KR101564718B1 - System for analyzing the depth and location of underground pipe by analysis of electromagnetic response - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자기 반응 분석을 통해 지하에 매설된 도전성 관로의 위치 및 매설 깊이를 규명하고, 국가 지리 정보시스템(NGIS)의 지하 시설물 관리 DB에 분석 자료를 제공하기 위한 시스템의 개발 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for developing a system for identifying the location and burial depth of a conductive pipe embedded in an underground through an electromagnetic reaction analysis and providing analysis data to an underground facility management DB of the National Geographic Information System (NGIS).
지하에 매설된 시설물(전력선, 전화선, 가스관, 상·하수도관 등)의 위치와 매설 깊이를 정확히 파악하는 것은 굴착 비용 및 소요 시간 절감, 굴착 시 야기될 수 있는 가스관, 상·하수도관, 통신선 등의 파손으로 인한 피해 예방 등의 측면에서 볼 때 매우 중요하다. 저주파수 영역의 전자탐사 관로 탐지기는 GPR(Ground Penetrating Radar) 탐사 장비에 비해 정밀도는 다소 떨어지나 운용이 쉽고 가격이 저렴한 실용적인 신속 탐사 장비로 현재 현장에서 도전성 관로 및 전력선을 탐사하는데 많이 사용되고 있다. 현재 국내에는 외국산 전자탐사 관로 탐지 장비들이 많이 수입. 운용되고 있으며 이러한 외국 장비들은 탐사 주파수의 확장, 사용 편의성 개선 등 성능을 향상시켜 고가로 보급을 행하고 있다(Fuji Tecom Inc., 2000; Radio-detection, 2000). 그러나 국내에서는 이 분야의 탐사 장비 개발 및 제품화에 관한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정으로 사용하기 간편하고 정확한 지하시설물 탐지 장비의 국내 개발이 매우 시급하고 중요하다.The precise location of buried underground facilities (power lines, telephone lines, gas pipelines, gas pipelines, sewage pipelines, etc.) and depth of burial can be achieved by reducing the cost of excavation and time, gas pipes, sewage pipes, It is very important from the standpoint of prevention of damage caused by damage. The low-frequency electromagnetic probe detector is a practical expedition probe that is less expensive than the GPR (Ground Penetrating Radar) probe but is easy to operate and is inexpensive. It is widely used in the field for probing conductive conduits and power lines. Currently, there are a lot of foreign detection equipment in Korea. (Fuji Tecom Inc., 2000; Radio-detection, 2000). In this paper, we propose a new method to improve the usability of the system. In Korea, however, research on the development and commercialization of exploration equipment in this field has been rarely carried out. Therefore, it is very urgent and important for domestic development of simple and accurate underground facility detection equipment.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 상기 배경을 바탕으로 지하에 매설된 도전성 관로를 대상으로 전자기 반응 분석 규명을 위한 방법으로서 물리탐사 기법 중 전자 탐사 기술을 활용하여 관로 위치 및 매설 깊이를 규명하는 전자기 반응 분석을 통한 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been developed in order to solve the above problems. Based on the background described above, the present invention is directed to an electromagnetic analysis method for a conductive channel embedded in an underground, And to provide a conductive pipe position and burial depth analysis system through an electromagnetic reaction analysis to determine the depth.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템은,According to an aspect of the present invention, there is provided a system for analyzing a conduit position and a buried depth according to the present invention,
저주파수 송신기, 상기 저주파수 송신기를 통해 인공적으로 도전성 관로에 직접 전류를 흘려주어 전자기 유도에 의해 자기장이 생성된 경우, 상기 도전성 관로에 직교하는 방향으로 측정되는 측정 지점별 Hx(수평 성분), Hy, Hz(수직 성분) 값을 도출하는 3성분 자기장 측정 센서 및, 상기 3성분 자기장 측정 센서에서 도출한 각 성분별(Hx, Hy, Hz) 측정 위치에 따른 변화 양상을 정형화한 수치 모델링 자료로부터 수평성분 최대값 및 수직성분 최소값을 나타내는 위치를 검출하고, 상기 검출된 위치를 기반으로 상기 도전성 관로 위치를 구하는 리시버(receiver)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(Horizontal component) measured at a measurement point orthogonal to the conductive channel when a magnetic field is generated by electromagnetic induction by flowing an electric current directly to the conductive channel through the low-frequency transmitter and the low-frequency transmitter, Hy, Hz (Hx, Hy, Hz) derived from the three-component magnetic field measuring sensor and a horizontal component maximum value from the numerical modeling data that form a variation pattern according to the measurement position And a receiver that detects a position indicating a minimum value of the vertical component and a position of the conductive pipe based on the detected position.
바람직하게, 상기 리시버(receiver)는 상기 도전성 관로의 매설 깊이는 아래의 [식]으로부터 구하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the receiver is characterized in that the depth of the conductive conduit is obtained from the following formula.
[식][expression]
도전성 관로의 매설 깊이 = (+Hx1 × h) / (Hx2- Hx1)Depth of buried conductive channel = (+ Hx1xh) / (Hx2- Hx1)
여기서, h는 관로탐지 시스템의 위쪽 센서와 아래쪽 센서간의 거리
Where h is the distance between the upper sensor and the lower sensor of the duct detection system
그리고, 다양한 혹은 한 종류의 도전성 관로가 복합적으로 분포하고 있는 경우, 지표 혹은 외부로 나와있는 도전성 관로의 끝부분에 측정 장비 전류선이 연결되고, 지표로 노출되어 있는 부분에서 타겟 도전성 관로에 전류를 인가하여, 타겟 도전성 관로에 자기장에 영향을 주는 전류가 흐르게 된 경우, 상기 3성분 자기장 측정 센서로 상기 타겟 도전성 관로에 직교하는 방향으로 측정되는 측정 지점별 Hx(수평 성분), Hy, Hz(수직 성분) 값을 도출하고, 상기 리시버가 상기 3성분 자기장 측정 센서에서 도출한 각 성분별(Hx, Hy, Hz) 측정 위치에 따른 변화 양상을 정형화한 수치 모델링 자료로부터 수평성분 최대값 및 수직성분 최소값을 나타내는 위치를 검출하고, 상기 검출된 위치를 기반으로 상기 타겟 도전성 관로 위치를 구하여, 연결된 타겟 관로에 대해서만 매설 위치를 규명할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
When various or one kind of conductive conduits are distributed in a complex manner, a measurement instrument current line is connected to the end of the conductive conduit leading to the surface or the outside, and a current is supplied to the target conduit conduit (Horizontal component), Hy, Hz (vertical) measured by the three-component magnetic field measuring sensor in the direction perpendicular to the target conductive pipe when a current influencing the magnetic field flows through the target conductive pipe, (Hx, Hy, Hz) derived from the three-component magnetic field measurement sensor and derives a horizontal component maximum value and a vertical component minimum value from the numerical modeling data obtained by shaping the variation pattern of each component The position of the target conductive pipe is determined based on the detected position, So that the buried position can be identified.
바람직하게, 상기 리시버(receiver)가 상기 타겟 도전성 관로의 매설 깊이를 아래의 [식]으로부터 구하여 연결된 타겟 도전성 관로에 대해서만 매설 깊이를 규명할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the receiver is characterized in that the depth of burial of the target conductive conduit can be determined from the following formula so that the buried depth can be identified only for the connected conductive conduit.
[식][expression]
타겟 도전성 관로의 매설 깊이 = (+Hx1 × h) / (Hx2- Hx1)Depth of the target conductive channel = (+ Hx1xh) / (Hx2- Hx1)
여기서, h는 관로탐지 시스템의 위쪽 센서와 아래쪽 센서간의 거리
Where h is the distance between the upper sensor and the lower sensor of the duct detection system
그리고, 상기 도전성 관로에 직접 송신 전류를 가하여 구한 도전성 관로에 대한 위치 및 매설 깊이 정보를 표시하는 표시부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The display unit may further include a display unit for displaying a position and buried depth information of the conductive pipe obtained by directly applying a transmission current to the conductive pipe.
본 발명에 따르면, 관로 수직상부에서의 전자기 반응 분석을 통해 관로 위치 및 매설 깊이를 규명하는 측정 시스템 및 이를 통한 지하 시설물 관리 DB 분석용 제공 자료를 구축한다.According to the present invention, a measurement system that identifies pipeline location and depth of burial through electromagnetic response analysis in a vertical upper part of a pipeline, and provision data for analysis of underground facility management DB through the measurement system are constructed.
또한, 지하 내부에 여러 관들이 복합적으로 존재하는 경우에도 알아내고자 하는 관로의 위치만을 파악할 수 있다는 장점이 있다.In addition, even if there are multiple pipes in the underground, there is an advantage that only the position of the pipe to be detected can be grasped.
도 1은 본 발명에 따른 DGPS, odometer를 탑재한 3성분 자기장 측정 센서(수신기)의 구성을 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템의 구성을 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템의 동작을 순서대로 도시한 도면
도 4는 본 발명에 따른 전자기 유도 방식에 대한 설명 도면
도 5는 본 발명에 따른 수치 모델링 자료를 도시한 도면1 is a diagram showing the configuration of a three-component magnetic field measurement sensor (receiver) equipped with a DGPS, odometer according to the present invention
2 is a view showing a configuration of a conduit position and buried depth analysis system according to the present invention;
3 is a view sequentially showing the operation of the conduit position and burial depth analysis system according to the present invention;
4 is a view for explaining an electromagnetic induction method according to the present invention;
5 is a view showing numerical modeling data according to the present invention
도 1은 본 발명에 따른 DGPS, odometer를 탑재한 3성분 자기장 측정 센서(수신기)의 구성을 도시한 도면, 도 2는 본 발명에 따른 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a three-component magnetic field measuring sensor (receiver) equipped with a DGPS and an odometer according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a conductive pipe position and buried depth analysis system according to the present invention .
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 시스템은 지하에 매설된 도전성 관로를 대상으로 전자기 반응 분석 규명을 위한 방법으로서 물리탐사 기법 중 전자 탐사 기술을 활용하고자 한다. 전자 탐사는 교류 전류를 흘려 발생한 1차 자기장이 전도성 이상체에 의해 유도 전류를 생성하고, 발생한 2차 전자기장에 의해 유도되는 2차장 또는 1차장과 2차장의 합성장을 측정하여 지하 이상체에 관한 정보를 얻어내는 방법으로서 전자기적 영향 요소에 가장 큰 반응을 보이는 것이 특징이다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the present system is intended to utilize an electromagnetic exploration technique among the physical exploration techniques as a method for analyzing the electromagnetic response of a conductive conduit buried underground. Electromagnetic surveys are based on the measurement of the composite field of the secondary field or the primary field and the secondary field induced by the secondary electromagnetic field generated by the induction current generated by the conductive anomaly, It is characterized by showing the greatest response to electromagnetic influences as a way to obtain information.
이를 위해 관로 수직상부에서의 전자기 반응 분석을 통해 관로 위치 및 매설 깊이를 규명하는 측정 시스템 및 이를 통한 지하 시설물 관리 DB 분석용 제공 자료를 구축하고자 한다.
For this purpose, a measurement system that identifies pipeline location and burial depth through analysis of electromagnetic response at the vertical upper part of the pipeline, and data for analysis of the underground facility management DB through this.
본 발명에 따른 특징은 다음과 같다.The features according to the present invention are as follows.
- 관로에 직접 송신 전류를 가하여 다수의 도전성 관로에 대한 위치 및 매설 깊이 정보 파악 시스템 구축- Establishment system of position and burial depth information for many conductive ducts by applying direct current to the duct
- 주 대상 지하 시설물 (지반 상수도, 가스 배관, 공장 내부 연결관)- Main underground facilities (ground water, gas piping, factory internal connection pipe)
- 지하에 매설된 직선 형태의 단일 혹은 이중(수평 혹은 수직) 도전성 관로의 직상부에서 관로에 수직한 방향으로 전자 탐사를 수행- conducts electromagnetic survey in the direction perpendicular to the pipeline, directly above the straight, single or double (horizontal or vertical) conduit buried underground;
- 주파수 출력기(송신기)를 통해 저주파수(10-100 kHz 대역)의 송신원을 가함- Applying a source of low frequency (10-100 kHz band) through a frequency output transmitter (transmitter)
- 3성분 측정 센서(수신기) 기반 전자기 반응 분석(전자기 유도)을 통해 측정 지점에 대한 자기장 성분(Hx, Hy, Hz) 값을 도출- Derive the magnetic field component (Hx, Hy, Hz) value for the measurement point through the electromagnetic response analysis (electromagnetic induction) based on the three component measurement sensor (receiver)
- 측점 위치별 자기장 성분 값의 주파수 스펙트럼 변화 양상 분석을 통한 직하부의 관로 위치 및 매설 깊이 파악
- Identification of pipe location and burial depth directly beneath through analysis of frequency spectrum change of magnetic field component value by point location
구체적으로, 본 시스템은 수레 형상의 바디에 장착되는 구조로, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 저주파수(10-100 kHz 대역) 송신기, 3성분 자기장 측정 센서(101) 및, 리시버(receiver)(102)를 포함하여 이루어진 구조이다.Specifically, the present system is configured to be mounted on a cart-shaped body. As shown in FIGS. 1 and 2, the system includes a low frequency (10-100 kHz band) transmitter, a three component magnetic
즉, 저주파수(10-100kHz 대역) 송신기, 상기 저주파수 송신기를 통해 인공적으로 도전성 관로에 직접 전류를 흘려주어 전자기 유도에 의해 자기장이 생성된 경우, 상기 도전성 관로에 직교하는 방향으로 측정되는 측정 지점별 Hx(수평 성분), Hy, Hz(수직 성분) 값을 도출하는 3성분 자기장 측정 센서(101) 및, 상기 3성분 자기장 측정 센서(101)에서 도출한 각 성분별(Hx, Hy, Hz) 측정 위치에 따른 변화 양상을 정형화한 수치 모델링 자료로부터 수평성분 최대값 및 수직성분 최소값을 나타내는 위치를 기반으로 상기 도전성 관로 위치(예: 도전성 관로 위치는 시작 지점으로부터 수평성분 최대값 및 수직성분 최소값을 나타내는 위치만큼 이격된 거리에 위치해 있음)를 구하는 리시버(receiver)(102)를 포함하여 이루어지는 구조이다.
That is, when a magnetic field is generated by electromagnetic induction by flowing a current directly through a low-frequency (10-100 kHz band) transmitter and the low-frequency transmitter directly to a conductive conduit, Hx per measurement point measured in a direction orthogonal to the conductive conduit (Hx, Hy, Hz) measurement positions derived from the three-component magnetic
참고로, 모델링 자료에서 Hx, Hy, Hz 는 방향축이고, Hx가 3축 센서 진행방향이라고 보면 되는데, Hx1 , Hx2 는 심도 계산시에 두가지 위치에서 측정을 함. 예를 들어 3축센서에서 Hx1 방향 센서인 아래쪽 센서는 장비모식도에서 보는 바와 같이 수레 하부 수레바튀 바로 위에 위치하여 진행하며 측정하는 것이고(이 경우 3축 센서에서 Hx1 방향 아래쪽 센서가 지면에 가까이 위치), 3축 센서에서 Hx2 방향 센서인 위쪽 센서는 장비모식도에서 보는 바와 같이 수레 상부에 위치하여 진행하며 측정하는 것(이 경우에는 Hx1 방향 센서인 아래쪽 센서보다 Hx2 방향 센서인 위쪽 센서의 높이가 지면으로부터 약 1m 정도 더 높은 곳에 위치)임. 3축센서에서의 Hx1 방향 센서인 아래쪽 센서, Hx2 방향 센서인 위쪽 센서의 높이 차에 따라 측정 값이 달라지고, 심도 계산시 다른 높이에서 측정한 값을 가지고 계산을 함.
For reference, in the modeling data, Hx, Hy, and Hz are the directional axes, and Hx is the direction of the 3-axis sensor movement. Hx1 and Hx2 are measured at two positions during depth calculation. For example, in the case of a 3-axis sensor, the lower sensor, which is the Hx1 direction sensor, is positioned directly above the wheelbarrow (as in the case of the 3-axis sensor and located closer to the ground in the Hx1 direction) In this case, the height of the upper sensor, Hx2 direction sensor, is higher than that of the lower sensor, which is the Hx1 direction sensor, from the ground surface, as shown in the schematic diagram of the equipment. About one meter higher). The measured values are changed according to the height difference between the lower sensor of the Hx1 direction sensor and the upper sensor of the Hx2 direction sensor in the 3-axis sensor, and the calculation is made at the different height in the depth calculation.
그리고, 본 발명은 상기 리시버(receiver)(102)는 상기 도전성 관로의 매설 깊이는 아래의 [식]으로부터 구하는 구조이다.In the present invention, the
[식][expression]
도전성 관로의 매설 깊이 = (+Hx1 × h) / (Hx2- Hx1)Depth of buried conductive channel = (+ Hx1xh) / (Hx2- Hx1)
여기서, h는 관로탐지 시스템의 위쪽 센서와 아래쪽 센서간의 거리
Where h is the distance between the upper sensor and the lower sensor of the duct detection system
그리고, 본 발명은 측정된 데이터 즉, 관로에 직접 송신 전류를 가하여 구한 도전성 관로에 대한 위치 및 매설 깊이 정보를 표시하는 표시부를 더 포함하여 이루어진 구조이다.
The present invention further includes a display unit for displaying the measured data, that is, the position and buried depth information of the conductive pipe obtained by directly applying the transmission current to the pipe.
또한, 본 발명은 지하 내부에 여러 관들이 복합적으로 존재하는 경우에도 알아내고자 하는 관로의 위치만을 파악할 수 있다. Also, according to the present invention, it is possible to grasp only the position of a pipe to be detected even when a plurality of pipes are present in a complex manner in the underground.
즉, 지하 내부에 여러 관들이 복합적으로 존재하는 경우에도 목적하고자 하는 관로의 위치 및 깊이 파악이 가능하다. That is, it is possible to grasp the position and depth of the pipe to be aimed even when there are multiple pipes in the underground.
이를 위해, 본 발명은 지반 상수도, 가스 배관, 공장 내부 연결관 등의 주 대상 지하 시설물 기반이며, 다양한 혹은 한 종류의 관로가 복합적으로 분포하고 있을 때, 지표 혹은 외부로 나와있는 관로의 끝부분에 측정 장비 전류선을 연결함으로서 전자기 반응 분석을 통해 연결된 관로에 대해서만 매설 위치 및 깊이를 규명할 수 있는 구조를 가진다.
To this end, the present invention is based on an underground facility such as a ground water pipe, a gas pipe, and an internal connection pipe of a factory. When various or one kind of pipes are distributed in a complex manner, By connecting the measuring line to the measuring line, it is possible to identify the buried position and depth only for the connected pipeline through the electromagnetic response analysis.
구체적으로는, 다양한 혹은 한 종류의 도전성 관로가 복합적으로 분포하고 있는 경우, 지표 혹은 외부로 나와있는 도전성 관로의 끝부분에 측정 장비 전류선이 연결되고, 지표로 노출되어 있는 부분에서 타겟 도전성 관로에 전류를 인가하여, 타겟 도전성 관로에 자기장에 영향을 주는 전류가 흐르게 된 경우, 상기 3성분 자기장 측정 센서로 상기 타겟 도전성 관로에 직교하는 방향으로 측정되는 측정 지점별 Hx(수평 성분), Hy, Hz(수직 성분) 값을 도출하고, 상기 리시버가 상기 3성분 자기장 측정 센서에서 도출한 각 성분별(Hx, Hy, Hz) 측정 위치에 따른 변화 양상을 정형화한 수치 모델링 자료로부터 수평성분 최대값 및 수직성분 최소값을 나타내는 위치를 검출하고, 상기 검출된 위치를 기반으로 상기 타겟 도전성 관로 위치를 구하여, 연결된 타겟 관로에 대해서만 매설 위치를 규명할 수 있도록 한다.Specifically, when various kinds or kinds of conductive ducts are distributed in a complex manner, a measuring instrument electric current line is connected to the end of the conductive ducts leading to the surface or the outside, and a portion of the conductive ducts Hx (horizontal component) Hx (horizontal component) measured by the three-component magnetic field measuring sensor in a direction orthogonal to the target conductive pipe, Hy, Hz (Hx, Hy, Hz) derived from the three-component magnetic field measurement sensor and derives the horizontal component maximum value and the vertical component value from the numerical modeling data, A position indicating the minimum value of the component is detected, a position of the target conductive pipe is determined based on the detected position, So that the buried position can be identified.
그리고, 상기 리시버(receiver)가 상기 타겟 도전성 관로의 매설 깊이를 아래의 [식]으로부터 구하여 연결된 타겟 도전성 관로에 대해서만 매설 깊이를 규명할 수 있도록 한다.Then, the receiver can determine the depth of burial of the target conductive conduit only from the target conductive conduit connected thereto by determining from the following formula.
[식][expression]
타겟 도전성 관로의 매설 깊이 = (+Hx1 × h) / (Hx2- Hx1)Depth of the target conductive channel = (+ Hx1xh) / (Hx2- Hx1)
여기서, h는 관로탐지 시스템의 위쪽 센서와 아래쪽 센서간의 거리
Where h is the distance between the upper sensor and the lower sensor of the duct detection system
도 3은 본 발명에 따른 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템의 동작을 순서대로 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view showing the operation of the conductive pipe position and burial depth analysis system according to the present invention in order.
이하, 도 1과 도 2의 본 발명에 따른 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템의 동작을 설명한다. Hereinafter, the operation of the conduit position and burial depth analysis system according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
본 발명 기술의 전체적인 흐름은The overall flow of the present technique
"관로 판단 단계 - 저주파수 대역 송신원 출력 단계 - 3성분 자기장 측정 센서(수신기) 측정 단계 - 3성분 값 및 위치 정보 측정 - 측정 데이터의 자동 저장 - 자료처리 소프트웨어를 통한 측정 성분 값 분석 - 지하 시설물 위치 및 매설 깊이 규명 - NGIS(국가지리정보시스템)의 지하 시설물 관리 DB화 자료 제공 시스템의 구축"이다.
"Pipeline determination stage - Low frequency band transmission source output stage - Ternary magnetic field measurement sensor (receiver) measurement step - Three component value and position information measurement - Automatic storage of measurement data - Analysis of measured component value through data processing software - - "Construction of NGIS (National Geographic Information System) data provision system for underground facility management DB".
먼저, 본 시스템은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 저주파수(10-100kHz 대역) 송신기를 통해 인공적으로 도전성 관로에 직접 전류를 흘려주어 전자기 유도에 의해 자기장이 생성된 경우, 3성분 자기장 측정 센서를 통해 상기 도전성 관로에 직교하는 방향으로 측정되는 측정 지점별 Hx(수평 성분), Hy, Hz(수직 성분) 값을 도출한다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, when the magnetic field is generated by electromagnetic induction by flowing a current directly to a conductive channel through a low-frequency (10-100 kHz band) transmitter, Hx (horizontal component), Hy, Hz (vertical component) values of the measurement points measured in the direction orthogonal to the conductive channel are derived through the measurement points.
그러면, 리시버(receiver)는 상기 3성분 자기장 측정 센서에서 도출한 각 성분별(Hx, Hy, Hz) 측정 위치에 따른 변화 양상을 정형화하여 나온 수치 모델링 자료로부터 수평성분이 최대값이고 수직성분이 최소값인 위치를 검출하고, 그 검출된 위치(즉, 수평성분이 최대값 수직성분이 최소값인 위치)를 기반으로 상기 도전성 관로 위치(즉, 도전성 관로 위치는 시작 지점으로부터 수평성분 최대값 및 수직성분 최소값을 나타내는 위치만큼 이격된 거리에 위치해 있음)를 구한다.
Then, from the numerical modeling data obtained by shaping the change pattern according to the measurement position of each component (Hx, Hy, Hz) derived from the three-component magnetic field measuring sensor, the receiver obtains the maximum value of the horizontal component and the minimum value of the vertical component And the position of the conductive pipe (i.e., the position of the conductive pipe is determined from the starting point by the horizontal component maximum value and the vertical component minimum value), based on the detected position (i.e., the horizontal component is the position where the maximum value vertical component is the minimum value) At a distance that is spaced apart by a position representing the distance from the center to the center.
그리고, 상기 리시버(receiver)는 상기 도전성 관로의 매설 깊이는 아래의 [식]으로부터 구한다.The depth of the conductive pipe in the receiver is obtained from the following formula.
[식][expression]
도전성 관로의 매설 깊이 = (+Hx1 × h) / (Hx2- Hx1)Depth of buried conductive channel = (+ Hx1xh) / (Hx2- Hx1)
여기서, h는 관로탐지 시스템의 위쪽 센서와 아래쪽 센서간의 거리
Where h is the distance between the upper sensor and the lower sensor of the duct detection system
측정된 데이터 즉, 관로에 직접 송신 전류를 가하여 구한 도전성 관로에 대한 위치 및 매설 깊이 정보는 상기 리시버의 제어하에 표시부를 통해 표시된다.
The measured data, that is, the position and buried depth information of the conductive pipe obtained by directly applying the transmission current to the pipe are displayed through the display unit under the control of the receiver.
도 4는 본 발명에 따른 전자기 유도 방식에 대한 그림 설명(교류 송신 전류로부터 유도되는 자기장을 통해 관로의 위치 및 매설 깊이를 파악하는 전자기 유도 방법)이고, 도 5는 본 발명에 따른 수치 모델링 자료를 도시한 도면이다.FIG. 4 is an explanatory view of an electromagnetic induction method according to the present invention (electromagnetic induction method for grasping a position and a depth of a pipeline through a magnetic field derived from an AC transmission current), FIG. 5 is a graphical representation of a numerical modeling data Fig.
도 5는 관로탐지 시스템을 이용하여 실제 측정을 수행한 결과,
FIG. 5 shows a result of actual measurement using a pipeline detection system. As a result,
- 도전성 관로 위치는 시작 지점으로부터 5m 거리에 위치해 있으며- The conductive channel location is located 5 m from the starting point
(∵ 수평성분 최대값, 수직성분 최소값을 나타냄)
(∵ maximum value of horizontal component, minimum value of vertical component)
- 식(1)을 통해 계산한 결과 심도(d) - 1.1m에 매설되어 있는 것으로 파악- It is estimated that the depth (d) - 1.1m is buried in the result of calculation by Equation (1)
d = (+Hx1 × h) / (Hx2- Hx1) - - - - - 식(1)d = (+ Hx1xh) / (Hx2- Hx1) - - - -
단, h는 관로탐지 시스템의 위쪽 센서와 아래쪽 센서간의 거리를 의미함
Where h is the distance between the upper sensor and the lower sensor of the pipeline detection system
결과적으로, 현장에 매설된 도전성 관로의 위치 및 심도와 동일한 결과를 나타냄을 확인
As a result, it is confirmed that the result is the same as the location and depth of the conduit embedded in the site
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 3성분 자기장 측정 센서 102 : 리시버Description of the Related Art [0002]
101: three-component magnetic field measuring sensor 102: receiver
Claims (6)
상기 저주파수 송신기를 통해 인공적으로 도전성 관로에 직접 전류를 흘려주어 전자기 유도에 의해 자기장이 생성된 경우, 상기 도전성 관로에 직교하는 방향으로 측정되는 측정 지점별 Hx(수평 성분), Hy, Hz(수직 성분) 값을 도출하는 3성분 자기장 측정 센서;
상기 3성분 자기장 측정 센서에서 도출한 각 성분 별(Hx, Hy, Hz) 측정 위치에 따른 변화 양상을 정형화한 수치 모델링 자료로부터 수평성분 최대값 및 수직성분 최소값을 나타내는 위치를 검출하고, 상기 검출된 위치를 기반으로 상기 도전성 관로 위치를 구하는 리시버(receiver); 를 포함하고,
상기 3성분 자기장 측정 센서에서 Hx(수평 성분) 값을 도출하는 센서는 지면의 Hx1 값을 도출하는 아래쪽 센서와, Hx2값을 도출하는 상기 아래쪽 센서보다 지면으로부터 더 높은 곳에 위치하는 위쪽 센서를 포함하여 이루어지는 전자기 반응 분석을 통한 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템.
Low frequency transmitter;
Hy, Hz (a vertical component) measured by a measurement point measured in a direction orthogonal to the conductive channel when a magnetic field is generated by electromagnetic induction by flowing an electric current directly to the conductive channel through the low-frequency transmitter, A three-component magnetic field measuring sensor for deriving a value of the three-component magnetic field;
A position indicating the maximum value of the horizontal component and the minimum value of the vertical component is detected from the numerical modeling data obtained by shaping the variation pattern according to the measurement position of each component (Hx, Hy, Hz) derived from the three-component magnetic field measurement sensor, A receiver for determining the position of the conductive conduit based on the position; Lt; / RTI >
The sensor for deriving the Hx (horizontal component) value in the three-component magnetic field measuring sensor includes a lower sensor for deriving the Hx1 value of the ground surface and an upper sensor located higher than the ground sensor for deriving the Hx2 value Conducting duct position and burial depth analysis system through electromagnetic reaction analysis.
상기 리시버(receiver)는
상기 도전성 관로의 매설 깊이는 아래의 [식]으로부터 구하는 것을 특징으로 하는 전자기 반응 분석을 통한 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템.
[식]
도전성 관로의 매설 깊이 = (+Hx1 × h) / (Hx2- Hx1)
여기서, h는 관로탐지 시스템의 위쪽 센서와 아래쪽 센서간의 거리
The method according to claim 1,
The receiver
Wherein the depth of the conductive conduit is obtained from the following equation. ≪ EMI ID = 1.0 >
[expression]
Depth of buried conductive channel = (+ Hx1xh) / (Hx2- Hx1)
Where h is the distance between the upper sensor and the lower sensor of the duct detection system
상기 전자기 반응 분석을 통한 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템은
다양한 혹은 한 종류의 도전성 관로가 복합적으로 분포하고 있는 경우, 지표 혹은 외부로 나와있는 도전성 관로의 끝부분에 측정 장비 전류선이 연결되고,
지표로 노출되어 있는 부분에서 타겟 도전성 관로에 전류를 인가하여,
타겟 도전성 관로에 자기장에 영향을 주는 전류가 흐르게 된 경우,
상기 3성분 자기장 측정 센서로 상기 타겟 도전성 관로에 직교하는 방향으로 측정되는 측정 지점별 Hx1(아래쪽 센서 수평성분), Hx2(위쪽 센서 수평성분), Hy, Hz(수직 성분) 값을 도출하고,
상기 리시버가 상기 3성분 자기장 측정 센서에서 도출한 각 성분별(Hx1, Hx2, Hy, Hz) 측정 위치에 따른 변화 양상을 정형화한 수치 모델링 자료로부터 수평성분 최대값 및 수직성분 최소값을 나타내는 위치를 검출하고, 상기 검출된 위치를 기반으로 상기 타겟 도전성 관로 위치를 구하여,
연결된 타겟 관로에 대해서만 매설 위치를 규명할 수 있도록 하는 전자기 반응 분석을 통한 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템.
The method according to claim 1,
The conductive pipeline location and buried depth analysis system through the electromagnetic reaction analysis
If multiple or one type of conductive conduits are distributed in a complex manner, the measuring instrument current line is connected to the end of the conductive conduit leading to the surface or outside,
A current is applied to the target conductive channel at the portion exposed by the surface,
When a current that affects the magnetic field flows through the target conductive channel,
Hx1 (lower sensor horizontal component), Hx2 (upper sensor horizontal component), Hy, Hz (vertical component) values measured by the three-component magnetic field measuring sensor in the direction orthogonal to the target conductive path are derived,
A position indicating a maximum value of the horizontal component and a position indicating the minimum value of the vertical component are detected from the numerical modeling data obtained by shaping the change pattern according to the measurement position of each component (Hx1, Hx2, Hy, Hz) derived from the three- Determining a position of the target conductive pipe based on the detected position,
Conducting pipeline location and buried depth analysis system through electromagnetic reaction analysis that enables buried location only for connected target pipeline.
상기 전자기 반응 분석을 통한 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템은
상기 리시버(receiver)가
상기 타겟 도전성 관로의 매설 깊이를 아래의 [식]으로부터 구하여 연결된 타겟 도전성 관로에 대해서만 매설 깊이를 규명할 수 있도록 하는 전자기 반응 분석을 통한 도전성 관로 위치 및 매설 깊이 분석 시스템.
[식]
타겟 도전성 관로의 매설 깊이 = (+Hx1 × h) / (Hx2- Hx1)
여기서, h는 관로탐지 시스템의 위쪽 센서와 아래쪽 센서간의 거리
5. The method of claim 4,
The conductive pipeline location and buried depth analysis system through the electromagnetic reaction analysis
The receiver
A conductive pipe position and burial depth analysis system through electromagnetic reaction analysis whereby the buried depth of the target conductive pipe can be determined from the following formula and only the connected conductive pipe can be identified.
[expression]
Depth of the target conductive channel = (+ Hx1xh) / (Hx2- Hx1)
Where h is the distance between the upper sensor and the lower sensor of the duct detection system
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|---|---|---|---|
| KR1020140162565A KR101564718B1 (en) | 2014-11-20 | 2014-11-20 | System for analyzing the depth and location of underground pipe by analysis of electromagnetic response |
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| KR101564718B1 true KR101564718B1 (en) | 2015-11-13 |
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| KR (1) | KR101564718B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102108794B1 (en) * | 2018-12-12 | 2020-05-12 | 주식회사 포스코 | Apparatus and method of detecting burried steel pipe and computer readable medium |
| CN113418443A (en) * | 2021-06-23 | 2021-09-21 | 深圳市太科检测有限公司 | Pipeline buried depth calibration method, pipeline buried depth calibration instrument and storage medium |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101438571B1 (en) * | 2013-11-25 | 2014-09-12 | 한국지질자원연구원 | Induction-type broadband 3-component borehole magnetic field measurement sensor and borehole electromagnetic tomography method using therof |
-
2014
- 2014-11-20 KR KR1020140162565A patent/KR101564718B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101438571B1 (en) * | 2013-11-25 | 2014-09-12 | 한국지질자원연구원 | Induction-type broadband 3-component borehole magnetic field measurement sensor and borehole electromagnetic tomography method using therof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 김기찬 외 5명. ‘직교자계가 디펌성능에 미치는 영향’. 한국군사과학기술학회지 제14권 제3호, pp. 359～363, 2011년 6월* |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102108794B1 (en) * | 2018-12-12 | 2020-05-12 | 주식회사 포스코 | Apparatus and method of detecting burried steel pipe and computer readable medium |
| CN113418443A (en) * | 2021-06-23 | 2021-09-21 | 深圳市太科检测有限公司 | Pipeline buried depth calibration method, pipeline buried depth calibration instrument and storage medium |
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