KR101048607B1 - 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기 및 이를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법 - Google Patents

휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기 및 이를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기 및 이를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법에 관한 것으로서, 액체 탐지 대상물에 임펄스 신호를 조사하고, 액체 탐지 대상물에서 반사된 반사파를 수신하여 처리하는 액체 인화물 탐지부와, 전류 인가로 자기장을 발생시키고, 자기장의 변화를 감지하는 금속 탐지부와, 액체 인화물 탐지부에서 수신한 반사파를 분석하여 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하며, 금속 탐지부에서 수신한 자기장 변화를 분석하여 금속 존재 여부를 판단하고, 액체 인화물 탐지부와 상기 금속 탐지부의 동작을 제어하는 제어부와, 제어부의 제어신호에 따라 액체 인화물이나 금속의 탐지를 사용자에게 알려주는 알람부 및 신호 입력을 위한 키패드와 결과 출력을 디스플레이하는 디스플레이 유닛으로 구성된 인터페이스부를 포함하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기 및 이를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법이 제공된다.
액체 인화물, 금속, 탐지기, 임펄스 신호, 반사파

Description

휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기 및 이를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법 {Portable apparatus for detecting liquid inflammables and metal and detecting method using the same }
본 발명은 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기 및 이를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리나 플라스틱 용기에 담겨져 있는 액체 인화물을 개봉하지 않고 탐지함은 물론 동시에 총기류와 같은 금속 물질을 탐지할 수 있는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기 및 이를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법에 관한 것이다.
불안정한 국제정세, 사회불안 등으로 각종 테러의 위협이 가중되고 있는 상황에서 항공기, 지하철, 버스 등 공공장소에서 위험물의 반입을 사전에 방지할 수 있는 검사장비의 수요가 증대되고 있다.
특히, 대구 지하철에서의 시너(thinner)에 의한 참사사건, 국보 1호인 숭례문 시너 방화사건 등에서와 같이 비교적 반입이 용이한 가연성 액체를 페트병에 넣어서 반입하여 방화를 하는 경우가 늘고 있다. 또한, 영국 런던공항 액체폭탄 사건에서의 경우와 같이 손쉽게 액체 폭발물을 휴대함으로써 공공장소에서 많은 인명피해 를 입힐 수 있는 폭발물을 탐지할 수 있는 탐지기가 절실히 필요한 실정이다.
그러나, 공항을 제외한 거의 모든 공공장소나 대중교통 등에서 위험물 검사는 용이하지 않은 실정이다. 일반적으로 기존의 위험물 검사는 일정한 시간을 필요로 하는 화학분석에 의하여 수행되는데, 현실적으로 불가능하기 때문에 결국 육안이나 냄새 또는 직접 손으로 확인하게 된다. 이러한 방식의 위험물 검사는 정확도가 매우 낮으며, 개인사생활 침해 문제와 시간지연 등 여러 문제점을 가지고 있다. 또한, 대부분의 탐지기는 자력선을 이용하여 총기나 금속류의 유무만을 판단할 수 있으며, 금속성 물질이 아닌 액체 인화물, 액체 폭발물 등은 탐지가 불가능하므로 급변하는 테러양상에 대비하기가 어렵다.
따라서, 반입되는 액체 폭발물, 인화물질 그리고 금속물질을 짧은 시간 안에 용기를 열지 않은 상태로 정확히 판별해낼 수 있는 장비가 절실히 요구되고 있다. 특히 대중들이 많이 모이는 공항, 지하철, 운동장, 극장 등의 공공장소에서 폭발물, 인화물 탐지기의 활용은 공공의 안정을 지키는데 절대적인 역할을 할 것으로 예상된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공항, 항만, 회의장, 운동장 등과 같이 테러 위험성이 있는 장소에서 유리병이나 플라스틱 용기에 담겨진 물질을 개방하지 않고도 액체 인화물 또는 액체 폭발물 여부를 탐지하는 동시에, 총기나 기타 금속류의 소지 여부도 탐 지할 수 있는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 예시적인 일 실시예에 따르면, 액체 탐지 대상물에 임펄스 신호를 조사하고, 상기 액체 탐지 대상물에서 반사된 반사파를 수신하여 처리하는 액체 인화물 탐지부; 전류 인가로 자기장을 발생시키고, 상기 자기장의 변화를 감지하는 금속 탐지부; 상기 액체 인화물 탐지부에서 수신한 반사파를 분석하여 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하며, 상기 금속 탐지부에서 수신한 자기장 변화를 분석하여 금속 존재 여부를 판단하고, 상기 액체 인화물 탐지부와 상기 금속 탐지부의 동작을 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어신호에 따라 액체 인화물이나 금속의 탐지를 사용자에게 알려주는 알람부; 및 신호 입력을 위한 키패드와 결과 출력을 디스플레이하는 디스플레이 유닛으로 구성된 인터페이스부를 포함하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기가 제공된다.
상기 액체 인화물 탐지부는 임펄스 신호를 발생시키는 신호 발생 모듈; 상기 임펄스 신호를 상기 액체 탐지 대상물로 전송하는 송신 안테나; 상기 액체 탐지 대상물에서 반사된 반사파를 수신하는 수신 안테나; 상기 반사파의 노이즈를 제거하고, 신호 레벨을 조정하는 신호 처리 모듈; 및 상기 신호 처리 모듈로부터 인가받은 반사파를 디지털로 변환하여 상기 제어부로 전송하는 아날로그/디지털 변환 모듈을 포함한다.
상기 액체 인화물 탐지부는 상기 신호 발생 모듈로부터 상기 임펄스 신호를 인가받아 증폭시켜 상기 송신 안테나로 출력하는 송신 모듈; 및 상기 수신 안테나 로부터 인가받은 반사파를 증폭시켜 상기 신호 처리 모듈로 출력하는 수신 모듈을 더 포함한다.
상기 제어부는 상기 신호 처리 모듈로부터 수신한 반사파 정도와 미리 저장된 액체별 반사파 정도를 비교하여, 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단한다.
상기 제어부는 상기 신호 처리 모듈로부터 수신한 반사파의 전파 지연시간과 미리 저장된 액체별 반사파의 전파 지연시간을 비교하여, 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단한다.
상기 금속 탐지부는 전류 인가시 자기장을 발생시키는 코일; 상기 코일 주위에 금속이 존재할 경우 자기장의 변화를 감지하는 센서부; 및 상기 제어부의 명령에 따라 금속 탐지 감도를 조절하는 감도 조절부를 포함한다.
상기 감도 조절부는 다수의 저항; 및 상기 다수의 저항과 연결되며, 상기 제어부의 명령에 따라 작동되는 다수의 스위치로 구성된다.
상기 알람부는 상기 액체 인화물이나 금속의 탐지를 소리로서 알려주는 음향 알람 유닛과, 상기 액체 인화물이나 금속의 탐지를 진동으로 알려주는 진동 알람 유닛을 포함한다.
본 발명의 예시적인 다른 실시예에 따르면, 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법으로서, 액체 인화물 탐지부에서 임펄스 신호를 발생 및 증폭하여 액체 탐지 대상물에 조사하는 단계; 상기 액체 탐지 대상물로부터 반사된 반사파를 수신 및 신호 처리하는 단계; 상기 신호 처리된 반 사파를 상기 제어부로 전송하는 단계; 상기 제어부는 수신한 반사파 정도와 미리 저장된 액체별 반사파 정도를 비교하여, 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하는 단계; 판단 결과 상기 액체 탐지 대상물이 인화물인 경우, 상기 제어부는 상기 알람부를 작동시키는 명령 신호를 상기 알람부로 전송하는 단계; 및 상기 알람부는 상기 명령 신호에 따라 작동하는 단계를 포함한다.
상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하는 단계 이후에, 상기 제어부는 수신한 반사파의 전파 지연시간과 미리 저장된 액체별 반사파의 전파 지연시간을 비교하여, 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서와 같이, 이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 공항, 항만, 회의장, 운동장 등과 같이 테러 위험성이 있는 장소에서 총기나 기타 금속류의 소지 여부를 감지할 수 있고, 또한 소지한 유리병이나 플라스틱 용기에 담겨진 물질을 개방 없이 폭발물 또는 인화물인지를 판별하게 함으로써, 총기류나 액체폭발물 및 인화물로 인한 테러방지는 물론 시설물 및 인명을 안전하게 보호할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 개략적인 기능 블록도이며, 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 개략 구성도이고, 도 3은 도 1에 도시된 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 상세 기능 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기(700)는 액체 인화물 탐지부(100), 금속 탐지부(200), 제어부(300), 인터페이스부(400), 알람부(500) 및 하우징(600)을 포함한다.
액체 인화물 탐지부(100)는 임펄스 신호를 발생시키고, 탐색하고자 하는 액체 탐지 대상물에 발생시킨 임펄스 신호를 조사하고, 액체 탐지 대상물에서 반사된 반사파를 수신하여 처리한다. 금속 탐지부(200)는 전류 인가로 자기장을 발생시키고, 금속 탐지부 주위에 금속의 존재 유무에 따라 자기장이 변화하는 것을 감지한다.
제어부(300)는 액체 인화물 탐지부(100)로부터 수신한 반사파를 분석하여 액체 탐지 대상물이 인화물인지 비인화물인지 여부를 판단하며, 금속 탐지부(200)에서 수신한 자기장 변화를 분석하여 금속 탐지부(200) 주위에 금속이 존재하는지 여부를 판단한다. 또한, 제어부(300)는 액체 인화물 탐지부(100)와 금속 탐지부(200)를 비롯한 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 구성요소의 동작을 제어한다. 액체 인화물 탐지부(100)에서 탐지한 액체 탐지 대상물이 인화물이거나 또는 금속 탐지부(200)에서 금속을 탐지한 것으로 제어부(300)에서 판단하게 되면, 제어부(300)는 탐지 결과를 사용자에게 알려주기 위하여 알람부(500)의 작동을 지시한 다.
인터페이스부(400)는 사용자가 데이터 입력이나 명령을 인가할 수 있는 신호 입력 수단으로 이용되며, 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 탐지 결과를 사용자에게 보여주는 기능을 수행한다. 알람부(500)는 제어부(300)의 제어신호에 따라 액체 인화물이나 금속의 탐지를 사용자에게 알려주는 기능을 수행한다.
하우징(600)은 전체적으로 바(bar) 형태로 형성되며, 하우징의 상단부에는 금속 탐지부(200)가 내장되며, 중간 부분에는 액체 인화물 탐지부(100) 및 다른 구성요소들이 내장된다. 하단부는 손잡이로서 사용되며, 휴대용 액체 인화물 금속 탐지기를 작동시키는 배터리가 내장된다.
도 3을 참조하여, 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 구성을 보다 상세히 살펴본다.
액체 인화물 탐지부(100)는 신호 발생 모듈(110), 송신 모듈(120), 송신 안테나(130), 수신 안테나(140), 수신 모듈(150), 신호 처리 모듈(160) 및 아날로그/디지털 변환 모듈(170)로 구성된다.
신호 발생 모듈(110)은 임펄스 신호를 발생시키는 기능을 수행하며, 송신 모듈(120)은 신호 발생 모듈(110)로부터 임펄스 신호를 인가받아 증폭시킨 후,증폭된 임펄스 신호를 송신 안테나(130)로 전송한다. 송신 안테나(130)는 신호 송신 모듈(120)로부터 수신한 임펄스 신호를 액체 탐지 대상물(20)로 전송한다.
수신 안테나(140)는 액체 탐지 대상물(20)에서 반사된 반사파를 수신하는 역 할을 수행하며, 수신 모듈(150)은 수신 안테나(140)로부터 인가받은 반사파를 증폭시켜 신호 처리 모듈(160)로 출력한다. 신호 처리 모듈(160)은 수신 모듈(150)로부터 인가받은 반사파의 노이즈를 제거하고, 신호 레벨을 조정한 후 아날로그/디지털 변환 모듈(170)로 전송한다. 아날로그/디지털 변환 모듈(170)은 신호 처리 모듈(160)로부터 인가받은 반사파를 디지털 신호로 변환하여 제어부(300)로 전송한다.
금속 탐지부(200)는 코일(210), 센서부(220) 및 감도 조절부(230)를 포함한다. 코일(210)은 전류 인가시 자기장을 발생시키는 기능을 수행하며, 센서부(220)는 코일(210) 주위에 금속이 존재할 경우, 코일(210)에 발생된 자기장의 변화를 감지하는 기능을 수행한다. 또한, 감도 조절부(230)는 제어부(300)의 명령에 따라 금속 탐지 감도를 조절하는 기능을 수행한다.
제어부(300)는 액체 인화물 탐지부(100)의 신호 처리 모듈(160)로부터 인가받은 반사파와 미리 저장된 액체별 반사파의 데이터를 비교한 후, 액체 인화물 탐지부(100)에서 탐지한 액체가 어떠한 종류의 액체인지 즉, 인화물인지 비인화물인지 여부를 판별한다. 한편, 제어부(300)는 액체 탐지 대상물이 인화물로 판별되면, 이를 사용자에게 알리기 위하여 알람부(500)의 작동을 지시한다. 이와 마찬가지로, 제어부(300)는 금속 탐지부(200)에 금속을 탐지한 경우, 금속 탐지를 사용자에게 알리기 위하여, 알람부(500)의 작동을 지시한다.
액체 인화물 탐지부(100)와 금속 탐지부(200)의 동작은 동시에 진행될 수도 있으며, 순차적으로 진행될 수도 있다.
도 4는 신호 발생 모듈에서 발생된 임펄스 신호의 폭을 측정한 신호를 나타낸 도이며, 도 5는 신호 발생 모듈에서 발생된 임펄스 신호의 주기를 측정한 신호를 나타낸 도이다. 도 4와 도 5는 도 3의 송신 모듈(120)에서 출력된 임펄스 신호를 오실로스코프로 측정한 임펄스 신호의 폭과 주기를 나타낸 그림이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 신호 발생 모듈에서 발생된 임펄스 신호의 폭은 약 11V(피크 투 피크전압)이며, 임펄스 신호의 주기는 30μs 이다. 이는 본 발명의 예시적인 실시예에 이용된 임펄스 신호의 폭과 주기이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 액체 인화물에서 반사된 반사파 신호를 나타낸 도이며, 도 7은 액체 비인화물에서 반사된 반사파 신호를 나타낸 도이고, 도 8은 상온에서의 액체 인화물 및 액체 비인화물별 유전율 계수를 나타낸 도이다.
도 6과 도 7은 신호 처리 모듈(160)에서 처리된 결과 신호로서, 도 6은 인화물 중 하나인 가솔린을 측정한 신호이고, 도 7은 비인화물 중 하나인 물을 측정한 신호이다.
도 8은 상온에서의 액체 물질별 유전율 계수를 나타낸 것이다. 인화물과 비인화물은 도 8에서 도시된 바와같이 유전율이 다르게 나타난다. 도 6과 도 7과 같은 신호 즉, 액체 탐지 대상물로부터 반사된 임펄스 신호의 반사파가 제어부(300)에 입력되면, 입력된 반사파와 미리 저장된 액체별 반사파의 데이터를 비교하여 인 화물 여부를 판별한다. 본 발명에서 제어부(300)는 인화물 여부를 2가지 방식으로 판별하는데, 상세한 내용은 이하의 도 9 및 도 10을 참조하여 상술한다.
도 9는 비인화물과 인화물의 반사파 정도의 차이를 도시한 도이다.
도 9에 도시된 인화물 판별방식은 반사파 정도를 측정하여 인화물 및 비인화물 판별하는 방법으로 [식 1]은 반사계수(R)를 구하는 식이다.
[식 1]
Figure 112009039137624-pat00001
도 9를 참조하면, 물의 반사파 정도 즉, 원래 임펄스 신호 크기와 반사된 반사파의 크기의 비율은 약 80%이며, 가솔린의 반사파 정도는 약 17% 정도이다. 액체 물질별로 유전율이 상이하기 때문에, 반사파 정도 역시 상이하게 나타난다. 이러한 액체별로 반사파 정도가 상이하게 나타남을 이용하여, 인화물 및 비인화물을 포함하는 다양한 액체별 반사파 정도를 데이터화하여 데이터 저장부에 저장시킨다. 제어부(300)에서는 액체 인화물 탐지부(100)에서 처리된 반사파를 인가받아, 메모리에 기저장된 액체별 반사파 정도와 비교하여, 액체 인화물 탐지부(100)에서 탐지된 액체가 인화물인지 또는 비인화물인지 여부를 판별하거나, 또는 제어부(300)는 액체 인화물 탐지부(100)로부터 수신한 반사파 정도가 기준값 미만일 경우 이를 인화물로 판별한다.
도 10은 비인화물과 인화물의 반사파의 전파지연 시간의 차이를 도시한 도이다. 도 10에 도시된 인화물 판별 방식은 제어부(300)가 신호 처리 모듈로부터 수신한 반사파의 전파 지연시간과 미리 저장된 액체별 반사파의 전파 지연시간을 비교하여, 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하는 방식이다.
도 10은 반사파의 전파 지연시간을 측정하여 인화물 및 비인화물 판별하는 방법으로 식 (2)은 전파지연시간(T)을 구하는 식이다.
[식 2]
Figure 112009039137624-pat00002
여기서, k는 상수, L은 전파속도, c 는 광속도이며, μ는 액체별 유전율 계수이다. 전파 지연시간이란 반사파의 진폭이 기준값 미만으로 떨어지는데 소요되는 시간을 의미한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 인화물 중 하나인 가솔린의 전파 지연시간은 1.41k이며, 비인화물 중 하나인 물의 전파 지연시간은 8.94k이다. 이와 같이, 비인화물의 전파 지연시간이 인화물의 전파 지연시간 보다 상대적으로 크다는 것을 알 수 있다.
액체별로 전파 지연시간이 상이하게 나타남을 이용하여, 인화물 및 비인화물을 포함하는 다양한 액체별 전파 지연시간을 데이터화하여 데이터 저장부에 저장시킨다. 제어부(300)에서는 액체 인화물 탐지부(100)에서 처리된 반사파를 인가받아, 메모리에 기저장된 액체별 전파 지연시간과 비교하여, 액체 인화물 탐지부(100)에 서 탐지된 액체가 인화물인지 또는 비인화물인지 여부를 판별하거나, 또는 제어부(300)는 액체 인화물 탐지부(100)로부터 수신한 전파 지연시간이 기준값 미만일 경우 이를 인화물로 판별한다.
도 11a 및 도 11b는 금속 탐지부의 센서부의 구성을 나타낸 도이며, 도 12는 감도 조절부의 구성을 나타낸 도이다.
도 11a 내지 도 12를 참조하면, 센서부(220)는 금속 감지센서(221)와 레벨 감지기(222)로 구성되며, 감도 조절부(230)는 다수의 저항과 다수의 스위치로 구성된다.
금속 감지센서(221)는 코일(210)부근에 금속이 존재하면 설정된 감도 조절값에 맞도록 금속을 감지하며, 감지된 결과는 레벨 감지기(222)에 의해 결정되어 제어부(300)로 전송된다.
감도 조절부(230)는 다수의 저항(R11 ~ R16)과, 다수의 저항과 연결되며, 제어부(300)의 명령에 따라 온/오프되어 다양한 저항값의 조합을 생성하는 다수의 스위치(SW1 ~ SW5)로 구성된다.
도 13은 제어부, 인터페이스부 및 알람부의 구성을 나타낸 기능 블록도이다.
도 13을 참조하면, 제어부(300)는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 각 구성요소의 동작을 제어하는 MCU(Micro Control Unit;310)와 데이터를 저장하는 메모리(320)를 포함하며, 인터페이스부(400)는 출력 결과를 사용자에게 디스플레이 하는 디스플레이 유닛(410)과 사용자가 명령을 입력할 수 있는 신호 입력 유닛(420)으로 구성된다.
알람부(500)는 제어부(300)의 명령에 따라 액체 인화물 탐지나 금속 탐지 여부를 소리와 진동으로 알려주기 위한 음향 알람 유닛(510)과 진동 알람 유닛(520)으로 구성된다.
도 14는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 전체적인 동작을 설명하기 위한 도이다. 도 14를 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대용 액체 인화물 금속 탐지기의 전체적인 동작을 설명한다.
액체 인화물 탐지부(100)는 임펄스 신호를 발생한 후, 발생된 임펄스 신호를 액체 인화물 탐지에 적합한 크기의 신호로 증폭시키는 과정을 수행한다(S11). 임펄스 신호는 송신 안테나를 통하여 액체 탐지 대상물로 전송된다(S12). 액체 탐지 대상물로 전송된 임펄스 신호의 일부는 액체 탐지 대상물을 투과하며, 일부는 반사된다. 이러한 반사파는 액체 인화물 탐지부(100)의 수신 안테나를 통하여 수신되며, 수신된 반사파는 증폭 및 노이즈가 제거된다(S13). 신호 처리된 반사파는 제어부(300)로 전송된다(S14).
제어부(300)에서는 액체 인화물 탐지부(100)로부터 수신한 반사파의 반사파 정도 및 전파 지연시간을 측정하는 과정을 수행한다(S15). 그리고 나서, 미리 저장된 액체별 반사파 정도과 측정된 반사파 정도를 비교하여 액체 탐지 대상물이 인화물인지 여부를 판단한다. 또한, 미리 저장된 액체별 전파 지연시간과 측정된 반사 파의 전파 지연시간을 비교하여 액체 탐지 대상물이 인화물인지 여부를 판단한다(S16). 제어부(300)에서 액체 탐지 대상물의 인화물 판별 시, 측정된 반사파의 반사파 정도나 전파 지연시간 중 어느 하나만을 사용하여 판별할 수 있다. 보다 정확한 판단을 위하여 2가지 방식을 모두 사용하여 인화물 여부를 판별할 수도 있다.
제어부(300)에서 액체 탐지 대상물을 인화물로 판별한 경우, 인화물 탐지를 사용자에게 알리기 위하여 제어부(300)는 알람부 작동 명령신호를 알람부(500)로 전송한다(S17). 알람부(500)는 제어부(300)의 명령신호에 따라 진동 알람 유닛과 음향 알람 유닛 중 어느 하나 또는 그 조합을 작동시켜서, 사용자에게 액체 인화물이 탐지되었음을 알려준다(S30).
한편, 금속 탐지부(200)는 액체 인화물 탐지부(100)와 독립적으로 작동한다. 이러한 금속 탐지부(200)의 동작을 상펴보면, 우선 제어부(300)에서 금속 탐지부(200)로 감도 조절 명령신호를 전송한다(S21). 그 다음, 금속 탐지부(200)는 제어부(300)에서 전송된 감도 조절 명령신호에 따라 금속 탐지부의 감도 조절값이 설정된다(S22). 설정된 감도 조절값의 범주 내에서 금속의 존재 여부를 탐지한다(S23). 금속 탐지 결과를 제어부(300)로 전송하며(S24), 제어부(300)에서는 금속 탐지를 사용자에게 알리기 위하여 알람부 작동 명령신호를 알람부(500)로 전송한다(S25).
알람부(500)는 제어부(300)의 명령신호에 따라 진동 알람 유닛과 음향 알람 유닛 중 어느 하나 또는 그 조합을 작동시켜서, 사용자에게 금속이 탐지되었음을 알려준다(S30).
도 15는 본 발명의 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기를 이용하여 액체 인화물을 탐지하는 예시적인 일 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 임펄스 신호를 발생한 후, 발생된 임펄스 신호를 액체 인화물 탐지에 적합한 크기의 신호로 증폭시킨다(S151).
임펄스 신호를 액체 탐지 대상물로 전송하는 과정을 수행한다(S152). 액체 탐지 대상물에 반사되어 돌아온 반사파 수신하는 과정을 수행한다(S153). 이러한 반사파는 수신 안테나를 통하여 수신되며, 수신 모듈과 신호 처리 모듈을 거치면서 증폭된 후, 노이즈가 제거된다.
반사파의 반사파 정도를 측정한 후(S154), 제어부에서는 측정된 반사파 정도와 기준값을 비교하여, 반사파 정도가 기준값 미만인지 여부를 판단한다(S155). 판단 결과, 반사파 정도가 기준값 미만일 경우에는 액체 탐지 대상물이 인화물인 경우로서, 알람부를 작동시켜서 사용자에게 액체 탐지 대상물이 인화물임을 알려준다(S156).
도 16은 본 발명의 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기를 이용하여 액체 인화물을 탐지하는 예시적인 다른 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16을 참조하면, 임펄스 신호를 발생한 후, 발생된 임펄스 신호를 액체 인화물 탐지에 적합한 크기의 신호로 증폭시킨다(S161).
임펄스 신호를 액체 탐지 대상물로 전송하는 과정을 수행한다(S162). 액체 탐지 대상물에 반사되어 돌아온 반사파 수신하는 과정을 수행한다(S163). 이러한 반사파는 수신 안테나를 통하여 수신되며, 수신 모듈과 신호 처리 모듈을 거치면서 증폭된 후, 노이즈가 제거된다.
반사파의 전파 지연시간을 측정한 후(S164), 제어부에서는 측정된 반사파의 전파 지연시간과 기준값을 비교하여, 반사파의 전파 지연시간이 기준값 미만인지 여부를 판단한다(S165). 판단 결과, 반사파의 전파 지연시간이 기준값 미만일 경우에는 액체 탐지 대상물이 인화물인 경우로서, 알람부를 작동시켜서 사용자에게 액체 탐지 대상물이 인화물임을 알려준다(S166).
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기 및 이를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 개략적인 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 개략 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 상세 기능 블록도이다.
도 4는 신호 발생 모듈에서 발생된 임펄스 신호의 폭을 측정한 신호를 나타낸 도이다.
도 5는 신호 발생 모듈에서 발생된 임펄스 신호의 주기를 측정한 신호를 나타낸 도이다.
도 6은 액체 인화물에서 반사된 반사파 신호를 나타낸 도이다.
도 7은 액체 비인화물에서 반사된 반사파 신호를 나타낸 도이다.
도 8은 상온에서의 액체 인화물 및 액체 비인화물별 유전율 계수를 나타낸 도이다.
도 9는 비인화물과 인화물의 반사파 정도의 차이를 도시한 도이다.
도 10은 비인화물과 인화물의 반사파의 전파지연 시간의 차이를 도시한 도이다.
도 11a 및 도 11b는 금속 탐지부의 센서부의 구성을 나타낸 도이다.
도 12는 감도 조절부의 구성을 나타낸 도이다.
도 13은 제어부, 인터페이스부 및 알람부의 구성을 나타낸 기능 블록도이다.
도 14는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기의 전체적인 동작을 설명하기 위한 도이다.
도 15는 본 발명의 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기를 이용하여 액체 인화물을 탐지하는 예시적인 일 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기를 이용하여 액체 인화물을 탐지하는 예시적인 다른 방법을 나타내는 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 액체 인화물 탐지부
200 : 금속 탐지부
300 : 제어부
400 : 인터페이스부
500 : 알람부
600 : 하우징

Claims (10)

  1. 액체 탐지 대상물에 임펄스 신호를 조사하고, 상기 액체 탐지 대상물에서 반사된 반사파를 수신하여 처리하는 액체 인화물 탐지부;
    전류 인가로 자기장을 발생시키고, 상기 자기장의 변화를 감지하는 금속 탐지부;
    상기 액체 인화물 탐지부에서 수신한 반사파를 분석하여 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하며, 상기 금속 탐지부에서 수신한 자기장 변화를 분석하여 금속 존재 여부를 판단하고, 상기 액체 인화물 탐지부와 상기 금속 탐지부의 동작을 제어하는 제어부;
    상기 제어부의 제어신호에 따라 액체 인화물이나 금속의 탐지를 사용자에게 알려주는 알람부; 및
    신호 입력을 위한 키패드와 결과 출력을 디스플레이하는 디스플레이 유닛으로 구성된 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액체 인화물 탐지부는,
    임펄스 신호를 발생시키는 신호 발생 모듈;
    상기 임펄스 신호를 상기 액체 탐지 대상물로 전송하는 송신 안테나;
    상기 액체 탐지 대상물에서 반사된 반사파를 수신하는 수신 안테나;
    상기 반사파의 노이즈를 제거하고, 신호 레벨을 조정하는 신호 처리 모듈; 및
    상기 신호 처리 모듈로부터 인가받은 반사파를 디지털로 변환하여 상기 제어부로 전송하는 아날로그/디지털 변환 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 액체 인화물 탐지부는,
    상기 신호 발생 모듈로부터 상기 임펄스 신호를 인가받아 증폭시켜 상기 송신 안테나로 출력하는 송신 모듈; 및
    상기 수신 안테나로부터 인가받은 반사파를 증폭시켜 상기 신호 처리 모듈로 출력하는 수신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 신호 처리 모듈로부터 수신한 반사파 정도와 미리 저장된 액체별 반사파 정도를 비교하여, 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 금속 탐지기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 신호 처리 모듈로부터 수신한 반사파의 전파 지연시간과 미리 저장된 액체별 반사파의 전파 지연시간을 비교하여, 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 금속 탐지부는,
    전류 인가시 자기장을 발생시키는 코일;
    상기 코일 주위에 금속이 존재할 경우 자기장의 변화를 감지하는 센서부; 및
    상기 제어부의 명령에 따라 금속 탐지 감도를 조절하는 감도 조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 감도 조절부는,
    저항; 및
    상기 저항과 연결되며, 상기 제어부의 명령에 따라 작동되는 스위치로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 알람부는,
    상기 액체 인화물이나 금속의 탐지를 소리로서 알려주는 음향 알람 유닛과,
    상기 액체 인화물이나 금속의 탐지를 진동으로 알려주는 진동 알람 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기.
  9. 액체 탐지 대상물에 임펄스 신호를 조사하고, 상기 액체 탐지 대상물에서 반사된 반사파를 수신하여 처리하는 액체 인화물 탐지부와, 전류 인가로 자기장을 발생시키고, 상기 자기장의 변화를 감지하는 금속 탐지부와, 상기 액체 인화물 탐지부에서 수신한 반사파를 분석하여 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하며, 상기 금속 탐지부에서 수신한 자기장 변화를 분석하여 금속 존재 여부를 판단하고, 상기 액체 인화물 탐지부와 상기 금속 탐지부의 동작을 제어하는 제어부와, 상기 제어부의 제어신호에 따라 액체 인화물이나 금속의 탐지를 사용자에게 알려주는 알람부; 및 신호 입력을 위한 키패드와 결과 출력을 디스플레이하는 디스플레이 유닛으로 구성된 인터페이스부를 포함하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법으로서,
    상기 액체 인화물 탐지부에서 임펄스 신호를 발생 및 증폭하여 상기 액체 탐지 대상물에 조사하는 단계;
    상기 액체 탐지 대상물로부터 반사된 반사파를 수신 및 신호 처리하는 단계;
    상기 신호 처리된 반사파를 상기 제어부로 전송하는 단계;
    상기 제어부는 수신한 반사파 정도와 미리 저장된 액체별 반사파 정도를 비교하여, 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하는 단계;
    판단 결과 상기 액체 탐지 대상물이 인화물인 경우, 상기 제어부는 상기 알람부를 작동시키는 명령 신호를 상기 알람부로 전송하는 단계; 및
    상기 알람부는 상기 명령 신호에 따라 작동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하는 단계 이후에,
    상기 제어부는 수신한 반사파의 전파 지연시간과 미리 저장된 액체별 반사파의 전파 지연시간을 비교하여, 상기 액체 탐지 대상물의 인화물 여부를 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 휴대용 액체 인화물 및 금속 탐지기를 이용한 액체 인화물 및 금속 탐지 방법.
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