KR101532240B1 - 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템 및 이를 이용한 곡률 반경 측정 방법 - Google Patents

자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템 및 이를 이용한 곡률 반경 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템에 관한 것으로, 지중 관로 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로 내부의 직경을 측정하는 제1 관로 직경 측정 수단과, 지중 관로 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로 내부의 직경을 측정하고 길이가 제1 관로 직경 측정 수단의 길이와 다른 제2 관로 직경 측정 수단, 상기 제1 관로 직경 측정 수단과 제2 관로 직경 측정 수단에 의해 측정된 관로의 직경을 중앙 처리 장치로 전송하는 통신 수단, 및 동일한 지점에서 상기 제1 관로 직경 측정 수단에 의해 측정된 지중 관로의 직경(
Figure 112014105001646-pat00065
)과 제2 관로 직경 측정 수단에 의해 측정된 지중 관로의 직경(
Figure 112014105001646-pat00066
)을 입력받아 지중 관로의 실제 직경(
Figure 112014105001646-pat00067
)을 산출하고 지중 관로의 실제 직경을 이용하여 지중 관로의 곡률 반경을 산출하는 중앙 처리 장치로 이루어질 수 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 측정 오차 범위를 기존 허용 범위보다 낮게 구현함으로써, 지중 전력 관로에 대한 보다 정확한 데이터를 구축하고, 지중 전력 관로의 시공 품질을 보다 향상시킬 수 있다.

Description

자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템 및 이를 이용한 곡률 반경 측정 방법{SELF CALIBRATED BENDING RADIUS MEASUREMENT SYSTEM FOR UNDERGROUND PIPE LINE OF ELECTRIC POWER AND BENDING RADIUS MEASUREMENT METHOD USING THE SAME}
본 발명은 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템 및 이를 이용한 곡률 반경 측정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 지중 매설된 관로 안으로 관로의 직경을 측정할 수 있는 장치를 삽입하여 지중 매설된 관로의 곡률 반경을 도출해내거나 관로의 내부 상태를 확인할 수 있는 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템 및 이를 이용한 곡률 반경 측정 방법에 관한 것이다.
사회 기반 시설 중의 하나인 지하 매설 전력 관로는 전력 수요의 증가와 가공 전력선에 대한 님비(NIMBY: Not In My Back Yard) 현상, 전기 누전이나 감전 사고와 같은 화재 발생 위험 요소가 현저히 줄어드는 긍정적인 면 때문에 신도시 설계 등에 함께 반영되는 등 그 필요성이 더욱 높아지고 있다.
특히, 한전에서는 매년 전력선의 지중화를 위하여 관로를 포설하고 있으며, 관로에 인입되는 지중 송·배전선의 길이는 매년 약 3000Km에 달한다.
한편, 관로 시공 준공 검사인 도통 시험은 2차례에 걸쳐 시행되는데, 이때, 1차 도통 시험은 1차 되메우기 전에 실시되고 2차 도통 시험은 도로 포장 전에 실시된다.
하지만, 포설 시공 후 상당 기간이 지난 후에 관로 안으로 전력 케이블을 입선하기 때문에 지반 침하나 지반 변동으로 인해 관로의 변형이 발생된다.
따라서, 관로 안으로 전력 케이블을 입선시킬 때 많은 어려움이 있었다.
이에 지중 송·배전 케이블 관로 시공 시 외상 고장 방지 및 시공 품질 확보를 위해 관로의 도통 시험을 시행하고 있는데, 상기 도통 시험에 사용되는 장치는 등록 특허 번호 "10-0568550"호의 "다기능 도통 측정기" 및 등록 특허 번호 "10-0942559"호의 "수평 기울기 센서 및 수평 기울기 가속도 센서를 갖춘 지중 관로 검사 장치"가 있다.
상기 지중 관로 검사 장치는 지중 관로에 투입되어 지중 관로의 직경과 경사도를 측정하고, CCD 카메라를 이용하여 지중 관로의 내부를 촬영하는 장치이다.
하지만, 상기 지중 관로 검사 장치는 곡률 반경을 도면 6에 도시한 바와 같이,
Figure 112014105001646-pat00001
(D:관로의 실제 직경, d:측정된 직경, L:도통봉의 길이, R2:곡률 반경)식을 이용하여 도출하는데, 이때, 관로의 실제 직경(D)은 항상 175mm라는 가정이 필요하다.
하지만, 실제로 상기 관로의 직경은 ±4mm의 오차를 갖기 때문에 곡률 반경 또한 오차를 갖을 수 밖에 없다는 문제점이 있었다.
결과적으로, 상기 지중 관로 검사 장치가 곡률 발생 구간을 지날 때 실제 관로의 정확한 치수를 알아야 정확한 곡률 반경을 산출할 수 있다.
대한민국 등록특허 10-0917876 (공고일자 2009.09.16) 대한민국 등록특허 10-0942559 (공고일자 2010.02.12)
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 실제 관로의 정확한 직경을 측정하여 이를 곡률 반경 계산 공식에 대입함으로써, 관로의 곡률 반경을 정확하게 측정해낼 수 있는 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템 및 이를 이용한 곡률 반경 측정 방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 지중 관로 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로 내부의 직경을 측정하는 제1 관로 직경 측정 수단과, 지중 관로 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로 내부의 직경을 측정하고 길이가 제1 관로 직경 측정 수단의 길이와 다른 제2 관로 직경 측정 수단, 상기 제1 관로 직경 측정 수단과 제2 관로 직경 측정 수단에 의해 측정된 관로의 직경을 중앙 처리 장치로 전송하는 통신 수단, 및 동일한 지점에서 상기 제1 관로 직경 측정 수단에 의해 측정된 지중 관로의 직경(
Figure 112014105001646-pat00002
)과 제2 관로 직경 측정 수단에 의해 측정된 지중 관로의 직경(
Figure 112014105001646-pat00003
)을 입력받아 지중 관로의 실제 직경(
Figure 112014105001646-pat00004
)을 산출하고 지중 관로의 실제 직경을 이용하여 지중 관로의 곡률 반경을 산출하는 중앙 처리 장치로 이루어질 수 있다.
기존의 장비는 관로 내부에 CCTV를 투입시키지 않고서는 관로가 변형되었는지 또는 관로에 곡률이 발생되었는지 구분할 수 없을 뿐만 아니라 관로 내부의 침수로 인해 CCTV를 통한 육안 확인이 어려운 경우도 발생하였다.
본 발명은 관로 내부에 CCTV를 투입시키지 않고서도 관로의 변형과 곡률의 발생을 정확하게 구분할 수 있다.
또한, 종래의 장치는 지중 파형관에 적용되는 제품으로 상기와 같은 문제점과 관로 제품 상에 존재하는 내경 오차에 대응하지 못하였으나 본 발명은 측정 오차 범위를 기존 허용 범위보다 낮게 구현함으로써, 지중 전력 관로에 대한 보다 정확한 데이터를 구축하고, 지중 전력 관로의 시공 품질을 보다 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명은 곡률 반경을 정확히 도출한 다음, 곡률이 발생된 구간의 길이를 정확하게 계산해냄으로 차후 지중 관로 내부에 전력선을 인입할 때 필요한 인장력이나 측압을 정확하게 산출할 수 있다.
도면 1a와 도면 1b는 동일한 지점에서 제1 관로 직경 측정 수단에 의해 측정된 관로의 직경과 제2 관로 직경 측정 수단에 의해 측정된 관로의 직경을 이용하여 관로의 실제 직경을 도출해 내는 과정을 설명하기 위한 도면,
도면 2a와 도면 2b는 본 발명을 이용하여 관로 변형이 발생된 부분과 관로 곡률이 발생된 부분을 구분해내는 과정을 설명하기 위한 도면,
도면 3은 제1 관로 직경 측정 수단이나 제2 관로 직경 측정 수단의 구조를 설명하기 위한 도면,
도면 4a와 도면 4b는 제1·2 관로 직경 측정 수단이 관로의 직경에 따라 수축되거나 팽창됨을 설명하고, 제1·2 관로 직경 측정 수단이 수축될 때 고정 링크와 이동 링크의 사이각이 넓어지는 반면, 제1·2 관로 직경 측정 수단이 팽창될 때 고정 링크와 이동 링크의 사이각이 좁아짐을 도시한 도면,
도면 5는 본 발명의 제어 블록도,
도면 6은 종래 기술을 이용하였을 때 관로 실제 직경의 오차로 인해 곡률 반경에 오차가 발생될 수 있음을 설명하기 위한 도면,
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템은 도면 1a 내지 도면 2b에 도시한 바와 같이, 지중 관로(1) 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로(1)의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로(1) 내부의 직경을 측정하는 제1 관로 직경 측정 수단(3)과, 지중 관로(1) 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로(1)의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로(1) 내부의 직경을 측정하고 길이가 제1 관로 직경 측정 수단(3)의 길이와 다른 제2 관로 직경 측정 수단(7), 상기 제1 관로 직경 측정 수단(3)과 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 관로의 직경을 중앙 처리 장치(9)로 전송하는 통신 수단(11), 및 동일한 지점에서 상기 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
Figure 112014105001646-pat00005
)과 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
Figure 112014105001646-pat00006
)을 입력받아 지중 관로(1)의 실제 직경(
Figure 112014105001646-pat00007
)을 산출하고 지중 관로(1)의 실제 직경(
Figure 112014105001646-pat00008
)을 이용하여 지중 관로(1)의 곡률 반경을 산출하는 중앙 처리 장치(9)로 이루어질 수 있다.
상기 제2 관로 직경 측정 수단(7)은 연결 수단(5)을 통해 제1 관로 직경 측정 수단(3)과 연결될 수 있다.
상기 중앙 처리 장치(9)는 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정한 관로의 직경을
Figure 112014105001646-pat00009
, 제1 관로 직경 측정 수단(3)의 길이를
Figure 112014105001646-pat00010
, 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정한 관로의 직경을
Figure 112014105001646-pat00011
, 제2 관로 직경 측정 수단(7)의 길이를
Figure 112014105001646-pat00012
, 관로의 실제 직경을
Figure 112014105001646-pat00013
이라고 했을 때,
Figure 112014105001646-pat00014
를 이용하여 관로의 실제 직경
Figure 112014105001646-pat00015
를 구한다.
또한, 상기 중앙 처리 장치(9)는 관로의 실제 직경
Figure 112014105001646-pat00016
와 제1 곡률 반경 공식
Figure 112014105001646-pat00017
, 또는 관로의 실제 직경
Figure 112014105001646-pat00018
와 제2 곡률 반경 공식
Figure 112014105001646-pat00019
을 이용하여 곡률 반경을 구할 수 있다.
상기 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)은 도면 2a에 도시한 바와 같이, 관로 변형 구간을 통과할 때 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정된 관로의 직경과, 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 관로의 직경이 동일하기 때문에 이 구간이 관로 변형 구간임을 확인할 수 있다.
또한, 상기 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)은 도면 2b에 도시한 바와 같이, 곡률 발생 구간을 지날 때 제1 관로 직경 측정 수단(3)의 길이와 제2 관로 직경 측정 수단(7)의 길이가 다르기 때문에 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정된 관로의 직경과 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 관로의 직경이 달라진다.
따라서, 해당 구간이 곡률 발생 구간임을 확인할 수 있다.
결과적으로 본 발명은 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)을 이용하여 관로 변형 구간과 곡률 발생 구간을 구분할 수 있다.
반면, 종래의 장비는 한 개의 계측 장비를 이용하기 때문에 관로 변형 구간이나 곡률 발생 구간에서 똑같이 계측 장비가 수축됨으로 관로 변형 구간과 곡률 발생 구간을 구분할 수 없다.
한편, 상기 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)은 도면 3에 도시한 바와 같이, 길이 방향으로 곧게 뻗은 길이봉(13)과, 일단이 상기 길이봉(13)에 축 고정된 채 축회전 되는 고정 링크(15), 상기 길이봉(13)에 장착된 상태에서 길이봉(13)의 길이 방향으로 이동하는 이동 수단(17), 일단이 상기 고정 링크(15)의 타단에 축 고정되고 타단이 이동 수단(17)에 축 고정된 이동 링크(19), 상기 길이봉(13)과 나란하게 배치되면서 몸체 어느 한 부분이 고정 링크(15)와 이동 링크(19)의 연결 부위에 결합되고 관로의 내부 둘레면과 마주 접하는 미끄럼바(21)를 구비한다.
또한, 상기 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)에는 관로의 직경에 따라 탄력적으로 수축 또는 팽창되면서 미끄럼바(21)를 관로의 내벽에 밀착시키는 탄성 부재(23)가 부가 장착될 수 있다.
상기 탄성 부재(23)는 일단이 길이봉(13)에 고정 결합되고, 타단이 이동 수단(17)에 결합된다.
상기 탄성 부재(23)는 도면 4a에 도시한 바와 같이, 관로의 직경이 작아져 고정 링크(15)와 이동 링크(19)의 사이각이 벌어짐과 더불어 미끄럼바(21)가 길이봉(13) 방향으로 접근하면, 이동 수단(17)에 떠 밀려 수축되면서 이동 수단(17)을 탄력적으로 밀어붙이고, 상기 미끄럼바(21)는 관로의 내벽에 밀착된다.
반면, 관로의 직경이 넓어지면, 탄성 부재(23)는 도면 4b에 도시한 바와 같이, 탄성 복원력에 의해 탄력적으로 팽창되면서, 이동 수단(17)을 밀어붙이고, 동시에 상기 이동 링크(19)를 고정 링크(15) 방향으로 밀어 이동 링크(19)와 고정 링크(15)의 사이각을 좁게 만든다.
또한, 사이각이 좁아진 이동 링크(19)와 고정 링크(15)는 미끄럼바(21)를 상승시켜 직경이 넓어진 관로의 내벽에 미끄럼바(21)를 밀착시킨다.
또, 상기 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)에는 미끄럼바(21)가 팽창되거나 축소될 때 이동 수단(17)의 직선 운동을 회전 운동으로 바꿔주는 방향 전환 기어부가 부가 장착되고, 상기 방향 전환 기어부에는 방향 전환 기어부의 회전량에 따라 전기 신호를 발생하는 엔코더(25)가 부가 장착된다.
이때, 상기 제어부(29)는 엔코더(25)로부터 전달된 전기 신호를 이동 수단(17)의 직선 이동 거리로 환산한 다음, 지중 관로(1)의 직경을 계산하고, 지중 관로(1)의 직경을 통신 수단(11)을 통해 중앙 처리 장치(9)로 전달한다.
상기 엔코더(25)는 회전량을 측정한 다음, 측정 결과를 RS-232 통신이나 RS-485 통신을 통해 제어부(29)로 전송할 수도 있다.
상기 엔코더(25)로부터 전달된 전기 신호는 회전 주기에 따른 펄스 신호일 수 있는데, 상기 제어부(29)는 펄스의 갯수를 카운터하여 이동 수단(17)의 이동 거리를 측정할 수 있다.
또한, 상기 엔코더(25)로부터 전달된 전기 신호는 회전량에 따라 엔코더(25)로부터 출력되는 디지털 펄스 신호일 수 있는데, 상기 제어부(29)는 엔코더(25)와의 SPI 통신이나 I2C 통신 또는 3-Wire 통신을 통해 엔코더(25)로부터 방향 전환 기어부의 회전량을 입력받을 수 있다.
상기 제어부(29)가 지중 관로(1)의 직경을 계산하는 방법으로는 도면 4a와 도면 4b에 도시한 제 1 실시 예로서, 고정 링크(15)가 빗면을 이루는 가상의 직각 삼각형을 그렸을 때 길이가 항상 고정적인 고정 링크(15)의 길이와 엔코더(25)를 통해 도출된 가로 길이(a,a')를 피타고라스 공식에 적용시켜 가상의 직각 삼각형의 세로 길이(b,b')를 구함으로써 지중 관로(1)의 직경을 계산할 수 있다.
상기 제1 또는 제2 관로 직경 측정 수단(3,7)에 갖추어진 길이봉(13)의 일단 또는 타단에는 도면 3에 도시한 바와 같이, 로프와 연결되는 고리(33)가 장착되며, 상기 고리(33)와 연결된 와이어에는 견인 수단(35)이 연결된다.
상기 견인 수단(35)은 관로 바깥에서 와이어를 잡아당김으로써 관로안으로 삽입된 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)을 이동시킬 수 있고, 견인된 와이어의 거리를 측정하여 지중 관로(1) 내에서 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)이 위치한 곳을 알 수 있다.
또한, 상기 CCD 카메라(39)의 좌·우에는 어두운 관로 내부에서 빛을 비출 수 있도록 조명 수단(45)이 부착될 수 있다.
또, 상기 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 갖추어진 길이봉(13)의 선단에는 도면 3과 도면 5에 도시한 바와 같이, 기어드 모터(37)와 CCD 카메라(39)가 장착되고, 상기 CCD 카메라(39)에는 수평 기울기 센서(41)와 수평 기울기 가속도 센서(43)가 부착되어 좌·우 수평 방향 기울기 및 가속도에 따라 센서값이 변화된다.
상기 제어부(29)는 수평 기울기 센서(41)의 출력 값에 따라 기어드 모터(37)를 제어하며, 상기 기어드 모터(37)는 회전축에 연결된 CCD 카메라(39)를 좌측 또는 우측 방향으로 회전시켜, CCD 카메라(39)가 항시 수평을 유지할 수 있도록 한다.
상기 CCD 카메라(39)의 제어를 위하여 CCD 카메라(39)에 부착된 수평 기울기 센서(41)의 출력 값은 증폭기(57)를 거쳐 A/D 컨버터(59)에 입력되며, 디지털 값으로 변화된 수평 기울기 센서(41)의 출력 값은 제어부(29)로 입력된다.
상기 수평 기울기 센서(41)는 좌측으로 기울어졌을 때 '-'값을 출력하며, 우측으로 기울어졌을 때 '+'값을 출력한다.
상기 제어부(29)는 수평 기울기 센서(41)의 출력 값이 '-'값이면, 기어드 모터(37)를 우측으로 회전시키는 반면, 수평 기울기 센서(41)의 출력 값이 '+'값이면, 기어드 모터(37)를 좌측으로 회전시켜 CCD 카메라(39)가 항상 수평을 유지할 수 있도록 한다.
하지만, 상기 수평 기울기 센서(41)는 정지 상태에서는 정확한 수평 기울기 값을 나타내나 제1 관로 직경 측정 수단(3)이 좌측 또는 우측으로 움직이면, 가속도에 의해 중력과 가속도의 합성 벡터 방향으로 합성 중력이 나타나 측정된 좌·우 기울기 값에 오차가 발생한다.
따라서, 수평 기울기 가속도 센서(43)에 의해 측정된 가속도 값이 일정한 값 이하일 때만 수평 기울기 값의 측정 오차를 일정한 범위 이내로 줄일 수 있다.
상기 수평 기울기 가속도 센서(43)의 출력은 가속도에 비례하여 나타나며, 수평 기울기 가속도 센서(43)의 출력 값을 적분하면 속도가 되는데, 적분한 값이 변하지 않고 일정한 범위를 유지할 때만 수평 기울기 센서(41)의 값을 읽으며, 중력 가속도에서 측정된 가속도를 보상하여 측정값을 계산한다.
상기 수평 기울기 가속도 센서(43)의 출력단에는 도면 5에 도시한 바와 같이, 수평 기울기 가속도 센서(43)의 출력을 증폭하는 증폭기(61)가 장착되고, 상기 증폭기(61)의 출력단에는 상기 증폭기(61)로부터 출력되는 신호를 적분하여 가속도를 속도로 변환하는 적분기(63)가 부가 장착될 수 있다.
또한, 상기 적분기(63)의 출력단에는 적분기(63)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(65)가 부가 장착되고, 상기 제어부(29)는 A/D 컨버터(65)에 의해 디지털값으로 변환된 신호를 속도로 환산한다.
상기 CCD 카메라(39)와 기어드 모터(37), 수평 기울기 센서(41), 수평 기울기 가속도 센서(43), 및 조명 수단(45)은 도면 3에 도시한 바와 같이, 보호용 케이스(47)로 보호됨이 바람직하다.
또, 상기 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)에는 도면 5에 도시한 바와 같이, 경사도에 비례하는 전압이 출력되는 경사도 센서(49)가 부가 장착될 수 있고, 상기 경사도 센서(49)에는 경사도 센서(49)로부터 출력되는 전압을 증폭시키는 증폭기(67)와, 상기 증폭기(67)로부터 출력되는 아날로그 전압을 디지털 값으로 변환하는 A/D 컨버터(69)가 부가 장착될 수 있다.
상기 제어부(29)는 A/D 컨버터(69)로부터 출력되는 디지털 값을 경사도로 환산한 다음, 이를 통신 수단(11)을 통해 중앙 처리 장치(9)로 전송한다.
또한, 상기 경사도 센서(49)는 수평 기울기 센서(41)와 마찬가지로, 정지 상태에서는 정확한 경사도 값을 나타내나, 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)이 경사도 방향으로 움직이면, 가속도에 의해 중력과 가속도의 합성 벡터 방향으로 합성 중력이 나타나 측정된 경사도 값에 오차가 발생된다.
따라서, 상기 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)에는 도면 5에 도시한 바와 같이, 경사 가속도 센서(55)가 부가 장착되어 경사 가속도 센서(55)에 의해 측정된 가속도 값이 일정한 값 이하일 때만 경사도 센서(49)로부터 측정된 값을 읽음으로써 경사도 값의 측정 오차를 일정한 범위 이내로 줄일 수 있다.
그러므로, 경사 가속도 센서(55)의 출력 값이 변하지 않고 일정한 범위를 유지할 때만 경사도 센서(49)의 값을 읽으며, 중력 가속도에서 측정된 가속도를 보상하여 측정값을 계산한다.
상기 경사 가속도 센서(55)의 출력단에는 경사 가속도 센서(55)의 출력을 증폭하는 증폭기(71)가 장착되고, 상기 증폭기(71)의 출력단에는 상기 증폭기(71)로부터 출력되는 신호를 적분하여 가속도를 속도로 변환하는 적분기(73)가 부가 장착될 수 있다.
또한, 상기 적분기(73)의 출력단에는 적분기(73)로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터(75)가 부가 장착되고, 상기 제어부(29)는 A/D 컨버터(75)에 의해 디지털값으로 변환된 신호를 속도로 환산한다.
한편, 본 발명의 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템을 이용한 곡률 반경 측정 방법은 상기 중앙 처리 장치(9)가 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
Figure 112014105001646-pat00020
)을 통신 수단(11)을 통해 입력 받는 단계와, 상기 중앙 처리 장치(9)가 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
Figure 112014105001646-pat00021
)을 통신 수단(11)을 통해 입력 받는 단계, 상기 중앙 처리 장치(9)가 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정한 관로의 직경을
Figure 112014105001646-pat00022
, 제1 관로 직경 측정 수단(3)의 길이를
Figure 112014105001646-pat00023
, 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정한 관로의 직경을
Figure 112014105001646-pat00024
, 제2 관로 직경 측정 수단(7)의 길이를
Figure 112014105001646-pat00025
, 관로의 실제 직경을
Figure 112014105001646-pat00026
이라고 했을 때,
Figure 112014105001646-pat00027
를 이용하여 관로의 실제 직경
Figure 112014105001646-pat00028
을 구하는 단계, 상기 중앙 처리 장치(9)가 관로의 실제 직경
Figure 112014105001646-pat00029
와 제1 곡률 반경 공식
Figure 112014105001646-pat00030
, 또는 관로의 실제 직경
Figure 112014105001646-pat00031
와 제2 곡률 반경 공식
Figure 112014105001646-pat00032
을 이용하여 곡률 반경을 구하는 단계로 이루어질 수 있다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명은 기존의 장비는 관로 내부에 CCTV를 투입시키지 않고서는 관로가 변형되었는지 또는 관로에 곡률이 발생되었는지 구분할 수 없으나 본 발명은 관로 내부에 CCTV를 투입시키지 않고서도 관로의 변형과 곡률의 발생을 정확하게 구분해낼 수 있다.
또한, 종래의 장치는 지중 파형관에 적용되는 제품으로 상기와 같은 문제점과 관로 제품 상에 존재하는 내경 오차에 대응하지 못하였으나, 본 발명은 측정 오차 범위를 기존 허용 범위보다 낮게 구현함으로써, 지중 전력 관로에 대한 보다 정확한 데이터를 구축하고, 지중 전력 관로의 시공 품질을 보다 향상시킬 수 있다.
또, 본 발명은 곡률 반경을 정확하게 도출한 다음, 도출된 곡률 반경을 이용하여 곡률이 발생된 구간의 길이를 정확하게 계산해냄으로 차후 지중 관로(1) 내부에 전력선을 인입할 때 필요한 인장력이나 측압을 정확하게 산출 가능하다.
1. 지중 관로 3. 제1 관로 직경 측정 수단
5. 연결 수단 7. 제2 관로 직경 측정 수단
9. 중앙 처리 장치 11. 통신 수단
13. 길이봉 15. 고정 링크
17. 이동 수단 19. 이동 링크
21. 미끄럼바 23. 탄성 부재
25. 엔코더 29. 제어부
33. 고리 39. CCD 카메라
41. 수평 기울기 센서 43. 수평 기울기 가속도 센서
45. 조명 수단 47. 보호용 케이스
49. 경사도 센서 55. 경사 가속도 센서
56. A/D 컨버터 57. 증폭기
59. A/D 컨버터 61. 증폭기
63. 적분기 65. A/D 컨버터
69. A/D 컨버터 71. 증폭기
73. 적분기 75. A/D 컨버터

Claims (6)

  1. 지중 관로(1) 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로(1)의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로(1) 내부의 직경을 측정하는 제1 관로 직경 측정 수단(3)과;
    지중 관로(1) 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로(1)의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로(1) 내부의 직경을 측정하고 길이가 제1 관로 직경 측정 수단(3)의 길이와 다른 제2 관로 직경 측정 수단(7);
    상기 제1 관로 직경 측정 수단(3)과 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 관로의 직경을 중앙 처리 장치(9)로 전송하는 통신 수단(11);
    및 동일한 지점에서 상기 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
    Figure 112014105001646-pat00033
    )과 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
    Figure 112014105001646-pat00034
    )을 입력받아 지중 관로(1)의 실제 직경(
    Figure 112014105001646-pat00035
    )을 산출하고 지중 관로(1)의 실제 직경(
    Figure 112014105001646-pat00036
    )을 이용하여 지중 관로(1)의 곡률 반경을 산출하는 중앙 처리 장치(9)로 이루어진 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 관로 직경 측정 수단(7)은 연결 수단(5)을 통해 제1 관로 직경 측정 수단(3)과 연결되는 것을 특징으로 하는 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중앙 처리 장치(9)는 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정한 관로의 직경을
    Figure 112014105001646-pat00037
    , 제1 관로 직경 측정 수단(3)의 길이를
    Figure 112014105001646-pat00038
    , 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정한 관로의 직경을
    Figure 112014105001646-pat00039
    , 제2 관로 직경 측정 수단(7)의 길이를
    Figure 112014105001646-pat00040
    , 관로의 실제 직경을
    Figure 112014105001646-pat00041
    이라고 했을 때,
    Figure 112014105001646-pat00042
    를 이용하여 관로의 실제 직경
    Figure 112014105001646-pat00043
    를 구하고,
    관로의 실제 직경
    Figure 112014105001646-pat00044
    와 제1 곡률 반경 공식
    Figure 112014105001646-pat00045
    , 또는 관로의 실제 직경
    Figure 112014105001646-pat00046
    와 제2 곡률 반경 공식
    Figure 112014105001646-pat00047
    을 이용하여 곡률 반경을 구하는 것을 특징으로 하는 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)은 길이 방향으로 곧게 뻗은 길이봉(13)과,
    일단이 상기 길이봉(13)에 축 고정된 채 축회전 되는 고정 링크(15),
    상기 길이봉(13)에 장착된 상태에서 길이봉(13)의 길이 방향으로 이동하는 이동 수단(17),
    일단이 상기 고정 링크(15)의 타단에 축 고정되고 타단이 이동 수단(17)에 축 고정된 이동 링크(19),
    상기 길이봉(13)과 나란하게 배치되면서 몸체 어느 한 부분이 고정 링크(15)와 이동 링크(19)의 연결 부위에 결합되고 관로의 내부 둘레면과 마주 접하는 미끄럼바(21),
    및 일단이 길이봉(13)에 고정 결합되고 타단이 이동 수단(17)에 결합되어 관로의 직경에 따라 탄력적으로 수축 또는 팽창되면서 미끄럼바(21)를 관로의 내벽에 밀착시키는 탄성 부재(23)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1·2 관로 직경 측정 수단(3,7)에는 미끄럼바(21)가 팽창되거나 축소될 때 이동 수단(17)의 직선 운동을 회전 운동으로 바꿔주는 방향 전환 기어부가 부가 장착되고,
    상기 방향 전환 기어부에는 방향 전환 기어부의 회전량에 따라 전기 신호를 발생하는 엔코더(25)가 장착되며,
    제어부(29)는 엔코더(25)로부터 전달된 전기 신호를 이동 수단(17)의 직선 이동 거리로 환산한 다음, 지중 관로(1)의 직경을 계산하고, 지중 관로(1)의 직경을 통신 수단(11)을 통해 중앙 처리 장치(9)로 전송하는 것을 특징으로 하는 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템.
  6. 지중 관로(1) 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로(1)의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로(1) 내부의 직경을 측정하는 제1 관로 직경 측정 수단(3)과;
    지중 관로(1) 내부에 삽입된 상태에서 지중 관로(1)의 직경에 따라 수축되거나 팽창되면서 지중 관로(1) 내부의 직경을 측정하고 길이가 제1 관로 직경 측정 수단(3)의 길이와 다른 제2 관로 직경 측정 수단(7);
    상기 제1 관로 직경 측정 수단(3)과 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 관로의 직경을 중앙 처리 장치(9)로 전송하는 통신 수단(11);
    및 동일한 지점에서 상기 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
    Figure 112014105001646-pat00048
    )과 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
    Figure 112014105001646-pat00049
    )을 입력받아 지중 관로(1)의 실제 직경(
    Figure 112014105001646-pat00050
    )을 산출하고 지중 관로(1)의 실제 직경(
    Figure 112014105001646-pat00051
    )을 이용하여 지중 관로(1)의 곡률 반경을 산출하는 중앙 처리 장치(9)로 이루어진 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템을 이용한 곡률 반경 측정 방법은
    상기 중앙 처리 장치(9)가 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
    Figure 112014105001646-pat00052
    )을 통신 수단(11)을 통해 입력 받는 단계,
    상기 중앙 처리 장치(9)가 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정된 지중 관로(1)의 직경(
    Figure 112014105001646-pat00053
    )을 통신 수단(11)을 통해 입력 받는 단계,
    상기 중앙 처리 장치(9)가 제1 관로 직경 측정 수단(3)에 의해 측정한 관로의 직경을
    Figure 112014105001646-pat00054
    , 제1 관로 직경 측정 수단(3)의 길이를
    Figure 112014105001646-pat00055
    , 제2 관로 직경 측정 수단(7)에 의해 측정한 관로의 직경을
    Figure 112014105001646-pat00056
    , 제2 관로 직경 측정 수단(7)의 길이를
    Figure 112014105001646-pat00057
    , 관로의 실제 직경을
    Figure 112014105001646-pat00058
    이라고 했을 때,
    Figure 112014105001646-pat00059
    를 이용하여 관로의 실제 직경
    Figure 112014105001646-pat00060
    을 구하는 단계,
    상기 중앙 처리 장치(9)가 관로의 실제 직경
    Figure 112014105001646-pat00061
    와 제1 곡률 반경 공식 , 또는 관로의 실제 직경
    Figure 112014105001646-pat00063
    와 제2 곡률 반경 공식
    Figure 112014105001646-pat00064
    을 이용하여 곡률 반경을 구하는 단계로 이루어진 자기 보정 기능을 갖는 지중 전력 관로용 곡률 반경 측정 시스템을 이용한 곡률 반경 측정 방법.
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