KR101791959B1 - 무선망을 활용한 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템 - Google Patents

무선망을 활용한 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매설 상수도관로에서의 누수 혐의 검출 및 누수 위치 탐지를 진행함에 있어서, 관종의 특성과 지하 매설 환경의 영향 없이 지상에서 무선망을 통해 상수도관로의 누수정보를 전송하고, 누수탐지센서에서 취득한 소음 수준 데이터, 소음 분포 데이터 및 음향 데이터 등의 누수정보를 운영단말기에서 누수 발생 가능성을 1차 분석하며 누수 음향 데이터 확인을 통한 누수 진위 여부를 2차 분석한 후 누수탐지센서들의 다중상관(Multiple Correlation)을 통해 누수 위치를 탐지하고, 이를 통해 광범위한 관망에서의 누수 탐지 및 관리를 위해 투입되는 시간 및 인력을 최소화하여, 관제부에서 적은 인원으로 광범위한 지역의 누수 탐지 및 관리를 가능토록 한 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템에 관한 것이다.

Description

무선망을 활용한 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템{SYSTEM FOR LEAK SENSING AND LEAK LOCATING}
본 발명은 무선망을 활용한 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템에 관한 것으로,
보다 상세하게는 매설 상수도관로에서의 누수 혐의 검출 및 누수 위치 탐지를 진행함에 있어서, 관종의 특성과 지하 매설 환경의 영향 없이 지상에서 무선망을 통해 상수도관로의 누수정보를 전송하고, 누수탐지센서에서 취득한 소음 수준 데이터, 소음 분포 데이터 및 음향 데이터 등의 누수정보를 운영단말기에서 누수 발생 가능성을 1차 분석하며 누수 음향 데이터 확인을 통한 누수 진위 여부를 2차 분석한 후 누수탐지센서들의 다중상관(Multiple Correlation)을 통해 누수 위치를 탐지하고, 이를 통해 광범위한 관망에서의 누수 탐지 및 관리를 위해 투입되는 시간 및 인력을 최소화하여, 관제부에서 적은 인원으로 광범위한 지역의 누수 탐지 및 관리를 가능토록 한 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템에 관한 것이다.
종래의 유사한 누수 감시 및 탐지 방법은 상수도관로에서 심야시간대에 반복 발생하는 이상음의 추적에 의한 누수관로 판별 기능의 한계로 인하여, 누수 음의 진위 판별이 불가능하고 누수의 발생지점 추적이 불가능하였다.
이러한 한계를 극복하고자 누수관로로 판별된 상수도관로를 대상으로 현장에서 청음식 누수탐지 또는 상관식 누수탐지장치 등이 적용되고 있으나 이 또한 탐사 시간대에 따라 정확한 누수 지점을 발견하는데 한계를 가진다.
누수 탐지에 관한 종래의 기술로, 등록특허 제10-0397664호(2003년08월29일)[상수도관로의 누수탐지방법 및 그 장치](이하 종래기술)가 있는데, 상수도관로의 측하부에 누수 탐지관을 매설하고 상기 누수 탐지관 내부에 청음기를 일정 속도로 이송시키면서 누수음을 탐지하여 상수도관로의 누수 여부를 파악할 수 있고 누수위치를 정확히 탐지할 수 있는 기술을 제시하고 있으나, 청음식으로 누수 위치를 탐지하는 것인 바, 상기 지적한 바와 같이 탐사 시간대에 따라 정확한 누수 지점을 발견하기에는 무리가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로,
관종의 특성과 지하매설 환경의 영향 없이 지상에서 무선망을 통해 상수도관로의 누수정보를 전송하고, 누수탐지센서에서 취득한 소음 수준 데이터, 소음 분포 데이터 및 음향 데이터 등의 누수정보를 운영단말기에서 누수 발생 가능성을 1차 분석하며 누수 음향 데이터 확인을 통한 누수 진위 여부를 2차 분석한 후 누수탐지센서들의 다중상관(Multiple Correlation)을 통해 누수 위치를 탐지하고, 이를 통해 광범위한 관망에서의 누수 탐지 및 관리를 위해 투입되는 시간 및 인력을 최소화하여, 관제부에서 적은 인원으로 광범위한 지역의 누수 탐지 및 관리를 가능토록 하며, 효율적이고 적극적인 관망 감시 및 누수 재해 예방을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 갖는 본 발명은
상수도관로의 각 지점에 설치되어 누수정보를 수집하는 누수탐지센서, 그리고 상기 누수탐지센서에 구비되어 상기 누수정보를 전송하는 통신모듈, 그리고 전송된 상기 누수정보를 수신하는 메인서버와, 수신된 누수정보를 분석하는 분석 소프트웨어를 탑재한 운영단말기로 구성되는 관제부, 그리고 상기 통신모듈과 상기 메인서버 간의 통신을 제공하는 무선망을 포함하여 이루어진다.
또한 상기 누수정보는 상기 상수도관로 내 유수의 흐름에 의해 발생한 파열음의 소음 수준 데이터, 소음 분포 데이터 및 음향 데이터를 포함할 수 있음을 특징으로 한다.
아울러 상기 운영단말기의 분석 소프트웨어는 상기 누수정보에서 반복 이상음 구간을 선별하는 1차 분석 S/W, 상기 누수정보를 통해 누수음 여부를 판단하는 2차 분석 S/W 및, 상기 누수정보를 활용하여 다중상관(Multiple Correlation)을 통해 누수 지점을 연산하는 3차 분석 S/W를 포함할 수 있음을 특징으로 한다.
나아가 상기 무선망은 LTE(Long Time Evolution) 또는 LoRa(Long Range) 중 어느 하나로 이루어질 수 있음을 특징으로 한다.
상기 구성 및 특징으로 이루어진 본 발명은
상수도관망의 누수 음에 대한 무작위적인 탐사에 의존하여 누수 여부를 판별하는 종래의 인력에 의한 청음식 누수탐지를 탈피하여, 고정식 누수탐지 센서와 통신방식에 의한 상시적인 상수관망 누수 감시 및 정확한 누수 위치 탐지를 가능하게 하고, 이를 통해 지금까지의 누수 감시 및 누수 탐사를 위해 소용되는 막대한 인적, 물적 자원의 절약과 함께 누수로 인해 발생되는 사회 인프라에서의 2차적인 직/간접적 경제적 손실을 최소화함은 물론, 보다 효율적으로 사전 예방적인 상수관망의 관리가 가능토록 하여 상수도 분야의 경영개선을 크게 도모할 수 있다는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 구성도.
도 2는 본 발명의 제1실시예.
도 3은 본 발명의 제2실시예.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.
본 발명은 매설 상수도관로에서의 누수 혐의 검출 및 누수 위치 탐지를 진행함에 있어서, 관종의 특성과 지하 매설 환경의 영향 없이 지상에서 무선망을 통해 상수도관로의 누수정보를 전송하고, 누수탐지센서에서 취득한 소음 수준 데이터, 소음 분포 데이터 및 음향 데이터 등의 누수정보를 운영단말기에서 누수 발생 가능성을 1차 분석하며 누수 음향 데이터 확인을 통한 누수 진위 여부를 2차 분석한 후 누수탐지센서들의 다중상관(Multiple Correlation)을 통해 누수 위치를 탐지하고, 이를 통해 광범위한 관망에서의 누수 탐지 및 관리를 위해 투입되는 시간 및 인력을 최소화하여, 관제부에서 적은 인원으로 광범위한 지역의 누수 탐지 및 관리를 가능토록 한 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 무선망을 활용한 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템(이하 본 시스템(L))에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 시스템(L)은 누수탐지센서(1), 통신모듈(2), 관제부(3) 및 무선망을 포함하여 이루어진다.
도 1을 참고하여 본 시스템(L)의 각 구성 별로 설명하면, 먼저 누수탐지센서(1)는 상수도관의 각 지점에 설치되어 누수정보를 수집하는 구성으로, 설치용이성 및 수집용이성을 위해 상수도관로(P)의 각 지점에 구비된 밸브(B)에 설치되는 것이 바람직하다.
또한 누수탐지센서(1)에서 수집되는 누수정보는 상수도관 내 유수의 흐름에 의해 발생한 파열음의 소음 수준 데이터, 소음 분포 데이터 및 음향 데이터를 포함할 수 있다.
일 예로, 소음 수준 데이터는 파열음의 크기 값일 수 있고, 소음 분포 데이터는 각 누수탐지센서(1)에서 수집되는 파열음의 분포도일 수 있고, 음향 데이터는 실제 파열음일 수 있다.
이에 따라 본 시스템(L)은 소음 수준 데이터와 소음 분포 데이터를 분석하여 누수발생 가능성을 1차로 검출하고, 음향 데이터의 확인을 통한 누수 진위 여부를 2차로 판단하여 누수 혐의를 검출한다.
이러한 누수탐지센서(1)는 상수도관로(P)에 설치된다는 점 때문에 방수형으로 구비되고, 누수정보를 설정된 시간 간격 또는 설정된 특정 측정 시간대에 따라 수집하도록 구비되며, 수집된 누수정보를 저장 및 기록하도록 구비되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 시스템(L)의 일 구성인 통신모듈(2)은 누수탐지센서(1)에 구비되어 누수정보를 전송하는 구성으로, 누수탐지센서(1)에서 수집된 누수정보를 무선망을 활용하여 관제부(3)의 메인서버(31)로 전송한다.
본 발명에서는 통신모듈(2)과 메인서버(31) 간의 통신에 있어서, 통신모듈(2)에서 메인서버(31)로 누수정보를 전송하는 것만을 설명하고 있지만, 도 1에서 확인 가능한 바와 같이 통신모듈(2)과 메인서버(31) 간의 통신은 양방향에 걸쳐 가능하며, 예를 들면 데이터 전송 요청 신호와 같은 제어 명령은 메인서버(31)에서 통신모듈(2)로 전송될 수 있다.
또한 통신모듈(2)은 RF 송수신이 가능하도록 구성되어 무선망과의 호환이 가능하도록 구비될 수 있으며, 상기한 누수탐지센서(1)와 마찬가지로 방수형으로 구비되는 것이 바람직하다.
아울러 상기한 누수감지센서 및 통신모듈(2)의 구동을 위한 전원 공급은 배터리로 이루어지는 것이 바람직할 것이다.
다음으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 시스템(L)의 일 구성인 관제부(3)는 본 시스템(L)의 운영에 관한 제어를 수행한다.
이러한 관제부(3)는 전송된 누수정보를 수신하는 메인서버(31)와, 수신된 누수정보를 분석하는 분석 소프트웨어를 탑재한 운영단말기(32)로 구성된다.
여기에서 운영단말기(32)는 스마트폰, 태블릿, PC 등, 분석 소프트웨어를 탑재할 수 있는, 다시 말해 분석 프로그램의 구동이 가능한 기기면 어떠한 것이든 활용 가능하다.
특히 본 발명은 운영단말기(32)의 분석 소프트웨어가 누수정보에서 반복 이상음 구간을 선별하는 1차 분석 S/W, 누수정보를 통해 누수 음 여부를 판단하는 2차 분석 S/W 및, 누수정보를 활용하여 다중상관(Multiple Correlation)을 통해 누수 지점을 연산하는 3차 분석 S/W를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
이러한 3중 분석 소프트웨어를 통해 본 발명은 상수도관로(P)의 누수 위치를 실시간으로 조기에 감시가 가능하며, 보다 정확한 누수 위치의 탐지가 가능하다는 효과를 갖는다.
다음으로, 무선망은 통신모듈(2)과 상기 메인서버(31) 간의 통신을 제공하는 통신망으로, 상기한 바와 같이 RF 호환이 가능하도록 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 특히 무선망은 LTE(Long Time Evolution) 또는 LoRa(Long Range) 중 어느 하나로 이루어질 수 있는데, 이러한 무선망의 구비를 통해 본 발명은 관종의 특성과 지하 매설 환경의 영향 없이 누수정보의 전송이 가능하다는 효과를 갖는다.
한편, 도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 및 제2실시예에 관한 것으로, 녹 방지 및 기타 이유에 의해 내외측이 코팅된 상수도관로(P)에 비코팅 부분을 형성하고 비코팅 부분을 연결하여 소리의 전도성을 강화하고, 이를 통해 상기한 누수정보, 그 중에서도 특히 음향 데이터, 즉 누수 음의 감지특성을 보다 향상시키는 전도강화수단(4)을 주된 특징으로 하고 있다.
보다 구체적으로, 제1실시예에 따른 본 시스템(L)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상수도관로(P)가 다수의 관체(P10)가 상호 연결되어 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한 이러한 관체(P10)들은 각각, 관체(P10)의 내면을 감싸는 내부코팅부(P101), 관체(P10)의 외면을 감싸는 외부코팅부(P102), 양단에 구비되어 인접한 관체(P10)와 연결되는 연결부(P103) 및, 연결부(P103)의 단부에 구비된 비코팅부(P104)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 본 시스템(L)은 관체(P10)들 중 상호 인접한 두 관체(P10)인 제1 및 제2관체(P11)(P12)의 비코팅부(P104)를 연결하는 전도강화수단(4)을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 먼저 내부코팅부(P101)와 외부코팅부(P102)는 각각 관체(P10)의 내면과 외면을 감싸 녹 방지 등과 같은 효과를 제공하는 구성으로, 이러한 내부코팅부(P101)와 외부코팅부(P102)는 소리의 전도를 방해하기 때문에 누수감지센서에서 누수 음(음향 데이터)이 잘 감지되지 않는 문제를 발생시킨다.
다음, 연결부(P103)는 상호 인접한 두 관체(P10)인, 제1관체(P11)와 제2관체(P12)의 연결 부위로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 연결부(P103)는 비코팅부(P104)의 연결이 원활하게 이루어질 수 있도록 외측으로 절곡 구비되는 것이 바람직하다.
연결부(P103)의 절곡 구비에 의해 제1관체(P11)의 연결부(P103)와 제2관체(P12)의 연결부(P103) 사이에는 이격부(P105)가 형성되는데, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1관체(P11)의 연결부(P103)와 제2관체(P12)의 연결부(P103) 사이에는 밀폐부재(5)가 개재되어 이격부(P105)를 밀폐하는 것이 바람직하다. 특히 밀폐부재(5)는 고무 등과 같이 밀폐성이 강하며 자체적으로 적정 탄성 및 강성을 갖는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
특히 제1실시예에 따르면, 상기한 전도강화수단(4)(제1전도강화수단(41))은 제1 및 제2관체(P11)(P12)의 비코팅부(P104) 모두에 접촉 및 부착되는 자성체인 것을 특징으로 한다.
이러한 제1전도강화수단(41)은 비코팅부(P104)에 부착되어 음향 전도성을 강화하는데, 자성체로 이루어진 점을 통해 부착 및 분리가 용이하게 이루어져 시공 편의성을 제공한다.
또 다른 실시예로, 제2실시예에 따른 본 시스템(L)의 전도강화수단(4)(제2전도강화수단(42))은 제1관통공을 구비하고 제1관체(P11)의 외면에 결합되는 제1클램퍼(421), 제2관통공을 구비하고 제2관체(P12)의 외면에 결합되는 제2클램퍼(422), 제1관통공 및 제2관통공에 모두에 걸쳐 관통 삽입되고 제1 및 제2관체(P11)(P12)의 비코팅부(P104) 모두에 접촉하는 볼트부재(423)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 제2전도강화수단(42)은 볼트부재(423)의 결합 상태 유지를 위한 너트부재(424)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
제2전도강화수단(42)을 상수도관로(P)에 구비하는 실시 과정을 설명하면, 제1클램퍼(421)와 제2클램퍼(422)를 각각 제1관체(P11)와 제2관체(P12)의 외면에 결합시키고, 제1관통공과 제2관통공 모두를 관통하도록 볼트부재(423)를 삽입하여주고, 볼트부재(423)에 너트부재(424)를 결합하여 고정시킨다.
이러한 제2전도강화수단(42)은 제1전도강화수단(41)에 비해 상대적으로 시공이 복잡하다는 단점이 있으나, 여전히 그 시공 편의성은 보장되는 편이며, 특히 결합 유지력이 강하기 때문에 보다 견고한 내구성을 보장한다는 장점이 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
L: 본 시스템(누수 혐의 검출 및 누수 위치 탐지 시스템)
1: 누수탐지센서 2: 통신모듈
3: 관제부 31: 메인서버
32: 운영단말기
4: 전도강화수단 5: 밀폐부재

Claims (4)

  1. 상수도관로의 각 지점에 설치되어 누수정보를 수집하는 누수탐지센서(1);
    상기 누수탐지센서에 구비되어 상기 누수정보를 전송하는 통신모듈(2);
    전송된 상기 누수정보를 수신하는 메인서버(31)와, 수신된 누수정보를 분석하는 분석 소프트웨어를 탑재한 운영단말기(32)로 구성되는 관제부(3); 및
    상기 통신모듈과 상기 메인서버 간의 통신을 제공하는 무선망;을 포함하여 이루어진 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템에 있어서,

    상기 누수정보는 상기 상수도관로 내 유수의 흐름에 의해 발생한 파열음의 소음 수준 데이터, 소음 분포 데이터 및 음향 데이터를 포함하며;

    상기 운영단말기의 분석 소프트웨어는,
    상기 누수정보에서 반복 이상음 구간을 선별하는 1차 분석 S/W, 상기 누수정보를 통해 누수음 여부를 판단하는 2차 분석 S/W 및, 상기 누수정보를 활용하여 다중상관(Multiple Correlation)을 통해 누수 지점을 연산하는 3차 분석 S/W를 포함하며;

    상기 상수도관로는 내부코팅부와 외부코팅부를 갖는 관체(P10)들이 상호 연결되어 구성되는 것으로서, 상기 관체(P10)의 연결부는 제1 관체(P11)의 비코팅부(P104)와 제2 관체(P12)의 비코팅부(P104)를 연결함으로써 음향 전도성을 향상시키는 전도강화수단을 더 포함하여 이루어지되,
    상기 전도강화수단은,
    상기 제1 및 제2관체(P11)(P12)의 비코팅부(P104) 모두에 접촉 및 부착되는 자성체로서,
    제1관통공을 구비하고 상기 제1 관체(P11)의 외면에 결합되는 제1클램퍼(421)와, 제2관통공을 구비하고 상기 제2 관체(P12)의 외면에 결합되는 제2클램퍼(422)와, 상기 제1관통공 및 제2관통공에 모두에 걸쳐 관통 삽입되고 제1 및 제2 관체(P11)(P12)의 비코팅부(P104) 모두에 접촉하는 볼트부재(423)로 구성되는 것을 특징으로 하는 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선망은 LTE(Long Time Evolution) 또는 LoRa(Long Range) 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템.
KR1020170005401A 2017-01-12 2017-01-12 무선망을 활용한 상시 누수 혐의 검출 및 위치 탐지 시스템 KR101791959B1 (ko)

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