KR20000028831A - 파워서플라이가 설치된 모니터링 시스템 - Google Patents

파워서플라이가 설치된 모니터링 시스템 Download PDF

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KR20000028831A
KR20000028831A KR1019990042745A KR19990042745A KR20000028831A KR 20000028831 A KR20000028831 A KR 20000028831A KR 1019990042745 A KR1019990042745 A KR 1019990042745A KR 19990042745 A KR19990042745 A KR 19990042745A KR 20000028831 A KR20000028831 A KR 20000028831A
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나가세마모루
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가부시키가이샤 티엘브이
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Abstract

본 발명은 파워서플라이가 내장된 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하며 이 모니터링 시스템은 설치비용이 저렴하고 소정의 주기동안에 안정한 결과의 모니터링을 얻을 수 있다. 모니터링 시스템은 센서와 파워서플라이가 합체된 센서유니트 및 통신모듈과 파워서플라이가 내장된 휴대용 데이터로저를 포함하고 있다. 모니터링될 대상물의 진동, 온도 및 압력과 같은 물리적인 양은 센서에 의해서 검출되고 휴대용 데이터로저로의 전달에 의해서 구해지며 이에따라 대상물의 작동상태는 나타내어진다.

Description

파워서플라이가 설치된 모니터링 시스템{MONITORING SYSTEM WITH POWER SUPPLY BUILT THEREIN}
본 발명은 다양한 파이프 배열에 부착된 감압밸브, 안전밸브, 자동제어밸브, 방향제어체크밸브와 같은 밸브, 스팀트랩 및 가스트랩과 같은 트랩, 또는 다양한 공장에 설치된 다양한 설비를 유지 및 검사하기 위한 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 특히 모니터링 시스템을 설치하는 데 소비되는 비용이 감수될 수 있고 모니터링의 안정한 출력결과를 얻을 수 있는 내장형 파워서플라이를 구비한 모니터링 시스템에 관한 것이다.
다양한 회전기계 및 구동기계와 같은 플랜트설비 및 각종유체의 유동을 제어하기 위한 밸브는 다양한 공장내의 생산계통에 많이 장착되어 있다. 이러한 설비 및 밸브는 최소의 에너지소비로 최대 생산량을 얻고 최고 생산품질을 얻기 위하여 그 중요도에 따라 작동상태를 일정하게 또는 주기적으로 검사 및 모니터링 된다.
종래의 모니터링 시스템은 모니터링될 온도, 압력 및 진동과 같은 물리적인 양을 감지하고 이 감지된 값을 소정의 기준값과 비교하고 시간에 따른 각각의 감지된 값의 변화를 관찰하여 모니터링될 대상물이 정상적으로 작동하는지 또는 대상물이 가 머지않아 고장날 가능성이 있는 지에 대한 판단 및 결정하는 데 일반적으로 사용되어 왔다.
종래의 모니터링 시스템에 있어서, 일반적인 전선 또는 라인 포토셀을 통하여 사용되는 상업용 소스 즉 솔라배터리 또는 열 동력발생소자 또는 장치등은 센서유니트, 산술디스플레이유니트등을 위한 구동원으로서 사용되어 왔다. 종래의 구동원의 상업용 소스를 사용하는 모니터링 시스템은 전선의 길이가 길어지고 전선이 복합하게 되어 가격이 상승하는 문제점, 포토셀이 밤에 또는 실내에서 충분한 기전력을 얻을 수 없고 기전력이 광수용 패널의 표면의 오염으로 감소되는 문제점 또는 열동력발생장치가 항상 안정한 기전력을 얻을 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 설치비용이 덜 들어가고 소정의 주기동안 모니터링의 안정한 출력결과을 얻어 다양한 설비 및 밸브의 작동상태를 확실하게 확증할 수 있는 개량된 모니터링 시스템을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따라 내장형 파워서플라이를 구비한 모니터링 시스템의 제 1실시예를 도시한 블록선도,
도 2은 본 발명에 따라 내장형 파워서플라이를 구비한 모니터링 시스템의 제 2실시예를 도시한 블록선도,
도 3은 본 발명에 따라 내장형 파워서플라이를 구비한 스팀트랩식 모니터링 시스템의 실시예를 도시한 블록선도,
도 4는 도 3에 도시된 스팀트랩식 모니터링 시스템에 사용된 센서의 확대 단면도,
도 5는 도 4에 도시된 센서의 변형을 도시한 단면도,
본 발명의 하나의 특성에 따라, 모니터링될 대상물의 온도, 압력 및 진동과 같은 하나 또는 복수의 물리적인 양을 감지하기 위한 센서유니트, 센서유니트에 의해서 감지된 값에 따라 모니터링될 대상물이 정상적으로 작동하는지 또는 대상물이 머지않아 고장날 것인지에 대해 결정 또는 판단하기 위한 산술디스플레이유니트 및 센서유니트, 산술디스플레이유니트 및 센서유니트와 산술디스플레이유니트를 유선 또는 무선으로 서로 연결하기 위한 연결부중의 적어도 하나내에 합체된 구동파워서플라이로 구성되어 있는 모니터링 시스템이 제공된다. 따라서 파워서플라이는 전선길이가 최대로 되거나 또는 전선이 복잡하게 되는 지점에 합체되어 배선이 생략되어 파워서플라이는 가장 안정한 구동원이 요구되는 지점에 내장되어 설치비용이 감소되고 소정의 안정한 결과의 모니터링은 얻어질 수 있다.
본 발명의 상기 , 다른 목적 및 특징은 이하에서 수반한 도면을 참조하여 다음의 실시예에 의해서 상세하게 설명될 것이다.
명세서가 본 발명으로 간주되는 주된 사항을 특별하게 나타내고 명백하게 주장하는 청구항으로 종결하지만 본 발명의 목적 및 특징 과 그 이상의 목적,특징 및 이점은 수반한 도면을 참조하여 이루어진 이하의 설명으로부터 잘 이해될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 수반한 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 센서유니트(2)가 모니터링될 밸브, 트랩(1)등에 직접 부착되고 모니터링한 정보는 휴대용 리모트 데이터 로저(3)에 의해서 수집되고 데이터의 상세한 분석, 산술작업 및 전개 또는 저장등은 컴퓨터(4)에 의해서 실행된다.
센서유니트(2)를 트랩(1)에 장착하는 방법은 센서유니트와 트랩을 서로 나사등과 같은 체결구로 결합할 수 있거나, 또는 이들을 서로 조인트에 의해서 분리가능하게 장착할 수 있다. 센서유니트(2)가 모니터링될 대상물에 직접 장착될 수 없을 때 센서유니트(2)는 대상물와 같은 물리적 양에 대응하는 전달부재를 통하여 대상물의 근방에 위치될 수 있다. 선택적으로, 물론 센서유니트(2)는 밸브, 트랩등과 같은 모니터링될 대상물(1)내측에 합체 및 위치될 수 있다.
도 1에 도시된 센서유니트(2)는 압력, 온도, 진동등과 같은 물리적 양을 검출할 수 있는 센서(5,6), 센서(5,6)에 의해서 검출된 값을 연사하고 이들 값을 기준값과 비교하기 위한 CPU(7), CPU(7)에 의한 연산결과을 표시하기 위한 디스플레이(8), CPU(7)에 의한 연산의 결과를 휴대용 데이터로저(3)로 전송하기 위한 통신모듈(9) 및 전체센서유니트(2)를 구동시키기 위한 소스 또는 파워서플라이로서 사용되는 리튬배터리(10)를 포함하고 있다.
센서유니트(2)는 센서(5)에 의해서 검출된 값에 따라 CPU(7)에 의한 연산의 결과를 나타낼수 있고 스폿상에 모니터링될 대상물(1)의 작동상태를 확증할 수 있다. 더욱이, 센서유니트(2)는 연산의 결과를 통신모듈(9)을 통하여 휴대용 리모트 데이터로저(3)로 전송할 수 있다. 센서유니트(2)가 그 작동상태을 나타낼 필요가 없으면, 센서유니트(2)는 또한 데이터로저(3)과의 통신하는 기능을 가질수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 센서(5,6)에 의해서 검출된 값의 상한 또는 하한이 소정의 설정값을 초과할 때에 신호를 전송하는 제한기는 센서유니트(2)에 합체된다. 마찬가지로, RAM, ROM등과 같은 저장유니트는 모니터링될 밸브 또는 트랩(1)용 식별코드로서 ID번호를 저장하기 위하여 센서유니트(2)내에 제공된다.
이 실시예는 정보가 센서유니트(2)와 휴대용 데이터로저(3)사이에서 무선에 의해서 양방향으로 전달될 수 있는 예를 나타내고 있다. 무선통신은 적외선등을 사용하는 광통신, 초음파통신 또는 통상 전파을 사용하는 통신을 포함하고 있다.
휴대용 데이터로저(3)는 센서유니트(2)와 통신하는 모듈(11), CPU(12), 메모리(13), 디스플레이(14), 컴퓨터와 통신하는 모듈(14) 및 이들을 구동시키기 위한 소스 또는 파워서플라이로서 사용되는 리튬배터리(16)를 포함하고 있다. 휴대용 데이터로저(3)는 대상물로부터 멀리 있는 임의의 위치에서 모니터링하는 대상물로 사용되는 복수의 밸브 또는 트랩(1)으로부터 얻어지는 모니터링된 데이터를 수집할 수 있다. 선택적으로 휴대용 데이터로저(3)가 데이터를 컴퓨터(4)에 전송하여 다양하고 상세한 분석 및 산술작동등을 허용한다. 데이터로저(3)가 작동의 상태를 나타내는 것이 필요하지 않으면, 데이터로저(3)는 컴퓨터(4)와 통신하는 기능을 가지며 작동상태를 나타낸다.
모니터링될 밸브 및 트랩(1)의 상태량을 나타내는 온도, 진동, 컨덕턴스등과 같은 물리적양은 센서(5)에 의해서 검출되고 저장유니트에 저장된 각각의 개별의 밸브 또는 스팀의 식별코드에 대응하는 ID번호와 함께 통신모듈(9)를 통하여 휴대용 데이터로저(3)로 전송하고 여기에서 다수의 밸브 및 트랩등과 같은 모니터링될 대상물의 작동상태를 나타내는 모니터링데이터는 수집되고 컴퓨터(4)로의 전달함으로서 구해지며 여기에서 그 분석 및 산술작동은 더 상세하게 실행된다. 모니터링될 대상물상에서 실행되는 모니터링은 언제든지 실행되거나 모니터링될 대상물의 중요도에 대응하는 주파수로 실행된다. 이 실시예에 있어서, 센서유니트(2)의 통신모듈(9)과 휴대용 데이터로저(3)의 통신모듈(11)은 연결부분을 구성한다.
센서유니트(2)에 의한 동력의 소모를 감소시키고 내장형 배터리의 수명을 증가시키기 위하여 센서유니트(2)내에 놓여있는 아날로그회로 시스템은 통상 비작동상태로 유지되고 통신모듈(9)은 수용된 대기상태로 유지된다. 더욱이, 센서유니트(2)내에 놓여있는 아날로그회로 시스템은 단지 휴대용 데이터로저(3)로부터의 명령의 수용에 따라 통신상태로 유지된다. 이러한 조건하에서 센서(5,6)에 의해서 검출된 값은 표시되거나 전달된다.
센서유니트(2)의 동력의 소모를 감소시키는 방법은 다음과 같다. CPU(7)내에 있는 도시안된 타이머는 사용되고 단지 타이머는 통상 작동된다. 단지 타이머가 설정시간을 넘어서 경과하면 센서유니트(2)는 감지를 실행하기 위하여 여자화되고 감지의 결과는 메모리내에 저장되거나 또는 감지시간만큼 데이터로저(3)로 전송되며 이에따라 동력소모는 감소된다.
소위 알카리배터리, 수은배터리 또는 리튬배터리와 같은 기초적인 배터리는 소스 또는 파워서플라이용으로 적합하다. 상술하게 설명하면, 티오닐 클로라이드 리튬배터리와 같은 리튬배터리는 바람직하게 설명될 수 있다. 현재의 티오닐 클로라이드 리튬배터리가 사용되면, 센서유니트, 산술디스플레이유니트 및 결합부분에 의해서 소모되는 하루당 동력은 약 250mW이고 배터리는 약 7년동안 교체없이 계속사용가능하다.
배터리는 실외에서 오염가능성이 작은 지점 즉 소정량의 열이 안정되게 발생되는 지점에서 파워서플라이로서 솔라배터리,열 동력발생요소 또는 장치등과 조합하여 사용될 수 있다.
제2실시예는 도 2에 도시되어 있다. 도 2에 있어서, 모니터링시스템은 도 1에 도시된 실시예에 사용된 센서유니트와 유사한 센서유니트(2), 통신용 리피터(20), 리피터(20)로부터 전송된 신호를 받기위한 데이터로저(21) 및 컴퓨터(4)를 포함하고 있다. 통신모듈(22) 및 소스 또는 파워서플라이(23)는 리피터(20)에 합체된다. 리튬배터리등과 같은 기초적인 배터리 또는 솔라배터리 또는 열동력발생장치 및 배터리의 조합은 파워서플라이로서 사용될 수 있다.
데이터로저(21)는 통신모듈(25), 컴퓨터(4)와 통신하는 모듈(27) 및 일반적인 상업용 소스(28)를 포함하고 있다. 이 실시예에 있어서, 센서유니트(2)의 통신모듈(9), 리피터(20)의 통신모듈(22) 및 데이터로저(21)의 통신모듈(25)은 결합부분을 구성하고 있다.
센서유니트(2)에 의해서 검출되어 모니터링되는 대상물(1)의 물리적인 양은 리피터(20)를 통하여 데이터로저(21)에 의해서 전달되고 수용되고 공통으로 사용되는 유선 연결 또는 적외선인터페이스를 통하여 컴퓨터(4)로의 전달에 의해서 구해진다. 이들 정보전달은 절대적으로 한방향으로 제한되지 않는다. 신호는 이들사이에서 양방향으로 전달될 수 있다. 이 실시예에 있어서, 소정 지점에 리피터(20)를 위치시키는 것은 데이터로저(21)를 소정의 위치에 확고하게 위치시키기위한 시스템에서 취할 수 있다.
본 발명의 실시예는 동력이 센서유니트(2)에 공급되고 휴대용 데이터로저(3)가 내장형 배터리로 사용되는 예를 나타내지만, 내장형 배터리는 센서유니트(2)용으로만 사용될 수 있거나 또는 내장형 배터리는 휴대용 데이터로저(3)용으로만 사용될 수 있다. 휴대용 데이터로저(3)는 작업에 따라 유지 및 검사직원에 의해서 통상 운반된다. 휴대용 데이터로저(3)는 운반전에 충전될 수 있으며, 재충전가능한 배터리는 내장형배터리의 제위치에 사용될 수 있다.
스팀트랩(1)이 모니터링될 대상물로 의도된 모니터링 시스템은 그 다음에 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 스팀트랩(1)은 플랜지(32,33)가 끼워진 입구측의 스팀도관(30)과 출구측의 배출도관(31)사이에 장착되어 있다. 스팀트랩(1)은 스팀도관(30)으로부터 도입된 스팀 및 스팀의 응축된 물로서 얻어진 혼합된 액체에서의 배출이 배출도관(31)쪽으로 하향유동하도록 한다. 단지 배출이 스팀트랩(1)내에서 하향유동하고 하향유동이 억제된 스팀이 하향유동하는 경우에 이들 유체가 하향유동할 때에 전개되는 진동값은 서로 다르며 스팀트랩의 외부표면상의 온도값 또한 서로 상이하다. 모니터링 시스템은 스팀트랩(1)이 적당하게 작동되는 지를 센서(17)를 사용하여 이들 진동 및 온도의 값을 감지한다.
이 실시예에 있어서, 센서(17) 및 트랜스미터(18)는 서로 분리되어 있으며 센서(17)는 모니터링될 대상물로서 사용되는 스팀트랩(1)에 직접부착된다. 더욱이, 트랜스미터(18)는 유리솜과 같은 단열재(34)를 통하여 입구측의 스팀도관(30)상에 장착된다. 부수적으로, 이 실시예에서 사용된 센서(17) 및 트랜스미터(18)는 도 1에 도시된 센서유니트(2)를 구성한다. 센서(17) 및 트랜스미터(18)는 케이블(35)에 의해서 서로 전기적으로 접속된다. 도 4의 단면도에 도시된 바와 같이, 센서(17)는 스팀트랩(1)를 조립하기 위하여 너트에 부착되어 고정된다. 너트홀더(38)는 스페이서(37)가 끼워진 너트(36)위에 위치되어 나사에 의해서 센서몸체(39)에 연결되고 이에따라 센서(17)는 스팀트랩(1)의 너트(36)상에 확고하게 장착된다. 스페이서 및 너트홀더(38)는 장착고정부(24)를 형성한다.
센서몸체(39)는 스테인레스강으로 제조되고 중공의 원통형의 형상으로 형성된다. 센서몸체(39)는 상부부분에서 복수의 방사핀(47)을 가지고 있고 캡(48) 및 케이블(35)에 의해서 도 3에 도시된 트랜스미터(18)에 연결된다. 센서몸체(39)의 상부끝에 부착된 피에조전기 소자(41)를 구비한 진동전달바(40)는 센서몸체(39)내에 위치되고 유지부재(42)에 의해서 유지되고 열전대(43)는 센서몸체(39)의 하부끝에서 위치된다. 진동전달바(40)는 테이퍼의 형상으로 형성되어 그 직경은 바닥으로부터 상부까지 증가한다. 진동전달바(40)의 하부끝은 너트와 쌍을 이룬 볼트의 상부끝과 접촉하고 스팀트랩(1)내에서 발생된 진동은 볼트(44)를 통하여 피에조전기소자(41)로 전달된다. 유지부재(42)는 내열성수지로 제조되고 스팀트랩(1)에서 발생된 열이 피에조소자(41)로 전달되는 것을 방지한다. 한편, 피에조소자(41)는 내열성이 강한 니오브산 납 또는 니오브산 리튬으로 이루어 진다. 코일스프링(45)은 유지부재(42)내에 위치되어 유지부재(42)를 하향으로 가압한다. 코드(46)는 피에조전기 소자(41)의 상부부분에 장착되고 케이블(35)을 통과하여 도 3에 도시된 트랜스미터(18)에 연결된다.
또한, 열전대(43)는 코드(49)를 통하여 트랜스미터(18)에 연결된다. 지금까지 스팀트랩(1)의 외부표면의 고온을 측정할 수 있도록 사용되는 것은 열전대(43)로서 사용된다.
도 3 및 도 4에 도시된 스팀트랩(1)용 모니터링 시스템은 피에조전기 소자(41)의 사용에 의해서 스팀트랩(1)내에서 발생된 진동을 검출하고 열전대(43)에 의해서 스팀트랩(1)의 외부표면의 각각의 온도를 검출하고 케이블(35)을 통하여 이것을 트랜스미터로 전달한다.
검출된 신호는 트랜스미터(18)로부터 도 1에 도시된 휴대용 데이터로저(3)로 전송되며 스팀트랩(1)이 정상적으로 작동되는지 통상의 방식으로 작동되지 않는지의 여부에 대한 결정 또는 판단은 상술된 바와 같이 이루어 진다.
그 다음에, 도 5에 되어 있는 것은 센서(19)이며 여기에서 도 4에 도시된 센서(17)의 장착고정부(24)는 장착고정부(29)로 설치되도록 부분적으로 변형되었다. 장착고정부(29)는 암나사부(52)와 너트(36)와 쌍을 이루는 볼트(51)에 의해서 센서몸체(50)의 하부끝에 형성되어 있으며 센서몸체(50)는 볼트(51)의 상부부분내로 나사식으로 삽입되며 이에따라 센서몸체(50)는 스팀트랩(1)에 고정되어 부착된다.
상술된 본 발명에 따라, 모니터링 시스템은, 센서유니트, 산술디스플레이 유니트 및 연결부중의 적어도 하나에 파워서플라이를 합체하기 때문에 전선길이가 최대로 되거나 또는 전선이 복잡하기 되는 지점에서 파워서플라이가 합체되어 배선이 생략되고 가장 안정한 구동원이 요구되는 지점에 파워서플라이가 설치되어 설치비용이 감소되고 소정의 안정한 결과의 모니터링을 얻어지는 곳에 제공된다.
본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이러한 설명은 제한된 의미로 구성되도록 의도되지 않았다. 본 발명의 다른 실시예뿐만아니라 예시적인 실시예의 다양한 변형은 당해기술분야의 통상의 기술자라면 이러한 설명을 명백하게 이해할 것이다. 그러므로, 첨부된 청구항은 본 발명의 범위내에 해당되는 이러한 변형 또는 실시예도 포함할 수 있다.

Claims (8)

  1. 모니터링될 대상물의 온도, 압력, 진동, 소음, 컨덕턴스, 농도 또는 pH를 포함하는 하나 또는 복수의 물리적인 양을 감지하기 위한 센서유니트;
    상기 센서유니트에 의해서 감지된 각각의 값에 따라 모니터링될 대상물이 정상적으로 작동하는지 또는 상기 대상물이 머지않아 고장날 수 있는지를 결정 또는 판단하기위한 산술디스플레이유니트; 및
    상기 센서유니트, 상기 산술디스플레이유니트 및 상기 센서유니트와 상기 산술디스플레이유니트를 유선 또는 무선으로 연결하기 위한 연결부중의 적어도 하나에 합체된 구동파워서플라이를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 신호를 상기 센서유니트 및 상기 산술디스플레이유니트에 전달하고 그리고 신호를 상기 센서유니트 및 상기 산술디스플레이유니트로부터 수신하는 유선 또는 무선통신모듈을 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 센서유니트는 모니터링될 대응대상물에 직접부착되는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 센서유니트는 모니터링될 상기 대상물의 근처에 장착되는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터링될 대상물은 유체가 내측으로 통과하는 밸브 또는 스팀트랩등이며, 상기 센서유니트는 상기 모니터링될 대응대상물에 직접 또는 그 근처에 직접 장착되는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 센서유니트는 상기 센서유니트에 의해서 검출된 상한값 또는 하한값이 소정의 설정값을 초과하면 신호를 전송하기 위한 리미터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 센서유니트는 모니터링될 상기 대상물에 부착되는 볼트 또는 너트등과 같은 체결구에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 센서유니트의 센서 및 통신모듈은 분리된 형태로 제공되며 상기 센서는 상기 모니터링 될 대상물에 직접 부착되는 반면에 상기 통신모듈은 상기 대상물의 근처에 있는 상기 센서로부터 멀리 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 모니터링 시스템.
KR1019990042745A 1998-10-15 1999-10-05 파워서플라이가 설치된 모니터링 시스템 KR20000028831A (ko)

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