KR102096973B1 - 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템 - Google Patents
에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102096973B1 KR102096973B1 KR1020180034613A KR20180034613A KR102096973B1 KR 102096973 B1 KR102096973 B1 KR 102096973B1 KR 1020180034613 A KR1020180034613 A KR 1020180034613A KR 20180034613 A KR20180034613 A KR 20180034613A KR 102096973 B1 KR102096973 B1 KR 102096973B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- magnetic conductor
- iron core
- magnet
- energy harvester
- disposed
- Prior art date
Links
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 title claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 164
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 126
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 19
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 241001124569 Lycaenidae Species 0.000 claims 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000037081 physical activity Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/04—Manufacturing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/02—Details or accessories of testing apparatus
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/05—Testing internal-combustion engines by combined monitoring of two or more different engine parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/005—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting using a power saving mode
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
- H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
- H02K35/04—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving coil systems and stationary magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
- H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
- H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
- H04Q2209/82—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device where the sensing device takes the initiative of sending data
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
- H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
- H04Q2209/88—Providing power supply at the sub-station
- H04Q2209/883—Providing power supply at the sub-station where the sensing device enters an active or inactive mode
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
- H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
- H04Q2209/88—Providing power supply at the sub-station
- H04Q2209/886—Providing power supply at the sub-station using energy harvesting, e.g. solar, wind or mechanical
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Economics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Marketing (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Magnetic Treatment Devices (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 에너지 하비스터 및 이를 포함하는 엔진 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 에너지 하비스터를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드; 및 상기 자가 발전 무센 센서 노드로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버를 포함하고, 상기 자가 발전 무선 센서 노드는 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 센서 모듈; 상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징하는 데이터 처리부; 상기 데이터 처리부로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버로 무선 전송하는 무선 통신부; 엔진의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여, 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급되는 전기 에너지를 생산하는 에너지 하비스터; 및 상기 에너지 하비스터에서 생산된 전기 에너지를 제어하여 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급하는 전력 관리부를 포함한다.
Description
본원은 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템에 관한 것이다.
공장과 같은 산업시설이나 대형 교통 수단(선박, 항공기, 철도 차량 등)에 대한 각종 모니터링 시스템은 유선 센서 모니터링 기술에 의존하고 있어, 유지, 보수 및 관리 시 신뢰성 및 안정성 보장에 한계가 있었다.
예를 들어, 종래의 모니터링 시스템은 지상(또는 정비 창)의 산업 시설물(펌프, 컴프레셔 등)에 설치된 센서를 통해 감지된 상태 감지 정보에 따라 고장을 진단함으로써, 한정된 설치 위치에서만 산업 시설물의 상태에 대한 진단이 가능하였다. 이에 따라, 진단결과의 신뢰도가 떨어지며, 고장이 발생된 이후의 진단만 가능할 뿐 산업 시설물에 대한 실시간 감시를 통한 고장의 예측 및 방지가 불가능하다는 한계가 있었다.
특히, 철도차량, 플랜트, 대형 선박 엔진, 발전소, 정유 및 화학설비, 공장 등 생산기기 등과 같이 산업설비 및 부품에 대한 접근 및 유선 센서 설치에 제약이 있어, 주요 장치들에 대한 실시간 감시 데이터를 획득하기 어렵다는 문제가 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 산업 시설물과 같은 대상체의 각 구성요소의 동작 상태를 모니터링 하는 무선 센서를 결합시키는 연구가 진행 중에 있으나, 무선 센서의 경우 전력 공급이 원활하지 않아 산업 시설물에 존재하는 다양한 에너지원으로부터 자가 발전을 수행하는 자가 발전 모듈을 추가하려는 시도가 있었다.
자가 발전 모듈의 대표적인 기술 중 하나로 에너지 하비스팅(Energy Harvesting) 기술을 들 수 있다. 에너지 하비스팅 기술은 주변에서 버려지는 에너지를 수확(harvesting) 또는 폐이용(scavenge)하여 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환하는 기술이다.
에너지 하비스팅 기술은 자연의 빛 에너지, 인간 신체 또는 연소형 엔진으로부터의 저온 폐열 에너지, 휴대용 기기 탑재/부착 장치의 미세 진동 에너지, 인간의 신체 활동으로 인한 소산 에너지 등을 흡수하고, 열전소자(Thermoelectric Element), 전기화학반응(Electrochemical Reaction), DC/AC 제너레이터, 피에조전기 트랜스듀서(Piezoelectric Transducer), 커패시터 트랜스듀서 광전지 셀(Photovoltaic Cell) 등과 같은 에너지 하비스팅 소자들을 이용할 수 있다.
일반적으로, 에너지 하비스팅 기술을 통해 얻을 수 있는 전력 수준은 대략 마이크로 와트(㎼)에서 밀리 와트(㎽) 급 정도이다.
이러한 에너지 하비스팅 기술은 다양한 산업 분야에 적용할 수 있다. 예를 들어, 철도차량, 플랜트, 대형 선박 엔진, 발전소, 정유 및 화학설비, 공장 등 생산기기 등과 같이 산업설비 및 부품 등 다양한 시스템의 상태를 모니터링하기 위한 무선 센서가 산업설비 및 부품과 결합될 수 있고, 센싱된 정보가 무선 통신 경로를 통해 전송될 수 있다.
한편, 대한민국공개특허 제 10-2017-0080556호(발명의 명칭: 엔진 모니터링 시스템 및 방법)에서는 엔진의 모니터링 시 엔진의 상태에 대한 정적인 데이터와 동적인 데이터를 모두 활용하여 육상 등에서 엔진의 진단을 수행하고 엔진이 마련된 선박 등으로 진단 정보를 제공하도록 하여, 안정적인 엔진의 유지 보수가 가능하도록 하는 엔진 모니터링 시스템을 개시하고 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자기 발전이 가능한 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은, 에너지 하비스터를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드; 및 상기 무센 센서 노드로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버를 포함하고, 상기 자가 발전 무선 센서 노드는 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 센서 모듈; 상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징하는 데이터 처리부; 상기 데이터 처리부로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버로 무선 전송하는 무선 통신부; 엔진의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여, 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급되는 전기 에너지를 생산하는 에너지 하비스터; 및 상기 에너지 하비스터에서 생산된 전기 에너지를 제어하여 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급하는 전력 관리부를 포함한다.
한편, 본원의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터는 철심, 상기 철심에 권선된 코일, 상기 코일의 상측에 배치되며 상기 철심의 상측 단부를 에워싸도록 결합된 제 1 내부 자기 도체 및 상기 코일의 하측에 배치되며 상기 철심의 하측 단부를 에워싸도록 결합된 제 2 내부 자기 도체를 포함하는 발전코어, 상기 발전코어의 외주면과 마주보도록 배치되고, 상기 철심의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부, 및 상기 자석부의 상부에 위치하고, 상기 제1 내부 자기 도체와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체와 상기 자석부의 하부에 위치하고, 상기 제 2 내부 자기 도체와 마주 보도록 배치되는 제 2 외부 자기 도체를 포함하되, 상기 복수의 자석부, 제 1 외부 자기 도체 및 제2 외부 자기 도체는 외부 진동에 의하여 상기 발전코어를 따라 선형 진동하고, 상기 각 내부 자기도체 및 각 외부 자기도체는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기를 포함하고, 정지 상태시에는 상기 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 엔진의 진동에 의해 에너지 하비스터의 상단 철심부 및 하단 철심부와 자석부와 매칭되는 상태가 조절되어, 작은 진동에도 자기 선속의 변화율을 향상시켜, 전기 에너지를 효율적으로 생산하고, 생산된 전기 에너지를 엔진 센싱 및 센싱 정보를 전송하는데 사용할 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 작동 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터를 다른 측면에서 바라본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 내부 자기 도체 및 외부 자기도체를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터의 내부 자기 도체와 외부 자기 도체의 돌기가 매칭시 자기력선 밀도의 변화를 나타내는 도면이고, 도 9의 (b)는 내부 자기 도체와 외부 자기 도체의 돌기가 비매칭시 자기력선 밀도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템이 엔진에 결합된 예시를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 작동 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터를 다른 측면에서 바라본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 내부 자기 도체 및 외부 자기도체를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터의 내부 자기 도체와 외부 자기 도체의 돌기가 매칭시 자기력선 밀도의 변화를 나타내는 도면이고, 도 9의 (b)는 내부 자기 도체와 외부 자기 도체의 돌기가 비매칭시 자기력선 밀도의 변화를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템이 엔진에 결합된 예시를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본 발명은 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템에 관한 것이다. 예시적으로, 본 발명의 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 신규 엔진뿐만 아니라 기존의 엔진에도 애드온 방식으로 결합되고, 관리서버에 등록하는 절차를 통해 편리하게 무선 센서 모니터링 시스템을 구성할 수 있다.
예시적으로, 도 10에 도신된 바와 같이, 본 발명의 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 엔진과 결합을 위한 브라켓 구성이 엔진 모터링 시스템의 외부에 결합될 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템의 모식도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터의 작동 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터의 다른 측면에서 바라본 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 내부 자기 도체 및 외부 자기도체를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터의 단면도이고, 도 9의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터의 내부 자기 도체와 외부 자기 도체의 돌기가 매칭시 자기력선 밀도의 변화를 나타내는 도면이고, 도 9의 (b)는 내부 자기 도체와 외부 자기 도체의 돌기가 비매칭시 자기력선 밀도의 변화를 나타내는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템이 엔진에 결합된 예시를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 에너지 하비스터(100)를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드(1) 및 자가 발전 무센 센서 노드(1)로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버(60)를 포함한다.
또한, 자가 발전 무선 센서 노드(1)는 센서 모듈(10), 데이터 처리부(20), 무선 통신부(30), 에너지 하비스터(100), 및 전력 관리부(40)를 포함한다. 예시적으로, 데이터 처리부(20) 및 무선 통신부(30)는 하나의 구성으로 일체형으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 데이터 처리부(20) 및 무선 통신부(30) 각각의 구성으로 분리되어 형성될 수 있다.
센서 모듈(10)은 엔진을 모니터링하는 센서로서, 엔진에서 발생하는 진동, 온도, 압력, 변위, 토크 등의 다양한 물리량 파라미터를 측정할 수 있도록, 복수의 센서를 포함할 수 있다. 또한, 복수의 센서는 엔진 모니터링이 필요한 부위에 각각 장착될 수 있으며, 예시적으로, 엔진의 고속 구동 터보 차저, 축 베어링 등에 장착될 수 있다.
데이터 처리부(20)는 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징한다.
무선 통신부(30)는 데이터 처리부(20)로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버(60)로 무선 전송한다. 다시 말해, 관리 서버(60)는 무선 통신부(30)에서 무선 전송된 패키징된 센싱 정보를 무선 수신하는 무선 수신기(50)를 포함하고, 무선 수신기(50)에서 무선 수신된 패키징된 센싱 정보를 처리할 수 있다.
에너지 하비스터(100)는 엔진의 진동 에너지를 전기에너지로 변환하여, 센서 모듈(10), 데이터 처리부(20) 및 무선 통신부(30)에 공급되는 전기 에너지를 생산한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
전력 관리부(40)는 에너지 하비스터(100)에서 생산된 전기 에너지를 제어하여, 센서 모듈(10), 데이터 처리부(20), 및 무선 통신부(30)에 공급한다.
예시적으로, 전력 관리부(40)는 수집된 전기 에너지를 저장하는 수퍼 커패시터 또는 배터리를 포함할 수 있다. 또한, 전력 관리부(40)는 수퍼 커패시터 또는 배터리의 전압이 미리 설정된 임계값에 도달할 경우, 무선 통신부(30)에 전력을 공급하여, 수집된 데이터의 전송을 수행할 수 있다.
또한, 전력 관리부(40)는 에너지 하비스터의 생산 전력에 따라 운영 및 절전 모드로 진입여부를 제어할 수 있다.
상세하게는, 전력 관리부(40)는 전력 생산량이 임계값에 미치지 못할 경우, 절전 모드로 진입하여, 센서 모듈(10)에서 수집되는 센싱 정보를 관리 서버로 전송하는 전송 주기가 연장되도록 하여, 데이터 전송 시 발생하는 전력 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 전력 관리부(40)는 전력 생산량이 임계값 이상으로 회복된 경우, 다시 정상 모드로 복쉬하여, 데이터 무선 정송 주기를 다시 정상 주기로 복귀시킬 수 있다. 이에 따라, 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템은 에너지 하비스터(100)가 전기 에너지의 생산을 원활하게 수행하지 못하는 경우를 대비할 수 있다.
또한, 무선 통신부(30)는 전송할 데이터의 양이 미리 설정된 값만큼 수집된 경우, 테이터 전송을 수행하고, 전력 생산량이 부족한 경우, 수집된 데이터를 모두 전송할 수 있는 전력이 수집될 때까지 대기하여 데이터를 전송할 수 있다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 에너지 하비스터(100)의 개념에 대하여 설명한다. 참고로, 도 2의 에너지 하비스터(100)는 단면도를 도시한 것으로서 전체적으로 원통형의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
본 에너지 하비스터(100)는 철심(120), 복수의 자석부(130), 및 코일(140)을 포함한다.
철심(120)은 중심축(123), 중심축(123)으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 상단 철심부(121) 및 중심축(123)으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 하단 철심부(122)를 포함한다.
예시적으로, 중심축(123)은 원통형으로 형성되고, 중심축(123)의 상단에 원판형의 상단 철심부(121)가 위치하고, 중심축(123)의 하단에 원판형의 하단 철심부(122)가 위치할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
복수의 자석부(130)는 제1 하우징(110)의 내주면에 철심(120)의 외주면과 마주보도록 배치되고, 중심축(123)의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다. 예시적으로, 각각의 자석부(131, 132, 133, 134)은 복수의 자석이 제1 하우징(110)의 내주 둘레면을 따라 위치하고, 내주연과 외주연이 서로 반대극성으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다. 또한, 제1 하우징(110)은 자기장에서 자화하는 성질을 가진 물질인 자성체일 수 있다.
코일(140)은 철심(120)의 중심축(123)에 권선되거나 철심(120)을 에워싸며 자석부(130)들 사이에 제1 하우징(110)의 내주면을 따라 배치된다. 다시 말해, 코일(140)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 철심(120)의 중심축(123)의 외주면에 권취되거나, 도 4에 도시된 바와 같이, 후술되는 제2 자석부(132)와 제3 자석부(133) 사이에 제1 하우징(110)의 내주면을 따라 배치될 수 있다.
에너지 하비스터(100)는 철심(120) 또는 복수의 자석부(130)의 선형 진동의 정도에 따라, 철심(120)의 상단 철심부(121) 및 하단 철심부(122)와 자석부(130)와 매칭되는 상태가 조절되고, 상단 철심부(121) 및 하단 철심부(122)와 자석부(130) 매칭시에 철심(120)과 자석부(130)를 경우하는 자속 폐루프를 형성하도록 동작한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
복수의 자석부(130)는 중심축(123)의 연장 방향을 따라 이격되어 배치된 제1 자석부(131), 제2 자석부(132), 제3 자석부(133), 및 제4 자석부(134)를 포함할 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 복수의 자석부(130)는 진동의 변위에 따라 6개, 8개 또는 그 이상의 자석부로 구성할 수 있다.
또한, 에너지 하비스터(100)는 철심(120) 또는 복수의 자석부(130)의 수직방향 운동에 따라 철심(120)이 최상단으로 이동하면 상단 철심부(121)와 제1 자석부(131)가 마주보고, 하단 철심부(122)와 제3 자석부(133)가 마주보도록 배치되고, 철심(120)이 최하단으로 이동하면 상단 철심부(121)와 제2 자석부(132)가 마주보고, 하단 철심부(122)와 제4 자석부(134)가 마주보도록 배치될 수 있다. 상술한, 철심(120)이 최상단으로 이동한다는 것은 철심(120)이 상부방향으로 이동되거나 복수의 자석부(130)가 하부방향으로 이동하여 상대적으로 철심(120)이 상부방향으로 이동되는 것을 의미할 수 있으며, 철심(120)이 최하단으로 이동한다는 것은 철심(120)이 하부방향으로 이동되거나 복수의 자석부(130)가 상부방향으로 이동하여 상대적으로 철심(120)이 하부방향으로 이동되는 것을 의미할 수 있다.
다시 말해, 철심(120)의 수직방향 운동에 따라 철심(120)이 최상단으로 이동하면 상단 철심부(121), 제 1 자석부(131), 제 3 자석부(133) 및 하단 철심부(122)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성되고, 철심(120)의 수직방향 운동에 따라 철심(120)이 최하단으로 이동하면 상단 철심부(121), 제2 자석부(132), 제4 자석부(134) 및 하단 철심부(122)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성될 수 있다.
예시적으로, 복수의 자석부(130)는 내주연과 외주연이 서로 반대극성으로 형성되고, 제1 자석부(131)의 내주연과 제3 자석부(133)의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되고, 제2 자석부(132)의 내주연과 제4 자석부(134)의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되며, 제1 자석부(131)의 내주연과 제2 자석부(132)의 내주연은 서로 반대극성으로 형성될 수 있다.
예시적으로, 제1 자석부(131)는 내주연이 S극으로 외주연이 N극으로 형성되고, 제2 자석부(132)는 내주연이 N극으로 외주연이 S극으로 형성되고, 제3 자석부(133)는 내주연이 N극으로 외주연이 S극으로 형성되고, 제4 자석부(134)는 내주연이 N극으로 외주연이 S극으로 형성될 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, 각각의 자석부(131, 132, 133, 134)는 복수의 자석(131a, 131b)으로 이루어지며, 복수의 자석(131a, 131b)이 제1 하우징(110)의 내주 둘레면을 따라 위치하고, 내주연과 외주연이 서로 반대극성으로 형성될 수 있다. 또한, 자석(131a)은, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 단면이 사다리꼴 또는 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 각각의 자석부(131, 132, 133, 134)는, 도5의 (c)에 도시된 바와 같이, 단면이 원형인 하나의 자석(131c)로 형성될 수도 있다.
이에 따라, 도 3의 (a)를 참조하면, 철심(120)이 최상단에 위치하면, 철심(120)에서 상부방향으로 자기선속이 형성되고, 도 3의 (b)를 참조하면, 철심(120)이 최하단에 위치하면, 철심(120)에서 하부방향으로 자기 선속이 형성될 수 있다. 따라서, 코일(140)을 통과하는 자기선속의 방향이 정방향에서 역방향으로 바뀌며 전자기 유도 효율이 높아지며, 누설자속이 없는 폐루프에 의해 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터(100)에 대해서 설명한다.
제1 하우징(110)은 원통형으로 형성되고, 내주면에 중심축(123)의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부(130)가 위치할 수 있다. 또한, 상단 철심부(121)와 하단 철심부(122)는 중심축(123)으로부터 연장된 원판형으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
또한, 에너지 하비스터(100)는 제1 자석부(131)와 제2 자석부(132) 사이에 위치하는 제1 스페이서(191) 및 제3 자석부(133) 및 제4 자석부(134) 사이에 위치하는 제2 스페이서(192)를 더 포함할 수 있으며, 제2 자석부(132)와 제3 자석부(133)의 사이에는 코일(140)이 위치할 수 있다.
이에 따라, 에너지 하비스터(100)는, 철심(120)이 최상단에 위치할 경우, 제1 자석부(131), 제1 하우징(110), 제3 자석부(133), 하단 철심부(122), 중심축(123), 및 상단 철심부(121)를 경유하는 자기선속이 형성되고, 철심(120)이 최하단에 위치할 경우, 제4 자석부(134), 제1 하우징(110), 제2 자석부(132), 상단 철심부(121), 중심축(123), 및 하단 철심부(122)를 경유하는 자기선속이 형성될 수 있다. 이때, 코일(140)은 제2 자석부(132)와 제3 자석부(133)의 사이에 위치하여 중심축(123)의 자기선속과 동일한 방향으로 자기선속이 형성될 수 있다.
에너지 하비스터(100)는 제1 하우징(110)의 외주면에 위치하는 질량체(160)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)는 좀 더 원활히 수직방향으로 운동될 수 있다.
에너지 하비스터(100)는 중심축(123)의 상부에 고정되고, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)가 상하방향으로 선형진동하도록 탄성지지하는 상부 스프링부(151) 및 중심축(123)의 하부에 고정되고, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)이 수직방향으로 선형진동하도록 탄성지지하는 하부 스프링부(152)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 상부 스프링부(151) 및 하부 스프링부(152)는 판 스프링일 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
상세하게는, 에너지 하비스터(100)는 상부 스프링부(151) 및 하부 스프링부(152)에 의해 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)가 상하방향으로 선형진동할 수 있다. 또한, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)가 최하단으로 이동하면, 상단 철심부(121), 제1 자석부(131), 제1 하우징(110), 제3 자석부(133), 하단 철심부(122), 및 중심축(123)을 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성되고, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)가 최상단으로 이동하면, 상단 철심부(121), 중심축(123), 하단 철심부(122), 제4 자석부(134), 제1 하우징(110), 및 제2 자석부(132)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1 자석부 내지 제4 자석부(131, 132, 133, 134)이 상하방향으로 선형진동함에 따라, 코일(140)을 통과하는 자기선속의 방향이 바뀌어 전기 에너지가 생성될 수 있다.
경우에 따라, 제2 하우징(180)의 상부 내주면에는 상부 스토퍼(171)가 위치하고, 하부 내주면에는 하부 스토퍼(172)가 위치하여, 제1 자석부(131) 내지 제4 자석부(134)가 선형진동되는 거리를 제한하여, 상부 및 하부 스프링부(151, 152)의 수명을 증가시키며, 충격을 흡수할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터에 대해서 설명한다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터(200)에 대해서 설명한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터(200)는 발전코어, 적어도 하나 이상의 자석부(230) 및 외부 자기 도체(261, 262)를 포함한다.
발전코어는 철심(220), 철심(220)에 권선된 코일(240), 코일(240)의 상측에 배치되며 철심(220)의 상측 단부를 에워싸도록 결합된 제 1 내부 자기 도체(221) 및 코일(240)의 하측에 배치되며 철심(220)의 하측 단부를 에워싸도록 결합된 제 2 내부 자기 도체(222)를 포함한다.
자석부(230)는 제1 하우징(210)의 내주면에 발전코어의 외주면과 마주보도록 배치된다.
외부 자기 도체(261, 262)는 자석부(230)의 상부에 위치하고, 제1 내부 자기 도체(221)와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체(261)와 자석부(230)의 하부에 위치하고, 제 2 내부 자기 도체(222)와 마주 보도록 배치된 제2 외부 자기 도체(262)를 포함한다. 또한, 복수의 자석부(230), 제1 외부 자기 도체(261), 및 제2 외부 자기 도체(262)는 외부 진동에 의해 발전코어를 따라 선형진동하며, 이에 따라 전기 에너지가 생산될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하도록 한다.
각 내부 자기 도체(221, 222) 및 각 외부 자기 도체(261, 262)는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기(sawtooth, 221a, 261a)를 포함하고, 진동 시, 각 돌기(221a, 261a)가 어긋나거나 대향하여, 폐루프를 형성할 수 있다. 또한, 정지 상태시에 각 돌기(221a, 261a)가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 가질 수 있다. 또한, 외부 자기 도체(261, 262)와 내부 자기 도체(221, 222)는 각각 원기둥 형상을 가지며, 내부 자기도체(221, 222)가 외부 자기 도체(261, 262) 내부에 포함되는 형태의 동심원 관계를 갖는다.
예시적으로, 도 6을 참조하면, 내부 자기 도체(221, 222)는 원통형으로 형성되고, 외주면으로부터 돌출되고, 상하방향으로 소정의 거리 이격되어 복수의 돌기(221a)가 형성되며, 외부 자기 도체(261, 262)는 원통형으로 형성되고, 내부 자기 도체(221, 222)가 내부에 위치하며, 내주면으로부터 돌출되고, 상하방향으로 소정의 거리 이격되어 복수의 돌기(261a)가 형성될 수 있다. 또한, 도 6을 참조하면, 내부 자기 도체(221, 222)의 돌기(221a)와 외부 자기 도체(261, 262)의 돌기(261a)는 5개로 구성될 수 있으나, 이에 한하지 않고, 그 이상 또는 그 이하로 형성될 수 도 있다.
또한, 복수의 자석부(230)는 철심(220)의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된 제 1 자석부(231) 및 제2 자석부(232)를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 외부 자기 도체(261)는 제 1 자석부(231)의 상부에 배치되고, 제 2 외부 자기 도체(262)는 제 2 자석부(232)의 하부에 배치될 수 있다.
또한, 에너지 하비스터(200)는 제1 자석부(231)와 제2 자석부(232) 사이에 배치되고, 철심(220)을 향하여 연장된 형상을 갖는 중앙 자기 도체(290)를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 에너지 하비스터(200)는 제1 내부 자기 도체(221), 제 1 외부 자기 도체(261), 중앙 자기 도체(290) 및 철심(220)을 경유하는 폐루프 형태의 자속과, 제 2 내부 자기 도체(222), 제 2 외부 자기 도체(262), 중앙 자기 도체(290) 및 철심(220)을 경유하는 폐루프 형태의 자속이 각각 형성될 수 있다.
또한, 제1 자석부(231) 및 제2 자석부(232)는 상부와 하부가 서로 반대극성으로 형성되고, 제1 자석부(231)의 상부와 제2 자석부(232)의 상부는 서로 반대극성으로 형성될 수 있다. 또한, 복수의 자석부(230)는 원형 고리 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한하지 않고 사각, 육각 또는 팔각 이상의 고리 형상을 가질 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 제1 자석부(231) 및 제2 자석부(232)는 각각 복수의 자석을 포함하고, 복수의 자석이 원형으로 배치되어 형성될 수 있다.
예시적으로, 제1 자석부(231)는 상부가 N극으로 하부가 S극으로 형성되고, 제3 자석부(233)는 상부가 S극으로 하부가 N극으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 에너지 하비스터(200)는 제1 자석부(231), 제1 외부 자기 도체(261), 제1 내부 자기 도체(221), 철심(220), 및 중앙 자기 도체(290)를 경유하는 폐루프 형태의 자속 및 제2 자석부(232), 제2 외부 자기 도체(262), 제2 내부 자기 도체(222), 철심(220), 및 중앙 자기 도체(290)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성될 수 있다.
또한, 진동이 발생하면, 복수의 자석부(230)가 진동하게 되며, 이때 내부 자기 도체(221, 222)의 돌기(221a)와 외부 자기 도체(261, 262)의 돌기(261a)가 서로 어긋남에 따라 내부 자기 도체(221, 222)와 외부 자기도체(261, 262)를 통과하는 자속의 변화량이 커지게 될 수 있다. 다시 말해, 에너지 하비스터(200)는, 도 9를 참조하면, 돌기(221a, 261a) 사이의 간격만큼의 작은 진동에도 자속의 변화가 매우 커지게 되므로 전력 발생 효율이 증가하게 된다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 하비스터(200)는 돌기가 형성된 내부 자기 도체(221, 222) 및 외부 자기 도체(261,232)를 통해 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터(100)에 비해 작은 진동에서 전기 에너지를 효율적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 에너지 하비스터(200)는 제1 외부 자기 도체(261)의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링(251) 및 제2 외부 자기 도체(262)의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링(252)을 포함할 수 있다. 자성 스프링은 일반적인 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
에너지 하비스터(200)는 내부에 소정의 공간이 형성되고, 철심(220)이 고정된 제2 하우징(280) 및 제1 하우징(210)의 둘레부와 제2 하우징(280)의 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 베어링부(270)를 더 포함할 수 있다. 다시 말해, 에너지 하비스터(200)는 베어링부(270)를 통해 복수의 움직임을 좀 더 안정화시킬 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)에 대해서 설명한다.
철심(320)은 중심축(323), 중심축(323)으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 제1 내부 자기 도체(321) 및 중심축(323)으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 제2 내부 자기 도체(322)를 포함한다. 예시적으로, 중심축(323)은 원통형으로 형성되고, 중심축(323)의 상단에 원판형의 제1 내부 자기 도체(321)가 위치하고, 중심축(323)의 하단에 원판형의 제2 내부 자기 도체(322)가 위치할 수 있으나, 이에 한하지는 않는다.
또한, 외부 자기 도체(361, 362)는 자석부(330)의 상부에 위치하고, 제1 내부 자기 도체(321)와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체(361)와 자석부(330)의 하부에 위치하고, 제 2 내부 자기 도체(322)와 마주 보도록 배치된 제2 외부 자기 도체(362)를 포함한다.
아울러, 내부 자기 도체(321, 322)는 둘레면에 형성된 복수의 돌기를 포함하고, 외부 자기 도체(361, 362)는 내주연에 형성된 복수의 돌기를 포함하며, 정지 상태시에는 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는다.
또한, 자석부(330), 제1 외부 자기 도체(361) 및 제2 외부 자기 도체(362)는 외부 진동에 의해 철심(320)을 따라 선형 진동하며, 이때 내부 자기 도체(321, 322)의 돌기와 외부 자기 도체(361, 362)의 돌기가 서로 대향하거나 어긋난 상태를 반복하여, 내부 자기 도체(321, 322)와 외부 자기도체(361, 362)를 통과하는 자속의 변화량이 커지게 되며, 전력 발생 효율이 증가하게 된다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 돌기가 형성된 내부 자기 도체(321, 322) 및 외부 자기 도체(361, 332)를 통해 제1 실시예에 따른 에너지 하비스터(100)에 비해 작은 진동에서 전기 에너지를 효율적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.
코일(340)은 중심축(323)에 권선되고, 제1 내부 자기 도체(321)와 제2 내부 자기 도체(322)의 사이에 위치한다.
자석부(330)는 철심의 외주면과 마주보도록 배치되며, 예시적으로 도 8에 도시된 바와 같이, 코일(340)의 외주면과 마주보도록 배치될 수 있으나, 이에 한하지는 않는다. 아울러, 자석부(330)는 하나의 자석으로 구성될 수 있으나, 복수의 자석이 상하방향으로 적층되어 구성될 수도 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 자석부(330), 제 1 외부 자기 도체(361), 제 1 내부 자기 도체(321), 중심축(323), 제2 내부 자기 도체(322), 및 제2 외부 자기 도체(362)를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 제1 외부 자기 도체(361)의 상부에 배치되는 상부 판 스프링(353) 및 제2 외부 자기 도체(362)의 하부에 배치되는 하부 판 스프링(354)을 더 포함할 수 있다.
예시적으로, 상부 판 스프링(353)은 중앙부에 홀이 형성된 원판형으로 형성되고, 외주연이 제1 내부 자기 도체(321)에 고정되고, 내주연이 철심(320)의 상부에 고정될 수 있다. 또한, 하부 판 스프링(354)은 중앙부에 홀이 형성된 원판형으로 형성되고, 외주연이 제2 내부 자기 도체(322)에 고정되고, 내주연이 철심(320)의 하부에 고정될 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 제1 외부 자기 도체(361)의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링부(351) 및 제2 외부 자기 도체(362)의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링부(352)를 더 포함할 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 하비스터(300)는 판 스프링으로 된 상부 및 하부 판 스프링(353, 354) 및 자석을 이용한 상부 및 하부 자성 스프링부(351, 352)를 이용하여, 자석부(330)를 탄성지지할 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100, 200,300 : 에너지 하비스터
110, 210 : 제1 하우징
120, 220, 320 : 철심
121 : 상단 철심부 122 : 하단 철심부
123, 323 : 중심축
130, 230, 330 : 자석부
131,231 : 제1 자석부 132,232 : 제2 자석부
133 : 제3 자석부 134 : 제4 자석부
140,240, 340 : 코일
151 :상부 스프링부 152 : 하부 스프링부
251, 351 : 상부 자성 스프링 252, 352 : 하부 자성 스프링
353 : 상부 판 스프링 354 : 하부 판 스프링
160 : 질량체
171 : 상부 스토퍼 172 : 하부 스토퍼
180 : 제2 하우징
191 : 제1 스페이서 192 : 제2 스페이서
221, 321 : 제1 내부 자기 도체 222, 322 : 제2 내부 자기 도체
261, 361 : 제1 외부 자기도체 262, 362 : 제2 외부 자기도체
270 : 베어링부
290 :중앙 자기 도체
1 : 자가 발전 무선 센서 노드
10 : 센서 모듈
20 : 데이터 처리부
30 : 무선 통신부
50 : 무선 수신기
60 : 관리 서버
110, 210 : 제1 하우징
120, 220, 320 : 철심
121 : 상단 철심부 122 : 하단 철심부
123, 323 : 중심축
130, 230, 330 : 자석부
131,231 : 제1 자석부 132,232 : 제2 자석부
133 : 제3 자석부 134 : 제4 자석부
140,240, 340 : 코일
151 :상부 스프링부 152 : 하부 스프링부
251, 351 : 상부 자성 스프링 252, 352 : 하부 자성 스프링
353 : 상부 판 스프링 354 : 하부 판 스프링
160 : 질량체
171 : 상부 스토퍼 172 : 하부 스토퍼
180 : 제2 하우징
191 : 제1 스페이서 192 : 제2 스페이서
221, 321 : 제1 내부 자기 도체 222, 322 : 제2 내부 자기 도체
261, 361 : 제1 외부 자기도체 262, 362 : 제2 외부 자기도체
270 : 베어링부
290 :중앙 자기 도체
1 : 자가 발전 무선 센서 노드
10 : 센서 모듈
20 : 데이터 처리부
30 : 무선 통신부
50 : 무선 수신기
60 : 관리 서버
Claims (31)
- 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템에 있어서,
에너지 하비스터를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드; 및
상기 자가 발전 무센 센서 노드로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버를 포함하고,
상기 자가 발전 무선 센서 노드는
엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 센서 모듈;
상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징하는 데이터 처리부;
상기 데이터 처리부로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버로 무선 전송하는 무선 통신부;
엔진의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여, 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급되는 전기 에너지를 생산하는 에너지 하비스터; 및
상기 에너지 하비스터에서 생산된 전기 에너지를 제어하여 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급하는 전력 관리부를 포함하고,
상기 에너지 하비스터는
중심축, 상기 중심축으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 상단 철심부 및 상기 중심축으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 하단 철심부를 포함하고, 보빈 형상인 철심;
제1 하우징의 내주면에 상기 철심의 외주면과 마주보도록 배치되고, 상기 중심축의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부; 및
상기 철심에 권선되거나 상기 철심을 에워싸며 상기 자석부들 사이에 상기 제1 하우징의 내주면을 따라 배치된 코일을 포함하고,
상기 복수의 자석부는 상기 중심축의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된 제 1 자석부 내지 제 4 자석부를 포함하되,
상기 철심 또는 복수의 자석부의 수직방향 운동에 따라 상기 철심이 최상단으로 이동하거나 복수의 자석부가 최하단으로 이동하면 상기 상단 철심부와 상기 제 1 자석부가 마주보고, 상기 하단 철심부와 상기 제 3 자석부가 마주 보도록 배치되고,
상기 철심 또는 복수의 자석의 수직방향 운동에 따라 상기 철심이 최하단으로 이동하거나 복수의 자석부가 최상단으로 이동하면 상기 상단 철심부와 상기 제 2 자석부가 마주보고, 상기 하단 철심부와 상기 제 4 자석부가 마주보도록 배치되고,
상기 철심 또는 복수의 자석의 수직방향 운동에 따라 상기 철심이 최상단으로 이동하거나 복수의 자석부가 최하단으로 이동하면 상기 상단 철심부, 상기 제 1 자석부, 상기 제 3 자석부 및 상기 하단 철심부를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성되고,
상기 철심 또는 복수의 자석부의 수직방향 운동에 따라 상기 철심이 최하단으로 이동하거나 복수의 자석부가 최상단으로 이동하면 상기 상단 철심부, 상기 제 2 자석부, 상기 제 4 자석부 및 상기 하단 철심부를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 형성되는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 전력 관리부는
상기 에너지 하비스터의 생산 전력에 따라 운영 및 절전 모드로 진입 여부를 제어하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 무선 통신부는
전송할 데이터의 양이 미리 설정된 값만큼 수집된 경우, 테이터 전송을 수행하고, 전력 생산량이 부족한 경우, 수집된 데이터를 모두 전송할 수 있는 전력이 수집될 때까지 대기하여 데이터를 전송하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 자석부는 내주연과 외주연이 서로 반대극성으로 형성되고,
상기 제1 자석부의 내주연과 제3 자석부의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되고, 상기 제2 자석부의 내주연과 제3 자석부의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되며, 상기 제1 자석부의 내주연과 제2 자석부의 내주연은 서로 반대극성으로 형성되는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 자석부와 제2 자석부 사이에 위치하는 제1 스페이서 및
상기 제3 자석부 및 제4 자석부 사이에 위치하는 제2 스페이서를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 제1 하우징의 외주면에 위치하는 질량체를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 중심축의 상부에 고정되고, 상기 제1 자석부 내지 제4 자석부가 수직방향으로 선형진동하도록 탄성지지하는 상부 스프링부 및
상기 중심축의 하부에 고정되고, 상기 제1 자석부 내지 제4 자석부가 수직방향으로 선형진동하도록 탄성지지하는 하부 스프링부를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
내부에 소정의 공간이 형성되고, 상기 중심축이 고정된 제2 하우징;
상기 제2 하우징의 상부 내주면에 위치하는 상부 스토퍼; 및
상기 제2 하우징의 하부 내주면에 위치하는 하부 스토퍼를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템에 있어서,
에너지 하비스터를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드; 및
상기 자가 발전 무센 센서 노드로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버를 포함하고,
상기 자가 발전 무선 센서 노드는
엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 센서 모듈;
상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징하는 데이터 처리부;
상기 데이터 처리부로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버로 무선 전송하는 무선 통신부;
엔진의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여, 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급되는 전기 에너지를 생산하는 에너지 하비스터; 및
상기 에너지 하비스터에서 생산된 전기 에너지를 제어하여 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급하는 전력 관리부를 포함하고,
상기 에너지 하비스터는
철심, 상기 철심에 권선된 코일, 상기 코일의 상측에 배치되며 상기 철심의 상측 단부를 에워싸도록 결합된 제 1 내부 자기 도체 및 상기 코일의 하측에 배치되며 상기 철심의 하측 단부를 에워싸도록 결합된 제 2 내부 자기 도체를 포함하는 발전코어,
제1 하우징의 내주면에 상기 발전코어의 외주면과 마주보도록 배치되고, 상기 철심의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부, 및
상기 자석부의 상부에 위치하고, 상기 제1 내부 자기 도체와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체와 상기 자석부의 하부에 위치하고, 상기 제 2 내부 자기 도체와 마주 보도록 배치되는 제 2 외부 자기 도체를 포함하되,
상기 복수의 자석부, 제 1 외부 자기 도체 및 제2 외부 자기 도체는 외부 진동에 의하여 상기 발전코어를 따라 선형 진동하고,
상기 각 내부 자기도체 및 각 외부 자기도체는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기를 포함하고, 정지 상태시에는 상기 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 자석부는 상기 철심의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된 제 1 자석부 및 제 2 자석부를 포함하고,
상기 제 1 외부 자기 도체는 상기 제 1 자석부의 상부에 배치되고,
상기 제 2 외부 자기 도체는 상기 제 2 자석부의 하부에 배치되는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 제1 자석부와 제2 자석부 사이에 배치되고, 상기 철심을 향하여 연장된 형상을 갖는 중앙 자기 도체를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 제1 자석부, 상기 제 1 내부 자기 도체, 상기 제 1 외부 자기 도체, 상기 중앙 자기 도체 및 상기 철심을 경유하는 폐루프 형태의 자속과,
상기 제2 자석부, 상기 제 2 내부 자기 도체, 상기 제 2 외부 자기 도체, 상기 중앙 자기 도체 및 상기 철심을 경유하는 폐루프 형태의 자속이 각각 형성되는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제14항에 있어서,
상기 제1 및 제2 자석부는 상부와 하부가 서로 반대극성으로 형성되고,
상기 제1 자석부의 상부와 제2 자석부의 상부는 서로 반대극성으로 형성되는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제13항에 있어서,
상기 제1 외부 자기 도체의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링부; 및
상기 제2 외부 자기 도체의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링부를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제13항에 있어서,
내부에 소정의 공간이 형성되고, 상기 철심이 고정된 제2 하우징; 및
상기 제1 하우징의 둘레부와 제2 하우징의 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 베어링부를 더 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템에 있어서,
에너지 하비스터를 이용하여 전기 에너지를 생산하고, 엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 자가 발전 무선 센서 노드; 및
상기 자가 발전 무센 센서 노드로부터 수신된 센싱 정보를 수신하여 관리하는 관리 서버를 포함하고,
상기 자가 발전 무선 센서 노드는
엔진을 모니터링하는 적어도 하나 이상의 센서 모듈;
상기 센서 모듈로부터 수신된 센싱 정보를 식별하고, 패키징하는 데이터 처리부;
상기 데이터 처리부로부터 수신된 패키징된 센싱 정보를 관리 서버로 무선 전송하는 무선 통신부;
엔진의 진동 에너지를 전기 에너지로 변환하여, 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급되는 전기 에너지를 생산하는 에너지 하비스터; 및
상기 에너지 하비스터에서 생산된 전기 에너지를 제어하여 상기 센서 모듈, 데이터 처리부, 및 무선 통신부에 공급하는 전력 관리부를 포함하고,
상기 에너지 하비스터는
중심축, 상기 중심축으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 제1 내부 자기 도체, 및 상기 중심축으로부터 수평방향으로 연장되도록 형성된 제2 내부 자기도체를 포함하는 철심;
상기 중심축에 권선되고, 상기 제1 내부 자기 도체와 상기 제2 내부 자기 도체의 사이에 위치하는 코일;
상기 철심의 외주면과 마주보도록 배치되는 적어도 하나 이상의 자석부, 및
상기 자석부의 상부에 위치하고, 상기 제1 내부 자기 도체와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체와 상기 자석부의 하부에 위치하고, 상기 제 2 내부 자기 도체와 마주 보도록 배치되는 제 2 외부 자기 도체를 포함하되,
상기 자석부, 제 1 외부 자기 도체 및 제2 외부 자기 도체는 외부 진동에 의하여 상기 철심을 따라 선형 진동하고,
상기 각 내부 자기도체 및 각 외부 자기도체는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기를 포함하고, 정지 상태시에는 상기 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제19항에 있어서,
상기 자석부, 상기 제 1 외부 자기 도체, 상기 제 1 내부 자기 도체, 상기 중심축, 제2 내부 자기 도체, 및 제2 외부 자기 도체를 경유하는 폐루프 형태의 자속이 각각 형성되는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제19항에 있어서,
상기 제1 및 제2 자석부는 상부와 하부가 서로 반대극성으로 형성되는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제19항에 있어서,
상기 제1 외부 자기 도체의 상부에 배치되는 상부 판 스프링; 및
상기 제2 외부 자기 도체의 하부에 배치되는 하부 판 스프링을 더 포함하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제22항에 있어서,
상기 제1 외부 자기 도체의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링부; 및
상기 제2 외부 자기 도체의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링부를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 관리서버는
상기 무선 통신부로부터 패키징된 센싱 정보를 수신하고, 수신된 센싱 정보를 상기 관리 서버로 전달하는 무선 수신기를 포함하는 에너지 하비스터를 이용한 엔진 모니터링 시스템. - 에너지 하비스터에 있어서,
철심, 상기 철심에 권선된 코일, 상기 코일의 상측에 배치되며 상기 철심의 상측 단부를 에워싸도록 결합된 제 1 내부 자기 도체 및 상기 코일의 하측에 배치되며 상기 철심의 하측 단부를 에워싸도록 결합된 제 2 내부 자기 도체를 포함하는 발전코어,
제1 하우징의 내주면에 상기 발전코어의 외주면과 마주보도록 배치되고, 상기 철심의 연장 방향을 따라 배치된 복수의 자석부, 및
상기 자석부의 상부에 위치하고, 상기 제1 내부 자기 도체와 마주보도록 배치된 제1 외부 자기 도체와 상기 자석부의 하부에 위치하고, 상기 제 2 내부 자기 도체와 마주 보도록 배치되는 제 2 외부 자기 도체를 포함하되,
상기 복수의 자석부, 제 1 외부 자기 도체 및 제2 외부 자기 도체는 외부 진동에 의하여 상기 발전코어를 따라 선형 진동하고,
상기 각 내부 자기도체 및 각 외부 자기도체는 각각 외부로 돌출된 복수의 돌기를 포함하고, 정지 상태시에는 상기 각 돌기가 서로 대향하거나 어긋나는 상태를 갖는 것인 에너지 하비스터 - 제25항에 있어서,
상기 자석부는 상기 철심의 연장 방향을 따라 일정 간격만큼 이격되어 배치된 제 1 자석부 및 제 2 자석부를 포함하고,
상기 제 1 외부 자기 도체는 상기 제 1 자석부의 상부에 배치되고,
상기 제 2 외부 자기 도체는 상기 제 2 자석부의 하부에 배치되는 것인 에너지 하비스터. - 제26항에 있어서,
상기 제1 자석부와 제2 자석부 사이에 배치되고, 상기 철심을 향하여 연장된 형상을 갖는 중앙 자기 도체를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터. - 제27항에 있어서,
상기 제1 자석부, 상기 제 1 내부 자기 도체, 상기 제 1 외부 자기 도체, 상기 중앙 자기 도체 및 상기 철심을 경유하는 폐루프 형태의 자속과,
상기 제2 자석부, 상기 제 2 내부 자기 도체, 상기 제 2 외부 자기 도체, 상기 중앙 자기 도체 및 상기 철심을 경유하는 폐루프 형태의 자속이 각각 형성되는 것인 에너지 하비스터. - 제27항에 있어서,
상기 제1 및 제2 자석부는 상부와 하부가 서로 반대극성으로 형성되고,
상기 제1 자석부의 상부와 제2 자석부의 상부는 서로 반대극성으로 형성되는 것인 에너지 하비스터. - 제26항에 있어서,
상기 제1 외부 자기 도체의 상부에 배치되는 상부 자성 스프링부; 및
상기 제2 외부 자기 도체의 하부에 배치되는 하부 자성 스프링부를 더 포함하는 것인 에너지 하비스터. - 제26항에 있어서,
내부에 소정의 공간이 형성되고, 상기 철심이 고정된 제2 하우징; 및
상기 제1 하우징의 둘레부와 제2 하우징의 사이에 위치하는 적어도 하나 이상의 베어링부를 더 포함하는 에너지 하비스터.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180034613A KR102096973B1 (ko) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템 |
| EP18911568.6A EP3761254A4 (en) | 2018-03-26 | 2018-03-29 | ENERGY RECOVERY AND ENGINE MONITORING SYSTEM USING THE SAME |
| PCT/KR2018/003692 WO2019189960A1 (ko) | 2018-03-26 | 2018-03-29 | 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템 |
| US17/042,524 US11637488B2 (en) | 2018-03-26 | 2018-03-29 | Energy harvester with iron core and at least four magnet portions facing iron core structure and self-powered generation wireless sensor nodes management server |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180034613A KR102096973B1 (ko) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190112522A KR20190112522A (ko) | 2019-10-07 |
| KR102096973B1 true KR102096973B1 (ko) | 2020-05-27 |
| KR102096973B9 KR102096973B9 (ko) | 2022-07-06 |
Family
ID=68060291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180034613A KR102096973B1 (ko) | 2018-03-26 | 2018-03-26 | 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11637488B2 (ko) |
| EP (1) | EP3761254A4 (ko) |
| KR (1) | KR102096973B1 (ko) |
| WO (1) | WO2019189960A1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019208469A1 (de) | 2019-06-11 | 2020-12-17 | Aktiebolaget Skf | Zustandsüberwachungsvorrichtung mit einem Leistungsschalter zwischen einer integrierten Energiegewinneinheit und ein Verfahren zum Betreiben des Leistungsschalters |
| CN114279712B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-07-18 | 长春职业技术学院 | 一种汽车发动机故障检测装置 |
| CN116937807B (zh) * | 2023-07-21 | 2024-01-30 | 广东悦学科技有限公司 | 一种电流电压功率的监测方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170088072A1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-30 | Pearl Automation Inc. | System and method for sensor module power management |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8169311B1 (en) * | 1999-12-15 | 2012-05-01 | Automotive Technologies International, Inc. | Wireless transmission system for vehicular component control and monitoring |
| US7705743B2 (en) * | 2006-03-01 | 2010-04-27 | L-3 Communications Corporation | Self-assembling wireless network, vehicle communications system, railroad wheel and bearing monitoring system and methods therefor |
| US7948124B1 (en) * | 2009-01-28 | 2011-05-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Electro-magnetic kinetic energy harvesting device using increased magnetic edge area |
| KR101251552B1 (ko) * | 2011-10-13 | 2013-04-08 | 한국철도기술연구원 | 도전성 유체를 이용한 비접촉 급전 장치 |
| US8866316B2 (en) | 2012-06-21 | 2014-10-21 | General Electric Company | Tunable vibration energy harvester and method |
| US11323786B2 (en) * | 2012-10-21 | 2022-05-03 | Semitech Semiconductor Pty Ltd. | General purpose single chip controller |
| US9624900B2 (en) * | 2012-10-29 | 2017-04-18 | Energystics, Ltd. | Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof |
| WO2014178650A1 (ko) * | 2013-04-30 | 2014-11-06 | 한국철도기술연구원 | 에너지 하비스터 및 이를 포함하는 무선 센서 장치 |
| KR101713668B1 (ko) * | 2015-04-08 | 2017-03-08 | 한국철도기술연구원 | 에너지 하비스터 |
| KR101709322B1 (ko) * | 2015-05-18 | 2017-03-08 | 한국철도기술연구원 | 에너지 하비스터 |
| KR20170080556A (ko) | 2017-06-27 | 2017-07-10 | 현대중공업 주식회사 | 엔진 모니터링 시스템 및 방법 |
| US11362575B1 (en) * | 2019-08-27 | 2022-06-14 | Louisiana Tech Research Corporation | Spring assisted magnetic energy harvester |
| JP7264088B2 (ja) * | 2020-03-03 | 2023-04-25 | トヨタ自動車株式会社 | 異音検知システム |
-
2018
- 2018-03-26 KR KR1020180034613A patent/KR102096973B1/ko active IP Right Grant
- 2018-03-29 EP EP18911568.6A patent/EP3761254A4/en active Pending
- 2018-03-29 US US17/042,524 patent/US11637488B2/en active Active
- 2018-03-29 WO PCT/KR2018/003692 patent/WO2019189960A1/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170088072A1 (en) * | 2015-09-14 | 2017-03-30 | Pearl Automation Inc. | System and method for sensor module power management |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2019189960A1 (ko) | 2019-10-03 |
| US11637488B2 (en) | 2023-04-25 |
| EP3761254A4 (en) | 2022-01-19 |
| KR20190112522A (ko) | 2019-10-07 |
| US20210028680A1 (en) | 2021-01-28 |
| KR102096973B9 (ko) | 2022-07-06 |
| EP3761254A1 (en) | 2021-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101709322B1 (ko) | 에너지 하비스터 | |
| KR102096973B1 (ko) | 에너지 하비스터 및 이를 이용한 엔진 모니터링 시스템 | |
| US7567013B2 (en) | Vibration power generation | |
| KR101713668B1 (ko) | 에너지 하비스터 | |
| WO2015032449A1 (en) | Bearing assembly including a sensor roller | |
| CN110168330A (zh) | 用于对借助非接触式传输实现旋转部件与固定部件间信号和能量传输的旋转组件测量温度或其它物理量的装置 | |
| Zhu et al. | Vibration energy harvesting in automobiles to power wireless sensors | |
| KR102064906B1 (ko) | 에너지 하비스터 | |
| JP2009254163A (ja) | 発電装置 | |
| Zhang et al. | Self-powered wireless condition monitoring for rotating machinery | |
| CN106487198B (zh) | 电磁式碰振升频振动能量采集装置 | |
| KR101553911B1 (ko) | 에너지 하비스터 | |
| KR101703658B1 (ko) | 에너지 하비스터 | |
| KR101553912B1 (ko) | 에너지 하비스터 | |
| KR101591444B1 (ko) | 에너지 하비스터 | |
| KR101593951B1 (ko) | 에너지 하비스터 | |
| KR102263456B1 (ko) | 복수개의 압전 에너지 하베스터를 이용한 자가 발전형 고장 예지 방법 및 컴퓨터 판독 가능 기록 매체 | |
| KR102193891B1 (ko) | 타이어용 진동 에너지 수확장치, 이를 포함하는 센서 통합 시스템 및 스마트 타이어 시스템 및 이를 사용한 가속도신호 전송방법 | |
| KR101942088B1 (ko) | 에너지 하비스터 | |
| JP6009426B2 (ja) | タイヤ状態監視装置 | |
| US20220417327A1 (en) | Sensor network assembly | |
| EP3588050B1 (en) | A condition monitoring system | |
| KR101539405B1 (ko) | 자가 발전기능을 갖는 산업용 진동표시장치 | |
| KR20240072585A (ko) | 에너지 하비스터 | |
| US11632029B2 (en) | Energy harvester and corresponding device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| G170 | Re-publication after modification of scope of protection [patent] |