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KR100796328B1 - 순간 상승압력 경보 압력계 - Google Patents

순간 상승압력 경보 압력계 Download PDF

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KR100796328B1
KR100796328B1 KR1020060072304A KR20060072304A KR100796328B1 KR 100796328 B1 KR100796328 B1 KR 100796328B1 KR 1020060072304 A KR1020060072304 A KR 1020060072304A KR 20060072304 A KR20060072304 A KR 20060072304A KR 100796328 B1 KR100796328 B1 KR 100796328B1
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김창복
양경돈
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주식회사 협성히스코
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    • G01L9/02—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/025—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning with temperature compensating means
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Abstract

본 발명은 순간 상승압력 경보 압력계(100)에 관한 것으로, 전면에 표시부(155)를 구비한 케이스(110)와; 상기 케이스(110)의 하방으로 돌출되어 선로에 결합되는 연결구(12)와, 상기 케이스(110)의 일측에서 돌출형성된 외부장치연결부(120)를 포함하는 순간 상승압력 경보 압력계(100)에 있어서, 상기 연결구(12)내부에 장착되어 선로내에 충진된 절연가스의 온도를 센싱하여 출력하는 온도센싱부(151)와; 온도,압력,밀도의 관계에 대한 값들을 저장하고 있는 룩업테이블 저장부(156)와; 상기 온도센싱부(151)로부터의 온도값에 대응되는 압력값을 상기 룩업테이블 저장부(156)로부터 읽어들여 상기 표시부(155)에 표시하며, 장치전반을 제어하는 제어부(152)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
절연가스, 온도센싱부, IC 온도센서, 최고치표시부, 룩업테이블

Description

순간 상승압력 경보 압력계{A PRESSURE GAUGE FOR CLIMBING-PRESSURE WARNING MOMENTARILY}
도 1은 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계의 개략적인 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계의 개략적인 내부 블럭구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계에서 사용된 밀도,압력 및 온도관련 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계에서 사용하기 위하여 룩업테이블에 기록된 밀도,압력 및 온도관련 데이터를 나타낸 표이다.
도 5는 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계의 동작을 나타낸 플로우차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 순간 상승압력 경보 압력계
151: 온도센싱부
152: 제어부
154: 메모리부
155: 표시부
156: 룩업테이블저장부
159: 통신 인터페이스 모듈
153-1: 경보음신호발생부
153-2: 펌프구동신호발생부
본 발명은 순간 상승압력 경보 압력계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀도에 영향을 받은 절연가스의 특성을 감안하여 기준이 되는 밀도의 변화를 압력으로 표시할 수 있도록 미리 정해진 밀도,압력 및 온도관련 데이터를 저장한 룩업테이블을 구비하여, 센싱된 온도에 해당하는 밀도를 룩업테이블에서 독취하되 해당밀도에 해당하는 압력으로 표시부에 표시하여 현재 절연가스의 상태를 정확히 점검함과 아울러 경보 혹은 절연가스 추가주입을 위한 펌프가동을 할 수 있도록 신호를 발생시키는 순간 상승압력 경보 압력계에 관한 것이다.
절연가스 예를 들면 SF6가스는 차단매체로 매우 유익하다. 상기 SF6가스의 일반적인 특성은 이미 잘알려진 내용이므로 자세한 설명은 생략하기로한다.
이와 같은 절연가스를 사용한 가스절연개폐기(GIS:Gas Insulation Switch)에 있어서, 절연가스의 압력을 측정하는 압력계가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 압력계는 가스절연개폐기 중 상기 절연가스가 충진된 선로내에 설치되어 압력을 측정하는 압력계가 부가적으로 사용되는 데, 이러한 압력계는 상기 절연가스 즉 SF6가스의 압력을 온도센서(바이메탈장치)를 통해 감지한 온도를 압력 으로 환산하여 직접 압력을 아날로그 장치(눈금)로 표시하는 것이 대부분이었다. 따라서 사용자는 압력을 읽어서는 현재 정확한 가스의 밀도를 알 수 없기 때문에 절연가스의 상태를 쉽게 파악할 수 없는 문제점이 있는 것이었다.
또한 상기한 바와 같은 종래의 절연가스 감지를 위한 압력계는 온도를 감지하는 온도센서가 기계적으로 오차가 심한 문제점이 있었다.
또한 종래의 압력계는 가스의 종류가 변하면 새로운 것으로 대체되어야만 하고 쓸모없게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래기술에서의 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 절연가스의 상태를 해당 밀도에 해당하는 압력으로 표시함으로써 정확한 절연가스의 상태를 파악할 수 있는 순간 상승압력 경보 압력계를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 절연가스의 상태에 따른 데이터를 표시 및 전송할 수 있도록 하여 절연가스의 상태에 따라 적절한 대응을 할 수 있도록 하는 순간 상승압력 경보 압력계를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 전면에 표시부를 구비한 케이스와; 상기 케이스의 하방으로 돌출되어 선로에 결합되는 연결구와, 상기 케이스의 일측에서 돌출형성된 외부장치연결부를 포함하는 순간 상승압력 경보 압력계에 있어서, 상기 연결구내부에 장착되어 선로내에 충진된 절연가스의 온도를 센싱하여 출력하는 온도센싱부와; 온도,압력,밀도의 관계에 대한 값들을 저장하고 있는 룩업테이블 저장부와; 상기 온도센싱부로부터의 온도값에 대응되는 압력값을 상기 룩업테이블 저장부로부터 읽어들여 상기 표시부에 표시하며, 장치전반을 제어하는 제어부와; 상기 제어부의 제어하에 측정된 압력값이 4.5 내지 5.5kgf/cm2의 범위를 초과하거나 그 이하인 경우 경보음을 출력시키기 위하여 경보음 발생신호를 발생시키는 경보음신호발생부와; 상기 제어부의 제어하에 측정된 압력값이 4.0kgf/cm2에 도달한 경우 선로내에 절연가스를 추가로 주입하기 위하여 펌프구동신호를 발생하는 펌프구동신호 발생부를 포함하여 이루어지고, 상기 표시부는 현재상태의 압력값을 표시하는 표시부와 이전값들중 최고치의 압력만을 계속적으로 표시하는 최고치표시부를 더 포함하여 이루어지고, 상기 표시부 및 최고치표시부에 표시되는 룩업테이블 데이터는 온도 20℃ 및 정격압력 5.0 혹은 5.5kgf/cm2인 경우를 기준으로 작성된 것을 특징으로 하며, 상기 제어부의 독취된 데이터를 표시함과 동시에 전송할 수 있도록 하는 통신 인터페이스 모듈을 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 순간 상승압력 경보 압력계가 제공된다.
이하 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계에 대하여 첨부도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계의 개략적인 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계의 개략적인 내부 블럭구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계에서 사용된 밀도,압력 및 온도관련 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계에서 사용하기 위하여 룩업테이블에 기록된 밀도,압력 및 온도관련 데이터를 나타낸 표이고, 도 5는 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계의 동작을 나타낸 플로우차트이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계(100)는 전면에 표시부(155)를 구비한 케이스(110)와; 상기 케이스(110)의 하방으로 돌출되어 선로에 결합되는 연결구(12)와, 상기 케이스(110)의 일측에서 돌출형성된 외부장치연결부(120)를 포함한다.
참조부호 151은 온도센싱부를 나타낸 것으로서, 상기 연결구(12)내부에 장착되어 선로내에 충진된 절연가스의 온도를 센싱하여 출력한다. 이 온도센싱부(151) 는 IC(Integrated Circuit)화된 온도센서 또는 측온저항체(RTD), 써미스터로 구성된다.
참조부호 156은 온도,압력,밀도의 관계에 대한 값들을 저장하고 있는 룩업테이블 저장부를 나타낸다.
참조부호 152는 상기 온도센싱부(151)로부터의 온도값에 대응되는 압력값을 상기 룩업테이블 저장부(156)로부터 읽어들여 상기 표시부(155)에 표시하며, 장치전반을 제어하는 제어부를 나타낸다.
참조부호 153-1은 상기 제어부(152)의 제어하에 경보음을 출력시키기 위하여 경보음 발생신호를 발생시키는 경보음신호발생부(153-1)를 나타내며, 참조부호 153-2는 상기 제어부(152)의 제어하에 선로내에 절연가스를 추가로 주입하기 위하여 펌프구동신호를 발생하는 펌프구동신호 발생부(153-2)를 나타낸다.
한편, 상기 표시부(155)는 현재상태의 압력값을 표시하는 표시부(155a)와 이전값들중 최고치의 압력만을 계속적으로 표시하는 최고치표시부(155b)로 구분된다.
상기 표시부(155)의 하방에는 경보상태를 나타내는 발광부가 장착된다.
참조부호 159는 통신 인터페이스 모듈을 나타낸 것으로서, 상기 제어부(152)의 독취된 데이터를 표시함과 동시에 원격지에 네트워크(도시안됨, 유무선 통신망 포함)를 통해 연결된 중앙서버(도시안됨)에 전송할 수 있도록 한다. 혹은 상기 중앙서버와의 신호송수신도 가능하도록 한다.
상기 제어부(152)의 제어하에 상기 최고치표시부(155b)에 압력이 표시됨과 동시에 그때의 시간(타이머 도시안됨) 및 압력데이터가 메모리부(154)에 기록되며 상기 메모리부(154)는 최고치가 변경될 때마다 그 시간과 함께 압력데이터를 기록한다.
상기 표시부(153-1) 및 최고치표시부(153-2)에 표시되는 룩업테이블(156)의 데이터는 온도 20℃ 및 정격압력 5.0 kgf/cm2인 경우를 기준으로 작성된 것이다(도 3참조). 즉, 도 3에서, 절연가스인 SF6가스의 압력-온도 특성곡선을 표시한 상태에서 온도 20℃ 및 정격압력 5.0 kgf/cm2인 혹은 5.5kgf/cm2 상태를 기준으로 이후 변하는 값들은 온도 20℃ 및 정격압력 5.0 혹은 5.5 kgf/cm2인 굵은 선으로 표시된 부분에 따른 환산된 값들로 도 4와 같은 룩업테이블이 만들어진다.
즉 온도의 변화가 20℃에서 40℃로 변한 것으로 감지되어도 환산된 값들은 일정한 밀도를 나타내게 된다(물론 표시된 값은 압력으로 표시된다).
한편, 참조부호 200은 도 2에서 온도센싱부(151)를 제외한 나머지 구성요소들을 통합하는 인쇄회로기판을 나타낸 것으로서, 이렇게 구성된 인쇄회로기판(200)이 직접 상기 케이스(110)내에 장착될 수 있음은 물론가능하다.
도 5를 참조하면, 먼저 순간 상승압력 경보 압력계(100)는 IC화된 온도센싱부(온도센서)(151)를 통해 온도를 센싱한다.(온도센서값을 읽음)(ST-2). 센싱된 온도값은 제어부(152)에 전달되어 해당되는 온도값에 대한 압력값을 룩업테이블(156)을 통해 독취한다(ST-4). 이렇게 하여 독취된 값은 표시부(155)를 통해 표시된다(ST-6). 상기 제어부(152)는 만약 독취된 압력값이 4.5 내지 5.5kgf/cm2의 범위를 초과하거나 그 이하인 경우(ST-8), 경보음을 출력시키도록 경보음신호발생부(153-1)를 제어한다(ST-10). 또한, 상기 제어부(152)는 만약 측정된 압력값이 4.0kgf/cm2에 도달한 경우(ST-12), 선로내에 절연가스를 추가로 주입하기 위하여 펌프구동신호를 발생시켜 절연가스를 공급하는 펌프가 작동되도록 한다(ST-14).
본 발명에 따르면, 룩업테이블저장부(156)에는 현재 절연가스인 SF6에 대한 일반적으로 알려진 값 분포가 표시되어있지만, 다른 가스에 대한 것도 테이블화하여 저장하여 사용될 수 있다.
한편, 테이블화된 SF6에 대한 밀도, 온도 및 압력값들은 일반적으로 알려진 비츠-브리츠만(Beattie-Bridgeman) 상태방정식을 이용할 수도 있고, 본원발명에서는 비츠-브리츠만(Beattie-Bridgeman) 상태방정식이 정확한 상수값 정보가 필요하고 복잡하여 단순화한 식을 이용하였다.
즉, P=(A+C·t)+ρ(B+D·t),
여기서, P는 압력(kgf/cm2, 게이지압), t는 온도(℃), ρ는 밀도(kg/l)이다. 직선맞춤에 의한 계수 A,B,C,D는 A=0.518kgf/cm2, B=130.6kgf·l/cm2/kg, C=0.00115kgf/cm2/℃, D=0.675 kgf·l/cm2/℃/kg이다. 위 식으로 도 4와 같은 추정 압력 값을 획득하여 테이블화 하였다.
상기 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 순간 상승압력 경보 압력계는 정해진 정격압력 및 온도기준에 따른 밀도,압력 및 온도 데이터를 가진 룩업테이블을 구비하여 이후 변화되는 온도를 측정하여 정해진 기준에 따라 환산된 압력값을 표시함으로써 사용자가 쉽게 압력의 변화를 감지할 수 있도록 하여 상황에 적절하게 대비할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한 측정된 데이터를 저장/표시함과 아울러 전송할 수 있으므로 원격지에서도 절연가스가 충진된 해당 선로의 상황을 정확하게 신속히 파악할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 전면에 표시부(155)를 구비한 케이스(110)와; 상기 케이스(110)의 하방으로 돌출되어 선로에 결합되는 연결구(12)와, 상기 케이스(110)의 일측에서 돌출형성된 외부장치연결부(120)를 포함하는 순간 상승압력 경보 압력계(100)에 있어서,
    상기 연결구(12)내부에 장착되어 선로내에 충진된 절연가스의 온도를 센싱하여 출력하는 온도센싱부(151)와;
    온도,압력,밀도의 관계에 대한 값들을 저장하고 있는 룩업테이블 저장부(156)와;
    상기 온도센싱부(151)로부터의 온도값에 대응되는 압력값을 상기 룩업테이블 저장부(156)로부터 읽어들여 상기 표시부(155)에 표시하며, 장치전반을 제어하는 제어부(152)와;
    상기 제어부(152)의 제어하에 측정된 압력값이 4.5 내지 5.5kgf/cm2의 범위를 초과하거나 그 이하인 경우 경보음을 출력시키기 위하여 경보음 발생신호를 발생시키는 경보음신호발생부(153-1)와;
    상기 제어부(152)의 제어하에 측정된 압력값이 4.0kgf/cm2에 도달한 경우 선로내에 절연가스를 추가로 주입하기 위하여 펌프구동신호를 발생하는 펌프구동신호 발생부(153-2)를 포함하여 이루어지고, 상기 표시부(155)는 현재상태의 압력값을 표시하는 표시부(155a)와 이전값들중 최고치의 압력만을 계속적으로 표시하는 최고치표시부(155b)를 더 포함하여 이루어지고, 상기 표시부(153-1) 및 최고치표시부(153-2)에 표시되는 룩업테이블(156)의 데이터는 온도 20℃ 및 정격압력 5.0 혹은 5.5kgf/cm2인 경우를 기준으로 작성된 것을 특징으로 하며, 상기 제어부(152)의 독취된 데이터를 표시함과 동시에 전송할 수 있도록 하는 통신 인터페이스 모듈(159)을 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 순간 상승압력 경보 압력계.
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