KR20230097385A

KR20230097385A - 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템

Info

Publication number: KR20230097385A
Application number: KR1020210186830A
Authority: KR
Inventors: 엄근섭; 양승복
Original assignee: 엄근섭; 양승복
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2023-07-03

Abstract

본 발명은 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템에 관한 것으로, 해결하고자 하는 과제는 유압장비에 여러 점검 포트에 각각 설치되어 유압과 온도 등을 실시간 검출하여 해당 유압장비의 유압 개소에 대한 유압 관련 작동 상태의 실시간 확인이 가능하며, 유압장비의 고장 시 빠른 정비 및 복구가 가능하도록 하는데 있다.
일례로, 유압 관로 상에 설치되고, 유체에 의한 유압 발생 시 작동하여 유체의 압력과 온도를 측정하고, 측정된 상기 유압 및 온도 데이터를 무선 송신하는 유체 데이터 센서부; 및 상기 유압 및 온도 데이터를 무선 수신하고, 수신된 상기 유압 및 온도 데이터와 미리 설정된 유체상태 기준데이터를 기반으로 유압관로상태정보를 생성하여 제공하는 모니터링 관리부를 포함하는 유압 모니터링 시스템을 개시한다.

Description

유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템{HYDRAULIC MONITORING SYSTEM USED IN HYDRAULIC EQUIPMENT}

본 발명의 실시예는 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템에 관한 것이다.

유압장비는 여러 종류의 유압요소기기를 유기적으로 조합시켜 그 기능을 발휘하도록 조립한 기계장치로, 항공기, 선박, 중장비, 건설장비, 전투장비 등 다양한 유압장비에서 사용되고 있으며, 유압 다기관, 자동변속기, 유압펌프, 유압 컨트롤 밸브 등 다양한 유압 관련 부품에도 사용되고 있다.

종래에는 유압장비의 운전 중 유압의 이상으로 인한 경고신호 또는 장비의 작동 상태 이상으로 인해 유압장비의 점검 포트 개소에서 유압을 측정하여 점검 및 검사하였으나, 이러한 방법은 점검 및 검사에 많은 시간이 소요되고, 고장 증상에 따른 점검 포트의 여러 곳에 대한 압력을 측정해야 하는 불편한 점이 있었으며, 고장 원인을 쉽게 찾지 못하는 경우도 발생된다.

현재, 유압장비에 적용되고 있는 종래 유압 모니터링 시스템(Fluid Pressure Monitoring System: FPMS)에는 아날로그 방식의 압력 검사 게이지가 적용되며, 유압장비의 대부분은 전자 제어방식 또는 그와 유사한 제어방식의 구조를 지니고 있어, 유압 계통의 고장 경고 범위는 대략적으로 경고등 수준에 준하는 경고 시스템으로 만족하여야만 했다.

이에 따라 유압 관련 계통의 이상 발생 시 경고등 확인 후 고장 개소를 판단하는데 많은 시간과 A/S 요청 및 출장 정비를 요하는 수준의 정비를 하였으나, 고장 개소의 정확한 판단이 쉽지 않다.

또한, 종래의 아날로그 유압 검사 게이지를 유압장비의 점검 포트에 설치할 때 유압유의 누유가 발생되며, 아날로그 유압 검사 게이지를 제거할 때에도 유압유의 누유가 발생될 수밖에 없는 문제가 있다.

종래의 아날로그 유압 점검 게이지는 유압장비의 종류 및 그 유압장비를 구성하는 구성 부품에 상응하는 검사장비에 대한 다양성이 존재한다.

예를 들어, 변속기 컨트롤 박스의 유압 압력 게이지 세트, 건설장비의 유압 펌프 압력 측정용 게이지 세트, 유압 컨트롤 박스의 압력 측정용 게이지 세트 등과 같이 많은 부분이 세트화 및 분류화되어 있으나, 이와 같이 유압검사장비의 다양한 기능 또는 종류에 따라 유압을 점검할 수 있는 게이지 세트의 종류가 상이하다는 점이 단점으로 작용하고 있다.

한편, 현재 건설장비에 적용되는 FPMS는 각종 센서와 복합적인 제어 방식이 적용되어 있으며, 모니터링 장치의 경우 해당 장비의 이상 및 장비의 가혹 조건을 A/S 센터에서도 무선 송신 및 수신을 통해 확인 할 수 있다.

등록특허공보 제10-1837705호(등록일자: 2018년03월06일) 공개실용신안공보 제20-2017-0000174호(공개일자: 2017년01월11일)

본 발명의 실시예는, 유압장비에 여러 점검 포트에 각각 설치되어 유압과 온도 등을 실시간 검출하여 해당 유압장비의 유압 개소에 대한 유압 관련 작동 상태의 실시간 확인이 가능하며, 유압장비의 고장 시 빠른 정비 및 복구가 가능한 유압 모니터링 시스템을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템은, 유압 관로 상에 설치되고, 유체에 의한 유압 발생 시 작동하여 유체의 압력과 온도를 측정하고, 측정된 상기 유압 및 온도 데이터를 무선 송신하는 유체 데이터 센서부; 및 상기 유압 및 온도 데이터를 무선 수신하고, 수신된 상기 유압 및 온도 데이터와 미리 설정된 유체상태 기준데이터를 기반으로 유압관로상태정보를 생성하여 제공하는 모니터링 관리부를 포함한다.

또한, 상기 유체 데이터 센서부는, 유압 관로 상에 유체 유입이 가능하도록 결합되고, 유체 유입 시 발생하는 유압에 의해 물리적인 스위칭 동작이 이루어지고, 상기 스위칭 동작 시 유입된 유체의 압력과 온도를 감지하는 센서 작동부; 및 상기 스위칭 동작 시 상기 유체 데이터 센서부에 전원을 공급하고, 상기 센서 작동부를 통해 감지된 유압과 온도에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 상기 유압 및 온도 데이터를 상기 모니터링 관리부로 무선 송신하는 데이터 처리 무선 송신부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 센서 작동부는, 하단에 형성된 유체 유입구, 유입 관로에 체결되기 위해 상기 유체 유입구를 둘러싸는 외관 둘레에 형성된 결합 나사, 상기 유체 유입구를 통해 유입되어 모인 유체에 의해 압력이 발생되는 감지공간, 상기 감지공간에서 작용하는 유압에 의해 물리적으로 작동하는 수단이 설치되는 제1 설치공간, 및 상기 제1 설치공간에서의 물리적 작동에 의해 스위칭되는 수단과 상기 감지공간에서 감지된 유체의 압력 및 온도에 대한 전기적 신호를 생성하는 수단이 설치되는 제2 설치공간을 구비하는 센서 하우징; 상기 제1 설치공간에 설치되고, 일측이 상기 감지공간 내부를 향해 돌출되되, 상기 감지공간에서 유체의 압력 발생 시 제1 방향으로 직선 이동하고, 유체의 압력 해제 시 원점으로 복귀하도록 상기 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 직선 이동하는 유압 반응 수단; 상기 제2 설치공간에 설치되고, 상기 유압 반응 수단이 상기 제1 방향으로 직선 이동하여 푸시 동작하면 턴온되고, 상기 제2 방향으로 직선 이동하면 턴오프되는 전원 스위치; 상기 감지공간에서부터 상기 제2 설치공간에 걸쳐 설치되어 상기 감지공간에 모인 유체의 압력에 의해 전기저항이 변화되는 압저항 센서; 상기 제2 설치공간에서 설치되고, 상기 압저항 센서를 통해 변화되는 전기저항 값을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 유압 신호 변환 모듈; 상기 감지공간에서부터 상기 제2 설치공간에 걸쳐 설치되어 상기 감지공간에 모인 유체의 온도에 의해 전기저항이 변화되는 온도 센서; 및 상기 제2 설치공간에서 설치되고, 상기 온도 센서를 통해 변화되는 전기저항을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 온도 신호 변환 모듈을 포함하고, 상기 전원 스위치는, 턴온 시 상기 압저항 센서, 상기 유압 신호 변환 모듈, 상기 온도 센서 및 상기 온도 신호 변환 모듈을 전원과 연결할 수 있다.

또한, 상기 센서 하우징은, 상기 제2 설치공간과 상기 감지공간 사이를 연결하며 상기 압저항 센서가 관통하여 설치되는 제1 연결구, 및 상기 제2 설치공간과 상기 감지공간 사이를 연결하며 상기 온도 센서가 관통하여 설치되는 제2 연결구를 더 구비하고, 상기 센서 작동부는, 상기 제1 연결구의 양쪽 상하부 측 입구를 각각 밀봉하는 제1 오링, 상기 제2 연결구의 양쪽 상하부 측 입구를 각각 밀봉하는 제2 오링, 상기 제1 설치공간의 양쪽 상하부 측 입구를 각각 밀봉하는 제3 오링을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 유압 반응 수단은, 상기 제1 설치공간에 설치되고, 일측이 상기 감지공간의 내부로 돌출 배치되고, 타측이 상기 전원 스위치와 대향 배치된 스풀; 및 상기 제1 설치공간 내에서 상기 스풀을 감싸는 형태로 고정 배치되고, 상기 제1 방향으로 직선 이동하는 상기 스풀에 복원력을 제공하고, 유체의 압력 해제 시 복원력에 의해 상기 제2 방향으로 상기 스풀을 직선 이동시키는 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 상기 데이터 처리 무선 송신부는, 상기 유압 신호 변환 모듈로부터 수신되는 아날로그의 유압 측정 신호와 상기 온도 신호 변환 모듈로부터 수신되는 아날로그의 온도 측정 신호를 디지털 신호로 각각 변환하는 디지털 신호 변환 모듈; 상기 디지털 신호 변환 모듈을 통해 변환된 상기 유압 및 온도 데이터를 수집 저장하는 마이크로 컨트롤러; 상기 마이크로 컨트롤러에 수집 저장된 상기 유압 및 온도 데이터를 상기 모니터링 관리부로 무선 송신하는 RF 송신 모듈; 및 상기 전원 스위치의 턴온 시 전원을 공급하는 전원 모듈을 포함하고, 상기 전원 스위치는, 턴온 시 상기 디지털 신호 변환 모듈, 상기 마이크로 컨트롤 모듈 및 RF 송신 모듈을 상기 전원 모듈과 더 연결할 수 있다.

또한, 상기 모니터링 관리부는, 상기 유체 데이터 센서부로부터 상기 유압 및 온도 데이터를 무선 수신하는 RF 수신 모듈; 유압장비의 ECU와 CAN(Controller Area Network)를 통해 통신하여 유압장비 작동상태데이터를 수신하는 유압장비 통신 모듈; 및 상기 RF 수신 모듈과 상기 유압장비 통신 모듈을 통해 각각 수신된 상기 유압 및 온도 데이터와 상기 유압장비 작동상태 데이터를 가공하여 화면을 통해 작동유압정보, 작동온도정보, 유압장비 작동상태정보를 각각 표시하고, 상기 유압 및 온도 데이터와 상기 유체상태 기준데이터를 비교하여 유압장비의 이상 여부를 판단하고, 이상 판단 시 경고 신호를 출력하고, 상기 유체 데이터 센서부의 ID 등록, 설치위치 및 상기 유체상태 기준데이터를 설정하고 관리하는 모니터링 관리 모듈을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 유압장비에 여러 점검 포트에 각각 설치되어 유압과 온도 등을 실시간 검출하여 해당 유압장비의 유압 개소에 대한 유압 관련 작동 상태의 실시간 확인이 가능하며, 유압장비의 고장 시 빠른 정비 및 복구가 가능한 유압 모니터링 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압 모니터링 시스템의 전체 구성을 나타낸 개요도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유체 데이터 센서부의 상세 구성과 동작 방식을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 관리부의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 관리 모듈의 모니터 화면과 모니터링 화면을 통해 표시 및 관리되는 정보 및 다양한 설정 관리 기능을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

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 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유압 모니터링 시스템의 전체 구성을 나타낸 개요도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유체 데이터 센서부의 상세 구성과 동작 방식을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 관리부의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 유압 모니터링 시스템(10)은 유체 데이터 센서부(1000) 및 모니터링 관리부(2000) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 유체 데이터 센서부(100)는, 유압 관로 상에 설치되고, 유체에 의한 유압 발생 시 작동하여 유체의 압력과 온도를 측정하고, 측정된 상기 유압 및 온도 데이터를 무선 송신

이러한 유체 데이터 센서부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 센서 작동부(1100)와 데이터 처리 무선 송신부(1200) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 센서 작동부(1100)는, 센서 하우징(1110), 유압 반응 수단(1120), 전원 스위치(1130), 압저항 센서(1140), 유압 신호 변환 모듈(1150), 온도 센서(1160), 온도 신호 변환 모듈(1170), 제1 오링(1181), 제2 오링(1182) 및 제3 오링(1183) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 센서 하우징(1110)은, 도 2에 도시된 바와 같이 대략 봉 형태로 형성되고, 유체 유입구(1111), 결합 나사(1112), 감지공간(1113), 제1 설치공간(1114), 제2 설치공간(1115), 제1 연결구(1116) 및 제2 연결구(1117) 중 적어도 하나를 구비할 수 있다.

상기 유체 유입구(1111)는 센서 하우징(1110)의 하단에 형성되어 유체 데이터 센서부(100)가 유압 관로에 설치되는 경우 유압 관로에서부터 유체가 내부로 유입될 수 있다.

상기 결합 나사(1112)는 유체 유입구(1111)를 둘러싸는 외관 둘레에 형성되어 유입 관로에 체결됨으로써, 유체 데이터 센서부(100)가 유압 관로에 설치될 수 있도록 한다.

상기 감지공간(1113)는 유체 유입구(1111)를 통해 유입되어 모인 유체에 의해 압력이 발생되며, 유체에 대한 압력, 온도 등을 센싱하기 위한 압저항 센서(1140)와 온도 센서(1160)가 위치하는 공간을 제공할 수 있다.

상기 제1 설치공간(1114)은 감지공간(1113)에서 작용하는 유압에 의해 물리적으로 작동(직선이동)하는 수단이 설치될 수 있으며, 좀 더 구체적으로는 유압 반응 수단(1120)이 설치될 수 있다.

상기 제2 설치공간(1115)은 제1 설치공간(1114)에서의 물리적 작동에 의해 스위칭되는 수단 즉 전원 스위치(1130)과 감지공간(1113)에서 감지된 유압 및 온도에 대한 전기적 신호를 생성하는 수단 즉 유압 신호 변환 모듈(1150)과 온도 신호 변환 모듈(1170)이 설치될 수 있다.

상기 제1 연결구(1116)는 제2 설치공간(1115)과 감지공간(1113) 사이를 연결하며 압저항 센서(1140)가 관통되어 설치될 수 있다. 이러한 제1 연결구(1116)는 제1 설치공간(1114)과 중복되지 않은 제1 설치공간(1114)의 주변 영역에 설치되며 제2 설치공간(1115)과 감지공간(1113) 사이를 잇는 홀의 구조로 이루어질 수 있다.

상기 제2 연결구(1117)는 제2 설치공간(1115)과 감지공간(1113) 사이를 연결하며 온도 센서(1160)가 관통되어 설치될 수 있다. 이러한 제2 연결구(1117)는 제1 설치공간(1114)과 중복되지 않은 제1 설치공간(1114)의 주변 영역에 설치되며 제2 설치공간(1115)과 감지공간(1113) 사이를 잇는 홀의 구조로 이루어질 수 있다. 물론, 제1 연결구(1116)와 제2 연결구(1117) 또한 서로 중복되지 않은 서로 떨어진 위치에 각각 독립적으로 형성될 수 있다.

상기 유압 반응 수단(1120)은, 제1 설치공간(1114)에 설치되고, 일측이 상기 감지공간 내부를 향해 돌출되되, 상기 감지공간에서 유체의 압력 발생 시 제1 방향으로 직선 이동하고, 유체의 압력 해제 시 원점으로 복귀하도록 상기 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 직선 이동

이러한 유압 반응 수단(1120)은 스풀(1121)과 스프링(1122)을 포함할 수 있다.

상기 스풀(1121)은 제1 설치공간(1114)에 설치되고, 일측이 감지공간(1113)의 내부로 돌출 배치되고, 타측이 전원 스위치(1130)와 대향 배치될 수 있다. 이러한 스풀(1121)은 그 전체 단면이 대략 'I'자 형태로 이루어질 수 있으며, 감지공간(1113)을 관통하는 형태로 고정되며, 감지공간(1113)에 압력이 작용하지 않는 상황에서 스풀(1121)의 일측은 감지공간(1113)을 향해 돌출된 형태로 배치되며, 타측 단부는 제2 설치공간(1115)에 일부 노출될 수 있다. 다만, 스풀(1121)의 양단부는 'T'자 형태로 이루어짐에 따라 감지공간(1113)을 이탈하지 않고 상하 방향으로 정해진 길이만큼 직선 이동할 수 있도록 설치될 수 있다.

상기 스프링(1122)은 제1 설치공간(1114) 내에서 스풀(1121)을 감싸는 형태로 고정 배치되고, 제1 방향(상부방향)으로 직선 이동하는 스풀(1121)에 복원력을 제공하고, 유체의 압력 해제 시 해당 복원력에 의해 제2 방향(하부방향)으로 스풀(1121)을 직선 이동시켜 스풀(1121)이 제1 방향으로 직선 이동하기 이전의 원점으로 복귀되도록 한다.

좀 더 구체적으로 설명하면, 유체 유입구(1111)를 통해 감지공간(1113) 내부로 유체가 유입되어 압력이 발생되면, 도 2에 도시된 바와 같이 감지공간(1113)으로 일부 돌출되어 있던 스풀(1121)이 도 3에 도시된 바와 같이 위로 즉 제2 설치공간(1115)을 향해 직선 이동하며 올라가면서 전원 스위치(1130)를 눌러 턴온시키게 되고, 이에 따라 전원 스위치(1130)는 유체 데이터 센서부(1000)에 구성되어 있는 전원 공급이 필요한 모든 부품들을 전원 모듈(1240)과 연결시켜 전력을 공급 받을 수 있도록 할 수 있다. 또한, 감지공간(1113)에 유압이 일정 레벨 이상 감소하게 되면 스프링(1122)에 의해 복원력을 받고 있던 스풀(1121)은 아래 방향 즉 감지공간(1113)을 향해 직선 이동하여 원 위치로 복귀할 수 있다.

상기 전원 스위치(1130)는, 제2 설치공간(1115)에 설치되고, 스위치 점점이 접촉 및 분리되는 기계식 스위치일 수 있으며, 이에 따라 유압 반응 수단(1120)이 제1 방향(상부방향)으로 직선 이동하여 푸시(Push) 동작하면 스위치 점점 사이가 접촉되어 턴온되고, 제2 방향(하부방향)으로 직선 이동하면 스위치 접점 사이가 다시 벌어짐으로써 턴오프될 수 있다. 이러한 전원 스위치(1130)는, 턴온 시 압저항 센서(1140), 유압 신호 변환 모듈(1150), 온도 센서(1160) 및 온도 신호 변환 모듈(1170)을 전원과 연결시켜 각 부품(압저항 센서(1140), 유압 신호 변환 모듈(1150), 디지털 신호 변환 모듈(1210), 마이크로 컨트롤러(1220), RF 송신 모듈(1230) 등)에 전력이 공급되도록 하여 작동시킬 수 있으며, 이 뿐만 아니라 데이터 처리 무선 송신부(1200)에 구성된 각각의 부품에도 전원을 공급하여 데이터 처리 무선 송신부(1200)도 동작이 개시될 수 있도록 구성될 수 있다.

상기 압저항 센서(1140)는, 감지공간(1113)에서부터 제2 설치공간(1115)에 걸쳐 설치되어 감지공간(1113)에 모인 유체의 압력에 의해 전기저항이 변화될 수 있으며, 이와 같이 유압에 의해 변화되는 전기저항 값은 유압 신호 변환 모듈(1150)에서 읽혀져 아날로그의 전기적 신호로 변환될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 압저항 센서(1140)는 4개의 레이어로 구성될 수 있으며, 전극의 면적 중　반도체에 닿는 면적이 증가하면 저항이 줄어드는 원리로써 약간의 힘을 가하면 약 100K

의 저항이 발생할 수 있으며,　힘을 더 가할수록 센서의 저항 값이 감소할 수 있다.　압저항 센서(1140)은 얇은 필름 방식으로 제작된 압력 센서로서 간단한 접촉의 압력 측정이 가능하며,　센서 영역에　얼마나 많은 압력이 가해졌느냐에 따라 전기저항 값이 변할 수 있다.

상기 유압 신호 변환 모듈(1150)은, 제2 설치공간(1115)에서 설치되고, 압저항 센서(1140)를 통해 변화되는 전기저항 값을 검출하여 전기적 신호로 변환하고, 변환된 아날로그 신호인 유압 신호(또는 유압 측정 신호)를 출력할 수 있다.

상기 온도 센서(1160)는, 감지공간(1113)에서부터 제2 설치공간(1115)에 걸쳐 설치되어 감지공간(1113)에 모인 유체의 온도에 의해 전기저항이 변화될 수 있으며, 이와 같이 유체의 온도에 따라 변화되는 전기저항 값은 온도 신호 변환 모듈(1170)에서 읽혀져 아날로그의 전기적 신호로 변환될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 온도 센서(1160)는, 온도를　변화시키면서 금속선의 전기저항 값을 측정하면 온도에 따라 저항 값이 증가함에 따라 금속선의 저항을 측정하여 역으로 온도를 알 수 있는 원리를 이용하는 소자로, 예를 들어 PT, RTD 온도센서를 적용할 수 있다.

상기 온도 신호 변환 모듈(1170)는, 제2 설치공간(1115)에서 설치되고, 온도 센서(1160)를 통해 변화되는 전기저항을 검출하여 전기적 신호로 변환하고, 변환된 아날로그 신호인 저항 신호(또는 저항 측정 신호)를 출력할 수 있다.

상기 제1 오링(1181)은 제1 연결구(1116)의 양쪽 상하부 측 입구를 각각 밀봉하고, 제2 오링(1182)은 제2 연결구(1117)의 양쪽 상하부 측 입구를 각각 밀봉하며, 제3 오링(1183)은 제1 설치공간(1113)의 양쪽 상하부 측 입구를 각각 밀봉함으로써, 감지공간(1113)에 유입된 유체가 제1 연결구(1116), 제2 연결구(1117) 및 제1 설치공간(1113)을 통해 제2 설치공간(1115)으로 누유되지 않도록 한다.

상기 데이터 처리 무선 송신부(1200)는, 센서 작동부(1100)의 상부에 결합되며, 전원 스위치(1130)의 스위칭 동작 시(턴온 상태가 유지되는 동안) 유체 데이터 센서부(1000)에 전원을 공급하고, 센서 작동부(1100)를 통해 감지된 유압과 온도에 대한 아날로그 신호를 입력 받아 디지털 신호로 각각 변환하고, 변환된 디지털 신호인 유압 및 온도 데이터를 모니터링 관리부(2000)로 무선 송신할 수 있다.

이러한 데이터 처리 무선 송신부(1200)는 도 2에 도시된 바와 같이 디지털 신호 변환 모듈(1210), 마이크로 컨트롤러(1220), RF 송신 모듈(1230) 및 전원 모듈(1240) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 디지털 신호 변환 모듈(1210)은, 유압 신호 변환 모듈(1150)로부터 수신되는 아날로그의 유압 측정 신호와 온도 신호 변환 모듈(1170)로부터 수신되는 아날로그의 온도 측정 신호를 디지털 신호로 각각 변환할 수 있다. 전기적 신호인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기술은 주지관용의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 마이크로 컨트롤러(1220)는, 유체 데이터 센서부(1000)의 전체 작동 프로세스에 대한 제어를 담당하고, 주요 역할로서 디지털 신호 변환 모듈(1210)을 통해 변환된 유압 및 온도 데이터를 수집 저장할 수 있으며, 미리 설정된 주기마다 또는 실시간으로 RF 송신 모듈(1230)을 통해 모니터링 관리부(2000)로 전송할 수 있다. 이러한 마이크로 컨트롤러(1220)는 유체 데이터 센서부(1000)의 ID정보, 설치위치정보 등이 저장되어 RF 송신 모듈(1230)로 전달하여 신호 송출 시 함께 전송되도록 하며, 모니터링 관리부(2000)로부터 유체 데이터 센서부(1000)의 ID정보, 설치위치정보의 신규 등록, 변경, 추가 등의 명령에 따라 해당 정보를 등록, 수정, 추가할 수 있다.

상기 RF 송신 모듈(1230)은, 마이크로 컨트롤러(1220)에 수집 저장된 유압 및 온도 데이터를 모니터링 관리부(2000)로 무선 송신할 수 있다. 본 실시예에서는 RF 통신을 위해 다양한 주파수 대역을 적용할 수 있으며, 일례로 통신 주파수 영역은 RF 송신 모듈(1230)의 경우 433MHz이고 후술할 RF 수신 모듈(2100)의 경우 125MHz이며, 송신에 사용하는 주파수는 434.045MHz로 대역폭 250MHz이일 수 있으나, 이러한 수치로만 한정하는 것은 아니다. 이러한 RF 송신 모듈(1230)은 모니터링 관리부(2000)로 신호를 송신할 때, 마이크로 컨트롤러(1220)에 저장된 ID정보, 설치위치정보 등을 함께 송신할 수 있다.

상기 전원 모듈(1240)은 전원 스위치(1130)의 턴온 시(턴온 상태를 유지하는 동안) 유체 데이터 센서부(1000)에 구성된 전원을 필요로 하는 부품으로 전원을 각각 공급할 수 있으며, 전원 스위치(1130)의 턴오프 시(턴오프 상태를 유지하는 동안) 해당 부품들로 전원 공급을 차단함으로써, 유압 측정이 필요한 경우에만 선택적으로 전원을 공급하고 유압 측정이 필요하지 않은 상황에서는 전원 공급을 차단하여 전원 모듈(1240)의 전력 공급과, 배터리 전원 용량 감소의 보호 차원에 효율적인 관리가 가능하다. 이러한 전원 모듈(1240)은 이차전지모듈이 적용될 수 있으며, 데이터 처리 무선 송신부(1200)의 외관을 구성하는 하우징 상단에 형성된 별도의 덮개를 통해 쉽게 교체 가능하다.

상기 모니터링 관리부(2000)는, 유체 데이터 센서부(1000)로부터 유압 및 온도 데이터를 무선 수신하고, 수신된 유압 및 온도 데이터와 미리 설정된 유체상태 기준데이터를 기반으로 유압관로상태정보를 생성하여 제공할 수 있다.

이러한 모니터링 관리부(2000)는 도 4에 도시된 바와 같이, RF 수신 모듈(2100), 유압장비 통신 모듈(2200) 및 모니터링 관리 모듈(2300) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 RF 수신 모듈(2100)은 유체 데이터 센서부(1000)로부터 유압 및 온도 데이터를 무선 수신할 수 있다. 이러한 RF 수신 모듈(2100)의 통신 주파수 영역은 125MHz이고, RF 송신 모듈(1230)의 경우 433MHz이고 송신에 사용하는 주파수는 434.045MHz로 대역폭 250MHz이일 수 있으나, 이러한 수치로만 한정하는 것은 아니다. 이러한 RF 수신 모듈(2100)은 RF 송신 모듈(1230)으로부터 수신된 디지털 신호(유압 및 온도 데이터)에 대한 데이터 디지털 코드 변환 등의 신호 처리를 수행하고 유압장비 통신 모듈(2200)로 전달할 수 있다.

상기 유압장비 통신 모듈(2200)은, 유압장비의 ECU와 CAN(Controller Area Network)를 통해 통신하여 유압장비 작동상태데이터(엔진 RPM 등 계기판 정보)를 수신할 수 있다. 이러한 유압장비 통신 모듈(2200)은 CAN 모듈, ECU 모듈, 메모리 등으로 구성될 수 있으며, RF 수신 모듈(210)에서 변환된 데이터 디지털 코드는 ECU 모듈로 전달되며, ECU 모듈은 CAN 모듈을 통해 모니터링 관리 모듈(2300)로 해당 입력 정보를 전달할 수 있다. 이러한 ECU 모듈은 마이크로 컨트롤러의 기능을 포함한 주 기억 장치로서 저장된 자료를 계산하여 프로그램을 실행시키는 역할을 하며, 소프트웨어와 하드웨어와 복합된 구성으로 명령 자료의 공급 및 받은 명령을 실행하는 역할을 수행할 수 있다. 메모리는 장치 드라이버의 역할을 수행하며, 통신 소프트웨어를 통한 ECU 모듈에 저장된 프로그램에 의하여 새로운 장치를 인식하는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 유압장비 통신 모듈(2200)은, 각 유체 데이터 센서부(1000)에 등록된 ID정보를 확인 및 인증하며, 각 유체 데이터 센서부(1000)의 위치 정보를 공유할 수 있다. 이때, 유압장비의 사용 후 전원 오프 상태에서 키 온 상태로 전환 시 ID 등록 정보 및 설치위치정보는 자동 실행되어 확인할 수 있으며, 키 온 단계에서 유압장비의 시동 단계로 진입하면 유압의 형성과 더불어 유체 데이터 센서부(1000)의 내부에 설치되어 있는 전원 스위치(1130)의 작동에 의하여 해당 센서정보가 모니터링 관리 모듈(2300)을 통해 표시될 수 있다.

상기 모니터링 관리 모듈(2300)은, RF 수신 모듈(2100)과 유압장비 통신 모듈(2200)을 통해 각각 수신된 유압 및 온도 데이터와 유압장비 작동상태 데이터를 가공하여 화면을 통해 작동유압정보, 작동온도정보 및 유압장비 작동상태정보를 각각 표시하고, 유압 및 온도 데이터와 유체상태 기준데이터를 비교하여 유압장비의 유압, 온도에 대한 이상 여부를 판단하고, 이상 판단 시 경고 신호(경고등, 경고음)를 출력하고, 유체 데이터 센서부(1000)의 ID 등록, 설치위치 및 유체상태 기준데이터를 설정 및 재설정하고 관리할 수 있다.

도 5 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 관리 모듈의 모니터 화면과 모니터링 화면을 통해 표시 및 관리되는 정보 및 다양한 설정 관리 기능을 설명하기 위해 나타낸 도면이다. 도 5 내지 도 17에 대한 보다 구체적인 설명은 이하에서 설명한다.

도 5는 유압장비의 주전원만 인가하는 경우와 주전원 인가 후 시동을 켠 상태의 모니터링 관리 모듈(2300)에 표시된 목록에 관한 사항을 도시하고 있다.

도 5를 통해 유압장비의 시동 전의 모니터링 관리 모듈(2300)의 화면 상태와 유압장비 시동 후의 모니터링 관리 모듈(2300)의 화면 상태의 차이를 보여주고 있으며, 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 유압장비의 시동 전 주 전원만 인가 시 모든 화면의 표시 기능이 표시되고, 유압장비의 시동 후에는 해당 장비의 엔진 마력, 회전수, 속도 및 연료 수준 냉각수 온도, 충전 전압 등이 표시되며, 유압장비 이상 시 해당 이상 유무를 표시될 수 있으며, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 유압의 이상을 표시 해주고 역할을 한다.

도 6 및 도 7은 모니터링 관리 모듈(2300)의 모니터 장치에 장비 유압 관련 이상 시와 주 전원만을 인가 시 모니터 장치의 화면 상태를 시각화한 것으로, 유압장비의 유압 이상 시 이상 정보를 표시하는 방법과 주 전원만 입력 시 표시 방법의 차이를 나타내고 있다.

좀 더 구체적으로, 유체 데이터 센서부(1000)로부터 RF 데이터 신호를 전달받아 모니터링 관리 모듈(2300)의 모니터 장치에 표시함으로써 각종 정보에 대한 모니터 화면을 예시한 것으로, 유압장비의 시동 상태에서의 모니터 상태를 보여주고 있다. 또한, 모니터링 관리 모듈(2300)의 모니터 화면 메뉴 선택을 통해 현재의 유압 상태를 확인할 수 있도록 구성될 수 있다.

도 6에 도시된 X1 내지 X6은 유체 데이터 센서부(1000)가 설치된 위치정보를 나타낸 것이며, 삼각형 아이콘은 그룹 위치 찾기 설정을 위한 이동 설정 버튼이며, 그 상단에는 유압의 작동압력, 작동온도, 작동상태가 표시될 수 있다. 화면의 우측에는 유압의 현재 작동압력 및 현재 작동온도를 표시하고, 각종 상태를 화면으로 표시 방법은 정상과 불량으로 나누어 표시할 수 있다. 현재 모니터 장치에서 표시된 작동 상태를 보면 X6의 유압은 비정상으로 유압 형성되는 것을 확인할 수 있다.

도 7은 유체 데이터 센서부(1000)의 RF 데이터 신호가 유압장비의 시동이 걸려 있지 않은 상태에서 키 온 위치에서 모니터 장치의 전원만 인가 된 상태를 보여주고 있으며, 유체 데이터 센서부(1000)의 내부에 유압의 형성 되어 있지 않은 상태를 나타내고 있다. 이와 같이 유압 형성이 되어 있지 않은 상태에서는 전원 모듈(1240)의 내부에 있는 배터리 수명이 짧아지는 것을 방지하기 위하여 전원 스위치(1130)의 작동 신호에 따라 전원이 인가되도록 구성 되어 있으므로, 현재의 모니터 화면 상태는 유압장비의 시동 전 모니터 상태를 나타내고 있다.

도 8은 유압장비의 기동 중 유체 데이터 센서부(1000)의 이상 발생으로 인해 모니터링 관리부(2000)의 모니터 화면을 나타낸 것이다.

좀 더 구체적으로, 도 8은 유체 데이터 센서부(1000)의 이상 증상 감지 시 모니터링 관리부(2000)의 송신 메시지 전달 계통에 관한 것으로, 도 8의 (a)는 유압장비의 조종간 유압 계통 고장 증상 발견이라는 메시지를 표시하고 있으며, 모니터링 관리부(2000)의 기능은 고장내역 상세 확인이 가능한 기능을 구비고 있다. 따라서, 유압장비의 유압 관련 이상 시 1차 고장 개소를 나타내는 경고 문자를 표시며, 도 8의 (b)에 도시된 모니터링 화면으로 자동 전환되어, 사용자에게 세부 정보 확인 창과 추가 메시지를 제공함으로써, 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이 고장 개소에 대한 세부 사항을 확인할 수 있다.

도 9는 모니터링 관리 모듈(2300)의 모니터 장치를 통해 정상 유압의 범위 오차 발생 시 유체 데이터 센서부(1000)의 유압 압력 재설정 모드로 진입을 요청하여 유체 압력 재설정을 하는 방법을 나타낸 도면이다.

좀 더 구체적으로, 유체 데이터 센서부(1000)와 모니터링 관리부(2000)가 연동하여 유체 데이터 센서부(1000)의 센싱 오차를 분석하고, 그 분석 결과를 사용자가 모니터 장치를 통해 유체 압력 재설정 진입 및 수행이 가능하다. 이와 관련된 모든 수행은 자동화 프로그램 설정에 따라 사용자는 '예'와 '아니요'만 선택하면 편리하게 압력 재설정을 실시할 수 있다.

또한, 유체 데이터 센서부(1000)의 압력 재설정 진입은 유압장비의 가동 상태에서만 가능한데, 그 이유는 유체 데이터 센서부(1000)의 신호 무선 송신 기능에서 배터리 용량 감소 보호를 위해 전원 스위치(1130)가 작동되어야 모든 기능이 정상적으로 작동하기 때문이다.

도 9의 (a)는 유압장비의 작동 중의 모니터 상태를 나타낸 것이고, 모니터 화면의 메뉴 버튼을 통해 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 모니터 표시 상태로 진입이 가능하다.

도 10에 도시된 바와 같이, 기준 압력 재설정 진입 시 "기준 압력 재설정을 시작하시겠습니까"라는 물음에 'Yes'라고 응답하면 진입되며 'No'라고 응답하면 이전 단계인 도 9의 (a)에 도시된 모니터 화면으로 되돌아갈 수 있다.

좀 더 구체적으로, 우선 "기준 압력 재 설정을 시작하시겠습니까?"라는 물음에 "Yes"라고 응답하면, 유압 모니터링 시스템(10)의 송신기와 수신기는 RF 통신이 상호 이루어져야 하며, 사용자로부터 유압설정 모드 진입을 요청받음 이라는 메시지와 함께 정상 요청 확인 창이 표시될 수 있다. 확인 창에 "Yes"를 선택하면 기준 유압 재설정 모드로 진입하여 진입 시 기준압력을 재설정하고 종료하면 기준 압력 재설정이 사용자에 의하여 설정되고, "No"를 선택하면 진입하지 않고 종료될 수 있다.

도 11 내지 도 14는 유체 데이터 센서부(1000)의 ID등록 및 위치 재설정 자동 수행 기능과 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 11의 (a)는 엔진 시동 후 위치 등록 및 ID 등록 진입에 대한 모니터링 화면이고, (b)는 장비 가동 중의 화면이다. 메뉴 버튼을 이용하여 위치 등록 및 ID등록 진입을 선택하면 (a)의 화면으로 전환되며, (b)의 화면에 도시된 바와 같이 FPMS 위치 등록 및 ID등록 진입이라고 표시되며, "FPMS 위치 등록 및 ID 등록을 시작하시겠습니까?"라는 표시창의 물음에 "Yes"라고 답하며 FPMS 위치 등록 및 ID등록 진입의 실행을 수행하며 "No"라고 답하면 (a)의 화면으로 되돌아간다.

또한, 기존에 사용하던 FPMS를 새로운 FPMS로 교체하는 경우, 유압장비의 주 전원을 ON하고 시동하면 바로 모니터링 관리부(2000)에서 새로 교체된 FPMS의 정보를 확인하여 "모니터 장치의 화면에 새로운 FPMS의 정보를 확인되었습니다." 라는 자동 인식 기능의 메시지를 표시한다.

도 12는 유체 데이터 센서부(1000)의 ID등록 및 위치 설정의 자동 등록 학습 방법에 관한 흐름도로, 모니터링 관리부(2000)의 모니터 장치에서 수행되며, 유압장비의 시동 후 모니터 장치가 활성화 된 상태에서 메뉴 버튼을 이동하여 ID등록 설정 메뉴를 선택하고, FPMS ID등록 및 위치 설정 자동수행을 선택하면 모니터링 서버를 이용한 ID등록 자동 활성화 시작이라는 창이 나타날 수 있다. 이때, 시작을 선택하면 메뉴 설정에서 기존 활성화 정보 초기화라는 창이 나타난다. 여기서 초기화 선택을 수행하면 FPMS 활성화 신호 송신 및 장착 위치 확인이라는 창이 나타나고, 활성화 신호 송신이라는 창이 나타나며, 'Yes', 'No'를 선택하여 FPMS ID등록 및 위치 설정 자동 수행을 계속해서 진행할 수 있다. 이때, 'No'라고 응답하는 경우, 이전 단계로 다시 진입되며, 'Yes'라고 선택하는 경우 다음 단계의 메시지가 나타난다. 'Yes'라고 응답하는 경우 데이터 수신완료가 모니터에 나타난다. 'Yes'를 선택하면 'FPMS 센서 데이터 서버에 저장'의 메시지가 나타난 후 자동적으로 활성화 완료 메시지가 나타난다. 여기서, 데이터 서버 저장 메시지는 모니터링 관리부(2000) 내의 메모리에 저장될 수 있다.

상기 모니터링 관리부(2000) 내의 메모리 장치에 저장되어 있는 유체 데이터 센서부(1000)의 ID정보와 위치 정보에 대한 오류 또는 교환으로 인해 다른 장치가 확인되는 상황을 모니터 장치에서 사용자에게 확인시켜주어, 사용자로 하여금 ID등록 재설정 및 위치 설정을 수행할 수 있도록 하는 학습 방법이다. 이러한 학습 방법은 장비 내에 설치된 모든 유체 데이터 센서부(1000)의 ID 등록 재설정 및 위치 설정을 수행하는 것이 아닌 ECU와 메모리에 저장된 정보와 상이한 정보의 확인 및 발견 시 모니터 장치를 통하여 사용자가 확인할 수 있도록 자동적으로 표시하며, ID 등록 오류 및 위치 정보 오류에 대한 유체 데이터 센서부(1000)에만 해당되는 사항이다.

도 13은 유압 모니터링 시스템(1000)의 ID 등록 및 위치 설정 수동 등록에 학습 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

상기 모니터링 관리부(2000)의 모니터 장치에서 수행되며, 유압장비 시동 후 모니터 장치가 활성화 된 상태에서 메뉴 버튼을 이동하여 ID등록 설정 메뉴를 선택하여 FPMS ID등록 및 위치 설정 자동 수행을 선택하면, '모니터링 서버를 이용한 ID등록 직접수행 활성화 시작'이라는 창이 나타나고, 이때, 시작을 선택하면 메뉴 설정에서 '사용자 ID 직접 입력'이라는 창이 나타난다. 여기서 'Yes'라고 응답하면 '사용자 ID 직접 입력 시작'이 모니터 장치에 나타나고, 이후, FPMS ID 메모리에 저장 창이 나타나며 저장된 후 다음 메시지로 '위치 재설정을 하는가?'라는 창이 나타나면, 'Yes'라고 했을 때 다음 단계로의 진입이 가능하나, 'No' 라고 답을 하는 경우 초기 단계 및 이전 단계로 재 진입할 수 있다. 이에 따라, '위치 재설정을 하는가?'라는 창이 나타난 후 다음 단계인 장비 가동 모니터 장치 ON을 실시한 후 FPMS 리시버와의 통신 시작을 수행하며, 'FPMS 리시버와의 통신 성공?'이라는 물음에 'Yes'라고 답하면 각 센서에 정해진 위치 ID 등록 단계를 수행하고 'No'라고 답하였을 때에는 전 단계로 다시 진입할 수 있다. 각각의 센서에 정해진 위치 ID 등록이 끝나고 'FPMS 센서 ID 등록이 완료 되었는가?'라는 물음에 'Yes'라고 답하면, FPMS 리시버와의 통신 종료 창이 나타나고, 다음 단계인 'FPMS 센서 ID 등록 종료' 창이 나타나는 것을 끝으로 FPMS 센서 ID 등록 및 위치 정보 등록이 사용자 직접 수행 입력으로 종료된다.

도 14는 유체 데이터 센서부(1000)를 유압 다기관 분배 상자 조립체 내에 설치 운용함으로써, 모니터링 관리부(2000)에 추가 구성되는 기능을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

유압장비의 유압 관련 고장으로 인한 장비 사용자를 위험 요소로부터 안전하게 보호할 수 있도록 사전에 등록된 위험 요소 정보에 대한 해당 부분의 전자 제어 솔레노이드 밸브의 고장 시 모니터 장치의 도 14의 (a)에 도시된 모니터 화면과 동일한 표시로 조향 장치와 관련한 전자 제어 솔레노이드 밸브의 고장이라는 표시와 동시에 해당 위치 및 고장에 따른 위험 상황을 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자로부터 위험 상황을 인지하게 하며 도 14의 (b)와 동일한 표시로 밸브 전환 유로 변경 사용자 선택 모드가 표시된다. 해당 화면에서 '밸브 전환 유로 변경 사용자 선택을 하시겠습니까?'라는 물음에 'Yes'라고 답하면 자동 업데이트 시스템에 의한 기존 고장 개소의 전자 제어 솔레노이드 밸브로의 전기적인 신호는 해제되며 운행 조건상의 새롭게 변경된 전자 제어 솔레노이드 밸브로 전기적인 신호가 보내질 수 있다. 이는 운행의 비상 조건하에서 일시적으로 위험요소를 해결하기 위한 수단으로 평시 운행 조건상의 도 14의 전자 제어 솔레노이드 밸브가 그 임무를 담당한다.

도 15는 모니터 장치의 표시기 상에 자동업데이트 실행 완료 후 P1제어밸브로의 유로 변경 완료라는 메시지가 나타나는 것과 같이 유로변경의 완료됨을 표시해 준다.

도 16은 도 14의 (b)와 같이 프로그램의 유로 변경 설정의 질문에서 'No'를 사용자가 선택하였을 때 모니터 장치 상에 표시되는 바와 같이 유압장비의 운행 조건이 위험하므로 사용자의 안전을 위해 엔진 자동 조건으로의 진입을 나타낸 도면이다.

FPMS의 장착 설치 활용은 유압 전자 제어 밸브의 이상 시, FPMS로부터 고장 위치와 고장 증상을 확인할 수 있도록 하였으며 기능 상의 위험요소에 등록된 전자 제어 밸브의 고장은 별도의 기능이 동일한 전자 제어 밸브와 전환 사용이 가능한 전환 유로의 설계를 통해 위험 요소 발생 시 그 기능을 전환하여 사용 가능하도록 구성하였다.

도 17는 위험 요소 경고 시 유로 전환 설정에 관한 것으로 모니터링 관리부(2000)의 기능은 간편 모드의 자동 업데이트 프로그램을 실시하고 있으며 사용자의 선택에 따른 빠른 설정 등록이 가능한 장점이 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10: 유압 모니터링 시스템
1000: 유체 데이터 센서부
1100: 센서 작동부
1110: 센서 하우징
1111: 유체 유입구
1112: 결합 나사
1113: 감지공간
1114: 제1 설치공간
1115: 제2 설치공간
1116: 제1 연결구
1117: 제2 연결구
1120: 유압 반응 수단
1121: 스풀
1122: 스프링
1130: 전원 스위치
1140: 압저항 센서
1150: 유압 신호 변환 모듈
1160: 온도 센서
1170: 온도 신호 변환 모듈
1181: 제1 오링
1182: 제2 오링
1183: 제3 오링
1200: 데이터 처리 무선 송신부
1210: 디지털 신호 변환 모듈
1220: 마이크로 컨트롤러
1230: RF 송신 모듈
1240: 전원 모듈
2000: 모니터링 관리부
2100: RF 수신 모듈
2200: 유압장비 통신 모듈
2300: 모니터링 관리 모듈

Claims

유압 관로 상에 설치되고, 유체에 의한 유압 발생 시 작동하여 유체의 압력과 온도를 측정하고, 측정된 상기 유압 및 온도 데이터를 무선 송신하는 유체 데이터 센서부; 및
상기 유압 및 온도 데이터를 무선 수신하고, 수신된 상기 유압 및 온도 데이터와 미리 설정된 유체상태 기준데이터를 기반으로 유압관로상태정보를 생성하여 제공하는 모니터링 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 유체 데이터 센서부는,
유압 관로 상에 유체 유입이 가능하도록 결합되고, 유체 유입 시 발생하는 유압에 의해 물리적인 스위칭 동작이 이루어지고, 상기 스위칭 동작 시 유입된 유체의 압력과 온도를 감지하는 센서 작동부; 및
상기 스위칭 동작 시 상기 유체 데이터 센서부에 전원을 공급하고, 상기 센서 작동부를 통해 감지된 유압과 온도에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 상기 유압 및 온도 데이터를 상기 모니터링 관리부로 무선 송신하는 데이터 처리 무선 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 센서 작동부는,
하단에 형성된 유체 유입구, 유입 관로에 체결되기 위해 상기 유체 유입구를 둘러싸는 외관 둘레에 형성된 결합 나사, 상기 유체 유입구를 통해 유입되어 모인 유체에 의해 압력이 발생되는 감지공간, 상기 감지공간에서 작용하는 유압에 의해 물리적으로 작동하는 수단이 설치되는 제1 설치공간, 및 상기 제1 설치공간에서의 물리적 작동에 의해 스위칭되는 수단과 상기 감지공간에서 감지된 유체의 압력 및 온도에 대한 전기적 신호를 생성하는 수단이 설치되는 제2 설치공간을 구비하는 센서 하우징;
상기 제1 설치공간에 설치되고, 일측이 상기 감지공간 내부를 향해 돌출되되, 상기 감지공간에서 유체의 압력 발생 시 제1 방향으로 직선 이동하고, 유체의 압력 해제 시 원점으로 복귀하도록 상기 제1 방향의 반대인 제2 방향으로 직선 이동하는 유압 반응 수단;
상기 제2 설치공간에 설치되고, 상기 유압 반응 수단이 상기 제1 방향으로 직선 이동하여 푸시 동작하면 턴온되고, 상기 제2 방향으로 직선 이동하면 턴오프되는 전원 스위치;
상기 감지공간에서부터 상기 제2 설치공간에 걸쳐 설치되어 상기 감지공간에 모인 유체의 압력에 의해 전기저항이 변화되는 압저항 센서;
상기 제2 설치공간에서 설치되고, 상기 압저항 센서를 통해 변화되는 전기저항 값을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 유압 신호 변환 모듈;
상기 감지공간에서부터 상기 제2 설치공간에 걸쳐 설치되어 상기 감지공간에 모인 유체의 온도에 의해 전기저항이 변화되는 온도 센서; 및
상기 제2 설치공간에서 설치되고, 상기 온도 센서를 통해 변화되는 전기저항을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 온도 신호 변환 모듈을 포함하고,
상기 전원 스위치는, 턴온 시 상기 압저항 센서, 상기 유압 신호 변환 모듈, 상기 온도 센서 및 상기 온도 신호 변환 모듈을 전원과 연결하는 것을 특징으로 하는 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 센서 하우징은,
상기 제2 설치공간과 상기 감지공간 사이를 연결하며 상기 압저항 센서가 관통하여 설치되는 제1 연결구, 및 상기 제2 설치공간과 상기 감지공간 사이를 연결하며 상기 온도 센서가 관통하여 설치되는 제2 연결구를 더 구비하고,
상기 센서 작동부는,
상기 제1 연결구의 양쪽 상하부 측 입구를 각각 밀봉하는 제1 오링, 상기 제2 연결구의 양쪽 상하부 측 입구를 각각 밀봉하는 제2 오링, 상기 제1 설치공간의 양쪽 상하부 측 입구를 각각 밀봉하는 제3 오링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 유압 반응 수단은,
상기 제1 설치공간에 설치되고, 일측이 상기 감지공간의 내부로 돌출 배치되고, 타측이 상기 전원 스위치와 대향 배치된 스풀; 및
상기 제1 설치공간 내에서 상기 스풀을 감싸는 형태로 고정 배치되고, 상기 제1 방향으로 직선 이동하는 상기 스풀에 복원력을 제공하고, 유체의 압력 해제 시 복원력에 의해 상기 제2 방향으로 상기 스풀을 직선 이동시키는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 데이터 처리 무선 송신부는,
상기 유압 신호 변환 모듈로부터 수신되는 아날로그의 유압 측정 신호와 상기 온도 신호 변환 모듈로부터 수신되는 아날로그의 온도 측정 신호를 디지털 신호로 각각 변환하는 디지털 신호 변환 모듈;
상기 디지털 신호 변환 모듈을 통해 변환된 상기 유압 및 온도 데이터를 수집 저장하는 마이크로 컨트롤러;
상기 마이크로 컨트롤러에 수집 저장된 상기 유압 및 온도 데이터를 상기 모니터링 관리부로 무선 송신하는 RF 송신 모듈; 및
상기 전원 스위치의 턴온 시 전원을 공급하는 전원 모듈을 포함하고,
상기 전원 스위치는, 턴온 시 상기 디지털 신호 변환 모듈, 상기 마이크로 컨트롤 모듈 및 RF 송신 모듈을 상기 전원 모듈과 더 연결하는 것을 특징으로 하는 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 모니터링 관리부는,
상기 유체 데이터 센서부로부터 상기 유압 및 온도 데이터를 무선 수신하는 RF 수신 모듈;
유압장비의 ECU와 CAN(Controller Area Network)를 통해 통신하여 유압장비 작동상태데이터를 수신하는 유압장비 통신 모듈; 및
상기 RF 수신 모듈과 상기 유압장비 통신 모듈을 통해 각각 수신된 상기 유압 및 온도 데이터와 상기 유압장비 작동상태 데이터를 가공하여 화면을 통해 작동유압정보, 작동온도정보, 유압장비 작동상태정보를 각각 표시하고, 상기 유압 및 온도 데이터와 상기 유체상태 기준데이터를 비교하여 유압장비의 이상 여부를 판단하고, 이상 판단 시 경고 신호를 출력하고, 상기 유체 데이터 센서부의 ID 등록, 설치위치 및 상기 유체상태 기준데이터를 설정하고 관리하는 모니터링 관리 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압장비에 활용되는 유압 모니터링 시스템.