KR20210095472A - 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법에 관한 것으로, a) 적어도 하나의 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 해당 관리자에 의해 디스플레이 모듈의 디스플레이 화면 터치를 통해 입력되는 특정 입력신호를 이용하여 설정된 각 감시대상 산업용 장비의 명칭, 상기 감시기준 온도값, 및 현재 온도값 오차 보정의 파라미터 정보를 저장모듈에 저장하는 단계; b) 상기 각 배전반 설비의 교류전원 단자부, 부스 바(bus bar), 케이블 접속부, 개폐기, 및 차단기의 단자 접속부 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 온도측정 센서모듈의 비접촉 적외선(IR) 온도센서를 이용하여 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대한 온도를 상시 측정하는 단계; c) 상기 b) 단계와 동시에, 상기 각 배전반 설비에 인가되는 교류전원의 전력선에 장착된 적어도 하나의 전류측정모듈을 이용하여 제어모듈의 제어에 따라 각 전력선에 흐르는 전류를 상시 측정하는 단계; d) 적어도 하나의 제어모듈이 상기 b) 및 c) 단계에서 측정된 현재 온도 및 전류 측정 데이터를 아날로그 주파수로 변조하여 주파수 변조된 온도 및 전류 측정 데이터를 적어도 하나의 데이터 수집모듈로 송출하는 단계; e) 상기 각 데이터 수집모듈이 상기 수신된 온도 및 전류 측정 데이터를 실시간으로 수집하여 이를 기반으로 상기 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 측정정보를 출력하는 단계; f) 상기 제어모듈이 상기 각 데이터 수집모듈에서 출력되는 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값을 관리자가 실시간 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시하되, 만약 상기 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값이 저장모듈에 저장된 기 설정 감시기준 온도값 또는 전류값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비의 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 상기 디스플레이 화면에 표시하는 단계; g) 상기 f) 단계와 동시에, 상기 제어모듈이 적어도 하나의 통신모듈을 이용하여 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad) 또는 스마트 노트(Smart Note) 중 어느 하나인 관리자 이동 단말 장치 또는 서버에, 상기 데이터 수집모듈에서 출력되는 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값을 관리자가 외부에서 실시간 모니터링할 수 있도록 전송하되, 만약 상기 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값이 저장모듈에 저장된 기 설정 감시기준 온도값 또는 전류값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비의 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 상기 관리자 이동 단말 장치의 디스플레이 화면에 표시하는 단계;를 포함한다.
Description
본 발명은 적외선(Infrared Rays, IR) 온도센서 및 홀센서 등의 비접촉식 센서를 이용하여 산업용 장비의 온도 및 전류를 감시하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공장과 같은 산업용 설비에서는 3상 교류전력을 사용하는 바, 많은 전력을 요구하게 된다. 따라서, 공장 등의 산업시설에서는 발전소로부터 송전선로를 통하여 공급되는 수만 볼트(V)의 교류전압을 대형 트랜스포머(Transformer)를 통하여 수천 볼트(V)의 교류전압으로 감압하고 이 감압된 교류전압을 공장의 각 설비에 공급하기 위한 배전반 설비를 갖추게 된다.
상기 배전반 설비에서는 고전압 및/또는 대전류를 각 공장내 설비에 공급하기 위하여 통상적으로 교류전원 단자부, 케이블(Cable) 또는 부스 바(bus bar) 등이 구비되는 바, 상기 케이블은 각 공장 수전설비에 연결하며, 상기 부스 바(bus bar)는 각 설비와 배전반을 서로 연결한다.
이때, 각 배전반과 각 공장 수전설비와의 거리가 약 300m 이내에는 케이블 접속부가 발생을 하지 않지만 통상 300m가 넘을 때는 케이블 접속 장비에 의한 접속이 이루어지므로 접속점이 발생하게 된다.
이때, 케이블 접속 시 바른 시공방법에 의한 시공이 이루어진다면 별도의 문제점이 발생하지 않지만 시공 시 주변 환경 및 시공자의 잘못에 의하여 시공된 후 장시간 사용 시 부하의 변동, 사고 등에 의한 전압 변동이 이루어졌을 때 접속점 부위의 절연파괴 및 조기 노후화로 인한 케이블 및 접속점에 열이 발생되고 결국 전력계통 사고와 이어질 수 있다.
그러나, 현재까지 고전압 및/또는 대전류를 공급하는 케이블에 대한 노후화, 절연상태를 판단할 수 있는 장비가 없어 케이블 온도 상승 및 노후화에 대하 대책이 전력계통사고가 일어난 후에 사후대책이 강구되어 왔다.
또한, 상기 부스 바는 일단이 배전반에 볼트 및 너트로 고정되고 타단은 설비에 볼트 및 너트로 고정된다. 또한, 상기 부스 바는 여러 개의 부스 바를 볼트 및 너트로 연결하여서 사용하게 된다.
그러므로, 상기 배전반이나 각 부스 바의 연결부에서는 진동 등으로 볼트 및 너트의 체결부위가 풀릴 경우에는 접촉 불량으로 저항이 증가하게 되므로 접촉불량 부위에서 주율열에 의한 발열이 발생하게 된다. 이와 같은 발열현상은 큰 설비사고를 초래할 우려가 있었다.
따라서, 상기 부스 바의 온도상승을 표시하기 위하여 종래에는 각 상의 부스 바에 온도감지 테이프나 온도감지 스티커를 부착하고 스티커의 온도에 따른 변색정도를 감시자나 관리자가 육안으로 감시하여 체결부위의 풀림 등으로 인한 부스 바의 온도상승상태를 감시하여 왔었다.
그러나, 기존의 방식은 단순히 온도상승을 표시할 뿐 온도상승에 따른 경보기능이 없으므로 관리 부주의 시에는 마찬가지로 대형 설비사고의 우려가 있었다. 또한, 변색정도로 발열상태를 감시하여야 하기 때문에 감시나 점검자의 숙련이 요구되고 정확한 온도를 감지할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 관리자나 감시자가 육안으로 감시하여야 하기 때문에 자주 점검을 하여야 하므로 점검인력의 과다한 투입과 점검자의 부주의로 인하여 감전사고의 위험을 내포하고 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 적외선(Infrared Rays, IR) 및 홀센서 등의 비접촉식 센서를 이용하여 산업용 장비의 교류전원 단자부, 부스 바(bus bar), 케이블 접속부, 개폐기 또는 차단기의 단자 접속부 등의 배전반 설비와 같이 열화나 화재의 취약 지점에 대한 적외선을 상시 감지하여 그 온도를 검출하고 검출된 온도 및 전류를 근거리 또는 원격지에 설치된 디스플레이 모듈의 디스플레이 화면에 표시함으로써, 관리자가 점검을 용이하게 하고 정확한 온도검출과 이상발생 시 경보를 표시하여 대형설비사고의 위험을 예방할 수 있도록 한 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면은, a) 적어도 하나의 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 해당 관리자에 의해 디스플레이 모듈의 디스플레이 화면 터치를 통해 입력되는 특정 입력신호를 이용하여 설정된 각 감시대상 산업용 장비의 명칭, 상기 감시기준 온도값, 및 현재 온도값 오차 보정의 파라미터 정보를 저장모듈에 저장하는 단계; b) 상기 각 배전반 설비의 교류전원 단자부, 부스 바(bus bar), 케이블 접속부, 개폐기, 및 차단기의 단자 접속부 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 온도측정 센서모듈의 비접촉 적외선(IR) 온도센서를 이용하여 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대한 온도를 상시 측정하는 단계; c) 상기 b) 단계와 동시에, 상기 각 배전반 설비에 인가되는 교류전원의 전력선에 장착된 적어도 하나의 전류측정모듈을 이용하여 제어모듈의 제어에 따라 각 전력선에 흐르는 전류를 상시 측정하는 단계; d) 적어도 하나의 제어모듈이 상기 b) 및 c) 단계에서 측정된 현재 온도 및 전류 측정 데이터를 아날로그 주파수로 변조하여 주파수 변조된 온도 및 전류 측정 데이터를 적어도 하나의 데이터 수집모듈로 송출하는 단계; e) 상기 각 데이터 수집모듈이 상기 수신된 온도 및 전류 측정 데이터를 실시간으로 수집하여 이를 기반으로 상기 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 측정정보를 출력하는 단계; f) 상기 제어모듈이 상기 각 데이터 수집모듈에서 출력되는 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값을 관리자가 실시간 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시하되, 만약 상기 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값이 저장모듈에 저장된 기 설정 감시기준 온도값 또는 전류값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비의 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 상기 디스플레이 화면에 표시하는 단계; g) 상기 f) 단계와 동시에, 상기 제어모듈이 적어도 하나의 통신모듈을 이용하여 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad) 또는 스마트 노트(Smart Note) 중 어느 하나인 관리자 이동 단말 장치 또는 서버에, 상기 데이터 수집모듈에서 출력되는 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값을 관리자가 외부에서 실시간 모니터링할 수 있도록 전송하되, 만약 상기 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값이 저장모듈에 저장된 기 설정 감시기준 온도값 또는 전류값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비의 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 상기 관리자 이동 단말 장치의 디스플레이 화면에 표시하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 b) 단계의 각 온도측정 센서모듈은, 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 고정설치되는 인쇄회로기판(PCB); 상기 인쇄회로기판(PCB) 상에 장착되며, 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 구비된 센서위치 확인용 레이저 포인터; 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터와 일정거리 이격됨과 아울러 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터의 레이저 신호 방향과 동일한 방향과 초점을 향하도록 상기 인쇄회로기판(PCB) 상에 장착되며, 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대하여 적외선을 감지하여 비접촉식 방식으로 약 -70℃ ~ 380℃의 범위를 0.02℃ 단위로 온도를 측정하는 비접촉 적외선(IR) 온도센서; 및 상기 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터의 동작을 제어하고, 상기 비접촉 적외선(IR) 온도센서로부터 측정된 온도 데이터를 주파수 변조한 후 각 데이터 수집모듈로 송출하는 센서 제어부;를 포함하되, 상기 센서 제어부는, 상기 비접촉 적외선(IR) 온도센서에서 감지된 적외선에 따른 온도에 비례하는 주파수의 아날로그 신호를 생성하고, 상기 생성된 아날로그 신호를 별도의 전원공급부의 전원 전압에 실어 각 데이터 수집모듈로 송출하도록 제어된다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 c) 단계의 각 전류측정모듈은, 클램프 형태를 갖는 적어도 하나의 변류기(Current Transducer, CT), 또는 각 전력선에 흐르는 전류에 의해 생성된 자속에 비례하여 아날로그 전압 신호가 출력되고 상기 출력된 아날로그 전압 신호를 다시 아날로그 전류 신호로 환산하여 각 전력선에 흐르는 전류 및 전압을 검출하는 적어도 하나의 홀 센서(Hall Sensor) 중 하나이다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 g) 단계의 관리자 단말 장치는, 관리자 단말 장치와 통신모듈 사이의 무선 통신을 가능하게 하기 위해 방송 수신 모듈, 이동 통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 또는 위치 정보 모듈 중 적어도 하나인 무선 통신모듈; 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위해 카메라부 또는 마이크부 중 적어도 하나인 A/V(Audio/Video) 입력모듈; 관리자 단말 장치의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시키기 위해 터치 패널(정압/정전), 키 패드 돔 스위치, 조그 휠, 조그 스위치 중 적어도 하나인 사용자 입력모듈; 관리자 단말 장치의 개폐 상태, 관리자 단말 장치의 위치, 사용자 접촉 유무, 특정 부위에 대한 사용자의 터치 동작, 관리자 단말 장치의 방위, 관리자 단말장치의 가속/감속 등과 같이 관리자 단말 장치의 현 상태를 감지하여 관리자 단말장치의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시키는 센싱모듈; 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위해 디스플레이부, 음향출력부, 알람부 또는 햅틱부 중 적어도 하나인 출력모듈; 음성통화, 데이터통신, 화상통화 또는 상기 각 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 각 감시대상 산업용 장비의 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램이 실행되도록 제어하고, 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 각 감시대상 산업용 장비의 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램의 실행을 통해 비접촉식 적외선을 이용한 온도 감시관련 데이터의 생성을 요청하고 이에 대한 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 온도 감시관련 데이터를 제공받을 수 있도록 제어하는 기능을 수행하는 단말 제어모듈; 상기 A/V(Audio/Video) 입력모듈 및 출력모듈을 통해 입/출력되는 데이터들(폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장하거나, 각 감시대상 산업용 장비에 대한 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램, 또는 각 감시대상 산업용 장비에 대한 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 온도 감시관련 정보의 형성을 위한 소스 데이터, 비접촉식 적외선을 이용한 온도 감시에 대한 관련데이터 생성의 진행 과정 및 결과를 저장하는 저장모듈; 외부기기로부터 데이터를 전송 받거나 전원을 공급받아 관리자 단말 장치 내부의 각 구성요소에 전달하거나 관리자 단말 장치 내부의 데이터가 외부기기로 전송되도록 관리자 단말 장치와 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 하는 인터페이스 모듈; 및 상기 단말 제어모듈의 제어에 의해 외부의 전원 또는 내장되어 있는 배터리부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급하며, 충전단자를 사용하여 배터리를 충전하는 전원모듈;을 포함한다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터는 가시광선 레이저 포인터가 이용되며, 상기 가시광선 레이저가 조사되는 피사체의 부위에 수광부를 부착하여 상기 가시광선 레이저가 수광부에 조사되도록 하고, 상기 수광부에 가시광선 레이저가 조사되지 않으면 LED 점등이나 경보음 출력을 통해 실시간으로 사용자에게 알려준다.
또한 일 실시예에 따라, 상기 비접촉 적외선(IR) 온도센서는, 수광하려는 광이 통과할 수 있는 렌즈; 상기 렌즈를 통과한 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 수광부; 및 상기 수광부가 생성한 전기적 신호를 처리할 수 있는 신호 처리부;를 구비한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법에 따르면, 적외선(Infrared Rays, IR) 온도센서 및 홀센서 등의 비접촉식 센서를 이용하여 산업용 장비의 교류전원 단자부, 부스 바(bus bar), 케이블 접속부, 개폐기 또는 차단기의 단자 접속부 등의 배전반 설비와 같이 열화나 화재의 취약 지점에 대한 적외선을 상시 감지하여 그 온도를 검출하고 검출된 온도 및 전류를 근거리 또는 원격지에 설치된 디스플레이 모듈의 디스플레이 화면 및 관리자 단말에 즉시 표시함으로써, 관리자가 점검을 용이하게 하고 정확한 온도 및 전류 검출과 이상발생 시 경보를 표시하여 대형설비사고의 위험을 예방할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 온도측정 센서모듈의 설치상태를 설명하기 위한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 온도측정 센서모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 디스플레이 모듈의 디스플레이 화면에 표시되는 정보의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 관리자 단말을 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 온도측정 센서모듈의 설치상태를 설명하기 위한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 온도측정 센서모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 디스플레이 모듈의 디스플레이 화면에 표시되는 정보의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 관리자 단말을 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되어지는 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들(실행 엔진)에 의해 수행될 수도 있으며, 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다.
그리고, 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명되는 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능들을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있으며, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하며, 또한 그 블록들 또는 단계들이 필요에 따라 해당하는 기능의 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 장치를 설명하기 위한 전체적인 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 적용된 온도측정 센서모듈의 설치상태를 설명하기 위한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 적용된 온도측정 센서모듈을 설명하기 위한 구체적인 블록 구성도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 적용된 디스플레이 모듈의 디스플레이 화면에 표시되는 정보의 일 예를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용된 관리자 단말을 구체적으로 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 장치는, 크게 적어도 하나의 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N), 적어도 하나의 데이터 수집모듈(200-1 내지 200-N), 디스플레이 모듈(300), 제어모듈(400), 및 전원공급모듈(500) 등을 포함하여 이루어진다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 장치는 추가적으로 통신모듈(600), 적어도 하나의 전류측정모듈(700-1 내지 700-N) 및 저장모듈(800) 등을 더 포함할 수도 있다. 한편, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 감시 장치는 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 장치의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N)은 적어도 하나의 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 각각 장착되어 있으며, 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용하여 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대한 온도를 측정하는 기능을 수행한다.
또한, 각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N)이 정확한 대상체의 적외선(IR)을 감지할 수 있도록 방향을 정확하게 설정하여 설치하여야 하는데, 그 정확한 대상체 부위를 각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N)에서 가시광선 레이저를 조사하여 쉽게 확인하여 설치 가능하도록 구성될 수 있다.
또한, 시간이 지남에 따라 그 방향이 틀어지게 되는데, 이 역시 관리상 육안으로 충분히 확인 가능하여 다시 방향을 설정할 수 있다. 좀 더 바람직하게는 피사체의 부위에 수광부를 부착하여 레이저를 조사하고, 레이저가 조사되지 않으면 LED 점등이나 경보음 출력을 통해 실시간으로 사용자에게 알려줄 수 있다.
이하, 각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N)의 구체적인 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 2 및 도 3을 참조하면, 각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N)은, 크게 센서위치 확인용 레이저 포인터(110), 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120), 센서 제어부(130), 전원공급부(140) 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 센서위치 확인용 레이저 포인터(110)는 각 감시대상 산업용 장비10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 고정설치되는 인쇄회로기판(PCB) 상에 장착되어 있으며, 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대하여 적외선을 감지할 수 있도록 하기 위해 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 구성될 수 있다.
이에 의해, 사용자는 그 설치 시에 정확한 감지 방향을 조준하게 할 수 있다. 또한, 차후 시간이 지나 그 방향이나 초점 거리가 틀어지는 것을 쉽게 확인하고 수정할 수도 있다.
비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)는 센서위치 확인용 레이저 포인터(110)와 일정거리 이격됨과 아울러 센서위치 확인용 레이저 포인터(110)의 레이저 신호 방향과 동일한 방향과 초점을 향하도록 인쇄회로기판(PCB) 상에 장착되어 있으며, 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대하여 적외선을 감지하여 비접촉식 방식으로 온도를 측정하는 기능을 수행한다.
즉, 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)는 비접촉식 방식으로 온도를 측정(예컨대, 약 -70℃~380℃의 범위를 0.02℃ 단위로 측정)하는 센서로서, 피측정체의 표면에서 방사되는 적외선(IR) 대역의 광을 수광하여 온도를 측정한다.
구체적으로, 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)는 수광하려는 광이 통과할 수 있는 렌즈와 렌즈를 통과한 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 수광부를 구비한다. 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)는 경우에 따라서 수광부가 생성한 전기적 신호를 처리할 수 있는 신호 처리부를 더 구비할 수도 있다.
이러한 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)는 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대하여 적외선을 감지하도록 구성될 수 있다. 또한, 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)는 그 레이저 신호의 방향과 동일한 방향과 초점을 향하도록 구성될 수 있다.
센서 제어부(130)는 (10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 센서위치 확인용 레이저 포인터(110)의 동작을 제어하고, 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)로부터 측정된 온도를 주파수 변조하며 주파수 변조된 온도가 각 데이터 수집모듈(200-1 내지 200-N)로 송신되도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 센서 제어부(130)는 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)에서 감지된 적외선에 따른 온도에 비례하는 주파수의 아날로그 신호를 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 기존과 달리 주파수 변조를 한다.
또한, 센서 제어부(130)는 상기 생성된 아날로그 신호를 별도의 전원공급부(140)의 전원 전압에 실어 각 데이터 수집모듈(200-1 내지 200-N)로 송신되도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
상기와 같이 구성된 각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N)은 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)(예컨대, 교류전원 단자부, 부스 바(bus bar), 케이블 접속부, 개폐기 또는 차단기의 단자 접속부 등)와 같이 열화나 화재의 취약 지점에 대한 적외선을 상시 감지하여 그 온도를 검출하도록 구성될 수 있다.
이러한 각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N)은 검출된 온도를 주파수 변조하며 주파수 변조된 온도를 각 데이터 수집모듈(200-1 내지 200-N)로 송신하도록 구성될 수 있다.
이때, 각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N)은 전원 전압에 그 온도 신호를 실어 송신하도록 구성될 수 있다. 이에, 기존처럼 전원용 2가닥 라인과 온도 신호용 2가닥 라인으로 총 4가닥 라인을 구성할 필요 없이 2가닥 라인으로 가능해진다.
한편, 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)는 예컨대, 교류전원 단자부, 부스 바(bus bar), 케이블 접속부, 개폐기, 또는 차단기의 단자 접속부 중 적어도 하나로 이루어짐이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 고전압 및/또는 대전류가 흐르는 지점의 다양한 설비를 포함할 수도 있다.
각 데이터 수집모듈(200-1 내지 200-N)은 각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N)로부터 측정된 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대한 온도 측정정보를 실시간으로 수집하여 이를 기반으로 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대한 현재 온도측정 데이터를 출력하는 기능을 수행한다.
디스플레이 모듈(300)은 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대한 현재 온도값 및 기 설정된 감시기준 온도값에 따른 경보상태 등을 관리자가 실시간 모니터링(Monitoring)할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시하는 기능을 수행한다(도 4 참조).
이러한 디스플레이 모듈(300)은 예컨대, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 발광다이오드 디스플레이(Light Emitting Diode, LED), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(Flexible Display), 플라즈마 디스플레이 패널 (Plasma Display Panel, PDP), 표면 얼터네이트 라이팅(ALiS), 디지털 광원 처리(DLP), 실리콘 액정(LCoS), 표면 전도형 전자방출소자 디스플레이(SED), 전계방출 디스플레이(FED), 레이저 TV(양자 점 레이저, 액정 레이저), 광유전성 액체 디스플레이(FLD), 간섭계 변조기 디스플레이(iMoD), 두꺼운 필름 유전체 전기(TDEL), 양자점 디스플레이(QD-LED), 텔레스코픽 픽셀 디스플레이(TPD), 유기발광 트랜지스터(OLET), 레이저 형광 디스플레이(LPD), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 숫자 또는 문자 등을 디스플레이 할 수 있는 것이라면, 어떠한 것이라도 포함할 수 있다.
제어모듈(400)은 본 발명의 일 실시예에 따른 비접촉식 적외선을 이용한 산업용 장비의 온도 감시 장치를 전체적으로 제어하는 모듈로서, 특히 각 데이터 수집모듈(200-1 내지 200-N)로부터 출력된 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대한 현재 온도측정 데이터를 제공받아 이를 기반으로 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대한 현재 온도값이 디스플레이 화면에 실시간 표시되도록 디스플레이 모듈(300)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 제어모듈(400)은 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대한 현재 온도값이 기 설정된 감시기준 온도값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 디스플레이 화면에 표시되도록 디스플레이 모듈(300)의 동작을 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 제어모듈(400)은 해당 관리자에 의해 디스플레이 모듈(300)의 디스플레이 화면 터치를 통해 입력되는 특정 입력신호를 이용하여 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 명칭, 상기 감시기준 온도값, 또는 현재 온도값 오차 보정 중 적어도 하나의 파라미터 정보가 설정될 수 있도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
그리고, 전원공급모듈(500)은 각 모듈 즉, 각 온도측정 센서모듈(100-1 내지 100-N), 각 데이터 수집모듈(200-1 내지 200-N), 디스플레이 모듈(300), 통신모듈(600), 각 전류측정모듈(700-1 내지 700-N), 및 저장모듈(800) 등에 필요한 전원을 공급하는 기능을 수행하는 바, 계속적인 전원 공급을 위해 상용 교류(AC) 전원(예컨대, AC 220V)을 직류(DC) 및/또는 교류(AC) 전원으로 변환되도록 구현함이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 통상의 휴대용 배터리로(Battery) 구현할 수도 있다.
추가적으로, 제어모듈(400)의 제어에 따라 외부의 관리자 단말(20) 또는 서버(Server)(미도시)와 유선 및/또는 무선 데이터 통신하기 위한 통신모듈(600)이 더 포함될 수 있다.
이때, 제어모듈(400)은 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 대한 현재 온도값이 기 설정된 감시기준 온도값보다 클 경우 해당 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 위험 경보메시지를 생성하여 이를 통신모듈(600) 및 통신망(1)을 통해 외부의 관리자 단말(20) 또는 서버(Server)로 전송되도록 제어함이 바람직하다.
한편, 통신망(1)은 이더넷(Ethernet) 또는 이동 통신망 등으로 이루어짐이 바람직하며, 대용량, 장거리 음성 및 데이터 서비스가 가능한 대형 통신망의 고속 기간 망인 통신망일 수 있으며, 인터넷(Internet) 또는 고속의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 와이파이(Wi-Fi), 와이기그(WiGig), 와이브로(Wireless Broadband Internet, Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access, Wimax) 등을 포함하는 차세대 무선망일 수 있다.
상기 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service) 등을 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미하며, 통신모듈(600)이 외부의 관리자 단말(20) 또는 서버(Server)에 접속될 수 있게 하는 환경을 제공한다. 한편, 상기 인터넷은 유선 또는 무선 인터넷일 수도 있고, 이외에도 유선 공중망, 무선 이동 통신망, 또는 휴대 인터넷 등과 통합된 코어망 일 수도 있다.
만약, 통신망(1)이 이동 통신망일 경우 동기식 이동 통신망일 수도 있고, 비동기식 이동 통신망일 수도 있다. 비동기식 이동 통신망의 실시 예로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 방식의 통신망을 들 수 있다. 이 경우 도면에 도시되진 않았지만, 상기 이동 통신망은 RNC(Radio Network Controller)을 포함할 수 있다. 한편, WCDMA망을 일 예로 들었지만, 3G LTE망, 4G망, 5G망 등 차세대 통신망, 그 밖의 IP를 기반으로 한 IP 망일 수 있다. 이러한 통신망(1)은 통신모듈(600)과 외부의 관리자 단말(20) 또는 서버(Server) 간의 신호 및 데이터를 상호 전달하는 역할을 수행한다.
다른 한편, 본 발명의 일 실시예에 적용된 관리자 단말(20)은 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad) 또는 스마트 노트(Smart Note) 중 적어도 어느 하나의 이동 단말 장치로 이루어짐이 바람직하며, 이외에도 개인용 PC, 노트북 PC, 팜(Palm) PC, 모바일 게임기(Mobile play-station), 통신 기능이 있는 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)폰, 태블릿 PC, 아이패드(iPad) 등 통신모듈(600)에 접속하기 위한 사용자 인터페이스를 갖는 모든 유무선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있다.
이러한 관리자 단말(20)은 도 5에 도시된 바와 같이, 무선 통신모듈(21), A/V(Audio/Video) 입력모듈(22), 사용자 입력모듈(23), 센싱모듈(24), 출력모듈(25), 저장모듈(26), 인터페이스 모듈(27), 단말 제어모듈(28) 및 전원모듈(29) 등을 포함할 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 관리자 단말(20)은 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 가질 수도 있다.
이하, 관리자 단말(20)의 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
무선 통신모듈(21)은 관리자 단말(20)과 통신모듈(600) 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예컨대, 무선 통신모듈(21)은 방송 수신 모듈(21a), 이동 통신 모듈(21b), 무선 인터넷 모듈(21c), 근거리 통신 모듈(21d) 및 위치 정보 모듈(21e) 등을 포함할 수 있다.
방송 수신 모듈(21a)은 다양한 방송채널(예컨대, 위성채널, 지상파채널 등)을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송신호(예컨대, TV 방송신호, 라디오 방송신호, 데이터 방송신호 등) 및/또는 방송관련 정보를 수신한다.
이동 통신 모듈(21b)은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는 음성 콜(call) 신호, 화상 통화 콜 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(21c)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈로서, 관리자 단말(20)에 내장되거나 외장될 수 있다. 상기 무선 인터넷 기술로는 예컨대, WLAN(Wi-Fi), Wibro, Wimax, HSDPA, LTE 등이 이용될 수 있다.
근거리 통신 모듈(21d)은 근거리 통신을 위한 모듈로서, 예컨대, 블루투스(Bluetooth) 통신, 지그비(ZigBee) 통신, UWB(Ultra Wideband) 통신, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 또는 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신 등이 이용될 수 있다.
위치 정보 모듈(21e)은 관리자 단말(20)의 위치를 확인하거나 얻기 위한 모듈로서, GPS(Global Position System) 등을 이용하여 관리자 단말(20)의 현재 위치 정보를 획득할 수 있다.
한편, 단말 제어모듈(28)의 제어에 따라 전술한 무선 통신모듈(21) 및/또는 유선 통신모듈(미도시)을 통해 저장모듈(26)에 저장된 특정 어플리케이션 프로그램을 이용하여 통신모듈(600)와 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
A/V 입력모듈(22)은 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 모듈로서, 기본적으로 카메라부(22a)와 마이크부(22b) 등이 포함될 수 있다. 카메라부(22a)는 화상통화모드 또는 촬영모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 마이크부(22b)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식모드 등에서 마이크로폰에 의해 외부의 음향신호를 입력받아 전기적인 음성데이터로 처리한다.
사용자 입력모듈(23)은 관리자 단말(20)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시키는 모듈로서, 특히 출력모듈(25)의 디스플레이부(25a)를 통해 표시되는 네트워크 감시 정보들 중 어느 하나에 대한 선택 신호를 입력하는 기능을 수행하며, 예컨대, 사용자의 터치에 의하여 입력되는 터치 패널(정압/정전) 형식이거나 별도의 입력 장치(예컨대, 키 패드 돔 스위치, 조그 휠, 조그 스위치 등)를 이용하여 입력될 수 있다.
센싱모듈(24)은 관리자 단말(20)의 개폐 상태, 관리자 단말(20)의 위치, 사용자 접촉 유무, 특정 부위에 대한 사용자의 터치 동작, 관리자 단말(20)의 방위, 관리자 단말(20)의 가속/감속 등과 같이 관리자 단말(20)의 현 상태를 감지하여 관리자 단말(20)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 이러한 센싱 신호는 단말 제어모듈(28)에 전달되어, 단말 제어모듈(28)이 특정 기능을 수행하는 기초가 될 수 있다.
출력모듈(25)은 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 모듈로서, 기본적으로 디스플레이부(25a), 음향출력부(25b), 알람부(25c) 및 햅틱부(25d) 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(25a)는 관리자 단말(20)에서 처리되는 정보를 표시 출력하기 위한 것으로서, 예컨대, 관리자 단말(20)이 통화모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphical User Interface)를 표시하고, 화상통화모드 또는 촬영모드인 경우에는 촬영 및/또는 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.
음향출력부(25b)는 예컨대, 콜 신호수신, 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식모드, 방송수신모드 등에서 무선 통신모듈(21)로부터 수신되거나 저장모듈(26)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수도 있다.
알람부(25c)는 관리자 단말(20)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수 있다. 관리자 단말(20)에서 발생되는 이벤트의 예로는 콜 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다.
햅틱부(25d)는 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱부(25d)가 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택부(25d)가 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어 가능하다.
저장모듈(26)은 단말 제어모듈(28)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다.
또한, 저장모듈(26)은 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있으며, 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)에 대한 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용한 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램을 저장할 수 있다.
또한, 저장모듈(26)은 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)에 대한 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용한 온도 감시관련 정보의 형성을 위한 소스 데이터가 저장될 수 있는 바, 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용한 온도 감시관련 데이터가 영상 및 소리로 구성된 형태로 이루어질 수 있으며, 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용한 온도 감시에 대한 관련데이터 생성의 진행 과정 및 결과도 함께 저장될 수 있다.
이러한 저장모듈(26)은 플래시 메모리 타입, 하드디스크 타입, 멀티미디어 카드 마이크로 타입, 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM), SRAM, 롬(ROM), EEPROM, PROM, 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
인터페이스 모듈(27)은 관리자 단말(20)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스 모듈(27)은 외부기기로부터 데이터를 전송 받거나 전원을 공급받아 관리자 단말(20) 내부의 각 구성요소에 전달하거나 관리자 단말(20) 내부의 데이터가 외부기기로 전송되도록 한다.
단말 제어모듈(28)은 통상적으로 관리자 단말(20)의 전반적인 동작을 제어하는 것으로서, 예컨대, 음성통화, 데이터통신, 화상통화, 각종 어플리케이션 실행 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.
즉, 단말 제어모듈(28)은 저장모듈(26)에 저장된 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용한 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램이 실행되도록 제어하고, 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용한 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램의 실행을 통해 비접촉식 적외선을 이용한 온도 감시관련 데이터의 생성을 요청하고 이에 대한 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용한 온도 감시관련 데이터를 제공받을 수 있도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 단말 제어모듈(28)은 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용한 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램의 실행을 통해 사용자가 원하는 비접촉 적외선(IR) 온도센서(120)를 이용한 온도 감시관련 데이터의 생성 과정에서 영상, 음성 또는 음향 중 적어도 하나를 포함하는 보조 요소들을 디스플레이부(25a) 및 다른 출력장치(예컨대, 음향출력부(25b), 알람부(25c), 햅틱부(25d) 등) 중 적어도 하나를 통해 출력되도록 제어하는 기능을 수행한다.
또한, 단말 제어모듈(28)은 배터리부(29a)의 충전 전류와 충전 전압을 상시적으로 모니터링하고, 모니터링 값을 저장모듈(26)에 임시 저장할 수 있다. 이때, 저장모듈(26)은 모니터링 된 충전 전류와 충전 전압과 같은 배터리 충전상태 정보뿐만 아니라 배터리 사양정보(제품 코드, 정격 등)도 함께 저장함이 바람직하다.
전원모듈(29)은 단말 제어모듈(28)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원모듈(29)은 내장되어 있는 배터리부(29a)의 전원을 각 구성요소들로 공급하여 동작하도록 하며, 충전단자(미도시)를 사용하여 배터리의 충전이 가능하다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 단말 제어모듈(28)에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 저장모듈(26)에 저장되고, 단말 제어모듈(28)에 의해 실행될 수 있다.
한편, 관리자 단말(20)이 스마트폰으로 이루어질 경우, 상기 스마트폰은 일반 핸드폰(일명 피처폰(feature phone))과는 달리 사용자가 원하는 다양한 어플리케이션(Application) 프로그램을 다운로드받아 자유롭게 사용하고 삭제가 가능한 오픈 운영체제를 기반으로 한 폰(Phone)으로서, 일반적으로 사용되는 음성/영상통화, 인터넷 데이터통신 등의 기능뿐만 아니라, 모바일 오피스 기능을 갖춘 모든 모바일 폰 또는 음성통화 기능이 없으나 인터넷 접속 가능한 모든 인터넷폰 또는 테블릿 PC(Tablet PC)를 포함하는 통신기기로 이해함이 바람직하다.
이러한 스마트폰은 다양한 개방형 운영체제를 탑재한 스마트폰으로 구현될 수 있으며, 상기 개방형 운영체제로는 예컨대, 노키아(NOKIA)사의 심비안, 림스(RIMS)사의 블랙베리, 애플(Apple)사의 아이폰, 마이크로소프트사(MS)의 윈도즈 모바일, 구글(Google)사의 안드로이드, 삼성전자의 바다 등으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 스마트폰은 개방형 운영체제를 사용하므로 폐쇄적인 운영체제를 가진 휴대폰과 달리 사용자가 임의로 다양한 어플리케이션 프로그램을 설치하고 관리할 수 있다.
즉, 전술한 상기 스마트폰은 기본적으로 제어부, 메모리부, 화면출력부, 키입력부, 사운드 출력부, 사운드 입력부, 카메라부, 무선망 통신모듈, 근거리 무선 통신모듈 및 전원 공급을 위한 배터리 등을 구비한다.
상기 제어부는 스마트폰의 동작을 제어하는 기능 구성의 총칭으로서, 적어도 하나의 프로세서와 실행 메모리를 포함하며, 스마트폰에 구비된 각 기능 구성부와 버스(BUS)를 통해 연결된다.
이러한 상기 제어부는 상기 프로세서를 통해 스마트폰에 구비되는 적어도 하나의 프로그램 코드를 상기 실행 메모리에 로딩하여 연산하고, 그 결과를 상기 버스를 통해 적어도 하나의 기능 구성부로 전달하여 스마트폰의 동작을 제어한다.
상기 메모리부는 스마트폰에 구비되는 비휘발성 메모리의 총칭으로서, 상기 제어부를 통해 실행되는 적어도 하나의 프로그램 코드와, 상기 프로그램 코드가 이용하는 적어도 하나의 데이터 셋트를 저장하여 유지한다. 상기 메모리부는 기본적으로 스마트폰의 운영체제에 대응하는 시스템 프로그램 코드와 시스템 데이터 셋트, 스마트폰의 무선 통신 연결을 처리하는 통신 프로그램 코드와 통신 데이터 셋트 및 적어도 하나의 응용프로그램 코드와 응용 데이터 셋트를 저장하며, 본 발명을 구현하기 위한 프로그램 코드와 데이터 셋트 역시 상기 메모리부에 저장된다.
상기 화면 출력부는 화면출력 장치(예컨대, LCD(Liquid Crystal Display) 장치)와 이를 구동하는 출력 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 화면 출력에 대응하는 연산 결과를 상기 화면출력 장치로 출력한다.
상기 키입력부는 적어도 하나의 키 버튼을 구비한 키 입력장치(또는 상기 화면 출력부와 연동하는 터치스크린 장치)와 이를 구동하는 입력 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산을 명령하는 명령을 입력하거나, 또는 상기 제어부의 연산에 필요한 데이터를 입력한다.
상기 사운드 출력부는 사운드 신호를 출력하는 스피커와 상기 스피커를 구동하는 사운드 모듈로 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 사운드 출력에 대응하는 연산 결과를 상기 스피커를 통해 출력한다. 상기 사운드 모듈은 기 스피커를 통해 출력할 사운드 데이터를 디코딩(Decoding)하여 사운드 신호로 변환한다.
상기 사운드 입력부는 사운드 신호를 입력받는 마이크로폰과 상기 마이크로폰을 구동하는 사운드 모듈로 구성되며, 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 사운드 데이터를 상기 제어부로 전달한다. 상기 사운드 모듈은 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 사운드 신호를 엔코딩(Encoding)하여 부호화한다.
상기 카메라부는 광학부와 CCD(Charge Coupled Device)와 이를 구동하는 카메라 모듈로 구성되며, 상기 광학부를 통해 상기 CCD에 입력된 비트맵 데이터를 획득한다. 상기 비트맵 데이터는 정지 영상의 이미지 데이터와 동영상 데이터를 모두 포함할 수 있다.
상기 무선망 통신모듈은 무선 통신을 연결하는 통신 구성의 총칭으로서, 특정 주파수 대역의 무선 주파수 신호를 송수신하는 안테나, RF모듈, 기저대역모듈, 신호처리모듈을 적어도 하나 포함하여 구성되며, 상기 제어부와 버스로 연결되어 상기 제어부의 각종 연산 결과 중 무선 통신에 대응하는 연산 결과를 무선 통신을 통해 전송하거나, 또는 무선 통신을 통해 데이터를 수신하여 상기 제어부로 전달함과 동시에, 상기 무선 통신의 접속, 등록, 통신, 핸드오프의 절차를 유지한다.
또한, 상기 무선망 통신모듈은 CDMA/WCDMA 규격에 따라 이동 통신망에 접속, 위치등록, 호처리, 통화연결, 데이터통신, 핸드오프를 적어도 하나 수행하는 이동 통신 구성을 포함한다. 한편, 당업자의 의도에 따라 상기 무선망 통신모듈은 IEEE 802.16 규격에 따라 휴대인터넷에 접속, 위치등록, 데이터통신, 핸드오프를 적어도 하나 수행하는 휴대 인터넷 통신 구성을 더 포함할 수 있으며, 상기 무선망 통신모듈이 제공하는 무선 통신 구성에 의해 본 발명이 한정되지 아니함을 명백히 밝혀두는 바이다.
상기 근거리 무선 통신모듈은 일정 거리 이내에서 무선 주파수 신호를 통신매체로 이용하여 통신세션을 연결하는 근거리 무선 통신모듈로 구성되며, 바람직하게는 ISO 180000 시리즈 규격의 RFID 통신, 블루투스 통신, 와이파이 통신, 공중 무선 통신 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 근거리 무선 통신모듈은 상기 무선망 통신모듈과 통합될 수 있다.
이와 같이 구성된 스마트폰은 무선 통신이 가능한 단말기를 의미하며, 스마트폰 이외에도 인터넷을 포함한 네트워크를 통하여 데이터의 송수신이 가능한 단말기라면 어떠한 장치라도 적용이 가능할 것이다. 즉, 상기 스마트폰은 단문 메시지 전송 기능과 네트워크 접속 기능을 가지는 노트북 PC, 태블릿 PC, 그 외에도 휴대 및 이동이 가능한 휴대 단말을 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
더욱이, 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비에 인가되는 교류전원의 전력선에 장착되며, 제어모듈(400)의 제어에 따라 각 전력선에 흐르는 전류를 측정하는 적어도 하나의 전류측정모듈(700-1 내지 700-N)이 더 포함될 수도 있다.
이때, 제어모듈(400)은 각 전류측정모듈(700-1 내지 700-N)로부터 측정된 각 전력선에 흐르는 전류 정보를 제공받아 이를 기반으로 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 인가되는 교류전원의 각 전력선에 흐르는 현재 전류값이 디스플레이 화면에 표시되도록 디스플레이 모듈(300)의 동작을 제어함이 바람직하다.
또한, 제어모듈(400)은 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 인가되는 교류전원의 각 전력선에 흐르는 현재 전류값이 기 설정된 감시기준 전류값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비의 기 설정된 감시기준 전류값에 따른 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 디스플레이 화면에 표시되도록 디스플레이 모듈(300)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 제어모듈(400)은 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 배전반 설비(11-1 내지 11-N)에 인가되는 교류전원의 각 전력선에 흐르는 현재 전류값이 기 설정된 감시기준 전류값보다 클 경우 해당 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 위험 경보메시지를 생성하여 이를 통신모듈(600) 및 통신망(1)을 통해 외부의 관리자 단말(20) 또는 서버(Server)로 유선 및/또는 무선 전송되도록 제어할 수도 있다.
한편, 각 전류측정모듈(700-1 내지 700-N)은 예컨대, 클램프 형태를 갖는 적어도 하나의 변류기(Current Transducer, CT) 또는 각 전력선에 흐르는 전류에 의해 생성된 자속에 비례하여 아날로그 전압 신호가 출력되고, 상기 출력된 아날로그 전압 신호를 다시 아날로그 전류 신호로 환산하여 각 전력선에 흐르는 전류 및 전압을 검출하는 적어도 하나의 홀 센서(Hall Sensor) 등을 포함하여 이루어짐이 바람직하다.
그리고, 저장모듈(800)은 제어모듈(400)을 통해 실행되는 적어도 하나의 프로그램 코드와, 상기 프로그램 코드가 이용하는 적어도 하나의 데이터 셋트를 저장하여 유지하는 기능을 수행한다.
또한, 저장모듈(800)은 제어모듈(400)의 제어에 따라 해당 관리자에 의해 디스플레이 모듈(300)의 디스플레이 화면 터치를 통해 입력되는 특정 입력신호를 이용하여 설정된 각 감시대상 산업용 장비(10-1 내지 10-N)의 명칭, 상기 감시기준 온도값, 또는 현재 온도값 오차 보정 중 적어도 하나의 파라미터 정보를 저장하는 기능을 수행할 수 있다.
이러한 저장모듈(800)은 예컨대, 플래시 메모리 타입(Flash Memory type), 하드디스크 타입(Hard Disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 제어모듈(400)에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 또한, 소프트웨어 코드는 저장모듈(800)에 저장되고, 제어모듈(400)에 의해 실행될 수 있다.
상술한 바의 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 장치는 다음의 단계들에 의해 감시 동작을 수행할 수 있다.
a) 단계: 적어도 하나의 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 해당 관리자에 의해 디스플레이 모듈의 디스플레이 화면 터치를 통해 입력되는 특정 입력신호를 이용하여 설정된 각 감시대상 산업용 장비의 명칭, 상기 감시기준 온도값, 및 현재 온도값 오차 보정의 파라미터 정보를 저장모듈에 저장한다.
b) 단계: 상기 각 배전반 설비의 교류전원 단자부, 부스 바(bus bar), 케이블 접속부, 개폐기, 및 차단기의 단자 접속부 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 온도측정 센서모듈의 비접촉 적외선(IR) 온도센서를 이용하여 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대한 온도를 상시 측정한다.
이 때, 상기 b) 단계의 각 온도측정 센서모듈은, 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 고정설치되는 인쇄회로기판(PCB); 상기 인쇄회로기판(PCB) 상에 장착되며, 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 구비된 센서위치 확인용 레이저 포인터; 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터와 일정거리 이격됨과 아울러 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터의 레이저 신호 방향과 동일한 방향과 초점을 향하도록 상기 인쇄회로기판(PCB) 상에 장착되며, 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대하여 적외선을 감지하여 비접촉식 방식으로 약 -70℃ ~ 380℃의 범위를 0.02℃ 단위로 온도를 측정하는 비접촉 적외선(IR) 온도센서; 및 상기 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터의 동작을 제어하고, 상기 비접촉 적외선(IR) 온도센서로부터 측정된 온도 데이터를 주파수 변조한 후 각 데이터 수집모듈로 송출하는 센서 제어부;를 포함하여 구성되되, 상기 센서 제어부는, 상기 비접촉 적외선(IR) 온도센서에서 감지된 적외선에 따른 온도에 비례하는 주파수의 아날로그 신호를 생성하고, 상기 생성된 아날로그 신호를 별도의 전원공급부의 전원 전압에 실어 각 데이터 수집모듈로 송출하도록 제어된다.
또한, 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터는 가시광선 레이저 포인터가 이용되며, 상기 가시광선 레이저가 조사되는 피사체의 부위에 수광부를 부착하여 상기 가시광선 레이저가 수광부에 조사되도록 하고, 상기 수광부에 가시광선 레이저가 조사되지 않으면 LED 점등이나 경보음 출력을 통해 실시간으로 사용자에게 알려준다.
또한, 상기 비접촉 적외선(IR) 온도센서는, 수광하려는 광이 통과할 수 있는 렌즈; 상기 렌즈를 통과한 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 수광부; 및 상기 수광부가 생성한 전기적 신호를 처리할 수 있는 신호 처리부;로 구성될 수 있다.
c) 단계: 상기 b) 단계와 동시에, 상기 각 배전반 설비에 인가되는 교류전원의 전력선에 장착된 적어도 하나의 전류측정모듈을 이용하여 제어모듈의 제어에 따라 각 전력선에 흐르는 전류를 상시 측정한다.
이 때, 상기 c) 단계의 각 전류측정모듈은, 클램프 형태를 갖는 적어도 하나의 변류기(Current Transducer, CT), 또는 각 전력선에 흐르는 전류에 의해 생성된 자속에 비례하여 아날로그 전압 신호가 출력되고 상기 출력된 아날로그 전압 신호를 다시 아날로그 전류 신호로 환산하여 각 전력선에 흐르는 전류 및 전압을 검출하는 적어도 하나의 홀 센서(Hall Sensor) 중 하나가 이용될 수 있다.
d) 단계: 적어도 하나의 제어모듈이 상기 b) 및 c) 단계에서 측정된 현재 온도 및 전류 측정 데이터를 아날로그 주파수로 변조하여 주파수 변조된 온도 및 전류 측정 데이터를 적어도 하나의 데이터 수집모듈로 송출한다.
e) 단계: 상기 각 데이터 수집모듈이 상기 수신된 온도 및 전류 측정 데이터를 실시간으로 수집하여 이를 기반으로 상기 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 측정정보를 출력한다.
f) 단계: 상기 제어모듈이 상기 각 데이터 수집모듈에서 출력되는 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값을 관리자가 실시간 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시하되, 만약 상기 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값이 저장모듈에 저장된 기 설정 감시기준 온도값 또는 전류값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비의 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 상기 디스플레이 화면에 표시한다.
g) 단계: 상기 f) 단계와 동시에, 상기 제어모듈이 적어도 하나의 통신모듈을 이용하여 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad) 또는 스마트 노트(Smart Note) 중 어느 하나인 관리자 이동 단말 장치 또는 서버에, 상기 데이터 수집모듈에서 출력되는 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값을 관리자가 외부에서 실시간 모니터링할 수 있도록 전송하되, 만약 상기 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값이 저장모듈에 저장된 기 설정 감시기준 온도값 또는 전류값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비의 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 상기 관리자 이동 단말 장치의 디스플레이 화면에 표시한다.
이 때, 상기 g) 단계의 관리자 단말 장치는, 관리자 단말 장치와 통신모듈 사이의 무선 통신을 가능하게 하기 위해 방송 수신 모듈, 이동 통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 또는 위치 정보 모듈 중 적어도 하나인 무선 통신모듈; 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위해 카메라부 또는 마이크부 중 적어도 하나인 A/V(Audio/Video) 입력모듈; 관리자 단말 장치의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시키기 위해 터치 패널(정압/정전), 키 패드 돔 스위치, 조그 휠, 조그 스위치 중 적어도 하나인 사용자 입력모듈; 관리자 단말 장치의 개폐 상태, 관리자 단말 장치의 위치, 사용자 접촉 유무, 특정 부위에 대한 사용자의 터치 동작, 관리자 단말 장치의 방위, 관리자 단말장치의 가속/감속 등과 같이 관리자 단말 장치의 현 상태를 감지하여 관리자 단말장치의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시키는 센싱모듈; 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위해 디스플레이부, 음향출력부, 알람부 또는 햅틱부 중 적어도 하나인 출력모듈; 음성통화, 데이터통신, 화상통화 또는 상기 각 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 각 감시대상 산업용 장비의 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램이 실행되도록 제어하고, 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 각 감시대상 산업용 장비의 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램의 실행을 통해 비접촉식 적외선을 이용한 온도 감시관련 데이터의 생성을 요청하고 이에 대한 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 온도 감시관련 데이터를 제공받을 수 있도록 제어하는 기능을 수행하는 단말 제어모듈; 상기 A/V(Audio/Video) 입력모듈 및 출력모듈을 통해 입/출력되는 데이터들(폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장하거나, 각 감시대상 산업용 장비에 대한 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램, 또는 각 감시대상 산업용 장비에 대한 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 온도 감시관련 정보의 형성을 위한 소스 데이터, 비접촉식 적외선을 이용한 온도 감시에 대한 관련데이터 생성의 진행 과정 및 결과를 저장하는 저장모듈; 외부기기로부터 데이터를 전송 받거나 전원을 공급받아 관리자 단말 장치 내부의 각 구성요소에 전달하거나 관리자 단말 장치 내부의 데이터가 외부기기로 전송되도록 관리자 단말 장치와 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 하는 인터페이스 모듈; 및 상기 단말 제어모듈의 제어에 의해 외부의 전원 또는 내장되어 있는 배터리부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급하며, 충전단자를 사용하여 배터리를 충전하는 전원모듈;을 포함하여 구성될 수 있다.
전술한 본 발명에 따른 비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 장치와 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100-1 내지 100-N : 온도측정 센서모듈,
200-1 내지 200-N : 데이터 수집모듈,
300 : 디스플레이 모듈,
400 : 제어모듈,
500 : 전원공급모듈,
600 : 통신모듈,
700-1 내지 700-N : 전류측정모듈,
800 : 저장모듈
200-1 내지 200-N : 데이터 수집모듈,
300 : 디스플레이 모듈,
400 : 제어모듈,
500 : 전원공급모듈,
600 : 통신모듈,
700-1 내지 700-N : 전류측정모듈,
800 : 저장모듈
Claims (6)
- a) 적어도 하나의 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 해당 관리자에 의해 디스플레이 모듈의 디스플레이 화면 터치를 통해 입력되는 특정 입력신호를 이용하여 설정된 각 감시대상 산업용 장비의 명칭, 상기 감시기준 온도값, 및 현재 온도값 오차 보정의 파라미터 정보를 저장모듈에 저장하는 단계;
b) 상기 각 배전반 설비의 교류전원 단자부, 부스 바(bus bar), 케이블 접속부, 개폐기, 및 차단기의 단자 접속부 중 적어도 하나에 장착된 적어도 하나의 온도측정 센서모듈의 비접촉 적외선(IR) 온도센서를 이용하여 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대한 온도를 상시 측정하는 단계;
c) 상기 b) 단계와 동시에,
상기 각 배전반 설비에 인가되는 교류전원의 전력선에 장착된 적어도 하나의 전류측정모듈을 이용하여 제어모듈의 제어에 따라 각 전력선에 흐르는 전류를 상시 측정하는 단계;
d) 적어도 하나의 제어모듈이 상기 b) 및 c) 단계에서 측정된 현재 온도 및 전류 측정 데이터를 아날로그 주파수로 변조하여 주파수 변조된 온도 및 전류 측정 데이터를 적어도 하나의 데이터 수집모듈로 송출하는 단계;
e) 상기 각 데이터 수집모듈이 상기 수신된 온도 및 전류 측정 데이터를 실시간으로 수집하여 이를 기반으로 상기 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 측정정보를 출력하는 단계;
f) 상기 제어모듈이 상기 각 데이터 수집모듈에서 출력되는 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값을 관리자가 실시간 모니터링할 수 있도록 디스플레이 화면에 표시하되,
만약 상기 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값이 저장모듈에 저장된 기 설정 감시기준 온도값 또는 전류값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비의 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 상기 디스플레이 화면에 표시하는 단계;
g) 상기 f) 단계와 동시에,
상기 제어모듈이 적어도 하나의 통신모듈을 이용하여 무선 인터넷 또는 휴대 인터넷을 통하여 통신하는 스마트폰(Smart Phone), 스마트 패드(Smart Pad) 또는 스마트 노트(Smart Note) 중 어느 하나인 관리자 이동 단말 장치 또는 서버에,
상기 데이터 수집모듈에서 출력되는 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값을 관리자가 외부에서 실시간 모니터링할 수 있도록 전송하되,
만약 상기 각 감시대상 산업용 장비별 배전반 설비에 대한 현재 온도 및 전류 데이터값이 저장모듈에 저장된 기 설정 감시기준 온도값 또는 전류값보다 클 경우 관리자가 해당 감시대상 산업용 장비의 위험 경보를 시각적으로 알 수 있게 상기 관리자 이동 단말 장치의 디스플레이 화면에 표시하는 단계;를 포함하는,
비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 b) 단계의 각 온도측정 센서모듈은,
각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 고정설치되는 인쇄회로기판(PCB);
상기 인쇄회로기판(PCB) 상에 장착되며, 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 구비된 센서위치 확인용 레이저 포인터;
상기 센서위치 확인용 레이저 포인터와 일정거리 이격됨과 아울러 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터의 레이저 신호 방향과 동일한 방향과 초점을 향하도록 상기 인쇄회로기판(PCB) 상에 장착되며, 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비에 대하여 적외선을 감지하여 비접촉식 방식으로 약 -70℃ ~ 380℃의 범위를 0.02℃ 단위로 온도를 측정하는 비접촉 적외선(IR) 온도센서; 및
상기 각 감시대상 산업용 장비의 배전반 설비의 표적에 대해 레이저 신호를 정확하게 조준하여 주사하도록 상기 센서위치 확인용 레이저 포인터의 동작을 제어하고, 상기 비접촉 적외선(IR) 온도센서로부터 측정된 온도 데이터를 주파수 변조한 후 각 데이터 수집모듈로 송출하는 센서 제어부;를 포함하되,
상기 센서 제어부는, 상기 비접촉 적외선(IR) 온도센서에서 감지된 적외선에 따른 온도에 비례하는 주파수의 아날로그 신호를 생성하고, 상기 생성된 아날로그 신호를 별도의 전원공급부의 전원 전압에 실어 각 데이터 수집모듈로 송출하도록 제어되는,
비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 c) 단계의 각 전류측정모듈은,
클램프 형태를 갖는 적어도 하나의 변류기(Current Transducer, CT), 또는 각 전력선에 흐르는 전류에 의해 생성된 자속에 비례하여 아날로그 전압 신호가 출력되고 상기 출력된 아날로그 전압 신호를 다시 아날로그 전류 신호로 환산하여 각 전력선에 흐르는 전류 및 전압을 검출하는 적어도 하나의 홀 센서(Hall Sensor) 중 하나인,
비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 g) 단계의 관리자 단말 장치는,
관리자 단말 장치와 통신모듈 사이의 무선 통신을 가능하게 하기 위해 방송 수신 모듈, 이동 통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 또는 위치 정보 모듈 중 적어도 하나인 무선 통신모듈;
오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위해 카메라부 또는 마이크부 중 적어도 하나인 A/V(Audio/Video) 입력모듈;
관리자 단말 장치의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시키기 위해 터치 패널(정압/정전), 키 패드 돔 스위치, 조그 휠, 조그 스위치 중 적어도 하나인 사용자 입력모듈;
관리자 단말 장치의 개폐 상태, 관리자 단말 장치의 위치, 사용자 접촉 유무, 특정 부위에 대한 사용자의 터치 동작, 관리자 단말 장치의 방위, 관리자 단말장치의 가속/감속 등과 같이 관리자 단말 장치의 현 상태를 감지하여 관리자 단말장치의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시키는 센싱모듈;
시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위해 디스플레이부, 음향출력부, 알람부 또는 햅틱부 중 적어도 하나인 출력모듈;
음성통화, 데이터통신, 화상통화 또는 상기 각 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 각 감시대상 산업용 장비의 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램이 실행되도록 제어하고, 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 각 감시대상 산업용 장비의 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램의 실행을 통해 비접촉식 적외선을 이용한 온도 감시관련 데이터의 생성을 요청하고 이에 대한 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 온도 감시관련 데이터를 제공받을 수 있도록 제어하는 기능을 수행하는 단말 제어모듈;
상기 A/V(Audio/Video) 입력모듈 및 출력모듈을 통해 입/출력되는 데이터들(폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장하거나, 각 감시대상 산업용 장비에 대한 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 온도 감시관련 어플리케이션 프로그램, 또는 각 감시대상 산업용 장비에 대한 비접촉 적외선 온도센서를 이용한 온도 감시관련 정보의 형성을 위한 소스 데이터, 비접촉식 적외선을 이용한 온도 감시에 대한 관련데이터 생성의 진행 과정 및 결과를 저장하는 저장모듈;
외부기기로부터 데이터를 전송 받거나 전원을 공급받아 관리자 단말 장치 내부의 각 구성요소에 전달하거나 관리자 단말 장치 내부의 데이터가 외부기기로 전송되도록 관리자 단말 장치와 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 하는 인터페이스 모듈; 및
상기 단말 제어모듈의 제어에 의해 외부의 전원 또는 내장되어 있는 배터리부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급하며, 충전단자를 사용하여 배터리를 충전하는 전원모듈;을 포함하는,
비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 센서위치 확인용 레이저 포인터는 가시광선 레이저 포인터가 이용되며, 상기 가시광선 레이저가 조사되는 피사체의 부위에 수광부를 부착하여 상기 가시광선 레이저가 수광부에 조사되도록 하고, 상기 수광부에 가시광선 레이저가 조사되지 않으면 LED 점등이나 경보음 출력을 통해 실시간으로 사용자에게 알려주는 것을 특징으로 하는,
비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 비접촉 적외선(IR) 온도센서는,
수광하려는 광이 통과할 수 있는 렌즈;
상기 렌즈를 통과한 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하는 수광부; 및
상기 수광부가 생성한 전기적 신호를 처리할 수 있는 신호 처리부;를 구비하는,
비접촉식 센서를 이용한 산업용 장비의 온도 및 전류 감시 방법.
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