KR101979631B1 - Wireless temperature diagnosis apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선온도감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코어의 양 끝단에 자속 집속부를 구비하여 집속 자속량을 극대화하고, 이를 이용하여 효율적으로 전력을 생산함으로써 외부 전원 공급 없이 무선으로 전기가 흐르는 대상물의 온도를 용이하게 측정할 수 있는 자기에너지 하베스팅 코일을 이용하는 무선온도감지장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless temperature sensing device, and more particularly, to a wireless temperature sensing device having a magnetic flux concentrator at both ends of a core to maximize the flux amount and to efficiently generate electric power using the same, To a wireless temperature sensing device using a magnetic energy harvesting coil capable of easily measuring the temperature of an object.
일반적으로 공장, 중공업 플랜트, 지하철, 석유단지, 화학단지, 제철소 등에는 한전에서 제공되는 주전원을 통제하면서 각종 전력기기에서 사용 가능한 단위 전원으로 분전하는 수배전반이 설치된다.In general, plants, heavy industrial plants, subways, oil complexes, chemical complexes, steel mills, etc. are equipped with a power transmission and distribution panel that distributes power to the unit power sources that can be used in various power devices while controlling the main power source provided by KEPCO.
이러한 수배전반은 통상적으로 베이스패널의 전면에 설치되어 주전원을 통제하는 적어도 하나 이상의 메인차단기와 함께 단위전원을 통제하는 복수개의 서브 차단기가 설치된다.Such a switchboard is usually provided on the front surface of the base panel and includes at least one main breaker for controlling the main power and a plurality of sub-circuit breakers for controlling the unit power.
그리고 메인차단기와 서브차단기는 주전원을 단위전원으로 분전하기 위한 선로를 제공하는 적어도 하나 이상의 메인 부스바(MAIN BUSBAR)와 복수개의 서브 부스바(SUB BUSBAR)에 의해 상호 전기적으로 연결 접속된다.The main breaker and the sub circuit breaker are electrically connected and connected to each other by at least one main bus bar and a plurality of sub bus bars which provide a line for distributing the main power to the unit power source.
상기한 바와 같이 메인 부스바와 서브 부스바를 포함하는 수배전반의 부스바는 금속판 형태로 표면적이 넓어 방열이 우수하고, 임피던스 저감으로 인한 발열량이 감소함으로 전력케이블 대체하여 주전원을 단위전원으로 분전하기 위한 선로를 안정적으로 제공하는 것이다.As described above, since the booth bar including the main bus bar and the sub bus bar is formed in the form of a metal plate, the heat dissipation is excellent because the surface area is wide, and the heat generation amount due to the impedance reduction is reduced. Thus, the line for distributing the main power into the unit power source And to provide it stably.
여기서 부스바에 흐르는 전류량은 수용가측에서 단위전원을 사용하는 전력기기의 부하 변동에 따라 변화하는데, 전류량이 증가하거나 부하전류가 과도하게 작용하면 부스바의 온도가 상승하게 된다.Here, the amount of current flowing through the bus bar changes depending on the load variation of the power device using the unit power source at the customer side. If the amount of current increases or the load current excessively acts, the temperature of the bus bar increases.
이러한 부스바의 온도 상승은 전력공급설비의 안정성에 중대한 영향을 미치므로 이를 감시해야 한다.The temperature rise of these bus bars will have a significant impact on the stability of the power supply system and should be monitored.
종래의 온도 측정은 비접촉식으로 적외선온도 센서 또는 열화상 카메라가 사용되고, 접촉식으로는 써미스터 등이 사용되고 있다.Conventional temperature measurement uses an infrared temperature sensor or a thermal imaging camera as a non-contact type, and a thermistor or the like is used as a contact type.
비접촉 센서의 경우 보이는 범위 안에서만 관측이 가능하기 때문에 사각지대에서의 열화에 의한 전기 사고를 사전에 예방하지 못하는 문제점이 있어 접촉식이 개발되고 있다.Since contactless sensors can be observed only within a visible range, there is a problem that electric accidents due to deterioration in a dead zone can not be prevented in advance, and a contact type is being developed.
접촉식 센서의 경우 유선형과 무선형이 있고, 유선형의 경우 부스바가 많이 필요한 대형 공장에서 다수의 온도센서를 원하는 부스바에 설치 후 전원 및 통신용 배선 작업이 필요하여 번거롭고 작업시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다.In the case of a contact type sensor, there is a problem in that a large factory requiring a lot of booth bars in a streamline type and a wireless type requires a lot of temperature sensors to be installed in a desired bus bar and requires wiring work for power supply and communication, .
무선형의 경우 온도센서 및 송수신 모듈의 전원 공급을 위해서 각각의 모듈별로 건전기 또는 배터리 등의 독립 전원이 필요하므로 주기적으로 건전지 또는 배터리를 교체해야 하고, 특히 전기안전사고 방지를 위해서 반드시 정전 후에 건전지 또는 배터리 전원을 교체해야 하므로 운영상 문제로 사용자가 기피하는 실정이다.In case of wireless type, separate power source such as dry battery or battery is required for each module in order to supply power to temperature sensor and transmission / reception module. Therefore, battery or battery should be replaced periodically. Especially, Or the battery power needs to be changed.
한편, 전술한 부스바 외에도 옥외변압기 터미널, 부스덕트, 송전가공선, 케이블 트레이 및 지중케이블 등 전류가 흐르는 설비는 전류량이 증가하거나 부하전류가 과도하게 작용하면 전력설비의 온도가 상승하게 된다.On the other hand, in addition to the above-described bus bar, the current flowing through the outdoor transformer terminal, the bus duct, the transmission line, the cable tray, and the underground cable increases in the amount of electric current or the load current becomes excessive.
이러한 온도상승은 전력설비에 손상을 일으키고 화재 등을 발생시켜 안정성에 중대한 영향을 미치므로 이를 감시해야 한다.This temperature rise should be monitored as it causes damage to the power equipment and causes a fire or the like to seriously affect the stability.
이러한 전력설비는 복잡하게 설치되거나 사람들의 접근이 어려운 곳에 설치되므로, 다수의 온도센서를 원하는 설비에 설치 후 전원 및 통신용 배선 작업이 필요하여 번거롭고, 작업시간이 오래 걸린다는 문제점이 있다. Since such electric power facilities are installed in complicated places or in places where people are difficult to access, there is a problem in that a large number of temperature sensors are required to be installed in desired facilities, and wiring work for power supply and communication is required, which is troublesome and takes a long time.
또한, 전술한 바와 같이 무선형의 경우 온도센서 및 송수신 모듈의 전원 공급을 위해서 각각의 모듈별로 건전기 또는 배터리 등의 독립 전원이 필요하므로 주기적으로 건전지 또는 배터리를 교체해야 하고, 전기안전사고 방지를 위해서 반드시 정전 후에 건전지 또는 배터리 전원을 교체해야 하는 문제점이 있다.In addition, as described above, in the case of the wireless type, independent power source such as dry battery or battery is required for each module in order to supply power to the temperature sensor and the transmission / reception module. Therefore, it is necessary to replace the battery or battery periodically, There is a problem that the battery or the battery power must be changed after power failure.
한편, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 코일을 이용하여 자기에너지를 전기에너지로 변환하고, 이를 이용하여 무선으로 온도를 측정하는 장치가 개발되고 있다.In order to solve such a problem, a device for measuring the temperature by radio by converting magnetic energy into electric energy using a coil has been developed.
그러나, 소전류가 흐르는 전력선의 온도를 측정하기 위해서는 주변의 많은 자속을 수집하기 위해서 코어의 크기가 커져야 하며, 전력 부족 시 다수 개의 코어를 직렬로 연결하여 사용해야 하므로 공간점유율이 증가하고 설치비용 역시 증가하는 문제점이 있다.However, in order to measure the temperature of a power line in which a small current flows, the core must be enlarged in order to collect a large amount of magnetic flux around the core, and a plurality of cores must be connected in series in case of power shortage. .
그리고, 일반적으로 에너지 하베스팅 코일의 코어 형상은 원통구조로, 이러한 경우 누설자속의 집속 성능이 떨어지고 결국 생성되는 전력이 약해지므로 자가발전을 통한 온도감지장치 구동이 어려운 문제점 역시 있다.Generally, the core shape of the energy hubbing coil is a cylindrical structure. In this case, the focusing performance of the leakage magnetic flux is lowered and the generated power is weakened, so that it is difficult to drive the temperature sensing device through self-power generation.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.Therefore, a method for solving such problems is required.
본 발명의 기술적 과제는, 배경기술에서 언급한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 코어의 양 끝단에 자속 집속부를 구비하여 집속 자속량을 극대화하고, 이를 이용하여 효율적으로 전력을 생산함으로써 외부 전원 공급 없이 무선으로 전기가 흐르는 대상물의 온도를 용이하게 측정할 수 있는 자기에너지 하베스팅 코일 및 이를 이용하는 무선온도감지장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a magnetic flux concentrator at both ends of a core to maximize the flux amount, A magnetic energy hubbing coil capable of easily measuring a temperature of an object through which electric power flows without power supply, and a wireless temperature sensing device using the same.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. There will be.
기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 본 발명에 따른 자기에너지 하베스팅 코일은, 길이방향으로 길게 형성되는 기둥 형태의 코어부, 상기 코어부의 적어도 일부를 감싸며, 상기 코어부의 길이방향을 따라 나선형태로 귄취되어 구비되는 권선부 및 상기 코어부의 길이방향 양 끝단에 구비되는 집속부를 포함하여 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a magnetic energy hubbing coil which includes a core-shaped core portion formed in a longitudinal direction, at least a part of the core portion is wound around the core portion in a spiral shape along a longitudinal direction of the core portion, And a focusing unit provided at both ends in the longitudinal direction of the core unit.
이때, 상기 집속부는, 상기 코어부와 접하는 면이 상기 코어부의 단면적에 비해 상대적으로 크게 형성될 수 있다.At this time, the surface of the focusing part, which is in contact with the core part, may be formed to be relatively larger than the cross sectional area of the core part.
그리고, 상기 코어부 및 상기 집속부 중 적어도 하나는, Fe-Mn-Zn 화합물로 구성되는 것이 바람직할 수 있다.At least one of the core portion and the focusing portion may be made of an Fe-Mn-Zn compound.
한편, 본 발명에 따른 무선온도감지장치는, 자기에너지 하베스팅 코일을 이용하는 무선온도감지장치에 있어서, 상기 자기에너지 하베스팅 코일을 이용하여 전기가 흐르는 대상물 주변의 자기에너지를 전기에너지로 변환하는 전력변환부, 상기 전기에너지를 구동전원으로 이용하고, 상기 대상물의 온도를 측정하는 제1 온도센서부, 상기 전기에너지를 구동전원으로 이용하고, 상기 제1 온도센서부에서 측정된 상기 온도를 전송 가능한 데이터로 변환하는 데이터제어부, 및 상기 전기에너지를 구동전원으로 이용하고, 상기 데이터제어부에서 변환된 상기 데이터를 송신하는 송신부를 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the wireless temperature sensing apparatus according to the present invention is a wireless temperature sensing apparatus using a magnetic energy harvesting coil, wherein the magnetic energy harvesting coil is used to generate electric power for converting magnetic energy around an object, A first temperature sensor unit that uses the electric energy as a driving power source and measures a temperature of the object; and a second temperature sensor unit that uses the electric energy as a driving power source and transmits the temperature measured by the first temperature sensor unit And a transmission unit that uses the electric energy as a driving power source and transmits the data converted by the data control unit.
그리고, 상기 온도센싱모듈은, 내부에 상기 온도센싱모듈을 수용하는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징 외면에는 상기 하우징을 상기 대상물에 선택적으로 고정하는 클램프유닛이 구비될 수 있다.The temperature sensing module may further include a housing for receiving the temperature sensing module therein, and a clamp unit for selectively fixing the housing to the object may be provided on the outer surface of the housing.
또한, 상기 제1 온도센서부는, 적어도 일부가 상기 하우징 외부로 돌출되어 상기 대상물과 접하며 온도를 측정하는 탐촉자를 구비할 수 있다.The first temperature sensor unit may include a probe that at least partially protrudes from the housing to contact the object and measure the temperature.
그리고, 상기 전력변환부는, 상기 대상물 주변에 발생하는 자기장을 수집하여 교류전압을 발생하는 상기 자기에너지 하베스팅 코일을 포함하는 코일유닛 및 상기 교류전압을 직류전압으로 변환하고, 과전류 및 과전압을 보호하며, 맥동전압을 억제하는 필터회로유닛을 포함하여 구성될 수 있다.The power conversion unit includes a coil unit including the magnetic energy hubbing coil for collecting a magnetic field generated around the object and generating an AC voltage, and a coil unit for converting the AC voltage to a DC voltage and protecting the overcurrent and the overvoltage And a filter circuit unit for suppressing the ripple voltage.
한편, 상기 온도센싱모듈의 상기 송신부에서 송신된 상기 데이터를 수신하는 수신부, 상기 수신부로 수신된 상기 데이터를 표시 및 전송 가능한 형태로 변환하는 제1 제어부 및 상기 제1 제어부에서 변환된 상기 데이터를 상호간에 연결된 사물로 송신하고, 상기 사물에서 송신되는 명령을 수신하는 제1 통신부를 포함하여 구성되는 수신모듈을 더 포함할 수 있다. The temperature sensing module may include a receiver for receiving the data transmitted from the transmitter of the temperature sensing module, a first controller for converting the data received by the receiver into a form capable of being displayed and transmitted, And a first communication unit configured to receive a command transmitted from the object, and a first communication unit configured to transmit the command to the object.
이때, 상기 수신모듈은, 상기 수신모듈이 구비된 외부 환경 온도를 측정하는 제2 온도센서부를 더 포함하여 구성될 수 있다.In this case, the receiving module may further include a second temperature sensor unit for measuring an external environment temperature of the receiving module.
한편, 상기 수신모듈의 상기 제1 통신부와 상호간에 데이터를 송수신하고, 사용자로부터 입력된 명령을 제1 통신부로 송신하는 제2 통신부, 상기 제2 통신부로 수신된 상기 데이터를 변환, 저장, 분석 및 처리하고, 상기 명령을 변환 및 제어하는 제2 제어부 및 상기 제2 제어부에서 처리된 데이터를 출력하고, 상기 사용자로부터 상기 명령을 입력받는 입출력부를 포함하여 구성되는 모니터링모듈을 더 포함할 수 있다.A second communication unit that transmits and receives data to and from the first communication unit of the reception module and transmits a command input from the user to the first communication unit; a second communication unit that converts, And a monitoring module configured to output the data processed by the second control unit and to receive the command from the user.
그리고, 상기 모니터링모듈은, 상기 온도센싱모듈에서 측정된 상기 대상물의 온도가 사용자가 기설정한 온도 기준을 초과하는 경우 경보음을 발생하는 알람부를 더 포함하여 구성될 수 있다.The monitoring module may further include an alarm unit for generating an alarm sound when the temperature of the object measured by the temperature sensing module exceeds a temperature reference preset by the user.
또한, 상기 입출력부는, 상기 제2 제어부에서 변환된 데이터를 외부로 출력하는 디스플레이부를 더 포함하여 구성될 수 있다.The input / output unit may further include a display unit for externally outputting the data converted by the second control unit.
한편, 상기 온도센싱모듈은 복수 개 구비되고, 상기 수신모듈의 상기 디스플레이부는 상기 복수 개의 온도센싱모듈에서 측정되는 온도가 각각 표시되도록 복수 개로 구획될 수 있다.The display module of the receiving module may be divided into a plurality of temperature sensing modules so that the temperatures measured by the plurality of temperature sensing modules are respectively displayed.
상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다. The present invention with the above-described configuration can be expected to have the following effects.
먼저, 자속밀도가 저하되는 환경에서도 집속 자속량을 극대화할 수 있다. First, it is possible to maximize the flux amount even in an environment where magnetic flux density is lowered.
따라서, 대상물에 흐르는 전류가 작은 경우에도 이를 에너지원으로 사용하여 효율적으로 전력을 생산함으로써 온도진단장치의 구동을 가능하게 하고, 외부 전원 공급 없이 자가발전을 통해 대상물의 온도를 측정할 수 있다.Therefore, even when the current flowing through the object is small, it can be used efficiently as an energy source to efficiently drive the temperature diagnosis device, and the temperature of the object can be measured through self-power generation without supplying external power.
그리고, 측정된 온도 데이터를 원격에 구비된 외부기기에 무선으로 실시간 전송할 수 있다.The measured temperature data can be wirelessly transmitted to an external device provided at a remote location in real time.
또한, 대상물의 발열에 의한 온도를 원격에서 무선으로 수집, 진단, 분석, 저장 및 표시할 수 있으며, 대상물의 온도가 기 설정된 기준 값 이상일 경우 사용자에게 알람을 전송하여 대상물의 발열 상태를 보다 안전하고 편리하게 진단하는 효과를 가질 수 있다. In addition, it is possible to wirelessly collect, diagnose, analyze, store, and display the temperature caused by the heat generated by the object, and when the temperature of the object is higher than a predetermined reference value, an alarm is sent to the user, And can have a convenient diagnostic effect.
그리고, 클램프유닛을 이용하여 부스바(busbar), 케이블 등 설치 대상물의 형태에 상관없이 용이하게 탈착 가능하며, 설치 대상물에 직접 접하며 온도를 측정하여 보다 정확한 대상물의 발열 상태를 진단하고 사고를 미연에 방지할 수 있다. Also, it is possible to easily attach and detach a busbar, a cable, and the like using a clamp unit, irrespective of the form of the object to be installed. By directly contacting the object to be installed and measuring the temperature, .
이러한 본 발명에 의한 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기에너지 하베스팅 코일의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기에너지 하베스팅 코일이 온도센싱모듈에 구비되어 있는 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 종래의 코일과 본 발명의 일 실시예에 따른 자기에너지 하베스팅 코일의 발생 전압을 비교한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치의 온도센싱모듈의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치의 사용양태를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a magnetic energy hubbing coil according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a configuration in which a temperature sensing module is provided with a magnetic energy hubbing coil according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a photograph of a conventional coil and a generated voltage of a magnetic energy hubbing coil according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a wireless temperature sensing device in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a temperature sensing module of a wireless temperature sensing device according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are diagrams illustrating the use of a wireless temperature sensing device in accordance with an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, the well-known functions or constructions are not described in order to simplify the gist of the present invention.
아울러, 본 발명을 설명하는데 있어서, 전방/후방 또는 상측/하측과 같이 방향을 지시하는 용어들은 당업자가 본 발명을 명확하게 이해할 수 있도록 기재된 것들로서, 상대적인 방향을 지시하는 것이므로, 이로 인해 권리범위가 제한되지는 않는다고 할 것이다.Moreover, in describing the present invention, terms indicating a direction such as forward / rearward or upward / downward are described in order that a person skilled in the art can clearly understand the present invention, and the directions indicate relative directions, It is not limited.
자기에너지 하베스팅 코일Magnetic energy harvesting coil
먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기에너지 하베스팅 코일에 대하여 상세히 설명하기로 한다.1 to 3, a magnetic energy hubbing coil according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기에너지 하베스팅 코일의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기에너지 하베스팅 코일이 온도센싱모듈에 구비되어 있는 개략적인 구성을 나타내는 도면이며, 도 3은 종래의 코일과 본 발명의 일 실시예에 따른 자기에너지 하베스팅 코일의 발생 전압을 비교한 사진이다.FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a magnetic energy hubbing coil according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a magnetic sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a photograph showing a comparison between generated voltages of a conventional coil and a magnetic energy hubbing coil according to an embodiment of the present invention. FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자기에너지 하베스팅 코일의 일 실시예는 자속밀도가 저하되는 환경에서도 집속 자속량을 극대화하기 위한 구성으로, 코어부(11), 권선부(12) 및 집속부(13)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, a magnetic energy hubbing coil according to an embodiment of the present invention is configured to maximize the flux amount even in an environment where the magnetic flux density is reduced. The magnetic energy hubbing coil includes a
코어부(11)는 길이방향으로 길게 형성되는 기둥 형태로 구성될 수 있다.The
이때, 코어부(11)는 Fe-Mn-Zn 화합물로 구성되는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로 10,000 이상의 고투자율을 갖는 페라이트 재질을 적용하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the
페라이트는 일반적으로 산화철(Fe2O3)을 한 성분으로 하는 복합 산화물 및 그 유도체를 칭하며, 특히 M은 2가 금속으로 했을 때 MO·Fe₂O₃로 나타내는 산화물을 말한다. 여기서, 페라이트 코어는 페라이트로 만들어진 자기철심을 의미하며, 일반적으로 투자율이 높고 전도성이 낮은 특성을 가진다. Ferrite generally refers to a composite oxide containing iron oxide (Fe 2 O 3) as one component and its derivatives, and in particular, M refers to an oxide represented by MO · Fe 2 O 3 when it is a bivalent metal. Here, the ferrite core means a magnetic iron core made of ferrite, and generally has a high permeability and low conductivity.
따라서, 본 발명에 따른 코어부(11)는 고투자율을 갖는 페라이트 재질을 적용하여 자속 집속능을 높이고, 경량화 및 소형화를 가능하게 할 수 있다. Therefore, the
여기서, 코어부(11)는 사각 기둥 형태로 형성하는 것으로 예를 들었으나, 코어부(11)가 소정의 길이로 형성되어 후술하는 권선부(12)가 권취되고, 고투자율의 페라이트 재질로 형성된다면, 그 구성 및 형태는 본 실시예에 제한되지 않고 다양할 수 있다. Although the
권선부(12)는 코어부(11)의 적어도 일부를 감싸며, 코어부의 길이방향을 따라 나선형태로 권취될 수 있다.The winding
권선부(12)는 전자기 유도에 의한 자력선을 사용하기 위해 전선으로 감은 구성으로, 코어부(11)의 길이방향의 일단에서 타단을 향해 나선형태로 권취되도록 형성된다. The winding
그리고, 이러한 코어부(11)의 길이방향 양 끝단에는 집속부(13)가 구비될 수 있다.The focusing
이때, 집속부(13)는 코어부(13)와 접하는 면이 코어부(11)의 단면적에 비해 상대적으로 크게 형성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the surface of the focusing
보다 구체적으로, 집속부(13)는 소정의 면적을 가지는 플레이트 형태로 코어부(11)의 길이방향 양 끝단에 구비되어, 코어부(11)와 집속부(13)의 단면이 영어대문자 아이(I)와 같은 형태로 형성될 수 있다. More specifically, the focusing
이러한 구성을 통해, 누설자속의 집속 성능을 보다 효과적으로 높일 수 있다. With this configuration, the focusing performance of the leakage magnetic flux can be improved more effectively.
이때, 집속부(13)는 Fe-Mn-Zn 화합물로 구성되는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로 10,000 이상의 고투자율을 갖는 페라이트 재질을 적용하는 것이 바람직하다.At this time, the focusing
전술한 바와 같이, 페라이트는 일반적으로 산화철(Fe2O3)을 한 성분으로 하는 복합 산화물 및 그 유도체를 칭하며, 특히 M은 2가 금속으로 했을 때 MO·Fe₂O₃로 나타내는 산화물을 말한다. 여기서, 페라이트 코어는 페라이트로 만들어진 자기철심을 의미하며, 일반적으로 투자율이 높고 전도성이 낮은 특성을 가진다. As described above, ferrite generally refers to a composite oxide containing iron oxide (Fe 2 O 3) as a component and derivatives thereof, and in particular, M refers to an oxide represented by MO · Fe 2 O 3 when it is a bivalent metal. Here, the ferrite core means a magnetic iron core made of ferrite, and generally has a high permeability and low conductivity.
따라서, 본 발명에 따른 집속부(13)는 고투자율을 갖는 페라이트 재질을 적용하여 자속밀도가 저하되는 환경에서도 자속 집속 성능을 높일 수 있다. Therefore, the focusing
일반적으로 전류가 흐르는 전력선의 자기에너지를 전기에너지로 변환하여 자가발전을 통해 전력선의 온도를 측정하기 위해서는, 주변의 많은 자속을 수집해야 한다. Generally, in order to measure the temperature of a power line through self-power generation by converting the magnetic energy of an electric power line into an electric energy, a large amount of magnetic flux around the electric line must be collected.
본 발명에 따른 자기에너지 하베스팅 코일(10)을 도 2에 도시된 바와 같이 무선온도감지장치에 이용하는 경우, 자속밀도가 저하되는 환경에서도 집속 자속량을 극대화하여 대상물에 흐르는 전류가 작은 경우에도 이를 에너지원으로 사용하여 장치의 구동을 가능하게 한다. 이를 통해 외부 전원 공급 없이 자가발전을 통해 대상물의 온도를 용이하게 측정할 수 있다.2, when the magnetic
이하에서는 본 발명의 실시예를 좀 더 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.
<실시예><Examples>
동일한 단면적(72.25mm2)을 갖는 고투자율의 사각 페라이트 코어에 동일한 직경의 구리선으로 동일 권선으로 제작된 사각 기둥 형태의 코어를 가지는 코일을 준비한다. A coil having a quadrangular pole shaped core made of the same winding with the copper wire of the same diameter is prepared in a square ferrite core of high permeability having the same cross sectional area (72.25 mm 2 ).
하나는 일자코일의 형태로 준비하고, 다른 하나는 본 발명에 따른 자기에너지 하베스팅 코일(10)과 같이 집속판을 코어의 양단에 추가하여 I자 형태로 추가한 코일을 준비한다. 도 3(a)는 일자코일의 경우이며, 도 3(b)는 I자 형태의 코일이다.One is prepared in the form of a date coil, and the other is prepared by adding a focusing plate to both ends of the core, such as a magnetic
도 3에 도시된 바와 같이, 무선통신모듈의 최소동작전압이 1V임을 고려하고, 전선에 흐르는 전송 전류에 의해 자기에너지 하베스팅 코일(10)에 유기되는 전압을 측정하면, 일자코일의 경우 기동전류(starting current)는 86.1A 이며, I자 형태의 코일의 경우 기동전류(starting current)는 38.4A인 것을 확인할 수 있다. 즉, 코어부(11)의 양 끝단에 집속부(13)를 추가하는 경우, 기동전류를 약 40A로 낮추는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 3, when the minimum operating voltage of the wireless communication module is 1 V and the voltage induced in the magnetic
자기에너지 하베스팅 코일을 이용하는 무선온도감지장치Wireless temperature sensing device using magnetic energy harvesting coil
이어서, 본 발명에 따른 무선온도감지장치에 대하여 구체적으로 알아보기로 한다.Next, a wireless temperature sensing device according to the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 실시예에 다른 무선온도감지장치는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 자기에너지 하베스팅 코일을 이용한 무선온도감지장치에 관한 것으로, 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. A wireless temperature sensing apparatus according to an embodiment of the present invention is a wireless temperature sensing apparatus using a magnetic energy harvesting coil according to an embodiment of the present invention, and will be described in detail with reference to FIG. 4 to FIG. 7 do.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치의 블록도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치의 온도센싱모듈의 개략적인 구성을 나타내는 도면이며, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치의 사용양태를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a block diagram of a wireless temperature sensing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram illustrating a schematic configuration of a temperature sensing module of a wireless temperature sensing apparatus according to an embodiment of the present invention, And FIG. 7 is a diagram illustrating the use of a wireless temperature sensing device in accordance with an embodiment of the present invention.
여기서, 본 발명에 따른 무선온도감지장치는 배전반 부스바, 부스덕트 부스바, 송전 가공선, 케이블 트레이, 지중 케이블, 옥외변압기 터미널 등 전류가 흐르는 다양한 설비의 온도를 측정 및 진단하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 이하 배전반의 부스바(busbar)에 사용되는 것을 기준으로 설명하기로 한다.Here, the wireless temperature sensing apparatus according to the present invention can be used for measuring and diagnosing the temperature of a variety of electric current facilities such as an electric power distribution board booth bar, a bus duct bus bar, a transmission line, a cable tray, an underground cable, an outdoor transformer terminal, In the present embodiment, the following description will be made with reference to a busbar used in a switchboard.
본 발명의 일 실시예에 따른 자기에너지 하베스팅 코일(10)을 이용하는 무선온도감지장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 온도센싱모듈(100), 수신모듈(200) 및 모니터링모듈(300)을 포함하여 구성될 수 있다.The wireless temperature sensing device using the magnetic
온도센싱모듈(100)은 전력변환부(110), 제1 온도센서부(120), 데이터제어부(130) 및 송신부(140)를 포함하여 구성되며, 전류가 흐르는 온도 측정 대상물에 선택적으로 탈착되어 대상물의 발열 온도를 측정하는 역할을 한다.The
이때, 온도센싱모듈(100)은 내부에 온도센싱모듈(100)을 수용하는 하우징(150)을 더 포함할 수 있다.At this time, the
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징(150) 외면에는 하우징(150)을 대상물에 선택적으로 고정하는 클램프유닛(160)이 구비될 수 있다.
즉, 상기 하우징(150)의 외면에 구비된 상기 클램프유닛(160)은 도 5에 도시된 바와 같이 절곡 형상되어, 상기 대상물의 적어도 일부를 감싸는 형태로 상기 하우징(150)을 상기 대상물에 탈착 가능하게 결합한다.As shown in FIG. 5, a
That is, the
예를 들어, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 온도를 측정하고자 하는 대상물이 부스바인 경우, 클램프 유닛(160)은 하우징(150) 외면 일측에 구비되며, 부스바 일단부의 적어도 일부를 감싸는 형태로 삽입되어 선택적으로 탈착되며 부스바의 발열온도를 측정하도록 형성될 수 있다.5 (a), when the object to be measured is a booth bar, the
그리고, 예를 들어, 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 온도를 측정하고자 하는 대상물이 케이블인 경우, 클램프유닛(160)은 하우징(150) 외면 일측 및 타측에 각각 구비되어, 케이블의 외주면의 적어도 일부를 양측에서 감싸는 형태로 선택적으로 탈착되며 케이블의 발열 온도를 측정하도록 형성될 수 있다.5 (b), when the object to be measured is a cable, the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도센싱모듈(100)은 온도를 측정하고자 하는 대상물에 보다 용이하게 설치할 수 있는 효과를 가질 수 있다.Therefore, the
한편, 온도센싱모듈(100)의 전력변환부(110)는 자기에너지 하베스팅 코일(10)을 이용하여 전기가 흐르는 대상물 주변의 자기에너지를 전기에너지로 변환하며, 후술하는 제1 온도센서부(120), 데이터제어부(130) 및 송신부(140)가 동작할 수 있도록 전력을 공급하는 역할을 한다.On the other hand, the
이때, 전력변환부(110)는 코일유닛및 필터회로유닛을 포함하여 구성될 수 있다.At this time, the
코일유닛은 전술한 대상물에 전류가 흐를 때 대상물 주변에 발생하는 자기장을 수집하여 교류전압을 발생하는 자기에너지 하베스팅 코일(10)을 포함하도록 구성될 수 있다. The coil unit may be configured to include a magnetic
전술한 바와 같이, 자기에너지 하베스팅 코일(10)은 코어부(11)의 양단에 구비된 집속부(13)가 구비되고, 따라서 누설자속의 집속 성능을 보다 효과적으로 높일 수 는 구성이다. 이를 통해 자속밀도가 저하되는 환경에서도 집속 자속량을 극대화할 수 있다. As described above, the magnetic
본 발명에 따른 코일유닛은 자기에너지 하베스팅 코일(10)을 포함하여 구성되며, 이를 이용하여 대상물 주변에 발생하는 자대상물에 흐르는 자속을 효과적으로 집속할 수 있다. 따라서, 전류가 작은 경우에도 이를 에너지원으로 사용하여 전력을 효과적으로 생성하여 온도진단장치의 구동을 가능하게 하고, 외부 전원 공급 없이 자가발전을 통해 대상물의 온도를 측정할 수 있다.The coil unit according to the present invention includes a magnetic
또한, 자기에너지 하베스팅 코일(10)을 포함하는 코일유닛의 소형화 및 경량화를 가능하게 하며, 따라서 무선온도감지장치의 소형화 및 경량화도 가능하다. Further, it is possible to make the coil unit including the magnetic
필터회로유닛은 코일유닛에서 발생된 교류전압을 직류전압으로 변환하고, 과전류 및 과전압을 보호하며, 맥동전압을 억제할 수 있다.The filter circuit unit converts an AC voltage generated in the coil unit into a DC voltage, protects the overcurrent and the overvoltage, and suppresses the ripple voltage.
이러한 구성에서, 설치 대상물에 흐르는 전류를 이용하여 자기에너지를 전기에너지로 변환하고, 변환된 전기 에너지를 이용함으로써 외부 전원 공급 없이 자가발전을 할 수 있는 효과를 가질 수 있다.In this configuration, the magnetic energy can be converted into electric energy using the current flowing through the object to be installed, and self-power generation can be performed without using external power by using the converted electric energy.
따라서, 온도센싱모듈(100)을 구동하기 위한 배선작업이 필요하지 않으며, 배터리와 같은 보조 전원을 주기적으로 교체해야하는 번거로움을 없앨 수 있다.Therefore, the wiring operation for driving the
그리고, 온도센싱모듈(100)의 제1 온도센서부(120)는 전력변환부(110)에서 변환된 전기에너지를 구동전원으로 이용하고, 대상물의 온도를 측정할 수 있다.The first
이때, 제1 온도센서부(120)는, 대상물에 접하여 온도를 측정하는 탐촉자(122)를 구비하고, 탐촉자(122)의 적어도 일부는 하우징 외부로 돌출되어 대상물과 접촉하며 대상물의 온도를 직접 측정할 수 있다.
상기 탐촉자(122)는 상기 클램프유닛(160)이 돌출된 방향으로 상기 하우징(150)의 외부에 돌출 형성된다.At this time, the first
The
일반적으로 대상물의 온도를 측정하는 센서는 비접촉센서와 접촉센서가 있으며, 비접촉 센서의 경우 반사율이 높은 금속 표면을 측정하는 경우 복사율 계수의 변화로 측정값의 변동성이 크기 때문에 신뢰성이 떨어지고, 보이는 범위 안에서만 관측이 가능하기 때문에 사각지대에서의 열화에 의한 전기 사고를 사전에 예방하지 못하는 문제점이 있다.In general, the sensor for measuring the object temperature has a non-contact sensor and a contact sensor. In the case of a non-contact sensor, when the metal surface having a high reflectance is measured, the variation of the emissivity coefficient changes the measurement value. There is a problem in that an electric accident due to deterioration in a dead zone can not be prevented in advance.
그러나, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 온도센서부(120)는 적어도 일부가 하우징(150)의 외부로 돌출되어 대상물과 직접 접하며 온도를 측정하도록 형성되므로, 대상물의 온도 변화를 보다 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 효과를 가질 수 있다.However, as shown in FIG. 6, at least a part of the first
한편, 데이터제어부(130)는 전력변환부(110)에서 변환된 전기에너지를 구동전원으로 이용하고, 제1 온도센서부(120)에서 측정된 온도를 전송 가능한 데이터로 변환할 수 있다.Meanwhile, the
그리고, 송신부(140)는 전력변환부(110)에서 변환된 전기에너지를 구동전원으로 이용하고, 데이터제어부(130)에서 변환된 데이터를 RF 통신으로 일정거리 떨어진 외부 수신기로 무선송신 하도록 형성될 수 있다.The
전술한 구성을 통해, 본 발명에 따른 온도센싱모듈(100)은 설치 대상물에 흐르는 전류를 에너지원으로 사용하여 전원 공급 없이 자가발전을 통해 대상물의 온도를 보다 정확하게 측정하고, 원격에 구비된 외부 수신기로 온도 데이터를 무선으로 실시간 전송할 수 있다.Through the above-described configuration, the
그리고, 전력공급을 위한 배선작업 등이 필요하지 않아 온도 측정 대상물에 설치가 용이하고, 밀폐된 함 내부에 대상물이 위치하고 있는 경우에도 함을 개폐하지 않고 대상물의 온도 측정이 용이하며, 주기적으로 전력 공급을 위한 배터리 교체 작업 등이 필요치 않은 이점이 있다.In addition, since wiring work for power supply is not required, it is easy to install on a temperature measurement object, and even when an object is placed inside a closed chamber, temperature measurement of the object is easy without opening and closing the chamber. There is no need to replace the battery for the battery.
이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치의 온도센싱모듈(100)의 구성에 대하여 상세히 살펴보았으며, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치의 수신모듈(200 및 모니터링모듈(300)의 구성에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, the configuration of the
본 발명에 따른 무선온도감지장치에 있어서 수신모듈(200)은 수신부(210), 제1 제어부(220) 및 제1 통신부(230)를 포함하여 구성될 수 있으며, 수신모듈(200)은 온도센싱모듈(100)에서 측정된 대상물의 온도 데이터를 수신하고 변환하며 후술하는 모니터링모듈(300)로 전송하고, 명령을 수신하는 역할을 한다.The receiving
이때, 수신모듈(200)은 온도센싱모듈(100)이 구비된 대상물과 같은 공간에 위치하도록 형성하는 것이 무선으로 데이터를 전송받는 것에 있어 유리할 수 있다. At this time, the receiving
수신부(210)는 온도센싱모듈(100)의 송신부(140)에서 송신된 데이터를 수신하도록 형성될 수 있다. The receiving
이때, 무선으로 송신 가능하도록 형성되어, 온도센싱모듈(100)에서 측정된 온도 데이터를 원격에 구비된 외부 수신기에 무선으로 실시간 전송할 수 있다.At this time, it is possible to wirelessly transmit the temperature data measured by the
그리고, 제1 제어부(220)는 수신부로 수신된 데이터를 표시 및 전송 가능한 형태로 변환하도록 형성될 있으며, 제1 통신부(230)는 제1 제어부(220)에서 전송 가능한 형태로 변환된 데이터를 상호간에 연결된 사물로 송신하고, 사물에서 송신되는 명령을 수신하도록 형성될 수 있다.The
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 온도센싱모듈(100)은 복수 개 구비될 수 있으며, 따라서 온도센싱모듈(100)은 각각의 ID를 가질 수 있다. 따라서, 제1 통신부(230)는 데이터를 수신 받아야 할 온도센싱모듈(100)의 ID 및 전송하는 데이터 포맷을 후술하는 모니터링모듈(300)로부터 수신받고, 제1 제어부(220)는 선정된 온도센싱모듈(100) ID 각각에 해당하는 데이터를 모니터링모듈(300)로 전송할 수 있도록 데이터를 변환하도록 형성될 수 있다.More specifically, a plurality of
이때, 상호간에 연결된 사물은 무선이거나 유선으로 연결될 수 있으며, 따라서 본 발명에 따른 제1 제어부(220)는 전송받은 데이터를 유선 또는 무선으로 전송 가능한 형태로 변환할 수 있다.At this time, mutually connected objects can be wirelessly or wiredly connected, so that the
본 실시예에서는 제1 통신부(230)와 상호간에 연결된 사물은 후술하는 모니터링모듈(300)의 제2 통신부(310) 것으로 설명하였으나, 필요에 따라 다른 외부 기기를 수신모듈(200)에 연결하여 사용할 수 있도록 RS-232, RS-485, RS-422, 이더넷, 캔, ICE 61850 등의 통신출력포트를 구성할 수 있다.Although the
한편, 수신모듈(200)은, 수신모듈(200)이 구비된 외부 환경의 외부온도를 측정하는 제2 온도센서부(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. Meanwhile, the receiving
따라서, 대상물이 구비된 외부환경의 온도와 대상물의 발열 온도를 비교 및 분석하여 대상물의 발열상태를 보다 정밀하고 정확하게 진단할 수 있는 효과를 가질 수 있다.Accordingly, it is possible to have a more accurate and accurate diagnosis of the heating state of the object by comparing and analyzing the temperature of the external environment provided with the object and the heating temperature of the object.
이때, 제2 온도센서부(미도시)에서 측정된 외부환경 온도는 후술하는 입출력부(330)에 표시되도록 형성 할 수 있다.At this time, the external environment temperature measured by the second temperature sensor unit (not shown) may be displayed on the input /
본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치에 있어서 모니터링모듈(300)은, 제2 통신부(310), 제2 제어부(320) 및 입출력부(330)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 모니터링모듈(300)은 수신모듈(200)로부터 데이터를 수신하여 수집, 진단, 분석, 저장 및 표시할 수 있으며, 사용자로부터 명령을 입력받아 제어할 수 있다.The
따라서, 모니터링모듈(300)은 사용자가 관리 및 확인하기 용이한 곳에 설치하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the
제2 통신부(310)는 수신모듈(200)의 제1 통신부(230)와 상호간에 데이터를 송수신하고, 사용자로부터 입력된 명령을 제1 통신부로 송신하도록 형성될 수 있다.The
그리고, 제2 제어부(320)는 제2 통신부(310)로 수신된 데이터를 변환, 저장, 분석 및 처리하고, 사용자로부터 입력된 명령을 변환 및 제어하도록 형성될 수 있다.The
이때, 제2 제어부는(320) 사물 상호간에 연결된 방식에 따라 유선 및 무선 중 어느 하나의 데이터 형태로 변환할 수 있으며, 후술하는 입출력부로 입력되는 사용자의 명령에 따라 데이터의 처리를 제어할 수 있다.At this time, the
입출력부(330)는 제2 제어부(320)에서 처리된 데이터를 출력하고, 사용자로부터 명령을 입력받도록 형성될 수 있다. The input /
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 온도센싱모듈(100)은 복수 개로 구성될 수 있으며, 따라서 각각의 온도센싱모듈(100)은 개별 ID를 가질 수 있다. 여기서, 사용자가 입출력부(330)를 통하여 온도센싱모듈(100) ID를 선정할 수 있으며, 따라서 사용자의 필요에 따라 선정된 ID의 온도센싱모듈(100)이 부착된 대상물의 측정 온도가 데이터로 변환되어 수신모듈(200)로 수신되고 모니터링모듈(300)로 출력되도록 제어할 수 있다.As described above, the
한편, 모니터링모듈(300)은, 온도센싱모듈(100)에서 측정된 대상물의 온도가 기 설정된 온도 기준을 초과하는 경우 경보음을 발생하는 알람부(340)를 더 포함하여 구성될 수 있다.The
여기서, 사용자는 입출력부(330)를 통해 설정된 온도 기준을 입력할 수 있으며, 제2 제어부(320)는 사용자의 명령에 따라 설정된 온도기준을 초과하는 경우 알람부(340)가 경보음을 발생하도록 제어할 수 있다. Here, the user may input the set temperature reference through the input /
이러한 구성에서, 사용자는 대상물의 온도 변화를 실시간으로 감시하여 대상물을 보다 안전하고 편리하게 관리할 수 있는 효과를 가질 수 있다.In such a configuration, the user can monitor the temperature change of the object in real time and have an effect of managing the object more safely and conveniently.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선온도감지장치의 입출력부(330)는, 제2 제어부(320)에서 처리된 데이터를 외부로 출력하는 디스플레이부를 더 포함하여 구성될 수 있다.Meanwhile, the input /
따라서, 사용자가 온도센싱모듈(100)에서 측정된 대상물의 온도를 디스플레이부를 통해 용이하게 확인할 수 있는 효과를 가질 수 있다.Therefore, the user can easily confirm the temperature of the object measured by the
이때, 온도센싱모듈(100)은 복수 개 구비될 수 있고, 디스플레이부는 복수 개의 온도센싱모듈(100)에서 측정되는 온도가 각각 표시되도록 복수 개로 구획되어 있는 것이 바람직할 수 있다.In this case, a plurality of
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 온도 측정 대상물이 소정의 면적을 가지는 부스바인 경우, 복수 개의 온도센싱모듈(100)을 일정거리 이격되게 부스바에 구비하여 입출력부(330)의 디스플레이부에 각각의 온도를 표시하게 함으로써 부스바의 온도 변화를 보다 정밀하고 정확하게 측정 및 진단할 수 있는 효과를 가질 수 있다.For example, as shown in FIG. 6, when the temperature measuring object is a bus bar having a predetermined area, the plurality of
또한, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이, 온도 측정 대상물이 복수 개의 케이블 집합인 경우, 각각의 케이블에 소정 거리 이격되게 온도센싱모듈(100)을 부착하여 입출력부(330)의 디스플레이부에 각각의 온도를 표시하도록 함으로써 케이블의 온도 변화를 보다 정밀하고 정확하게 측정 및 진단할 수 있는 효과를 가질 수 있다.7, when the temperature measurement object is a plurality of cable assemblies, the
전술한 구성에서, 대상물의 발열에 의한 온도를 원격에서 무선으로 수집, 진단, 분석, 저장 및 표시할 수 있으며, 따라서 대상물을 보다 효과적으로 관리하며 진단할 수 있어 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.In the above-described configuration, it is possible to wirelessly collect, diagnose, analyze, store, and display the temperature due to the heat generation of the object remotely, thereby enabling the object to be more effectively managed and diagnosed.
본 발명의 일 실시예에서 수신모듈(200) 및 모니터링모듈(300)은 개별적으로 형성되는 구성으로 설명하였으나, 수신모듈(200)이 모니터링모듈(300)의 구성을 포함하도록 형성할 수 있다.The receiving
즉, 본 발명에 따른 수신모듈(200)은 전술한 제2 제어부(310), 입출력부(330), 알람부(340)의 구성을 포함하도록 형성될 수 있으며, 따라서 수신모듈(200)에서 온도센싱모듈(100)의 온도를 표시하고, 사용자의 명령을 입력받으며, 기설정된 온도를 벗어나는 경우 사용자에게 알람을 울리도록 구성할 수 있다.That is, the receiving
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It is obvious to them. Therefore, the above-described embodiments are to be considered as illustrative rather than restrictive, and the invention is not limited to the above description, but may be modified within the scope and equivalence of the appended claims.
10: 자기에너지 하베스팅 코일
11: 코어부
12: 권선부
13: 집속부
100: 온도센싱모듈
110: 전력변환부
112: 코일유닛
114: 필터회로유닛
120: 제1 온도센서부
122: 탐촉자
130: 데이터제어부
140: 송신부
150: 하우징
160: 클램프유닛
200: 수신모듈
210: 수신부
220: 제1 제어부
230: 제1 통신부
300: 모니터링모듈
310: 제2 통신부
320: 제2 제어부
330: 입출력부
340: 알람부10: magnetic energy harvesting coil
11: core part
12:
13:
100: Temperature sensing module
110:
112: coil unit
114: Filter circuit unit
120: first temperature sensor unit
122: probe
130:
140:
150: Housing
160: Clamp unit
200: receiving module
210:
220:
230: first communication section
300: Monitoring module
310: second communication section
320:
330: Input / output unit
340:
Claims (13)
상기 온도센싱모듈은,
길이방향으로 길게 형성되는 기둥 형태의 코어부; 상기 코어부의 적어도 일부를 감싸며 상기 코어부의 길이방향을 따라 나선형태로 귄취되어 구비되는 권선부; 상기 코어부의 길이방향 양 끝단에 구비되고 상기 코어부와 접하는 면이 상기 코어부의 단면적에 비해 상대적으로 크게 형성된 집속부; 대상물 주변에 발생하는 자기장을 수집하여 교류전압을 발생하는 자기에너지 하베스팅 코일을 포함하는 코일유닛; 및 상기 교류전압을 직류전압으로 변환하고 과전류 및 과전압을 보호하며 맥동전압을 억제하는 필터회로유닛;을 포함하여 이루어진 자기에너지 하베스팅 코일을 이용하여 전기가 흐르는 대상물 주변의 자기에너지를 전기에너지로 변환하는 전력변환부;
상기 전기에너지를 구동전원으로 이용하고, 상기 대상물의 온도를 측정하는 제1 온도센서부;
상기 전기에너지를 구동전원으로 이용하고, 상기 제1 온도센서부에서 측정된 상기 온도를 전송 가능한 데이터로 변환하는 데이터제어부;
상기 전기에너지를 구동전원으로 이용하고, 상기 데이터제어부에서 변환된 상기 데이터를 RF통신으로 무선송신하는 송신부;
내부에 상기 전력변환부, 제1온도센서부, 데이터제어부 및 송신부가 수용되는 하우징; 및
상기 하우징 외면에 구비되어 상기 하우징을 상기 대상물에 선택적으로 고정하는 클램프유닛;을 포함하여 구성되고,
상기 코어부 및 집속부 중 적어도 하나는 Fe-Mn-Zn 화합물로 구성되며,
상기 수신모듈은,
상기 온도센싱모듈의 상기 송신부에서 송신된 상기 데이터를 수신하는 수신부;
상기 수신부로 수신된 상기 데이터를 표시 및 전송 가능한 형태로 변환하는 제1 제어부; 및
상기 제1 제어부에서 변환된 상기 데이터를 상호간에 연결된 사물로 송신하고, 상기 사물에서 송신되는 명령을 수신하는 제1 통신부;를 포함하여 구성되며
상기 모니터링모듈은,
상기 수신모듈의 상기 제1 통신부와 상호간에 데이터를 송수신하고, 사용자로부터 입력된 명령을 제1 통신부로 송신하는 제2 통신부;
상기 제2 통신부로 수신된 상기 데이터를 변환, 저장, 분석 및 처리하고, 사용자로부터 입력된 명령을 변환 및 제어하는 제2 제어부;
상기 제2 제어부에서 처리된 데이터를 출력하고, 사용자로부터 명령을 입력받으며, 상기 제2 제어부에서 변환된 데이터를 외부로 출력하는 디스플레이부를 포함하여 이루어진 입출력부; 및
상기 온도센싱모듈에서 측정된 상기 대상물의 온도가 사용자가 기설정한 온도 기준을 초과하는 경우 경보음을 발생하는 알람부;를 포함하여 구성되되,
상기 제1 온도센서부는 적어도 일부가 상기 하우징 외부로 돌출되어 상기 대상물과 접하며 온도를 측정하는 탐촉자를 구비하고,
상기 하우징의 외면에 구비된 상기 클램프유닛은 절곡 형상되어 상기 대상물의 적어도 일부를 감싸는 형태로 상기 하우징을 상기 대상물에 탈착 가능하게 결합하며,
상기 탐촉자는 상기 클램프유닛이 돌출된 방향으로 상기 하우징의 외부에 돌출 형성되고,
상기 수신모듈은 상기 수신모듈이 구비된 외부 환경 온도를 측정하는 제2 온도센서부;를 더 포함하여 구성되며,
상기 제2온도센서부에 의해 측정된 상기 대상물이 구비된 외부환경의 온도와, 상기 제1온도센서부에 의해 측정된 상기 대상물의 발열 온도를 비교 및 분석하여 대상물의 발열상태를 진단하며,
상기 온도센싱모듈은 복수개로 구비되고, 각각의 온도센싱모듈은 각각의 개별 ID를 가지며,
상기 제1통신부는 데이터를 수신받아야 할 온도센싱모듈의 ID 및 전송하는 데이터 포맷을 모니터링모듈로부터 수신받고, 상기 제1제어부는 선정된 온도센싱모듈 ID 각각에 해당하는 데이터를 모니터링모듈로 전송할 수 있도록 데이터를 변환하며,
상기 디스플레이부는 복수개의 온도센싱모듈에서 측정되는 온도가 각각 표시되도록 복수개로 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 무선온도감지장치.A temperature sensing module, a receiving module, and a monitoring module,
The temperature sensing module includes:
A columnar core portion extending in the longitudinal direction; A winding part wound around at least a part of the core part and wound in a spiral shape along the longitudinal direction of the core part; A focusing unit provided at both ends in the longitudinal direction of the core unit and having a surface that is in contact with the core unit, the surface being relatively larger than a cross sectional area of the core unit; A coil unit including a magnetic energy hubbing coil for collecting a magnetic field generated around an object to generate an AC voltage; And a filter circuit unit that converts the AC voltage into a DC voltage and protects an overcurrent and an overvoltage, and suppresses a ripple voltage. The magnetic energy harvesting coil converts the magnetic energy around the object, ;
A first temperature sensor unit that uses the electric energy as a driving power source and measures a temperature of the object;
A data control unit that uses the electric energy as a driving power source and converts the temperature measured by the first temperature sensor unit into transmittable data;
A transmitter using the electric energy as a driving power source and wirelessly transmitting the data converted by the data controller through RF communication;
A housing in which the power conversion unit, the first temperature sensor unit, the data control unit, and the transmission unit are accommodated; And
And a clamp unit provided on the outer surface of the housing to selectively fix the housing to the object,
At least one of the core portion and the focusing portion is made of an Fe-Mn-Zn compound,
The receiving module includes:
A receiver for receiving the data transmitted from the transmitter of the temperature sensing module;
A first controller for converting the data received by the receiver into a form capable of being displayed and transmitted; And
And a first communication unit for transmitting the data converted by the first control unit to an object connected to each other and receiving an instruction transmitted from the object,
The monitoring module includes:
A second communication unit that transmits and receives data to and from the first communication unit of the reception module and transmits a command input from the user to the first communication unit;
A second control unit for converting, storing, analyzing and processing the data received by the second communication unit, and for converting and controlling a command input from the user;
An input / output unit outputting data processed by the second control unit, receiving a command from a user, and a display unit outputting data converted by the second control unit to the outside; And
And an alarm unit for generating an alarm sound when the temperature of the object measured by the temperature sensing module exceeds a temperature reference preset by a user,
Wherein the first temperature sensor part has a probe protruding out of the housing at least partly in contact with the object and measuring the temperature,
Wherein the clamp unit provided on the outer surface of the housing has a bent shape and detachably couples the housing to the object in a form of wrapping at least a part of the object,
Wherein the probe is protruded outside the housing in a direction in which the clamp unit protrudes,
The receiving module may further include a second temperature sensor unit for measuring an external environment temperature of the receiving module,
Wherein the first temperature sensor unit compares and analyzes the temperature of the external environment measured by the second temperature sensor unit with the temperature of the object measured by the first temperature sensor unit to diagnose the heating state of the object,
A plurality of temperature sensing modules are provided, each temperature sensing module has a respective individual ID,
The first communication unit receives the ID of the temperature sensing module to receive data and the data format to be transmitted from the monitoring module and the first control unit may transmit data corresponding to each of the selected temperature sensing module IDs to the monitoring module Convert the data,
Wherein the display unit is divided into a plurality of zones so that temperatures measured by the plurality of temperature sensing modules are respectively displayed.
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