KR100689151B1 - 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치를 제공하기 위한 것으로, 배관의 외주면을 감싸며 완전 밀착되게 장착되어 일정간격으로 위치한 2 개의 지지레일 배관 고정띠와; 상기 각각의 지지레일 배관 고정띠의 외주면에 반경방향으로 입설되어 고정 결합된 지지레일 고정부와; 상기 각각의 지지레일 고정부의 상단에 각각 고정 결합되고, 원 형상을 갖는 2 개의 센서부 지지레일과; 상기 2 개의 센서부 지지레일 사이에 길이방향으로 위치하여 상기 센서부 지지레일 위를 따라 이동하면서 회전 가능하도록 설치된 센서부 지지축에 고정 결합된 센서부로 구성된다.

Description

음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치{Apparatus for measuring quantity of deposits in the pipe with using a sound wave}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치의 정면도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치의 평면도.

도 3은 센서부의 구성 개념도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 배관부 20 : 센서부

30 : 센서부 지지레일 40 : 지지레일 고정부

50 : 지지레일 배관 고정띠 21 : 공압펌프

22 : 충격 피스톤 23 : 음파 측정센서

24 : 음파 신호선 60 : 센서부 지지축

본 발명은 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치에 관한 것으로, 특히 배 관 내에 존재하는 불순물의 퇴적 상태를 알아내기 위하여 배관에 충격파를 가하여 나오는 음파의 파장을 비교 분석함으로써, 상기 배관의 퇴적상태를 측정하는 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 배관은 액체, 가스체, 음향 등의 전송, 기타 난방, 냉방 등에 사용되는 원형의 또는 다각형의 긴 중공체로, 상기 배관속으로 유체가 흐르기 때문에 배관 내에는 불순물이 자연적으로 쌓이게 된다. 따라서 상기 배관속에 쌓여진 불순물을 제거하여야 배관속으로 유체가 원활하게 흐를 수 있다. 그래서 배관속에 퇴적물이 어느 정도 쌓이면 이를 제거하기 위하여 배관의 불순물의 퇴적상태를 아는 것이 중요하다. 따라서 배관의 퇴적상태를 알기 위한 연구가 꾸준히 이루어지고 있고, 그러한 기술의 하나가 단층촬영기술이다.

그 원리는 촬영하려고 하는 단면 위에 축의 운동중심을 놓은 다음, 관구와 필름을 각각 축의 반대쪽에 놓고 원운동시키면서 촬영하는 것으로, 그 단면만의 상이 뚜렷하게 촬영되고 면 이외의 것은 모두 흐릿하게 되어 버린다. 이렇게 해서 1~2 cm 간격으로 단층촬영하면 미세한 변화를 알 수 있다. 그리고 여러 가지로 연구하면 전후나 좌우의 종단면, 또는 횡단면의 촬영도 가능해질 수 있다.

그러한 단층촬영기술의 한 가지가 방사선을 활용하는 방법이다.즉 방사선을 발사하여 그 파장의 차이를 분석하여 배관의 퇴적상태를 알아볼 수 있는 기술이다.

한편, 방사선에 공통적인 성질로는 이온화작용, 사진작용, 형광작용이며, 방사선이 통과하면 통로에 있는 물질은 이온화되고, 사진필름은 감광되며, 형광체는 형광을 낸다. 다만, α선, β선 등 전하를 가진 입자선은 그 자체가 이온화작용을 가지지만, X선, 중성자선 등 전하를 가지지 않은 방사선은 그 자체에는 이온화작용이 없고, 그것이 물질을 통과할 때 2차원적으로 발생하는 하전입자의 이온화작용에 의해서 간접적으로 물질을 이온화한다.

그러나 방사선을 이용하여 배관의 퇴적상태를 알아보는 과정중에 생체에 방사선이 조사되면 이온화 작용에 의해서 생체 내의 세포조직이 얼마간 파괴되며, 어느 정도 이상으로 방사선이 조사되면 급성 또는 만성적인 방사선장애가 생기기도 하고, 유전적인 변이가 유발되는 등 신체오염을 유발할 수 있다는 문제점이 있었다.

그리고 단층촬영기술의 또 다른 방법은 실용적인 전기력이나 자기력을 등을 이용하는 기술이다. 그러나 상기의 기술은 배관이 도체로 둘려쌓인 경우에는 누수현상 때문에 적용이 곤란하다는 문제점이 있었다.

배관의 퇴적상태를 확인하는 또다른 방법으로는 배관퇴적물과 유체의 열전도도 차이를 활용하여 열전사 촬영방식을 행하는 것이다. 상기의 방법은 배관에 고온의 스팀을 주입하고 외부에서 써머비젼(thermovision)으로 촬영하여 유체부분은 높은 온도로 측정되고, 퇴적층은 상대적으로 낮게 측정되는 정도를 파악하여 그 경계 및 퇴적 정도를 파악하는 것이다. 그러나 상기의 방법을 수행하기 위해서는 스팀이라는 수분을 공급해야 하고, 만약 배관내 퇴적물이 물과 반응성이 있어 변질되거나 부식성 화합물을 생성하는 경우에는 적용하기 곤란하다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것 으로, 본 발명의 목적은 배관에 충격파를 가하여 나오는 음파의 파장을 비교 분석함으로써, 상기 배관의 퇴적상태를 측정하여 배관의 교체시기나 교체시기를 알아낼 수 있는 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치는,

배관의 외주면을 감싸며 완전 밀착되게 장착되어 일정간격으로 위치한 2 개의 지지레일 배관 고정띠와; 상기 각각의 지지레일 배관 고정띠의 외주면에 반경방향으로 입설되어 고정 결합된 지지레일 고정부와; 상기 각각의 지지레일 고정부의 상단에 각각 고정 결합되고, 원 형상을 갖는 2 개의 센서부 지지레일과; 상기 2 개의 센서부 지지레일 사이에 길이방향으로 위치하여 상기 센서부 지지레일 위를 따라 이동하면서 회전 가능하도록 설치된 센서부 지지축에 고정 결합된 센서부로 구성된다.

그리고 상기 센서부는, 중앙에 위치하여 일정량의 공기를 배출하여 특정의 고정압력을 분출시키는 공압펌프와; 상기 공압펌프로부터 분출되는 특정의 고정압력이 나오는 부분에 장착되어 상기 배관과 충돌할 수 있는 피스톤 형상을 가진 충격 피스톤과; 상기 충격 피스톤과 상기 배관의 충돌에 의해 발생한 음파를 센싱하여 측정하는 음파 측정센서와; 상기 음파 측정센서에서 측정된 음파를 인가받아 외부의 분석 시스템으로 전달하는 음파 신호선으로 구성될 수 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명, 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치의 정면도이고, 도 2는 평면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 긴 원형의 중공관 형태의 배관(10)의 외주면을 지지레일 배관 고정띠(50)가 완전 밀착되게 감싸며 일정간격으로 2개가 장착된다. 그리고 상기 각각의 지지레일 배관 고정띠(50)의 외주면에 지지레일 고정부(40)가 반경 방향으로 입설되어 고정 결합된다. 그리고 상기 각각의 지지레일 고정부(40)의 상단에 원 형상을 갖는 센서부 지지레일(30)이 상기 각각의 지지레일 배관 고정띠(50)와 상응하게 지지레일 고정부(40)와 고정 결합된다. 그리고 센서부 지지축(60)은 상기 2 개의 센서부 지지레일(30) 사이에 길이방향으로 위치하여 상기 센서부 지지레일(30) 위를 이동하면서 회전 가능하게 설치된다. 그리고 상기 센서부(20)는 상기 센서부 지지축(60)에 고정 결합된다.

도 3은 센서부의 구성 개념도이다.

이에 도시된 바와 같이, 상기 센서부(20)는, 중앙에 위치하여 일정량의 공기를 배출하여 특정의 고정압력을 분출시키는 공압펌프(21)와; 상기 공압펌프(21)로부터 분출되는 특정의 고정압력이 나오는 부분에 장착되어 상기 배관(10)과 충돌할 수 있는 피스톤 형상을 가진 충격 피스톤(22)과; 상기 충격 피스톤(22)과 상기 배관(10)의 충돌에 의해 발생한 음파를 센싱하여 측정하는 음파 측정센서(23)와; 상기 음파 측정센서에서 측정된 음파를 인가받아 외부의 분석 시스템으로 전달할 수 있는 음파 신호선(24)으로 구성될 수 있다.

그리고 상기 충격 피스톤(22)의 구조는 상기 배관(10)과 충돌하여 음파를 발 생 시킬수 있는 구조이면 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

음파란 보통 매질 속을 전파하는 탄성파로서, 매질에 따라서 진동수가 다르고 이에 따라 파장 또한 다르다. 그러하기에 배관 내 퇴적물이 쌓여 있는 부분과, 그렇지 않은 부분의 울리는 진동수는 다르고, 따라서 각각의 위치에서 음파를 보내서 진동수에 대응하는 파장을 측정하여 기록한 다음 측정된 파장을 비교 분석하는 것이 본 발명의 요지이다.

한편, 배관내부에 퇴적물이 쌓이게 되면 퇴적물이 흡음재 역할을 수행하여 충격파의 진동수와 진폭이 일반적으로 낮아진다. 따라서 도 1의 화살표를 따라 진행하면서 공압펌프(21)로부터 나오는 특정의 고정압력을 이용해 충격 피스톤(22)과 상기 배관(10)을 충돌시켜서 측정하면 음파는 점진적으로 진동수가 낮아지고 진폭도 감소한다.

그러므로 배관(10)의 상부 최고점에는 퇴적이 이루어지지 않으므로 이 상부점의 음파측정값(예시 : 최고점에서의 최고 진동수=f_max)에 대한 다른 측정점들에서의 진동수(f)의 상대적인 의 비율를 α=f/f_max라 하고, 상기 값이 α_cut(실험실 실험을 통하여 얻어지는 퇴적층 시작 점에서의 비율값) 보다 낮아지면 퇴적층으로 판단하여 개략적인 퇴적층의 두께를 측정하게 된다. 즉 배관(10)의 상부 최고점에서부터 상기 센서부 지지축(60)이 센서부 지지레일(30) 위를 따라 회전하면서 상기 센서부 지지축(60)에 고정된 센서부(20)도 함께 회전한다. 따라서 각각의 위치에서 배관(10)과 충격 피스톤(22)의 충돌에 의해서 음파를 발생하고, 그 음파값을 측정하여 분석하는 것이다. 따라서 상기의 방법으로 배관의 청수시기나 교체시기를 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치는, 배관 내에 존재하는 불순물의 퇴적 상태를 알아내기 위하여 배관에 충격파를 가하여 나오는 음파의 파장을 비교 분석함으로써, 배관의 청소시기나 교체시기를 알아낼 수 있는 효과가 있다.

그리고 음파를 사용하기 때문에 신체오염을 유발할 염려 또한 제거된다는 효과도 있다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 배관의 외주면에 간격을 두고 고정되는 한쌍의 지지레일 배관 고정띠와, 이에 연결된 지지레일과, 지지레일을 따라 이동되는 센서부 지지축과, 이에 결합된 센서부로 구성된 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치에 있어서;

   상기 센서부는 중앙에 위치하여 일정량의 공기를 배출하여 특정의 고정압력을 분출시키는 공압펌프와;

   상기 공압펌프로부터 분출되는 특정의 고정압력이 나오는 부분에 장착되어 상기 배관과 충돌할 수 있는 피스톤 형상을 가진 충격 피스톤과;

   상기 충격 피스톤과 상기 배관의 충돌에 의해 발생한 음파를 센싱하여 측정하는 음파 측정센서와;

   상기 음파 측정센서에서 측정된 음파를 인가받아 외부의 분석 시스템으로 전달하는 음파 신호선으로 구성된 것을 특징으로 하는 음파를 이용한 배관의 퇴적상태 측정장치.

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