KR100919789B1 - 파손 감지 및 관로 위치 파악이 용이한 감지관 - Google Patents

Abstract

지하에 매설되는 모든 배관재의 파손 여부를 실시간으로 감지할 수 있고, 필요시 관로위치를 신속하고 정확하게 확인할 수 있는 감지관을 만드는 데 있어서,

기존 일반 배관재 외면에 PE나 PP 수지를 압출 코팅시 PE나 PP 코팅층 사이에 파손을 감지할 수 있는 파손감지선과; 또한 상기 코팅층 사이에 파손감지선과 인접하여 외부로부터 전원을 공급받을 수 있는 전원공급선과;

상기 관로 위치를 외부에서 리더기로 간단하게 확인할 수 있도록 배관재의 연결부 마다 설치하는 RFID와; 상기 파손감지선과 상기 전원공급선이 기존 배관재 외면과 잘 접착되도록 관 외면을 쇼트처리하거나 세척처리한 후, 상온 혹은 예열 후 접착제를 뿌리거나 필름상태로 먼저 감은 다음 PE나 PP 수지를 원형다이 혹은 티-다이 방식으로 피복을 하며, 이때 파손감지선과 전원공급선을 스파이럴방식 또는 직선방향으로 두 기능의 선을 서로 인접시켜 제작하는 것을 특징으로 하는 감지관에 관한 것이다. 본 발명은 물, 수증기, 기체, 유류, 가스, 쓰레기 등을 수송하기 위하여 지하에 매설되는 모든 배관재에 대하여 이상 여부를 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다.

Description

파손 감지 및 관로 위치 파악이 용이한 감지관{pipe for easy checking of detecting a breakage and pipeline location}

본 발명은 배관재의 파손 감지 및 관로 위치를 파악하는 감지관에 관한 것으로서, 보다 상세하게 본 발명은 물, 수증기, 기체, 유류, 가스, 쓰레기 등을 수송하기 위하여 지하에 매설하는 배관재의 파손 감지 및 관로 위치를 파악하는 감지관에 관한 것이다.

종래에 지하에 매설하는 배관재로는 도복장강관, PC관, 주철관, 레진 콘크리트 관 등의 강성관과 PE관, 이중벽 PE관, 적층벽 PE관, PVC관 등의 연성관을 사용하여 시공하였으나, 상기 배관재들은 제조공정상 혹은 시공 중 하자가 발생하여 관이 파손되거나 접합부가 부등침하가 되는 경우가 많으며, 이를 실시간으로 보수하지 않고 방치하면 누수에 따른 경제적 손실이 발생하며, 오,폐수 유출로 토양과 지하수 오염을 가져와 환경파괴를 가져왔다.

종래 사용하고 있는 누수 탐지방법으로는 파열음을 지표면에서 센서를 통해 작업자에게 헤드폰으로 전달하는 방법과, 관로 양쪽 제수변 등에 센서를 부착한 후 누수음이 전해지는 시간 차이를 이용하여 찾아내는 방법과, 배관망을 소블럭으로 나누어 시공하여 구간마다 유량계를 설치하여 유량계 사이의 유량차가 발생할 경우, 수작업에 의하여 누수위치를 확인하는 것이 일반적 방법이었다.

하지만, 이러한 방법의 경우, 실시간 확인이 불가능하고 신속 대처도 어렵고 자동차 소음 등으로 인하여 정확한 위치의 확인이 어려울 뿐 아니라 비용이 고가인 문제점이 있었다.

종래 다른 기술로는, 누설에 의한 센서 소자의 임피던스 변화를 실시간으로 분석하여 누설량 및 누설 위치를 감지하기 위한 것이 발명되었는데, 배관으로부터 누출된 유체의 감지 인자를 임피던스 변화로 측정하기 위해 감지 인자에 따라 전기 전도도가 변하는 센서 소자에 캐패시터가 병렬 연결되어 구성된 누설감지부가 복수개로 이루어지며, 상기 커패시터의 용량값을 각각 달리하여 직렬로 연결된 복수개의 누설 감지부 및 상기 직렬 연결된 복수개의 누설 감지부의 합성 임피던스 파형으로부터 누설량과 누설 위치를 판단하기 위하여 상기 복수개의 누설 감지부 양끝단에 병렬로 연결된 임피던스 측정부로 구성되지만, 이러한 분석에는 해당되는 임피던스 변화값을 측정하기 위해 많은 설치 비용과 소요 시간이 대단위로 소요되는 단점이 있었다.

지하에 매설된 배관재를 외부에서 확인하기란 매우 어렵다. 특히 강관을 모재로 한 도복장강관을 용접방식으로 시공할 경우에는 관로위치 확인이 가능하나, 매설심도가 깊을 경우 찾기가 곤란하다. 또한, 주철관 또는 조인트를 사용하여 시공하는 도복장강관이나 PE관 또는 PVC관등의 수지관은 위치 파악이 안되기 때문에 실무선에서는 관로위에 금속성 와이어를 병렬로 부설하거나 자기마커를 부착하나(도 3 참조) 이러한 방법은 자재비와 시공비가 많이 들며 타 공사시 금속성 와이어가 끊어지거나 자기마커가 타 장소로 이동하여 놓여 질 경우, 실제 정확한 배관재의 위치를 확인할 수 없었다.

종래의 다른 기술로는 도 4 (A)에서와 같이, RFID(전자태크)를 배관재 위에 부착해서 지상에서 리더기로 인식하는 방법을 연구하고 있었으나 RFID만을 배관재 위에 설치할 경우 능동형 RFID를 사용해야 하는데 현재 개발된 지하매설용 RFID는 수명이 5년 미만이며 전지 수명이 다 할 경우 무용지물이 되며, 향후 수명을 대폭 늘릴 수 있는 기술이 개발되더라도 전자태그의 가격이 너무 비싸 비경제적이었다.

상기 문제를 해결하기 위해서는 도 4(B)에서와 같이, 외부에서 RFID에 전원을 공급해야 하는데 전원공급선을 배관재 외부에 그대로 늘여 놓는 상태로 사용하거나 코팅층 사이에 전원공급선만을 삽입하여 사용할 경우, 타 공사에 의해 전원공급선이 끊기는 경우가 많았다. 그럴 경우 위치확인이 불가능하게 되어 종전에 PE관이나 PVC관의 배관위치를 확인하기 위하여 금속성 와이어를 배관재 위에 그대로 늘여 놓은 상태로 사용하던 단점이 그대로 노출되어 전원 공급선이 끊길 경우 배관재 위치를 확인할 수 없었다.

지하 매설관이 심한 파손이나 부식에 의하여 물이 새거나 가스의 누설이 발생 될 경우 신고에 의해 복구가 가능하나, 타 공사에 의하여 피복이 손상되고 누수나 누설이 되지 않는 경비한 사고가 발생되어 이 부위를 신속히 복구하지 않고 장기간 사용할 경우 집중부식이 되거나, 수지관일 경우 환경응력이 발생하여 향후 누수나 누출사고로 이어질 수도 있었다. 상기 타 공사에 의한 피복손상을 근본적으로 막기 위해서는 타 공사 수행시 사전에 지하 매설관 위치를 정확히 확인할 필요가 있으며, 부득이 피복손상이 발생 될 경우 실시간으로 복구할 수 있는 지하 매설관 모니터링 시스템이 필요하였다.

상기 문제점을 해결하기 위하여,

본 발명은 상수도관, 하수관, 우수관등으로 사용하는 도복장강관, 흄관, PC관, 주철관, 레진 콘크리트관 등의 강성관과 PE관, 이중벽 PE관, 적층별 PE관, PVC관 등의 연성관 외면에서 발생하는 파손을 감지하고, 관로 위치를 정확히 파악하는 감지관에 관한 것으로서, 지하에 매설되는 모든 배관재중 파손 감지 및 관로 위치를 파악하는 감지관에 있어서, 배관재의 외면에 PE나 PP 수지를 코팅할 때 일반배관재 외면과 PE나 PP 수지 코팅층 사이에 파손을 감지할 수 있는 파손감지선과;

상기 PE나 PP 수지 코팅 층 사이에 파손감지선과 함께 삽입하여 전원을 공급하는 전원공급선과;

상기 관로위치를 외부에서 리더기로 간단하게 확인할 수 있도록 배관재의 연결부 마다 설치하는 RFID와;

상기 파손감지선과 상기 전원공급선이 기존 배관재 외면과 잘 접착되도록 관 외면을 쇼트처리하거나 세척처리한 후, 상황에 따라 상온 혹은 예열한 후 접착제를 뿌리거나 필름상태로 먼저 감은 다음 PE나 PP 수지를 원형다이 혹은 티다이 방식으로 피복을 하며, 이때 파손감지선과 전원공급선을 스파이럴방식 또는 직선방향으로 두 기능의 선을 서로 인접시켜 제작하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 물, 수증기, 기체, 유류, 가스, 쓰레기 등을 수송하기 위하여 지하에 매설되는 모든 배관재에 대하여 파손 여부의 감지 및 관로 위치를 정확히 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축하고자 하는데 목적이 있다.

또한, 지하 매설관의 파손 및 누수 여부를 효율적으로 실시간 관리하고, 사고 발생시나 또는 타 공사를 위하여 배관재의 위치를 파악할 필요가 있을 경우, 정확한 위치를 확인할 수 있도록 배관재 연결 부위 마다 RFID(전자태크)를 부착하고 상기 RFID(전자태그)에 장기간 안정적으로 전원을 공급하고자 하는데 목적이 있다.

본 발명을 구현하기 위해 모든 배관재 외면에 파손 여부를 확인할 수 있는 감지선과, 상기 감지선 옆에 RFID에 전원을 공급할 수 있는 전원공급선을 동시에 삽입하여 제조하여 타 공사에 의한 관의 파손 상태를 실시간으로 확인할 수 있고, 또한 전원공급선이 파손 감지선에 인접하여 감겨져 있기 때문에 전원공급선이 손상될 경우, 동시에 파손 감지선이 손상됨으로서 실시간으로 전원공급선을 복구할 수 있으며, 만일 일부 구간에서 감지선이 파손되지 않은 상태에서 전원공급선만 손상되어 보수를 하지 못하더라도 일정 간격으로 떨어져서 설치된 반대 측 점검구로부터 전원을 공급받을 수 있으므로 특수한 경우를 제외하고는 대부분 RFID에 배관재 수명까지 안정적으로 전원을 공급할 수 있어 정확한 굴착 공사를 하도록 돕고자 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 물, 수증기, 기체, 유류, 가스, 쓰레기 등을 수송하기 위하여 지하에 매설되는 모든 배관재에 대하여 파손 감지 및 관로 위치를 파악하는 감지관에 있어서, 상기 배관재의 외부면에 PE나 PP 수지를 코팅할 때 일반배관재 외면과 PE나 PP 수지 코팅층 사이에 파손을 감지할 수 있는 파손감지선과;

상기 코팅 층 사이에 파손감지선과 함께 삽입하여 전원을 공급하는 전원공급선과;

상기 관로 위치를 외부에서 리더기로 간단하게 확인할 수 있도록 배관재의 연결부 마다 설치하는 RFID와;

상기 PE 수지와 접착이 잘 되도록 상온 상태 또는 예열 이후 접착제를 뿌리거나 필름상태로 먼저 감은 후 PE나 PP 수지를 원형다이 또는 티 다이 방식으로 피복할 때 상기 파손 감지선과 전원공급선을 스파이럴 방식 도는 직선방향으로 기능이 다른 각각 2개의 선을 가까이 인접시켜 제작하는 것을 특징으로 한다.

상기 배관재의 선은 적어도 두 쌍의 선으로 구성이 가능하며, 한 쌍의 선은 관의 누수 및 파손 여부를 실시간으로 확인할 수 있는 기능을 하며, 또 다른 한 쌍의 선은 관로 위치를 정확히 확인할 수 있는 기능을 가진다.

상기 RFID에 지속적 또는 필요시 마다 전원을 공급할 수 있도록 일정 거리마다 배터리를 놓기 위한 점검구(전원공급장치)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배관재의 한 쌍의 선은 관로 위치를 확인할 수 있는 RFID와 연결되어 있으며 외부로부터 전원을 공급받을 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 양쪽 관 접속부에 부착하여 관로위치를 확인할 수 있도록 연결해 놓은 RFID가 물에 직접 닿지 않도록 하고, 상기 관의 파손여부를 실시간으로 확인할 수 있도록 양쪽 관 접속부에 노출시켜 연결해 놓은 감지선이 외부의 마찰이나 토압에 의하여 손상되지 않도록 연결부위를 보호할 수 있는 보호 카바를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 관의 누수 및 파손 여부를 실시간으로 확인할 수 있는 감지선은 동선 또는 광케이블을 이용하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 파손 감지 및 관로 위치 확인이 용이한 감지관의 구성을 나타낸 도면이다.

지하에 매설되는 모든 배관재에 대하여 파손 감지 및 관로 위치를 파악하는 감지관에 있어서, 상기 배관재의 외부 면에 PE나 PP 수지를 압출 또는 분말 코팅할 경우 코팅 층 사이에 파손을 감지할 수 있는 파손감지선과;

상기 PE나 PP수지 코팅 층 사이에 감기는 파손감지선과 가까이 인접시켜 함께 삽입하여 전원을 공급하는 전원공급선과;

상기 관로 위치를 외부에서 리더기로 간단하게 확인할 수 있도록 배관재의 연결부 마다 설치하는 RFID와;

상기 파손감지선과 상기 전원공급선이 기존 배관재 외면과 잘 접착되도록 관 외면을 쇼트처리하거나 세척처리한 후, 상황에 따라 상온 혹은 예열한 후 접착제를 뿌리거나 필름상태로 먼저 감은 다음 PE나 PP 수지를 원형다이 혹은 티다이 방식으로 피복을 하며, 이때 파손감지선과 전원공급선을 스파이럴방식 또는 직선방향으로 두 기능의 선을 서로 인접시켜 제작하는 것을 특징으로 한다.

상기 PE나 PP 수지와 접착이 잘 되도록 상온 상태 또는 예열 이후 접착제를 뿌리거나 필름상태로 먼저 감은 후 PE나 PP 수지를 원형다이 또는 티 다이 방식으로 피복할 때 상기 파손 감지선과 전원공급선을 스파이럴 방식으로 인접시켜 감는 방식으로 제작하거나 직선방향으로 인접하여 나란히 위치시켜 제작하는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 감지관의 구체적인 실시예를 나타낸 도면이다.

배관재의 선은 기능이 다른 2쌍의 가닥으로 구성이 가능하며, 한 쌍의 선은 관의 누수 및 파손 여부를 실시간으로 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다. 또 다른 한 쌍의 선은 관로 위치를 확인할 수 있는 RFID와 연결되어 있으며 외부로부터 전원을 공급받을 수 있는 전원공급 장치를 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 RFID에 지속적 또는 필요시 마다 전원을 공급할 수 있도록 일정 거리마다 배터리를 놓기 위한 점검구를 포함하여 구성할 수 있다.

이상의 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였지만, 본 발명의 범위는 상기에 기재된 실시 예 및 하기의 청구범위에 한정되지 않으며, 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명으로부터 다양한 변경 및 균등한 실시가 가능하다.

상기와 같이 본 발명은 현재 상수도관, 하수도관, 가스관, 송유관, 통신관 및 쓰레기 수송관등으로 많이 사용되고 있는 배관재의 파손 여부를 감지하고, 실제 관로의 위치를 파악이 가능한 감지관을 생산하여 경제적이면서 효율성을 현저하게 높일 수 있다.

또한, 관로 탐사를 하기 위해 현재 사용하고 있는 자기마커에 비해서 수명도 길고 가격도 훨씬 낮출 수 있는 RFID를 사용하여 효율적으로 관로 위치를 정확히 알 수 있고, 타 공사시에도 관을 보호할 수 있으며, 분기가 필요한 경우 관로를 쉽게 찾을 수 있고, 누수 발생의 우려가 높은 접합부를 정확히 찾아내어 굴착공사에 따른 비용을 최소화할 수 있는 고도의 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 감지관의 일실시예를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 감지관의 구체적인 실시예를 나타낸 도면.

도 3은 종래의 자기 마커로 시공하는 경우를 나타낸 도면.

도 4 (A)는 종래의 RFID로만 직접 지하매설관에 부착하는 경우의 도면

도 4 (B)는 종래의 RFID와 외부전원을 이용한 경우의 도면.

*도면 주요 부분의 부호 설명

PE(폴리에틸렌)

PP(폴리프로필렌)

RFID(전자태그)

점검구(전원공급장치)

보호카바

Claims (6)

1. 지하에 매설되는 배관재의 파손 여부를 실시간으로 감지할 수 있고, 필요시 관로위치를 확인할 수 있는 감지관을 만드는 데 있어서,

   상기 배관재의 외면과 PE나 PP 수지 코팅층 사이에 관의 누수 및 파손 여부를 실시간으로 확인할 수 있도록 권취되는 파손감지선과;

   상기 PE나 PP 수지 코팅층 사이에 상기 파손감지선과 인접하여 관로 위치를 정확히 확인할 수 있는 기능을 하며 RFID와 연결되어 있고 외부로부터 전원을 공급받을 수 있는 전원공급선과;

   상기 관로 위치를 외부에서 리더기로 간단하게 확인할 수 있도록 상기 배관재의 연결부마다 설치하며 지속적 또는 필요시마다 전원을 공급할 수 있도록 일정 거리마다 배터리를 놓기 위한 점검구와 연결하는 RFID와;

   상기 파손감지선과 상기 전원공급선이 상기 배관재 외면과 잘 접착되도록 관 외면을 쇼트처리하거나 세척처리한 후, 상황에 따라 상온 혹은 예열한 후 접착제를 뿌리거나 필름상태로 먼저 감은 다음 PE 또는 PP 수지를 원형다이 혹은 티다이 방식으로 피복을 하며, 상기 파손감지선과 전원공급선을 스파이럴방식 또는 직선방향으로 두 기능의 선을 서로 인접시키는 것을 특징으로 하는 파손 감지 및 관로위치 파악이 용이한 감지관.
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