KR101512756B1 - 파이프 내에서 이동하는 피그를 감지하는 피그 감지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피그 감지기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 파이프 내부를 이동하며 파이프의 결함을 검출하는 피그(pig)의 위치를 감지하여 관리자에게 피그의 위치, 통과여부 및 피그의 속도를 알려줄 수 있는 파이프 내에서 이동하는 피그를 감지하는 피그 감지기에 관한 것이다.

Description

파이프 내에서 이동하는 피그를 감지하는 피그 감지기{Detector for moving pig inside pipe}

본 발명은 피그 감지기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 파이프 내부를 이동하며 파이프의 결함을 검출하는 피그(pig)의 위치를 감지하여 관리자에게 피그의 위치, 통과여부 및 피그의 속도를 알려줄 수 있는 파이프 내에서 이동하는 피그를 감지하는 피그 감지기에 관한 것이다.

석유화학공장과 같은 플랜트 설비, 가스 및 원유 파이프 라인 등은 열교환기에 이용되는 가느다란 튜브에서부터 대형 파이프까지 다양한 크기의 배관들이 이용되고 있다.

이러한 배관들은 부식, 침식 등으로 인하여 메탈 로스(metal loss)가 발생하며 이와 같은 결함을 비파괴 검사 장치를 이용해 탐지하는 것이 공장설비의 가동 중단이나 사고를 예방하는데 매우 중요하다.

배관 내부를 프로브 또는 검사 장치가 진행하면서 배관의 두께를 측정하는 비파괴 검사 방법에는 초음파를 이용하는 방법이 많이 이용되고 있는데 이 방법은 배관 내부에 초음파를 방출하고 반사되어 돌아오는 반사신호의 파형 또는 송수신시간 등을 분석함으로써 배관의 두께를 진단할 수 있다.

이러한 초음파를 이용하는 진단장치는 지능형 피그(intelligent pig)가 대표적이며, 배관의 이물질을 제거하는 클리닝 피그(cleaning pig)와 함께 피그로 통칭되기도 한다.

이러한 피그들이 이동하는 파이프의 거리는 길이가 수십 km에 달하기도 하기 때문에 피그가 특정 지점을 통과하였는지 통과속도는 어떤지 등의 여부를 작업자가 인지하는 것이 매우 중요하다.

따라서, 파이프 내에서의 피그의 위치 및 속도를 측정하여 작업자에게 알려줄 수 있는 피그 감지기의 요구가 있다.

본 발명자들은 파이프 내에서의 피그 위치 및 속도를 작업자에게 효과적으로 알려주기 위해 연구 노력한 결과, 파이프 내에서 피그가 특정 지점을 지나갈 때, 빛이나 경고음으로 피그의 통과여부를 작업자에게 알려주고 피그의 이동속도를 계산하여 출력해 줄 수 있는 피그 감지기의 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 배관 내를 이동하는 피그가 특정 지점을 통과하였는지 여부를 작업자에게 즉시 효과적으로 알려줄 수 있는 피그 감지기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 배관 내를 이동하는 피그의 이동속도를 계산하여 출력해 줄 수 있는 피그 감지기 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 파이프 외부에 부착되어 상기 파이프 내부로 이동하는 초음파 진단장치인 피그(pig) 이동을 감지하는 피그 감지기로서, 케이스; 상기 케이스 내부에 구비되는 발광수단; 상기 케이스 내부에 구비되며 상기 피그가 일정한 거리 내로 접근할 경우 상기 피그를 감지하여 피그 감지신호를 출력하는 감지 센서; 상기 케이스 내부에 구비되며, 상기 감지 센서로부터 피그 감지신호의 입력이 있을 경우 상기 발광수단으로 전원을 공급하여 상기 발광수단이 발광하게 하는 마이크로 컨트롤러; 및 일단은 상기 케이스의 외부로 노출되고 타단은 상기 케이스의 내부에 위치하며, 상기 발광수단의 광을 상기 케이스 외부로 안내하여 발하게 하는 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피그 감지기를 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 홀더는 양단이 개방된 관 형상을 가지며, 상기 발광수단은 상기 홀더의 타단에 삽입되어 고정된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 마이크로 컨트롤러와 연결되며, 경고음을 출력하는 경고음 출력 스피커를 더 포함하며, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 피그 감지신호가 입력될 경우 상기 경고음 출력 스피커에서 경고음이 출력되게 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 감지 센서는 자기 센서로 구성된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 케이스의 내부 하단에 구비되고 상기 감지 센서가 장착되는 하부기판; 상기 케이스의 내부에서 상기 하부기판과 이격되어 상기 하부기판의 상부에 구비되며, 상기 마이크로 컨트롤러가 장착되는 중간기판; 및 상기 케이스의 내부에서 상기 중간기판과 이격되어 상기 중간기판의 상부에 구비되며, 상기 발광수단과 상기 경고음 출력 스피커가 장착되는 상부기판;을 포함하며, 상기 기판들은 서로 전기적으로 연결된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 중간기판에는 상기 피그 감지신호의 이득값(gain)을 변화시켜 상기 마이크로 컨트롤러의 감지 감도를 조절하는 감도조절 스위치가 더 구비된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 케이스의 일정부분에는 상기 피그 감지기를 파이프 외부에 고정할 수 있는 밴드가 관통하는 파이프 고정용 슬릿이 형성된다.

또한, 본 발명은 상기 피그 감지기; 및 상기 피그 감지기와 일정한 거리 이격되어 파이프 외부에 부착되며, 상기 피그의 이동을 감지하며, 상기 피그 감지기와 전기적으로 연결되는 속도 측정용 피그 감지기;를 포함하며, 상기 피그 감지기 또는 상기 속도 측정용 피그 감지기는 상기 피그 감지기와 상기 속도 측정용 피그 감지기가 상기 피그를 감지한 시간차 및 상기 피그 감지기와 상기 속도 측정용 피그 감지기가 서로 이격된 거리로부터 상기 피그의 이동속도를 계산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 피그 감지기 시스템을 더 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 속도 측정용 피그 감지기는 상기 피그 감지기와 구성이 서로 동일한 피그 감지기로 구성된다.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.

먼저, 본 발명의 피그 감지기에 의하면, 배관 내를 이동하는 피그가 특정 지점을 통과하였는지 여부를 광과 경고음으로 작업자에게 즉시 알려줄 수 있으므로 작업자는 쉽게 피그의 위치를 인지할 수 있다.

또한, 본 발명의 피그 감지기에 의하면, 발광수단을 외부로 노출하지 않고 홀더를 이용하여 케이스 내부에서 외부로 광이 출력되게 하므로 파이프 주위가 밝을 경우에도 작업자가 광도변화를 쉽게 인지할 수 있게 하는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 피그 감지기에 의하면, 케이스의 외부에 파이프 고정용 슬릿을 형성하여 피그 감지기를 파이프에 용이하게 고정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 피그 감지기에 의하면, 감도조절 스위치를 이용하여 피그 감지신호의 이득을 변화시킬 수 있으므로 주위의 노이즈의 영향에 대응하여 적절한 감지 감도의 조절이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 피그 감지 시스템에 의하면, 두 개의 피그 감지기를 이용하여 배관 내에서의 피그 이동속도를 계산하여 작업자에게 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피그 감지기 및 피그 감지기 시스템의 사용형태를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피그 감지기의 외부를 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피그 감지기의 내부를 보여주는 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피그 감지기의 구성요소들의 연결을 보여주는 도면이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피그 감지기(110)의 사용형태를 보여주는 것으로 본 발명의 일 실시예에 따른 피그 감지기(100)는 파이프(10)의 외부에 부착되고, 파이프(10) 내부를 이동하는 피그(20)가 피그 감지기(100)에 근접할 경우 피그(20)를 감지하여 작업자에게 피그(20)의 통과여부를 알려준다.

또한, 상기 피그 감지기(100)는 상기 피그 감지기(100)와 일정한 거리 이격되어 상기 파이프(10) 외부에 부착되고, 상기 피그(20)의 통과여부를 감지하는 속도 측정용 피그 감지기(100)와 함께 하나의 피그 감지기 시스템을 구성할 수 있다.

또한, 상기 피그 감지기 시스템은 두 개의 피그 감지기(100,100a)로 구성되므로 상기 피그(20)가 파이프(10) 내부를 이동하는 속도를 계산할 수 있다.

예를 들면, 상기 피그(20)의 속도 계산은 상기 피그 감지기(100) 또는 상기 속도 측정용 피그 감지기(100)가 수행할 수 있으며, 상기 피그 감지기(100,100a)의 거리에 상기 각 피그 감지기(100,100a)가 감지한 시간차를 나누어 계산될 수 있다.

또한, 상기 피그 감지기(100)와 상기 속도 측정용 피그감지기(100a)는 서로 전기적으로 연결되며, 서로 실질적으로 동일한 구성요소를 갖는 감지기이다.

또한, 상기 피그 감지기(100)와 상기 속도 측정용 피그감지기(100a)는 유선뿐만 아니라 무선으로도 연결이 가능하며, 서로 피그 감지 시간에 관한 정보를 송수신할 수 있다.

이하에서는 상기 피그 감지기(100)의 구성을 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 피그 감지기(100)는 케이스(110), 발광수단(120), 감지센서(130), 마이크로 컨트롤러(140) 및 홀더(150)를 포함하여 이루어진다.

상기 케이스(110)는 상기 피그 감지기(100)의 외부를 규정하며, 상기 발광수단(120), 상기 감지센서(130), 상기 마이크로 컨트롤러(140) 및 상기 홀더(150)를 내부에 고정하는 역할을 한다.

또한, 상기 케이스(110)는 하면이 파이프(10)에 밀착될 수 있도록 곡선형으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 케이스(110)의 서로 대응하는 면의 하부에는 상기 케이스(100)를 상기 파이프(10)에 고정할 수 있는 밴드가 관통할 수 있는 파이프 고정용 슬릿(111)이 형성된다.

또한, 상기 케이스(110)는 자기장이 잘 통과할 수 있는 수지재료로 제작되는 것이 바람직하다.

그러나 상기 케이스(110)는 자기장이 잘 통과될 수 있는 금속재료로도 제작이 가능하다.

상기 발광수단(120)은 상기 케이스(110)의 내부에 구비되며, 상기 마이크로 컨트롤러(140)의 제어에 의해 빛을 발광한다.

또한, 상기 발광수단(120)은 시인성이 좋은 LED광원으로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 감지 센서(130)는 상기 피그(20)가 일정한 거리 내로 접근할 경우, 상기 피그(20)를 감지하여 피그 감지신호를 출력한다.

또한, 상기 감지 센서(130)는 자기 센서일 수 있으며, 상기 감지 센서(130)는 상기 피그(20)에 부착된 자석(21)을 감지한다.

상기 마이크로 컨트롤러(140)는 상기 감지 센서(130)에서 피그 감지신호가 출력될 경우, 상기 발광수단(120)으로 전원을 공급하여 상기 발광수단(120)이 빛을 발하게 한다.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러(140)는 상기 속도 측정용 피그 감지기(100a)로부터 피그 감지 시간 정보를 입력받아 상기 피그(20)의 이동속도를 계산하여 출력할 수 있다.

도시하지는 않았으나 상기 케이스(110)의 외부에는 상기 피그(20)의 이동속도를 표시하기 위한 디스플레이 또는 상기 피그 감지 시간 정보를 유선 또는 무선통신을 이용하여 외부로 전달할 수 있는 통신모듈이 더 포함될 수 있다.

그러나, 상기 피그(20)의 이동속도 계산이 상기 속도 측정용 피그 감지기(100a)에서 수행될 경우, 상기 마이크로 컨트롤러(140)는 상기 피그(20)의 감지시간을 상기 속도 측정용 피그 감지기(100a)로 전송해줄 수 있다.

상기 홀더(150)는 일단이 상기 케이스(110)의 외부로 노출되고 타단은 상기 케이스(110)의 내부에 위치하며, 상기 발광수단(120)에서 발하는 빛을 상기 케이스(110)의 외부로 안내하여 작업자가 눈으로 빛을 인지할 수 있게 한다.

바람직하게는 상기 홀더(150)는 양단이 개방된 관의 형상을 가지며, 타단에 상기 발광수단(120)이 삽입되어, 상기 발광수단(120)에서 발광하는 빛이 상기 케이스(110)의 내부에서 손실되지않고 외부로 발할 수 있도록 한다.

또한, 상기 발광수단(120)의 빛이 상기 홀더(150)를 통해 외부로 발하게 한 이유는 파이프(10)의 외부가 밝을 경우 작업자가 발광수단(120)의 광도변화를 인지가 어려울 수 있기 때문이다.

다시 말해서, 상기 발광수단(120)이 상기 홀더(150)를 통하지 않고 상기 케이스(110)의 외부에 부착되어 빛을 발하는 경우 빛의 간섭에 의해 작업자가 광을 인지하기 어렵다.

따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 피그 감지기(100)에 의하면 주위가 밝은 경우에도 작업자가 발광수단(120)에서 발하는 빛을 용이하게 인지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 피그 감지기(100)는 상기 케이스(110)의 내부에 구비되고 상기 마이크로 컨트롤러(140)의 제어에 의해 경고음을 출력하는 경고음 출력스피커(160)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마이크로 컨트롤러(140)는 상기 감지센서(130)에서 피그 감지신호가 입력될 경우, 상기 경고음 출력스피커(160)로 경고음 출력신호를 전송한다.

따라서, 작업자가 상기 발광수단(120)에서 발하는 빛을 인지하지 못하더라도 상기 경고음 출력스피커(160)에서 출력되는 경고음을 듣고 피그(20)의 이동을 인지할 수 있다.

또한, 상기 경고음 출력스피커(160)의 상부에는 상기 경고음 출력스피커(160)의 진동판을 외부충격으로부터 보호하기 위한 출력스피커 보호용 막(161)이 더 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 피그 감지기(100)는 상기 케이스(110)의 내부 하단에 구비되고, 상기 감지센서(130)가 장착되는 하부기판(170), 상기 케이스(110)의 내부에서 상기 하부기판(170)과 이격되어, 상기 하부기판(170)의 상부에 구비되며, 상기 마이크로 컨트롤러(140)가 장착되는 중간기판(171) 및 상기 케이스(110)의 내부에서 상기 중간기판(171)과 이격되어, 상기 중간기판(171)의 상부에 구비되며, 상기 발광수단(120)과 상기 경고음 출력스피커(160)가 장착되는 상부기판(172)을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 기판들(170,171,172)은 서로 전기적으로 연결되어 장착된 구성요소들 간에 신호를 송수신할 수 있게 한다.

즉, 상기 감지센서(130). 상기 마이크로 컨트롤러(140) 및 상기 발광수단(120)과 상기 경고음 출력스피커(160)를 서로 다른 기판에 장착하여 연결함으로써 외부 노이즈의 유입에 의한 오작동을 최소화할 수 있으며, 부품 고장 시 교체가 용이한 장점이 있다.

또한, 상기 중간기판(171)에는 상기 마이크로 컨트롤러(140)로 입력되는 피그 감지신호의 증폭 이득을 조절할 수 있는 감도조절 스위치(180)가 더 장착될 수 있다.

또한, 상기 감도조절 스위치(180)는 딥 스위치(DIP switch), 로터리 스위치(rotary switch) 등을 사용할 수 있다.

즉, 본 발명의 피그 감지기에 의하면, 감도조절 스위치를 이용하여 피그 감지신호의 이득을 변화시킬 수 있으므로 작업자는 주위의 노이즈의 영향에 대응하여 적절한 감지 감도의 조절이 가능하다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100:피그 감지기 110:케이스
111:파이프 고정용 슬릿 120:발광수단
130:감지센서 140:마이크로 컨트롤러
150:홀더 160:경고음 출력 스피커
161:출력 스피커 보호용 막 170:하부기판
171:중간기판 172:상부기판
180:감도조절 스위치

Claims (9)

1. 파이프 외부에 부착되어 상기 파이프 내부로 이동하는 초음파 진단장치인 피그(pig) 이동을 감지하는 복수 개의 피그 감지기를 포함하고,
   상기 각 피그 감지기:는
   케이스;
   상기 케이스 내부에 구비되는 발광수단;
   상기 케이스 내부에 구비되며 상기 피그가 일정한 거리 내로 접근할 경우 상기 피그를 감지하여 피그 감지신호를 출력하는 감지 센서;
   상기 케이스 내부에 구비되며, 상기 감지 센서로부터 피그 감지신호의 입력이 있을 경우 상기 발광수단으로 전원을 공급하여 상기 발광수단이 발광하게 하는 마이크로 컨트롤러;
   일단은 상기 케이스의 외부로 노출되고 타단은 상기 케이스의 내부에 위치하며, 상기 발광수단의 광을 상기 케이스 외부로 안내하여 발하게 하는 홀더; 및
   상기 케이스의 내부에 구비되고 상기 마이크로 컨트롤러와 연결되며, 경고음을 출력하는 경고음 출력 스피커;를 포함하고,
   상기 홀더는 양단이 개방된 관 형상을 가지며, 상기 발광수단은 상기 홀더의 외부로 노출되지 않고, 상기 홀더의 내부에 삽입되어 고정되며,
   상기 마이크로 컨트롤러는 상기 피그 감지신호가 입력될 경우 상기 경고음 출력 스피커에서 경고음이 출력되게 하며,
   상기 감지 센서는 자기 센서이며,
   상기 케이스의 내부 하단에 구비되고 상기 감지 센서가 장착되는 하부기판;
   상기 케이스의 내부에서 상기 하부기판과 이격되어 상기 하부기판의 상부에 구비되며, 상기 마이크로 컨트롤러 및 상기 피그 감지신호의 이득값(gain)을 변화시켜 상기 마이크로 컨트롤러의 감지 감도를 조절하는 감도조절 스위치가 장착되는 중간기판; 및
   상기 케이스의 내부에서 상기 중간기판과 이격되어 상기 중간기판의 상부에 구비되며, 상기 발광수단과 상기 경고음 출력 스피커가 장착되는 상부기판;을 포함하며, 상기 기판들은 서로 전기적으로 연결되어 있으며,
   상기 피그 감지기들은 서로 전기적으로 연결되어 있으며, 적어도 어느 하나의 피그 감지기는 적어도 두 개의 피그 감지기들이 상기 피그를 감지한 시간차 및 피그 감지기들이 서로 이격된 거리로부터 상기 피그의 이동속도를 계산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 피그 감지기 시스템.
   
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7. 제 1 항에 있어서,
   상기 케이스의 일정부분에는 상기 피그 감지기를 파이프 외부에 고정할 수 있는 밴드가 관통하는 파이프 고정용 슬릿이 형성되는 것을 특징으로 하는 피그 감지기 시스템.
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