KR101145504B1 - 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템 - Google Patents

선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템 Download PDF

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Abstract

해저매설물에 대한 매설위치를 실시간으로 탐지하고, 매설심도 측정을 포함한 매설물의 상태를 진단하고, 해저케이블 고장점을 탐지하도록 한 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템이 제시된다. 제시된 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템은, 선박의 일측에 설치되어 해저 매설물을 측정하는 해저 매설물 측정장치; 및 해저 매설물 측정장치에서 측정한 정보를 해저 매설물의 매설위치정보와, 해저 매설물의 매설 심도를 포함하는 상태정보, 및 해저 매설물의 고장점 정보로 변환하는 데이터 처리장치를 포함한다.

Description

선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템{System for checking buried materials using a boat}
본 발명은 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선박을 이용하여 해저 케이블, 파이프 등을 점검하는데 효과적으로 적용할 수 있도록 하는 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템에 관한 것이다.
해저케이블이나 파이프 등의 해저 매설물 점검방법은 잠수부를 이용한 육안점검, 초음파를 이용한 소나(Sonar) 점검과 유인잠수정(ROV; remotely-operated vehicle)을 활용한 서치코일 점검방법 등이 일반적으로 사용되고 있다. 그러나, 시계가 불량한 해저에서는 잠수부를 활용한 점검이 어려우며, 해저지반 매설물은 육안, 소나를 통한 점검이 불가능하다. 유인잠수정을 활용한 서치코일 점검은 상기의 단점들을 극복하여 사용될 수 있으나, 수심 5m이내의 얕은 구간이나 조수간만의 차가 심한 곳에서의 활용은 제한된다. 특히, 해저 매설물의 점검은 GPS를 정보취득을 활용한 매설위치 정보가 중요한데 소나 점검은 GPS 수신기와 소나 수신기의 위치차이로 인한 오차가 발생하게 되며, 유인잠수정을 활용한 서치코일 점검방법은 취득데이터와 GPS 위치정보와의 실시간 맵핑이 불가능하다.
이는 GPS 신호가 매질이 다른 물속까지 정확히 도달하지 못하기 때문에 발생하는 것으로 유인잠수정의 서베이(Survey)를 마친 후 GPS 데이터와의 맵핑이 이루어진다.
유인잠수정을 활용한 서치코일 점검은 유인잠수정의 운영을 위한 모선이 필요하므로 수심이 낮은 천해구간에서는 활용에 제한을 받게 되며, 서치코일 센서와 GPS 안테나의 위치차이로 인해 정밀한 매설물의 위치데이터 취득작업에는 적합하지 않다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 감안하여 고안된 것으로, 그 목적은 해저 매설물에 대한 매설위치를 실시간으로 탐지하고, 매설심도 측정을 포함한 매설물의 상태를 진단하고, 해저케이블 고장점을 탐지하도록 한 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템은, 선박의 일측에 설치되어 해저 매설물을 측정하는 해저 매설물 측정장치; 및 해저 매설물 측정장치에서 측정한 정보를 해저 매설물의 매설위치정보와, 해저 매설물의 매설 심도를 포함하는 상태정보, 및 해저 매설물의 고장점 정보로 변환하는 데이터 처리장치를 포함한다.
해저 매설물 측정장치는, 선박의 일측에 수직으로 설치되는 수직바; 수직바의 상부에 설치되어 GPS 신호를 송수신하는 GPS 안테나; 수직바의 하부에 설치되어 해저 매설물에서 발생하는 전기신호를 감지하는 코일 센서; 및 수직바에 설치되어 코일 센서에서 감지한 전기신호를 매설물 감지정보로 변환하여 데이터 처리장치에게로 전송하는 코일 데이터 변환기를 포함한다.
해저 매설물 측정장치는, 수직바에 설치되어 코일 센서의 높낮이를 조절하는 높이 조절기를 더 포함한다.
해저 매설물 측정장치는, 높이 조절기의 구동에 의해 수직바의 길이를 조정 하여 코일 센서와 해저면까지의 거리를 조정한다.
해저 매설물 측정장치는, 코일 센서로부터 해저면까지의 거리를 측정하는 고도계를 더 포함한다.
수직바의 상부는 해수면의 상부에 위치한다.
데이터 처리장치는, GPS 안테나로부터 수신한 GPS 신호를 근거로 해저 매설물의 위치정보를 생성하는 GPS 신호 처리기; 코일 데이터 변환기로부터 수신한 매설물 감지정보를 근거로 해저 매설물의 종류, 매설 깊이, 고장점 위치를 포함하는 매설물 상태정보를 생성하는 코일 데이터 처리기; 및 GPS 신호 처리기로부터의 위치정보 및 코일 데이터 처리기로부터의 매설물 상태정보를 맵핑하는 데이터 맵핑기를 포함한다.
본 발명에 따른 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템은 유인잠수정을 활용했던 기존의 시스템을 선박활용이 가능토록 하였으며, GPS 수신을 통한 해저 매설물의 위치정보와 써칭코일을 통하여 취득되는 실제 매설물의 정보의 실시간 맵핑함으로써 효과적인고 신속한 매설물 점검이 가능한 효과가 있다.
특히, 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템은 기존 유인잠수정의 활용이 제한적이었던 천해구간 및 조수간만의 차가 심한 구간에서의 점검도 가능한 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템을 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명하면 아래와 같다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 해저 시설물 측정장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1의 데이터 처리장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 선박(100)을 활용한 해저 매설물 점검시스템은 해저 매설물 측정장치(200) 및 데이터 처리장치(300)를 포함한다.
해저 매설물 측정장치(200)는 선박(100)의 일측에 설치되어 해저 매설물을 측정한다. 즉, 해저 매설물 측정장치(200)는 해저 매설물의 매설 위치, 매설 깊이 등을 측정한다. 여기서, 해저 매설물은 일반적으로 해저 케이블을 의미한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 해저 매설물 측정장치(200)는 수직바(210), GPS 안테나(220), 코일 센서(230), 코일 데이터 변환기(240), 높이 조절기(250), 고도계(260)를 포함한다.
수직바(210)는 해저 매설물을 측정하기 위한 측정장비가 설치되는 지지대로, 선박(100)의 일측에 수직으로 설치된다. 이때, 수직바(210)는 상부가 해수면 외부에 위치하고 하부가 해저로 잠수되도록 설치되며, 해수면과 직교하도록 선박(100)에 설치된다. 또한, 수직바(210)는 전동기, 엔진 등 전자계 영향을 고려하여 노이즈가 적은 곳을 선택하여 설치한다. 일반적으로, 선박(100)은 후미측에 엔진, 전동기 등의 기기가 설치되므로 수직바(210)는 선박(100)은 선미에 설치되는 것이 바람직하다.
GPS 안테나(220)는 수직바(210)의 상부에 설치되어 GPS 신호를 송수신한다. 즉, GPS 안테나(220)는 위성으로부터 GPS 신호를 수신한다. GPS 안테나(220)는 수신한 GPS 신호를 데이터 처리장치(300)로 전송한다. 이때, GPS 안테나(220)는 수직바(210)의 상부에 설치됨에 따라 해저로 잠수되지 않고 해수면의 상부에 위치하여 GPS 신호를 송수신한다. GPS 안테나(220)에서 수신하는 GPS 신호는 해저 매설물의 위치정보로 변환되어 사용된다. 물론, GPS 신호는 코일 센서(230)에서 감지하는 전기신호와 연계되어 해저 매설물의 고장점(즉, 고장 발생 지점)으로 변환되어 사용된다.
코일 센서(230)는 수직바(210)의 하부에 설치되어 해저 매설물에서 발생하는 전기신호를 감지한다. 즉, 코일 센서(230)는 수직바(210)의 하부에 설치되어 해저로 잠수되며, 해저 매설물에서 발생하는 전기신호를 감지하여 코일 데이터 변환기(240)에게로 전송한다. 여기서, 코일 센서(230)는 자기장 또는 자력선의 크기와 방향을 측정하는 자기센서인 서치코일 센서(230)가 사용되며, 전자기유도현상에 의하여 해저 매설물에 발생하는 전류인 자기 에너지를 검출/측정한다. 즉, 코일 센서(230)는 육지에서 톤 제너레이터(Tone Generator)로 해저 매설물(즉, 해저 케이블)에 전기신호를 공급하여 해저 매설물을 따라 흐르는 전기신호를 측정한다. 이때, 코일 센서(230)에서 감지하는 전기신호는 해저 매설물의 상태(즉, 고장 여부)로 변환되어 사용된다. 물론, 코일 센서(230)에서 감지하는 전기신호는 GPS 신호와 연계되어 해저 매설물의 고장점(즉, 고장 발생 지점)으로 변환되어 사용된다.
코일 데이터 변환기(240)는 수직바(210)에 설치되어 코일 센서(230)에서 감지한 전기신호를 매설물 감지정보로 변환한다. 즉, 코일 데이터 변환기(240)는 코일 센서(230)로부터 수신한 전기신호를 증폭 및 노이즈 제거를 통해 데이터 처리를 위한 매설물 감지정보로의 컨버팅 작업을 수행한다. 코일 데이터 변환기(240)는 변환한 매설물 감지정보를 데이터 처리장치(300)에게로 전송한다.
고도계(260)는 코일 센서(230)로부터 해저면까지의 거리를 측정한다. 즉, 고도계(260)는 수직바(210)의 일측에 설치되어 해저면으로부터 코일 센서(230)의 최하단부까지의 거리를 측정한다. 이는, 코일 센서(230)와 해저면의 충돌을 방지하여 해저 매설물 점검시스템의 고장발생을 최소화하기 위함이다. 이때, 고도계(260)는 높이 조절기(250)와 연계하여 사용된다. 즉, 고도계(260)는 코일 센서(230)와 해저면의 거리를 측정하고, 높이 조절기(250)는 고도계(260)의 측정 거리에 근거하여 수직바(210)의 길이를 조정하여 코일 센서(230)의 높낮이를 조절한다.
높이 조절기(250)는 수직바(210)에 설치되어 코일 센서(230)의 높낮이를 조절한다. 즉, 높이 조절기(250)는 수직바(210)의 길이를 조정하여 코일 센서(230)와 해저면까지의 거리를 조정한다. 여기서, 수직바(210)의 길이를 조정하는 구성 및 방법은 당업자라면 다양한 형태로 변형 및 적용이 가능함으로 상세한 설명을 생략한다.
데이터 처리장치(300)는 해저 매설물 측정장치(200)에 측정한 정보를 해저 매설물의 매설위치정보와, 해저 매설물의 매설 심도를 포함하는 상태정보, 및 해저 매설물의 고장점 정보로 변환한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 데이터 처리장치(300)는 GPS 신호 처리기(320), 코일 데이터 처리기(340), 데이터 맵핑기(360)를 포함한다.
GPS 신호 처리기(320)는 GPS 안테나(220)로부터 수신한 GPS 신호를 근거로 해저 매설물의 위치정보로 생성한다. 즉, GPS 신호 처리기(320)는 GPS 안테나(220)로부터 수신한 GPS 신호에 포함된 위치정보를 근거로 해저 매설물의 위치정보를 생성한다.
코일 데이터 처리기(340)는 코일 데이터 변환기(240)로부터 수신한 매설물 감지정보를 근거로 해저 매설물의 종류, 매설 깊이, 고장점 위치를 포함하는 매설 물 상태정보를 생성한다. 이때, 코일 데이터 변환기(240)로부터 수신한 매설물 감지정보에 포함된 전기신호는 해저 매설물이 손상되지 않은 피복에서 외부로 노출되는 전기신호와 손상된 피복의 외부로 전달되는 전기신호의 차이가 발생한다. 코일 데이터 처리기(340)는 이러한 전기신호의 차이값을 근거로 고장점 위치를 생성한다.
데이터 맵핑기(360)는 GPS 신호 처리기(320)로부터의 위치정보 및 코일 데이터 처리기(340)로부터의 매설물 정보를 맵핑한다. 즉, 데이터 맵핑기(360)는 해저 매설물의 위치정보 및 상태정보를 실시간 맵핑하여 해저 매설물의 실시간 관리가 가능하도록 처리한다.
상술한 바와 같이, 선박(100)을 활용한 해저 매설물 점검시스템은 유인잠수정을 활용했던 기존의 시스템을 선박(100)활용이 가능토록 하였으며, GPS 수신을 통한 해저 매설물의 위치정보와 써칭코일을 통하여 취득되는 실제 매설물의 정보의 실시간 맵핑함으로써 효과적인고 신속한 매설물 점검이 가능한 효과가 있다.
특히, 선박(100)을 활용한 해저 매설물 점검시스템은 기존 유인잠수정의 활용이 제한적이었던 천해구간 및 조수간만의 차가 심한 구간에서의 점검도 가능한 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 해저 시설물 측정장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 데이터 처리장치의 구성을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 선박 200: 해저 매설물 측정장치
210: 수직바 220: GPS 안테나
230: 코일 센서 240: 코일 데이터 변환기
250: 높이 조절기 260: 고도계
300: 데이터 처리장치 320: GPS 신호 처리기
340: 코일 데이터 처리기 360: 데이터 맵핑기

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 선박의 일측에 설치되어 해저 매설물을 측정하는 해저 매설물 측정장치; 및
    상기 해저 매설물 측정장치에서 측정한 정보를 상기 해저 매설물의 매설위치정보와, 상기 해저 매설물의 매설 심도를 포함하는 상태정보, 및 상기 해저 매설물의 고장점 정보로 변환하는 데이터 처리장치를 포함하되,
    상기 해저 매설물 측정장치는,
    상기 선박의 일측에 수직으로 설치되는 수직바;
    상기 수직바의 상부에 설치되어 GPS 신호를 송수신하는 GPS 안테나;
    상기 수직바의 하부에 설치되어 해저 매설물에서 발생하는 전기신호를 감지하는 코일 센서;
    상기 수직바에 설치되어 상기 코일 센서에서 감지한 전기신호를 매설물 감지정보로 변환하여 상기 데이터 처리장치에게로 전송하는 코일 데이터 변환기; 및
    상기 수직바에 설치되어 상기 코일 센서의 높낮이를 조절하는 높이 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 해저 매설물 측정장치는,
    상기 높이 조절기의 구동에 의해 상기 수직바의 길이를 조정하여 상기 코일 센서와 해저면까지의 거리를 조정하는 것을 특징으로 하는 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 해저 매설물 측정장치는,
    상기 코일 센서로부터 해저면까지의 거리를 측정하는 고도계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 수직바의 상부는 해수면의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 데이터 처리장치는,
    상기 GPS 안테나로부터 수신한 상기 GPS 신호를 근거로 해저 매설물의 위치정보를 생성하는 GPS 신호 처리기;
    상기 코일 데이터 변환기로부터 수신한 상기 매설물 감지정보를 근거로 상기 해저 매설물의 종류, 매설 깊이, 고장점 위치를 포함하는 매설물 상태정보를 생성하는 코일 데이터 처리기; 및
    상기 GPS 신호 처리기로부터의 위치정보 및 상기 코일 데이터 처리기로부터의 매설물 상태정보를 맵핑하는 데이터 맵핑기를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박을 활용한 해저 매설물 점검시스템.
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