KR101620278B1 - 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치 - Google Patents

매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치는, 지반 내에 매립된 센싱부; 상기 센싱부의 위치 정보를 수집하는 정보 수집부; 및 상기 센싱부의 위치 정보로부터 상기 센싱부의 지반 내 변위를 판단하는 정보 처리부;를 포함하고, 상기 센싱부의 지반 내 변위에 의해 상기 센싱부가 매립된 지반 내 공동 발생 또는 함몰이 측정될 수 있다.

Description

매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치{APPARATUS FOR DETECTING SINK HOLE AND GROUND SETTLEMENT USING EMBEDED SENSING PART}
본 발명은 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지반 내 센싱부의 변위를 측정함으로써 지반 내 공동 발생이나 함몰의 징후를 사전에 파악하거나 감지할 수 있는 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 지반은 여러 가지 요소에 의하여 침하 또는 융기되어 변형될 수 있으며, 그러한 변형은 성토지반이나 연약지반 등과 같은 곳에서 매우 크게 나타나게 된다.
이러한 지반 침하 장소에 토목공사를 포함한 건축물의 설계 및 시공에는 많은 어려움이 따르고 있다.
예를 들어, 터널공사나 터파기 공사 또는 도로공사를 할 경우, 작업에 사용되는 기계의 하중 및 진동으로 인하여 작업장은 물론, 그 주변의 지반에 침하 및 융기 현상이 발생하여 축조된 구조물이 기울어지거나 균열이 발생하며, 수도관이나 가스관이 어긋나는 등의 큰 피해가 발생할 수도 있다.
따라서, 공사중인 상태에서 주위 지반의 변형상태를 측정하여 간접피해가 발생하지 않게 미연에 방지하거나, 이미 건조된 구조물이라 하더라도 지속적으로 지반의 변형상태를 측정하여 그 구조물의 안정성을 유지하기 위한 수단으로 지반의 변형을 측정하는 방법이 이용되고 있다.
지반 침하를 측정하는 대표적인 예로서 수준측량을 이용한 방법과 지표침하계를 이용한 방법이 알려져 있다.
상기 수준측량을 이용한 지반 침하 측정방법은, 현장 부근에 굴착의 영향이 미치지 않을 부동점을 설치하고, 그 점을 기준으로 측정하고자 하는 위치의 침하판에 지지된 로드를 수준측량 하는 방법으로 침하량을 측정한다.
상기 지표침하계를 이용한 지반 침하 측정방법은, 측정하고자 하는 지점의 부동층(암반)까지 천공하여 파이프를 부동층에 고정시킨 후, 부동층과 지표면의 차이를 측정하는 것으로 지표침하를 측정한다.
예를 들어, 2012년 9월 4일에 출원된 KR2012-0097869에는 '무도상 궤도의 지중 지반침하 계측장치 및 그 시공 방법'에 대하여 개시되어 있다.
일 실시예에 따른 목적은 서의 지반 내 변위 또는 센싱부로부터 지반에 대한 정보를 전달 받아 도출된 지반 내 변화로부터 싱크홀(Sink hole)과 같은 지반 내 공동 발생이나 함몰의 징후를 사전에 파악하거나 감지할 수 있는 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 지반 내 관로 근처에 매립되어 관로의 파손으로 유출된 지하수 흐름으로 인한 지반 내 공동 형성을 사전에 감지할 수 있으며, 노후 관로를 차단하고 보수하는 데 활용할 수 있고, 관로 근처에 복수 개의 센싱부를 매립하여 관로에서 파손된 위치를 측정할 수 있는 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 정보 수집부가 지반 상에서 정기적으로 이동하면서 이전에 수집된 정보와 현재 수집된 정보의 비교를 통하여 지반 내 공동 발생이나 함몰 등을 측정할 수 있는 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 센싱부가 정보 수집부에서 송신된 신호에 대하여 반사 신호를 발생시킴으로써 센싱부의 배터리 수명을 연장시킬 수 있는 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 정보 수신부에서 센싱부에서 대하여 송신 및 수신된 신호를 활용함으로써 지반 내에 매립된 센싱부의 배터리 수명을 연장시킬 수 있는 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치는, 지반 내에 매립된 센싱부; 상기 센싱부의 위치 정보를 수집하는 정보 수집부; 및 상기 센싱부의 위치 정보로부터 상기 센싱부의 지반 내 변위를 판단하는 정보 처리부;를 포함하고, 상기 센싱부의 지반 내 변위에 의해 상기 센싱부가 매립된 지반 내 공동 발생이나 함몰이 측정될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 정보 수집부는 지반 상에서 이동 가능하고, 상기 정보 수집부는 상기 지반 상에서 이동하면서 상기 센싱부에 대하여 신호를 송신 및 수신할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 정보 수집부는 상기 센싱부로부터 수신되는 신호로부터 상기 센싱부의 위치 정보를 획득하고, 상기 센싱부의 위치 정보를 통하여 상기 지반 내 변화가 측정될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 센싱부는 반사 물질 또는 반응 물질로 마련되어, 상기 정보 수집부에서 송신된 신호에 대하여 반사 신호를 발생시킬 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 센싱부는 상기 지반 내 관로 근처에 매립되고, 상기 관로의 누수에 의해 지반 내 토사가 유실되어 상기 지반 내 공동이 형성되고, 상기 공동 내에서 상기 센싱부가 이동될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 관로 근처에는 복수 개의 센싱부가 매립되고, 상기 복수 개의 센싱부의 지반 내 변위를 통하여 상기 관로에서 파손된 지점이 측정될 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 센싱부는 상기 정보 수집부에 대하여 자발적으로 신호를 송신하고, 상기 정보 수집부는 상기 센싱부로부터 수신된 신호로부터 상기 센싱부의 위치 정보를 획득하고, 상기 센싱부의 위치 정보를 통하여 상기 센싱부가 매립된 지반 내 공동 발생이나 함몰이 측정될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치는, 지반 내에 매립되어 지반에 대한 정보를 감지하는 센싱부; 상기 센싱부로부터 획득된 지반에 대한 정보를 수집하는 정보 수집부; 및 상기 센싱부로부터 획득된 지반에 대한 정보로부터 상기 지반 내 변화를 판단하는 정보 처리부;를 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 정보 처리부에서 판단된 지반 내 변화가 디스플레이되는 표시부를 더 포함할 수 있다.
일 측에 의하면, 상기 센싱부는 가속도 센서, 수압 센서, 토압 센서, 변위 센서, 지자기 센서 또는 자이로 센서를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치에 의하면, 센싱부의 지반 내 변위 또는 센싱부로부터 지반에 대한 정보를 전달 받아 도출된 지반 내 변화로부터 싱크홀과 같은 지반 내 공동 또는 함몰의 징후를 사전에 파악하거나 감지할 수 있다.
일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치에 의하면, 지반 내 관로 근처에 매립되어 관로의 파손으로 유출된 지하수 흐름으로 인한 지반 내 공동 형성을 사전에 감지할 수 있으며, 노후 관로를 차단하고 보수하는 데 활용할 수 있고, 관로 근처에 복수 개의 센싱부를 매립하여 관로에서 파손된 지점을 측정할 수 있다.
일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치에 의하면, 정보 수집부가 지반 상에서 정기적으로 이동하면서 이전에 수집된 정보와 현재 수집된 정보의 비교를 통하여 지반 내 공동 발생이나 함몰 등을 측정할 수 있다.
일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치에 의하면, 정보 수신부에서 센싱부에서 대하여 송신 및 수신된 신호를 활용함으로써 지반 내에 매립된 센싱부의 배터리 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치의 구성을 도시한다.
도 2(a) 및 (b)는 관로 근처에 매립된 센싱부의 변위가 수동적으로 측정되는 모습을 도시한다.
도 3은 관로 근처에 복수 개의 센싱부가 매립된 모습을 도시한다.
도 4는 관로 근처에 매립된 센싱부의 변위가 능동적으로 측정되는 모습을 도시한다.
이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치의 구성을 도시하고, 도 2(a) 및 (b)는 관로 근처에 매립된 센싱부의 변위가 측정되는 모습을 도시하고, 도 3은 관로 근처에 복수 개의 센싱부가 매립된 모습을 도시하고, 도 4는 관로 근처에 매립된 센싱부의 변위가 능동적으로 측정되는 모습을 도시한다.
도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치(10)는 센싱부(100), 정보 수집부(200), 정보 처리부(300) 및 표시부(400)를 포함할 수 있다.
상기 센싱부(100)는 지반 내에 매립될 수 있다.
예를 들어 사용자는 지반의 공동 발생 또는 함몰을 감지하고자 하는 지점에서 드릴을 이용하여 천공을 형성한 후 센싱부(100)를 삽입시킴으로써 센싱부(100)를 지반 내에 매립시킬 수 있다.
이와 같이 센싱부(100)가 지반 내에 완전히 매립됨으로써 센싱부(100)가 외부 환경에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있어 센싱부(100)의 사용 수명을 증대시킬 수 있다.
또한, 전술된 방법으로 센싱부(100)를 지반 내에 매립시킬 경우, 복수 개의 센싱부(100)를 지반 내에 용이하게 매립시킬 수 있다.
예를 들어, 사용자는 지반의 공동 발생 또는 함몰을 감지하고자 하는 지점에서 드릴을 이용하여 복수 개의 천공을 형성한 후 복수 개의 센싱부(100)를 삽입시킴으로써 복수 개의 센싱부(100)를 지반 내에 매립시킬 수 있다.
이때, 센싱부(100)는 다양한 구성으로 마련될 수 있다.
우선, 센싱부(100)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있으며, 상기 적어도 하나의 센서는 가속도 센서, 수압 센서, 토압 센서, 변위 센서, 자이로 센서 또는 지자기 센서로 마련될 수 있다.
상기 가속도 센서(acceleration sensor)는 이동하는 물체의 가속도나 충격의 세기를 측정하는 센서로서, 물체의 운동상태를 상세하게 감지할 수 있어 다양한 용도로 사용될 수 있다.
구체적으로, 가속도 센서는 비탈면이 함몰되는 경우 이동하는 가속도 또는 비탈면에 가해진 충격의 세기 등을 측정할 수 있다.
상기 수압 센서는 지반 내의 수압을 측정할 수 있으며, 예를 들어 센싱부(100)과 관로 근처에 매립된 경우, 수압 센서를 통하여 관로의 누수량을 예측할 수 있다.
상기 토압 센서는 지반 내 흙의 압력을 측정하는 센서로서, 일반적으로 압력에 의한 다이어프램의 변형을 다이어프램에 접착한 변형 게이지에 의해 검출하는 방식을 취한다.
상기 변위 센서는 물체가 이동한 거리 또는 위치를 측정하는 것으로서, 지반 내에 배치되어 비탈면이 이동한 거리 또는 위치를 측정할 수 있다.
예를 들어, 변위 센서는 직선 변위 센서 및 회전 변위 센서로 구분될 수 있으며, 변위를 전기량으로 변환하기 위해 정전용량 변화, 인덕턴스 변화, 전기저항 변화 또는 발생 기전력 변화를 이용할 수 있다.
상기 자이로 센서는 예를 들어 3자유도(d.o.f)를 구비하도록 마련될 수 있고, 3축으로 변위 또는 회전을 측정할 수 있다.
구체적으로, 자이로 센서는 지반에 외력이 가해지면, 그 외력의 크기, 방향 및 가속도를 검출할 수 있다.
상기 지자기 센서(terrestrial magnetic sensor) 또한, 3자유도(d.o.f)를 구비하도록 마련될 수 있고, 특히 지자기 센서는 지자기의 세기 및 방향을 측정할 수 있으며, 넓은 의미로는 물체가 가진 자화의 세기를 측정할 수 있다.
다양한 자력계를 이용한 지자기 센서가 활용되고 있으며, 자력계 중 자기편차계의 경우, 국부적인 지구자기의 이상을 검출할 수 있으며, 지반의 지질구조를 탐사하는 자기 탐사에 이용될 수 있다.
그러나 센서의 종류는 이에 국한되지 아니하며, 지반 내 공동 발생이나 함몰을 측정할 수 있다면 어떠한 센서든지 가능하다.
또한, 지반에는 다양한 종류의 복각계(inclinometer), 신장계(extensometer). 경사계(tiltmeter), 침하계(settlement gauge) 등이 추가적으로 배치될 수 있다.
둘째, 센싱부(100)는 반사 물질 또는 반응 물질로 마련될 수 있다.
상기 반사 물질은 예를 들어 금속으로 마련되어, 정보 수집부(200)에서 송신된 신호에 대하여 반사시킬 수 있다.
그러나 반사 물질은 금속 이외의 다른 물질로 마련될 수 있음은 당연하며, 정보 수집부(200)에서 송신된 신호에 대응하여 반사 신호를 발생시킬 수 있다면 어느 것이든지 가능하다.
상기 반응 물질은 예를 들어 정보 수집부(200)에 송신된 신호에 대하여 반응할 수 있다. 또는, 지반 내에 존재하는 지하수 또는 그 외의 물질에 대하여 반응할 수 있다.
이때, 반사 물질 또는 반응 물질 모두 정보 수집부(200)에서 송신된 신호에 대응하여 반사 신호를 발생시킬 수 있다.
전술된 바와 같이 센싱부(100)는 적어도 하나의 센서, 반사 물질 또는 반응 물질로 개별적으로 마련될 수 있다.
그러나, 센싱부(100)의 구성은 이에 국한되지 아니하며, 센싱부(100)가 적어도 하나의 센서에 반사 물질 또는 반응 물질이 부착된 것으로 마련될 수 있음은 당연하다.
이와 같이 구성된 센싱부(100)는 정보 수집부(200)와 연결될 수 있다.
상기 정보 수집부(200)는 예를 들어 센싱부(100)의 위치 정보를 수집할 수 있으며, 센싱부(100)에서 획득된 지반에 대한 정보 또한 수집할 수 있다.
구체적으로 정보 수집부(200)는 지하 매설물 탐지기로 구성될 수 있으며, 지반 상에서 지반 내에 매립된 센싱부(100)의 위치 정보를 획득할 수 있다.
이때, 정보 수집부(200)는 지반 상에 고정되거나 이동 가능하게 마련될 수 있으며, 차량에 정보 수집부(200)를 장착함으로써 정보 수집부(200)가 지반 상에서 이동 가능하게 마련될 수 있다.
또한, 센싱부(100) 및 정보 수집부(200)는 유선 또는 무선으로 서로 통신할 수 있다.
예를 들어, 센싱부(100)는 정보 수집부(200)에 대하여 수동적으로 신호를 송신할 수 있다. 이때, 센싱부(100)는 정보 수집부(200)에서 송신된 신호에 대하여 반사 신호를 발생시키고 정보 수집부(200)에서는 상기 반사 신호를 수신할 수 있다. 이에 의해 정보 수집부(200)는 센싱부(100)의 위치 정보 또는 센싱부(100)에서 획득된 지반에 대한 정보를 수신할 수 있다.
특히, 센싱부(100)가 정보 수집부(200)에 대하여 수동적으로 신호를 송신하는 경우, 정보 수집부(200)에서 신호가 송신되는 경우에만 센싱부(100)가 작동하므로, 지반 내에 매립된 센싱부(100)의 배터리 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 센싱부(100) 및 정보 수집부(200)가 무선으로 통신하는 경우, 지반 내 또는 지반 상에 위치된 전원선이 존재하지 않는다는 점에서, 센싱부(100) 및 정보 수집부(200)의 배치가 보다 용이해질 수 있고, 전원선에 의한 이동 상의 불편함이 제거될 수 있다.
이와 같이 센싱부(100) 및 정보 수집부(200)의 서로 통신 가능한 연결에 의하여, 상기 정보 수집부(200)는 센싱부(100)와 서로 신호를 교환할 수 있다.
예를 들어 센싱부(100)는 정보 수집부(200)에 대하여 능동적으로 신호를 송신할 수 있다. 이때, 센싱부(100)는 정보 수집부(200)로부터 수신된 신호 없이 자발적으로 정보 수집부(200)에 신호를 송신할 수 있으며, 이에 의해 정보 수집부(200)는 센싱부(100)의 위치 정보 또는 센싱부(100)에서 획득된 지반에 대한 정보를 수신될 수 있다.
이와 같이 정보 수집부(200)에서 수집된 센싱부(100)의 위치 정보 또는 센싱부(100)에서 획득된 지반에 대한 정보는 정보 처리부(300)에 전달될 수 있다.
상기 정보 처리부(300)에서는 센싱부(100)의 위치 정보로부터 센싱부(100)의 지반 내 변위를 판단할 수 있다.
예를 들어, 정보 수집부(200)에서 수집된 센싱부(100)의 위치 정보를 검토해보았을 때, 동일한 지점에서 1차 시기에 센싱부(100)의 위치 정보, 예를 들어 센싱부(100)의 지반 내 매립 깊이가 5m이고, 2차 시기에 센싱부(100)의 위치 정보, 예를 들어 센싱부(100)의 지반 내 매립 깊이가 6m가 되었다면, 정보 처리부(300)에서는 센싱부(100)가 지반 내에서 1m 변위되었음을 판단할 수 있다. 결국 이를 통하여 센싱부(100)가 매립된 지반이 1m 가량 함몰되었음을 예측 또는 감지할 수 있다.
또는, 정보 수집부(200)에서 수집된 센싱부(100)의 위치 정보를 검토해보았을 때, 두 개의 센싱부(100)가 동일한 깊이로 이격되게 매립된 경우, 두 개의 센싱부(100) 중 하나의 위치 정보, 예를 들어 센싱부(100)의 지반 내 매립 깊이가 5m이고, 두 개의 센싱부(100) 중 다른 하나의 위치 정보, 예를 들어 센싱부(100)의 지반 내 매립 깊이가 6m가 되었다면, 정보 처리부(300)에서는 두 개의 센싱부(100) 중 다른 하나가 지반 내에서 1m 변위되었음을 판단할 수 있다. 결국 이를 통하여 두 개의 센싱부(100) 중 다른 하나가 매립된 지반이 1m 가량 함몰되었음을 예측 또는 감지할 수 있다.
또한, 정보 수집부(200)에서 수집된 센싱부(100)에서 획득된 지반에 대한 정보를 검토해보았을 때, 센싱부(100)에 포함된 가속도 센서, 수압 센서, 토압 센서, 변위 센서, 자이로 센서 또는 지자기 센서로부터 획득된 지반에 대한 정보로부터 지반 내 변화를 판단할 수 있다.
예를 들어, 센싱부(100)에 가속도 센서가 포함된 경우, 센싱부(100)의 가속도를 측정하여 센싱부(100)의 지반 내 변위 또는 지반 내 변화를 계산해낼 수 있다. 또는, 센싱부(100)에 변위 센서가 포함된 경우, 센싱부(100)가 이동한 거리 또는 위치를 계측하여, 센싱부(100)의 지반 내 변위 또는 지반 내 변화를 도출해낼 수 있다.
이때, 센싱부(100)의 토압 센서 또는 수압 센서 등이 포함됨으로써 지반 내 변화의 원인을 예측할 수 있다. 예를 들어 센싱부(100)의 수압 센서에서 획득된 수압이 더 높아진 경우, 센싱부(100)의 지반 내 변위 또는 지반 내 변화가 물의 유입에 의한 것이라 예측할 수 있다.
이와 같이 정보 처리부(300)는 정보 수집부(200)에서 수집된 정보로부터 지반 내 공동 발생 또는 함몰을 측정할 수 있도록 지반 내 변화에 대한 수치적인 정보를 제공할 수 있다.
또한, 정보 처리부(300)에는 정보 처리부(300)에서 판단된 지반 내 변화 또는 센싱부(100)의 변위가 디스플레이되는 표시부(400)가 연결될 수 있다.
상기 표시부(400)에서는 지반 내 변화가 디스플레이되거나 지반 내에 매립된 센싱부(100)의 변위가 디스플레이될 수 있다.
이와 같이 표시부(400)를 통하여 측정자에게 시각적으로 지반에 대한 정보를 제공할 수 있어, 지반 내 공동 발생 또는 함몰을 효율적으로 감지하게 할 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 일 실시예에 따른 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치(10)는 특히 도 2(a) 및 (b)를 참조하여 관로 근처에 배치되어 노후 관로의 파손을 감지하는 데 활용될 수 있다.
도 2(a)를 참조하여, 지반 내 관로(A) 근처에 센싱부(100)가 매립될 수 있고, 정보 수집부(200)가 센싱부(100)에 대하여 신호를 송수신할 수 있도록 마련될 수 있다. 이때 정보 수집부(200)는 차량(C)에 장착되어 지반 상에서 이동 가능하게 마련될 수 있다.
도 2(b)를 참조하여, 관로(A)가 노후됨으로써 관로(A)의 파손으로 관로(A)로부터 누수가 발생할 수 있다. 관로(A)로부터 유출된 지하수의 흐름을 따라 지반 내에는 공동이 발생하게 되고, 이에 의하여 관로(A) 근처에 매립된 센싱부(100)가 지반 내에서 변위될 수 있다.
예를 들어, 공동(C) 형성에 의하여 공동(C) 근처에 매립된 센싱부(100)의 매립 깊이가 더 낮아지게 될 수 있다.
이때 정보 수집부(200)에서 센싱부(100)의 위치 정보를 획득함으로써 지반 내 센싱부(100)의 변위를 감지하여 지반 내 공동 형성을 사전에 감지할 수 있으며, 노후 관로를 차단하고 보수하는 데 활용할 수 있다. 다시 말해서 수동적인 데이터 수집에 의하여 지반 내 공동 형성의 모니터링이 가능해질 수 있다.
또한, 차량(C)이 정기적으로 지반 상에서 이동하면서 센싱부(100)의 위치 정보를 획득함으로써, 1차 시기에 측정된 센싱부(100)의 위치 정보와 2차 시기에 측정된 센싱부(100)의 위치 정보가 상이한 경우, 지반 내 공동이나 함몰 등이 발생된 것을 예측할 수 있다.
도 3를 참조하여, 관로(A) 근처, 예를 들어 관로(A)의 길이방향을 따라 복수 개의 센싱부(100)가 매립된 경우, 차량(C)에 정보 수집부(200)가 장착되어 정보 수집부(200)가 지반 상에서 이동하면서 복수 개의 센싱부(100)에 대하여 신호를 송수신함으로써 복수 개의 센싱부(100) 각각의 위치 정보를 수집할 수 있다.
이때 복수 개의 센싱부(100) 각각의 위치 정보의 비교를 통하여 관로(A)에서 파손된 지점을 예측할 수 있다.
따라서 지반 내에 매립된 관로(A) 전체를 드러내지 않고도, 관로(A) 중 파손된 지점만을 차단시킨 후 노후된 관로(A)의 보수 공사를 수행할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하여, 관로(A) 근처, 예를 들어 관로(A)의 길이방향을 따라 복수 개의 센싱부(100)가 매립된 경우, 복수 개의 센싱부(100) 중 하나가 지반 내에 형성된 공동을 따라 이동하면서 정보 수집부(200)에 능동적으로 신호를 송신함으로써 관로(A)에서 파손된 지점 또는 지반 내 공동의 형성을 예측할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치
100: 센싱부
200: 정보 수집부
300: 정보 처리부
400: 표시부
A: 관로
B: 차량
C: 공동

Claims (9)

  1. 지반 내에 매립된 센싱부;
    상기 센싱부의 위치 정보를 수집하는 정보 수집부; 및
    상기 센싱부의 위치 정보로부터 상기 센싱부의 지반 내 변위를 판단하는 정보 처리부;
    를 포함하고,
    상기 센싱부의 지반 내 변위에 의해 상기 센싱부가 매립된 지반 내 공동발생 또는 함몰이 측정되고,
    상기 센싱부는 반사 물질 또는 반응 물질을 포함하여,
    상기 정보 수집부에서 송신된 신호에 대하여 반사 신호를 발생시킬 수 있으며, 상기 반사 물질 또는 반응 물질에 의해 상기 센싱부 내에 구비된 배터리의 수명을 연장시킬 수 있고,
    상기 센싱부는 복수 개로 마련되고,
    상기 복수 개의 센싱부는 상기 지반 내 관로를 따라 이격 배치되고 각각의 센싱부는 상기 관로에 대하여 비접촉식으로 배치되어 상기 관로의 누수에 의해 지반 내에서 이동되며, 상기 복수 개의 센싱부의 상기 지반 내 변위로부터 상기 관로에서 파손된 지점 또는 상기 관로의 누수에 의해 형성된 지반 내 공동을 측정하는, 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보 수집부는 지반 상에서 이동 가능하고, 상기 정보 수집부는 상기 지반 상에서 이동하면서 상기 센싱부에 대하여 신호를 송신 및 수신하는, 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정보 수집부는 상기 센싱부로부터 수신되는 신호로부터 상기 센싱부의 위치 정보를 획득하고, 상기 센싱부의 위치 정보를 통하여 상기 지반 내 변화가 측정되는, 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는 상기 정보 수집부에 대하여 자발적으로 신호를 송신하고, 상기 정보 수집부는 상기 센싱부로부터 수신된 신호로부터 상기 센싱부의 위치 정보를 획득하고, 상기 센싱부의 위치 정보를 통하여 상기 센싱부가 매립된 지반내 공동 발생이나 함몰이 측정되는, 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치.
  7. 지반 내에 매립되어 지반에 대한 정보를 감지하는 센싱부;
    상기 센싱부로부터 획득된 지반에 대한 정보를 수집하는 정보 수집부; 및
    상기 센싱부로부터 획득된 지반에 대한 정보로부터 상기 지반 내 변화를 판단하는 정보 처리부;
    를 포함하고,
    상기 센싱부는 반사 물질 또는 반응 물질을 포함하여,
    상기 정보 수집부에서 송신된 신호에 대하여 반사 신호를 발생시킬 수 있으며, 상기 반사 물질 또는 반응 물질에 의해 상기 센싱부 내에 구비된 배터리의 수명을 연장시킬 수 있는, 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 정보 처리부에서 판단된 지반 내 변화가 디스플레이되는 표시부를 더 포함하는, 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 센싱부는 가속도 센서, 수압 센서, 토압 센서, 변위 센서, 지자기 센서 또는 자이로 센서를 포함하는, 매립형 센싱부를 활용한 지반 공동 및 함몰 감지 장치.
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