KR100335685B1 - 레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템 및 그 측정방법 - Google Patents

레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템 및 그 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저광을 관 내부벽면에 발사하여 형성시킨 원형띠 모양을 카메라로 촬영하게 함으로써 통신관, 하수관, 가스관 등 관내부의 변형정도를 신뢰성있게 측정할 수 있도록 하는 레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템 및 그 측정방법에 관한 것이다.
이를위한 본 발명은 하우징 내부에 고정 설치되는 서포터와, 상기 서포터 내부에 위치하며 회전되게 설치되는 로테이터와, 상기 로테이터 선단부에 설치되어 함께 회전하면서 하수관 내부를 관측하는 렌즈부와, 상기 서포터 후단부에 위치하면서 로테이터에 회전동력을 제공하는 구동모터와, 상기 서포터 후단부에 위치하여 렌즈부로 부터 전달된 정보를 카메라모듈을 통하여 전송받는 동시에 구동모터에 작동명령을 전달하는 컨트롤부로 구성된 카메라와; 상기 하우징 선단부에 설치되고 관내부 벽면 내주면을 따라 레이저광을 발사하여 원형의 띠모양을 형성시키는 레이저광 발신부와; 상기 컨트롤부로 부터 명령을 전달받거나 명령을 전달하면서 하수관내부의 정보를 모니터로 나타내어 주는 중앙제어부로 구성함을 특징으로 한다.

Description

레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템 및 그 측정방법 {Measuring System of Tube Inner Using Laser Light and Measuring Method Thereof}
본 발명은 레이저광을 관 내부벽면에 발사하여 형성시킨 원형띠 모양을 카메라로 촬영하게 함으로써 통신관, 하수관, 가스관 등 관내부의 변형정도를 신뢰성있게 측정할 수 있도록 하는 레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템 및 그 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 하수관, 통신관, 가스관 등과 같은 관 내부 조사용으로 사용되는 카메라는 작업자가 케이블을 손으로 밀어넣는 방식과, 소형 트레일러 등에 탑재하여 스스로 전진할 수 있게 하는 방식을 필요에 따라서 선택하여 사용할 수 있다.
상기한 카메라는 주로 관의 개량공사나 준설후 준공용으로 사용하기도 하고, 신도시나 신공단 조성시 관로의 이상 유무를 조사하기 위하여 사용하기도 한다.
또한 하수처리장에 하수관로를 통하여 필요없이 들어오는 과다한 침입수를 찾아내고자 할 때와, 시가지 침수, 축대붕과, 도로함몰 등의 원인을 조사하고자 할 때에도 사용한다.
한편 일반적인 종래의 카메라에 관한 기술을 서술하면 다음과 같다.
먼저 카메라는 원통형의 하우징을 구성하는데, 이 하우징 선단부에는 관의 내부를 관측 가능하도록 빛을 비추어주는 LED가 설치되고, 이 LED 사이에는 관의 내부를 관측하는 렌즈부가 위치하면서 하우징 선단부에 설치된다.
그리고 하우징 내부에는 상기 렌즈부를 통하여 수집한 관 내부의 정보를 전기적 신호로 바꾸어 주는 촬상소자를 구비한 카메라 모듈이 설치되고, 이 카메라 모듈에는 정보를 수집하여 전달하는 동시에 LED의 작동을 단속하는 컨트롤부가 연결된다.
상기 컨트롤부에는 케이블의 선단부가 연결되고, 이 케이블의 후단부에는 전달된 정보를 바탕으로 하수관의 모양을 모니터에 나타내어 주는 중앙 제어부가 연결된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 기술을 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 작업자가 중앙 제어부를 온 시키면, 상기 중앙 제어부는 컨트롤부에 명령을 전달하여 LED를 온 시킴으로서 전방을 관측 가능 하도록 빛을 비추어 주게 한다.
이와 동시에 상기 렌즈부는 전방의 모습이 촬상소자에 투영되게 하는데, 이로 인하여 촬상소자는 전방의 모습을 전기적 신호로 변환하여 카메라 모듈을 통해 컨트롤부에 정보를 전달하게 된다.
계속하여 컨트롤부는 케이블을 통하여 중앙제어부에 정보를 전달하고, 중앙 제어부는 전달된 정보를 바탕으로 렌즈부의 전방 모습을 모니터에 나타내어 준다.
상기와 같은 상태에서 작업자는 관측하고자 하는 관이나 기타 관로 등에서, 상기 카메라를 전진시키기 위해 삽입시킨 후 케이블을 손으로 관 내부에 밀어 넣는다.
상기와 같이 카메라가 관 내부를 전진하게 되면, 내부의 모습에 대한 정보가 렌즈부를 통하여 촬상소자, 카메라모듈, 컨트롤부, 중앙제어부 등을 순차적으로 거치면서 모니터에 나타나게 된다. 특히 이 모니터에는 관 내부 길이방향 전체가 단순히 표시되는 것이어서 원근감이 전혀 없어 관내부의 변형정도(어느정도 함몰되었는지, 어느정도 크랙이 발생되었는지, 어느위치에 어느정도의 변형이 발생되었는지 등)를 정확히 파악할 수 없으므로 그 측정 데이터의 신뢰성이 크게 저하되는 문제점이 지적된다.
또한, 카메라는 관을 전진하는 과정에서 하우징이 항상 최초의 자세를 유지하며 이동하지 않고, 작업자가 케이블을 밀어넣는 과정에서 일측 방향으로 회전시키거나 전진하는 과정에서 돌출물 등에 의하여 렌즈부와 함께 일측 방향으로 회전하게 된다.
따라서 상기 하우징이 일측 방향으로 소정의 각도만큼 회전하게 되면, 관측되는 관의 모양도 함께 회전한 상태로 모니터에 나타난다.
이때 작업자는 상기 모니터에 나타난 관의 모습을 보고서 변형 여부를 판정하고, 또한 이물질 등의 존재 여부와 함께 파손 상태를 파악할 수 있다.
상기한 종래의 기술은 작업자가 케이블을 관 내부에 밀어넣는 과정에서 하수관 내부의 이물질 등에 의하여 카메라가 일측 방향으로 회전한 상태로 전진하는 경우가 종종 있게 되는데, 이로 인하여 관 내부의 모양에 대한 정보를 일정하게 수집할 수 없어 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 관내부의 변형정도의 영상데이터를 단계별로 측정하기 위하여 레이저광을 관 내부벽면에 수직으로 원형 발사하여 형성시킨 원형의 띠 모양을 카메라로 촬영하게함을 기술적과제로 삼으며, 관 내부를 전진하는 카메라가 일측 방향으로 회전한 상태에서 전진하더라도, 렌즈부가 최초의 자세를 유지할 수 있게 함으로써 관에 대한 정보를 일정하게 수집할 수 있도록 하여 신뢰성을 보다 향상시킴을 기술적 과제로 삼는다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 하우징 내부에 고정 설치되는 서포터와, 상기 서포터 내부에 위치하며 회전되게 설치되는 로테이터와, 상기 로테이터 선단부에 설치되어 함께 회전하면서 하수관 내부를 관측하는 렌즈부와, 상기 서포터 후단부에 위치하면서 로테이터에 회전동력을 제공하는 구동모터와, 상기 서포터 후단부에 위치하여 렌즈부로 부터 전달된 정보를 카메라모듈을 통하여 전송받는 동시에 구동모터에 작동명령을 전달하는 컨트롤부로 구성된 카메라와; 상기 하우징 선단부에 설치되고 관내부 벽면 내주면을 따라 레이저광을 발사하여 원형의 띠모양을 형성시키는 레이저광 발신부와; 상기 컨트롤부로 부터 명령을 전달받거나 명령을 전달하면서 하수관내부의 정보를 모니터로 나타내어 주는 중앙제어부로 구성함을 특징으로 한다.
도 1 은 본 발명의 전체 시스템
도 2 는 본 발명의 카메라 및 레이저광 발신부 결합 사시도
도 3 은 도 2의 단면도
도 4 는 본 발명의 레이저광 발신부의 단면도
도 5 는 본 발명인 레이저광 발신부가 카메라로 부터 분리된 상태의 사시도
도 6 은 본 발명인 카메라의 분리 사시도
도 7 은 도 6 의 A - A 선 단면도
도 8 은 본 발명의 하우징 분리 사시도
도 9 는 도 7 의 B - B 선 단면도
도 10 은 카메라가 관 내부를 이동하는 상태도
도 11 (a)(b)는 본 발명의 흐름도
도 12 (a)(b)는 관 내부모양이 모니터에 나타난 상태도
도 13 (a)(b)(c)는 본 발명의 작동 상태도
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
2 : 하수관 4 : 카메라 6 : 케이블
8 : 모니터 12 : 하우징 16 : 벨런스 브러시
18 : 레이저광 발신부 20 : 케이스 22 : 단자봉
24 : 슬리브 26 : 레이저광 발신기 32 : 홀
34 : 분광기 36 ; 커버 38 : 프론트 캡
40 : LED0 44 : 플러그 46 : 보스
48 : 렌즈부 50 : 로테이터 60 : 촬상소자
62 : 카메라 모듈 64 : 플레이트 66 ; 실리콘액
68 ; 스페이스 70 : 벨런스 웨이트 76 : 센서
82 : 피동풀리 88 : 서포터 110 : 구동모터
112 : 구동풀리 118 : 컨트롤부
본 발명은 통신과, 하수관, 가스관 등 각종 산업시설과 연계된 보든 관내부의 변형정도를 측정하기 위한 것으로, 다음의 설명에는 하수관을 일예로 들어 설명한다.
본 발명은 도 1 에 도시된 바와 같이 하수관(2)이나 기타 관로등의 내부를 이동하면서 관찰할 수 있도록 된 카메라(4)가 구성되는데, 이 카메라(4)의 후미에는 정보를 전달하는 케이블(6)이 연결되고, 이 케이블(6)의 후단부에는 전달되는 정보를 바탕으로 모니터(8)에 하수관(2) 내부를 나타내어 주도록 한 중앙제어부 (10)가 설치된다. 상기에서 케이블(6)은 밀대기능을 수반하도록 견고하고, 휘어지지 않도록 한다.
상기 카메라(4)의 구조를 도 2 와 도 3 에서 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.
먼저 상기 카메라(4)는 후미가 개방된 원통형의 하우징(12)을 구성하는데, 이 하우징(12)의 외주에는 다수개의 벤드(14)가 소정의 간격을 두면서 결합되고, 이 벤드(14)의 외주에는 카메라(4)가 하수관(2) 내부에서 이동시, 정위치에 있을 수 있도록 균형을 잡아주는 벨런스 브러시(16)가 각각 설치된다.
그리고 상기 하우징(12)의 선단부 외측에는 하수관(2) 내부의 변형 여부를 파악할 수 있도록 된 레이저광 발신부(18)가 설치되는데, 그 구조를 도 4 에서 살펴보면 다음과 같다.
상기 레이저광 발신부(18)에는 전방이 개방된 원통형상의 케이스(20)가 구성되는데, 이 케이스(20) 후단부에는 전류를 공급받을 수 있도록 된 한 쌍의 단자봉 (22)이 후방을 향하여 설치되고, 상기 케이스(20)의 내부에는 투명한 원통 형상의 슬리브(24)가 결합된다
상기 슬리브(24)의 내부 후미에는 레이저광을 발생시키는 레이저광 발신기(26)가 단자봉(22)의 선단부에 연결되면서 결합되고, 이 레이저광 발신기(26)의 선단부에는 레이저광이 일정한 직경을 갖으면서 발사될 수 있도록 안내하는 가이드링a(28)가 위치하며 슬리브(24) 내부에 결합된다.
그리고 상기 가이드링a(28)로 부터 소정의 거리를 두면서 이격된 위치에, 레이저광이 소정의 폭을 유지하며 하수관(2) 내부 벽면으로 발사될 수 있도록 조정하는 가이드링b(30)가, 깔대기 모양의 관통된 홀(32)을 중앙부에 형성하며 슬리브 (24)내부에 결합된다.
또한 상기 가이드링b(30)의 홀(32)에는 가이드링a(28)를 통과하여 온 레이저광을 케이스(20)의 외측으로 분사시키는 분광기(34)가 고깔모양을 하면서 슬리브 (24)의 내부에 위치하여 결합되는데, 이때 상기 분광기(34) 선단부는 가이드링a (28)의 선단부에 근접하게 위치하고, 홀(32)을 통과한 분광기(34)는 상기 가이드링 a, b(28, 30) 사이에 노출된 형태로 있게 된다.
이와 함께 상기 분광기(34)의 선단부 외주면에는 레이저광이 용이하게 분사될 수 있도록 반사거울이 코팅된다.
그리고 상기 슬리브(24) 외주에는 커버(36)가 결합되는데, 이 커버(36)의 선단부는 상기 케이스(20)의 선단부와는 소정의 간격을 둠으로써 가이드링a, b(28, 30) 사이를 통과한 레이저광의 폭이 적정한 폭을 유지하면서 외부로 수직방향으로 원형 발사될 수 있게 한다.
한편 상기 하우징(12)의 선단부에는 도 5 에 도시된 바와 같이 단자봉(22)을 결합하는 프론트 캡(38)이 나사로 고정되면서 결합되고, 이 프론트 캡(38)의 배면에는 관로 내부를 밝게 비추어주는 LED(40)를 다수 구비한 LED 아세이(42)가 후미에 플러그(44)를 구비하며 설치된다.
이때 상기 플러그(44)는 하우징(12)의 전면부를 관통하여 결합되면서 내부에 위치하게 된다.
상기 하우징(12) 선단부에는 프론트 캡(38)의 중앙부와 결합하는 보스(46)가 형성되고, 이 보스(46)에는 관로 내부의 형상을 관측하여 전달하는 렌즈부(48)가 결합된다.
그리고 상기 하우징(12) 내부의 구조를 도 6 내지 도 9 에서 살펴보면, 상기 하우징(12) 내부에는 렌즈부(48)를 결합하면서 좌, 우로 회전하는 로테이터 (50)가 직사각형 모양의 프레임(52)을 구성하며 설치되는데, 이 프레임(52) 선단부 외측에는 원할한 회전이 이루어질 수 있도록 한 베어링(54)이 렌즈부(48) 후미와 결합하면서 설치되고, 프레임(52) 선단부 내측에는 렌즈부(48)를 통하여 관로 내부를 관측한 형상을 전기적 신호로 변환시키는 촬상소자(60)가 카메라 모듈(62)을 결합하며 설치된다.
또한 상기 프레임(52) 내측의 후미에 플레이트(64)가 수직방향으로 위치하면서 일체로 설치되고, 이 플레이트(64) 중앙부에는 관통된 스페이스(68)가 형성되며, 상기 스페이스(68) 내부에는 실리콘액(66)이 충만된다.
상기 스페이스(68)의 실리콘액(66) 내부에는 로테이터(50)가 회전하여 불안정한 자세를 취하더라도 항상 지면과 수직상태로 위치하는 벨런스 웨이트(70)가 와이어(72)로 상부에 연결되면서 설치되고, 상기 스페이스(68) 양측에는 실리콘액(66)이 외부로 유출되는 것을 방지하는 커버(74)가 투명한 재질의 플레이트로 이루어지면서 각각 설치된다.
상기 플레이트(64)와 실리콘액(66)내부 양측에는 벨런스 웨이트(70)의 위치를 감지하여 전기적 신호로 전송하여 주는 센서(76)가 각각 설치된다. 이 센서(76)는 적외선 감지센서로 수광부와 발광부로 이루어져 있으며, 벨런스 웨이트(70)가 상기 센서(76)의 발광 및 수광부 사이로 위치될 때 이를 감지하도록 한다.
그리고 상기 플레이트(64)의 상부 배면에는 커넥터 바디(78)가 나사로 고정되고, 이 커넥터 바디(78)에는 상기 카메라모듈(62)과, 센서(76)로 부터 전달되는 전기적 신호를 타측으로 전달하여 주는 다수개의 커넥터 핀(80)이 설치된다.
또한 상기 프레임(52) 후단부에는 회전동력을 전달받는 피동풀리(82)가 관통된 가이드홀(84)을 형성하면서 설치되고, 이 피동풀리(82)에는 동력을 전달하는 벨트(86)의 일부가 감겨진다.
이와 함께 상기 프레임(52) 외측에는 하우징(12) 내부에서 고정되게 위치하는 서포터(88)가 결합되는데, 이 서포터(88) 선단부에는 하우징(12)과 동일한 형상을 하는 원형의 플레이트a(90)가 구성되고, 이 플레이트a(90)의 중앙부에는 관통되어 형성된 홀a(92)에 상기 로테이터(50)에 설치된 베어링(54)이 결합된다.
그리고 상기 플레이트a(90)에 단자봉(22)의 후단부와 접촉하면서 전류가 흐를 수 있도록 한 접점a(94)가 설치되고, 이 접점a(94)의 상부측에는 상기한 플러그 (44)와 접하면서 전류가 통전되게 하는 접점b(96)가 설치된다.
상기 플레이트a(90)의 양측에는 후방을 향하여 한 쌍의 아암a(98)가 수직으로 설치되고, 이 아암a(98)의 후단부에는 하우징(12)과 동일한 형상을 한 원형의 플레이트b(100)가 설치되며, 이 플레이트b(100)의 중앙부에는 관통된 홀b(102)와 가이드 홈(104)이 각각 형성된다.
그리고 상기 접점a, b(94, 96)에는 전류의 흐름을 안내하는 전선이 연결되고, 이 전선은 상기 아암a(98)의 일측을 지나면서 플레이트b(100)의 후미에 위치하게 된다.
상기와 같이 로테이터(50) 외측에 서포터(88)가 결합할 때, 아암a(98)의 내측에는 프레임(52)이 위치하고, 홀b(102) 내부에는 피동풀리(82)가 위치하게 된다.
한편 상기 서포터(88) 후미에는 하우징(12) 내부에 위치하면서 고정되는 고정체(104)가 설치되는데, 그 구조를 살펴보면 다음과 같다.
먼저 상기 플레이트b(100)에 나사로 고정되는 플레이트c(106)가 구성되는데, 이 플레이트c(106)의 중앙부에는 관통된 홀b(108)가 형성되고, 상부에는 로테이터 (50)가 좌, 우로 회전할 수 있도록 동력을 제공하는 구동모터(110)가 구동풀리 (112)를 구비하면서 설치되며, 이 구동풀리(112)에는 상기 피동풀리(82)에 결합된 벨트(86)의 일부가 감겨진다.
상기 플레이트c(106)의 양측단부에는 한 쌍의 아암b(114)가 후방을 향하여 수직되게 설치되고, 이 아암b(114)의 후단부에는 하우징(12)과 동일한 형상으로 된 원형의 플레이트d(116)가 설치된다.
또한 상기 아암b(114)의 내측에는 정보를 전달하거나 명령을 전달하는 컨트롤부(118)가 위치하면서, 상기 플레이트c, d(106, 116)에 각각 선단부와 후단부가나사로 고정 설치되는데, 이 컨트롤부(118)에는 상기 접점a, b(94, 96)에 전류를 공급할 수 있도록 아암a(98)의 후단부를 통과한 전선이 연결된다.
그리고 상기 컨트롤부(118)의 선단부에는 정보를 전달받는 슬립링(120)이 설치되고, 이 슬립링(120)의 선단부는 홀b(108)와 피동풀리(82)의 가이드홀(84)을 지나 커넥터 바디(78)에 설치된 커넥터핀(80) 사이에 미끄럼 접촉하면서 위치하게 된다.
한편 상기 고정체(104) 후미에는 하우징(12)의 오픈된 입구를 폐쇄하는 리어캡(122)이 관통된 가이드공(124)을 형성하면서 결합되고, 이 가이드공(124) 외측에는 상기 서포터(88)와 고정체(104)가 하우징(12) 내부에서 유동되지 않도록 하기 위하여 나사를 결합하는데, 이 나사는 상기 플레이트d(116)에 체결된다.
이와 함께 상기 컨트롤부(118)의 후단부에는 리어캡(122)의 가이드 공(124)에 설치되는 커넥터(126) 선단부가 결합되고, 이 커넥터(126)는 상기 케이블(6)의 선단부에 결합된다. 도면중 200은 케이블(6)의 권취드럼이며, 이 권취드럼(200)에는 전기적으로 접속이 가능한 콘센트(201)가 설치된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 작업자가 중앙제어부(10)를 온 시킨 상태에서 도 10 에 도시된 바와 같이 카메라(4)를 관측하고자 하는 하수관(2) 내부에 삽입하면, 하우징(12) 외부에 설치된 벨런스 브러시(16)의 선단부가 하수관(2) 내부벽에 밀착하면서 카메라(4)가 일정하게 전진할 수 있도록 균형을 유지시켜 준다.
상기와 같이 중앙제어부(10)가 온 되면 도 11 의 (a)(b)에 나타난 순서도와같이 카메라(4)가 작동하게 되는데, 먼저 컨트롤부(118)가 명령을 전달하면서 전선을 통하여 접점a, b(94, 96)에 접촉하고 있는 플러그(44)와 단자봉(22)등에 각각 전류를 공급한다.
따라서 상기 플러그(44)를 통하여 공급되는 전류로 인하여 LED(40)가 온 되면서 전방에 빛을 비추어 주게 되는데, 이로 인해 상기 하수관(2)의 내부는 관측을 보다 용이하게 할 수 있는 상태가 된다.
이와 동시에 상기 단자봉(22)에 도달한 전류는 레이저광 발신기(26)에 보내어져 레이저광을 발사시키게 되고, 이와 같이 발사된 레이저광은 가이드링a(28)에서 폭이 조정되며 전방을 향하여 전진하게 된다.
상기와 같이 전진하는 레이저광은 분광기(34)의 전면에 도달하여 외측 방향으로 수직 분사되면서 투명한 슬리브(24)를 통과하여 케이스(20)의 외측으로 원형 분사되는데, 이때 상기 케이스(20)와 커버(36) 사이에 간격이 설정되어 있는 관계로 레이저광의 분사 폭은 일정하게 유지된다.
상기와 같이 분사되는 레이저광은 하수관(2)의 내부벽에 도달하면서 내부의 형상에 따라 일정한 원형 띠모양을 그리게 되고, 이와 같이 그려진 모양은 렌즈부 (48)가 집광하여 촬상소자(60)에 정보를 전달한다.
계속하여 상기 촬상소자(60)는 전달된 정보를 전기적 신호로 변환시켜 카메라모듈(62)을 통하여 커넥터핀(80)에 전달하게 되고, 이 정보는 커넥터핀(80)에 접촉하고 있는 슬립링(120)이 전달받아 컨트롤부(118)에 전달하게 된다.
상기 컨트롤부(118)는 정보를 케이블(6)을 통하여 중앙제어부(10)에 전달하게 되고, 중앙제어부(10)는 전달된 정보를 모니터(8)에 나타나게 되는데, 이때 하수관(2)의 모양이 정상이면 도 12 의 (a)에 나타난 바와 같은 형상을 하게 되고, 하수관(2)의 모양이 변형되었을 때에는 (b)에 도시된 바와 같이 나타나게 된다.
상기와 같이 렌즈부(48)를 통하여 하수관(2) 내부에 대한 정보를 전달받은 중앙제어부(10)는, 설치된 프로그램의 선택사양에 따라서 상기 하수관(2)의 변형정도를 체크할 수 있고, 또한 하수관(2)의 내부를 지속적으로 관측할 수도 있다.
한편 상기 중앙제어부(10)가 온 된 상태에서 카메라(4)가 하수관(2) 내부에 위치하였을 때, 로테이터(50)의 플레이트(64)에 설치된 벨런스 웨이트(70)가 지면과는 항상 수직상태로 있으려고 하는데, 이러한 벨런스 웨이트(70)의 위치를 커버 (74)외측에 위치한 센서(76)가 체크하게 된다.
상기와 같이 센서(76)가 벨런스 웨이트(70)에 대한 정보를 수집하여 컨트롤부 (118)에 전달하게 되면, 상기 컨트롤부(118)는 벨런스 웨이트(70)가 최초의 위치에 있다고 하는 정보를 수집하였을 경우에는 구동모터(110)에 작동명령을 전달하지 않고 현재의 상태로 있게 한다.
따라서 렌즈부(48)는 하수관(2) 내부에서 정 자세를 유지한 상태로 있게 되고, 동시에 작업자가 케이블(6)을 하수관(2)에 계속하여 밀어 넣게 되면, 상기 벨런스 브러시(16)의 선단부는 하수관(2)의 내부벽면을 따라 이동하면서 카메라(4)가 정위치를 유지할 수 있도록 한다.
이때 스페이스(68) 내부에 있는 벨런스 웨이트(70)는 도 13 의 (a)에 도시된 바와 같이, 스페이스(68) 내부에 있는 벨런스 웨이트(70)는 지면과 수직으로 위치하면서 센서(76)의 중앙부에 위치하게 된다.
상기와 같은 상태에서 카메라(4)를 전진시킬 때, 작업자가 상기 케이블(6)을 일측 방향으로 비틀면서 전진시키거나 하수관(2)의 내부 사정으로 인하여 카메라 (4)가 일측 방향으로 회전하면, 상기 하우징(12)과 로테이터(50), 서포터(88), 고정체 (104)등이 함께 일측 방향으로 회전하게 된다.
이와 같은 상태에서 벨런스 웨이트(70)가 스페이스(68) 내에서 카메라(4)가 회전하는 방향으로 함께 기울어지나, 지면과는 수직하려는 성질이 있는 관계로 상기 스페이스(68) 내부에서 (b)에 도시된 바와 같이 일측 방향으로 와이어(72)의 상단부를 중심으로 회동하게 되는데, 이때 상기 스페이스(68) 내부에는 점성을 지닌 실리콘액(66)이 있는 관계로 급격이 이동하지 않고 서서히 이동하게 된다.
상기와 같이 로테이터(50)가 기울어진 상태에서 벨런스 웨이트(70)가 수직으로 위치하게 되면, 센서(76)는 벨런스 웨이트(70)가 최초의 위치에서 일측 방향으로 기울어져 있다는 정보를 컨트롤부(118)에 전달하게 된다.
따라서 상기 컨트롤부(118)는 벨런스 웨이트(70)가 우로 기울어져 있으면 구동모터(110)를 좌로 회전시키고, 벨런스 웨이트(70)가 좌로 기울어져 있으면 구동모터(110)를 우로 회전되게 명령을 전달한다.
상기와 같이 구동모터(110)가 작동하면 동력은 구동풀리(112)에 감겨져 있는 벨트(86)를 통하여 피동풀리(82)에 전달하게 되는데, 이로 인하여 상기 로테이터 (50)는 구동모터(110)로부터 전달되는 동력의 회전방향에 따라서 플레이트a(90)에 결합된 베어링(54)을 중심으로 렌즈부(48)와 함께 회전하게 된다.
이때 로테이터(50)가 회전하게 되면, 커넥터핀(80)은 슬립링(120)의 외주면을 따라 미끄럼 접촉하면서 카메라모듈(62)과 센서(76)로부터 전달되는 정보를 슬립링 (120)에 지속적으로 전달하게 된다.
상기 로테이터(50)가 회전할 때 하우징(12)과 서포터(88), 고정체(104) 등은 기울어진 상태로 있게 된다.
계속하여 상기 로테이터(50)가 구동모터(110)의 동력에 의하여 일측 방향으로 회전하면, 스페이스(68) 내부에서 수직으로 위치하고 있는 벨런스 웨이트(70)는 최초의 위치로 (c)에 도시된 바와 같이 서서히 복귀하게 되고, 동시에 이와 같은 정보를 센서(76)가 계속 체크하여 컨트롤부(118)에 전달하게 된다.
이때 상기 벨런스 웨이트(70)가 센서(76)의 중심부와 일치하는 최초의 위치로 복귀하면, 컨트롤부(118)는 구동모터(110)에 작동 중지 명령을 전달하게 되는데, 이로 인하여 로테이터(50)는 서포터(88)에서 회전을 멈추게 된다.
상기와 같은 상태에서 하우징(12)과 서포터(88) 고정체(104) 등은 최초의 자세에서 벗어나 기울어진 상태를 하게 되고, 로테이터(50)는 구동모터(110)에 의하여 조정된 관계로 최초의 위치로 있게 된다.
따라서 상기 로테이터(50) 선단부에 설치된 렌즈부(48)는 최초의 자세를 지속적으로 유지하며 하수관(2) 내부를 이동할 수 있게 되는데, 이러한 상태에서는 하수관(2) 내부의 상황을 일정하게 데이터 수집하여 중앙제어부(10)에 전송할 수 있다.
본 발명은 관 내부를 전진하는 카메라가 일측 방향으로 회전하더라도, 렌즈부가 최초의 자세를 유지할 수 있도록 함으로서 관에 대한 정보를 일정하게 수집할 수 있어, 신뢰성을 보다 향상시키는 효과가 있다.
다른 효과로는 레이저광을 관 내부벽면에 발사되게 하여 형성한 일정한 원형 띠모양을 카메라로 촬영하되, 카메라와 레이저광 발신기를 전진시켜 관내부의 변형된 영상데이터를 단계적으로 측정하고, 이를 중앙제어부의 프로그램에 의해 모니터에 2차원 또는 3차원으로 시뮬레이션 하게 하므로써 관내부의 단면적, 관경, 유효 관경율 등을 정량적으로 측정, 분석할 수 있어 관내부의 측정도의 신뢰성이 크게 향상되는 효과를 가진다.

Claims (6)

  1. 하우징(12) 내부에 고정 설치되는 서포터(88)와, 상기 서포터(88) 내부에 위치하며 회전되게 설치되는 로테이터(50)와, 상기 로테이터(50) 선단부에 설치되어 함께 회전하면서 하수관(2) 내부를 관측하는 렌즈부(48)와, 상기 서포터(88) 후단부에 위치하면서 로테이터(50)에 회전동력을 제공하는 구동모터(110)와, 상기 서포터(88) 후단부에 위치하여 렌즈부(48)로 부터 전달된 정보를 카메라모듈(62)을 통하여 전송받는 동시에 구동모터(110)에 작동명령을 전달하는 컨트롤부 (118)로 구성한 카메라(4)와; 상기 하우징(12)선단부에 설치되고 관(2)내부 벽면 내주면을 따라 레이저광을 발사하여 원형의 띠모양을 형성시키는 레이저광 발신부(18)와; 상기 컨트롤부(118)로 부터 명령을 전달받거나 명령을 전달하면서 하수관(2)내부의 정보를 모니터(8)로 나타내어 주는 중앙제어부(10)로 구성됨을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 로테이터(50)에는 사각형 모양을 하는 프레임(52)이 내부에 플레이트 (64)를 구비하며 구성되고, 이 플레이트(64) 중앙부에는 길이방향으로 관통된 스페이스(68)가 형성되며, 상기 스페이스(68) 내부에는 수직되게 위치하려는 벨런스 웨이트(70)가 설치되고, 이 벨런스 웨이트(70) 양측에는 위치를 감지하는 센서(76)가 설치되며, 이 센서(76)에는 컨트롤부(118)가 연결됨을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 스페이스(68) 내부에 벨런스 웨이트(70)가 회동하게 될 때 완만한 속도를 지니면서 움직일 수 있도록 한 실리콘액(66)이 충만되고, 상기 스페이스(68) 외측에는 실리콘액(66)의 유출을 방지하는 커버(74)가 설치되며, 이 커버(74) 외측에는 상기한 센서(76)가 설치됨을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저광 발신부(18)는, 컨트롤부(118)로 부터 전류를 공급받을 수 있도록 후단부에 단자봉(22)을 구비한 원통형상의 케이스(20)가 구성되고, 이 케이스(20) 내부에는 투명체로 된 원통의 슬리브(24)가 결합되며, 이 슬리브(24)에는 레이저 발신기(26)와 레이저광의 지름을 한정하는 가이드링a(28)와 레이저광을 하수관(2)의 내부 벽면으로 분사시키는 분광기(34)가 순차적으로 결합됨을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 슬리브(24) 내부에 위치하면서 가이드링a(28)를 통과한 레이저광이, 상기 분광기(34)에 의하여 외측으로 분사될 때 폭을 조정하는 가이드링b(30)가 분광기 (34)에 결합되면서 슬리브(24) 내부에 설치됨을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 관 내부 측정시스템.
  6. 레이저광 발신기(18)에 의해 발생되는 레이저광을 관(2) 내부벽면에 발사되게 하여 형성한 일정한 원형 띠모양을 카메라(4)로 촬영하되, 카메라(4)와 레이저광 발신기(18)를 전진시켜 관(2)내부의 변형된 영상데이터를 단계적으로 중앙제어부(10)로 전송하여 모니터(8)에 표시하도록 함을 특징으로 하는 레이저광을 이용한 관 내부 측정방법.
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