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산업용 센서 4종: 진동, 온도, 전류, 음향
Day 1: 예지보전 개론 & 센서 데이터 이해
산업용 센서 4종: 진동, 온도, 전류, 음향
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학습 목표
- 예지보전에 사용되는 4가지 핵심 센서를 이해한다
- 각 센서의 측정 원리와 고장 감지 메커니즘을 파악한다
- 센서 데이터의 특성(샘플링 레이트, 단위)을 안다
예지보전 4대 센서
1. 진동 센서 (Accelerometer)
회전기계에서 가장 먼저 보는 센서. 불평형·정렬 불량·베어링 결함·기어 손상은 온도나 전류에 나타나기 전에 진동 스펙트럼의 특정 차수에 먼저 드러난다. 「고장의 80%를 진동으로 잡는다」는 문장이 자료마다 돌아다니는데 출처가 분명하지 않으니 보고서에 그대로 옮기지 말고, 어떤 고장이 왜 진동에 먼저 나타나는지로 설명하는 편이 낫다.
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 측정 원리 | 피에조 소자로 가속도 측정 |
| 단위 | mm/s (속도), g (가속도) |
| 샘플링 | 10~50 kHz |
| 감지 가능 고장 | 베어링 결함, 불평형(언밸런스), 정렬 불량(미스얼라인먼트), 기계적 느슨함, 기어 손상 |
[진동 속도 RMS 기준 - ISO 10816-1, Class III]
(Class III = 강체 기초 위에 놓인 대형 기계)
0.0 ~ 1.8 mm/s → 양호 (Good)
1.8 ~ 4.5 mm/s → 허용 (Acceptable)
4.5 ~ 11.2 mm/s → 경고 (Alert)
11.2 mm/s 이상 → 위험 (Danger)
Class I (15 kW 이하 소형 기계)은 경계가 0.71 / 1.8 / 4.5 mm/s 로 더 낮다.클래스를 반드시 함께 적는다. 「ISO 10816 기준 4.5 mm/s」라고만 쓰면 소형 펌프의 위험 구간(4.5 초과)을 대형기 기준의 허용 구간으로 읽게 된다. 판정값은 속도 RMS 기준이라 집계도 평균이 아니라 RMS 로 해야 한다는 점도 같이 기억한다.
2. 온도 센서 (Thermocouple / RTD)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 측정 원리 | 열전대(TC) 또는 측온저항체(RTD) |
| 단위 | 도씨 (Celsius) |
| 샘플링 | 1~10 Hz |
| 감지 가능 고장 | 과열, 윤활 부족, 냉각 이상 |
3. 전류 센서 (Current Transformer)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 측정 원리 | 홀 효과 / CT(변류기) |
| 단위 | Ampere (A) |
| 샘플링 | 1~10 kHz |
| 감지 가능 고장 | 모터 권선 이상, 부하 변동, 고착 |
전류 시그니처 분석(MCSA)으로 모터 고장을 조기 감지한다.
4. 음향 센서 (Acoustic Emission)
| 항목 | 내용 |
|---|---|
| 측정 원리 | 초음파 대역(20kHz~1MHz) 탄성파 |
| 단위 | dB (데시벨) |
| 샘플링 | 100 kHz ~ 1 MHz |
| 감지 가능 고장 | 누설, 균열, 방전 |
센서 선택 가이드
| 고장 유형 | 1순위 센서 | 2순위 센서 |
|---|---|---|
| 베어링 마모 | 진동 | 온도 |
| 모터 권선 | 전류 | 온도 |
| 기어 손상 | 진동 | 음향 |
| 윤활 부족 | 온도 | 진동 |
| 배관 누설 | 음향 | - |
| 불평형(언밸런스) | 진동 | 전류 |
| 정렬 불량(미스얼라인먼트) | 진동 | 전류 |
| 기계적 느슨함 | 진동 | - |
실무 팁: 예산이 제한적이면 진동 + 온도 조합이 가성비 최고다.
AI로 학습하기 — 꿀팁
산업용 센서 4종 측정 원리 정확도 검증AI 학습 팁
진동·온도·전류·음향 센서의 고장 감지 원리에 대한 이해가 정확한지, 특히 주파수 분석 관련 오개념을 점검하세요.
예지보전용 산업 센서에 대한 제 이해를 검증해주세요: '진동 센서는 RMS 값만 보면 되고, 온도 센서는 임계값 초과 알람만 설정하면 충분하며, 전류 센서는 모터 고장만 감지하고, 음향 방출 센서는 소음 측정 장치다.' 이 네 가지 이해에서 (1) 틀리거나 불완전한 부분, (2) 실제 예지보전에서 각 센서를 제대로 활용하려면 추가로 이해해야 하는 개념(FFT, 주파수 대역, 음향 방출 AE 신호 특성 등), (3) 각 센서가 감지할 수 있는 고장 유형과 감지 불가 고장 유형을 정리해주세요.
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