KR100907502B1 - 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치 - Google Patents

맨홀의 수위 및 유량 감지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치에 관한 것으로, 각 맨홀 내부의 수위를 차압식에 의해 검출하며 이상수위 발생시 이에 대응하여 미리 설정된 접점신호를 출력하는 수위검출부와; 상기 각 맨홀내에 설치되어 상기 오수처리 배관에 흐르는 오수의 유속을 검출하고 상기 수위검출부에서 검출된 수위에 따라 유량을 검출하는 유량검출부와; 상기 수위검출부의 검출신호의 출력을 분배하는 신호분배기와; 상기 수위검출부 및 유량검출부로부터 검출된 수위, 유속, 및 유량을 표시하는 표시부와; 상기 수위검출부의 이상수위 검출을 알리는 알람부와; 상기 수위검출부로부터 상기 신호분배기를 통하여 검출된 신호와 상기 유량검출부로부터 검출된 신호를 입력받아 상기 각 맨홀의 위치별로 상기 표시부에 표시하고, 상기 수위검출부가 이상수위를 검출하면 해당 맨홀의 위치를 알리는 동시에 상기 접점신호에 대응하는 수위를 상기 알람부로 출력하도록 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 오수 배관의 유지 보수를 위치별로 신속하게 처리하는 동시에 맨홀의 이상 수위로 인한 유량의 오차를 보정할 수 있는 효과가 있다.
오수, 맨홀, 배관, 수위, 유량, 유속, 중앙통제실

Description

맨홀의 수위 및 유량 감지 장치{System and method for detecting water level and stream flow in a manhole}
본 발명은 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치에 관한 것으로, 특히, 유량 측정에 필요한 배관 내 수위와 배관의 이상을 파악하기 위한 수위를 하나의 수위계로 측정하여 중앙 통제실에서 맨홀의 위치별로 일괄 처리할 수 있는 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 오수 또는 빗물을 처리하기 위하여 도심 등에 신경망처럼 설계되어 있는 오수 배관은 유량 관리 및 배관의 유지 보수 등의 목적으로 임의의 위치에 맨홀이 설치된다.
도 4는 종래의 맨홀 수위 및 유량 검출의 개략적 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 지면(300)의 하부에 설치된 배관(220)의 임의의 위치에 맨홀(200)이 설치되며 맨홀(200)과 지면(300)이 접하는 부분에 맨홀 뚜껑(210)이 설치된다.
맨홀(200)의 내부에는 배관(220)에 흐르는 오수 또는 빗물의 유량을 검출하기 위하여 유량검출부(420)가 설치되는데, 이 유량검출부(420)는 배관(220)의 유속 을 검출하여 이를 유량으로 환산 검출한다.
즉, 유량(Q)은 유속(V)과 단면적(A)으로 산출되며, 이때, 단면적은 배관(220)의 수위를 사용하여 산출하고 이를 위하여 맨홀(200) 내부에 수위검출부(410)가 설치된다.
이러한 수위검출부(110)는 맨홀(200) 내부의 오수의 유동에 따라 변동될 수 있기 때문에 안정적인 수위를 측정하기 위하여 별도의 보조통(412)을 설치하고 이 보조통(412) 내부에 수위계(414)를 설치한다.
이와 같이 측정된 오수 또는 빗물의 유속, 유량 및 수위는 맨홀(200) 부근에 설치된 표시부(446)로 출력되어 운영자에게 배관(220)의 상태정보를 제공한다.
그러나, 이와 같은 종래의 맨홀 수위 및 유량 검출 장치는 배관의 노화에 따른 파손으로 이상수(異常水)의 유입 또는, 유량검출부 후단 배관의 막힘 등의 문제가 발생하여 맨홀 안의 오수가 정상적으로 배출되지 못하는 경우에도 운영자가 현장에 직접 출동하지 않으면 이를 알지 못하므로 배관의 관리가 소홀하여 유지보수에 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 적절한 조치를 신속하게 취하지 못하여 배관 유지 보수 비용이 상승하는 문제점이 있다.
더욱이, 이와 같이 맨홀의 수면이 이상 수위로 상승하면 유량 산출시 단면적을 맨홀내 수위를 기초로 산출하기 때문에 배관의 단면적을 초과한 유량으로 측정되어 유량 측정에 큰 오차가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 각 맨홀의 수위 및 유량을 중앙통제실에서 위치별로 일괄 관리하여 맨홀의 위치별로 배관의 이상에 따른 유지 보수와 맨홀의 이상 수위로 인한 유량의 오차를 보정할 수 있는 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 오수처리 배관을 따라 다수의 위치에 설치된 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치에 있어서, 각 맨홀 내부의 수위를 차압식에 의해 검출하며 이상수위 발생시 이에 대응하여 미리 설정된 접점신호를 출력하는 수위검출부와; 상기 각 맨홀내에 설치되어 상기 오수처리 배관에 흐르는 오수의 유속을 검출하고 상기 수위검출부에서 검출된 수위에 따라 유량을 검출하는 유량검출부와; 상기 수위검출부의 검출신호의 출력을 분배하는 신호분배기와; 상기 수위검출부 및 유량검출부로부터 검출된 수위, 유속, 및 유량을 표시하는 표시부와; 상기 수위검출부의 이상수위 검출을 알리는 알람부와; 상기 수위검출부로부터 상기 신호분배기를 통하여 검출된 신호와 상기 유량검출부로부터 검출된 신호를 입력받아 상기 각 맨홀의 위치별로 상기 표시부에 표시하고, 상기 수위검출부가 이상수위를 검출하면 해당 맨홀의 위치를 알리는 동시에 상기 접점신호에 대응하는 수위를 상기 알람부로 출력하도록 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 수위검출부는 이상수위 검출을 위한 다수의 레벨이 설정가능한 것일 수 있다.
바람직하게는 상기 수위검출부의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하는 AD변환부를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 유량검출부는 상기 수위검출부가 이상수위를 검출하면 상기 검출된 현재의 유량을 상기 배관의 최대 단면적을 기초로 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따른 방법은 오수처리 배관을 따라 다수의 위치에 설치된 맨홀의 수위 및 유량 감지 방법에 있어서, 상기 맨홀내의 오수의 수위를 차압식에 의해 검출하고, 상기 오수의 유속을 검출하여 상기 수위와 유속을 기초로 유량을 검출하는 수위 및 유량 검출 단계와; 상기 검출된 오수의 수위 및 유량과 유속을 상기 맨홀의 위치별로 표시하는 수위 및 유량 표시 단계와; 상기 맨홀내 오수의 수위가 미리 설정된 수위 이상인지를 판단하는 판단 단계와; 상기 판단결과 이상수위인 경우 상기 미리 설정된 이상수위에 대응하는 접점신호를 출력하는 이상수위 검출단계와; 상기 접점신호를 기초로 이상수위인 맨홀의 위치와 수위를 알리는 경보 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 이상수위 판단을 위한 다수의 레벨을 설정하는 설정 단계를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 표시 단계는 상기 검출된 수위의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하는 신호변환단계를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게는 상기 판단결과 이상수위인 경우 상기 검출된 현재의 유량을 상기 배관의 최대 단면적을 기초로 보정하는 보정 단계를 추가로 포함할 수 있다.
이와 같은 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치에 의하면 각 맨홀의 수위 및 유량을 중앙통제실로 전송하여 이를 일괄처리 함으로써, 오수 배관의 유지 보수를 위치별로 신속하게 처리하는 동시에 맨홀의 이상 수위로 인한 유량의 오차를 보정할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수위 및 유량 검출 장치의 개략적 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수위 및 유량 검출 장치의 블록도이다.
수위 및 유량 검출 장치(100)는 맨홀(200)의 내부에 맨홀(200)의 수위를 검출하는 수위검출부(110)와, 배관의 유량을 검출하는 유량검출부(120)와, 이들로부터 유속, 유량 및 수위 정보를 전송받는 각 맨홀의 위치별로 관리하는 중앙통제실(140)로 구성된다.
수위검출부(110)는 맨홀(200) 내의 수위를 안정적으로 검출하기 위한 보조통(112)과, 각 맨홀 내부의 수위를 차압식에 의해 검출하는 수위계(114)로 구성되며, 이상수위 발생시 이에 대응하여 미리 설정된 접점신호를 출력한다.
이러한 수위검출부(110)는 이상수위 검출을 위한 접점신호에 대응하는 다수의 레벨 설정이 가능하다.
이와 같은 수위검출부(110)의 출력은 신호분배기(130)에 입력되는데, 신호분배기(130)는 수위검출부(110)의 검출신호 출력을 분배하여 유량검출부(120)와 중앙 통제실(140)로 전송한다. 즉, 신호분배기(130)는 수위검출부(110)로부터 출력된 예를 들면, 4~20mA, 1~5V 등의 아날로그 출력신호를 분배하여 하나의 신호는 유량 검출을 위한 단면적 정보로서 유량검출부(120)로 전송하고, 다른 하나의 신호는 위치별 맨홀(200)의 수위를 일괄적으로 관리하도록 중앙통제실(140)로 전송한다.
유량검출부(120)는 각 맨홀(200)내에 설치되어 오수처리 배관(220)에 흐르는 오수의 유속을 검출하고 수위검출부(110)에서 검출된 수위를 단면적 정보로 하여 유량을 검출하여 그 결과를 중앙통제실(140)로 전송한다.
여기서, 유량검출부(120)는 수위검출부(110)가 이상수위를 검출하면 현재 검출된 유량을 배관(220)의 최대 단면적을 기초로 보정한다.
중앙통제실(140)은 각 맨홀(200)의 수위검출부(110)로부터 수위 정보를 전송받아 아날로그 디지털 변환하는 ADC(142)와, ADC(142)의 출력과 유량검출부(120)의 출력을 일괄처리하는 제어부(144)와, 수위검출부(110)의 이상수위 검출을 알리는 알람부(148)와, 각 맨홀(200)로부터 검출된 수위, 유속, 및 유량을 표시하는 표시부(146)로 구성된다.
제어부(144)는 수위검출부(110)로부터 신호분배기(130)를 통하여 검출된 신호와 유량검출부(120)로부터 검출된 신호를 입력받아 각 맨홀(200)의 위치별로 표시부(146)에 표시하고, 수위검출부(110)가 이상수위를 검출하면 해당 맨홀(200)의 위치를 알람부(148)를 통하여 알리는 동시에 수위검출부(110)의 접점신호에 대응하는 수위를 알람부(148)로 출력하도록 제어한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 수위 및 유량 검출 장치(100)는 수위검출부(110)가 배관(220) 직경 이상의 수위를 검출하면, 이를 중앙통제실(140)로 전송하여 맨홀(200)의 위치별 정보에 따라 배관(220)의 상태를 사전에 일괄적으로 인지하여 유지 보수에 소용되는 시간 및 비용을 효율적으로 관리하는 동시에 유량의 측정 오차를 보정할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수위 및 유량 검출 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수위 및 유량 검출 방법의 순서도이다.
먼저, 오수처리 배관(220)을 따라 다수의 위치에 설치된 맨홀(200) 내부에 설치된 수위검출부(110)의 이상수위 판단을 위한 다수의 레벨을 설정한다(단계 S301).
예를 들면, 맨홀(200) 내 배관(220)의 구경을 600mm, 맨홀(200)의 깊이를 1000mm로 가정하면, 601, 700, 800, 900, 1000mm로 설정한다. 이와 같이 설정한 경우, 맨홀(200) 내부의 수위가 설정 포인트에 도달하는 즉시, 후술하는 바와 같이, 수위검출부(110)가 각 포인트별 접점신호를 출력하여 중앙통제실(140)로 전송한다.
수위검출부(110)가 맨홀(200)내 오수의 수위를 차압식에 의해 검출하고, 유량검출부(120)가 오수의 유속을 검출하여 검출된 수위와 유속을 기초로 유량을 검출한다(단계 S302).
예를 들면, 맨홀(200)의 수위가 배관(220)의 구경에 해당하는 0~600mm 범위에서 수위계(114)의 검출 수위를 유량 산출을 위한 단면적으로 사용한다.
이와 같이 수위검출부(110) 및 유량검출부(120)가 검출한 맨홀(200)의 유속, 유량 및 수위 정보는 중앙통제실(140)로 전송되며, 상기 검출된 오수의 수위 및 유량과 유속을 맨홀(200)의 위치별로 표시부(146)에 표시한다(단계 S303).
여기서, 수위검출부(110)의 출력은 아날로그 신호이므로 일괄 처리를 위하여 디지털 신호로 변환한다.
이때, 수위검출부(110)는 맨홀(200)내 오수의 수위가 미리 설정된 수위 이상인지를 판단하여(단계 S304) 미리 설정된 수위가 아닌 경우, 즉, 이상수위가 아닌 경우에는 단계 S302로 진행하여 현재의 수위, 유속 및 유량의 검출과 표시를 반복하여 수행한다.
한편, 단계 S304의 판단결과 맨홀(200)내 오수의 수위가 미리 설정된 수위 이상인 경우, 즉, 이상수위인 경우에는 상기 미리 설정된 이상수위에 대응하는 접점신호를 출력하여 중앙통제실(140)로 전송한다(단계 S305).
예를 들면, 오수 배관(220)의 노화에 따른 파손으로 이상수(異常水)의 유입 또는, 유량검출부(120) 후단 배관(220)의 막힘 등의 문제로 인해 맨홀(200) 안의 수면이 상승하여 600mm 이상이 되면, 수위검출부(110)는 해당 수위에 대응하여 수위계(114)에서 출력된 접점신호를 중앙통제실(140)로 전송한다.
이와 동시에, 유량검출부(120)는 수량검출부(110)로부터 입력되는 수위정보가 증가함에 따라 유량 검출을 위한 단면적이 증가한 것으로 인식하여 유량 측정에 큰 오차를 야기하므로, 배관(220)의 최대 단면적을 기초로 현재 검출된 유량을 보정하여 중앙통제실(140)로 전송하고, 중앙통제실(140)은 이를 표시부(146)에 표시한다(단계 S306).
또한, 중앙통제실(140)은 수위검출부(110)로부터 전송된 접점신호를 기초로 현재 이상수위인 맨홀(200)의 위치와 검출된 수위를 알람부(148)를 통하여 경보한 다음(단계 S307), 단계 S304로 진행하여 수위검출부(110)는 맨홀(200)내의 수위가 이상수위인지를 지속적으로 판단한다.
이와 같은 방법에 의해 본 발명의 실시예에 따른 수위 및 유량 검출 방법은 배관의 유지보수를 일괄적으로 관리할 수 있는 동시에 배관의 파손 등에 의해 외부로부터 유입된 오수에 따른 유량 측정 오차를 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수위 및 유량 검출 장치의 개략적 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수위 및 유량 검출 장치의 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수위 및 유량 검출 방법의 순서도.
도 4는 종래의 맨홀 수위 및 유량 검출의 개략적 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 수위 및 유량 검출 장치 110 : 수위검출부
112 : 보조통 114 : 수위계
120 : 유량검출부 130 : 신호분배기
140 : 중앙통제실 142 : ADC
144 : 제어부 146 : 알람부
148 : 표시부 200 : 맨홀
210: 맨홀 뚜껑 220 : 배관

Claims (8)

  1. 오수처리 배관을 따라 다수의 위치에 설치된 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치에 있어서,
    각 맨홀 내부의 수위를 차압식에 의해 검출하며 이상수위 발생시 이에 대응하여 미리 설정된 접점신호를 출력하는 수위검출부와;
    상기 각 맨홀내에 설치되어 상기 오수처리 배관에 흐르는 오수의 유속을 검출하고 상기 수위검출부에서 검출된 수위에 따라 유량을 검출하는 유량검출부와;
    상기 수위검출부의 검출신호의 출력을 분배하는 신호분배기와;
    상기 수위검출부 및 유량검출부로부터 검출된 수위, 유속, 및 유량을 표시하는 표시부와;
    상기 수위검출부의 이상수위 검출을 알리는 알람부와;
    상기 수위검출부로부터 상기 신호분배기를 통하여 검출된 신호와 상기 유량검출부로부터 검출된 신호를 입력받아 상기 각 맨홀의 위치별로 상기 표시부에 표시하고, 상기 수위검출부가 이상수위를 검출하면 해당 맨홀의 위치를 알리는 동시에 상기 접점신호에 대응하는 수위를 상기 알람부로 출력하도록 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수위검출부는 이상수위 검출을 위한 다수의 레벨이 설정가능한 것을 특징으로 하는 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수위검출부의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하는 AD변환부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량검출부는 상기 수위검출부가 이상수위를 검출하면 상기 검출된 현재의 유량을 상기 배관의 최대 단면적을 기초로 보정하는 것을 특징으로 하는 맨홀의 수위 및 유량 감지 장치.
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