KR100513078B1 - Omnidirectional magnetic field generating equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기장 발생 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 발생되는 자기장의 지향성 혹은 방향성을 최소화하여 자기장 발생장치로부터 측정 거리가 일정하다면 측정하는 방향에 무관하게 일정한 자기력선 밀도(magnetic flux density)가 측정 되도록 구성한 자기장 발생 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic field generating device, and more particularly, to minimize the directivity or directionality of a generated magnetic field so that a constant magnetic flux density can be measured regardless of the measuring direction if the measuring distance from the magnetic field generating device is constant. A magnetic field generating method and apparatus are disclosed.
이를 위하여 본 발명은 정십이면체 혹은 그 이상의 정 다면체 구조물의 각 면에 자석 혹은 전류 환을 부착하여 자기장을 발생시키는 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention is characterized by generating a magnetic field by attaching a magnet or a current ring to each side of the dodecahedron or more regular polyhedron structures.
상기와 같은 본 발명은 자기장 발생장치의 전방향성(무지향성)을 구현함으로서 지하 매설물의 위치를 탐지하기 위하여, 혹은 지적도 원점을 지하화하기 위한 매설 작업을 할 때 작업자가 기준 자기장 발생 장치의 매설 방향을 고려하지 않고 원하는 위치에 삽입하는 것만으로 기준 점을 잡을 수 있기 때문에 작업성의 향상을 도모할 수 있다.As described above, the present invention implements the omnidirectional (non-directional) of the magnetic field generating device to detect the location of the underground buried material, or when the buried work is performed to underground the cadastral origin, the operator sets the embedding direction of the reference magnetic field generating device. It is possible to improve workability because the reference point can be set by simply inserting it in a desired position without considering.
Description
본 발명은 지하 매설물 탐지, 혹은 각종 위치 탐색에 응용할 수 있는 기준 자기장 발생 장치로 활용할 수 있는 전방향성 자기장 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발생되는 자기장의 방향성이 최소화가 되도록 구성하여, 자기장 발생 장치로부터 거리가 일정하다면, 측정하는 방향에 무관하게 동일한 자기선속 밀도 (magnetic flux density) 값이 측정되도록 구성한 전방향성 자기장 발생방법 및 장치에 관한 것이다.자기장 발생장치로부터 거리 혹은 위치를 측정하는 기본적 원리는 자기장 소스(source)에서 측정 점의 거리가 멀어지면 거리의 제곱에 반비례해서 측정되는 자기선속 밀도(magnetic flux density)값이 줄어들게 된다. 이를 역으로 환산하면 자기장 소스(source)로부터의 거리를 계산할 수 있다. 더욱 상세하게는 도 2에서 보는 바와 같이 자기장 센서에서 측정되는 자기선속 밀도 (magnetic flux density)는 센서의 단면적을 통과하는 자기력선속 밀도(3)를 측정하는 것이다. 수치적으로 정확하게는 측정센서의 센싱(sensing)단면적(7)을 통과하는 자기력선의 여현(cosine)성분(6)을 측정하는 것이 된다. 이 것은 자기장 소스로부터 측정센서가 같은 거리에 있다 하더라도 측정하는 방향에 따라서 측정되는 자기장 밀도의 값이 달라진다는 것이다. 이러한 사실은 지하에 매설되는 배관에 일반 자석을 부착하여 매설의 깊이와 위치를 탐지할 때 자석이 매설된 방향에 따라서 측정값이 상이하게 나타나 실제위치와 다르게 측정되는 단점이 있다.The present invention relates to an omnidirectional magnetic field generating device that can be used as a reference magnetic field generating device that can be applied to underground buried detection or various location search, and more particularly, it is configured to minimize the directionality of the generated magnetic field, magnetic field generation The present invention relates to an omnidirectional magnetic field generating method and apparatus configured to measure the same magnetic flux density value regardless of the direction of measurement if the distance from the apparatus is constant. When the distance of the measurement point from the magnetic field source is farther away, the measured magnetic flux density decreases in inverse proportion to the square of the distance. Inversely, the distance from the magnetic field source can be calculated. More specifically, as shown in FIG. 2, the magnetic flux density measured by the magnetic field sensor is to measure the magnetic flux density 3 passing through the cross-sectional area of the sensor. Numerically, the cosine component 6 of the magnetic force line passing through the sensing area 7 of the measuring sensor is measured. This means that even if the measuring sensor is at the same distance from the magnetic source, the value of the measured magnetic field density depends on the direction of measurement. This fact has the disadvantage that the measurement value is different depending on the direction in which the magnet is embedded when the general magnet is attached to the pipe buried underground to detect the depth and position of the buried.
본 발명은 상기와 같이 자기장의 방향성에 의하여 발생하는 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 거리나 위치 측정의 기준점이 되는 자기장 발생 장치의 방향성(혹은 지향성)을 최소화하는 방법 및 장치를 제공하고 이를 이용하여 효율적으로 그리고, 정확하게 거리 및 위치를 측정할 수 있도록 하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems caused by the directionality of the magnetic field as described above, the object is to provide a method and apparatus for minimizing the directionality (or directivity) of the magnetic field generating device that is a reference point of distance or position measurement By using this, it is possible to measure distance and position efficiently and accurately.
본 발명에서는 정십이면체, 혹은 그 이상의 정다면체 구조물을 제작하고, 각 면에 자석 혹은 전류 환을 부착하여 정다면체의 중심으로부터 동일한 거리에서는 측정되는 방향에 무관하게 같은 자기장 밀도 값이 측정될 수 있도록 전방향성 자기장 발생장치를 제공하는데 목적이 있다.In the present invention, a dodecahedron or more regular polyhedron structures are fabricated, and a magnet or current ring is attached to each surface so that the same magnetic field density value can be measured at the same distance from the center of the regular polyhedron regardless of the direction measured. It is an object to provide a magnetic field generating device.
전기장은 전기 홀극 (electric mono pole)이 존재하여 발산, 흡수가 가능하나 자기장의 경우 자기 홀극 (magnetic mono pole)이 존재하지 않고 항상 다이폴 형태로 존재하기 때문에 발산 흡수가 이루어 지지 않고, 자기력선은 항상 폐루프 (closed loop)을 형성하여 자기장은 지향성(방향성)을 갖게된다. 도 2는 센서에서 측정되는 자기선속 밀도(magnetic flux density)의 성분을 도시한 것으로 자기장 센서는 센서의 센싱(sensing) 단면적(7)을 통과하는 자기력선(3)의 여현(cosine)성분(6)을 측정하는 것임을 보여주는 것이다. 이러한 원리로 인해 자기력선(2)과 센서의 측정 단면적(7)이과 평행하게 되면 측정되는 자기장의 값은 영(0)이 되고, 자기력선(2)과 센서의 측정 단면적(7)이 수직하게 되면 측정되는 자기장의 값이 최대가 된다.The electric field is capable of diverging and absorbing due to the presence of an electric monopole, but in the case of a magnetic field, there is no magnetic monopole and always exists in the form of a dipole. By forming a closed loop, the magnetic field is directed. FIG. 2 shows the components of the magnetic flux density measured at the sensor, in which the magnetic field sensor has a cosine component 6 of the magnetic force line 3 passing through the sensing cross-sectional area 7 of the sensor. It is to show that to measure. Due to this principle, the measured magnetic field value becomes zero when the magnetic field lines 2 and the measurement cross-section area 7 of the sensor are parallel to each other, and the measurement is made when the magnetic field lines 2 and the measurement cross-section area 7 of the sensor are perpendicular to each other. The value of the magnetic field is the maximum.
도 3은 지하 매설물의 위치와 깊이를 측정하기 위하여 일반적인 자기장 발생장치인 자석(8),(9)을 매설하는 예를 보여주는 것으로 매설 깊이는 같으나, 매설된 자석과 지면(10)과의 기울기가 서로 다른 두 경우를 도시한 도면이다. 측정점(P1)은 자석(8)으로부터 측정된 자기선속 밀도가 최대가 되는 지점이며, 자석(8)으로부터 최단 거리(r1)가 된다. 또 다른 자석(9)의 경우 자석(8)과 지면으로부터 매설 깊이는 같지만 지면(10)과의 기울기가 다르기 때문에 자석(9)으로부터 발생되는 자기선속 밀도가 최대가 되는 지점은 자석(9)의 수직상의 지면의 지점(P2)이 아니고, 상기 지점(9)으로부터 일정한 거리(r4)가 이동된 지점(P3)이 된다. 상기 거리(r4)는 측정 오차가 된다.FIG. 3 shows an example of embedding magnets 8 and 9, which are general magnetic field generating devices, to measure the location and depth of underground buried materials. The buried depth is the same, but the inclination between the buried magnet and the ground 10 FIG. 2 shows two different cases. The measuring point P1 is a point where the magnetic flux density measured from the magnet 8 becomes maximum, and becomes the shortest distance r1 from the magnet 8. In the case of another magnet 9, the embedding depth from the magnet 8 and the ground is the same, but the inclination with the ground 10 is different, so that the point of the magnetic flux density generated from the magnet 9 becomes the maximum. It is not the point P2 of the vertical paper surface, but the point P3 where the constant distance r4 is moved from the point 9. The distance r4 becomes a measurement error.
도 1은 본 발명에 따른 전방향성 자기장 발생장치의 구조도이다. 십이면체의 표면에 자석, 혹은 전류환(코일)을 부착하되, 자석의 경우에는 외부로 향하는 극성이 N 혹은 S 극 어느 한쪽으로 일정하게 하고, 전류환(코일)의 경우 각 면에 부착이 될 전류환(코일)의 권선 방향을 동일하게 한 후 부착도 일정한 방향이 되도록 하여 전류환(코일)에 전류를 인가할 때에 발생하는 자기장의 외부로 향하는 극성이 N 혹은 S 극 어느 한쪽으로 일정하게 하여 십이면체의 각 면의 중심에 부착하여 발생되는 자기장의 지향성(방향성)을 최소화할 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 실시예에 따라 지중의 특정 지점을 찾기 위하여 전방향성 자기장 발생 장치의 활용을 도시한 도면이다. 본 발명에 따른 전방향성 자기장 발생장치(11),(12)를 매설할 경우 매설시 매설 방향은 전혀 고려하지 않고, 매설 지점과 깊이만 고려하면 됨을 보여주는 것이다. 또한 매설의 위치와 깊이를 탐지하는 방법도 매우 간단하여 특별한 신호처리 프로세서를 거치지 않고서도 가능하다. 즉 지면(10)에서 측정되는 자기선속밀도 (magnetic flux density)값이 최대가 되는 지점(P4), (P5)이 매설 위치가 되며, 지면에서 측정되는 자기선속밀도 값을 이용하여 간단하게 매설 깊이(R1), (R2)를 계산할 수 있다.상기에서 십이면체의 각 면에 부착되는 전류환에 전류를 인가하는 방법으로는 각 면에 부착된 전류환 각각에 전류를 인가하는 병렬식과 전체 전류환을 하나의 도선으로 연결하여 전류를 인가하는 직렬식을 모두 사용하는 것이 가능하다. 그러나 직렬식으로 전류를 인가하는 경우에는 어느 하나의 전류환에서 단선이 발생하는 경우 전체 전류환에 전류가 인가되지 않아 사용할 수 없는 상태로 되므로, 병렬식으로 전류를 인가하는 것이 보다 효과적이며 바람직하다.1 is a structural diagram of an omnidirectional magnetic field generating device according to the present invention. Attach a magnet or a current ring (coil) to the surface of the dodecahedron, but in the case of a magnet, make the polarity toward the outside equal to either the N or S pole, and in the case of the current ring (coil) The winding direction of the current ring (coil) should be the same, and the attachment will be in a constant direction.The polarity toward the outside of the magnetic field generated when applying current to the current ring (coil) should be constant to either the N or S pole. The directivity (directionality) of the magnetic field generated by attaching to the center of each side of the dodecahedron can be minimized. 4 is a diagram illustrating the use of the omni-directional magnetic field generating device to find a specific point of the ground according to an embodiment of the present invention. When embedding the omni-directional magnetic field generating device (11), (12) according to the present invention shows that only the embedding point and depth should be considered, not considering the embedding direction at all. The method of detecting the location and depth of the burial is also very simple, without going through a special signal processing processor. That is, the points P4 and P5 at which the magnetic flux density values measured on the ground 10 become the maximum are the embedding positions, and the depth of embedding is simply made by using the magnetic flux density values measured on the ground. (R1), (R2) can be calculated. In the above method of applying a current to a current ring attached to each side of the dodecahedron, a parallel type and a total current ring applying current to each of the current rings attached to each side It is possible to use all of the series to connect the current with one wire. However, in the case of applying current in series, if disconnection occurs in any one current ring, the current is not applied to the entire current ring and thus cannot be used. Therefore, applying current in parallel is more effective and preferable. .
이와 같이 본 발명은 자기장 발생장치의 전방향성(혹은 무 지향성)을 구현함으로서 지하 매설물의 위치를 탐지하기 위하여, 혹은 지적도 원점을 지하화하기 위하여 매설 작업을 할 때 작업자가 기준 자기장 발생 장치의 매설 방향을 고려하지 않고 원하는 위치에 삽입하는 것만으로 기준 점을 잡을 수 있기 때문에 작업성이 향상되며, 자기장 발생 장치를 매설 관에 부착을 하여 매설할 경우 매설관이 경사지게 매설되는 것을 고려하지 않아도 되며, 매설관에 자기장 발생장치를 부착할 때 방향성 등을 고려하지 않아도 됨으로 역시 작업성을 향상 시킬 수 있다. 또한 매설 기준 위치를 찾기 위한 방법도 지표에서 가장 높은 자기장 밀도 값이 측정되는 지점에서 수직된 지하에 매설물이 위치하고, 매설 깊이는 측정된 자기장 밀도 값에 의하여 정확한 계산이 가능함으로 측정 장비의 구성이 매우 간단해지는 효과가 있다.As described above, the present invention implements the omnidirectional (or non-directional) of the magnetic field generating device to detect the location of underground buried material or to bury the reference magnetic field generating device when the buried work is performed to underground the cadastral origin. The workability is improved because the reference point can be set by simply inserting it in the desired position without considering, and when the magnetic field generating device is attached to the buried pipe, the buried pipe does not need to be inclined. When attaching the magnetic field generating device to the magnetic field does not need to consider the directionality, etc. can also improve the workability. In addition, the method for finding the buried reference position is that the buried material is located in the basement vertically at the point where the highest magnetic field density value is measured in the index, and the depth of the buried can be accurately calculated by the measured magnetic field density value. The effect is simple.
도 1은 본 발명에 따른 전방향성 자기장 발생장치의 구조도.1 is a structural diagram of an omnidirectional magnetic field generating device according to the present invention.
도 2는 센서에서 측정되는 자기력선 밀도(Magnetic flux density)의 성분을 도시한 도면.2 shows the components of the magnetic flux density measured at the sensor.
도 3은 일반적인 자기장 발생장치를 활용하여 지중의 특정 지점을 찾기 위한 방법을 도시한 도면.3 is a diagram illustrating a method for finding a specific point in the ground using a general magnetic field generator.
도 4는 본 발명에 따른 실시예에 따라 지중의 특정 지점을 찾기 위하여 전방향성 자기장 발생 장치의 활용을 도시한 도면.Figure 4 illustrates the use of the omni-directional magnetic field generating device to find a particular point of the ground according to an embodiment of the present invention.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
1 : 십이면체의 한 면 2 : 자기력선1: one side of the dodecahedron 2: magnetic field lines
3 : 센서의 센싱(sensing)단면적을 통과하는 자기력선3: Magnetic field lines passing through the sensing area of the sensor
4 : 센서의 면적 벡터 5 : 자기력선 성분4 area vector of sensor 5 magnetic field line component
6 : 자기력선의 여현(cosine)성분 7 : 센싱(sensing)단면적6: Cosine component of magnetic field line 7: Sensing cross section
8, 9 : 자석 10 : 지면8, 9: magnet 10: ground
11,12 : 전방향성 자기장 발생장치11,12 omni-directional magnetic field generator
r1, r2, r3 : 자석으로부터 지면까지의 거리r1, r2, r3: distance from the magnet to the ground
r4 : 측정 오차 거리r4: measurement error distance
R1, R2 : 전방향성 자기장 발생장치로부터 지면까지의 거리 R1, R2: distance from the omnidirectional magnetic field generator to the ground
P1, P2, P3, P4, P5 : 지면에서의 측정 지점.P1, P2, P3, P4, P5: measuring points on the ground.
Claims (3)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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| KR10-2001-0047568A KR100513078B1 (en) | 2001-08-07 | 2001-08-07 | Omnidirectional magnetic field generating equipment |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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| KR (1) | KR100513078B1 (en) |
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- 2001-08-07 KR KR10-2001-0047568A patent/KR100513078B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR20030013206A (en) | 2003-02-14 |
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