,
    상기 중간 중계서버는 상기 소정의 비계 층 영역 내의 상기 저항형 변위센서로부터 수집된 변위를 상기 소정의 비계 층 구조를 고려하여 종합적으로 관리하고,
    복수의 상기 중간 중계서버는 최상단 플랫폼에 설치된 서버에 통신으로 연결되어 상기 서버는 상기 인양식 시스템 비계를 전체적으로 안전관리 하도록 형성되는 저항형 변위센서.

Images