2015년 7월 19일 일요일

다양한 설비진단기술(특징 및 비교)

다양한 설비진단기술(특징 및 비교)

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사람이 몸이 아프면 종합병원에서 각종 종합검진을 받듯이, 기계의 상태를 진단하는 설비진단 (Machine Health Analysis)의 기술들도 다양하게 존재하며 각기 단독기술로도 분석이 가능하지만 종합적 기술을 사용한 분석결과들을 통해 최종적으로 예지보전(Predictive Maintenance, PDM)에 적합한 예측결과를 산출하게 된다. 여러 가지 진단기술들은 각각 특징이 다르므로 진단하려는 대상에 맞는 최적의 기술이 필요하게 된다.

설비진단기술의 종류 및 특징


종류
특징
진동(Vibration)
모든 신호를 포함하고 있는 광역진단기술, 측정 기술필요, 분석 시 판단에 전문가지식이 반드시 필요.
초음파(Ultrasonic)
조기감지, 청취가능, 저속감지, 부속기능(누설감지), 비접촉진단가능
모터전류분석(MCSA; Current)
측정이 매우 쉽다. 분석은 어렵다. 일부 기계적 결함의 분석에 난제 있음, 모터를 센서로 활용할 수 있음.
모터 자속 분석(Flux), 축전류분석(Shaft current)
조기발견, 축전류누설(모터분석)에 국한.
윤활분석(Lubrications)
마모, 수분, 오염상태를 분석, 비교적 조기발견, 측정(다양한 측정기)과 분석이 복잡함.
열화상분석(Infrared thermography)
열분석 최적도구, 전기장치분석가능, 고가의 장비, 결함현상을 검출

아래의 그림은 Machine life bathtub curve 중 후반기를 표시하였는데, 그 위에 표시된 각 설비진단도구의 주요 활용 감지영역을 비교해 볼 수 있다.  진동은 거의 모든 결함신호를 검출할 수 있는 중요하고 최선의 도구이나, 조기결함진단 측면에서 취약한 면이 있다. 이를 윤활이나 기타 전기결함분석 툴, 또는 초음파를 통해 기술을 보완할 수 있다.

 


관련 Tag
 설비진단기술, 진동, 초음파, 윤활, 전기결함, MHM

 

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적용사례-초음파 누출진단기 Leak shooter

적용사례-초음파 누출진단기 Leak shooter

초음파의 음향방출(Acoustic emission)을 이용한 가스 누출진단기는 그 발생위치를 가청음을 통해서 진단할 뿐만 아니라 최근에는 카메라를 통해서 화면에 그 위치를 직접 알 수 있도록 하는 기술로 발전되고 있으며 다음의 사례를 통해서 그 적용을 알아본다.

Leak shooter 초음파 누출 진단카메라를 통한 누출위치의 판독 적용사례

압축가스를 사용하는 공정에 누설의 확인 Looking for compressed process gas leaks in industry like:  CO (carbon monoxide), O2 (oxygen), N2 (azote), CO2 (carbon dioxide), natural gas….

가스 집중설치구역에서 발생하는 누출의 문제What are the problems with leaks on process gas network installation? :

안전과 폭발, 질식등에 누출이 깊은 연관이 있고 Leaks in process gas industrial installations are causing a lot of problems like: - Safety of people and property (explosive gas, irritant gas, toxic gas, deadly gas,…) – 지속적인 사용에 의한 가스의 누설로 인한 부가적 생산비용과 관련이 있다.Additional costs related to the loss of evacuated gas leaks, not operated in the process - Permanent use of gas controller (sometimes for each type of gas)  - … 

최소 0.3bar의 누출 압력도 감시한다. Leak search solution for pressurized gas (minimum 300 mBar) :

콘 타입의 방사음 취출장치를 이용해서 화면을 스캐닝하고 누설 구역을 대략 확인하고 난 후, 1m이내로 폭이 좁혀졌을 때 플렉시블 튜브센서를 이용하여 집중적으로 누출이 일어나는 국부적인 위치를 감지한다. 이러한 절차는 헤드폰이 없이 수행할 수 있으며 화면스크린을 스캐닝하므로 매우 효과적이며 정확한 장점을 가지고 있다. With the LEAKSHOOTER LKS1000, equipped with combined vision/ultrasonic detection technology with standard cone use, it is possible to easily detect these leaks by scanning the process gas installation, the connections, the valves… approximately 1 meter far away or more. Then, when the zone leak is identified with the cone, it is possible to approach it and connect the flexible probe to finely check the leak and carry out necessary repairs. This whole procedure can be realized with or without the headphone, thanks to the automatic and dynamic target on screen during leak detection (see below).



키워드


 초음파, 공기누출, Leak shooter, Synergy


 

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2015년 7월 12일 일요일

적용사례-초음파 누출진단기 Leak shooter


적용사례-초음파 누출진단기 Leak shooter

초음파의 음향방출(Acoustic emission)을 이용한 누출진단기는 그 발생위치를 가청음을 통해서 진단할 뿐만 아니라 최근에는 카메라를 통해서 그 위치를 직접 알 수 있도록 하는 기술로 발전되고 있으며 다음의 사례를 통해서 그 적용을 알아본다.

다음의 적용사례는 주입공정에 사용되는 진공의 누출로 항공 및 선박 또는 터빈블레이트나 유사 파트에서 잘 나타나는 현상에 관한 것이다. Looking for vacuum leaks in infusion process used in:  Construction of composite parts for aerospace industry, construction of composite boats hulls, construction of composite wind turbine blades and other composite parts.

 

진공주입공정에서의 문제점(SCRIMP)

Problem encountered with vacuum infusion (also named SCRIMP method):

진공주입방법은 몰드, 유리섬유 커버 및 다른 진공장치에 필수적인 구성요소 안에 레진을 주입한다..Vacuum infusion method consists to inject resin in a closed structure composed of an open mold, topped with a hermetic cover which contains glass fiber or other and all together connected to a vacuum installation. 레진을 섬유를 주입하기전에 우선 일정한 진공압력으로 진공상태를 시험해야한다. Before infusing the fiber with resin, firstly we have to be sure everything under vacuum pressure (almost between -0.5 et -0.9 Bar) is leak tight. 이 때 플라스틱 커버안에 누출이 발생하였다면 레진이 유리섬유에 골고루 분포 확산되지 않으므로 제품의 마감처리가 불완전하게 수행된다. If there are leaks in the plastic cover, then the resin dispersion will not be uniform in the glass fiber which will result in imperfections in the finished product. 특히 레진주입기의 삽입부근에 누출이 생기면 레진이 누설되고 공정자체가 실패하는 것이고 또한 비용에 직접적인 연관이 있는 생산에 차질이 생기게 된다.If there are leaks on or around the inlet connector resin injection, there will be resin loss, efficiency loss in the infusion process, so time loss, production loss and ultimately a reduction of profit. Vacuum leak detection solution:

With the LEAKSHOOTER LKS1000, equipped with combined vision/ultrasonic detection technology with standard cone use, 1m 떨어져서도 쉽게 스캐닝하여 누설된 군(Zone)을 우선 파악하고 난 후,그 구역을 특정센서를 이용하여 더 세부적인 봉인된 위치나 인입구 등의 누설여부를 알 수 있다. it is possible to easily detect these leaks by scanning the upper zone sheeting, the holding seals, the inlet connector… around 1 m away. Then, when the zone leak is identified with the cone, it is possible to approach it and connect the flexible probe to finely check the leak and carry out necessary repairs. 이러한 전체 누출확인절차는 헤드폰이 필요없고 계측기의 화면에 누출위치를 표기하고 있으므로 매우 유용하고 효과적인 방법이다. This whole procedure can be realized with or without the headphone, thanks to the automatic and dynamic target on screen during leak detection (see below).

Leak shooter 초음파 누출 진단카메라를 통한 누출위치의 판독 적용사례


 


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 초음파, 공기누출, Leak shooter, Synergy

 

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고조파 (Harmonics)-기본파형의 정수배 파형

고조파 (Harmonics)-기본파형의 정수배 파형

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우리가 음악이나 공연 등에서 하모닉이 잘 맞는다라고 하는 것은 조화가 잘 이루어진다는 것을 의미한다. 물리적으로 파동은 중심을 기준으로 반복하는 신호를 말하는데 진동과 소음은 그 매질이 다른 파동운동이다. 이 소음과 진동분야에서 불리는 하모닉은 다른 의미를 갖는다. 이 개념은 파동의 원인을 분석하는데 사용하며 심각도를 평가하거나 패턴을 구분하기도 한다.  
하모닉스 파형

하모닉(고조파, Harmonics)이란 일반적으로 진동과 소음의 분야에서 가장 낮은, 기본이 되는 기본 주파수 성분(또는 1 order)의 정수배가 되는 성분들을 말한다.

하모닉파형은 기본 주파수(주로 회전기계의 회전수)를 기준으로 2, 3, 4,…의 회전수가 같은 신호표현(시간과 주파수 그래프)상에 표기되는데 시간파형에서는 신호가 중첩되어 더욱 복잡한 상태로, 주파수 파형에서는 기본주파수의 위에 선분이 더욱 많게 되는 그림으로 나타난다.

하모닉파형의 발생원인은 수학적으로 표현하면 정확하지만 물리적으로 말하면 말하기 쉽지 않다. 하모닉파형은 정현파형(Sine wave)이 아닐수록 사각파형에 가까울수록 그 하모닉 발생이 증가되며 회전의 이벤트가 발생할 때 그 가진원(토크 이벤트가) 2번째, 3번째,…의 원인이 되어 발생한다. 또한 고유주파수에 의한 중복가진이나 정상적인 파형의 운동을 한 편에서 방해할 경우에 하모닉의 발생이 쉽다.

하모닉 파형(고조파)의 관찰은 FFT를 통해서 보다 쉽게 주파수파형으로 표현할 수 있는데 두 번째 하모닉주파수를 ‘2order’ 또는 ‘2X’,…로 호칭하며 진동의 패턴을 이해하고 원인을 파악한다. , 진동의 심하다는 것은 회전하는 기계가 불안하여 매우 장시간 동안 운전이 불가하다는 정상이 아니라는 것이며 진동은 이를 말해주는 척도인데, 하모닉 패턴은 그 것을 진단하는 매우 중요한 진단 검사자료가 되는 것이다. 예를 들어, 1X가 높으면 질량불평형이 문제이고, 2X가 높으면 축정렬불량이 문제라는 등의 매우 세분화된 것들이 있을 수 있고 이 같은 문제의 진단분야는 실질적인 실용학문으로 설비진단(Machine Health Diagnosis)’이라고 한다.

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관련 Tag
하모닉, 진동, Harmonics, 고조파, X(엑스), 하모닉의 발생원인.

 

2015년 7월 5일 일요일

가속도센서 (Accelerometer; 가속도계)

가속도센서 (Accelerometer; 가속도계)
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측정할 수 있어야 창조할 수 있다. 진동도 물론 측정할 수 있다. 센서는 Transducer(변환기)로 부르는데 이는 물리적인 상태를 전기적인 값으로 변환하기 때문이다. 진동은 변위, 속도, 가속도로 표현할 수 있으므로 각각 해당 단위로 출력할 수 있으며 그에 비례하는 전기량으로 산출하면 되는 센서가 있으면 될 것이다. 이 중에서 가속도는 지구상의 중력가속도와 비례하는 값의 전하량을 방출하는 것으로 가속도센서(Accelerometer)가 있다. 가장 많이 사용되는 진동센서라고 할 수 있다.

Accelometer

가속도를 측정하는 센서를 의미하며 보통 압전형(Piezoelectric type) 가속도계가 사용된다. 저주파 대역에서는 감도가 우수한 스트레인게이지형(Strain gage) 가속도계가 널리 사용되며 또한, 전기동부하형(Electro dynamic type) 가속도계도 저주파에서 우수한 성능을 나타낸다. 압전형 가속도계의 원리는 압전형 물질 상부 혹은 측면에 가속도에 반응하는 질량을 부착하여 질량의 움직임에 따라 발생하는 압전형 물질의 변형률(Strain)을 이용한다. 최근에는 일반적으로 압전형 가속도계는 내부에 증폭회로(ICP, IEPE)가 내장되어 있어서 낮은 출력 임피던스를 가질 수 있고 비교적 긴출력선을 사용할 수 있다. 전기동부하형은 가속도계용 질량으로 영구자석을 사용하는 것이 일반적이나 가속도계보다는 속도계로서 많이 활용된다

압전형 가속도계가 가장 많이 사용되고 있는 이유는 고주파 선형성도 좋지만 저주파도 계측기가 허용하는 한 측정이 가능하도록 센서의 사양이 가능하며 가격이 저렴한 편이고 크기가 작고 설치가 간편하며 무엇보다 힘의 단위로 변환기 가능한 가속도(g, m/s²)를 출력한다는 점이다. 이 가속도라는 단위는 인체의 감각반응과 일치하며 기계의 베어링 충격감지에도 크게 어긋남이 없기 때문에 많은 진동기준에 사용되고 있다. 가속도계의 사용한계는 g로 표시되며, 권장주파수는 Hz로 표시된다.

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진동센서, 가속도센서, Acceleration, Accelerometer

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계측기술검토-무선 스펙트럼 진동센서 및 진단시스템 Icare wicare

계측기술검토-User의 관점

 

이상적인 무선 스펙트럼 진동센서 및 진단시스템 I-care wi-care
  

검증AST 추천
나쁨
별로..
쓸만함
권장수준
자랑할 정도
다양한 기능
 
 
 
y
 
출력과 성능
 
 
 
 
y
동종 가격대
 
 
 
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사용이 쉽다
 
 
y
 
 
외관 및 편리
 
 
 
 
y

 
Key word by AST
-스펙트럼전송도 주파수한계도 무선도 밧데리수명도 인터넷과 스마트폰 활용, 게다가 방폭까지 못하는 것이 없다. 설비진단과 감시를 위해 활용한다면 좋을 것.
 
 
Model: Wi-care
진동모니터링용, 설비진단용, 원격관리용, 교육용

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