KR101888835B1 - 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템 - Google Patents

이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템은, 지하에 매설되는 테스트 박스의 내부에 설치되며, 지하 매설배관의 방식전위를 측정하고, 측정된 방식전위 데이터를 지상으로 무선 전송하는 데이터로거 장치부; 및 도로 상을 일정 속도로 주행하면서 수시 또는 정기적으로 상기 데이터로거 장치부로부터 방식전위 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집된 상기 방식전위 데이터를 분석하여 상기 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시키는 차량 방식전위 운영부를 포함하는 기술을 제공함에 기술적 특징이 있다.

Description

이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템{CORROSION PREVENTION POTENTIAL REMOTE MEASUREMENT AND REGULAR MONITORING SYSTEM USING WIRELESS COMMUNICATION AND VEHICLE}
본 발명은 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하에 매설되는 테스트 박스의 내부에 설치되며, 지하 매설배관의 방식전위를 측정하고, 측정된 방식전위 데이터를 지상으로 무선 전송하는 데이터로거 장치부와, 도로 상을 일정 속도로 주행하면서 수시 또는 정기적으로 상기 데이터로거 장치부로부터 방식전위 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집된 상기 방식전위 데이터를 분석하여 상기 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시키는 차량 방식전위 운영부를 제공함으로, 이동 차량을 이용하여 상시 또는 정기적으로 방식전위를 실시간으로 측정 및 모니터링이 가능하여 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시켜 신속한 유지 보수 업무를 구현할 수 있는, 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템에 관한 것이다.
지하매설 또는 수중에 설치하는 강관에는 부식으로 인한 악영향을 방지하기 위하여 KGS GC202(가스시설 전기방식기준)에 따라 전기부식방지조치를 하여야 한다.
전기부식방지조치는 일반적으로 전기방식이라 칭하고 있으며, KGS GC202에서는"전기방식"이란 지중 및 수중에 설치하는 강재배관 및 저장탱크 외면에 전류를 유입시켜 양극반응을 저지함으로써 배관의 전기적 부식을 방지하는 것으로 정의하고 있다.
전기방식의 종류에는 희생양극법, 외부전원법 및 배류법으로 나눌 수 있는데, 전기방식시설의 효과적인 유지관리를 위해 도시가스사업자는 관대지전위 등을 1년에 1회 이상 점검하도록 하고 있다.
관대지 전위를 측정하기 위해서는 전위측정용터미널(T/B; 테스트 박스)을 설치하는데, 희생양극법 또는 배류법에 따른 배관에는 300m 이내의 간격으로, 외부전원법에 따른 배관에는 500m 이내의 간격으로 설치한다.
하지만, 종래기술은 도심에 설치된 테스트 박스는 대부분 자동차 도로상에 설치되어 있어 관대지 전위를 측정하는데 어려움이 있었다.
즉, 도로상에 설치된 전위측정용터미널(T/B)에서 관대지전위 측정을 하기 위해 도시가스사업자는 2 ~ 3 인이 조를 이뤄 도로교통을 통제하면서 실시하거나, 교통량이 적은 심야에 수행하고 있다.
이러한 방법은 차량 통행 제한 등의 비효율성과 점검원의 교통사고 위험성을 동반한다. 또한, 주기적으로 방식전위를 측정함에 있어 전기방식의 문제점을 실시간으로 관리하지 못해 예상치 못한 사고가 발생할 수 있다.
마지막으로 점검원이 수동적인 방법으로 측정기록을 대장에 기록하고 관리함으로 왜곡, 누락 등 측정값에 대한 신뢰성 저하 문제가 발생할 수 있다.
또한 종래기술은 전위측정용터미널(T/B)에 통상적인 소모성 배터리를 사용함으로, 배터리 소모 시 배터리 교체 작업 등으로 인적, 물적 경비를 소비할 뿐만 아니라, 방식전위 측정 등의 작업이 중단되어 원격에서 매설매관의 부식 상태를 항시 모니터링 할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제2003-0067306호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 지하에 매설되는 테스트 박스의 내부에 설치되며, 지하 매설배관의 방식전위를 측정하고, 측정된 방식전위 데이터를 지상으로 무선 전송하는 데이터로거 장치부와, 도로 상을 일정 속도로 주행하면서 수시 또는 정기적으로 상기 데이터로거 장치부로부터 방식전위 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집된 상기 방식전위 데이터를 분석하여 상기 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시키는 차량 방식전위 운영부를 제공함으로, 이동 차량을 이용하여 상시 또는 정기적으로 방식전위를 실시간으로 측정 및 모니터링이 가능하여 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시켜 신속한 유지 보수 업무를 구현할 수 있는, 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템은, 지하에 매설되는 테스트 박스의 내부에 설치되며, 지하 매설배관의 방식전위를 측정하고, 측정된 방식전위 데이터를 지상으로 무선 전송하는 데이터로거 장치부; 및 도로 상을 일정 속도로 주행하면서 수시 또는 정기적으로 상기 데이터로거 장치부로부터 방식전위 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집된 상기 방식전위 데이터를 분석하여 상기 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시키는 차량 방식전위 운영부를 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명은 이동 차량을 이용하여 상시 또는 정기적으로 방식전위를 실시간으로 측정 및 모니터링이 가능하여 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시켜 신속한 유지 보수 업무를 구현할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템을 이용하여 배관의 방식전위를 측정하고, 측정된 방식전위를 데이터 수집차량으로 원격 전송하는 과정을 일례로 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명에 따른 실시예로, 도로에 매설된 테스트 박스 및 테스트 박스의 내부 면에 설치된 모노 폴 안테나를 나타낸 것이다.
도 2b는 본 발명에 따른 실시예로, 도로에 매설된 테스트 박스 및 테스트 박스의 내부 면에 설치된 패치 안테나를 나타낸 것이다.
도 2c는 본 발명에 따른 실시예로, 데이터 수집 차량에 설치된 게이트웨이 및 안테나를 나타낸 것이다.
도 2d는 본 발명에 따른 실시예로, 데이터 수집 차량의 전방 및 후방에 각각설치 된 안테나를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4a는 도 3의 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템의 구성 중 데이터로거 장치부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 4b는 도 3의 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템의 구성 중 차량 방식전위 운영부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 4c는 도 4b의 차량 방식전위 운영부의 구성 중 방식데이터 분석부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템을 이용하여 배관의 방식전위를 측정하고, 측정된 방식전위를 데이터 수집차량으로 원격 전송하는 과정을 일례로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 지하에 매설된 매설배관(10), 테스트 박스(20)에 내장된 데이터로거 장치(21), 기준전극(31)과, 상기 데이터로거 장치(21)로부터 무선 전송된 방식전위를 게이트웨이(40)를 이용하여 지상에서 이동하면서 방식전위 데이터를 수집하는 데이터 수집차량(50)을 포함한다.
이 경우 데이터 로거 장치(21)는 테스트 박스(20)의 내부에 설치되며, 현장에 설치된 매설배관(10)과 상기 매설배관(10)의 주변에 설치된 기준전극(31) 간에 발생되는 전위차(방식전위)를 측정하여 매설배관(10)의 부식 정도를 모니터링 하는데 필요한 측정 자료를 생성 한 후 무선으로 데이터 수집차량(50)으로 송출하는 기능을 한다.
여기서 매설배관(10) 주위에 기준전극(31)을 매설하는 경우에, 일반적으로 기준전극(31)은 배관으로부터 50㎝ 이내에 설치하지만, 데이터 로거 장치(21) 등을 이용하여 방식전위를 원격으로 측정하는 경우에는 기준전극(31)은 기존에 설치된 전위측정용 터미널(T/B)의 하부에 설치할 수 있다.
본 발명에서는 방식전위를 측정하기 위해 희생 양극법을 사용하여 기준전극(31)과 양극(미도시)의 전위를 측정하나, 외부 전원법을 사용할 경우 기준전극(31)과 외부전원의 전위를 측정하여 대체할 수 있다.
게이트웨이(40)는 데이터 수집차량(50)의 내부에 탑재되며, 데이터 수집차량(50)의 주행 시 상기 데이터로거 장치(21)로 방식전위 데이터 전송을 요청을 통해, 상기 데이터로거 장치(21)로부터 방식전위 데이터를 무선 통신을 통해 전송받는 기능을 수행한다.
데이터 수집차량(50)은 내부에 게이트웨이(40)를 탑재하며, 도로 상을 일정 속도로 주행하면서 수시 또는 정기적으로 테스트 박스(20)로부터 방식전위 데이터를 수집 및 분석하여 이상전압 발생 시 알람을 발생시켜 신속한 유지 보수 업무가 진행될 수 있도록 해준다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 실시예로, 차도 또는 인도에 매설된 테스트 박스 및 테스트 박스의 하부에 설치된 모노 폴 안테나와, 패치 안테나를 각각 나타낸 것이다.
도 2a에 도시된 바대로, 차도 또는 인도에 매설된 테스트 박스(T/B)의 하부에 전방향성(omni-directional) 안테나인 모노폴(monopole) 안테나가 설치되었고, 도 2b에 도시된 바대로, 차도 또는 인도에 매설된 테스트 박스(T/B)의 하부에 지향성(directional) 안테나인 패치타입(patch type) 안테나가 설치되었다.
이 경우 다양한 실험을 통해, 차도에 설치된 테스트 박스(T/B)의 경우 송신용 안테나로, 지향성(directional) 안테나를 설치했을 때가 전방향성(omni-directional) 안테나를 설치했을 때보다 데이터 수신율이 높았고, 인도에 설치된 테스트 박스의 경우에는 전방향성 안테나를 설치했을 때가 지향성 안테나를 설치했을 때 보다 데이터 수신율이 높음을 확인할 수 있었다.
도 2c는 본 발명에 따른 실시예로, 데이터 수집 차량에 설치된 게이트웨이 및 안테나를 나타낸 것이고, 도 2d는 본 발명에 따른 실시예로, 데이터 수집 차량의 전방 및 후방에 각각 설치 된 안테나를 나타낸 것이다.
이 경우 도 2c에 도시된 바대로, 데이터 수집 차량(50)에 설치된 게이트웨이(40) 및 안테나 만을 이용하여 1차 시험을 하였고, 도 2c 외에 도 2d에 도시된 데이터 수집 차량(50)의 전방 및 후방에 각각 설치 된 안테나를 이용하여 2차 시험을 하였다.
이를 부연설명하면, 1차 시험에서는 데이터 수집 차량(50)의 속도를 최대 70km/h까지 유지한 상태에서 데이터로거 장치(21)로부터 데이터 수집 차량(50)에 설치한 게이트웨이(40)를 통해 방식 전위 값을 수신할 수 있는지를 시험한 결과 정상적으로 데이터를 수신하는 것을 확인하였다.
다만, 5개 중 2개의 데이터로거 장치(21)는 70km/h의 속도에서 웨이크 업(wake-up)이 되지 않아 속도를 50km/h로 늦춘 상태에서 웨이크 업을 시키고, 최대 70km/h의 속도로 이동하면서 데이터를 수신하는데 성공하였다.
반면 2차 시험에서는 최대 70km/h의 속도에서도 1차 때의 웨이크 업(wake-up) 문제없이 데이터 송수신에 문제가 없었다.
이를 통해 데이터 로거 장치(21)로부터 게이트웨이(40)로의 송신되는 방식전위 데이터의 수신율을 향상시키기 위해, 데이터 로거 장치(21) 측에 송신용 안테나를 설치하고, 게이트웨이(40)의 수신용 안테나를 증폭기에 연결하고, 데이터 수집차량(50)의 전방 및 후방에 설치하여 운영함이 바람직함을 알 수 있다.
또한 저주파를 이용한 데이터 수신율이 고주파를 이용한 데이터 수신율 보다 우수하였는데, 이는 저주파수 파형이 고주파를 이용하는 것 보다 먼 거리까지 전송이 가능하기 때문인 것으로 분석된다.
도 3은 본 발명에 따른 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템의 주요 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템(100)은 전극부(110), 데이터로거 장치부(120), 차량 방식전위 운영부(130) 및 유지보수 관리부(140)를 포함한다.
이하 본 발명에 따른 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템(100)의 구성요소 각각을 도 1 및 도 3을 참조하여 설명한다.
전극부(110)는 기준전극부(110) 및 양극부(112)를 포함하는데, 기준전극과 매설배관(10)의 음극(-)을 접속하여 방식전위를 측정할 수 있도록 해준다.
이 경우 매설배관(10)의 방식전위를 원격으로 측정하기 위해서 기준전극은 고체 기준전극을 사용함이 바람직하다.
이를테면, 고체 기준전극은 한번 매설하면 구조물의 수명기간 동안 견딜 수 있도록 하기 위해 세라믹의 흡수율을 조정하였고, 임피던스를 크게 하였으며, 고밀도 에폭시를 사용하여 실링을 강화하였고, 또한 내부 저항값을 줄이기 위해 활성알루미나를 사용 하였고, 황화학물질의 누출로 인한 환경오염을 방지하기 위해 세라믹 구성성분을 조정(hydrogen sulfideion trapper) 하였다.
데이터로거 장치부(120)는 측정된 방식전위 데이터를 수집하고, 도로에 운행 중인 데이터 수집차량(50)으로 무선으로 전송하는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 4a에서 후술한다.
차량 방식전위 운영부(130)는 데이터 수집차량(50) 내부에 게이트웨이(40) 및 방식전위 데이터 분석 프로그램이 내장된 컴퓨터를 탑재하여, 도로 상을 일정 속도로 주행하면서 수시 또는 정기적으로 테스트 박스(20)로부터 방식전위 데이터를 수집 및 분석하여 이상전압 발생 시 알람을 발생시켜 신속한 유지 보수 업무가 진행될 수 있도록 해주는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 4b에서 후술한다.
유지보수 관리부(140)는 차량 방식전위 운영부(130)에서 전송된 경보신호를 분석하여, 그 결과에 따라 유지보수 요원을 고장이 발생한 위치에 파견하여 해당 장치를 수리하도록 명령 한다.
이를테면, 유지보수 관리부(140)는 차량 방식전위 운영부(130)로부터 경보신호 출력횟수, 고장 발생정도 및 수리 내역 등의 자료를 수집하고, 유지보수 계약에 따른 지급금액을 산정하여 해당 관리자에게 정산한다.
이처럼 지하매설 배관의 부식을 원격 감시하고 방식을 제어하는 차량 방식전위 운영부(130)와, 시스템의 유지보수를 수행하는 유지보수 관리부(140)가 서로 분리되어 운영되므로, 보다 신속하고 효율적으로 시스템을 관리하고 고장을 복구할 수 있는 장점을 갖는다.
도 4a는 도 3의 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템의 구성 중 데이터로거 장치부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명에 따른 데이터로거 장치부(120)는 전원 공급부(121), 충전부(122), 웨이크 업 처리부(123), 방식전위 측정부(124), 무선 통신부(125), 전력모드 선택부(126), 데이터 저장부(127) 및 제어부(128)를 포함한다.
전원공급부(121)는 내부의 전기기기들에게 전력을 공급하여 각각의 전기기기들이 작동하도록 해준다.
충전부(122)는 사전에 일정한 전하량이 충전되고, 사용에 따라 충전량이 점차 소모가 되는 배터리 또는 재차 충전 가능한 2차 전지를 배터리로 사용할 수 있다.
또한 충전부(122)는 지하철 또는 전력선 주변에서 누설되는 누설전류 또는 과전류를 수집하여 전기 에너지로 저장한 재활용 에너지 저장장치로부터 전류를 공급받아 배터리의 충전을 하는 재활용 충전 방식을 사용하여 상시 방식전위를 측정할 수 있도록 함이 바람직하다.
웨이크 업 처리부(123)는 초기 동작에 따른 전력 소모량을 최대한 줄이기 위해 데이터 수집 차량(50)의 게이트웨이(40)가 설정범위내의 거리로 근접이 감지될 때 다단으로 웨이크 업 동작을 구현해 준다.
이를 부연 설명하면, 웨이크 업 처리부(123)는 제어부(128)의 제어에 따라 전체 웨이크 업 구간(W)에 대하여, 초기 시점의 웨이크 업 구간(W1)에서 종료되는 시점의 웨이크 업(Wn)으로 진행할수록 전류소모량(T2)이 높아지는 계단식으로 웨이크 업 동작이 이루어지도록 구성함으로, 일반적인 경우 전체 웨이크 업 구간(W)에서 소비되는 전류소모량(T1)보다 작은 전류소모량(T2)을 갖게 된다.
방식전위 측정부(124)는 기준전극과, 매설배관(10)의 음극(-)을 접속하는 양극의 전위를 측정하여 방식전위 데이터를 수집할 수 있도록 해주는데, 이 경우 제어부(128)의 명령에 의해 최적의 안정적인 데이터 측정 시간대를 설정하여 일정시간 동안 전위를 측정할 수 있도록 프로그래밍 함이 바람직하다.
본 발명의 경우 희생양극법을 사용하여 매설배관(10)의 방식전위를 측정하는 실시예에 대해서 설명하였지만, 이에 한정되지 아니하고 외부 전원법, 배류법 등의 전기 방식을 사용할 수 있음은 당연하다.
무선 통신부(125)는 데이터 수집차량(50)에 설치된 게이트웨이(40)와 무선 통신을 수행하는데, 무선 통신 방식으로 이를테면, 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), CDMA, 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등을 사용할 수 있다.
전력모드 선택부(126)는 저 전력 통신을 구현하기 위해 슬립 모드(Sleep mode), 아이들 모드(Idle mode), 액티브 모드(Active mode)로 구별하고, 해당 신호에 따라 각각의 모드를 선택하여 해당 모드가 구현되도록 해준다.
이를테면, 무선 통신부(125)는 통신 동작을 하지 않는 슬립(Sleep) 상태로 변환하는 슬립 모드(Sleep mode)와, 게이트웨이(40)에서 전송하는 데이터 전송 요청 신호를 감지하는 아이들 모드(Idle mode), 상기 아이들 모드(Idle mode)에서 게이트웨이(40)의 데이터 전송 요청 신호를 감지할 경우 메모리부에 저장된 전위 데이터를 전송하는 액티브 모드(Active mode)로 구성하고, 평상시에는 슬립 모드(Sleep mode)와 아이들 모드(Idle mode)를 일정시간 간격으로 반복하며 게이트웨이(40)에서 데이터 전송 요청 신호를 아이들 모드(Idle mode)에서 감지하면 액티브 모드(Active mode)로 변환되어 방식전위 데이터를 게이트웨이(40)로 전송할 수 있도록 해 준다.
이 때 게이트웨이(40)는 항상 액티브 모드(Active mode)로 설정되어, 데이터 전송 요청 신호를 데이터 로거 장치부(120)로 전송하고, 상기 데이터 로거 장치부(120)로부터 데이터 전송 신호가 감지된 경우 방식전위 데이터를 수신한다.
데이터 저장부(127)는 방식전위 측정부(124)에서 측정한 방식전위 데이터를 저장하며, 저장매체로 이를테면, 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.
제어부(128)는 전원공급부(121), 충전부(122), 웨이크업 처리부(123), 방식전위 측정부(124), 무선 통신부(125), 전력모드 선택부(126) 및 데이터 저장부(127)를 제어한다.
도 4b는 도 3의 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템의 구성 중 차량 방식전위 운영부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 차량 방식전위 운영부(130)는 전원 공급부(131), 충전부(132), 방식데이터 수신부(133), 방식데이터 저장부(134), 무선 통신부(135), 방식데이터 분석부(136), 경보 발생부(137), 디스플레이부(138) 및 통합 제어부(139)를 포함한다.
전원공급부(131)는 차량 내부의 전기기기들에게 전력을 공급하여 각각의 전기기기들이 작동하도록 해준다.
충전부(132)는 사전에 일정한 전하량이 충전되고, 사용에 따라 충전량이 점차 소모가 되는 배터리 또는 재차 충전 가능한 2차 전지를 이용하여 전력을 보충한다.
방식데이터 수신부(133)는 데이터로거 장치부(120)로부터 전송된 방식 전위 데이터를 수신한다.
방식데이터 저장부(134)는 방식데이터 수신부(133)를 통해 수신된 방식 전위 데이터를 저장하며, 저장매체로 이를테면, 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리를 사용할 수 있다.
무선 통신부(135)는 데이터로거 장치부(120)와 무선 통신을 수행하는데, 무선 통신 방식으로 이를테면, 지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), CDMA, 3G, 4G, LTE, LTE-A, 와이브로(Wireless Broadband Internet) 등을 사용할 수 있다.
방식데이터 분석부(136)는 수집된 방식전위 데이터를 종합적으로 분석하여 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시켜 유지보수 관리부(140)로 하여금 신속한 유지 보수 업무가 진행될 수 있도록 해주는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 4c에서 후술한다.
경보 발생부(137)는 상기 방식데이터 분석부(136)에서 기준 범위를 벗어났다고 판단한 경우, 경보 발생 신호에 따라 소정의 경보를 발생시키는데, 경보 방법으로 이를테면, 경고 메시지, 알람, 부저 등의 신호를 유지보수 관리부(140)의 관리자 단말로 자동 전송하여 해당 관리자로 하여금 매설배관에 대한 유지 보수가 신속히 이루어 질 수 있도록 할 수 있다.
이를테면, 방식데이터 분석부(136)는 기준전극에 따라 부식방지전위를 설정하고 있으며, 포화황산동 기준전극을 사용할 경우 -850mV 이하로 유지시켜야 하며, 이에 따라 방식데이터 분석부(136)는 기준전극의 종류에 따라 미리 설정한 기준 방식전위 값과 측정한 방식전위 데이터를 비교하여, 상기 매설배관(10)의 방식전위를 평가하고 기준범위를 벗어날 경우 경보 발생부(137)를 통해 경보를 발생 시킨다.
디스플레이부(138)는 해당 방식전위 데이터를 화면에 디스플레이 하는데, 방식전위 데이터는 이를테면, 기준 값을 벗어난 매설배관(10)의 위치, ID, 방식전위 값 등이 포함될 수 있다.
통합 제어부(139)는 전원 공급부(131), 충전부(132), 방식데이터 수신부(133), 방식데이터 저장부(134), 무선 통신부(135), 방식데이터 분석부(136), 경보 발생부(137) 및 디스플레이부(138)를 통합 제어한다.
도 4c는 도 4b의 차량 방식전위 운영부의 구성 중 방식데이터 분석부의 구성을 상세히 나타낸 것이다.
도 4c를 참조하면, 본 발명의 방식데이터 분석부(136)는 위치 추척 등록부(136a), 위치별 실시간전위 제공부(136b), 기간별 전위그래프 제공부(136c), 전위변화 그래프 제공부(136d), 경보위치 목록 제공부(136e) 및 경보발생목록 제공부(136f)를 포함한다.
위치 추척 등록부(136a)는 현장에 각각 설치된 테스트 박스(20)로부터 수집된 각각의 방식전위 데이터를 추적하여, 상기 테스트 박스(20)의 위치, ID 번호를 등록하는데, 이 경우 ID 번호는 현장에서 연속적으로 측정된 데이터를 저장할 때와 저장된 데이터를 조회할 때 기준이 되는 번호로서, 위치등록에 대한 정보를 제공하는 중요한 기준이 된다.
위치별 실시간전위 제공부(136b)는 환경 설정 시 설정된 전송포트와 측정주기를 읽어 들여 현장에 설치된 상기 테스트 박스(20)로부터 현재 측정되고 있는 전위 값의 변화를 디스플레이부(138)에서 선 그래프로 표시될 수 있도록 해준다.
기간별 전위그래프 제공부(136c)는 일정기간 동안에 저장된 방식전위 데이터들의 변화량을 사용자가 원하는 측정 장소의 방식전위 변화 정도를 볼 수 있도록 원하는 측정위치 및 기간에 따라 디스플레이부(138)에서 선 그래프로 표시될 수 있도록 해준다.
전위변화 그래프 제공부(136d)는 일정 기간 동안에 저장된 전체 방식전위 데이터들의 같은 시간대 변화량을 원하는 위치에 따라 수동 또는 자동으로 그래프를 이동시키면서 사용자가 측정위치에 따른 같은 시간대 전위 값을 디스플레이부(138)에서 쉽게 볼 수 있도록 해준다.
경보위치 목록 제공부(136e)는 테스트 박스(20)가 실제 설치된 위치를 지도상에 표시함으로써 경보 위치를 쉽게 파악할 수 있도록 하며, 또한 각 경보 위치의 현재 수신 상태를 파악할 수 있도록 해준다.
경보발생목록 제공부(136f)는 경보 발생 시 해당 경보를 경보목록에 추가할 것인지, 부저는 계속 울릴 것인지를 선택하고, 경보가 발생하였더라도 사용자가 부저 울림을 선택할 수 있도록 해준다.
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.
10 : 매설배관
20 : 테스트 박스
21 : 데이터 로거 장치
31 : 기준전극
40 : 게이트웨이
50 : 데이터 수집 차량
110 : 전극부
120 : 데이터로거 장치
130 : 차량 방식전위 운영부
140 : 유지보수 관리부

Claims (5)

  1. 지하에 매설되는 테스트 박스의 내부에 설치되며, 지하 매설배관의 방식전위를 측정하고, 측정된 방식전위 데이터를 지상으로 무선 전송하는 데이터로거 장치부; 및
    도로 상을 일정 속도로 주행하면서 수시 또는 정기적으로 상기 데이터로거 장치부로부터 방식전위 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집된 상기 방식전위 데이터를 분석하여 상기 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시키는 차량 방식전위 운영부를 포함하고,
    상기 차량 방식전위 운영부는,
    상기 데이터로거 장치부로부터 전송된 방식 전위 데이터를 수신하는 방식데이터 수신부; 및
    상기 방식데이터 수신부로부터 수집된 방식전위 데이터를 종합적으로 분석하여 테스트 박스가 설치된 위치별로 이상전압 발생 유무를 판단하고, 이상 전압 발생 시 위치별로 알람을 발생시켜 외부의 유지보수 관리부로 하여금 신속한 유지 보수 업무가 진행될 수 있도록 해주는 방식데이터 분석부를 포함하되,
    상기 방식데이터 분석부는,
    현장에 각각 설치된 상기 테스트 박스로부터 수집된 각각의 방식전위 데이터를 추적하여, 상기 테스트 박스의 위치 및 ID 번호를 등록하는 위치 추척 등록부;
    환경 설정 시 설정된 전송포트와 측정주기를 읽어 들여 현장에 설치된 상기 테스트 박스로부터 현재 측정되고 있는 전위 값의 변화를 디스플레이부에서 선 그래프로 표시될 수 있도록 해주는 위치별 실시간전위 제공부;
    일정기간 동안에 저장된 방식전위 데이터들의 변화량을 사용자가 원하는 측정 장소의 방식전위 변화 정도를 볼 수 있도록 원하는 측정위치 및 기간에 따라 디스플레이부에서 선 그래프로 표시될 수 있도록 해주는 기간별 전위그래프 제공부; 및
    일정 기간 동안에 저장된 전체 방식전위 데이터들의 같은 시간대 변화량을 원하는 위치에 따라 수동 또는 자동으로 그래프를 이동시키면서 사용자가 측정위치에 따른 같은 시간대 전위 값을 디스플레이부에서 쉽게 볼 수 있도록 해주는 전위변화 그래프 제공부를 제공하며,
    상기 테스트 박스는,
    차도에 설치되는 경우, 송신용 안테나로 지향성(directional) 안테나를 사용하고,
    인도에 설치되는 경우, 송신용 안테나로 전방향성(omni-directional) 안테나를 사용하는 것을 특징으로 하는 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 데이터로거 장치부는,
    내부의 전기기기들에게 전력을 공급하는 전원 공급부;
    소모성 배터리 및 주변의 누설전류를 재활용하여 충전하는 재활용 배터리를 포함하는 충전부;
    전기방식으로 지하 매설배관의 방식전위를 측정하는 방식전위 측정부;
    상기 방식전위 측정부에서 측정한 방식전위 데이터를 저장하는 데이터 저장부;
    운행 중인 데이터 수집차량에 설치된 게이트웨이와 무선 통신을 수행하는 무선 통신부; 및
    상기 전원 공급부, 상기 충전부, 상기 방식전위 측정부, 상기 데이터 저장부 및 상기 무선 통신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 방식전위 측정부는,
    희생양극법, 외부전원법 또는 배류법을 사용하여 지하 매설배관의 방식전위를 측정하는 것을 특징으로 하는 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 무선 통신부는,
    지그비(Zigbee), 알에프(RF), 와이파이(WiFi), CDMA, 3G, 4G, LTE, LTE-A 또는 와이브로(Wireless Broadband Internet) 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 이동식 무선기반 매설배관 방식전위 원격 측정 및 모니터링 시스템.
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