KR100978383B1 - Landfill site monitoring system using optical fiber sensor - Google Patents

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KR100978383B1
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이규완
정성훈
하헌중
강희철
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(주)카이센
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Abstract

PURPOSE: A system for monitoring a leachate leak for a landfill using an optical fiber sensor is provided to remarkably reduce costs, labor, and time by using a cable connected to multiple sensors. CONSTITUTION: A system for monitoring a leachate leak for a landfill using an optical fiber sensor comprises a hollow tube(10), an optical fiber cable(30), FBG temperature sensors(20), a measuring device, and an FBG array. The hollow tube is installed in the bottom of a landfill membrane. The optical fiber cable is formed inside the hollow tube. The FBG temperature sensors are connected to the optical fiber cable. The measuring device is connected to optical fiber cable and detects a temperature change of the FBG temperature sensors. The FBG array is buried in a landfill or a bank.

Description

광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템 {LANDFILL SITE MONITORING SYSTEM USING OPTICAL FIBER SENSOR}Leachate Leakage and Safety Monitoring System for Landfill Using Fiber Optic Sensors {LANDFILL SITE MONITORING SYSTEM USING OPTICAL FIBER SENSOR}

쓰레기 매립지용 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온도 변화에만 반응하도록 구성된 FBG 광섬유 센서를 이용하여 쓰레기 매립지 차수막의 손상 및 이로 인한 침출수 누출을 신속하고 정확하게 탐지하고, 성토부 사면의 변위 발생을 감지할 수 있는 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템에 관한 것이다.
Regarding a landfill monitoring system, more specifically, a FBG fiber optic sensor configured to react only to temperature changes can be used to quickly and accurately detect landfill containment damage and leachate leakage, and to detect the occurrence of displacements in the fill slope. The present invention relates to a leachate leakage and safety monitoring system for landfills using optical fiber sensors.

지반을 오염시킬 수 있는 잠재 오염원의 종류는 무수히 많으나 크게 점오염원과 비점오염원으로 구분된다. 점오염원의 경우에는 잠재오염원에 대한 지속적인 모니터링을 통하여 오염물질의 누출이 발생할 경우 누출 초기에 누출여부와 지점을 감지하여 이를 신속히 처리한다면 지반의 오염에 의한 피해를 최소화할 수 있다.There are many types of potential pollutants that can contaminate the ground, but they are divided into point sources and nonpoint sources. In the case of point sources, if the leakage of pollutants occurs through continuous monitoring of potential sources, the damage caused by soil contamination can be minimized if the leak and the spot are detected at the early stage of the leak.

점오염원의 대표적인 예가 쓰레기 매립지이다. 최근에는 위생매립지의 개념으로 일반적으로 합성수지 차수막(HDPE Sheet: 이하, 차수막이라 칭함.)을 설치하여 침출수의 유출을 방지하고 있지만, 그 시공 과정에서 또는 시공 후 사용 과정에서 차수막에 손상이 발생하는 경우가 빈번히 발생하고 있으며, 이는 침출수의 누출을 야기하여 주변 지반을 오염시키는 주요 원인이 되고 있다.A representative example of a point source is a landfill. Recently, as a concept of sanitary landfill, synthetic resin lining (HDPE Sheet) is installed to prevent the leakage of leachate, but when damage occurs to lining during the construction or after use Occurs frequently, which causes leachate leakage and is a major contaminant in the surrounding ground.

따라서, 매립지에서 합성수지 차수막의 파손에 의한 침출수 누출을 조기에 감지하여 차수막을 신속히 보수함으로써 주변 지반의 오염을 최소화하기 위한 누출감지시스템의 개발이 요구된다.Therefore, it is necessary to develop a leak detection system for minimizing contamination of the surrounding ground by quickly detecting the leachate leakage caused by breakage of the synthetic resin order membrane in the landfill and quickly repairing the order membrane.

이러한 요구에 따라 다양한 매립지 누출감시시스템이 개발 적용되고 있는 실정이다. 이들 대부분은 차수막의 내부와 외부에 각각 전극을 설치하는 것을 기본 구성으로 하여 차수막의 높은 전기적 절연성을 이용하는 전기적 방법 통해 누출을 감지하고 모니터링을 자동화할 수 있도록 고안되어 있다. In accordance with these requirements, various landfill leak monitoring systems have been developed and applied. Most of them are designed to install electrodes on the inside and outside of the liner, respectively, and are designed to detect leaks and automate monitoring through electrical methods that utilize the high electrical insulation of the liner.

종래 전위값 측정방법을 이용한 매립지 누출감지시스템을 살펴보면, 쓰레기 매립지 차수막을 설치하기 이전에 차수막이 설치될 지반의 상부(차수막 하부)에 현장상황에 알맞은 감지전극 및 케이블이 포설되고 그 위에 차수막 및 보호토양이 덮여 있는 설치구조를 갖고, 절연체인 차수막 상부 또는 하부의 전위차를 측정하여 해석함으로써 차수막의 파손 여부 및 파손 발생 지점을 파악한다. In the landfill leak detection system using the conventional electric potential measurement method, before installing the landfill liner, a sensing electrode and a cable suitable for the site situation are installed on the upper part of the ground where the liner is to be installed (under the liner), and the liner and the protective layer are installed thereon. The installation structure is covered with soil and the potential difference between the upper and lower parts of the insulator film is measured and analyzed to determine whether the insulator film is broken or the point of breakage.

구체적으로 살펴보면, 차수막에 손상이 없을 경우에는 차수막 상하부에 전류를 인가하더라도 차수막에 의해 저항이 높아지므로 높은 전압이 검출되나, 차수막에 손상이 발생될 경우에는 파손부위를 통해 전류가 흐르게 되어 전압의 변화 즉, 상대적으로 낮은 전압이 측정되고 이를 통해 차수막의 손상을 감지할 수 있게 된다. 상술한 방법 이외에도 대표적인 예로, 쌍전극법, 전극격자 배치법, 이동전극 시스템 등을 들 수 있다.Specifically, if there is no damage to the insulation film, even if a current is applied to the top and bottom of the insulation film, the resistance is increased by the insulation film, so that a high voltage is detected, but if damage occurs in the insulation film, a current flows through the breakage portion to change the voltage. In other words, a relatively low voltage is measured, which makes it possible to detect damage to the barrier. In addition to the above-described method, representative examples include a bi-electrode method, an electrode grid arrangement method, a moving electrode system, and the like.

상기 쌍전극법은 하나의 전극은 매립지 안쪽에 설치하고 다른 하나는 차수막에 의해 차단된 지역의 외부 지반에 설치한다. 매립지 안쪽의 전극에 전류를 걸어줄 때 차수막의 전기적 저항 때문에 차수막에 결함이나 손상이 없다면 차수막 외부에 설치된 전극센서에서는 전류의 흐름이 감지되지 않고, 하나의 전극으로부터 다른 전극센서로 전류의 흐름이 감지되면 누출이 있음을 나타낸다.In the bi-electrode method, one electrode is installed inside the landfill and the other is installed on the outer ground of the area blocked by the insulation film. When current is applied to the electrode inside the landfill, if there is no defect or damage to the insulation due to the electrical resistance of the insulation, the current flow is not detected from the electrode sensor installed outside the insulation, and the current flow is detected from one electrode to another. Indicates a leak.

상기 전극격자 배치법은 차수막 하부에 전극을 격자형으로 설치하여 전극 주위의 지역에 전류를 통하게 함으로써 각 전극 근처 흙의 전압을 측정하는 방식이다. 따라서 흙이나 물보다 더 높은 전기전도도를 갖는 침출수가 누출된 지점에서는 전압의 변화가 발생하여 누출을 감지할 수 있게 된다.The electrode lattice arrangement method is a method of measuring the voltage of the soil near each electrode by placing the electrodes in the grid to form a grid to the current around the electrode by passing the current. Therefore, at the point where the leachate with higher electrical conductivity than the soil or water leaks, a voltage change occurs to detect the leak.

상기 이동전극 시스템은 차수막에 손상이 발생할 경우 그 위치에서 높은 전류가 검출되는 원리를 이용하는 방식으로서 차수막을 경계로 매립물과 인접지반에 각각 전극을 위치시켜 전류를 흐르게 한 후, 매립장 표면에서 전극을 이동시키면서 전압을 일정한 간격으로 가해 전압포텐셜을 구한다. 침출수 누출이 없을 경우에는 일정한 전압포텐셜이 검출되나, 누출이 발생될 경우에는 해당 지점에서 전류밀도가 커지게 되어 전압포텐셜에 변화가 발생하고 이를 통해 침출수 누출을 감지할 수 있게 된다.The moving electrode system uses a principle that a high current is detected at a position when damage occurs to the insulation film. The electrodes are placed on the landfill and adjacent grounds at the boundary of the insulation film, and current flows therebetween. While moving, apply voltage at regular intervals to find the voltage potential. If no leachate leaks, a constant voltage potential is detected, but if a leak occurs, the current density increases at that point, resulting in a change in voltage potential, thereby detecting leachate leaks.

상기에서 설명한 바와 같이, 종래의 매립지 누출감지시스템은 기본적으로 전극배치, 각 전극에 연결되는 전선포설 및 전류인가를 포함하는 전기적 방법을 이용해 침출수 누출을 감지하도록 구성되어 있다.As described above, the conventional landfill leak detection system is basically configured to detect the leachate leak by using an electrical method including the electrode arrangement, wire laying and current application connected to each electrode.

그러나, 이러한 전기적 방법을 이용한 종래 누출감지시스템은 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional leak detection system using this electrical method has the following problems.

종래 누수감지시스템은 멀티플레싱이 불가능하여, 설치되는 전극센서마다 각각 별도의 케이블이 연결 구비되어야 하는 바, 누출감지시스템 시공시 상당한 작업시간과 고가의 설치비용이 요구되는 문제점이 있었다.In the conventional leak detection system, the multiplexing is not possible, and thus a separate cable must be provided for each electrode sensor to be installed, and thus, a significant work time and expensive installation cost are required when installing the leak detection system.

또한, 위생매립지 시공 과정 또는 시공 후 사용 중, 특정 케이블의 단선 발생시 파손된 위치를 파악하는 것이 곤란한 문제점이 있었다.In addition, during the construction process or post-installation of the sanitary landfill site, it was difficult to determine the broken position when the disconnection of a specific cable occurs.

또한, 종래는 차수막 손상에 따른 침출수 누출 감지시스템과 성토부 사면의 변형을 감시하는 시스템은 상호간에 유기적으로 결합 관리되지 못하고 별도로 분리되어 구동하도록 구성되어 있어. 시스템 관리 및 모니터링 효율성이 저하되는 문제점이 있었다.
In addition, conventionally, the leachate leak detection system and the system for monitoring the deformation of the fill surface slope due to the damage of the curtain membrane are not configured to be organically managed to manage each other, and are configured to be separated and driven separately. There was a problem that the system management and monitoring efficiency is reduced.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 침출수 유입에 따른 온도변화를 이용하여 차수막의 손상 및 이로 인한 침출수 누출을 정확하고 신속하게 탐지할 수 있는 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to use an optical fiber sensor that can accurately and quickly detect damage to the membrane and the resulting leachate leakage by using the temperature change according to the leachate inflow To provide a leachate leakage and safety monitoring system for landfills.

본 발명의 또 다른 목적은 침출수 누출을 감지하기 위해 많은 수로 설치되는 감지센서의 멀티플레싱이 가능한 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a leachate leakage and safety monitoring system for landfill using a fiber optic sensor capable of multiplexing a sensing sensor installed in a large number to detect leachate leakage.

본 발명의 또 다른 목적은 외부 하중에 의해 케이블 내지 감지센서에 파손이 발생할 경우 해당 파손 지점을 손쉽게 찾아낼 수 있는 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템을 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a landfill leachate leakage and safety monitoring system using an optical fiber sensor that can easily find the point of breakage when the cable or the sensor is damaged by an external load.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 쓰레기 매립지 차수막의 하부에 포설되는 다수의 중공 튜브와; 상기 각 튜브의 내부에 구비되는 광섬유 케이블과; 상기 광섬유 케이블에 캐스케이드 방식으로 연결되어 상기 튜브 내부에 설치되는 복수의 FBG 온도센서; 및 상기 광섬유 케이블과 연결되어 상기 FBG 온도센서의 온도 변화를 검출하는 계측장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The landfill leachate leakage and safety monitoring system using the optical fiber sensor according to the present invention for achieving the above object comprises a plurality of hollow tubes installed in the lower part of the landfill; An optical fiber cable provided inside each of the tubes; A plurality of FBG temperature sensors connected to the optical fiber cable in a cascade manner and installed inside the tube; And a measuring device connected to the optical fiber cable to detect a temperature change of the FBG temperature sensor.

본 발명에 따른 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템에 의하면, 하나의 케이블로 다수 개의 센서를 모두 연결하여 측정 가능하기 때문에 넓은 쓰레기 매립지에 누출 감지시스템 시공시 그 설치 비용, 인력 및 시간을 대폭 감소시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.According to the leachate leakage and safety monitoring system for landfill using the optical fiber sensor according to the present invention, since it is possible to measure by connecting all the multiple sensors with one cable, the installation cost, manpower and There is a significant effect that can greatly reduce the time.

또한, 위생매립지 시공시 또는 시공 후 사용 과정에서 단선과 같은 케이블 파손 등이 발생하면 해당 지점을 신속하게 찾아낼 수 있어 장비의 유지보수가 용이한 장점이 있다.In addition, when a cable breakage such as disconnection occurs during construction or after use of sanitary landfill construction, it is possible to quickly find a corresponding point, thereby making it easy to maintain equipment.

또한, 케이블 길이가 길어진다 하더라도 신호에 노이즈 및 왜곡이 발생되지 않아 정확한 측정이 가능한 장점이 있다.In addition, even if the cable length is long, noise and distortion do not occur in the signal, and thus there is an advantage in that accurate measurement is possible.

또한, 기존 시스템은 누수발생 유무만을 감지할 수 있는 반면, 본 발명의 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 전체 이력자료를 저장할 수도 있고, 향후 상당기간 동안의 히스토리 분석도 가능하여 정량적인 데이터 관리 및 분석이 가능한 장점이 있다.In addition, the existing system can only detect the presence of leakage, whereas the leachate leakage and safety monitoring system of the present invention can store the entire history data, and also for historical analysis for a considerable period of time in the future quantitative data management and analysis There are possible advantages.

또한, 위생 매립지 설치 후 사용 중 차수막 하부의 지하수 유동도 모니터링이 가능함에 따라, 지하수로 인한 지반변형 및 지하수유입을 사전에 방지할 수 있도록 자료를 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the groundwater flow rate can be monitored during the use of the sanitary landfill after installation, the data can be provided to prevent ground deformation and groundwater inflow due to groundwater in advance.

또한, 매립장 사면 및 매립중 시공하는 매립제방의 거동에 대한 모니터링 역시 광섬유 케이블을 이용하고 있는 바, 하나의 계측장치로 침출수 누출은 물론 사면의 변형까지 모두 감시할 수 있어 매립지에 대한 모니터링 효율성을 대폭 향상시킬 수 있는 현저한 효과가 있다.
In addition, the monitoring of the behavior of landfill slopes and landfill embankments constructed during landfill use fiber optic cables, and a single measuring device can monitor not only leachate leakage but also deformation of slopes. There is a significant effect that can be improved.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도변화 감지튜브의 구성예.
도 2는 쓰레기 매립지에 설치되어 침출수 누출을 감지하기 위한 본 발명의 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템의 시공예.
도 3은 본 발명의 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템에 구비된 광스위치를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템을 매립지 사면에 설치한 확장 실시예.
도 5는 본 발명에 따른 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템을 매립 제방에 설치한 확장 실시예.
도 6은 도 4 및 도 5 의 FBG 어레이의 일 실시예를 도시한 사시도이다. 1 is a configuration example of a temperature change detection tube according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a construction example of the landfill leachate leakage and safety monitoring system using the optical fiber sensor of the present invention for detecting the leachate leak installed in the landfill.
Figure 3 schematically shows an optical switch provided in the leachate leakage and safety monitoring system for landfills using the optical fiber sensor of the present invention.
Figure 4 is an extended embodiment installed on the landfill slope of the leachate leakage and safety monitoring system for landfills using the optical fiber sensor according to the present invention.
5 is an extended embodiment of installing a leachate leakage and a safety monitoring system for landfills using a fiber optic sensor in a landfill embankment.
6 is a perspective view illustrating one embodiment of the FBG array of FIGS. 4 and 5.

본 발명에 따른 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 다수의 전극을 포설하고 전류를 인가하여 발생하는 전압 변화 또는 전류 투과량 변화를 측정하여 쓰레기 매립지의 침출수 누출을 측정하였던 종래 누출 감지시스템과는 달리, 침출수 유입에 따른 온도변화를 이용하여 차수막의 손상 및 이로 인한 침출수 누출을 탐지할 수 있는 기술적 특징을 제시한다.Leakage leakage and safety monitoring system for landfill using the optical fiber sensor according to the present invention is a conventional leak detection to measure the leakage of leachate in the landfill by measuring a change in voltage or current transmission caused by installing a plurality of electrodes and applying a current Unlike the system, we propose a technical feature that can detect damage to the membrane and the resulting leachate leakage by using the temperature change due to leachate inflow.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예, 장점 및 특징에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment, advantages and features of the present invention.

본 발명에 따른 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 광섬유센서를 이용한 온도변화 감지튜브와 상기 온도변화 감지튜브로부터 인출되어 외부로 연장된 광섬유케이블(30)에 연결되는 계측장치(40)를 포함한다.Leachate leakage and safety monitoring system for landfills according to the present invention includes a temperature change detection tube using a fiber optic sensor and a measuring device 40 connected to the optical fiber cable 30 extended outward from the temperature change detection tube. do.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도변화 감지튜브의 구성예이다. 1 is a configuration example of a temperature change detection tube according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 온도변화 감지튜브는 중공 튜브(10), 광섬유 케이블(30) 및 FBG(Fiber Bragg Gratings) 온도센서(20)를 포함하도록 구성된다.Referring to FIG. 1, the temperature change sensing tube according to the present invention is configured to include a hollow tube 10, an optical fiber cable 30, and a fiber bragg grating (FBG) temperature sensor 20.

쓰레기 매립지에 시공되는 통상의 위생매립시설은 원지반 위에 지하수 배제층을 두고 그 위에 점토 또는 고화재를 토사와 혼합한 점토차수층을 시공하게 된다. 또한 완벽한 차수를 위해 점토차수층 상부에 차수막이 적층되고, 그 상부에는 부직포와 골재를 이용한 배수층이 설치 되는데, 본 발명의 온도감지 튜브는 이러한 위생매립시설의 시공구조에서 점토차수층과 차수막 사이에 포설하는 것이 바람직하다.Conventional sanitary landfill facilities, which are constructed in landfills, will have a groundwater exclusion layer on the ground and a clay order layer in which clay or solids are mixed with soil. In addition, the order film is laminated on the top of the clay order layer for a perfect order, and a drainage layer using a nonwoven fabric and aggregate is installed on the upper part of the clay order layer. The temperature sensing tube of the present invention is disposed between the clay order layer and the order membrane in the construction structure of the sanitary landfill facility. It is preferable.

본 발명의 튜브(10)는 내부가 비어 있는 기다란 파이프 형상을 갖으며, 내부에는 적어도 하나의 광섬유 케이블(30)과 상기 광섬유 케이블(30)에 연결되는 복수의 FBG 온도센서(20)가 구비된다.The tube 10 of the present invention has an elongated pipe shape having an empty inside, and is provided with at least one optical fiber cable 30 and a plurality of FBG temperature sensors 20 connected to the optical fiber cable 30. .

상기 튜브(10)는 외부 하중으로부터 광섬유 케이블(30)을 보호할 수 있도록 열전도율이 높고 비교적 성형이 용이한 스틸 또는 강화 플라스틱 소재로 구성하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 수분에 쉽게 노출될 수 있는 설치환경을 고려하여 내식성이 우수한 스테인레스 스틸로 제작하는 것이 좋다.The tube 10 is preferably made of steel or reinforced plastic material having a high thermal conductivity and relatively easy to form, so as to protect the optical fiber cable 30 from an external load, and more preferably, may be easily exposed to moisture. Considering the installation environment, it is better to manufacture stainless steel with excellent corrosion resistance.

본 발명의 광섬유 케이블(30)은 광선 신호를 내부반사로 송수신하는 전송매체로서 상기 튜브(10)의 길이방향을 따라 내부에 설치된다. 하나의 광섬유 케이블(30)에는 다수 개의 FBG 온도센서(20)를 연결하여 측정할 수 있어 멀티플레싱이 가능하며, 케이블 길이가 길어진다 하더라도 신호에 노이즈 및 왜곡이 발생되지 않아 정확한 측정이 가능한 장점이 있다.The optical fiber cable 30 of the present invention is a transmission medium that transmits and receives a light signal through internal reflection and is installed therein along the longitudinal direction of the tube 10. Multiple FBG temperature sensors 20 can be connected to one optical fiber cable 30 for measurement and multiplexing is possible. Even if the cable length is long, noise and distortion do not occur in the signal. have.

본 발명의 FBG 온도센서(20)는 침출수 누출에 의한 온도변화를 탐지하는 요소로서, 하나의 광섬유 케이블(30)에는 복수 개의 FBG 온도센서(20)가 캐스케이드 방식으로 연결 설치되고, FBG 온도센서(20)에 의해 탐지된 온도변화 정보는 광섬유 케이블(30)을 통해 계측장치(40)로 전송된다.The FBG temperature sensor 20 of the present invention is an element for detecting a temperature change due to leachate leakage, a plurality of FBG temperature sensor 20 is installed in a cascade method in one optical fiber cable 30, FBG temperature sensor ( The temperature change information detected by 20 is transmitted to the measuring device 40 through the optical fiber cable 30.

상기 FBG 온도센서(20)에 의한 온도변화 탐지란, 상기 계측장치(40)가 광섬유 케이블(30)에 광원을 조사한 후 상기 FBG 온도센서(20)로부터 반사되는 광을 분석하여 파장의 변화 여부를 통해 해당 FBG 온도센서(20)가 설치된 영역에 온도변화가 발생하였는지를 측정하는 것을 의미한다. The temperature change detection by the FBG temperature sensor 20 refers to whether the measurement device 40 changes the wavelength by analyzing the light reflected from the FBG temperature sensor 20 after irradiating a light source to the optical fiber cable 30. It means through measuring whether the temperature change occurred in the region where the corresponding FBG temperature sensor 20 is installed.

즉, FBG 센서에 온도변화가 발생할 시, 이에 대응하여 상기 FBG 온도센서의 격자 간격 변화에 의해 반사되는 파장이 달라지는 성질을 이용하여 초기 파장에서 변화된 반사파장의 변화량을 계산함으로써 온도변화 감지 동작을 수행한다.That is, when the temperature change occurs in the FBG sensor, the temperature change detection operation is performed by calculating the amount of change in the reflected wavelength changed from the initial wavelength by using the property that the wavelength reflected by the lattice spacing change of the FBG temperature sensor changes. do.

따라서, 상기 FBG 온도센서는 온도 변화에 대한 민감도를 증대시킬 수 있도록 격자를 형성하여 면적을 증대시킴으로써 온도 감지 능력을 향상시킬 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.Therefore, the FBG temperature sensor is preferably configured to improve the temperature sensing ability by forming a grating to increase the area to increase the sensitivity to temperature changes.

본 발명의 온도변화 감지튜브는 침출수 누출에 따른 온도변화가 튜브(10) 내부에 구비된 FBG 온도센서(20)에 신속하고 정확히 반영되어 탐지될 수 있도록 다음과 같이 구성된다.Temperature change detection tube of the present invention is configured as follows so that the temperature change according to the leachate leak can be detected quickly and accurately reflected in the FBG temperature sensor 20 provided in the tube (10).

즉, FBG 온도센서(20)를 내부에 구비하는 튜브(10) 구성에 있어서, 상기 튜브(10)의 두께를 관통하는 복수 개의 관통공(13)을 형성하여 튜브(10)의 내부와 외부 간에 원활한 온도 전달이 이루어질 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 이는, 침출수 누출시 야기되는 외부 온도 변화가 상기 관통공(13)을 통해 비교적 짧은 시간 내에 FBG 온도센서(20)에 전달될 수 있어 침출수 누출을 감지함에 유리하기 때문이다. 물론, 필요에 따라서는 상기 관통공(13)이 구비되지 않은 튜브 형태로 구성하여도 동일한 목적을 달성할 수 있음은 당연하다. 상기 관통공(13)의 형성 위치는 적어도 FBG 온도센서(20)가 설치된 지점의 수직 방향에 해당하는 튜브 (13)면 상에 형성하는 것이 바람직하다.That is, in the configuration of the tube 10 having the FBG temperature sensor 20 therein, a plurality of through holes 13 penetrating through the thickness of the tube 10 are formed to form a gap between the inside and the outside of the tube 10. It is desirable to configure so that a smooth temperature transfer can be achieved. This is because the external temperature change caused by the leachate leak can be transmitted to the FBG temperature sensor 20 within a relatively short time through the through hole 13, which is advantageous for detecting the leachate leak. Of course, if necessary, even if configured in the form of a tube without the through hole 13, the same object can be achieved. The through hole 13 may be formed at least on the tube 13 surface corresponding to the vertical direction of the point where the FBG temperature sensor 20 is installed.

본 발명의 온도변화 감지튜브는 쓰레기 매립지에 포설되는 바, 외부 하중에 그대로 노출되어 있는 설치 환경을 갖는다. 이에 따라, 튜브(10)의 벤딩 및 외부 자극 발생시 튜브(10) 내부에 구비된 FBG 온도센서(20)의 중심파장이 변동될 수 있어 온도변화 감지의 정밀도를 크게 왜곡시킬 수 있다.The temperature change detection tube of the present invention is installed in the landfill, the installation environment is exposed to the external load as it is. Accordingly, the center wavelength of the FBG temperature sensor 20 provided inside the tube 10 may be varied when the tube 10 is bent and the external magnetic pole is generated, thereby greatly distorting the precision of the temperature change detection.

상기와 같은 바, 튜브(10)의 변형에 의해서는 FBG 온도센서(20)가 반응하지 않고 단지 온도에 의해서만 반응할 수 있도록 하는 온도변화 감지튜브 구성이 필요하다. 따라서, 본 발명의 튜브(10)는 충분히 두꺼운 두께를 갖는 스틸 소재로 제작하여 튜브에 외력이 가해지더라도 인장, 압축, 벤딩과 같은 튜브 변형이 발생하지 않고 원형을 보존할 수 있도록 구성함으로써 튜브(10) 내부에 구비된 FBG 온도센서(20)의 튜브 변형에 의한 반응 및 신호 왜곡을 방지하고 단지 온도변화에만 반응할 수 있도록 한다.
As described above, the deformation of the tube 10 requires a temperature change sensing tube configuration that allows the FBG temperature sensor 20 to react only by temperature, not by reaction. Therefore, the tube 10 of the present invention is made of a steel material having a sufficiently thick thickness, even if an external force is applied to the tube is configured to preserve the original shape without the tube deformation such as tension, compression, bending, tube 10 ) To prevent the reaction and signal distortion caused by the tube deformation of the FBG temperature sensor 20 provided therein and to react only to temperature changes.

도 2는 쓰레기 매립지에 시공된 본 발명의 누출감지시스템을 개략적으로 도시한 일 실시예이다.Figure 2 is an embodiment schematically showing a leak detection system of the present invention constructed in a landfill.

도 2를 참조하면, 본 발명의 온도감지 튜브는 쓰레기 매립지에 포설되는데, 구체적으로는 매립지의 원지반(5) 상부에 다수 개의 온도감지 튜브(10a 내지 10e)를 일정 간격으로 평행하게 나열한 후 그 상부에 차수막을 적층하고, 매립지에 포설된 각 온도감지 튜브(10a 내지 10e)의 일단부로 인출되는 광섬유 케이블(30a 내지 30e)은 매립지 외부로 연장하여 적어도 하나의 계측장치(40)와 연결함으로써 본 발명의 누출감지시스템의 시공이 완료된다.Referring to FIG. 2, the temperature sensing tube of the present invention is installed in a landfill, specifically, a plurality of temperature sensing tubes 10a to 10e are arranged in parallel at a predetermined interval on the base 5 of the landfill, and then the upper portion thereof. The optical fiber cables 30a to 30e drawn out on one end of each of the temperature sensing tubes 10a to 10e laid in the landfill are stacked on the landfill to extend the outside of the landfill to be connected to the at least one measuring device 40. Construction of leak detection system is completed.

상기와 같이 쓰레기 매립지에 시공된 본 발명의 누출감지시스템을 통해, 차수막의 손상으로 인한 침출수 누출 탐지는 물론, 차수막의 구체적인 손상 위치 내지 케이블 단선 발생 위치도 판별할 수 있게 된다.Through the leak detection system of the present invention constructed in the landfill as described above, it is possible not only to detect the leachate leakage due to damage of the membrane, but also to determine the specific damage position or cable break occurrence position of the membrane.

먼저, 차수막의 침출수 누출을 탐지하는 방법을 살펴보면, 차수막에 손상이 발생되어 누수가 발생되면 물이 유입된 영역에서 온도 변화가 발생하게 되고, 이러한 온도변화는 유입수 발생 지점에 설치된 FBG 온도센서(20)에도 영향을 미치게 된다. First, a method of detecting the leachate leakage of the water curtain, when the damage occurs in the water curtain and the leakage occurs, a temperature change occurs in the water inflow area, this temperature change is the FBG temperature sensor (20) ) Is also affected.

즉, 차수막의 특정 지점에 손상이 발생되고 이로 인해 침출수가 유입되어 온도가 변화하면 상기 온도변화 발생지점에 위치하고 있는 특정 FBG 온도센서의 격자 간격 변화가 유발되고, 이로 인해 반사광의 중심 파장이 변경되어 온도 변화가 발생하였음을 계측장치(40)를 통해 검출할 수 있게 된다.That is, when damage occurs at a specific point of the insulation film and the leachate flows and the temperature changes, a change in the lattice spacing of a specific FBG temperature sensor located at the temperature change occurrence point is caused, thereby changing the center wavelength of the reflected light. It is possible to detect through the measuring device 40 that a temperature change has occurred.

또한, 본 발명의 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 상술한 바와 같은 침출수 누출 감지는 물론, 매립지 시공 과정 중 기계적 다짐 등으로 케이블(도1: 30) 손상이 발생될 수 있는데, 종래 센서는 구체적인 단선 발생 지점을 파악하기가 매우 까다로우나, 본 발명의 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 각 FBG 온도센서마다 고유의 중심파장을 갖고 있기 때문에 단선 발생 위치를 손쉽고 신속하게 찾을 수 있다는 장점이 있다.In addition, in the landfill leachate leakage and safety monitoring system using the optical fiber sensor of the present invention, as well as the leachate leakage detection as described above, damage to the cable (Fig. 1: 30) may occur due to mechanical compaction during the landfill construction process. However, the conventional sensor is very difficult to identify the specific disconnection point, but the leachate leakage and safety monitoring system of the present invention has a unique center wavelength for each FBG temperature sensor can be easily and quickly find the location of the disconnection There is an advantage.

도 2를 참조하여 설명하면, 위생매립지 시공 중 외부 하중에 의해 온도감지 튜브에 심한 파손이 발생되면, 상기 파손 부위에 포설된 광섬유 케이블 역시 상기 외력에 의한 손상이 발생되고 이에 따라 특정 지점(A)에 단선 내지 단락이 유발될 것이다.Referring to FIG. 2, when severe damage occurs to the temperature sensing tube due to external load during construction of sanitary landfill, the optical fiber cable installed at the damaged part may also be damaged by the external force, and thus, a specific point (A). A disconnection or short circuit will be caused.

따라서, 본 발명의 계측장치(40)는 단선이 발생된 지점(A)을 기준으로 상기 계측장치(40)와 상기 단선 발생 지점(A) 사이에 설치된 FBG 온도센서(20-1)들로부터는 광신호를 입력받게 되나 상기 단선 발생 지점(A) 이후에 설치된 FBG 온도센서(20-2)들로부터는 광신호를 전송받지 못하게 된다.Therefore, the measurement device 40 of the present invention is based on the point (A) where the disconnection is generated from the FBG temperature sensors 20-1 installed between the measurement device 40 and the disconnection generation point (A). The optical signal is input, but the optical signal is not received from the FBG temperature sensors 20-2 installed after the disconnection point A.

그 결과, 상기 계측장치(40)는 "20-1"에 해당하는 FBG 온도센서들의 결과치만을 출력하게 되고, 이를 통해 작업자는 적어도 "20-1a" 센서 설치 지점과 "20-2a" 센서 설치 지점 사이에 단선(즉, 차수막 파손)이 발생했음을 판별할 수 있게 된다.As a result, the measuring device 40 outputs only the results of the FBG temperature sensors corresponding to "20-1", whereby the operator at least the "20-1a" sensor installation point and the "20-2a" sensor installation point It is possible to determine that a disconnection (that is, a breakage of the membrane) occurred in between.

즉, 광섬유 케이블을 따라 캐스케이드 방식으로 설치된 FBG 온도센서들의 중심파장은 각각 상이하기 때문에 광신호 반사에 실패한 FBG 온도센서를 파악할 수 있고, 이를 통해 케이블의 단선 발생 위치를 유추할 수 있어 시스템의 유지 보수가 용이한 장점이 있다.That is, since the center wavelengths of the FBG temperature sensors cascaded along the optical fiber cable are different from each other, it is possible to identify the FBG temperature sensor that failed to reflect the optical signal. There is an easy advantage.

또한, 본 발명의 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템을 적용할 경우 도 2와 같이 멀티코어 광섬유 케이블(31)을 적용할 수 있어 하나의 케이블(31) 포설만으로 다수의 온도감지 튜브를 연결하고 제어할 수 있어 시스템 설치 및 관리가 매우 편리한 장점이 있다.
In addition, when the leachate leakage and safety monitoring system for landfill of the present invention can be applied as shown in Figure 2 multi-core optical fiber cable 31 can be connected to a plurality of temperature sensing tube only one cable 31 installation It can be controlled to make system installation and management very convenient.

도 3은 본 발명의 침출수 누출 및 안전감시 시스템에 구비된 광스위치(45)를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing the optical switch 45 provided in the leachate leakage and safety monitoring system of the present invention.

본 발명의 계측장치(40)에 연결할 수 있는 채널 수는 한정되어 있으나, 상기 계측장치(40)는 가격이 상당히 고가이기 때문에 여러 대를 설치하는 것은 경제적 여건상 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 다수 개 온도감지 튜브와 계측장치(40) 사이에 광스위치(45)를 구비한다.Although the number of channels that can be connected to the measuring device 40 of the present invention is limited, it is difficult to install several units because the measuring device 40 is quite expensive. In order to solve this problem, the present invention includes an optical switch 45 between a plurality of temperature sensing tubes and the measuring device 40.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 매립지(5)에 포설된 다수의 온도감지 튜브로부터 외부로 인출된 각각의 광섬유 케이블(30a 내지 30h)은 광스위치(45)에 연결하고 상기 광스위치(45)는 계측장치(40)와 연결되도록 구성하였다.As shown in FIG. 3, the leachate leakage and safety monitoring system according to the present invention includes each optical fiber cable 30a to 30h drawn out from the plurality of temperature sensing tubes installed in the landfill 5. ) And the optical switch 45 is configured to be connected to the measuring device (40).

상기 광스위치(45)는 일정시간 간격으로 채널이 순환되며 각 온도감지 튜브에 구비된 광섬유 케이블과 순차적으로 접속되면서 해당 FBG 온도센서의 변화값을 측정하도록 스위칭한다. 따라서, 최대한 적은 수의 계측장치(40)를 이용하여 많은 수의 광섬유 케이블(30a 내지 30h)을 순차적으로 측정할 수 있는 이점이 있다.
The optical switch 45 is circulated at regular time intervals and is sequentially connected to the optical fiber cable provided in each temperature sensing tube and switches to measure the change value of the corresponding FBG temperature sensor. Therefore, there is an advantage that can sequentially measure a large number of optical fiber cables (30a to 30h) using the smallest number of measuring devices 40.

도 4 및 5는 본 발명에 따른 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템의 확장 실시예이다. 본 발명의 확장 실시예에 따른 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 상술한 바와 같이 원지반(5)과 차수막(7) 사이에 포설되는 다수 개의 온도감지 튜브를 통해 차수막(7)의 손상 부위 및 침출수 누출을 탐지할 수 있음은 물론, 매립장 사면(도4: 6) 및 매립중 시공하는 매립제방(도5: 8)에 매설된 FBG 어레이(50)를 통해 사면의 거동(파단, 변형 등)을 감시할 수 있도록 구성된다.4 and 5 is an extended embodiment of the leachate leakage and safety monitoring system for landfills using the optical fiber sensor according to the present invention. Leachate leakage and safety monitoring system according to an extended embodiment of the present invention is to prevent damage and leakage of leachate of the membrane 7 through a plurality of temperature sensing tubes installed between the base 5 and the membrane 7 as described above In addition to detecting, the behavior of the slopes (breaks, deformations, etc.) can be monitored through the FBG array 50 embedded in the landfill slope (FIG. 4: 6) and the landfill embankment (FIG. 5: 8). It is configured to be.

본 발명의 FBG 어레이(50)는 상호 간에 소정 간격 이격 배치된 다수 개의 FBG 센서(51)를 하나의 광섬유 케이블(53)을 통해 연결 구성한 것을 지칭하며, 상기 광섬유 케이블(53)은 본 발명의 침출수 누출 및 안전감시 시스템을 구성하는 계측장치(40)로 연결된다.The FBG array 50 of the present invention refers to a configuration in which a plurality of FBG sensors 51 disposed to be spaced apart from each other through one optical fiber cable 53, and the optical fiber cable 53 is a leachate of the present invention. It is connected to the measuring device 40 constituting the leak and safety monitoring system.

상기 FBG 센서(51)는 대상의 변위 발생을 감지하는 수단로서 구체적으로는 변형률 센서를 의미한다. 상기 변형률 센서의 작동 원리를 간단히 설명하면, 광케이블에 특정파장을 반사시키는 브래그 격자를 생성시키고, 외부 자극에 의한 격자 변형으로 반사되는 파장이 달라지는 성질을 이용하여 초기 파장에서 변화된 반사파장의 변화량을 계산함으로써 센서 역할를 수행한다.The FBG sensor 51 is a means for detecting the displacement of the object, and specifically means a strain sensor. Briefly explaining the operation principle of the strain sensor, by generating a Bragg grating reflecting a specific wavelength to the optical cable, and calculates the amount of change in the reflected wavelength changed from the initial wavelength by using the property that the wavelength reflected by the grating deformation caused by an external stimulus is changed Thereby acting as a sensor.

따라서, 매립장 사면(6) 및 매립중 시공하는 매립제방(8)에 파단, 붕괴와 같은 변위가 발생되면, 상기 FBG 센서(51)로 인장 내지 압축의 힘이 전달되고 이로 인해 반사파장의 변동이 야기되어 해당 지점의 변위 발생을 감지할 수 있게 된다.Therefore, when displacements such as fracture and collapse occur in the landfill slope 6 and the landfill embankment 8 that is constructed during landfill, the force of tension or compression is transmitted to the FBG sensor 51, thereby causing variation in reflected wavelength. To detect the occurrence of displacement at that point.

도 6은 도 4 및 도 5 의 FBG 어레이의 구체적인 구성을 보여주는 사시도이다. 6 is a perspective view illustrating a specific configuration of the FBG array of FIGS. 4 and 5.

도 4 내지 6을 참조하면, 상기 FBG 어레이(50)는 띠 형상의 스트립 부재에 다수의 FBG 센서(51)가 나열된 구조로 구성되며, 그 길이 방향이 지면에 수직하도록 성토부에 매설하는 것이 바람직하다. 이는, 매립장 사면(6) 내지 매립제방(8)에 변형 발생시 FBG 어레이(50)에 외력이 가해질 수 있는 면적을 증대시켜 변위 감지 능력을 향상시킴으로써 사면의 변형을 더욱 정확하고 민감하게 탐지할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 상기 스트립 부재는 외력이 가해질 시 비교적 쉽게 벤딩 (Bending) 동작할 수 있는 유연한 플라스틱 소재로 구성하는 것이 바람직하다. 이처럼 사면의 변위 발생을 감지하기 위해 띠 형상의 스트립 부재를 포함하도록 구성된 FBG 어레이에 대해서는 본원발명의 발명자 중 한 명에 의해 출원된 "특허출원 10-2009-0063311" 에 게시되어 있다.4 to 6, the FBG array 50 has a structure in which a plurality of FBG sensors 51 are arranged on a strip-shaped strip member, and the buried portion is embedded in the fill section so that its length direction is perpendicular to the ground. Do. This increases the area where external force can be applied to the FBG array 50 when deformation occurs in the landfill slopes 6 to 8, so that the displacement detection ability can be detected more accurately and sensitively. To do this. Therefore, the strip member is preferably made of a flexible plastic material that can bend relatively easily when an external force is applied. Such FBG arrays configured to include strip-shaped strip members for detecting the occurrence of the displacement of the slope are published in "Patent Application 10-2009-0063311" filed by one of the inventors of the present invention.

주요 기술적 특징을 간략히 설명하면, 매립장 사면(6) 및 매립제방(8)에 설치되는 본 발명의 FBG 어레이(50)는 플라스틱 소재로 이루어진 띠 형상의 스트립 부재(55)와, 상기 스트립 부재(55)의 일면 상에 장축 길이방향을 따라 부착되는 다수 개의 FBG 변형률 센서(53)와, 상기 다수 개의 변형률 FBG 센서(51)를 연결하는 광섬유 케이블(53)과, 상기 스트립 부재(55)의 장축 길이방향을 따라 상호 간에 간격을 형성하며 이격 설치되어 상기 스트립 부재의 벤딩을 억제하는 다수 개의 강성보강대(57)를 포함하는 구성을 갖는다.Briefly describing the main technical features, the FBG array 50 of the present invention, which is installed on the landfill slope 6 and the landfill embankment 8, includes a strip-shaped strip member 55 made of a plastic material, and the strip member 55. A plurality of FBG strain sensors 53 attached to one side of the long axis in the longitudinal direction, an optical fiber cable 53 connecting the plurality of strain FBG sensors 51, and a length of the long axis of the strip member 55 It has a configuration including a plurality of rigid reinforcing bar 57 is formed spaced apart from each other along the direction to suppress the bending of the strip member.

상기와 같은 구성을 통해, 매립장 사면 및 매립제방(8)의 변위 발생시 상기 스트립 부재(55)는 연속된 강성보강대(57)가 각각 형성하는 상기 간격 공간에서만 벤딩 동작이 발생하게 되고, 이에 따라 상기 간격 공간에 구비된 FBG 변형률 센서 (51)에 의해 사면 및 매립제방의 변위 발생이 정확하게 감지될 수 있게 된다. Through the above configuration, when the displacement of the buried slope and the buried embankment 8 occurs, the strip member 55 is bent only in the interval space formed by the continuous rigid reinforcing bars 57, respectively, and thus By the FBG strain sensor 51 provided in the space space it is possible to accurately detect the displacement of the slope and buried embankment.

상기 스트립 부재(55)는 외력에 의한 벤딩 동작은 가능하되 파괴는 발생하지 않도록 섬유강화 플라스틱 소재로 구성하는 것이 바람직하며, 상기 강성보강대(57)는 외력이 가해지더라도 파괴되지 않으면서 또한 구부러지지 않는 강성을 지닌 소재로 구성하고, 적어도 스트립 부재(55)와 접촉 결합되는 일면은 평면으로 구성하여 상기 평면은 스트립 부재(55)을 밀착하며 결합될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 강성보강대(57)의 결합 방식은 접착제 본딩 내지 볼팅 결합과 같은 통상의 결합 수단을 사용하면 무난하다.The strip member 55 is preferably made of a fiber-reinforced plastic material so as to be able to bend by an external force but not cause breakage, and the rigid reinforcing bar 57 is not broken even when an external force is applied. It is preferable to configure the material having rigidity, and at least one surface that is in contact with the strip member 55 is formed in a flat surface such that the plane can be coupled in close contact with the strip member 55. The coupling method of the rigid reinforcement bar 57 is easy to use conventional bonding means such as adhesive bonding or bolting coupling.

상술한 바와 같이, 종래 매립지용 감시 시스템(내지 감지 센서)는 매립지 차수막 손상에 의한 침출수 측정만 가능하였으나, 본 발명의 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 동일한 시스템 구성 즉, FBG 센서의 추가적인 설치와 연결만으로 침출수 뿐만 아니라 매립장 사면 내지 매립제방 등의 관리 감시가 가능한 강점이 있다. 따라서, 매립장 사면 및 매립중 시공하는 매립제방의 거동에 대한 모니터링 역시 광섬유 케이블을 이용하여 하나의 계측장치로 침출수 누출은 물론 사면의 변형까지 모두 감시할 수 있어 매립지에 대한 모니터링 효율성을 대폭 향상시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.As described above, the conventional landfill monitoring system (or detection sensor) was only capable of measuring leachate due to damage to the landfill lining, but the leachate leakage and safety monitoring system for landfill using the optical fiber sensor of the present invention have the same system configuration, that is, FBG. With the additional installation and connection of sensors, there are strengths that can monitor and monitor not only leachate but also landfill slopes and landfill embankments. Therefore, the monitoring of the landfill slope and the behavior of the landfill embankment constructed during the reclamation can also monitor the leachate leakage as well as the deformation of the slope with a single measuring device using a fiber optic cable, thus greatly improving the monitoring efficiency of the landfill. That has an excellent effect.

또한, 종래 매립지용 침출수 누출 감시 시스템은 단순히 침출수 누출 발생 사실의 유무(有無)만을 검출하는 ON/OFF 개념의 계측 기법임에 비해, 본 발명의 침출수 누출 및 안전감시 시스템은 침출수 누출에 따른 정량적인 온도 분포 및 변화에 대한 구체적인 정보를 확보할 수 있고, 그 이력 관리 등을 체계적으로 수행할 수 있는 강점을 제공한다.
In addition, the conventional landfill leachate leakage monitoring system is a measurement technique of the ON / OFF concept to detect only the presence of leachate leakage, the leachate leakage and safety monitoring system of the present invention is quantitative according to the leachate leakage It can provide specific information on temperature distribution and change, and provide strength for systematic management of the history.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다. 이와 같이 변형된 실시예들은 본 발명의 사상 및 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.
Although specific embodiments of the present invention have been described and illustrated above, it will be apparent that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. Such modified embodiments should not be understood individually from the spirit and scope of the present invention, but should fall within the claims appended to the present invention.

10 : 튜브 13 : 관통공
20 : FBG 온도센서 30, 53: 광섬유 케이블
31 : 멀티코어 광섬유 케이블 40 : 계측장치
45 : 광스위치 50 : FBG 어레이
51 : FBG 변형률 센서 55 : 스트립 부재
57 : 강성보강대10 tube 13 through hole
20: FBG temperature sensor 30, 53: fiber optic cable
31 multicore optical fiber cable 40 measuring device
45: optical switch 50: FBG array
51: FBG strain sensor 55: strip member
57: rigid reinforcement

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 쓰레기 매립지에 설치되어 침출수 누출 및 성토부 사면의 거동을 감시하기 위한 시스템으로서,
쓰레기 매립지 차수막의 하부에 포설되는 다수의 중공 튜브;
상기 각 튜브의 내부에 구비되는 광섬유 케이블;
상기 광섬유 케이블에 캐스케이드 방식으로 연결되어 상기 튜브 내부에 설치되며 온도 변화에 반응하는 복수의 FBG 온도센서;
상기 광섬유 케이블과 연결되어 상기 FBG 온도센서의 온도 변화를 검출하는 계측장치; 및
쓰레기 매립지 사면 내지 매립제방에 매설되는 FBG 어레이를 포함하고,
상기 FBG 어레이는
플라스틱 소재로 이루어진 띠 형상의 스트립 부재;
상기 스트립 부재의 일면 상에 장축 길이방향을 따라 부착되는 다수 개의 FBG 변형률 센서; 및
상기 다수 개의 FBG 변형률 센서를 연결하는 광섬유 케이블을 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템.
As a system installed in the landfill to monitor the leachate leakage and the behavior of the fill slope,
A plurality of hollow tubes disposed below the landfill lining;
An optical fiber cable provided inside each of the tubes;
A plurality of FBG temperature sensors connected to the optical fiber cable in a cascade manner and installed in the tube and reacting to a temperature change;
A measuring device connected to the optical fiber cable to detect a temperature change of the FBG temperature sensor; And
An FBG array embedded in a landfill slope or landfill embankment,
The FBG array is
A strip-shaped strip member made of a plastic material;
A plurality of FBG strain sensors attached to one side of the strip member along a longitudinal direction of the major axis; And
Leakage leakage and safety monitoring system for landfills using the optical fiber sensor, characterized in that it comprises a fiber optic cable connecting the plurality of FBG strain sensors.
제5 항에 있어서,
상기 중공 튜브에는 상기 FBG 온도센서가 설치되는 부분에 내부와 외부를 관통하는 관통공이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템.
The method of claim 5,
Leaked water leakage and safety monitoring system for landfills using the optical fiber sensor, characterized in that the hollow tube is further provided with a through hole penetrating the inside and the outside in the portion where the FBG temperature sensor is installed.
제5 항에 있어서,
상기 중공 튜브는 스테인레스 스틸로 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템.
The method of claim 5,
Leakage leakage and safety monitoring system for landfills using optical fiber sensors, characterized in that the hollow tube is made of stainless steel.
제5 항에 있어서,
상기 누출감지시스템은 일정시간 간격으로 채널이 순환되는 광스위치를 더 구비함으로써, 하나의 계측장치로 다수의 광섬유 케이블을 순차적으로 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 센서를 이용한 쓰레기 매립지용 침출수 누출 및 안전감시 시스템.The method of claim 5,
The leak detection system further includes an optical switch in which channels are circulated at regular intervals, so that a single measuring device can sequentially measure a plurality of optical fiber cables. Safety monitoring system.
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