KR20210150913A - 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치는, 하기 교정 단말과 데이터 통신 채널을 형성하는 단말 통신부; 내부 공간에 위치한 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하는 휴대폰 통신부; 및 장착된 스피커로 상기 표준 소음을 방출하는 음향 출력부를 구비하는 교정함과,
상기 교정함과 데이터 통신을 수행하는 교정함 통신부; 원격의 지원 서버와 데이터 통신 채널을 형성하는 서버 통신부; 상기 스마트폰에 의한 점검 지역의 정보와, 상기 표준 소음 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 표준 소음을 상기 스마트폰이 감지한 감도가, 상기 표준 소음에 대하여 지정된 감도로 되도록, 상기 스마트폰에 대하여 측정 교정을 지시하는 교정 제어부를 구비하는 교정 단말을 포함할 수 있다.
상기 교정함과 데이터 통신을 수행하는 교정함 통신부; 원격의 지원 서버와 데이터 통신 채널을 형성하는 서버 통신부; 상기 스마트폰에 의한 점검 지역의 정보와, 상기 표준 소음 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 표준 소음을 상기 스마트폰이 감지한 감도가, 상기 표준 소음에 대하여 지정된 감도로 되도록, 상기 스마트폰에 대하여 측정 교정을 지시하는 교정 제어부를 구비하는 교정 단말을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 스마트폰을 이용하여 설치되어 운영중인 변압기에 의해 유발되는 소음을 측정하기 위한 소음 측정 지원 장치 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 변압기(TRansformer : TR)는 전자유도 작용에 의하여 한쪽의 권선에 공급한 교류전원을 다른 쪽의 권선에 다른 전압의 교류전원으로 변환하는 기기로서 적어도 2개 이상의 전기회로를 구성하는 권선들과 한 개의 공통된 자기회로를 이루는 철심 및 절연유 등의 절연물로 구성된다.
이러한 변압기는 사용장소에 따라 소형 변압기, 배전 선로 전주 위에 설치되는 주상 변압기 및 발전소, 또는 변전소 등에 설치되는 전력용 변압기 등으로 나눌 수 있으며, 이외에도 사용목적에 따라 시험용 변압기, 접지변압기, 정류기용변압기, 전기로용 변압기 및 방폭형 변압기 등으로 분류될 수도 있다. 이와 같은, 변압기 중에서도 전력용 변압기 등은 소음을 많이 방출하기 때문에 변압기 주위에 사는 사람들에게 많은 피해를 주고 있다.
상술한 변압기 소음에 대한 유효성 높은 대책을 수립하기 위해서는, 실제 설치되어 운영중인 변압기의 소음이 거주자 등 관련인들의 관점에서 어느 정도인지 알아보기 위한 소음 측정이 필요하다.
종래 기술은 소음측정기에서 측정된 소음을 전체 소음과 변압기 소음(120Hz 및 배수성분 소음)을 하드웨어적으로 구분하여 동시에 표시하도록 함으로써 사용자가 전체 소음 대비 변압기 소음을 구분할 수 있도록 하였다.
도 7은 종래 기술에 의한 이동식 소음 측정기 외관을 나타낸 사진이다.
도 8은 종래 기술에 의한 이동식 소음 측정기의 소음도 경향을 나타낸 그래프이고, 도 9는 시간열 데이터 및 파워스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도시한 이동식 소음 측정기는 일반 소음측정기를 통한 소음측정 결과에서 구현하였던 동작과 유사하게 측정과 녹음을 수행하며, 측정시간은 1회 최대 5분까지 설정되어 있으나, 잡음 배제를 위해 그 이전에 측정을 완료할 수 있도록 하고 있다.
액정에는 소음측정 중 전체소음과 변압기 소음부분을 실시간으로 구분하여 표시되도록 하였으며, 변압기 소음특성인 120Hz 및 그 배수성분에 대한 실시간 필터를 위해 하드웨어 내부에 comb 필터를 추가 적용한 것이다.
또한, 액정에는 측정일시별 파일리스트를 제공하고, 측정일자를 지정하여 선택할 경우 측정시간내 평균, 최대, 최소값여 보여주게 됨. 측정 및 녹음된 소음데이터는 컴퓨터로 전송시켜 측정일자별 리스트, 특정 일시에 측정된 소음도 경향과 일정구간의 소음레벨에 대한 주파수 선도 및 1/3 옥타브 선도 등을 볼 수 있다.
종래 기술의 경우 측정장치를 위한 하드웨어 제작 및 구매 비용이 발생하며, 소음레벨 정밀도 유지를 위해 교정기를 구비하여 자체 교정을 실시하거나 교정기관을 통해 교정을 수행해야 하므로 전국의 주요 사업장(800여 변전소)에서 종래 기술로 제작된 기기를 사용한다고 가정할 경우 약 90억원을 초과하는 비용이 추가로 발생한다.
또한, 소음측정 결과는 컴퓨터와 소음측정기 사이를 usb로 연결하여 데이터 전송을 완료한 후에 상세분석이 가능하므로 스마트 기기에서의 자동기록, 데이터의 무선 전송을 통한 신속하고 체계적인 DB화 및 정보공유 등 IoT 활용측면에서는 비효율적이다.
본 발명은 운영 중인 변압기에서 유발되는 소음을 설치 현장에서 스마트폰을 이용하여 용이하면서도 정확하게 측정할 수 있는 소음 측정 지원 장치 및 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치는, 하기 교정 단말과 데이터 통신 채널을 형성하는 단말 통신부; 내부 공간에 위치한 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하는 휴대폰 통신부; 및 장착된 스피커로 상기 표준 소음을 방출하는 음향 출력부를 구비하는 교정함과,
상기 교정함과 데이터 통신을 수행하는 교정함 통신부; 원격의 지원 서버와 데이터 통신 채널을 형성하는 서버 통신부; 상기 스마트폰에 의한 점검 지역의 정보와, 상기 표준 소음 정보를 저장하는 저장부; 및 상기 표준 소음을 상기 스마트폰이 감지한 감도가, 상기 표준 소음에 대하여 지정된 감도로 되도록, 상기 스마트폰에 대하여 측정 교정을 지시하는 교정 제어부를 구비하는 교정 단말을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 교정 단말은, 상기 스마트폰에 대한 교정 작업을 수행하는 작업자로부터 입력을 접수하는 조작부; 및 상기 작업자에게 교정 작업에 필요한 정보를 표시하는 디스플레이를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 교정함은, 상기 단말 통신부, 상기 휴대폰 통신부 및 상기 음향 출력부를 제어하는 제어부를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 교정 단말로부터 상기 표준 소음 정보를 전송받을 수 있으며, 상기 표준 소음 정보에 따른 패턴으로 소음을 방출시키되, 소정의 규정된 음량으로 방출하도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 교정함은 개폐 가능한 뚜껑이 구비된 직육면체 형상의 상자 형태로 구현될 수 있으며, 상자 본체를 구성하는 프레임의 내부에 상기 단말 통신부, 상기 휴대폰 통신부, 상기 음향 출력부 및 상기 제어부가 위치하며, 상기 뚜껑 쪽에 상기 표준 소음 방출을 위한 스피커가 장착될 수 있다.
여기서, 상기 저장부는, 점검 지역에 설치된 변압기에 대한 정보 및 상기 점검 지역의 소음 측정시 적용할 표준 소음에 대한 정보를 저장하고, 상기 점검 지역의 소음 측정을 담당하는 담당자의 스마트폰 정보와, 상기 스마트폰과의 통신 지원 정보를 저장할 수 있다.
여기서, 상기 교정 제어부는, 상기 교정함과의 연결 상태를 확인하고, 상기 교정함 내 위치한 상기 스마트폰을 식별하고, 상기 식별된 스마트폰으로 소음 측정을 수행할 것으로 예정된 점검 지역을 매칭하고, 상기 교정함 내 위치한 상기 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하고, 상기 스마트폰으로 상기 매칭된 점검 지역의 변압기에 적용할 표준 소음을 결정하고, 결정된 상기 표준 소음에 대한 정보를 상기 스마트폰으로 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 변압기 소음 측정 시스템은, 내부 공간에 위치한 하기 스마트폰과 데이터 통신을 수행하며, 상기 내부 공간으로 표준 소음을 방출하는 교정함과, 상기 스마트폰에 대하여 상기 교정함에서 방출하는 표준 소음을 결정하며, 측정 교정을 위하여 상기 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하는 교정 단말과,
상기 교정함과 데이터 통신을 수행하는 함 통신부; 변압기 소음을 측정하는 소음 측정부; 상기 소음 측정부에 대한 측정 감도를 조정하는 감도 조정부; 및 소음 측정을 수행할 장소에 대한 정보를 관리하는 장소 설정부를 구비하는 스마트폰을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 감도 조정부는, 상기 스피커에서 방출되는 표준 소음이, 상기 표준 소음에 대하여 지정된 소음 음량으로 판정될 때까지, 상기 가중치를 조정하고, 지정된 소음 음량로 판정되는 최종 가중치로 확정할 수 있다.
여기서, 상기 교정 단말 및 상기 스마트폰과 데이터 통신을 수행하여, 상기 교정 단말로 소음 점검 업무에 대한 정보를 전송하며, 상기 스마트폰으로부터 측정된 소음 정보를 전송받는 소음 측정 지원 서버를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스마트폰은, 상기 소음 측정부에서 측정된 신호를 필터링하는 필터링부; 및 측정된 소음 정보를 상기 소음 측정 지원 서버(800)로 전송하기 위한 측정값 전송부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 소음 측정 지원 서버는, 교정을 위한 표준 소음에 대한 정보를 저장하는 표준 소음 정보 저장부; 상기 교정 단말과 데이터 통신 채널을 형성하는 교정 지원 통신부; 상기 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하는 측정 수집 통신부; 상기 교정 단말로 각 변압기 및 그 설치 장소에 대한 정보 및 상기 표준 소음에 대한 정보를 제공하고, 상기 스마트폰에 의해 측정된 소음 정보들을 수집하는 제어부; 상기 스마트폰에 의해 측정된 소음 정보들을 저장하는 측정 소음 정보 저장부; 및 다수의 점검 지역에 대한 소음 측정 스케쥴 정보를 저장하는 측정 스케쥴 저장부를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 소음 측정 지원 서버는, 상기 스마트폰에 의해 측정된 소음 정보를 이용한 응용 서비스를 수행하는 응용 서비스부를 더 구비할 수 있다.
상술한 구성에 따른 본 발명의 사상에 따른 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치 및/또는 시스템을 실시하면, 운영 중인 변압기에서 유발되는 소음을 설치 현장에서 스마트폰을 이용하여 용이하면서도 정확하게 측정할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치 및/또는 시스템은, 고가의 소음측정기를 활용할 필요가 없으므로 관련 기자재의 구매 혹은 제작비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치 및/또는 시스템은, 변전소 주변의 변압기 소음으로 인한 민원 발생시 실시간으로 변압기 소음이 민원인 주거지에 얼마나 영향을 미치고 있는지 신속하게 파악이 가능한 이점이 있다.
본 발명의 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치 및/또는 시스템은, 변압기 전후좌우의 소음측정 누적데이터들간 비교를 통해 특정주파수의 상승 혹은 이상주파수의 출현과 발견을 통해 내부 구조물의 이완 또는 변형 가능성 등 해당 설비에 대한 고장 사전징후를 인지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치 및/또는 시스템은, GPS, 무선통신, 데이터 DB화 및 사내망을 통한 데이터 활용으로 IoT화를 실현할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 스마트폰을 이용한 변압기 소음 측정 시스템에서, 소음 측정 지원 장치를 통한 변압기 표준 소음원을 이용한 스마트폰 소음측정값 교정 과정을 나타낸 개념도.
도 2는 도 1은 본 발명의 사상에 따른 스마트폰을 이용한 변압기 소음 측정 시스템을 구성하는 소음 측정 지원 장치의 실시예를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 스마트폰을 이용한 변압기 소음 측정 시스템의 스마트폰의 일 실시예 및 외부 통신 관계를 도시한 블록도.
도 4는 변압기 소음을 모든 소음 주파수 대역에 대하여 연속적인 비중을 가지는 형태의 표준 소음 정보를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 소음 측정 지원 서버 및 스마트폰을 이용한 변압기 주변 및 경계지역에서 소음측정과 응용 서비스 활용을 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 소음 측정 지원 서버의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 7은 종래 기술에 의한 이동식 소음 측정기 외관을 나타낸 사진.
도 8은 종래 기술에 의한 이동식 소음 측정기의 소음도 경향을 나타낸 그래프
도 9는 종래 기술에 의한 이동식 소음 측정기의 시간열 데이터 및 파워스펙트럼을 나타낸 그래프.
도 2는 도 1은 본 발명의 사상에 따른 스마트폰을 이용한 변압기 소음 측정 시스템을 구성하는 소음 측정 지원 장치의 실시예를 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 사상에 따른 스마트폰을 이용한 변압기 소음 측정 시스템의 스마트폰의 일 실시예 및 외부 통신 관계를 도시한 블록도.
도 4는 변압기 소음을 모든 소음 주파수 대역에 대하여 연속적인 비중을 가지는 형태의 표준 소음 정보를 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 소음 측정 지원 서버 및 스마트폰을 이용한 변압기 주변 및 경계지역에서 소음측정과 응용 서비스 활용을 도시한 개념도.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 소음 측정 지원 서버의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 7은 종래 기술에 의한 이동식 소음 측정기 외관을 나타낸 사진.
도 8은 종래 기술에 의한 이동식 소음 측정기의 소음도 경향을 나타낸 그래프
도 9는 종래 기술에 의한 이동식 소음 측정기의 시간열 데이터 및 파워스펙트럼을 나타낸 그래프.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명에서는 별도의 장치를 제작하고 사용해야 하는 문제를 극복하기 위해 스마트폰의 소리녹음 기능을 활용하는 방안을 제시한다.
예컨대, 스마트폰으로 소음을 측정, 녹음하고, 측정되는 소음은 소프트웨어적으로 전체 소음과 변압기 소음(변압기에서 주로 발생되는 소음 : 60Hz, 120Hz 및 120Hz의 배수로 최대 20배)으로 구분하여 실시간 표시가 가능하도록 하고, 측정데이터의 녹음결과를 스마트폰에서 간략하게 분석이 가능한 어플리케이션 기능(측정데이터의 주파수와 옥타브 분석, 등가 소음도 분석 등)을 내장하고, 스마트폰의 통신기능을 활용하여 측정데이터를 DB 서버로 전송하여 DB화 한 후 사원들이 서버에 접속하여 개별분석결과를 보거나 통계 분석 기능 등이 가능하도록 하는 방안을 제시한다.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 스마트폰을 이용한 변압기 소음 측정 시스템에서, 소음 측정 지원 장치를 통한 변압기 표준 소음원을 이용한 스마트폰 소음측정값 교정 과정을 나타낸 개념도이다.
스마트폰(600)을 소음 측정 용도로 활용하기에 앞서 소음에 대한 응답 정밀도를 조정하기 위해 일반 소음측정기에서 실시하는 방식(특정주파수(1,000Hz) 값에서 소음도 교정)과 달리 육면체 부재인 교정함(200)의 내부 공간(202)에 대상 스마트폰(600)을 위치시킨 후, 부재에 부착된 스피커(204)를 통해 변압기 측정으로 만들어진 표준소음원(60Hz, 120Hz 및 120Hz의 배수로 최대 20배)을 발생시켜, 일정시간(예, 10초) 경과 후 스마트폰(600)에서 측정된 값과 사전에 설정한 소음크기와의 차이를 스마트폰(600)의 어플리케이션을 통해 자동으로 교정하도록 하는 것이다.
도 2는 도 1은 본 발명의 사상에 따른 스마트폰을 이용한 변압기 소음 측정 시스템을 구성하는 소음 측정 지원 장치의 실시예를 도시한 블록도이다.
도시한 변압기 소음 측정 지원 장치는, 내부 공간에 위치한 스마트폰(600)과 데이터 통신을 수행하며, 상기 내부 공간으로 표준 소음을 방출하는 교정함(200)과, 상기 스마트폰(600)에 대하여 상기 교정함(200)에서 방출하는 표준 소음을 결정하며, 측정 교정(감도 교정)을 위하여 상기 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하는 교정 단말(400)로 이루어진다.
구체적으로, 상기 교정함(200)은, 상기 교정 단말(400)과 데이터 통신 채널을 형성하는 단말 통신부(220); 내부 공간에 위치한 스마트폰(600)과 데이터 통신 채널을 형성하는 휴대폰 통신부(270); 장착된 스피커(204)로 상기 표준 소음을 방출하는 음향 출력부(290); 및 상기 단말 통신부(220), 휴대폰 통신부(270) 및 음향 출력부(290)의 동작을 제어하는 제어부(260)를 포함할 수 있다.
상기 교정함(200)은 물리적으로는, 개폐 가능한 뚜껑이 구비된 직육면체 형상의 상자 형태로 구현될 수 있으며, 상자 본체를 구성하는 프레임의 내부에 상기 단말 통신부(220), 휴대폰 통신부(270), 음향 출력부(290) 및 제어부(260)가 위치하며, 뚜껑 쪽에 상기 표준 소음 방출을 위한 스피커가 장착될 수 있다. 구현에 따라, 상기 상자 본체 외주면에는 상기 교정 단말(400)과 연결되는 유선 케이블이 접속될 수 있는 단자가 형성될 수 있다.
상기 교정함(200)을 통해 실제 수행되는 데이터 통신의 양 주체는, 스마트폰(600)과 교정 단말(400)이며, 상기 단말 통신부(220), 제어부(260) 및 휴대폰 통신부(270)는 상기 양 주체의 통신 패킷을 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 단말 통신부(220)는 상기 스마트폰(600)과 블루투스 무선 통신 채널을 형성하는 블루투스 통신 모듈; 및/또는 상기 스마트폰(600)과 USB를 이용한 유선 통신 채널을 형성하는 USB 통신 모듈을 포함할 수 있다.
상기 교정함(200)과 상기 교정 단말(400)은, 유선 케이블을 통해 연결되거나, 상호 무선 통신 채널(예: 지그비, 와이파이)을 형성할 수 있다. 상기 단말 통신부(220)는 상기 교정 단말(400)과의 유선 또는 무선 통신을 수행하는데 필요한 유선 또는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
상기 제어부(260)는 상기 교정 단말(400)로부터 상기 표준 소음 정보를 전송받을 수 있으며, 상기 표준 소음 정보에 따른 패턴(구체적으로 주파수 패턴)으로 소음을 방출시키되, 총 음량이 소정의 규정된 음량(데시벨)로 방출하도록 제어할 수 있다. 구현에 따라, 상기 표준 소음을 다수의 단계별로 규정된 음량(데시벨)들로, 순차적으로 방출하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 교정 단말(400)은, 상기 교정함(200)과 데이터 통신을 수행하는 교정함 통신부(420); 원격의 소음 측정 지원 서버와 데이터 통신 채널을 형성하는 서버 통신부(430); 상기 스마트폰(600)에 대한 교정 작업을 수행하는 작업자로부터 입력을 접수하는 조작부(480); 상기 작업자에게 교정 작업에 필요한 정보를 표시하는 디스플레이(490); 상기 스마트폰(600)에 의한 점검 지역의 정보와, 상기 표준 소음 정보를 저장하는 저장부(470)(상기 점검 지역에 설치된 변압기에 대한 정보도 저장할 수 있음); 및 상기 표준 소음을 상기 스마트폰(600)이 감지한 감도가, 상기 표준 소음에 대하여 지정된 감도로 되도록, 상기 교정함 통신부를 통해 상기 스마트폰과 형성된 데이터 통신 채널로, 상기 스마트폰(600)에 대하여 측정 교정을 지시하는 교정 제어부(460)를 포함할 수 있다.
상기 교정함 통신부(420)는 상기 교정함(200)과의 유선 또는 무선 통신을 수행하는데 필요한 유선 또는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
상기 교정 단말(400)은 보안 네트워크(예 : VPN)에 접속가능한 PC나 워크스테이션, 노트북 등으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 상기 서버 통신부(430)는 상기 보안 네트워크를 통해 외부 서버(예: 소음 측정 지원 서버)에 접속하기 위한 통신 모듈일 수 있다. 예컨대, 구체적으로 이더넷 모뎀 및 VPN 접속 프로그램으로 구현될 수 있다.
상기 디스플레이(490) 및 조작부(480)는 상기 PC나 워크스테이션, 노트북 등에 유저 인터페이스 장치로서 구비된 LCD, 키보드, 마우스 등이 될 수 있으며, 상기 저장부(480)는 상기 PC나 워크스테이션, 노트북 등에 구비된 저장 장치가 될 수 있다.
상기 저장부(480)는, 점검 지역에 대한 관점에서, 점검 지역에 설치된 변압기에 대한 정보 및 상기 점검 지역의 소음 측정시 적용할 표준 소음에 대한 정보를 구비할 수 있다.
또한, 상기 저장부(480)는, 소음 측정을 수행할 스마트폰에 대한 관점에서, 특정 점검 지역의 소음 측정을 담당하는 담당자의 스마트폰 정보(예: 가입자 정보, 기기 식별 정보 등)와, 상기 스마트폰과의 통신 지원 정보(예: 블루투스 기기 식별정보)를 구비할 수 있다.
상기 교정 제어부(460)는 상기 PC나 워크스테이션, 노트북 등의 CPU 및 본 발명의 사상에 따른 작업을 수행하는 응용 프로그램의 형태가 될 수 있다.
상기 교정 제어부(460)는 상기 교정함(200)과의 연결(또는 무선 접속) 상태를 확인하고, 상기 교정함(200) 내 위치한 상기 스마트폰(600)을 식별하고, 상기 식별된 스마트폰(600)으로 소음 측정을 수행할 것으로 예정된 점검 지역을 매칭할 수 있다.
상기 교정 제어부(460)는 상기 교정함(200) 내 위치한 상기 스마트폰(600)과 데이터 통신 채널을 형성하고, 상기 스마트폰(600)으로 상기 매칭된 점검 지역의 변압기에 적용할 표준 소음을 결정하고, 결정된 상기 표준 소음에 대한 정보를 상기 스마트폰으로 전송할 수 있다. 또한, 상기 스마트폰(600)으로부터 상기 표준 소음을 이용한 측정 교정이 완료되었음을 전송받을 수 있다.
상기 교정 제어부(460)는 상기 소음 측정 지원 서버(800)와 데이터 통신 채널을 형성하고, 상기 점검 지역과 해당 점검 지역에서 소음 측정을 수행할 상기 스마트폰의 매칭 정보를 전송할 수 있다.
한편, 상기 스마트폰은 범용적인 기기이며, 본 발명의 사상은 메모리에 로딩되어 마이크로프로세서에 의해 실행되는 응용 프로그램(어플)의 형태로 구현되지만, 본 발명의 사상의 실시에 대한 관점에서, 본 발명의 사상을 구현하는데 필요한 기능 블록들로 구성된 단일 기기로 볼 수도 있다.
도 3은 상술한 관점에서 상기 스마트폰의 일 실시예 및 외부 통신 관계를 도시한 블록도이다.
도시한 스마트폰(600)은, 상기 교정함과 데이터 통신을 수행하는 함 통신부(620); 변압기 소음을 측정하는 소음 측정부(650); 상기 소음 측정부에 대한 측정 감도를 조정하는 감도 조정부(640); 상기 소음 측정부에서 측정된 신호를 필터링하는 필터링부(630); 및 소음 측정을 수행할 장소에 대한 정보를 관리하는 장소 설정부(660)를 포함할 수 있다.
도시한 스마트폰(600)은, 측정된 소음 정보를 상기 소음 측정 지원 서버(800)로 전송하기 위한 측정값 전송부(690)를 더 포함할 수 있다.
상기 측정값 전송부(290)는 측정값의 수동적인 전송 뿐만 아니라, 상기 소음 측정 지원 서버(800)에 접속하여 적극적인 양방향 데이터 통신을 수행할 수 있으며, 스마트폰(600)의 범용적 데이터 통신 모뎀이 될 수 있다.
상기 함 통신부(620)는 예컨대, 스마트폰(600)의 범용적 블루투스 통신 모듈로 구현될 수 있다.
상기 소음 측정부(650)는 스마트폰에 구비된 마이크로폰 및 마이크로폰 제어 프로그램(또는 태스크)으로 구현될 수 있다.
상기 감도 조정부(640)는 본 발명의 사상에 따른 측정 감도 교정 과정에서 상기 마이크로폰에서 측정된 소음의 음량(세기)을 판정하는 가중치(즉, 감도)를 조정한다. 상기 감도 조정부(640)는 상기 스피커에서 방출되는 표준 소음이, 상기 표준 소음에 대하여 지정된 소음 음량(세기, 단위 : 데시벨)로 판정될 때까지, 상기 가중치(즉, 감도)를 조정하고, 지정된 소음 음량(세기)로 판정되는 최종 가중치(즉, 감도)로 확정한다.
상기 필터링부(630)는 점검 지역의 음향 환경(타소음 특성)을 적극적으로 반영하기 위한 개선된 구현에서 추가적으로 구비되는 구성요소로서, 상기 마이크로폰에서 수신된 음향 신호에서, 점검 지역에서 큰 음량을 가지며, 변압기 소음과 구별되는 주파수 대역을 적극적으로 필터링할 수 있다. 상기 필터링부(630)는 측정 감도 교정시에는 이용되지 않고, 점검 지역에서 소음을 측정할 때 이용될 수 있다.
상기 적극적 필터링에 필요한 주파수 대역에 대한 정보는, 상기 소음 측정 지원 서버(800) 또는 상기 교정 단말(400)로부터 전송받을 수 있다.
상기 장소 설정부(660)는 점검 지역의 좌표 정보 및 점검 지역의 적극적 필터링에 필요한 주파수 대역에 대한 정보를 저장하고, 소음 측정 수행시의 GPS 좌표 정보(또는 기지국들과의 전파 세기 정보로부터 추정된 위치 좌표)가 상기 점검 지역의 좌표 정보와 일치하는지 확인할 수 있다.
다음, 각종 데이터 테이블들을 이용하여, 구체적인 본 발명의 사상에 따른 측정 감도 교정 과정을 예시하겠다.
도시한 소음 측정 지원 서버(800)는, 하기 표 1과 같은 점검 지역에 대한 정보 테이블 및 하기 표 2와 같은 변압기 정보 테이블을 보유할 수 있다.
| 점검 지역 | 좌표 | 변압기들(ID) | 주변 소음 정보 |
| 안양 007 | 37.xxx, 127.xxx | A204 | |
| 안산 109 | 37.xx1, 127.xx2 | A265, B215 | |
| ... | ... | ... |
상기 표 1의 점검 지역에 대한 정보 테이블은 소음 측정 대상인 점검 지역별로 레코드가 작성되며, 각 점검 지역별로, 지역명, 좌표, 해당 지역에서 소음에 영향을 주는 변압기(들)의 식별정보(ID), 및 해당 지역에서 변압기 소음이 아닌 다른 주변 소음 정보를 기록할 수 있다.
어느 한 점검 지역에 설치된 변압기는 하나가 일반적이나, 다수개의 변압기가 설치된 지역의 경우, 2개 이상의 변압기들의 소음이 중첩 영향을 줄 수 있는 바, 2 개이상의 변압기들의 식별정보(ID)들이 기록될 수도 있다.
| 변압기(ID) | 기종 | 용량 | 설치 연차 | 표준 소음 정보 |
| A204 | DEAHAN105ek | 2000kVA | 7년 | |
| ... | ... | ... | ... | |
| ... | ... | ... | ... |
상기 표 2의 변압기 정보 테이블은 각 지역에 설치된 변압기별로 레코드가 작성되며, 각 변압기별로, 기종 정보, 용량 정보, 설치 연차, 표준 소음 정보를 기록할 수 있다.
도시한 소음 측정 지원 서버(800)는, 하기 표 3과 같은 소음 점검(측정) 스케쥴 테이블을 보유할 수 있다.
| 점검 지역 | 점검 일시 | 스마트폰 | 교정 단말(ID) |
| 안양 007 | 2021.01.11 | 010-4568-1234 | 안양01 |
| ... | ... | ... | ... |
| ... | ... | ... | ... |
상기 표 3의 점검 스케쥴 테이블은, 점검 지역과 점검 일시로 정의되는 각 소음 점검 업무별로, 해당 점검 업무를 수행할 점검자의 스마트폰 식별정보(예: 휴대폰 번호) 및 상기 스마트폰에 대하여 사전 측정 교정 작업을 수행할 교정 단말의 식별정보(ID)를 기록할 수 있다.
먼저, 도시한 소음 측정 지원 서버(800)는, 기작성된 표 3의 점검 스케쥴 테이블을 검토하여, 특정 소음 점검 업무에 대하여 표 3의 점검 스케쥴 테이블에 기록된 교정 단말로 하기 표 4와 같은 점검 업무 정보 테이블을 작성하여 전송할 수 있다.
상기 소음 측정 지원 서버(800)는, 상기 점검 업무 정보 테이블을 작성할 때, 기작성된 표 1 및 표 3의 테이블을 검색하여 필요한 정보(표준 소음 정보, 주변 소음 정보)를 획득할 수 있다. 이때, 하나의 점검 지역에 변압기가 2 이상인 경우, 각 변압기의 표준 소음 정보를 결합하여 해당 점검 업무에 대한 표준 소음 정보를 재작성할 수 있다.
| 점검 지역 | 점검 일시 | 스마트폰 | 표준 소음 정보 | 주변 소음 정보 |
| 안양 007 | 2021.01.11 | 010-4568-1234 | ||
| ... | ... | ... |
상기 표 4의 점검 업무 정보 테이블을 전송받은 교정 단말은, 연결된 교정함에 넣어진 특정 점검 업무에 지정된 스마트폰에 대하여, 상술한 바와 같은 교정 작업을 수행한다. 이때, 상기 교정함에서 상기 테이블에 기재된 표준 소음 정보를 방출하도록 하고, 상기 표 4의 테이블에 기재된 주변 소음 정보는 상기 스마트폰으로 전송할 수 있다.
최종적으로 특정 점검 업무(점검 지역과 점검 일시로 정의)가 할당된 스마트폰(600)에는 하기 표 5와 같은 할당된 점검 업무 정보 테이블이 저장될 수 있다. 상기 스마트폰(600)의 해당 어플리케이션은 상기 표 3의 점검 업무 정보 테이블에 기록된 점검 일시에 점검 지역에서 교정된 가중치(감도)로 소음을 측정하고, 측정된 정보를 최종적으로는 소음 측정 지원 서버(800)로 전송할 수 있다.
| 점검 지역 | 점검 일시 | 좌표 | 주변 소음 정보 |
| 안양 007 | 2021.01.11 | 37.xxx, 127.xxx | |
| ... | ... | ... |
여기서, 주변 소음 정보는, 예컨대, 상위 및 하위 컷오프 주파수의 형태로 표현될 수 있다. 상위 컷오프 주파수는 변압기 소음과 무관한 고주파 소음을 제거하며, 하위 컷오프 주파수는 전력 주파수 미만 저주파 소음을 제거하기 위한 것이다. 추가적으로, 해당 점검 지역에서, 전력 주파수 및 그 고조파와 구별되는 특정 대역의 소음이 큰 경우, 해당 대역의 정보를 더 포함할 수 있다.
다음, 본 발명의 사상의 구현에 중요한 요소인 표준 소음 정보에 대하여 예시하겠다.
하기 표 6은 단순한 형태의 표준 소음 정보를 나타낸다.
| 고조파차수 | 1 | 2 | 3 | ... | 20 |
| 비중(%) | 89 | 7 | 1.1 | ... | 0.001 |
상기 표 6의 표준 소음 정보는 변압기 소음은 전력 주파수 60Hz 및 이에 대한 고조파 주파수로 소음이 발생됨을 감안하여, 전력 주파수 60Hz대 소음 및 각 고조파 차수별 주파수 소음을, 전체 변압기 소음에서 차지하는 비율로 정의한 것이다.
도 4는 변압기 소음을 모든 소음 주파수 대역에 대하여 연속적인 비중을 가지는 형태의 표준 소음 정보를 도시한다.
도시한 연속적인 비중의 형태가 실제 소음과 매우 유사하지만, 데이터 통신 및 교정 업무의 연산 부하량이 크게 소요되는 단점이 있다.
다른 구현에서는, 상기 표준 소음 정보로서 설치된 변압기와 동종의 변압기의 실제 소음을 이용할 수도 있다.
표준 소음 정보는 변압기 종류별로, 변압기 용량별로, 그리고, 변압기의 노후화 정도에 따라 달라질 수 있는 바, 각 개별 변압기에 대하여 표 6 또는 도 4로 특정되는 표준 소음 정보를 적용한다.
도 5는 본 발명의 사상에 따른 소음 측정 지원 서버 및 스마트폰을 이용한 변압기 주변 및 경계지역에서 소음측정과 응용 서비스 활용을 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 사상에 따른 소음 측정 지원 서버의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도시한 소음 측정 지원 서버(800)는, 교정을 위한 표준 소음에 대한 정보를 저장하는 표준 소음 정보 저장부(830); 상기 교정 단말(400)과 데이터 통신 채널을 형성하는 교정 지원 통신부(810); 상기 스마트폰(600)과 데이터 통신 채널을 형성하는 측정 수집 통신부(820); 상기 교정 단말(400)로 각 변압기 및 그 설치 장소에 대한 정보 및 상기 표준 소음에 대한 정보를 제공하고, 상기 스마트폰(600)에 의해 측정된 소음 정보들을 수집하는 제어부(소음 측정 지원부)(860); 상기 스마트폰(600)에 의해 측정된 소음 정보들을 저장하는 측정 소음 정보 저장부(850); 상기 스마트폰(600)에 의해 측정된 소음 정보를 이용한 응용 서비스를 수행하는 응용 서비스부(890); 및 다수의 점검 지역에 대한 소음 측정 스케쥴 정보를 저장하는 측정 스케쥴 저장부(840)를 포함할 수 있다.
도시한 소음 측정 지원 서버(800)는, 네트워크로 연결된 다른 DB 서버로부터 소음 측정을 수행할 변압기들 및 설치 장소들에 대한 정보(예: 표 1 및 표 2의 정보)를 요청하여 획득하거나, 소음 측정을 수행할 변압기들 및 설치 장소들에 대한 정보를 저장하는 현장(변압기) 정보 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 표준 소음 정보 저장부(830)는 상기 표 6 또는 도 4에 나타낸 형태의 표준 소음 정보를 저장할 수 있다.
상기 측정 스케쥴 저장부(840)는, 상기 표 3 및 표 4에 나타낸 정보들을 저장할 수 있다.
도시한 도시한 소음 측정 지원 서버(800)는, 교정된 스마트폰 어플리케이션을 현장에서 활용할 경우 변압기 주변, 변전소 주변 경계지역과 주요 거주지역 등에서 측정을 실시하게 될 때 전체소음과 변압기소음을 실시간으로 알수 있도록 하며, 측정결과에 대한 간략분석이 가능도록 제공되는 측정데이터의 시간경향 소음도, 주파수 및 옥타브 분석, 위치에 따른 등가소음 크기 등을 제공할 수 있다.
도시한 도시한 소음 측정 지원 서버(800)는, 수집된 소음 측정 데이터를 이용한 응용 서비스로서, 측정위치, 일시, 시간 및 녹음화일 등 관련 데이터는 현장에서 통신이나 인터넷을 통해 서버로 전송되어 DB화 되고, 사전에 약속된 정보 공유자간에 결과를 요약메시지로 전송받을 수 있으며, DB서버에 저장된 소음 데이터는 회사 컴퓨터와 연동되어 사내망을 통해 상세분석(시간경향 분석, 주파수 분석, 옥타브 분석, 변압기 소음영향 등고선도, 고장징후 예측 등)이 가능하도록 할 수 있다.
예컨대, 변압기 소음영향 등고선도는 변압기로부터 15m 떨어져 전,후,좌,우 위치에서 측정된 소음 데이터와 변전소 경계지역 밖에서 2개소 이상의 측정결과가 확보 되면 변압기의 소음 등고선도를 제시함으로써 위치에 따라 소음수준을 예측하는 것도 가능하도록 함. 또한 경계지역밖 측정위치에 대하여 인터넷에서 위치기반으로 제공하는 지적도를 기준으로 생활소음 기준이 자동 적용되도록 함으로써 사용자가 변압기 소음으로 인한 기준 만족여부를 쉽고 빠르게 인지시킬 수 있다.
도시한 도시한 소음 측정 지원 서버(800)는, 고장 징후 예측 서비스로서, 특정 변압기의 동일위치에서 시간경과에 따라 반복적으로 측정하였을때 누적 데이터들은 장기간 동일개소에서 소음의 이력을 말해주는 것이므로 그것들의 주파수 비교를 통해 특정 주파수의 증가 또는 이상 주파수 출현시 구조물의 진동특성이 바뀐 것이므로 고장가능성이 있을 수 있다는 원리를 적용할 수 있다. 만일 고장징후 예측결과와 내부 점검결과와 피드백을 장기간 누적한다면 향후 고장 관련성(예, 어떤 주파수 변화에 고장현상이 민감함 등) 예측정확도를 높일 수 있다. 또한 비교 결과에서 의미 있는 차이점이발생할 경우 고장징후 예측 알람메시지를 정보 공유자들에게 전송함으로써 설비 담당자 및 담당부서에게 집중 관리 대상을 인지시킬 수 있다.
상술한 각 응용서비스들은 GIS 통합된 정보로 제공이 가능하다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200 : 교정함
400 : 교정 단말
600 : 스마트폰
800 : 소음 측정 지원 서버
400 : 교정 단말
600 : 스마트폰
800 : 소음 측정 지원 서버
Claims (12)
- 하기 교정 단말과 데이터 통신 채널을 형성하는 단말 통신부;
내부 공간에 위치한 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하는 휴대폰 통신부; 및
장착된 스피커로 상기 표준 소음을 방출하는 음향 출력부
를 구비하는 교정함과,
상기 교정함과 데이터 통신을 수행하는 교정함 통신부;
원격의 지원 서버와 데이터 통신 채널을 형성하는 서버 통신부;
상기 스마트폰에 의한 점검 지역의 정보와, 상기 표준 소음 정보를 저장하는 저장부; 및
상기 표준 소음을 상기 스마트폰이 감지한 감도가, 상기 표준 소음에 대하여 지정된 감도로 되도록, 상기 스마트폰에 대하여 측정 교정을 지시하는 교정 제어부
를 구비하는 교정 단말
을 포함하는 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 교정 단말은,
상기 스마트폰에 대한 교정 작업을 수행하는 작업자로부터 입력을 접수하는 조작부; 및
상기 작업자에게 교정 작업에 필요한 정보를 표시하는 디스플레이
를 더 구비하는 소음 측정 지원 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 교정함은,
상기 단말 통신부, 상기 휴대폰 통신부 및 상기 음향 출력부를 제어하는 제어부를 더 구비하고,
상기 제어부는 상기 교정 단말로부터 상기 표준 소음 정보를 전송받을 수 있으며, 상기 표준 소음 정보에 따른 패턴으로 소음을 방출시키되, 소정의 규정된 음량으로 방출하도록 제어하는 소음 측정 지원 장치.
- 제3항에 있어서,
상기 교정함은 개폐 가능한 뚜껑이 구비된 직육면체 형상의 상자 형태로 구현될 수 있으며,
상자 본체를 구성하는 프레임의 내부에 상기 단말 통신부, 상기 휴대폰 통신부, 상기 음향 출력부 및 상기 제어부가 위치하며, 상기 뚜껑 쪽에 상기 표준 소음 방출을 위한 스피커가 장착된 것을 특징으로 하는 소음 측정 지원 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 저장부는,
점검 지역에 설치된 변압기에 대한 정보 및 상기 점검 지역의 소음 측정시 적용할 표준 소음에 대한 정보를 저장하고,
상기 점검 지역의 소음 측정을 담당하는 담당자의 스마트폰 정보와, 상기 스마트폰과의 통신 지원 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 소음 측정 지원 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 교정 제어부는,
상기 교정함과의 연결 상태를 확인하고,
상기 교정함 내 위치한 상기 스마트폰을 식별하고,
상기 식별된 스마트폰으로 소음 측정을 수행할 것으로 예정된 점검 지역을 매칭하고,
상기 교정함 내 위치한 상기 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하고,
상기 스마트폰으로 상기 매칭된 점검 지역의 변압기에 적용할 표준 소음을 결정하고,
결정된 상기 표준 소음에 대한 정보를 상기 스마트폰으로 전송하는 소음 측정 지원 장치.
- 내부 공간에 위치한 하기 스마트폰과 데이터 통신을 수행하며, 상기 내부 공간으로 표준 소음을 방출하는 교정함과,
상기 스마트폰에 대하여 상기 교정함에서 방출하는 표준 소음을 결정하며, 측정 교정을 위하여 상기 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하는 교정 단말과,
상기 교정함과 데이터 통신을 수행하는 함 통신부;
변압기 소음을 측정하는 소음 측정부;
상기 소음 측정부에 대한 측정 감도를 조정하는 감도 조정부; 및
소음 측정을 수행할 장소에 대한 정보를 관리하는 장소 설정부
를 구비하는 스마트폰
을 포함하는 스마트폰을 이용한 변압기 소음 측정 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 감도 조정부는,
상기 스피커에서 방출되는 표준 소음이, 상기 표준 소음에 대하여 지정된 소음 음량으로 판정될 때까지, 상기 가중치를 조정하고,
지정된 소음 음량로 판정되는 최종 가중치로 확정하는 변압기 소음 측정 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 교정 단말 및 상기 스마트폰과 데이터 통신을 수행하여, 상기 교정 단말로 소음 점검 업무에 대한 정보를 전송하며, 상기 스마트폰으로부터 측정된 소음 정보를 전송받는 소음 측정 지원 서버
를 더 포함하는 변압기 소음 측정 시스템.
- 제9항에 있어서,
상기 스마트폰은,
상기 소음 측정부에서 측정된 신호를 필터링하는 필터링부; 및
측정된 소음 정보를 상기 소음 측정 지원 서버로 전송하기 위한 측정값 전송부
를 더 포함하는 변압기 소음 측정 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 소음 측정 지원 서버는,
교정을 위한 표준 소음에 대한 정보를 저장하는 표준 소음 정보 저장부;
상기 교정 단말과 데이터 통신 채널을 형성하는 교정 지원 통신부;
상기 스마트폰과 데이터 통신 채널을 형성하는 측정 수집 통신부;
상기 교정 단말로 각 변압기 및 그 설치 장소에 대한 정보 및 상기 표준 소음에 대한 정보를 제공하고, 상기 스마트폰에 의해 측정된 소음 정보들을 수집하는 제어부;
상기 스마트폰에 의해 측정된 소음 정보들을 저장하는 측정 소음 정보 저장부; 및
다수의 점검 지역에 대한 소음 측정 스케쥴 정보를 저장하는 측정 스케쥴 저장부
를 구비하는 변압기 소음 측정 시스템.
- 제11항에 있어서,
상기 소음 측정 지원 서버는,
상기 스마트폰에 의해 측정된 소음 정보를 이용한 응용 서비스를 수행하는 응용 서비스부
를 더 구비하는 변압기 소음 측정 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200067922A KR102393105B1 (ko) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | 스마트폰을 이용한 소음 측정 지원 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117665648A (zh) * | 2024-02-02 | 2024-03-08 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 单相接地故障识别方法及装置 |
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2020
- 2020-06-04 KR KR1020200067922A patent/KR102393105B1/ko active IP Right Grant
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