KR101817351B1 - 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템은, 화재 보호 구간 내의 화재 발생 여부를 실시간으로 촬영 또는 감지하기 위한 화재감지 센서들 및 상기 화재감지 센서들이 감지한 화재감지 데이터들을 외부로 전송하는 화재 감지부; 및 상기 화재 감지부로부터 화재 감지 데이터들을 수신하고, 수신된 상기 화재 감지 데이터들을 분석하여 화재 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 화재 보호 구간 내의 화재가 발생한 경우, 일정한 형태의 화재처리 패킷을 제공하며, 상기 화재 보호 구간 내에 있는 작업자 또는 거주자의 단말로 비상상태로부터 탈출할 피난정보를 자동으로 실시간 전송해 주는 화재 모니터링 제어부를 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.
Description
본 발명은 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화재 보호 구간 내의 화재 발생 여부를 실시간으로 촬영 또는 감지하기 위한 화재감지 센서들 및 상기 화재감지 센서들이 감지한 화재감지 데이터들을 외부로 전송하는 화재 감지부; 및 상기 화재 감지부로부터 화재 감지 데이터들을 수신하고, 수신된 상기 화재 감지 데이터들을 분석하여 화재 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 화재 보호 구간 내의 화재가 발생한 경우, 일정한 형태의 화재처리 패킷을 제공하며, 상기 화재 보호 구간 내에 있는 작업자 또는 거주자의 단말로 비상상태로부터 탈출할 피난정보를 자동으로 실시간 전송해 주는 화재 모니터링 제어부를 제공함으로써, 보다 신속하게 화재에 대응하여 연락처별로 경보를 발생시키고, 화재 현장의 사람들에게 즉각적인 피난 유도를 구현할 수 있어 화재로 인한 인명 피해를 최소화 할 수 있는, 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템에 관한 것이다.
최근 사회발전과 함께 수차례 크고 작은 화재를 겪으면서 자신의 재산 및 생명을 보호하려는 안전의식이 증가하고 있으며, 소방에 대한 인식도 변화하여 화재의 예방과 경계를 위한 소방시설의 중요성이 더욱 부각되고 있는 추세이다.
소방시설 중 자동화재 탐지설비는 화재 시 발생되는 연소생성물들을 화재감지기를 통해 조기에 자동으로 감지하여 화재수신기에 화재신호를 송신하고 수신기에서는 경종이나 음향장치를 통해 화재사실을 통보하여 안전하고 빠른 피난을 유도함과 동시에 연동된 설비(소화설비, 제연설비, 비상방송설비 등)들을 작동시켜 화재로 인한 피해를 최소화 시킬 수 있는 가장 중요한 소방시설이다.
하지만, 종래기술은 화재를 감지한 후, 경보 발생 시 화재발생 위치정보 및 개별 연락처별 데이터 정보 등과 같은 세부적인 정보를 화재 보호 구간 내에 있는 작업자 또는 거주자의 단말로 제공하지 못함으로 인해, 신속한 대응을 하는데 미미한 점이 있었고, 또한 화재 현장의 사람들에게 즉각적인 피난 유도를 구현하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 화재 보호 구간 내의 화재 발생 여부를 실시간으로 촬영 또는 감지하기 위한 화재감지 센서들 및 상기 화재감지 센서들이 감지한 화재감지 데이터들을 외부로 전송하는 화재 감지부; 및 상기 화재 감지부로부터 화재 감지 데이터들을 수신하고, 수신된 상기 화재 감지 데이터들을 분석하여 화재 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 화재 보호 구간 내의 화재가 발생한 경우, 일정한 형태의 화재처리 패킷을 제공하며, 상기 화재 보호 구간 내에 있는 작업자 또는 거주자의 단말로 비상상태로부터 탈출할 피난정보를 자동으로 실시간 전송해 주는 화재 모니터링 제어부를 제공함으로써, 보다 신속하게 화재에 대응하여 연락처별로 경보를 발생시키고, 화재 현장의 사람들에게 즉각적인 피난 유도를 구현할 수 있어 화재로 인한 인명 피해를 최소화 할 수 있는, 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템은, 화재 보호 구간 내의 화재 발생 여부를 실시간으로 촬영 또는 감지하기 위한 화재감지 센서들 및 상기 화재감지 센서들이 감지한 화재감지 데이터들을 외부로 전송하는 화재 감지부; 및 상기 화재 감지부로부터 화재 감지 데이터들을 수신하고, 수신된 상기 화재 감지 데이터들을 분석하여 화재 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 화재 보호 구간 내의 화재가 발생한 경우, 일정한 형태의 화재처리 패킷을 제공하며, 상기 화재 보호 구간 내에 있는 작업자 또는 거주자의 단말로 비상상태로부터 탈출할 피난정보를 자동으로 실시간 전송해 주는 화재 모니터링 제어부를 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명은 보다 신속하게 화재에 대응하여 연락처별로 경보를 발생시키고, 화재 현장의 사람들에게 즉각적인 피난 유도를 구현할 수 있어 화재로 인한 인명 피해를 최소화 할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 화재 감지부의 주요 구성모듈을 나타낸 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 화재 모니터링 제어부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예로, 아크 감지 모듈의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예로, 누설전류 감지모듈의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템의 데이터 전송 시 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 6a는 본 발명에 따른 실시예로, 빌딩의 화재로 인해 작업자의 추락 사고 시 안전을 위해 작업자에 착용되는 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 구조를 나타낸 것이다.
도 6b는 빌딩의 화재로 인해 작업자의 추락 사고 발생 시 도 6a의 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 작동 원리를 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 화재 감지부의 주요 구성모듈을 나타낸 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 화재 모니터링 제어부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예로, 아크 감지 모듈의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예로, 누설전류 감지모듈의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템의 데이터 전송 시 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 6a는 본 발명에 따른 실시예로, 빌딩의 화재로 인해 작업자의 추락 사고 시 안전을 위해 작업자에 착용되는 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 구조를 나타낸 것이다.
도 6b는 빌딩의 화재로 인해 작업자의 추락 사고 발생 시 도 6a의 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 작동 원리를 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템은 화재 감지부(1000), 화재 모니터링 제어부(2000) 및 화재 설비부(3000)를 포함한다.
화재 감지부(1000)는 화재 보호 구간(이를테면, 빌딩, 아파트 등) 내의 화재 발생 여부를 감지 또는 촬영하기 위한 각종 센서들 및 이들 센서들이 감지한 신호를 수신 또는 전송하기 위한 모듈을 포함하며, 이에 대한 구체적인 설명은 도 2a에서 후술한다.
화재 모니터링 제어부(2000)는 화재 감지부(1000)로부터 각종 화재 감지 데이터들을 수신하고, 이를 분석하여 화재 여부 판단 등을 하고, 화재 판단 시 일정한 형태의 화재처리 패킷을 제공하여 화재 발생에 대한 경고 뿐 만아니라, 화재 설비부(3000)에 설치된 방화문 등의 설비를 자동으로 원격 구동할 수 있도록 해주는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 2b에서 후술한다.
화재 설비부(3000)는 화재 보호 구간(이를테면, 빌딩, 아파트 등)에 설치된 각종 소방관련 시설을 포함하며, 이 경우 화재 설비부(3000)는 소정의 제어 신호에 따라 상기 화재 보호 구간 내의 화재 발생을 경보하고, 제연설비와, 스프링 쿨러 설비를 동작하며, 부대 설비(이를테면, 방화문 등)를 동작시키고, 필요시 화재 보호 구간(이를테면, 빌딩, 아파트 등)에 있는 사람에게 안전조끼(도 6a 참조)의 위치, 사용방법 등을 통보해 준다.
도 2a는 본 발명에 따른 화재 감지부의 주요 구성모듈을 나타낸 것이다.
도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 화재 감지부(1000)는 화재영상 촬영모듈(1100), 아크 감지모듈(1200) 및 누설전류 감지모듈(1300)을 포함한다.
화재영상 촬영모듈(1100)은 화재 현장의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 화재 모니터링 제어부(2000)로 전송할 수 있는 구조를 가지며, 이를테면 화재영상 촬영모듈(1100)로 가시광 카메라모듈일 수 있다.
이러한 가시광 카메라모듈은 초소형일 수 있고, VGA(Video Graphics Array)급 CCD(Chare Coupled Device)모듈을 적용할 수 있으며, 어두운 환경의 저조도 문제와 불꽃 발생 시 백화현상이 제거되도록 구성될 수 있다.
이러한 화재영상 촬영모듈(1100)은 디스플레이장치(미도시)에 연결될 수 있고, 화재영상 촬영모듈(1100)에서 촬영된 영상은 디스플레이장치(미도시)를 통해 보여질 수 있는데, 이 경우 디스플레이장치(미도시)는 이를테면, 영상을 녹화할 수 있는 DVR(Digital Video Recorder)일 수 있다.
이와 같이, 화재영상 촬영모듈(1100)에서 촬영된 영상을 디스플레이장치(미도시)에 의해서 볼 수 있기 때문에, 원격지의 화재를 정밀하게 감시할 수 있을 뿐만 아니라, 화재가 발생한 화재 현장의 영상을 사용자가 정확하게 확인할 수 있다.
이와 같이 화재가 발생했음을 사용자의 육안으로 직접 확인할 수 있기 때문에, 초기 화재 진압이 용이할 수 있으며, 잘못된 화재경보인지 여부를 사용자가 용이하게 알 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 카메라는 IEEE1394 또는 기가비트 이더넷의 Law 데이터 고속 영상 전송 인터페이스를 지원하여 촬영 영상을 영상 저장 장치로 전송하고, 영상 저장 장치 소프트웨어는 설정에 의한 영상의 디스크 등의 저장 형식에 따라 영상을 저장한다.
이 경우 각각의 디스크는 저장매체로, 이를테면 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive, HDD), 광 디스크 드라이브(Optical Disk Drive, ODD), 반도체 디스크(Solid State Disk, SSD) 등을 사용하여 구현할 수 있다.
한편 본 발명의 경우에 사용된 블록단위 병렬 직접 저장 방식은, 보드의 고유의 MAC 주소 정보를 이용하여 각각의 디스크를 선택적으로 제어할 수 있고, 전송량과 프레임을 축소시키지 않고 그대로 유지한 채, 병렬적으로 각각의 디스크에 순차적으로 저장함으로써, 저장 속도를 빠르게 할 수 있게 된다.
이는 파일 단위 저장방식의 경우, 파일 시스템에서 패킷(packet) 전송 시 패킷의 불필요한 헤더(Header) 정보, 연속된 입출력(I/O) 신호의 발생, 전송량과 프레임이 축소된 채, 각 디스크에 병렬방식이 아닌 순차방식으로 저장함으로써, 저장 속도가 느린 것과 대비된다.
다음으로, 아크 감지모듈(1200)은 특히 빌딩 내에 설치된 전력선의 아크 감지를 통해 빌딩 내의 일정 구역 내에 발생된 화재 발생 여부를 판단하기 위한 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 도 3에서 후술한다.
마지막으로, 누설전류 감지모듈(1300)은 빌딩 내에 설치된 배전반의 접지선에 누설되는 전류량을 실시간으로 계측하여 접지불량에 의한 부품손상 및 안전사고를 사전에 방지하고 누설되는 전류량을 수시로 점검하여 소비전력을 절감할 수 있도록 해주는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 4에서 후술한다.
도 2b는 본 발명에 따른 화재 모니터링 제어부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 2b를 참조하면, 본 발명에 따른 화재 모니터링 제어부(2000)는 감지신호 수신부(2100), 통신부(2200), 데이터 저장부(2300), 화재 판단부(2400), 비상상태 관리부(2500), BIM 모니터링 모듈(2600) 및 제어부(2700)를 포함한다.
감지신호 수신부(2100)는 화재 감지부(1000)로부터 각각의 화재감지 센서들이 감지한 데이터들을 아날로그 신호로 수신하여 디지털 신호로 변환하여 제어부(2700)로 전달한다.
통신부(2200)는 외부의 화재 감지부(1000) 또는 화재 설비부(3000)와 통신을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공하는데, 이를테면 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등의 무선통신, 또는 인터넷, SNS(Social Network Service) 등을 사용할 수 있다.
데이터 저장부(2300)는 화재 판단부(2400) 또는 제어부(2700)를 통해 처리한 각종 데이터들을 저장한다.
이 경우 데이터 저장부(2300)에는 이를테면, 온도에 따른 온도 퍼지값을 정의하는 온도 멤버십 함수, 연기농도에 따른 연기농도 퍼지값을 정의하는 연기농도멤버십 함수 및 화재 가능성값에 따른 화재 가능성 퍼지값을 정의하는 화재 가능성 멤버십 함수 등이 미리 저장될 수 있다.
이를 부연하면, 온도, 연기농도 및 화재 가능성은 5개의 레벨(VLow, Low, Med, High, VHigh)로 구분할 수 있으며, 상기 멤버십 함수를 구성하는 퍼지화 방식으로는 단일 입력값 방식, 삼각 입력값 방식 및 사다리꼴 입력값 방식 등과 같은 다양한 방식을 사용할 수 있다.
이로써, 측정된 온도 및 연기농도에 대응하는 온도 퍼지값 및 연기농도 퍼지값으로 변환하고, 변환된 온도 퍼지값 및 연기농도 퍼지값에 대응하는 화재가능성 퍼지값을 계산하고, 계산된 화재 가능성 퍼지값에 따라 화재 여부를 판단하며, 그 결과에 따른 경보 출력을 제어할 수 있게 된다.
화재 판단부(2400)는 감지신호 수신부(2100)가 수신한 화재 감지 데이터들을 분석하여, 화재 여부를 판단하고, 화재로 판단된 경우 일정한 형식의 화재처리 패킷을 제공하며, 패킷의 구조는 도 5에서 후술한다.
이 경우 화재처리 패킷은 이를테면, 화재발생 위치정보 및 개별 연락처별 데이터 정보 등을 포함할 수 있다.
화재발생 위치정보는 이를테면, 화재가 발생한 건물의 주소, GPS(global positioning system) 좌표 등이 포함될 수 있다.
개별 연락처별 데이터 정보는 이를테면, 연락처별 ID, 연락처의 PSTN 및 LTE 통신 번호, 음성 데이터 인덱스, 메시지 데이터 인덱스, 및 옵션 데이터 인덱스와 사용자 할당 영역(reserved area)을 포함한다.
상기 연락처별 ID는 연락처를 구분하기 위한 식별자로서, 연락 우선순위의 일련번호로 부여될 수도 있다.
한편 화재 판단부(2400)는 이를테면, 상기 아크 감지모듈(1200)로부터 입력된 전압값이 설정된 기준 전압 값보다 크고, 축적 기능을 통해 입력 전압값이 기준 전압 값보다 30초 이상 2회 반복하여 크며, 온도 상승 기울기가 20℃ 보다 큰 경우에 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
비상상태 관리부(2500)는 비상상태 분석모듈(2510), 비상상태 처리모듈(2520) 및 비상상태 보고모듈(2530)을 포함하며, 이를테면, 빌딩에 있는 작업자 또는 거주자가 화재발생 시 긴급 대피할 수 있도록 각종 피난정보를 제공해 준다.
비상상태 분석모듈(2510)은 상기 감지신호 수신부(2100)를 통해 취득한 작업자 상태 데이터들을 분석하여, 작업자 또는 거주자의 비상상태 여부 및 위험정도 정보를 포함하는 일정한 포맷을 갖는 비상상태 데이터 패킷(packet)을 제공하는데, 이에 대한 상세한 설명은 도 5에서 후술한다.
비상상태 처리모듈(2520)은 상기 비상상태 분석모듈(2510)에서 제공한 비상상태 데이터 패킷(packet)의 내용에 따라 작업자 또는 거주자가 처한 비상상황에 적절한 대응 조치를 할 수 있도록 해주는데, 이를테면 화재 발생 시 빌딩에 있는 작업자 또는 거주자에게 비상조끼 위치, 사용 매뉴얼 안내 등을 할 수 있는데, 이에 대한 구체적인 실시예는 도 6a 및 도 6b에서 후술한다.
이를테면, 비상상태 처리모듈(2520)은 작업자가 처한 위험도(상, 중, 하) 정도에 따라 비상조치 신호를 외부의 관리자 단말로 전송하면, 관리자는 전송받은 비상상태 데이터 패킷(packet)을 통해 작업자의 인적사항, 작업 내용, 3차원 위치 정보 및 비상상태 정보 등을 파악하고, 또한 위험 등급(상, 중, 하)에 상응하는 맞춤식 매뉴얼(이를테면, 위험도 상급(1등급)에 해당하는 추락 사고 또는 가스 중독 시 제공되는 응급조치 매뉴얼 등)을 참조하여 외부의 응급 기관(병원, 119 구조대 등)과 협력하여 신속한 작업자 응급 조치를 취할 수 있다.
비상상태 보고모듈(2530)은 상기 비상상태 처리모듈(2520)에 의해 작업자 또는 거주자의 비상상태에 대한 응급 조치가 취해진 경우, 일정한 형식의 처리결과 보고서를 작성하여 외부의 관리자 단말로 전송하여 차후 발생될 작업장 안전사고 예방에 이용될 수 있도록 해준다.
여기서 처리결과 보고서는 작업자에게 비상상태가 발생한 시점부터 응급 조치를 마친 최종 결과까지의 내용이 기록되며, 응급조치 과정 중 실수, 개선점 등을 PDF 파일 형태로 제공함이 바람직하다.
BIM 모니터링 모듈(2600)은 BIM(Building Information Modeling) 툴을 이용하여 상기 화재 보호 구간 내에 있는 작업자 또는 거주자가 위치한 공간을 모델링 하고, 모델링 된 건물의 x좌표, y좌표, 층 정보를 폴리건 좌표로 도출하여 작업자 또는 거주자의 실시간 위치를 3차원(3D)으로 디스플레이 해준다.
제어부(2700)는 감지신호 수신부(2100), 통신부(2200), 데이터 저장부(2300), 화재 판단부(2400), 비상상태 관리부(2500) 및 BIM 모니터링 모듈(2600)를 통합 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예로, 아크 감지 모듈의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 아크 감지 모듈(1200)은 빌딩 내에서 전력선을 통해 부하로 전기를 공급하는 상기 전력선의 전선(hot line)에서 발생하는 병렬 아크를 감지하도록 부하전류 검출센서(31f), 아크특성 필터부(32f), 제1 증폭기(33f) 및 아크 전류 판단부(34f)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 아크 감지 모듈(1200)은 상기 전력선의 누설전류를 감지하기 위한 누설전류 검출부(2f) 및 이 누설전류 검출부(2f)의 신호를 증폭하기 위한 제2 증폭기(43f)를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 아크 감지 모듈(1200)은 상기 전선(hot line)으로 흐르는 전류를 차단하기 위한 차단기(1f)를 더 포함하며, 상기 차단기(1f)가 상기 아크 전류 판단부(34f)에 의해 제어된다.
부하전류 검출 센서(31f)는 상기 전선 상에 구비되어 상기 전선에 흐르는 전류의 변화량을 감지하고, 전류 감지 신호를 아크특성 필터부(32f)로 출력한다.
본 발명의 실시예에 따른 부하전류 검출 센서(31f)는 계기용 변류기(Current Transformer, CT)를 사용할 수 있으며, 상기 전선의 합선, 절연피복 열화, 절연파괴, 압력 등으로 인하여 발생하는 전류 수파수를 검출한다.
아크특성 필터부(32f)는 부하전류 검출 센서(31f)에서 출력하는 신호에서 전압의 고주파 신호를 제거하고 전류의 주파수 신호만을 검출하여 제1 증폭기(33f)로 출력한다.
제1 증폭기(33f)는 아크특성 필터부(32f)에서 필터링한 전류 주파수 신호를 증폭하여 아크 전류 판단부(34f)로 출력한다.
아크 전류 판단부(34f)는 상기 제1 증폭기(33f)에서 출력하는 전류의 주파수 신호를 변환하여 상기 전류의 주파수 신호 중 상기 전선의 기준 전류 주파수(60Hz)보다 작은 전류 주파수가 발생하는가를 판단한다.
이때, 아크 전류 판단부(34f)는 상기 기준 전류 주파수와 함께 발생하는 노이즈 중 병렬아크를 검출할 수 있도록 상기 기준 전류 주파수를 FFT(Fast Fourier Transform) 변환한다.
즉, 상기 아크 전류 판단부(34f)는 제1 증폭기(33f)에서 증폭되어 출력되는 전류 주파수 신호를 시간영역에서 주파수 영역으로 변환한다.
그러면, 기준 전류 주파수와 함께 발생하는 부하 노이즈인 병렬 아크 전류가 시간영역보다 주파수영역에서 보다 명확하게 나타나게 되며, 이때 나타나는 병렬 아크 전류 주파수는 상기 기준 전류 주파수보다 작게 나타난다.
이러한 병열 아크 전류 수파수의 특징을 이용하여 상기 아크 전류 판단부(34f)는 상기 기준 전류 주파수 신호에 기준 전류 주파수보다 작은 아크전류 주파수가 발생하면 이를 병렬아크 전류로 판단하여 상기 차단기(1f)를 제어한다.
이와 같은 아크 감지부(30f)는 제1 전력선 감지부 내지 제n 전력선 감지부(미 도시)에 각각 구비되어 빌딩에 설치된 각각의 전력선에서 발생하는 병렬아크를 감지한다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예로, 누설전류 감지모듈의 구조를 상세히 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 누설전류 감지모듈(1300)은 다수의 접지선 상에 결선되어 측정되는 전류를 소정의 디지털신호를 변환하는 누설전류감지부(10)를 구비한다.
이 경우 상기 누설전류감지부(10)는, 지면에 설치되고 내부에 공간부가 구비되는 본체케이스(12); 상기 본체케이스의 양단부에 형성되는 제1결합홈부 및 제2결합홈부에 삽입되고 접지선에 연결되어 누설전류를 제공하는 접지판(15); 상기 본체케이스에 설치되고 상기 접지판과 전기적으로 연결되어 누선전류를 감지하고 감지신호를 송신하는 전류감지센서(11); 상기 전류감지센서가 상기 본체케이스 내부에 설치되면 전기적으로 연결되어 상기 전류감지센서로부터 송신되는 신호를 송신하는 접지블록(16); 및 상기 본체케이스로부터 상기 전류감지센서를 분리할 때에 별도의 전류감지센서가 상기 본체케이스에 수납된 상태를 유지시키는 교체부(70)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 본체케이스(12) 양단부에는 전류감지센서의 단부가 삽입되는 안착홈부(19)가 형성되고, 상기 안착홈부는 상기 접지판이 삽입되는 상기 제1결합홈부(14a) 및 상기 제2결합홈부(14b)와 연결되어 통하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 교체부(70)는, 복수 개의 전류감지센서가 안착되도록 복수 개의 홈부가 형성되는 한 쌍의 원판부재(72)와, 상기 원판부재를 연결하고 회전 가능하게 배치시키는 회전축(72c)을 포함하고, 상기 원판부재의 중앙부에는 본체케이스 외벽으로부터 삽입되는 피니언(82)이 결합되어 구동되도록 너트결합부(84)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
이하 도 4를 참조하여, 상기 누설전류감지부(10)의 구조를 보다 상세히 부연 설명한다.
누설전류감지부(10)는, 지면에 설치되고 내부에 공간부가 구비되는 본체케이스(12)와, 본체케이스(12)의 양단부에 형성되는 제1결합홈부(14a) 및 제2결합홈부(14b)에 삽입되고 접지선에 연결되어 누설전류를 제공하는 접지판(15)과, 본체케이스(12)에 설치되고 접지판(15)과 전기적으로 연결되어 누선전류를 감지하고 감지신호를 송신하는 전류감지센서(11)와, 전류감지센서(11)가 본체케이스(12) 내부에 설치되면 전기적으로 연결되어 전류감지센서(11)로부터 송신되는 신호를 송신하는 접지블록(16)과, 본체케이스(12)로부터 전류감지센서(11)를 분리할 때에 별도의 전류감지센서(11)가 본체케이스(12)에 수납된 상태를 유지시키는 교체부(70)를 포함한다.
접지선과 연결되는 케이블을 구비하는 접지판(15)을 본체케이스(12) 양단부에 형성되는 제1 결합홈부(14a) 및 제2 결합홈부(14b)에 삽입하면 접지판(15)과 결합홈부 사이에 형성되는 면접촉에 의해 접지선에 연결되는 케이블을 따라 전류가 흐르면서 감지된다.
케이스의 중앙부 내벽에는 전류감지센서(11)가 접촉되는 접지블록(16)이 설치되고, 접지블록(16)의 둘레면에는 링모양으로 오목하게 슬라이딩홈부(17)가 형성되고, 전류감지센서(11)의 중앙부에 형성되는 슬라이딩돌기(20)가 슬라이딩홈부(17)에 삽입되어 접지된 상태로 전류감지센서(11)가 회전될 수 있게 된다.
따라서 작업자에 의해 회전되면서 접지선으로부터 누설되는 전류를 감지할 수 있게 된다.
본체케이스(12) 양단부에는 전류감지센서(11)의 단부가 삽입되는 안착홈부(19)가 형성되고, 안착홈부(19)는 접지판(15)이 삽입되는 제1결합홈부(14a) 및 제2결합홈부(14b)와 연결되어 통하도록 형성된다.
또한, 안착홈부(19)의 상부에는 캡부재(112)가 슬라이딩되며 안착홈부(19) 외측으로 분리될 수 있는 배출홈부(19a)가 형성된다.
전류감지센서(11)의 양단부에는 안착홈부(19)로부터 전류감지센서(11)가 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지부(110)가 구비되므로 접지판(15)과 전류감지센서(11)의 전기적 연결상태를 유지하게 된다.
이탈방지부(110)는, 전류감지센서(11)의 단부에 출몰 가능하게 설치되도록 걸림돌기가 형성되는 캡부재(112)와, 걸림돌기가 슬라이딩 가능하게 삽입되고 걸림돌기와 걸림결합되는 단차부(116)와, 걸림돌기와 단차부(116) 사이에 개재되어 캡부재(112)를 전류감지센서(11)로부터 외측 방향으로 가압하는 탄성부재(118)를 포함한다.
따라서 전류감지센서(11)를 본체케이스(12) 내부에 안착시키면 탄성부재(118)의 가압력에 의해 캡부재(112)가 돌출된 상태를 이루면서 케이스본체의 내벽 및 전지판과 접촉된 상태를 유지하게 된다.
교체부(70)는, 복수 개의 전류감지센서(11)가 안착되도록 복수 개의 홈부가 형성되는 한 쌍의 원판부재(72)와, 원판부재(72)를 연결하고 회전 가능하게 배치시키는 회전축(72c)을 포함하고, 원판부재(72)의 중앙부에는 본체케이스(12) 외벽으로부터 삽입되는 피니언(82)이 결합되어 구동되도록 너트결합부(84)가 구비된다.
따라서 본체케이스(12)로부터 전류감지센서(11)를 꺼내어 교체할 때는 한 쌍의 전류감지센서(11)가 본체케이스(12) 상면으로 노출되도록 레버부재(80) 및 피니언(82)을 본체케이스(12)의 양단부에 형성되는 통과홀부(86)로 삽입하여 원판부재(72)의 외벽에 형성되는 너트결합부(84)에 삽입한다.
레버부재(80)에 설치되는 피니언(82)을 통과홀부(86)를 통해 본체케이스(12) 내부에 삽입하여 원판부재(72)와 기어연결시킨 후에 레버부재(80)를 회전시키면 원판부재(72)가 회전되면서 작업자가 원하는 전류감지센서(11)가 본체케이스(12) 상부의 개구부를 통해 노출되고, 작업자가 어느 하나의 전류감지센서(11)를 본체케이스(12)로부터 배출홈부(19a)를 통해 분리시켜도 나머지 전류감지센서(11) 접지판(15) 및 접지블록(16)에 접촉된 상태를 유지하면서 누설전류를 감지하게 된다.
여기서, 미설명 부호 14c 및 14d는 접지판(15)에 연결되는 케이블이 삽입되어 케이블과 본체케이스(12)가 간섭되는 것을 방지하는 제1간섭홈부(14c) 및 제2간섭홈부(14d)이다.
미설명 부호 72a 및 72b는 원판부재(72)에 형성되어 복수 개의 전류감지센서(11)가 거치되는 제1홈부(72a) 및 제2홈부(72b)이다.
본 실시예의 원판부재(72)에는 제1홈부(72a) 및 제2홈부(72b)가 형성되어 한 쌍의 전류감지센서(11) 설치될 수 있고, 제1홈부(72a) 및 제2홈부(72b)는 서로 대향되도록 180ㅀ의 간격을 유지하며 배치되므로 작업자가 레버부재(80)를 회전시켜 한 쌍의 전류감지센서(11) 중 어느 하나의 전류감지센서(11)가 접지블록(16)의 하부에 배치되게 원판부재(72)를 회전시키면 한 쌍의 전류감지센서(11) 중 다른 하나의 전류감지센서(11)가 본체케이스(12)의 개구된 상부 측에 배치되어 슬라이딩돌기(20)가 슬라이딩홈부(17)로부터 분리된 상태를 이루게 된다.
따라서 한 쌍의 전류감지센서(11) 중 어느 하나 전류감지센서(11)가 전기적으로 온(on) 되어 누설감지작동을 행하는 동안에 한 쌍의 전류감지센서(11) 중 다른 하나의 전류감지센서(11)는 본체케이스(12) 상부의 개구부를 통해 외부로 노출되어 작업자가 상측에 배치되는 전류감지센서(11)를 본체케이스(12)의 상측으로 당기면서 개구부를 통해 전류감지센서(11)를 외부로 분리시키면서 손쉽게 교체할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 작업자가 공구를 사용하거나 절연 장갑을 낀 손으로 전류감지센서(11)를 본체케이스(12)의 상측으로 당기게 되면 전류감지센서(11)의 양단부에 설치된 탄성부재(118)가 압축되면서 전류감지센서(11)의 양단부에 밀착되어 있던 접지판(15)은 전류감지센서(11)의 양단부와 유격이 발생되어 한 쌍의 접지판(15) 사이에 개재된 전류감지센서(11)를 본체케이스(12) 상부의 개구부를 통해 외부로 분리시킬 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 본 실시예는, 한 쌍의 전류감지센서(11) 중 어느 하나 전류감지센서(11)가 전기적으로 온(on) 되어 누설감지작동을 행하는 동안에 한 쌍의 전류감지센서(11) 중 다른 하나의 전류감지센서(11)는 본체케이스(12) 상부의 개구부를 통해 외부로 노출되어 작업자가 상측에 배치되는 전류감지센서(11)를 본체케이스(12)의 상측으로 당기면서 개구부 및 배출홈부(19a)를 통해 전류감지센서(11)를 외부로 분리시키면서 손쉽게 교체할 수 있게 된다.
이때, 작업자가 공구를 사용하거나 절연 장갑을 낀 손으로 전류감지센서(11)를 본체케이스(12)의 상측으로 당기게 되면 전류감지센서(11)의 양단부에 설치된 탄성부재(118)가 압축되면서 전류감지센서(11)의 양단부에 밀착되어 있던 접지판(15)은 전류감지센서(11)의 양단부와 유격이 발생되어 한 쌍의 접지판(15) 사이에 개재된 전류감지센서(11)를 본체케이스(12) 상부의 개구부 및 배출홈부(19a)를 통해 외부로 분리시킬 수 있게 된다.
이로써, 다수의 접지선 상에 결선되어 측정되는 전류를 소정의 디지털신호로 변환하는 누설전류감지부의 감지작동을 중단하지 않고, 누설전류감지부의 고장이 발생되기 전에 손쉽게 교체할 수 있는 접지선 누설전류감지부 교체가 용이한 빌딩 내에 설치된 배전반을 제공할 수 있는 기술적 장점을 제공한다.
도 5는 본 발명에 따른 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템의 데이터 전송 시 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 패킷(packet) 구조는 [패킷 시작], [송신자 ID], [수신자 ID], [경보발생 위치], [경보발생 시간], [경보 내용], [위험도], [패킷 끝]의 항목을 포함한다.
이를 부연설명하면, [경보발생 위치] 항목은 화재가 발생한 빌딩의 X좌표, Y좌표, 층 정보를 포함할 수 있으며, 이 경우 X좌표 및 Y좌표는 모델링된 건물(빌딩)의 도면 정보를 기본으로 평면상의 위치 정보를 제공하며, 층 정보는 지상 또는 지하의 높이 정보를 제공함으로, 화재 발생된 지역(빌딩)의 피난자의 실시간 3차원 위치 정보를 파악할 수 있게 된다.
[경보 내용] 항목은 이를테면, 화재발생 여부, 화재 정도, 기타 누전 여부, 도난 여부 등의 복합 경보 내용을 포함할 수 있다.
[위험도] 항목은 화재 발생된 지역(빌딩)의 피난자가 처한 비상상태를 단계별(이를테면, 상(1등급~3등급), 중(4등급~6등급), 하(7등급~9등급))로 표시함으로, 피난자의 비상 상황에 대한 응급조치를 취할 때, 소방관 등이 해당 응급조치 매뉴얼을 이용하여 신속하고, 적절한 대응이 이루어 질 수 있도록 해준다.
도 6a는 본 발명에 따른 실시예로, 빌딩의 화재로 인해 작업자의 추락 사고 시 안전을 위해 작업자에 착용되는 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 구조를 나타낸 것이고, 도 6b는 빌딩의 화재로 인해 작업자의 추락 사고 발생 시 도 6a의 인플레이터가 구비된 안전 조끼의 작동 원리를 설명하기 위한 도면을 나타낸 것이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 빌딩의 화재로 인해 작업자 또는 거주자가 착용하는 안전 조끼(1)는 인플레이터 백(inflator bag, B), 인플레이터 구동스위치(21), 인플레이터 팽창기(22), 주입구(I), 연결관 체부(F), 유로(F), 전기 모터(M), 수납공간(5)을 포함한다.
이 경우 인플레이터 백(B)의 1개 이상의 주입구(I)에는 팽창이 가능하도록 하는 팽창수단으로, 인플레이터 팽창기(22)가 연결되어 있다.
주입구(I)는 신속한 인플레이터 백(B)의 팽창을 위하여 다수개의 주입노즐체로 구성하는 것이 바람직하나, 주입구(I)의 내경의 크기에 따라서는 반드시 필요한 것은 아니다.
인플레이터 백(B)에는 팽창용 가스를 수납하는 봄베 등의 인플레이터 팽창기(22)가 연결되는데, 이를테면 이산화탄소, 고압질소 등의 가스를 고압축하여 수납하는 카트리지형의 가스 카트리지를 구비할 수 있다.
인플레이터 백(B)과 유체 연결되는 인플레이터 팽창기(22)사이에는 연결관체부(N)의 유로(F)를 개폐하기 위하여 기계적인 회동을 수행하는 전기 모터(M) 및 솔레노이드와 같은 개폐 스위치로서 역할을 수행하는 인플레이터 구동스위치(21)가 장착된다.
이와 같은 구조 및 기능을 갖는 안전 조끼(1)를 빌딩 내의 작업자 또는 거주자가 착용한 경우, 빌딩 내에 화재가 발생한 경우에 상기 인플레이터 구동스위치(21)를 턴 온 시켜 전기 모터(M)를 작동시키면, 인플레이터 팽창기(22) 안에 있는 가스가 인플레이터 백(B)으로 주입되어 순식간에 부피를 팽창 시킬 수 있음으로 인해, 빌딩 내의 작업자 또는 거주자가 화재로부터 빌딩 외부로 탈출 시 바닥 등의 충격을 대폭 완화 시켜 작업자의 생명 또는 부상을 최소화 할 수 있는 장점을 갖는다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
1000 : 화재 감지부
1100 : 화재영상 촬영모듈
1200 : 아크 감지모듈
1300 : 누설전류 감지모듈
2000 : 화재 모니터링 제어부
3000 : 화재 설비부
1100 : 화재영상 촬영모듈
1200 : 아크 감지모듈
1300 : 누설전류 감지모듈
2000 : 화재 모니터링 제어부
3000 : 화재 설비부
Claims (3)
- 화재 보호 구간 내의 화재 발생 여부를 실시간으로 촬영 또는 감지하기 위한 화재감지 센서들 및 상기 화재감지 센서들이 감지한 화재감지 데이터들을 외부로 전송하는 화재 감지부; 및
상기 화재 감지부로부터 화재 감지 데이터들을 수신하고, 수신된 상기 화재 감지 데이터들을 분석하여 화재 여부를 판단하고, 판단 결과 상기 화재 보호 구간 내의 화재가 발생한 경우, 일정한 형태의 화재처리 패킷을 제공하며,
상기 화재 보호 구간 내에 있는 작업자 또는 거주자의 단말로 비상상태로부터 탈출할 피난정보를 자동으로 실시간 전송해 주는 화재 모니터링 제어부를 포함하고,
상기 화재 감지부는,
상기 화재 보호 구간에 발생된 화재 영상을 촬영, 저장 및 전송하기 위한 화재영상 촬영모듈;
상기 화재 보호 구간 중 빌딩 내에 설치된 전력선의 아크 감지를 통해 터널 내의 일정 구역 내에 발생된 화재 발생 여부를 판단하기 위한 아크 감지모듈; 및
상기 화재 보호 구간 중 빌딩 내에 설치된 배전반의 접지선에 누설되는 전류량을 실시간으로 계측하기 위한 누설전류 감지부를 구비하는 누설전류 감지모듈을 포함하며,
상기 누설전류감지부는,
지면에 설치되고 내부에 공간부가 구비되는 본체케이스;
상기 본체케이스의 양단부에 형성되는 제1결합홈부 및 제2결합홈부에 삽입되고 접지선에 연결되어 누설전류를 제공하는 접지판;
상기 본체케이스에 설치되고 상기 접지판과 전기적으로 연결되어 누선전류를 감지하고 감지신호를 송신하는 전류감지센서;
상기 전류감지센서가 상기 본체케이스 내부에 설치되면 전기적으로 연결되어 상기 전류감지센서로부터 송신되는 신호를 송신하는 접지블록; 및
상기 본체케이스로부터 상기 전류감지센서를 분리할 때에 별도의 전류감지센서가 상기 본체케이스에 수납된 상태를 유지시키는 교체부를 포함하고,
상기 본체케이스 양단부에는,
전류감지센서의 단부가 삽입되는 안착홈부가 형성되고, 상기 안착홈부는 상기 접지판이 삽입되는 상기 제1결합홈부 및 상기 제2결합홈부와 연결되어 통하도록 형성되며,
상기 교체부는,
복수 개의 전류감지센서가 안착되도록 복수 개의 홈부가 형성되는 한 쌍의 원판부재와, 상기 원판부재를 연결하고 회전 가능하게 배치시키는 회전축을 포함하고, 상기 원판부재의 중앙부에는 본체케이스 외벽으로부터 삽입되는 피니언이 결합되어 구동되도록 너트결합부가 구비되는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템. - 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 화재 모니터링 제어부는,
상기 화재 감지부로부터 각각의 화재감지 센서들이 감지한 화재 감지 데이터들을 아날로그 신호로 수신하여 디지털 신호로 변환하는 감지신호 수신부;
상기 감지신호 수신부가 수신한 화재 감지 데이터들을 분석하여, 화재 여부를 판단하고, 화재로 판단된 경우 일정한 형식의 화재처리 패킷을 제공하는 화재 판단부;
상기 화재 판단부에서 상기 화재 보호 구간 내에 화재가 발생되었다고 판단된 경우 상기 화재 보호 구간 내에 있는 작업자 또는 거주자의 단말로 비상상태로부터 탈출할 피난정보를 자동으로 실시간 전송해 주는 비상상태 관리부; 및
BIM(Building Information Modeling) 툴을 이용하여 상기 화재 보호 구간 내에 있는 작업자 또는 거주자가 위치한 공간을 모델링 하고, 모델링 된 건물의 x좌표, y좌표, 층 정보를 폴리건 좌표로 도출하여 작업자 또는 거주자의 실시간 위치를 3차원(3D)으로 디스플레이 해주는 BIM 모니터링 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템.
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| KR1020170089857A KR101817351B1 (ko) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템 |
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| KR1020170089857A KR101817351B1 (ko) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템 |
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ID=61004039
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| KR1020170089857A KR101817351B1 (ko) | 2017-07-14 | 2017-07-14 | 실시간 화재 감지 및 모니터링 시스템 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101905678B1 (ko) | 2018-05-03 | 2018-10-11 | 주식회사 소암컨설턴트 | DTHi(디티하이) 센서모듈 및 이를 이용한 ICT기반 화재예방 모니터링 시스템 |
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-
2017
- 2017-07-14 KR KR1020170089857A patent/KR101817351B1/ko active IP Right Grant
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