KR101313966B1 - A breakdown sensing system of liner film connection - Google Patents

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KR101313966B1
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김영주
김승남
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A damage detecting system for a waterproofing film joint is provided to enable damage to the waterproofing film joint to be sensed before a leakage of leachate or gas regardless of sorts of wastes, thereby previously preventing a leakage. CONSTITUTION: A damage detecting system for a waterproofing film joint includes waterproofing film modules and a detector. The waterproofing film modules includes conducting wires which are arranged on each joint of waterproofing films (110, 110') in a row. The detector is electrically connected to the conducting wires and senses the positions and the sizes of damage to waterproofing film joints due to damage to the conducting wires. If damage to one or more waterproofing film joints exist, the conducting wires arranged on the damaged waterproofing joints are directly damaged so that the detector predict the position and the size of the damage based on a time interval due to the movement of pulses in the conducting wires.

Description

차수막 접합부의 파손감지시스템{A breakdown sensing system of liner film connection}A breakdown sensing system of liner film connection

본 발명은 파손감지시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 둘 이상의 차수막의 접합부에 한 쌍의 도선을 배치한 후 열 용융 접합하고, 한 쌍의 도선에 흐르는 임피던스의 변화에 따른 파손 크기와 파손 위치를 탐지함으로써 침출수 또는 침출 가스에 의한 누출 여부를 감지하는 차수막 접합부의 파손감지시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a failure detection system, and more particularly, by arranging a pair of conductors at a junction of two or more liner films, and thermally fusion bonding, and a breakdown size and a damage position according to a change in impedance flowing through the pair of conductors. The present invention relates to a breakage detection system of a line membrane junction that detects leaks by leachate or leach gas.

일반적으로 폐기물의 시공 시 침출수의 지하 침투 방지를 위해 바닥에 인공 차수막을 설치하는데, 폐기물의 무게나 형태, 차수막 주변의 토양의 변화 또는 시공의 불량으로 차수막의 기밀성이 파손될 수 있다.In general, when the construction of the waste to prevent the infiltration of leachate underground, an artificial barrier is installed on the floor, the airtightness of the barrier may be damaged due to the weight or shape of the waste, changes in the soil around the barrier or poor construction.

즉, 차수막은 매립장 바닥에 주로 합성수지(예 : High Density Polyethylene, HDPE)를 용접하여 쉽게 매설할 수 있으나, 폐기물의 중력이나, 화학적 성질, 매립장의 지반의 변화 또는 용접 불량으로 인해 차수막이 파손되는 경우가 있다.That is, the insulation film can be easily buried by welding synthetic resin (for example, High Density Polyethylene, HDPE) at the bottom of the landfill.However, if the insulation film is damaged due to the gravity of the waste, chemical properties, ground changes in the landfill, or poor welding, There is.

이러한 차수막이 파손되어 기밀성이 유지되지 못하면 파손 위치로 폐기물에 의한 침출수 또는 가스가 매립장에서 토양으로 누출되어 매립장 주변 환경을 오염시키는 문제점이 있었다.If such a breakdown membrane is broken and airtightness is not maintained, there is a problem in that the leachate or gas due to the waste leaks into the soil from the landfill site and pollutes the environment around the landfill site.

상기한 문제점을 해소하기 위한 종래의 차수막 파손 여부의 탐지 방법에는 크게 전기적인 방법과 기계적인 방법이 있다.In order to solve the above problems, there are largely an electrical method and a mechanical method for detecting whether the insulation film is damaged.

전기적 방법은 차수막 하부에 전기적 도체를 삽입하고 차수막 위에서 전기 도체를 이용한 전류를 발생시켜 차수막 파손 시 누출된 침출수에 의한 차수막 상하의 임피던스 변화를 탐지하여 파손 여부를 알아내는 방법이다.The electrical method is a method of detecting a breakage by inserting an electrical conductor under the shield and generating a current using the electrical conductor on the shield to detect a change in impedance above and below the shield by the leachate leaked when the shield breaks.

그러나, 상기한 전기적 방법은 침출수 누출에 의해 전기적 임피던스가 변해야 하며, 또한 폐기물이 많이 매립된 경우 침출수의 누출에 의한 임피던스가 영향을 미치치 못하여 탐지하지 못하는 경우가 있다. 또한, 파손에 의해 침출수가 누출되어야 감지하므로, 오염이 확대되는 것을 방지할 수 있으나, 예방은 불가하다.However, in the above-described electrical method, the electrical impedance must be changed by the leachate leakage, and in the case where a large amount of waste is buried, the impedance due to the leakage of the leachate may not be detected and thus may not be detected. In addition, because the leachate is detected by the breakage must be leaked, it can be prevented from expanding the contamination, but prevention is not possible.

한편, 기계적 방법은 차수막 위에서 차수막 파손된 부분을 통해 누출될 수 있는 액체나 기체(추적인자 : trace)를 삽입하고, 차수막 아래에 이의 포집관을 매설하여 파손 여부를 탐지하는 방법이다.On the other hand, the mechanical method is a method of detecting the damage by inserting a liquid or gas (tracer) that can leak through the damaged part of the barrier film and embedding the collecting pipe under the barrier film.

상기한 기계적 방법은 추적인자를 제어하여 파손의 위치나 크기 등을 예측할 수 있으나 추적인자가 폐기물을 통과하여 차수막의 파손 위치에서 누출되어야 감지가 가능하다. 따라서, 추적인자가 폐기물에 따라 다를 수 있고 침출수와 유사한 물리적 성질을 가져야 하므로 추적인자의 선택에 어려움이 있다.The above mechanical method can predict the location or size of the breakage by controlling the tracking factor, but can be detected only if the tracking factor passes through the waste and leaks from the breakage position of the curtain. Therefore, it is difficult to select the tracer because the tracer may vary depending on the waste and should have similar physical properties as the leachate.

(특허문헌 1) JP2004-179427 A
(Patent Document 1) JP2004-179427 A

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 한 쌍의 도선에 펄스를 전송한 후 파손 지점에서 변화된 임피던스를 통하여 폐기물의 침출수 또는 침출가스의 누출 예방하거나 확산을 방지하는 차수막 접합부의 파손감지시스템을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is a damage detection system of the water line membrane junction to prevent leakage or diffusion of leachate or leach gas of the waste through the impedance changed at the break point after transmitting a pulse to a pair of conductors To provide.

또한, 본 발명의 목적은 저장모듈과 원거리통신모듈을 통하여 탐지한 결과에 대한 결과를 저장하거나, 원거리 매립장의 상태를 모니터링 하는 곳에 정보를 저장하는 차수막 접합부의 파손감지시스템을 제공하는 것이다.
It is also an object of the present invention to provide a breakage detection system of a membrane shield junction to store the results of the results detected through the storage module and the telecommunication module, or to store information in the location of the remote landfill monitoring.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 차수막 접합부의 파손감지시스템은 복수의 차수막의 접합부위에 배치되는 도선을 포함하는 차수막모듈; 및 상기 도선과 전기적으로 연결되어 상기 도선의 파손에 따른 파손 위치와 파손 크기를 탐지하는 탐지기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Damage detection system according to the present invention for solving the above problems is a shielding membrane module including a conductor disposed on the junction of the plurality of shielding film; And a detector electrically connected to the conductive wire to detect a damaged position and a size of the broken wire according to the damage of the conductive wire.

바람직하게는, 상기 도선은 한 쌍이 상기 차수막의 접합부위에 소정 간격으로 나란히 배치되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the conductive wire is a pair is arranged side by side at a predetermined interval to the junction of the order film.

바람직하게는, 상기 탐지기는, 상기 한 쌍의 도선과 전기적으로 연결되어 기설정된 펄스와 비교하는 탐지부;를 더 포함하고, 상기 탐지부는, 상기 한 쌍의 도선으로 상기 펄스를 전송하는 펄스발생모듈; 상기 펄스가 전송된 후 반사된 펄스를 수신하는 수신모듈; 및 상기 전송된 펄스와 상기 반사된 펄스의 시간 간격을 측정하는 비교모듈;을 포함하고, 상기 비교모듈은, 상기 펄스가 반사된 지점의 임피던스를 결정하며, 상기 기설정된 펄스와 상기 수신한 펄스를 비교하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the detector further comprises a detection unit electrically connected to the pair of wires to compare with a predetermined pulse, the detection unit, the pulse generation module for transmitting the pulse to the pair of wires ; A receiving module for receiving the reflected pulse after the pulse is transmitted; And a comparison module for measuring a time interval between the transmitted pulse and the reflected pulse, wherein the comparison module determines an impedance of a point at which the pulse is reflected, and compares the preset pulse with the received pulse. It is characterized by comparing.

바람직하게는, 상기 탐지기는, 제어부와 전기적으로 연결되는 입출력부;를 더 포함하고, 상기 입출력부는, 상기 반사된 펄스의 시간 간격 및 상기 반사된 지점의 임피던스를 저장하는 저장모듈; 및 상기 저장모듈의 파손이나 상기 비교모듈을 통하여 상기 한 쌍의 도선의 파손이 발생한 경우 경보음을 울리는 경보모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the detector further comprises an input and output unit electrically connected to the control unit, the input and output unit, the storage module for storing the time interval of the reflected pulse and the impedance of the reflected point; And an alarm module that sounds an alarm when a breakage of the storage module or breakage of the pair of wires occurs through the comparison module.

바람직하게는, 상기 제어부는, 상기 탐지부 및 상기 입출력부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control unit is characterized in that for controlling the operation of the detector and the input and output unit.

바람직하게는, 상기 펄스가 전송된 지점에서의 거리인 상기 파손 위치는, 상기 한 쌍의 도선 중 어느 한 일단인 송신 지점에서 상기 펄스를 송신하면, 송신 지점에서 송신 시간 및 반사 시간을 측정한 후 파손 위치 = 1/2 x 전파속도 x 시간(T)의 식을 통하여 탐지 가능한 것을 특징으로 한다(여기서, 시간(T)은 상기 한 쌍의 도선에 상기 펄스를 송신한 후 임피던스가 변한 곳에서 상기 펄스의 반사파가 송신 기점으로 되돌아 오는 시간임).Preferably, the breakage position, which is the distance from the point at which the pulse is transmitted, transmits the pulse at the transmission point, which is one end of the pair of conductors, after measuring the transmission time and the reflection time at the transmission point. It is characterized by the fact that it can be detected by the formula of breakage position = 1/2 x propagation speed x time T (wherein time T is defined as the impedance is changed after transmitting the pulse to the pair of conductors). The reflected wave of the pulse back to the origin of transmission).

바람직하게는, 상기 전파 속도는, 전파 속도 = 공기 중의 전파 속도 x (비유전률)1/2 x 시간(T)의 식에 의해 연산되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the propagation speed is calculated by a formula of propagation speed = propagation speed x (relative dielectric constant) 1/2 x time T in air.

바람직하게는, 상기 파손 크기는 파손된 상기 한 쌍의 도선 중 어느 한 도선 이상에의 양단으로부터 상기 펄스를 송신함에 따라 각각의 상기 파손 위치를 탐지함으로써 예측 가능한 것을 특징으로 한다.Preferably, the breakage size is predictable by detecting each break point as it transmits the pulse from either end of at least one of the broken wire pairs.

바람직하게는, 상기 한 쌍의 도선은 양도선 및 음도선이고, 그리고 상기 양도선과 상기 음도선의 직경은 0.1~0.5mm이며, 상기 양도선과 상기 음도선 사이의 이격 거리는 10mm인 것을 특징으로 한다.Preferably, the pair of conductive wires are a positive wire and a negative wire, and the diameter of the positive wire and the negative wire is 0.1 to 0.5 mm, and the separation distance between the positive wire and the negative wire is 10 mm.

바람직하게는, 상기 차수막은 합성수지인 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene, HDPE)로 이루어지고, 그리고 상기 차수막의 두께는 2~5mm인 것을 특징으로 한다.Preferably, the order film is made of high density polyethylene (HDPE) which is a synthetic resin, and the thickness of the order film is characterized in that 2 ~ 5mm.

바람직하게는, 상기 파손감지시스템은, 상기 탐지기가 복수로 배열될 경우 상기 복수의 탐지기 사이를 연결하는 스위치;를 포함하고, 상기 스위치는, 상기 파손 크기를 예측하기 위해 상기 양도선과 상기 음도선의 송신 위치를 바꿔주는 것을 특징으로 한다.
Preferably, the breakage detection system includes a switch for connecting between the plurality of detectors when the detector is arranged in a plurality, wherein the switch, the switch of the positive and negative It is characterized by changing the transmission position.

상기한 바와 같은 본 발명은 매립장의 차수막 접합부의 파손을 탐지하여 침출수 또는 가스의 존재 여부에 관계없이 접합부의 파손 시 폐기물의 종류와 관계없이 침출수 또는 가스 누출 전에도 감지할 수 있으므로 누출을 사전에 예방할 수 있다.As described above, the present invention detects breakage of the junction membrane of the landfill and detects leachate or gas before leaking, regardless of the type of waste, regardless of the presence of leachate or gas. have.

또한, 본 발명의 목적은 한 쌍의 도선의 전송 펄스 방향을 변화시키는 스위치를 통하여 파손된 위치뿐만 아니라 다수의 파손을 감지하여 파손의 크기를 예측할 수 있다.In addition, an object of the present invention is to detect the number of breakages as well as the broken position through the switch to change the transmission pulse direction of the pair of wires can predict the magnitude of the breakage.

또한, 본 발명의 목적은 다수의 차수막인 하나의 탐지부 및 차수막의 접합부에 스위치를 연결하여 하나의 탐지기로 다수의 차수막 접합부를 탐지할 수 있다.In addition, an object of the present invention can be connected to the switch of the one detection unit and the plurality of shields of the plurality of order film can detect a plurality of order film junctions with one detector.

또한, 본 발명은 외부입력부를 통하여 기설정된 시간에 무인으로 탐지할 수 있으며, 파손이 생긴 경우 경보모듈을 통한 경보가 가능하며, 그 결과를 원거리 매립장 관리소에 유무선으로 보낼 수 있다.
In addition, the present invention can be detected unattended at a predetermined time through the external input unit, it is possible to alarm through the alarm module when the damage occurs, the result can be sent to the remote landfill management office by wire or wireless.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차수막 접합부의 파손감지시스템에 적용되는 차수막모듈의 나타낸 일 방향에서의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차수막 접합부의 파손감지시스템의 구성요소를 나타낸 블럭도,
도 3은 본 발명에 적용되는 차수막모듈이 매립장에 설치된 상태를 나타낸 일 방향에서의 측면도,
도 4는 도 1의 A 방향을 따라 바라본 정면도,
도 5는 도 3의 도선에 흐르는 송신 펄스와 반사되는 펄스를 나타낸 개념도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차수막 접합부의 파손감지시스템에 의해 펄스 송신 위치를 역으로 변경하는 개념도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 차수막 접합부의 파손감지시스템의 차수막이 다수인 경우 하나의 탐지기로 다수의 접합부를 탐지할 수 있는 개념도, 및
도 8은 도 6의 다른 실시예로서의 개념도이다.1 is a perspective view in one direction of a membrane module applied to the damage detection system of the membrane shield portion according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a block diagram showing the components of the damage detection system of the order membrane junction according to an embodiment of the present invention,
3 is a side view in one direction showing a state in which the membrane module applied to the present invention is installed in a landfill;
4 is a front view viewed along the direction A of FIG. 1,
5 is a conceptual diagram illustrating a transmission pulse and a reflected pulse flowing in the conductive line of FIG.
6 is a conceptual diagram of changing a pulse transmission position in reverse by a damage detection system of an insulation film joint according to an embodiment of the present invention;
7 is a conceptual diagram of detecting a plurality of junctions with one detector when there are a plurality of barriers in a breakage detection system of an insulation barrier junction according to an embodiment of the present invention; and
8 is a conceptual diagram as another embodiment of FIG. 6.

본 발명의 차수막 접합부의 파손감지시스템을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다.Components constituting the breakage detection system of the water-sealing membrane joint of the present invention may be used integrally or separately separated as necessary. In addition, some components may be omitted depending on the usage form.

본 발명에 따른 차수막 접합부의 파손감지시스템(300)의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.
A preferred embodiment of the breakage detection system 300 of the order membrane joint according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, the definitions of these terms should be described based on the contents throughout this specification.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차수막 접합부의 파손감지시스템(300)을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, referring to FIGS. 1 to 8, a damage detection system 300 according to an embodiment of the present invention is as follows.

본 발명의 일 실시예에 따른 차수막 접합부의 파손감지시스템(300)는 차수막과 다른 하나의 차수막의 접합부위에 나란히 배치되는 한 쌍의 도선을 포함하는 차수막모듈(100) 및 한 쌍의 도선과 전기적으로 연결되어 상기 한 쌍의 도선의 파손에 따른 파손 위치와 파손 크기를 탐지하는 탐지기(200, 200', 200'', 200''')를 포함한다.The breakage detection system 300 of the insulation film joint according to an embodiment of the present invention is electrically connected to the insulation film module 100 and a pair of conductors including a pair of conductors arranged side by side at the junction of the insulation film and the other insulation film. And a detector (200, 200 ', 200 ", 200'") connected to detect a breakage location and a breakdown size according to breakage of the pair of conductors.

차수막모듈(100)은 차수막(110, 110') 및 도선(120, 120', 120'', 120''')을 포함한다.The insulation film module 100 includes the insulation films 110 and 110 'and the conductive lines 120, 120', 120 '' and 120 '' '.

차수막(110, 110')은 합성수지인 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethlene, HDPE)로 이루어지고, 차수막의 두께는 2~5mm인 것이 바람직하다.The insulation films 110 and 110 'are made of high density polyethylene (HDPE), which is a synthetic resin, and the thickness of the insulation films is 2 to 5 mm.

또한, 합성수지를 사용할 경우 매립장(10)에서 차수막을 열 용융방법으로 접합하는 것이 바람직하며, 이러한 차수막(110, 110')은 접합 부분에 두 도선을 함께 삽입하여 용융하여 접합하게 된다.In addition, in the case of using a synthetic resin, it is preferable to bond the order film in the buried sheet 10 by a hot melting method, and the order films 110 and 110 'are joined by inserting two conductive wires together at the joining portion and melting them.

본 발명의 도 1에서는 차수막(110)과 다른 하나의 차수막(110')을 설명하였으나, 차수막(110, 110')의 수량은 둘 이상의 복수 개로 이루어진다.In FIG. 1, the order film 110 and the other order film 110 ′ have been described, but the quantity of the order film 110 and 110 ′ is two or more.

이러한 차수막(110)은 그 일측에 후술되는 양도선(121)과 음도선(122)이 나란히 배치되고, 양도선(121)과 음도선(122)의 위로 다른 하나의 차수막(110')의 일측이 위치하여 접합된다.
In the order film 110, the positive line 121 and the negative line 122, which will be described later, are disposed side by side on one side thereof, and the one side of the other order line 110 ′ is positioned above the positive line 121 and the negative line 122. Is bonded.

도선(120, 120', 120'', 120''')은 양도선(121) 및 음도선(122)을 포함한다.The conductive lines 120, 120 ′, 120 ″, 120 ′ ″ include a positive line 121 and a negative line 122.

양도선(121)과 음도선(122)은 그 직경이 0.1~0.5mm이고, 양도선(121)과 음도선(122)의 직경은 0.1~0.5mm인 것이 바람직하다.It is preferable that the diameters of the conducting line 121 and the sound conducting line 122 are 0.1-0.5 mm, and the diameter of the conducting line 121 and the sound conducting line 122 is 0.1-0.5 mm.

이러한 양도선(121)과 음도선(122)에는 펄스가 송신되거나 되돌아오는 반사파가 움직일 수 있는 통로가 된다.
The positive line 121 and the negative line 122 serve as a path through which a reflected wave from which a pulse is transmitted or returned can move.

탐지기(200, 200', 200'', 200''')는 탐지부(210), 입출력부(220), 전원공급부(230), 외부입력부(240), 제어부(250) 및 스위치(260)를 포함한다.The detectors 200, 200 ′, 200 ″, 200 ′ ″ are the detector 210, the input / output unit 220, the power supply unit 230, the external input unit 240, the control unit 250, and the switch 260. It includes.

탐지부(210)는 한 쌍의 도선, 즉 양도선(121) 및 음도선(122)과 전기적으로 연결되어 기설정된 펄스와 비교하며, 이러한 탐지부(210)는 펄스발생모듈(211), 비교모듈(212) 및 수신모듈(213)을 포함한다.The detector 210 is electrically connected to a pair of conductive wires, that is, the positive wire 121 and the negative wire 122, and compares them with a preset pulse. The detector 210 includes a pulse generator module 211 and a comparison module. 212 and the receiving module 213.

펄스발생모듈(211)은 한 쌍의 도선으로 펄스를 전송한다. 즉, 양도선(121)과 음도선(122)의 일단 또는 타단으로부터 펄스를 송신하는 역할을 한다.The pulse generating module 211 transmits a pulse to a pair of conductive wires. That is, it serves to transmit pulses from one end or the other end of the positive line 121 and the negative line 122.

비교모듈(212)은 양도선(121)과 음도선(122)의 일단 또는 타단으로부터 전송된 펄스와 반사된 펄스의 시간 간격을 측정하고, 펄스가 반사된 지점의 임피던스를 결정하며, 기설정된 펄스와 수신한 펄스를 비교한다.The comparison module 212 measures the time interval between the pulses transmitted from one end or the other end of the positive line 121 and the negative line 122 and the reflected pulses, and determines the impedance of the point where the pulses are reflected. Compare the received pulses.

수신모듈(213)은 펄스가 전송된 후 반사된 펄스를 수신한다. 이러한 수신모듈(213)에서 수신된 반사파(반사된 펄스)는 임피던스이며, 후술되는 저장모듈(221)에 저장된다.
The receiving module 213 receives the reflected pulse after the pulse is transmitted. The reflected wave (reflected pulse) received by the receiving module 213 is an impedance and is stored in the storage module 221 which will be described later.

입출력부(220)는 제어부와 전기적으로 연결되며, 이러한 입출력부(220)는 저장모듈(221), 원거리통신모듈(222) 및 경보모듈(223)을 포함한다.The input / output unit 220 is electrically connected to the control unit, and the input / output unit 220 includes a storage module 221, a telecommunication module 222, and an alarm module 223.

저장모듈(221)은 반사된 펄스의 시간 간격 및 반사된 지점의 임피던스를 저장한다.The storage module 221 stores the time interval of the reflected pulse and the impedance of the reflected point.

원거리통신모듈(222)은 파손이 생긴 경우 경보모듈(223)에서 발생하는 경보 결과를 원거리 매립장(10) 관리소에 유무선으로 보낼 수 있도록 한다.The remote communication module 222 may send an alarm result generated by the alarm module 223 to the remote landfill 10 management station in a wired or wireless manner when a damage occurs.

경보모듈(223)은 저장모듈(221)의 파손이나 비교모듈(212)을 통하여 한 쌍의 도선의 파손이 발생한 경우 경보음을 울린다.
The alarm module 223 sounds an alarm when a breakage of the storage module 221 or a breakage of a pair of wires occurs through the comparison module 212.

전원공급부(230)는 제어부(250)에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 역할을 한다. 다만, 전술한 전원공급부(230)에는 통상적으로 매립장(10)에 AC전원이 많으므로 이를 DC 전원으로 변환해주는 장비가 추가되는 것이 바람직하다.
The power supply unit 230 is electrically connected to the control unit 250 and serves to supply power. However, since the AC power source 230 usually has a lot of AC power in the landfill 10, it is preferable to add equipment for converting it into DC power.

외부입력부(240)는 탐지부(210)의 탐지 시간을 조절하고, 경보모듈(223)의 개폐를 조정한다.
The external input unit 240 adjusts the detection time of the detector 210 and adjusts the opening and closing of the alarm module 223.

제어부(250)는 탐지부(210) 및 입출력부(220)의 동작을 제어하는 역할을 한다.
The controller 250 controls the operations of the detector 210 and the input / output unit 220.

스위치(260)는 상기 탐지기가 복수로 배열될 경우 상기 복수의 탐지기 사이를 연결하는 역할을 한다. 본 발명의 도 7 및 도 8에는 한 개의 스위치(260)가 도시되었으나, 복수 개로 설치될 수 있음은 물론이다. 이러한 스위치(260)는 양도선(121) 또는 음도선(122)의 파손 크기를 예측하기 위해 양도선(121)과 음도선(122)의 송신 위치를 바꿔준다.
The switch 260 serves to connect the plurality of detectors when the detectors are arranged in plural. 7 and 8 of the present invention, although one switch 260 is shown, it may be installed in a plurality. The switch 260 changes the transmission position of the positive line 121 and the negative line 122 in order to predict the magnitude of breakage of the positive line 121 or the negative line 122.

전술한 파손방지시스템(300, 300')은 양도선(121)과 음도선(122)을 통한 펄스의 움직임에 따른 시간 간격을 통하여 파손 위치와 파손 크기를 예측 가능하다.The above-described damage prevention systems 300 and 300 'can predict the damage location and the damage size through the time interval according to the movement of the pulse through the transfer line 121 and the sound line 122.

즉, 펄스가 전송된 지점에서의 거리인 파손 위치는, 한 쌍의 도선 중 어느 한 일단인 송신 지점에서 펄스를 송신하면, 송신 지점에서 송신 시간 및 반사 시간을 측정한다.That is, the breakage position, which is the distance from the point where the pulse is transmitted, measures the transmission time and the reflection time at the transmission point when the pulse is transmitted at the transmission point which is either end of the pair of conductors.

이후, 하기의 [수학식 1]에 의해 탐지 가능하다.
Then, it can be detected by the following [Equation 1].

Figure 112013022835479-pat00001
Figure 112013022835479-pat00001

여기서, 시간(T)은 한 쌍의 도선에 펄스를 송신한 후 임피던스가 변한 곳에서 펄스의 반사파가 송신 기점으로 되돌아 오는 시간을 의미한다.
Here, the time T means a time when the reflected wave of the pulse returns to the transmission starting point where the impedance is changed after transmitting the pulse to the pair of conductive wires.

또한, [수학식 1]의 전파 속도는 다음과 같은 [수학식 2]에 의해 연산 가능하다.In addition, the propagation speed of [Equation 1] can be calculated by the following [Equation 2].

Figure 112013022835479-pat00002
Figure 112013022835479-pat00002

한편, 파손 크기는 파손된 한 쌍의 도선 중 어느 한 도선 이상에의 양단으로부터 상기 펄스를 송신함에 따라 각각의 파손 위치를 탐지함으로써 예측 가능하게 되며, 상기한 파손 위치와 파손 크기를 예측하는 방법의 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
On the other hand, the breakage size is predictable by detecting the respective breakage locations as the pulses are transmitted from both ends of one or more of the broken wires, and thus the breakage location and the breakage size are estimated. A detailed description will be made later.

2. 파손방지시스템을 통한 파손탐지방법2. Damage detection method through damage prevention system

이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 파손방지시스템을 통한 파손탐지방법을 설명한다.Hereinafter, a failure detection method through a failure prevention system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 8.

본 발명은 매립장(10)의 바닥 차수재인 합성수지(예 : High Density Polyethylene, HDPE)의 접합부 파손을 탐지하는 것으로, 차수막(110, 110') 간의 접합부에 배열되는 양도선(121)과 음도선(122) 사이의 전기적 특성인 임피던스의 변화를 이용하여 전기적 펄스를 송신 후, 반사된 펄스의 시간 간격을 측정하여 반사된 위치를 탐지하게 된다.The present invention detects a breakage of a joint of a synthetic resin (eg, High Density Polyethylene (HDPE)), which is a bottom liner of a landfill 10, and includes a conductive line 121 and an acoustic line 122 arranged at a joint between the liner layers 110 and 110 '. After transmitting the electrical pulse by using the change of impedance, which is an electrical characteristic between the two, the time interval of the reflected pulse is measured to detect the reflected position.

보다 상세하게, 본 발명은 양도선(121)과 음도선(122)에 펄스를 송신하여 도선 사이의 특성 임피던스(이하, 임피던스라 함) 변화에 의한 반사파가 생기며, 송신 지점에서 송신 시점과 반사된 펄스의 시간을 측정하여 임피던스 변화가 생긴 지점의 위치를 측정하는 원리(Time domain Reflectometry, TDR)를 활용한다.
More specifically, the present invention transmits a pulse to the conducting line 121 and the sound conducting line 122 to generate a reflected wave due to a change in characteristic impedance (hereinafter, referred to as impedance) between the conducting wires, and at the transmission point and the reflected pulse The time domain reflectometry (TDR) is used to measure the position of the point where the impedance change occurs by measuring the time of.

2-1. 파손 위치의 탐지방법2-1. Detection method of damage location

양도선(121)과 음도선(122)에 전기적으로 펄스를 송신하여 임피던스가 변한 지점에서 펄스의 반사파가 송신 기점으로 되돌아 오는 시간(T)를 측정하여 반사파가 생긴 위치, 즉 임피던스가 변한 위치를 탐지한다.Electrically transmit pulses to the positive line 121 and the negative line 122 to measure the time (T) at which the reflected wave of the pulse returns to the transmission point at the point where the impedance changes, thereby detecting the position where the reflected wave occurs, that is, the position where the impedance has changed do.

이는 전술한 [수학식 1]에 의해 계산된다.This is calculated by Equation 1 described above.

여기서, 상수 1/2은 송신에서 반사된 펄스의 왕복거리를 감안한 것이며 두 도선 사이의 전파 속도는 전술한 [수학식 2]에 의해 계산된다.Here, the constant 1/2 takes into account the round trip distance of the pulse reflected from the transmission, and the propagation speed between the two leads is calculated by Equation 2 described above.

여기서, 비유전률은 두 도선 사이 물질의 비유전률이다. 제안한 방법인 경우, 양도선(121)과 음도선(122) 사이의 비유전률은 차수막 합성수지의 비유전률과 유사하며, 이 경우 약 10 정도이다.Here, the relative dielectric constant is the dielectric constant of the material between the two conductors. In the case of the proposed method, the relative dielectric constant between the positive wire 121 and the negative wire 122 is similar to the relative dielectric constant of the synthetic resin film, in this case, about 10.

양도선(121)과 음도선(122) 사이의 임피던스는 도선(120)의 두께, 간격 및 도선(120) 사이의 비유전률로 결정되는데, 본 발명의 접합부 내의 도선(120)의 경우 약 100~1000Ω정도이다.The impedance between the positive wire 121 and the negative wire 122 is determined by the thickness, spacing, and relative permittivity between the conductive wires 120 of the conductive wires 120. In the case of the conductive wires 120 in the junction of the present invention, about 100 to 1000 Ω It is enough.

차수막(110, 110')의 접합부에 파손이 생기면, 양도선(121)과 음도선(122) 사이의 임피던스가 변한다. 즉, 파손에 의해 양도선(121)과 음도선(122)이 개방되면 도선 사이의 임피던스는 이론적으로 무한대이며, 파손과 침출수에 의한 단락이 생기면 임피던스는 0에 가깝게 된다.If breakage occurs at the junction of the order films 110 and 110 ', the impedance between the conducting line 121 and the sound conducting line 122 changes. That is, when the lead line 121 and the negative line 122 are opened due to breakage, the impedance between the lead lines is theoretically infinite, and if the short circuit due to breakage and leachate occurs, the impedance is close to zero.

이때, 송신 펄스와 반사 펄스의 비율(반사 계수)은 도선(120)의 임피던스와 파손에 의해 생긴 임피던스의 함수로 나타내져 반사 펄스가 특징화된다.At this time, the ratio (reflection coefficient) of the transmission pulse and the reflection pulse is represented as a function of the impedance generated by the impedance of the conductive wire 120 and the breakage, thereby characterizing the reflection pulse.

도 5를 참조하면, 접합부 한쪽 지점(A)에서 전기적 펄스를 송신하면, 파손 위치에서 단락 또는 개방에 의한 임피던스가 변하여 반사파가 생긴다. 송신 지점(A)에서 송신 및 반사 시간 간격을 측정하면, [수학식 1]을 이용하여 송신 시점에서 파손된 위치를 탐지할 수 있다.
Referring to FIG. 5, when an electrical pulse is transmitted at one point A of the junction, an impedance due to a short circuit or an opening is changed at a damaged position, and a reflected wave is generated. When the transmission and reflection time intervals are measured at the transmission point A, Equation 1 can be used to detect a broken position at the transmission time.

2-1. 파손 크기의 탐지방법2-1. How to detect breakage size

파손 크기는 도 6에서 차수막(110, 110')의 접합부의 반대 지점(B)에서 펄스를 송신하여 파손 위치를 탐지하면, 접합부 A 위치와 B 위치에서 탐지한 파손 위치로부터 파손의 크기를 예측할 수 있다.In FIG. 6, when a breakage position is detected by transmitting a pulse at an opposite point B of the junction of the order films 110 and 110 ′, the breakage size can be predicted from the breakage position detected at the junction A and B positions. have.

보다 상세하게, A 위치에서 송신된 펄스를 통해 파손된 지점(C)의 제 1 도선 파단부(C1)로부터 발생된 임피던스와 B 위치에서 송신된 펄스를 통해 파손된 지점(C)의 제 2 도선 파단부(C2)로부터 발생된 임피던스를 통해 파손의 크기를 측정 가능하다.More specifically, the impedance generated from the first lead break portion C 1 of the point C broken through the pulse transmitted at the A position and the second point of the broken point C through the pulse transmitted at the B position. The magnitude of the breakage can be measured through the impedance generated from the wire breaker C 2 .

또한, 반사된 시간을 이용하여 위치 탐지뿐 아니라 반사 펄스의 형상으로 임피던스를 예측할 수 있다.In addition, the reflected time may be used to predict impedance in the shape of a reflection pulse as well as position detection.

예를 들면, 파손으로 인해 임피던스가 무한대인 경우, 또는 두 도선의 임피던스보다 큰 경우, 반사된 펄스는 송신 파형과 위상이 반대이며, 임피던스가 0 또는 두 도선의 임피던스보다 작은 경우, 위상이 동상이므로 접합부의 파손 특징을 예측할 수 있다. 따라서, 파손에 의해 침출수에 의한 영향뿐만 아니라, 침출수가 없는 경우에도 파손에 의한 임피던스의 변화를 탐지할 수 있다.For example, if the impedance is infinite due to breakage, or is greater than the impedance of the two leads, the reflected pulse is out of phase with the transmit waveform and if the impedance is less than zero or the impedance of the two leads, the phase is in phase. The failure characteristics of the joint can be predicted. Therefore, not only the influence of leachate due to breakage, but also the change in impedance due to breakage can be detected even in the absence of leachate.

차수막의 파손 정도를 알기 위해서는 양도선(121)과 음도선(122)의 송신 위치가 바꿔 작동한다.In order to know the degree of breakage of the insulation film, the transmission positions of the positive wire 121 and the negative wire 122 are switched.

만약, 차수막(110, 110')이 여러 개인 경우 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 각 접합부의 일단에 스위치(260)를 연결하여, 양도선(121)과 음도선(122)의 펄스의 이동 방향을 역으로 한다. 이 경우 스위치(260)의 동작은 펄스의 양 또는 음 전압으로 동작한다.If there are a plurality of order films 110 and 110 ′, as shown in FIGS. 7 and 8, the switch 260 is connected to one end of each junction to move the pulses of the positive wire 121 and the negative sound line 122. Reverse the direction. In this case, the operation of the switch 260 is operated by the positive or negative voltage of the pulse.

예를 들어, A 방향으로 펄스를 전송하는 경우 펄스 탐지기의 펄스 발생기는 양의 펄스를 발생하고, 양의 펄스를 수신한 스위치는 A 방향으로 연결된다. For example, in the case of transmitting a pulse in the A direction, the pulse generator's pulse generator generates a positive pulse, and the switch receiving the positive pulse is connected in the A direction.

B 방향으로 펄스를 전송하기 위해서 펄스 발생기는 음의 방향으로 펄스를 발생시키고, 스위치는 B 방향으로 연결된다.
In order to transmit the pulse in the B direction, the pulse generator generates a pulse in the negative direction, and the switch is connected in the B direction.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the present invention can be changed.

100 : 차수막모듈
110, 110' : 차수막
120, 120', 120'', 120''' : 도선
121 : 양도선
122 : 음도선
200, 200', 200'', 200''' : 탐지기
210 : 탐지부
211 : 펄스발생모듈
212 : 비교모듈
213 : 수신모듈
220 : 입출력부
221 : 저장모듈
222 : 원거리통신모듈
223 : 경보모듈
230 : 전원공급부
240 : 외부입력부
250 : 제어부
260 : 스위치
300, 300' : 파손방지시스템100: order curtain module
110, 110 ': curtain
120, 120 ', 120'',120''': lead wire
121: transfer line
122: sound line
200, 200 ', 200'',200''': detector
210: detector
211 pulse generating module
212 comparison module
213: Receiving Module
220: input and output unit
221: storage module
222: telecommunication module
223: alarm module
230: power supply
240: external input unit
250:
260: switch
300, 300 ': Breakage prevention system

Claims (11)

복수의 차수막의 접합부위 각각에 배치되어 서로 일렬로 배열되는 도선을 포함하는 차수막모듈; 및
상기 도선과 전기적으로 연결되어 상기 도선의 파손에 따른 파손 위치와 파손 크기를 감지하는 탐지기;를 포함하고,
상기 복수의 차수막의 접합부위 중 어느 하나 이상의 차수막의 접합부위가 파손되는 경우 상기 어느 하나 이상의 차수막의 파손된 접합부위에 배치된 상기 도선이 직접적으로 파손되어 상기 도선에서의 펄스의 움직임에 따른 시간 간격을 통하여 상기 파손 위치와 상기 파손 크기를 예측하는 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.
An order shield module including conductors disposed on each of the junction portions of the order shields and arranged in a line with each other; And
And a detector electrically connected to the conductive wire to detect a damaged position and a broken size according to the broken wire.
When any one or more of the junctions of the plurality of order films is damaged, the conductors disposed at the damaged joints of the at least one order film are directly damaged, thereby reducing the time interval according to the movement of the pulse in the conductors. Characterized in that for predicting the damage location and the damage size,
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 1 항에 있어서,
상기 도선은 한 쌍이 상기 차수막의 접합부위에 소정 간격으로 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.
The method of claim 1,
The conductive wire is characterized in that the pair is arranged side by side at a predetermined interval at the junction of the order film,
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 2 항에 있어서,
상기 탐지기는, 상기 한 쌍의 도선과 전기적으로 연결되어 기설정된 펄스와 비교하는 탐지부;를 더 포함하고,
상기 탐지부는,
상기 한 쌍의 도선으로 펄스를 전송하는 펄스발생모듈;
상기 펄스가 전송된 후 반사된 펄스를 수신하는 수신모듈; 및
상기 전송된 펄스와 상기 반사된 펄스의 시간 간격을 측정하는 비교모듈;을 포함하고,
상기 비교모듈은, 상기 펄스가 반사된 지점의 임피던스를 결정하며, 상기 기설정된 펄스와 상기 수신한 펄스를 비교하는 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.
3. The method of claim 2,
The detector further includes a detector electrically connected to the pair of wires and comparing the pulse with a preset pulse.
The detection unit,
A pulse generation module for transmitting pulses to the pair of wires;
A receiving module for receiving the reflected pulse after the pulse is transmitted; And
And a comparison module for measuring a time interval between the transmitted pulse and the reflected pulse.
The comparison module determines an impedance of a point where the pulse is reflected, and compares the predetermined pulse with the received pulse,
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 3 항에 있어서,
상기 탐지기는, 제어부와 전기적으로 연결되는 입출력부;를 더 포함하고,
상기 입출력부는,
상기 반사된 펄스의 시간 간격 및 상기 반사된 지점의 임피던스를 저장하는 저장모듈; 및
상기 저장모듈의 파손이나 상기 비교모듈을 통하여 상기 한 쌍의 도선의 파손이 발생한 경우 경보음을 울리는 경보모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.
The method of claim 3, wherein
The detector further includes an input and output unit electrically connected to the control unit,
The input /
A storage module for storing a time interval of the reflected pulse and an impedance of the reflected point; And
And an alarm module that sounds an alarm when a breakage of the pair of wires occurs through a breakage of the storage module or the comparison module.
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 탐지부 및 상기 입출력부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.
5. The method of claim 4,
The control unit, characterized in that for controlling the operation of the detection unit and the input and output unit,
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 3 항에 있어서,
상기 펄스가 전송된 지점에서의 거리인 상기 파손 위치는,
상기 한 쌍의 도선 중 어느 한 일단인 송신 지점에서 상기 펄스를 송신하면, 상기 송신 지점에서 송신 시간 및 반사 시간을 측정한 후
파손 위치 = 1/2 x 전파속도 x 시간(T)
의 식을 통하여 탐지 가능한 것을 특징으로 하는,
(여기서, 시간(T)은 상기 한 쌍의 도선에 상기 펄스를 송신한 후 임피던스가 변한 곳에서 상기 펄스의 반사파가 송신 기점으로 되돌아 오는 시간임)
차수막 접합부의 파손감지시스템.
The method of claim 3, wherein
The breakage position, which is the distance from the point at which the pulse was transmitted,
When the pulse is transmitted at a transmission point of one of the pairs of wires, after measuring the transmission time and the reflection time at the transmission point
Breakage position = 1/2 x propagation velocity x time (T)
Characterized in that detectable through,
(Here, time T is a time at which the reflected wave of the pulse returns to the origin of transmission where the impedance is changed after transmitting the pulse to the pair of conductive wires.)
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 6 항에 있어서,
상기 전파 속도는,
전파 속도 = 공기 중의 전파 속도 x (비유전률)1/2 x 시간(T)
의 식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.
The method according to claim 6,
The propagation speed is,
Propagation velocity = Propagation velocity in air x (dielectric constant) 1/2 x time (T)
Characterized in that calculated by,
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 3 항에 있어서,
상기 파손 크기는 파손된 상기 한 쌍의 도선 중 어느 한 도선 이상에의 양단으로부터 상기 펄스를 송신함에 따라 각각의 상기 파손 위치를 탐지함으로써 예측 가능한 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.
The method of claim 3, wherein
The breakage size is predictable by detecting the respective breakage locations as the pulses are transmitted from both ends of at least one of the broken wires,
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 2 항에 있어서,
상기 한 쌍의 도선은 양도선 및 음도선이고, 그리고
상기 양도선과 상기 음도선의 직경은 0.1~0.5mm이며,
상기 양도선과 상기 음도선 사이의 이격 거리는 10mm인 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.
3. The method of claim 2,
The pair of conductive wires are positive and negative wires, and
The diameter of the positive and negative wire is 0.1 ~ 0.5mm,
Characterized in that the separation distance between the positive and negative wire is 10mm,
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 1 항에 있어서,
상기 차수막은 합성수지인 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethlene, HDPE)로 이루어지고, 그리고
상기 차수막의 두께는 2~5mm인 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.
The method of claim 1,
The order film is made of high density polyethylene (HDPE), which is a synthetic resin, and
The thickness of the order film, characterized in that 2 to 5mm,
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
제 9 항에 있어서,
상기 파손감지시스템은, 상기 탐지기가 복수로 배열될 경우 상기 복수의 탐지기 사이를 연결하는 스위치;를 포함하고,
상기 스위치는, 상기 파손 크기를 예측하기 위해 상기 양도선과 상기 음도선의 송신 위치를 바꿔주는 것을 특징으로 하는,
차수막 접합부의 파손감지시스템.The method of claim 9,
The breakage detection system includes a switch for connecting between the plurality of detectors when the plurality of detectors are arranged,
The switch, characterized in that for changing the transmission position of the positive wire and the sound line to predict the damage size,
Damage Detection System of Insulation Film Joint.
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