KR100668626B1 - 소구경 관로 관측용 카메라장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소구경으로 이루어진 관 내부의 파손정도를 관찰하기 위한 소구경 관 내부 관측용 카메라장치를 개시한다.

본 발명은 관 내부로 출입할 수 있도록 더 작은 직경으로 이루어지며 내부에 카메라가 내장되는 카메라 헤드와, 카메라의 렌즈가 부착된 카메라 헤드 전면부에 설치되는 다수의 조명수단과, 카메라 헤드 전면부로부터 전방으로 연장형성되는 연결대와, 연결대의 선단부에 설치되며 레이저 빛을 관의 내부면을 향해 360도 방향으로 동시에 조사하는 레이저부와, 카메라 헤드 외주연에 강성을 갖는 얇은 브러쉬가 설치되어 관 속에서 카메라 헤드의 중심을 유지하는 중심유지수단을 포함한다.

따라서 본 발명은 사람이 직접 들어가서 관찰할 수 없는 소구경 관로에 레이저 빛을 중심부에서 360도 방향으로 동시에 조사하여 소구경 관로의 내부 형상을 따라 형성되는 레이저 띠를 카메라를 통해 관찰할 수 있도록 함으로써 소구경 관로의 찌그러짐, 깨짐, 연결관의 어긋남, 이물질에 의한 돌출 등의 파손정도를 손쉽게 확인할 수 있다.

Description

소구경 관로 관측용 카메라장치{A CAMERA EQUIPMENT FOR USE IN INSPECTING OF A SMALL BORE PIPES}

도 1은 본 발명에 따른 소구경 관로 관측용 카메라장치를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 소구경 관로 관측용 카메라장치의 카메라 헤드 내부를 도시한 전단면도,

도 3은 본 발명에 따른 카메라 헤드 전면부를 도시한 도 2의 좌측면도,

도 4는 본 발명에 따른 레이저부를 분해도시한 분해 단면도,

도 5a 내지 5b는 본 발명에 따른 소구경 관로 관측용 카메라장치를 이용해 관 내부를 촬영한 사진.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ; 카메라 헤드 11 ; 카메라

12 ; 렌즈 13 ; 전면부

14 ; 보호수단 15 ; 조명수단

16 ; 경사 센서 17 ; 카메라 구동모터

18 ; 구동력 전달수단 19 ; 콘트롤 PCB

20 ; 단자부 21 ; 연결부

30 ; 레이저부 31 ; 보호캡

32 ; 광원부 33 ; 프리즘

34 ; 슬릿수단 35 ; 슬릿

36 ; 보호튜브 37 ; 엔드 캡

본 발명은 소구경으로 이루어진 관 내부의 파손정도를 관찰하기 위한 소구경 관 내부 관측용 카메라장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관로의 내부 형상을 따라 가시광선이 형성되도록 하여 이를 카메라를 통해 관찰하여 소구경 관로의 찌그러짐, 깨짐, 연결관의 어긋남, 이물질에 의한 돌출 등의 파손정도를 손쉽게 확인할 수 있는 소구경 관로 관측용 카메라장치에 관한 것이다.

현재 통신시설의 작업현장에서는 대략 100mm 내외의 소구경을 갖는 PVC관을 매설하여 관속에 통신용 케이블을 포설하게 되어 있다. 한편, 통신용 케이블을 포설하기 위한 관(이하 통신관이라 약칭함.)을 매설하는 공사는 굴착공사로서 자주 실시될 수 있는 성격의 것이 아니므로, 바로 사용하지 않더라도 미리 여유분의 통신관을 매설하고 가입자의 증감과 같은 여러 상황이 발생했을 때 케이블을 교체하거나 새로 포설하게 된다. 이런 이유로 인하여 항상 여유분의 공관로가 형성되게 되어 있다. 이때 일정한 내외경을 갖는 케이블들이 공관로에 정상적으로 포설될 수 있는지의 여부를 결정하는 방법으로 "맨드릴 선통"방법이 보편적으로 사용되고 있다.

맨드릴 선통방법은 먼저 케이블을 포설하기 전에 "선통"이라는 선단계를 거쳐서 케이블의 정상적인 포설여부를 타진한 후 다음단계로 원하는 케이블을 포설하는 것이다. 보통 A맨홀과과 B맨홀 사이에 선통을 실시할 때에는 나일론과 같이 일정 강도가 유지되는 줄을 먼저 선통한 후 맨드릴의 머리부분과 꼬리부분의 고리에 줄을 연결하고 윈치 등을 이용하여 맨드릴을 잡아당겨 A맨홀에서 B맨홀로 선통하게 되는 것이다. 한편, 선통이 불가능한 경우에는 그 정확한 원인을 파악하기 힘들어 그대로 여유관로를 사용하거나 다른 간선을 우회하여 케이블을 포설하게 되는데 이는 시간적, 물질적 손실을 초래하는 것이 현 실정이다.

한편, 선통이 불가능한 경우 그 원인을 파악하기 위해서 CCTV 카메라를 이용하는 방법이 있다. 현재까지 CCTV 카메라의 경우 상하수도관이나 가스관의 공사시 많이 적용되고 있으나, 이 상하수도관이나 가스관의 경우에는 그 관의 직경이 300mm이상의 관으로 카메라 자체에 모터를 장착하여 자주식으로 전진, 조사하는 방법을 사용할 수 있으나, 통신관의 경우에는 그 관의 직경이 대략 100mm이하의 관으로 모터를 장착한 카메라를 소형화시킨다 하더라도 이 정도의 구경에 삽입할 수 있을 정도로 제작하기에는 기술적으로 무리가 따르는 실정이다.

또한, 상하수도관이나 가스관의 경우에는 관로의 누수의 여부가 가장 큰 핵심이라면 통신관의 경우에는 굵기가 일정한 케이블을 포설하여야 한다는 점에서 관로의 누수여부보다는 관로의 정상적인 형상을 유지하는 것이 핵심이라고 할 수 있다.

그러므로 통신관의 이상여부를 파악함에 있어서는 관의 직경을 파악하는 것 이 관건이라고 할 수 있다. 이에 기존의 CCTV 카메라들은 카메라의 렌즈를 통한 직시된 영상화면을 모니터를 통해 보게 됨으로 2차원의 영상을 인식할 수밖에 없고 찌그러짐 등과 같은 관로의 파손정도는 경험에 의한 직관적인 현상파악으로 처리되었다. 즉, 통신관으로 많이 사용되는 PVC관의 경우 파손되는 형태가 찌그러짐, 깨짐, 연결관의 어긋남, 작은 이물질에 의한 돌출 등으로 구분되는데 이런 형태들의 파손부위는 통신관의 내벽면에 위치하며 그 정도는 다양하다. 그러므로 카메라가 측시촬영이 아닌 직시촬영 조사일 경우에는 통신관의 파손정도를 관찰하기 어렵다.

한편, 이를 보완하기 위해 카메라에 엔코더를 장착하여 관속으로 삽입되는 카메라의 이동거리를 측정하는 방법이 개발되어 있으나 이 역시 통신관의 직경을 파악하기 어려운 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사람이 직접 들어가서 관찰할 수 없는 소구경 관로에 레이저 빛을 중심부에서 360도 방향으로 동시에 조사하여 소구경 관로의 내부 형상을 따라 형성되는 레이저 띠를 카메라를 통해 관찰할 수 있도록 함으로써 소구경 관로의 찌그러짐, 깨짐, 연결관의 어긋남, 이물질에 의한 돌출 등의 파손정도를 손쉽게 확인할 수 있는 소구경 관로 관측용 카메라장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 소구경으로 이루어진 관 내부의 파손정도를 관찰하기 위한 소구경 관 내부 관측용 카메라장치에 있어서, 관 내부로 출입할 수 있도록 더 작은 직경으로 이루어지며 내부에 카메라가 내장되는 카메라 헤드와, 카메라의 렌즈가 부착된 카메라 헤드 전면부에 설치되는 다수의 조명수단과, 카메라 헤드 전면부로부터 전방으로 연장형성되는 연결대와, 연결대의 선단부에 설치되며 레이저 빛을 관의 내부면을 향해 360도 방향으로 동시에 조사하는 레이저부와, 카메라 헤드 외주연에 강성을 갖는 얇은 브러쉬가 설치되어 관 속에서 카메라 헤드의 중심을 유지하는 중심유지수단을 포함한다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 소구경 관로 관측용 카메라장치를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 소구경 관로 관측용 카메라장치의 카메라 헤드 내부를 도시한 전단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 카메라 헤드 전면부를 도시한 도 2의 좌측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 레이저부를 분해 도시한 분해 단면도이다.

도시된 바와 같이, 소구경 관 내부 관측용 카메라장치는 카메라 헤드, 조명수단, 연결대, 레이저부 및 중심유지수단으로 이루어진다.

카메라 헤드(10)는 소구경의 통신관 내부를 통해 출입할 수 있도록 통신관보다 더 작은 직경의 밀폐된 원통형상을 이루고 있으며 내부에는 카메라(11)가 내장되어 있다. 내장된 카메라(11)는 통상적인 CCTV 카메라를 이용할 수 있으며, 카메라(11)의 렌즈(12)는 카메라 헤드(10)의 전면부(13) 중심에 설치되어 통신관의 길이방향으로 직시촬영할 수 있도록 되어 있다.

카메라 헤드(10)의 전면부(13) 중심에는 내장된 렌즈(12)를 보호하면서도 시야를 가리지 않도록 투명 재질 예를 들면, 유리 재질로 된 보호수단(14)이 설치되어 있으며, 보호 수단(14)의 바깥둘레로는 카메라 헤드(10) 전방으로 빛을 공급하기 위한 조명수단(15)이 설치된다. 이 조명수단(15)은 어두운 통신관 내부에 빛을 공급하는 기능을 수행하며, 다수의 LED 램프로 구성된다. 한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 램프는 전면부(13)에 함몰 설치된 구조를 이루고 있다.

한편, 카메라 헤드(10)가 관로 내부에서 임의의 방향으로 회전되더라도 카메라(11)는 항상 동일한 상,하 위치에 존재할 수 있도록 카메라 헤드(10) 내부에 경사센서(16), 카메라 구동모터(17) 및 구동력 전달수단(18)이 내장된다.

경사센서(16)는 카메라 헤드(10) 내부 공간에서 자유로이 회전하도록 장치된 일종의 자이로스코프(gyroscope) 구조로 설치되어 관로 내에서 카메라 헤드(10)의 회전각을 감지한다. 감지된 회전각에 따라 카메라 구동모터(17)는 그 반대방향으로 카메라(11)를 감지된 회전각만큼 회전시켜 관로 속에서 카메라(11)의 위치는 항상 동일한 위치를 유지하도록 한다.

한편, 카메라 헤드(10) 내부에는 콘트롤 PCB(19)가 내장되어 있으며, 이 콘트롤 PCB(19)는 렌즈(12) 구동 및 카메라(11)에서 촬영한 영상을 전기적 신호로 변환하는 기능을 수행한다.

한편, 카메라 헤드(10) 후방에는 단자부(20)가 형성되어 관로 외부와 전기적으로 연결된다. 즉, 단자부(20)와 앞서 언급한 콘트롤 PCB(19)를 통해 관로 외부에서 카메라 장치를 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 카메라(11)에서 촬영한 영상을 외부에 설치된 모니터를 통해 실시간으로 전달받을 수 있다.

연결대(21)는 카메라 헤드(10)로부터 일정거리 떨어진 위치의 전방에 레이저부(30)를 위치시키기 위해 설치된다. 연결대(21)는 가능한 한 카메라(11)의 전방시야와 LED 램프(15)에서 조사된 빛을 가리지 않도록 가는 봉재로 구성되어 있다. 연결대 내부에는 도면상 미도시되어 있으나, 중공부가 형성되며, 중공부를 통해 레이저부에 전원을 공급하기 위한 전기적 연결수단들이 통과한다.

레이저부(30)는 원통형 보호캡(31)과 내부에 가시광선 레이저를 발생시키는 광원부(32)가 설치되고, 광원부(32)의 전면에는 발생된 가시광선 레이저를 관로의 내벽을 향해 분산되도록 하기 위한 프리즘(33)과 슬릿수단(34)이 설치된다. 프리즘(33)은 원뿔형상을 이루고 있으며, 슬릿수단(34)에 형성된 슬릿(35)도 프리즘(33)의 형상에 대응되는 형상을 이루고 있어 슬릿(35)과 프리즘(33) 사이에는 가시광선 레이저가 빠져나갈 수 있는 간극이 유지된다. 따라서, 가시광선 레이저는 대략 프리즘(33)의 길이방향에 대한 원뿔형상의 각도로 조사된다.

한편, 보호캡(31)과 광원부(32) 사이에는 슬리브 형상의 보호튜브(36)가 설치되어 레이저가 발생되는 광원부(32)를 보호하며, 레이저부(30)의 최선단에 위치한 프리즘(33)도 엔드캡(37)에 의해 씌워져 외부의 충격으로부터 보호받을 수 있도록 한다.

한편, 카메라 헤드(10)의 바깥둘레에는 통신관 내부에 삽입되는 카메라 헤드(10)가 통신관의 중심에 위치할 수 있도록 하는 중심유지수단(40)이 장착된다. 중심유지수단(40)은 카메라 헤드(10)의 몸체에 끼워질 수 있도록 고리형상을 갖는 고리부(41)와, 이 고리부(41)의 둘레에 바깥방향으로 무수히 많은 얇은 브러쉬(42)가 설치되어 구성된다. 얇은 브러쉬(42)들은 카메라 헤드(10)가 통신관 내부에 삽입될 때, 카메라 헤드(10)의 후방 즉, 입구측 방향으로 완만하게 구부려지면서 발생되는 탄성변형력에 의한 복원력으로 카메라 헤드(10)의 무게를 지탱한다. 이와 같은 중심유지수단(40)은 카메라 헤드(10)의 앞쪽과 뒤쪽, 그리고 중간부위에 각각 결합되어 카메라 헤드(10)가 통신관 내벽면에 부딪히거나 어느 일측방향으로 기울어지는 것을 방지하여 균등하게 지지될 수 있도록 한다.

한편, 이와 같은 중심유지수단(40)은 사용할수록 브러쉬의 탄성력이 저하되므로 소모품으로 사용하는 것이 적당하며, 따라서 고리부(41)는 플렉시블한 재질의 고무나 우레탄 등의 수지재로 이루어져 카메라 헤드(10)에 손쉽게 장착 및 탈착할 수 있도록 한다.

얇은 브러쉬(42)들은 통신관의 직경에 따라 두께 및 길이가 조정될 수 있다, 즉, 통신관의 직경에 따라 브러쉬(42)들의 직경 및 두께를 달리한 중심유지수단(40)을 선택적으로 장착할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 소구경 관 내부 관측용 카메라장치의 작용 및 효과를 비교하기 위해 통신관 속의 관면을 촬영한 영상화면으로, 도 5a는 정상적인 관 내부에 레이저가 조사된 상태의 영상화면을 출력한 사진이며, 도 5b는 관로가 찌그러진 관 내부에 레이저가 조사된 상태의 사진이다.

사진에서 보듯이, 가시광선 레이저가 관 내벽면에 조사되어 육안으로 식별할 수 있는 색상을 나타내므로 관의 직경 상태를 쉽게 확인할 수 있다. 즉, 정상적인 관로 부분에 조사된 레이저는 진원에 가깝지만, 찌그러진 관로 부분에 조사된 레이저는 타원 또는 레이저가 파손된 부위에서 일그러진 상태로 나타난다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 사람이 직접 들어가서 관찰할 수 없는 소구경 관로에 레이저 빛을 중심부에서 360도 방향으로 동시에 조사하여 소구경 관로의 내부 형상을 따라 형성되는 레이저 띠를 카메라를 통해 관찰할 수 있도록 함으로써 소구경 관로의 찌그러짐, 깨짐, 연결관의 어긋남, 이물질에 의한 돌출 등의 파손정도를 손쉽게 확인할 수 있는 장점이 있다.

Claims (7)

1. 소구경으로 이루어진 관 내부의 파손정도를 관찰하기 위한 소구경 관 내부 관측용 카메라장치에 있어서,

   상기 관 내부로 출입할 수 있도록 더 작은 직경으로 이루어지며 내부에 카메라가 내장되는 카메라 헤드와,

   상기 카메라의 렌즈가 부착된 카메라 헤드 전면부에 설치되는 다수의 조명수단과,

   상기 카메라 헤드 전면부로부터 전방으로 연장형성되는 연결대와,

   상기 연결대의 선단부에 설치되며 레이저 빛을 관의 내부면을 향해 360도 방향으로 동시에 조사하는 레이저부와,

   상기 카메라 헤드 외주연에 강성을 갖는 얇은 브러쉬가 설치되어 상기 관 속에서 상기 카메라 헤드의 중심을 유지하는 중심유지수단을 포함하고,

   상기 레이저부는 원통형 보호캡과, 내부에 가시광선 레이저를 발생시키는 광원부와, 상기 광원부의 전면에 발생된 가시광선 레이저를 관로의 내벽을 향해 분산되도록 하기 위한 프리즘과 슬릿수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 소구경 관로 관측용 카메라장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 카메라 헤드 내부에 카메라 헤드의 기울기를 측정하기 위한 경사센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 소구경 관로 관측용 카메라장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 프리즘이 원뿔형상을 이루는 것을 특징으로 하는 소구경 관로 관측용 카메라장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 보호캡과 광원부 사이에 슬리브 형상의 보호튜브가 설치되는 것을 특징으로 하는 소구경 관로 관측용 카메라장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 레이저부의 최선단에 위치한 프리즘 외곽에 엔드캡이 설치되는 특징으로 하는 소구경 관로 관측용 카메라장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 카메라 헤드가 관로 내부에서 임의의 방향으로 회전되더라도 상기 카메라는 항상 동일한 상,하 위치에 존재할 수 있도록 상기 카메라 헤드 내부에 경사센서, 카메라 구동모터 및 구동력 전달수단이 내장되는 것을 특징으로 하는 소구경 관로 관측용 카메라장치.

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