KR101428699B1 - 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 관로의 외측에 구비되어, 상기 관로 내 케이블의 위치 변위량을 감지하는 변위감지 센서부; 상기 관로의 외측에 구비되어, 상기 관로 내 케이블의 온도 변화량을 감지하는 온도감지 센서부; 및 상기 변위감지 센서부로부터 감지된 위치 변위량을 이용하여 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치(Pitch)를 측정하고, 계산된 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치에 상기 온도감지 센서부로부터 감지된 온도 변화량을 적용하여 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 케이블 변형률 측정부;를 포함한다.

Description

관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING MOVING DEFORMATION MEASURING OF CABLE IN PIPE}
본 발명은 관로 내 케이블 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 변위감지센서(LVDT:Linear Variable Differential Transformer)를 이용하여 열 신축에 의해 발생하는 케이블의 이동 변화에 따른 스네이크 현상을 측정하는 관로 내 케이블 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법을 제공한다.
과거에는 흄관 등의 강성관을 주로 매설하였으나, 최근에는 수명이 길고 이 물질의 걸림 현상이 거의 없는 합성수지 등으로 제조되는 연성관로를 주로 사용한다.
이러한 연성관로의 경우 관과 관 사이를 용접하여 연결하므로 걸림 현상이 거의 없고 연성으로 인하여 어느 정보의 지반 거동이 발생하더라도 깨지거나 훼손되는 것을 방지할 수 있다.
그러나 연성관로는 매설 후 토사를 뒤 채움 하게 되면 그 상부토압의 하중으로 어느 정도 관에 압력을 받게 되거나 도 1에 도시된 바와 같이 연성관로(10) 내부에 매장되는 케이블(20)에 흐르는 전류의 증가하게 되고 그에 따른 온도 변화에 의해 구부러지거나 휘는 스테이크 현상이 발생하여 변형이 나타난다.
따라서, 종래에는 연성관로의 변형을 확인하여 교체나 보수 등 대체작업을 수행하기 위해 한국등록특허 10-0623416에 개시된 바와 같이 CCTV 촬영장비로 관로 내부를 촬영하거나 또는 기계적 변형 측정장비를 이용하여 연성관로의 변형을 측정하였다.
CCTV 촬영장비를 이용하는 방식은 CCTV 촬영결과를 출력한 후 모눈종이나 격자형태에 대입하는 것으로, 그 형상에 대한 파악을 가능하나 촬영된 사진의 오차 발생분을 제대로 커버 할 수 없어 그 측정에 대한 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 연성관로의 허용 변형률 기준치인 내경의 5%(하수도시설기준)를 초과하는지 여부를 확인할 수 없는 문제점이 있었다.
기계적 변형 측정장비를 이용하는 방식은 관로 별로 그에 맞는 각각의 측정장비가 필요한 불편함이 뒤따르고 기기작동이 어려워 측정의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
한편, 최근에는 특히 온도 변화에 의한 케이블의 이동 변형률에 따라 연성관로의 안정성을 위협하는 가장 큰 요인으로 대두되고 있으나, 케이블의 온도 변화에 따른 스테이크 현상을 측정하는 장치는 개발되어 있지 않은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 다수개의 변위감지센서를 이용하여 열 신축에 의해 발생하는 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치를 측정함으로써, 케이블의 이동 변형률을 측정할 수 있는 관로 내 케이블 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 측정된 열 신축에 따른 케이블의 이동 변형률이 기준치를 초과하는 경우 이를 신속하면서도 정확하게 감지하여 경고음과 동시에 경고메시지 통해 설비 건설 및 운영 담당자에게 알려줌으로써, 안정적이고 효율적인 설비 운영을 할 수 있는 관로 내 케이블 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 신규 설비 건설 시, 측정된 열 신축에 따른 케이블의 이동 변형률 정보를 이용하여 관로를 설계함으로써, 설비의 건설 비용 및 운영 비용을 절감할 수 있는 관로 내 케이블 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치는 관로 내 케이블의 위치 변위량을 감지하는 변위감지 센서부; 상기 관로 내 케이블의 온도 변화량을 감지하는 온도감지 센서부; 및 상기 위치 변위량을 이용하여 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치(Pitch)를 측정하고, 계산된 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치에 상기 온도 변화량을 적용하여 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 케이블 변형률 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변위감지 센서부는, 상기 관로 상부에 다수개 구비되어, 상기 케이블의 스네이크 폭을 감지하는 제1 변위 센서부; 및 상기 관로 측부에 다수개 구비되어, 상기 케이블의 스네이크 피치를 감지하는 제2 변위 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블 변형률 측정부는, 상기 위치 변위량과 상기 케이블의 곡률 반경 및 선팽창 계수를 포함하는 케이블 정보를 이용하여 상기 관로의 중심점을 기준으로 상기 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치를 측정하는 제1 측정부; 및 상기 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치에 상기 온도 변화량을 적용하여 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 제2 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제2 측정부는 아래의 수학식 1을 통해 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1]
Figure 112012072827665-pat00001
(δ: 스네 이크 1/2폭(㎜), l: 스네 이크 1/2피치(㎜), r: 케이블 허용 곡률 반경(㎜), α: 케이블 선 팽창 계수, Tc : 케이블 온도변화량(℃))
그리고 상기 변위감지 센서부로부터 수신되는 위치 변위량과 상기 온도감지 센서부로부터 수신되는 온도 변화량을 실시간으로 수집하는 데이터 수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 데이터 수집부가 수집한 상기 위치 변위량과 상기 온도 변화량을 일정 시간 간격으로 취합하는 데이터 취합부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 변위감지 센서부로부터 수신되는 위치 변위량을 저장하는 위치 변위량 DB, 상기 온도감지 센서부로부터 수신되는 온도 변화량을 저장하는 온도 변화량 DB, 상기 케이블의 이동 변형률을 저장하는 이동 변형률 DB, 상기 케이블의 곡률 반경 및 선팽창 계수를 포함하는 케이블 정보를 저장하는 케이블 특성 DB를 포함하는 데이터 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 케이블의 이동 변형률을 디스플레이 화면에 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 케이블의 이동 변형률이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우 경고음을 발생시키거나 경고 메시지(SMS)를 전송하는 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법은 변위감지 센서부에 의해, 관로 내 케이블의 위치 변위량을 감지하는 단계; 온도감지 센서부에 의해, 상기 관로 내 케이블의 온도 변화량을 감지하는 단계; 케이블 변형률 측정부에 의해, 상기 위치 변위량을 이용하여 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치(Pitch)를 측정하는 단계; 및 상기 케이블 변형률 측정부에 의해, 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치에 상기 온도 변화량을 적용하여 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 관로 내 케이블의 위치 변위량을 감지하는 단계는, 상기 관로 상부에 다수개 구비되어, 상기 케이블의 스네이크 폭을 감지하는 제1 변위 센서부와 상기 관로 측부에 다수개 구비되어, 상기 케이블의 스네이크 피치를 감지하는 제2 변위 센서부에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치를 측정하는 단계는, 상기 위치 변위량과 상기 케이블의 곡률 반경 및 선팽창 계수를 포함하는 케이블 정보를 이용하여 상기 관로의 중심점을 기준으로 상기 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 단계는, 상기 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치에 상기 온도 변화량을 적용하여 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치를 측정하는 단계 이전에, 데이터 수집부에 의해, 상기 위치 변위량과 상기 온도 변화량을 실시간으로 수집하는 단계; 및 데이터 취합부에 의해, 상기 데이터 수집부가 수집한 상기 위치 변위량과 상기 온도 변화량을 일정 시간 간격으로 취합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 단계 이후에, 디스플레이부에 의해, 상기 케이블의 이동 변형률을 디스플레이 화면에 출력하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 단계 이후에, 알람부에 의해, 상기 케이블의 이동 변형률이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우 경고음을 발생시키거나 경고 메시지(SMS)를 전송하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 관로 내 케이블 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법은 다수개의 변위감지센서를 이용하여 열 신축에 의해 발생하는 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치를 측정함으로써, 케이블의 이동 변형률을 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 측정된 열 신축에 따른 케이블의 이동 변형률이 기준치를 초과하는 경우 이를 신속하게 감지하여 경고음과 동시에 경고메시지를 통해 설비 건설 및 운영 담당자에게 알려줌으로써, 안정적이고 효율적인 설비 운영을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 신규 설비 건설 시, 측정된 열 신축에 따른 케이블의 이동 변형률 정보를 이용하여 관로를 설계함으로써, 설비의 건설 비용 및 운영 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 열 신축에 따른 연성관로 내 케이블의 위치변화를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치에 채용되는 변위감지 센서부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치에 채용되는 변위감지 센서부에 의해 감지된 케이블의 위치 변화량을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치에 채용되는 케이블 변형률 측정부에 의해 측정된 케이블의 스네이크 피치(Pitch) 및 스네이크 폭을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법의 과정을 나타내는 도면이다.
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.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치에 채용되는 변위감지 센서부를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치에 채용되는 변위감지 센서부에 의해 감지된 케이블의 위치 변화량을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치에 채용되는 케이블 변형률 측정부에 의해 측정된 케이블의 스네이크 피치(Pitch) 및 스네이크 폭을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 관로(101) 내 케이블(102)의 이동 변형률을 측정하는 장치(100)는 크게 변위감지 센서부(110), 온도감지 센서부(120), 데이터 수집부(130), 데이터 취합부(140), 데이터 저장부(150), 케이블 변형률 측정부(160), 디스플레이부(170) 및 알람부(180)를 포함한다.
변위감지 센서부(110)는 관로의 외측에 구비되어, 관로(101) 내 케이블(102)의 위치 변위량을 감지한다.
이를 위해, 변위감지 센서부(110)는 열 신축에 따른 케이블(102)의 위치변화가 상하좌우의 방향으로 발생할 수 있으므로 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 관로(101) 상부에 다수개 구비되어, 케이블의 스네이크 폭을 감지하는 제1 변위 센서부(111)와 관로(101) 측부에 다수개 구비되어, 케이블의 스네이크 피치를 감지하는 제2 변위 센서부(112)로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 변위 센서부(111)들과 제2 변위 센서부(112)들은 일정한 간격을 두고 관로(101) 상부 또는 측부의 일직선상에 구비된다.
그리고 변위감지 센서부(110)는 대상물의 물리 변화량을 다양한 소자로 검지하여 그 변화량을 거리로 환산함으로써 센서에서 대상물의 거리를 계측하는 기기로, 사용하는 소자에 따라 광학식 변위 센서, 리니어 근접 센서, 초음파 변위 센서 등이 있으나, 본 발명에서는 기계적 변위를 전기적인 신호로 바꿔주는 접촉식 변위측정 센서(LVDT:Linear Variable Differential Transformer)로 구성되는 것이 바람직하다. 이때, 접촉식 변위측정 센서는 전자기 차폐와 계측 대상의 구조적 형태에 적절히 적용함에 따라 환경 변화에 대한 영향을 적게 받고, 구조상 코어와 코일 사이에 실질적인 접촉이 없기 때문에 기계적인 마모가 생기지 않아 출력에 영향을 주는 마찰이 적기 때문에 응답특성을 높일 수 있고 과부화에 의한 영향이 적은 장점이 있다.
온도감지 센서부(120)는 관로(101)의 외측에 구비되어, 관로(101) 내 케이블(102)의 온도 변화량을 감지한다. 즉, 온도감지 센서부(120)는 케이블에 흐르는 전류량 변화에 따른 온도 변화량을 감지한다.
데이터 수집부(130)는 변위감지 센서부(110)로부터 수신되는 위치 변위량과 온도감지 센서부(120)로부터 수신되는 온도 변화량을 실시간으로 수집한다. 이때, 데이터 수집부(130)는 다수개의 변위감지 센서부(110) 및 온도감지 센서부(120)로부터 데이터 수신이 가능하도록 다수개의 Channel로 구성될 수 있다.
데이터 취합부(140)는 데이터 수집부(130)가 수집한 위치 변위량과 온도 변화량을 일정 시간 간격으로 취합하여 최종적으로 데이터 저장부(150)에 전송하여 데이터 저장부(150)의 위치변위량 DB 및 온도변화량 DB에 저장되도록 한다. 데이터 취합부(140)는 일정 시간 간격으로 데이터를 취합하여 데이터 부하량을 감소시켜줄 수 있다.
데이터 저장부(150)는 변위감지 센서부(110)로부터 수신되는 위치 변위량을 저장하는 위치 변위량 DB, 온도감지 센서부(120)로부터 수신되는 온도 변화량을 저장하는 온도 변화량 DB, 케이블 변형률 측정부(160)에 의해 측정되는 케이블(102)의 이동 변형률을 저장하는 이동 변형률 DB 및 관로 설비 건설 시 입력 저장되는 케이블(102)의 곡률 반경 및 선팽창 계수를 포함하는 케이블 정보를 저장하는 케이블 특성 DB를 구비하여, 다른 구성요소들로부터 수신되는 각종 데이터 및 정보를 저장한다.
케이블 변형률 측정부(160)는 변위감지 센서부(110)로부터 감지된 위치 변위량을 이용하여 케이블(102)의 스네이크 피치(Pitch) 및 스네이크 폭을 측정하고, 계산된 케이블(102)의 스네이크 폭 및 스네이크 피치에 온도감지 센서부(120)로부터 감지된 온도 변화량을 적용하여 도 5에 도시된 바와 같이, 케이블(102)의 이동 변형률을 측정하고, 이를 데이터 저장부(150)의 이동 변형률 DB에 저장한다.
이를 위해, 케이블 변형률 측정부(160)는 제1 측정부(161) 및 제2 측정부(162)를 포함한다.
제1 측정부(161)는 위치 변위량과 케이블(102)의 곡률 반경 및 선팽창 계수를 포함하는 케이블 정보를 이용하여 도 6에 도시된 바와 같이, 관로의 중심점을 기준으로 케이블(102)의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치를 측정한다.
제2 측정부(162)는 케이블(102)의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치에 온도 변화량을 적용하여 케이블(102)의 이동 변형률을 측정한다. 이때, 제2 측정부(162)는 아래의 [수학식 1]을 통해 케이블(102)의 이동 변형률을 측정한다.
Figure 112012072827665-pat00002
(δ: 스네이크 1/2폭(㎜), l : 스네이크 1/2 피치(㎜), r : 케이블 허용 곡률 반경(㎜), α: 케이블 선팽창 계수, Tc: 케이블 온도변화량(℃))
디스플레이부(170)는 케이블(102)의 이동 변형률을 디스플레이한다. 즉, 디스플레이부(17)는 사용자가 요구하는 형태로 화면에 출력하는 장치 또는 보고서로 출력하는 장치로 이루어질 수 있다.
알람부(180)는 케이블(102)의 이동 변형률이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우 경고음을 발생시키거나 경고 메시지(SMS)를 설비 건설 및 운영 담당자에게 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법의 과정을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법은 앞서 설명한 장치를 이용하여 측정하는 방법으로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 관로 내 케이블의 위치 변위량을 감지한다.(S100) 이는 관로 상부 및 측부에 구비되는 변위감지 센서부(110)에 의해 이루어지며, 변위감지 센서부(110)는 전자기 차폐와 계측 대상의 구조적 형태에 적절히 적용함에 따라 환경 변화에 대한 영향을 적게 받고, 구조상 코어와 코일 사이에 실질적인 접촉이 없기 때문에 기계적인 마모가 생기지 않아 출력에 영향을 주는 마찰이 적기 때문에 응답특성을 높일 수 있는 접촉식 변위측정 센서(LVDT:Linear Variable Differential Transformer)로 구성되는 것이 바람직하다.
다음, 관로 내 케이블의 온도 변화량을 감지한다.(S110) 이는 관로 외측에 구비되는 온도감지 센서부(120)에 의해 이루어진다.
이렇게 감지된 위치 변위량과 온도 변화량은 데이터 수집부(130)에 의해 실시간으로 먼저 수집되고, 이렇게 수집된 위치 변위량과 온도 변화량은 데이터 취합부(140)에 의해 일정 시간 간격으로 취합되어 데이터 저장부(150)에 저장된다.
다음, 위치 변위량을 이용하여 케이블의 스네이크 피치(Pitch) 및 스네이크 폭을 측정한다.(S120) 이는 케이블 변형률 측정부(160)에 의해 이루어진다. 즉, 위치 변위량과 케이블의 곡률 반경 및 선팽창 계수를 포함하는 케이블 정보를 이용하여 관로의 중심점을 기준으로 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치를 측정한다.
다음, 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치에 온도 변화량을 적용하여 케이블의 이동 변형률을 측정한다.(S130) 이는 케이블 변형률 측정부(160)에 의해 이루어진다. 즉, 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치에 온도 변화량을 적용하여 케이블의 이동 변형률을 앞서 설명된 [수학식 1]을 이용하여 측정한다.
그 다음, 이렇게 측정된 케이블의 이동 변형률을 디스플레이 화면에 출력(S140) 하거나 케이블의 이동 변형률이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우, 경고음을 발생시키거나 경고 메시지(SMS)를 설비 건설 및 운영 담당자에게 전송(S150)한다.
이처럼, 본 발명에 따른 관로 내 케이블 이동 변형률을 측정하는 장치 및 그 방법은 다수개의 변위감지센서를 이용하여 열 신축에 의해 발생하는 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치를 측정함으로써, 케이블의 이동 변형률을 정확하게 측정할 수 있다. 그리고 측정된 케이블의 이동 변형률이 기준치를 초과하는 경우 이를 신속하게 감지하여 경고음과 동시에 경고메시지를 통해 설비 건설 및 운영 담당자에게 알려줌으로써, 안정적이고 효율적인 설비 운영을 할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100 : 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치
110 : 변위감지 센서부 120 : 온도감지 센서부
130 : 데이터 수집부 140 : 데이터 취합부
150 : 데이터 저장부 160 : 케이블 변형률 측정부
170 : 디스플레이부 180 : 알람부

Claims (16)

  1. 관로 내 케이블의 위치 변위량을 감지하는 변위감지 센서부;
    상기 관로 내 케이블의 온도 변화량을 감지하는 온도감지 센서부; 및
    상기 위치 변위량을 이용하여 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치(Pitch)를 측정하고, 계산된 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치에 상기 온도 변화량을 적용하여 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 케이블 변형률 측정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 변위감지 센서부는,
    상기 관로 상부에 다수개 구비되어, 상기 케이블의 스네이크 폭을 감지하는 제1 변위 센서부; 및
    상기 관로 측부에 다수개 구비되어, 상기 케이블의 스네이크 피치를 감지하는 제2 변위 센서부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 케이블 변형률 측정부는,
    상기 위치 변위량과 상기 케이블의 곡률 반경 및 선팽창 계수를 포함하는 케이블 정보를 이용하여 상기 관로의 중심점을 기준으로 상기 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치를 측정하는 제1 측정부; 및
    상기 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치에 상기 온도 변화량을 적용하여 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 제2 측정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제2 측정부는 아래의 수학식 1을 통해 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치.
    [수학식 1]
    Figure 112012072827665-pat00003

    (δ: 스네이크 1/2폭(㎜), l : 스네이크 1/2 피치(㎜), r : 케이블 허용 곡률 반경(㎜), α: 케이블 선팽창 계수, Tc: 케이블 온도변화량 (℃))
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 변위감지 센서부로부터 수신되는 위치 변위량과 상기 온도감지 센서부로부터 수신되는 온도 변화량을 실시간으로 수집하는 데이터 수집부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 데이터 수집부가 수집한 상기 위치 변위량과 상기 온도 변화량을 일정 시간 간격으로 취합하는 데이터 취합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 변위감지 센서부로부터 수신되는 위치 변위량을 저장하는 위치 변위량 DB, 상기 온도감지 센서부로부터 수신되는 온도 변화량을 저장하는 온도 변화량 DB, 상기 케이블의 이동 변형률을 저장하는 이동 변형률 DB 및 상기 케이블의 곡률 반경 및 선팽창 계수를 포함하는 케이블 정보를 저장하는 케이블 특성 DB를 포함하는 데이터 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 케이블의 이동 변형률을 디스플레이 화면에 출력하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 케이블의 이동 변형률이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우 경고음을 발생시키거나 경고 메시지(SMS)를 전송하는 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 장치.
  10. 변위감지 센서부에 의해, 관로 내 케이블의 위치 변위량을 감지하는 단계;
    온도감지 센서부에 의해, 상기 관로 내 케이블의 온도 변화량을 감지하는 단계;
    케이블 변형률 측정부에 의해, 상기 위치 변위량을 이용하여 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치(Pitch)를 측정하는 단계; 및
    상기 케이블 변형률 측정부에 의해, 상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치에 상기 온도 변화량을 적용하여 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 관로 내 케이블의 위치 변위량을 감지하는 단계는,
    상기 관로 상부에 다수개 구비되어, 상기 케이블의 스네이크 폭을 감지하는 제1 감지 센서부와 상기 관로 측부에 다수개 구비되어, 상기 케이블의 스네이크 피치를 감지하는 제2 감지 센서부에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치를 측정하는 단계는,
    상기 위치 변위량과 상기 케이블의 곡률 반경 및 선팽창 계수를 포함하는 케이블 정보를 이용하여 상기 관로의 중심점을 기준으로 상기 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치를 측정하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 단계는,
    상기 케이블의 스네이크 1/2 폭 및 스네이크 1/2 피치에 상기 온도 변화량을 적용하여 상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 케이블의 스네이크 폭 및 스네이크 피치를 측정하는 단계 이전에,
    데이터 수집부에 의해, 상기 위치 변위량과 상기 온도 변화량을 실시간으로 수집하는 단계; 및
    데이터 취합부에 의해, 상기 데이터 수집부가 수집한 상기 위치 변위량과 상기 온도 변화량을 일정 시간 간격으로 취합하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 단계 이후에,
    디스플레이부에 의해, 상기 케이블의 이동 변형률을 디스플레이 화면에 출력하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 케이블의 이동 변형률을 측정하는 단계 이후에,
    알람부에 의해, 상기 케이블의 이동 변형률이 미리 설정된 기준치를 초과하는 경우 경고음을 발생시키거나 경고 메시지(SMS)를 전송하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 관로 내 케이블의 이동 변형률을 측정하는 방법.
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