KR101895872B1 - 취수구 수중 및 해수면 이물질 감지 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 취수구의 주변의 기 설정된 영역에 대한 영상 정보를 수집하는 적어도 하나의 제1카메라, 취수구 및 취수구와 연결된 취수로의 사이에 위치하며, 미세 전류를 누출할 수 있는 차단부, 및 취수로에 배치되어 부유물을 감지하기 위한 복수의 센서 및 취수로에 대한 영상정보를 수집하는 적어도 하나의 제2카메라를 포함하는 감시부를 포함하는 취수 시설 감시 시스템을 제공한다.

Description

취수구 수중 및 해수면 이물질 감지 시스템{SYSTEM FOR MONITORING FOREIGN SUBSTANCES UNDERWATER AND IN SEA LEVEL OF INTAKE FACILITY}
본 발명은 취수 시설의 수중 및 해수면에서의 이물질을 감시하기 위한 장치 및 그 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 해안에 위치하는 공장, 발전소 등의 시설물에 포함되는 취수시설을 통해 이물질이 유입되는 것을 방지하여 시설물의 운영에 장애가 발생하는 것을 방지할 수 있는 감시 장치와 및 그 시스템에 관한 것이다.
공장, 발전소, 담수화 시설 등은 해안에 위치하여 여러 목적에 따라 물을 취수하는 시설을 포함하고 있다. 이러한 취수 시설은 물의 사용목적에 상관없이 될 수 있는 한 양질의 원수를 안정되게 취수할 수 있어야 하고 또한 유지관리가 용이하도록 설계될 필요가 있다.
해수는 해수담수화, 원자력 발전소 냉각수, 해양심층수에 의한 먹는 물, 어항의 어시장 공급 등 다양한 분야에서 사용하고 있다. 이때 사용되는 해수 취수는 직접 해수를 취수하는 방식과 대수층에서 취수하는 방식으로 구분할 수 있다. 소규모의 해수이용에 적합한 직접 해수를 취수하는 방식으로는 항외 해수취수와 항내 관정에 의한 해수취수와 본 연구에서 검토된 매설식 해수취수시설로 구분할 수 있다.
해안에 설치된 취수 시설은 태풍, 해조류 및 부식 등에 안전해야 하며, 일정수심 유지로 수온이 일정하고 깨끗한 원수를 취수하는 것이 중요하다. 특히, 부유물질로 인하여 취수관이 막히는 경우, 공장, 발전소, 담수화 시설 등이 사용하고자 하는 원수를 취수하기 어려워진다.
해수 취수는 크게 2가지 방식으로 직접 해수를 취수하는 방식(Open seawater intake)과 해수 대수층에서 취수하는 방식(Beachwell intake)으로 나눌 수 있다. 직접 해수를 취수하는 방식의 경우 연안의 해수오염 및 부유물질 등으로 인해 문제가 발생할 때 전처리설비가 복잡해지고 많은 비용이 소모되는 단점이 있다.
예를 들어, 해안에 건설된 원자력 또는 화력 발전소에서는 해수를 유입하여 발전소에서 필요한 냉각수로 사용한다. 하지만, 근래 해수의 수온상승으로 인해 취수 시설을 통해 해파리, 도루묵, 해초류 등의 해양생물이나 이물질이 다량으로 유입되어 냉각수량 부족으로 발전소 전체의 가동이 중단되는 문제점이 발생할 수 있다.
한국 공개특허 10-2016-0033298 A 한국 공개특허 10-2014-0015762 A 한국 등록특허 10-1197123 B1 한국 공개특허 10-2011-0049630 A 한국 등록특허 10-0978918 B1
본 발명은 하절기 태풍 및 집중호우 시 주변 해상의 각종 부유물 등을 사전에 자동으로 감지하는 시스템으로써, 해수를 이용한 터빈 냉각 설비의 고장을 사전에 막아 발전소의 발전정지 및 출력감발 사례를 없애는 취수구 해양생물 및 부유물 유입량 사전 감시시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 수중 카메라와 레이저, 초음파, 음파 중 적어도 하나의 센서를 이용하여 취수 시설 내 취수구를 통해 부유물 등이 유입되는 지를 실시간으로 감시하여 시설물의 운영자에게 감시 내용을 전달할 수 있는 장치 및 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 공장, 발전소 등의 해안에 위치한 시설물에 포함된 취수 시설을 변경할 필요 없이, 취수구의 크기에 대응하는 감시 장치 및 시스템을 장착한 구조물을 추가 장착할 수 있도록 함으로써, 취수 시설과의 호환성을 높일 수 있는 취수구 감시 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 취수 시설 감시 시스템은 취수구의 주변의 기 설정된 영역에 대한 영상 정보를 수집하는 적어도 하나의 제1카메라; 상기 취수구 및 상기 취수구와 연결된 취수로의 사이에 위치하며, 미세 전류를 누출할 수 있는 차단부; 및 상기 취수로에 배치되어 부유물을 감지하기 위한 복수의 센서 및 상기 취수로에 대한 영상정보를 수집하는 적어도 하나의 제2카메라를 포함하는 감시부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1카메라는 50~100m의 감시범위를 가지고, 상기 제2카메라는 상기 취수로의 폭의 2~3배의 감시범위를 가질 수 있다.
또한, 상기 차단부는 상기 미세 전류를 누출할 수 있는 복합 케이블이 기 설정된 패턴의 형태로 배치될 수 있다.
또한, 상기 차단부는 물을 통과시키는 패턴을 포함하는 망 구조물 상에 전도성 도료를 도포하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 감시부 내 상기 제2카메라는 상기 취수로 내 기 설정된 제1영역에 대한 영상 정보를 수집하고, 상기 센서는 상기 제1영역과 구분되는 제2영역에서 부유물을 감지하며, 상기 감시부는 상기 제2카메라 및 상기 센서에서 출력되는 정보를 네트워크를 통해 전달하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 센서는 레이저 센서, 초음파 센서, 음파 센서 중 적어도 하나를 사용하여 거리를 측정하는 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 취수 시설을 감시하는 장치는 취수구 또는 취수로의 기 설정된 제1영역에 대한 영상 정보를 수집하는 적어도 하나의 수중카메라; 상기 제1영역과 구분되는 제2영역에서 부유물을 감지하기 위한 복수의 센서; 및 상기 적어도 하나의 수중카메라 및 상기 복수의 센서의 출력을 네트워크를 통해 전달하는 통신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 취수구 또는 상기 취수로에서 원수가 유입되는 방향을 기준으로 상기 제2영역은 상기 제1영역에 포함될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 수중카메라 및 상기 복수의 센서는 상기 취수구 또는 상기 취수로와 분리 가능한 구조물에 배치될 수 있다.
또한, 상기 구조물은 상기 취수구 또는 상기 취수로의 단면 형태에 대응할 수 있다.
또한, 상기 취수구 또는 상기 취수로의 단면은 사각형이며, 상기 센서는 상기 사각형의 양측에 배치될 수 있다.
또한, 상기 구조물 내 상기 레이저 센서 간 배치 간격은 상기 센서의 최대 감지 범위와 동일할 수 있다.
또한, 상기 취수구 또는 상기 취수로의 단면은 원형이며, 상기 센서는 상기 원형의 일정한 각거리로 배치될 수 있다.
또한, 상기 각거리는 상기 센서의 최대 감지 범위와 동일할 수 있다.
또한, 상기 복수의 센서는 레이저 센서, 초음파 센서, 음파 센서 중 적어도 하나를 사용하여 거리를 측정하는 장치를 포함할 수 있다.
또한, 취수 시설을 감시하는 장치는 상기 취수구 또는 상기 취수로의 밝기에 대응하여 상기 제1영역에 조명을 제공하기 위한 적어도 하나의 투광기를 더 포함할 수 있다.
또한, 취수 시설을 감시하는 장치는 상기 영상 정보를 분석하여 이물질 패턴이 포함된 경우, 제1이벤트를 생성하는 영상 분석부; 및 상기 복수의 레이저 센서 중 기 설정된 개수로부터 상기 부유물이 감지된 경우 제2이벤트를 생성하는 부유물 판단부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상 분석부는 상기 영상 정보에 포함된 객체의 윤곽을 상기 이물질 패턴과 비교하여 상기 객체의 존재 가능성을 판단할 수 있다.
또한, 상기 이물질 패턴은 상기 취수구 또는 상기 취수로를 통해 유입될 수 있는 물질의 종류, 형태, 색상 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 취수 시설을 감시하는 장치는 상기 이물질 패턴을 저장하는 패턴 저장소를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 이물질 패턴은 해파리, 도루묵, 및 해초류를 포함하는 해양생물을 포함하는 기 설정된 크기 이상의 상기 부유물에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 영상 분석부는 상기 부유물 판단부로부터 상기 부유물의 크기를 전달받아 상기 영상정보를 분석하여 상기 이물질 패턴을 결정할 수 있다.
또한, 상기 복수의 레이저 센서에서 상기 부유물이 감지되면 상기 적어도 하나의 수중카메라를 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 네트워크는 폐쇄망 유선 네트워크일 수 있다.
또한, 취수 시설을 감시하는 장치는 상기 부유물의 크기가 기 설정된 크기 이상이거나 상기 부유물이 상기 제1영역 및 상기 제2영역 중 적어도 하나에 기 설정된 비율 이상을 차지하는 경우, 상기 취수구 또는 상기 취수로를 통해 유입되는 원수를 차단하기 위한 장치를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 대한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 시설물의 운영자, 관리자가 취수구를 실시간으로 감시할 수 있도록 하고, 취수구에 유입되는 해수의 상태에 따라 취수 시설을 제어할 수 있도록 함으로써 냉각수량 부족에 의한 운영 중단을 미리 예방할 수 있다.
또한, 본 발명은 취수구에 장착할 수 있는 구조물에 포함된 장치들의 수명에 따라 교체 가능하도록 설계함으로써, 취수구 감시시스템의 운영비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도1은 취수 시설을 포함하는 시설물을 설명한다.
도2는 해수 내 해양 생물이나 부유물을 설명한다.
도3은 취수 시설을 감시하는 시스템을 설명한다.
도4는 취수 시설을 감시하기 위한 장치를 설명한다.
도5는 취수 시설을 감시하는 장치의 설치 방법과 감지범위를 설명한다.
도6은 취수 시설을 감지하는 장치 내 레이저 센서의 배치를 설명한다.
도7은 취수 시설을 감지하는 장치의 형태를 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도1은 취수 시설을 포함하는 시설물을 설명한다.
도시된 바와 같이, 공장, 발전소, 담수화 시설 등과 같은 시설물은 열 에너지가 생성, 발산되는 시설물 발열 장치(60, 예를 들면, 터빈 등), 시설물 발열 장치(60)를 냉각시키기 위한 냉각수단(56, 예, 복수기/복수조), 냉각수단(56)에 물을 공급하기 위한 취수시설(50), 냉각수단(56)의 물을 배수하는 배수관(58)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 시설물이 발전소인 경우, 냉각수단(56)으로 표면복수기가 사용될 수 있다. 복수기(復水器)는 증기가 보유한 열 낙차를 크게하여 터빈 효율을 향상시키고, 응축된 복수를 재사용함으로써 물처리 비용을 절감시킬 수 있으며, 복수를 보충하거나 각종 드레인을 회수할 수 있는 장소로서 사용될 수 있다. 이러한 복수기는 복수펌프(COP), 공기추출기(CVP), 순환수 펌프(CWP), 데브리 필터(DF), 볼 세정장치(CTCS) 등을 더 포함할 수 있다. 복수기의 진공도는 냉각수의 온도와 수량으로 결정되며, 냉각수량은 통상적으로 복수의 약 70~80배일 수 있다. 한편 복수조(Hot Well)는 복수기에서 응축된 복수를 저장하는 역할을 할 수 있다.
취수시설(50)은 취수구(56), 취수구(56)에서 유입된 물을 전달하는 취수펌프(52), 물이 이동하는 취수로(110), 취수로(110)의 물을 순환시키기 위한 순환펌프(54) 등을 포함할 수 있다. 취수구(56)는 취수로(110)와 연결되어 있으나, 시설물의 구조에 따라 취수펌프(52)가 구비될 수도 있고, 취수펌프(52)없이도 서로 연결될 수 있다. 취수구(56)에는 수문 등이 설치될 수 있으며, 취수로(110)로 유입되는 물의 이동을 차단할 수 있다.
도2는 해수 내 해양 생물이나 부유물을 설명한다.
도시된 바와 같이, 해수에는 해양 생물(예, 해파리, 10)이나 부유물 등이 포함되어 있다. 공장, 발전소, 담수화 시설 등이 사용하는 취수 시설에 해양 생물이나 부유물이 해수와 함께 유입되는 경우, 취수가 필요한 만큼 이루어지지 않을 수 있다. 공장, 발전소, 담수화 시설 등에 취수가 원활하지 않아 해수가 충분히 공급되지 않는 경우, 시설물의 동작이 중단될 수 있다. 예를 들어, 발전소 내 복수기 냉각수로 사용되는 해수에 해파리, 도루묵, 해초류 등의 해양생물이나 이물질이 다량으로 유입되면 냉각수량 부족에 의한 출력감발 사례가 발생할 수 있다.
해수의 해양 생물 이나 부유물은 계절에 따라 수온에 따라 차이를 보일 수 있어, 공장, 발전소, 담수화 시설 등을 운영하는 운영자는 계절, 수온 등에 대응하기 위해 해양 달력(Calendar) 등을 제작하여 해양 생태계에 의한 위험요인에 대비하고 있으나 해수의 상황은 예상에 따라 변화하지 않아 어려움이 있다. 특히, 취수구에 갑자기 많은 양의 해양생물이나 이물질이 유입될 시 운전원이 조기에 인지할 수 있는 감시시스템이 없다면 안정적으로 설비를 운전하는 데에 저해요인이 된다.
취수구 해양생물 및 부유물 유입량 사전 감시 시스템은 하절기 태풍 및 집중호우 시 주변 해상의 각종 부유물 등을 사전에 자동으로 감지하여, 해수를 이용한 터빈 냉각 설비의 고장을 사전에 막아 시설물의 운영 중지(예, 발전소의 발전정지 및 출력감발 등)와 같은 사례를 예방할 수 있다.
도3은 취수 시설을 감시하는 시스템을 설명한다.
도시된 바와 같이, 취수 시설을 감시하는 시스템은 취수구(56) 및 취수로(110)에 배치될 수 있다. 하지만, 실시예에 따라, 시스템의 구성요소들의 위치는 변경될 수 있다.
취수 시설을 감시하는 시스템은 취수구(56)에 배치되어 바다, 해안의 수중에 대한 영상 정보를 수집할 수 있는 적어도 하나의 고해상도의 영상카메라(140)와 취수구(56)와 인접한 곳에 배치되어 물 속에 있는 생명체의 접근을 저지할 수 있는 차단부(160), 취수로(110)를 감시할 수 있는 감시 장치(120)를 포함할 수 있다. 감시 장치(120)는 적어도 하나의 수중카메라(124) 및 복수의 레이저 센서(122)를 포함할 수 있다.
취수구(56) 주변에 배치되는 영상카메라(140)는 50~100m 이상의 범위에 대한 영상 정보를 수집할 수 있다. 영상카메라(140)는 고해상도의 영상을 획득하여 취수구(56)로부터 기 설정된 범위 내 수중의 부유물, 해양 생물(20) 등에 대한 정보를 수집할 수 있다.
차단부(160)는 전류를 흘려 수중 미생물, 생명체들이 접근하지 못하게 하는 기술이 적용될 수 있다. 차단부(160)는 미세 전류를 발산할 수 있는 장치나 구조물을 포함할 수도 있고, 전도성 도료를 취수로(110)에 도장하는 방식을 통해 구현될 수도 있다.
한편, 감시 장치(120)에 포함된 적어도 하나의 수중카메라(124)는 취수로(110)에 대한 영상정보를 수집할 수 있다. 또한, 복수의 레이저 센서(122)는 취수로(110) 내 기 설정된 영역에 배치되어 해당 영역을 지나는 부유물, 해상 생물 등을 감지할 수 있다.
도4는 취수 시설을 감시하기 위한 장치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 취수 시설을 감시하기 위한 장치는 취수구 또는 취수로(110)를 감시하는 감시 장치(120), 감시 장치(120)로부터 데이터를 전달받아 분석하기 위한 감시 서버(130)을 포함할 수 있다.
감시 장치(120)는 취수구 또는 취수로(110)의 기 설정된 제1영역에 대한 영상 정보를 수집하는 적어도 하나의 수중카메라(124), 제1영역과 구분되는 제2영역에서 부유물을 감지하기 위한 복수의 레이저 센서(122), 및 적어도 하나의 수중카메라(124) 및 복수의 레이저 센서(122)의 출력을 네트워크를 통해 전달하는 통신부(126)를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 취수구 또는 취수로(110)에서 원수가 유입되는 방향(화살표 방향)을 기준으로, 복수의 레이저 센서(122)에 의해 감지되는 제2영역은 수중 카메라(124)에 의해 감지되는 제1영역에 포함될 수 있다.
또한, 감시 장치(120)는 취수구 또는 취수로(110)의 밝기에 대응하여 제1영역에 조명을 제공하기 위한 적어도 하나의 투광기(128)를 더 포함할 수 있다. 투광기(128)는 수중카메라(124)에 탑재되어 일체형으로 구현될 수 있고, 수중카메라(124)와 구별되는 위치에 설치되어 수중카메라(124)가 시야를 확보할 수 있도록 할 수 있다.
적어도 하나의 수중카메라(124) 및 복수의 레이저 센서(122)는 시리얼 통신, 직렬 통신을 통해 통신부(126)와 연결될 수 있고, 통신부(126)는 적어도 하나의 수중카메라(124) 및 복수의 레이저 센서(122)로부터 전달된 데이터, 영상정보 등을 인터넷 프로토콜(IP/TCP)을 통해 감시 서버(130)로 전달할 수 있다.
감시 서버(130)는 통신부(126)를 통해 전달받은 데이터, 영상정보를 수신하는 송수신 모듈(132), 송수신 모듈(132)를 통해 전달된 데이터, 영상정보를 분석하여 취수구를 통해 유입되는 원수의 상태를 확인하기 위한 분석 모듈(134)을 포함할 수 있다. 도시되지 않았지만, 보다 구체적으로, 분석 모듈(134)은 영상 정보를 분석하여 이물질 패턴이 포함된 경우 제1이벤트를 생성하는 영상 분석부, 및 복수의 레이저 센서 중 기 설정된 개수로부터 상기 부유물이 감지된 경우 제2이벤트를 생성하는 부유물 판단부를 포함할 수 있다.
영상 분석부는 영상 정보에 포함된 객체의 윤곽을 이물질 패턴과 비교하여 객체의 존재 가능성을 판단할 수 있다. 이때, 이물질 패턴은 취수구 또는 취수로(110)를 통해 유입될 수 있는 물질의 종류, 형태, 색상 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 이물질 패턴은 패턴 저장소(미도시)에 저장될 수 있다.
영상 분석부를 통해 분석될 수 있는 이물질 패턴은 해파리, 도루묵, 및 해초류를 포함하는 해양생물을 포함하는 기 설정된 크기 이상의 상기 부유물에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 영상 분석부는 분석 결과에 대한 정확도를 높이기 위해 부유물 판단부로부터 부유물의 크기를 전달받아 영상정보를 분석하여 이물질 패턴을 결정할 수도 있다.
한편, 감시 장치(120)에 포함된 복수의 레이저 센서(122)에서 부유물이 감지되면 적어도 하나의 수중카메라(124)를 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 복수의 레이저 센서(122)를 통해 취수로(110)를 통해 유입되는 해수에 어떠한 물체가 감지되는 경우, 감지된 물체에 대한 정보를 보다 구체화하여 분석하기 위해 수중카메라(124)가 영상정보를 수집하는 제1영역을 해당 정보에 대응하는 공간, 영역으로 변경하거나 조정할 수도 있다.
또한, 실시예에 따라, 복수의 레이저 센서(122)를 통해 취소로(110) 내 해수에 어떠한 물체(이물질 등)이 감지되지 않는 경우, 수중카메라(124)의 동작을 중지시킬 수 있다. 이는 복수의 레이저 센서(122)를 통해 해수 내 취수 시설의 동작을 방해하는 해양 동물, 부유물 또는 이물질이 발견되지 않을 경우, 수중카메라(124)로 영상정보를 수집할 필요가 없을 수도 있기 때문이다.
실시예에 따라, 취수 시설에 연동하는 감시 장치(120) 내 수중카메라(124) 및 레이저 센서(122)와 통신부(126)의 시리얼 통신과 감시 장치(120)와 감시 서버(130) 사이의 네트워크 통신은 폐쇄망 유선 네트워크일 수 있다. 공장, 발전소, 담수화 시설 등에서 운용되는 취수 시설은 운영자에 의해 폐쇄적으로 운영되는 것이 보안 측면에서 유리할 수 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 취수 시설을 감시하는 시스템은 부유물의 크기가 기 설정된 크기 이상이거나 부유물이 상기 제1영역 및 상기 제2영역 중 적어도 하나에 기 설정된 비율 이상을 차지하는 경우, 취수구 또는 취수로(110)를 통해 유입되는 원수를 차단하기 위한 장치를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 제어부를 통해 취수구(110)를 통해 유입되는 원수의 양을 조절할 수 있다.
전술한 바와 같이, 감시 장치(120)는 복수의 레이저 센서(122)를 포함할 수 있으나, 레이저 센서(122)를 대신하여 초음파 센서(미도시)를 탑재할 수 있다. 초음파(Ultrasonic)인간이 들을 수 있는 가청 음파와 매우 유사하므로, 소리를 흡수하는 재질(예, 스폰지 등)과 같이 무르거나 또는 표면 모양을 다양한 모양으로 돌출시켜 소리음의 반사를 분산시키는 매질에서는 측정신호가 많이 분산되거나 소실되는 특징이 발생할 수 있다. 하지만, 초음파는 색상의 변화에 따라서는 거의 반응하지 않는 특징이 있어, 물체가 가진 다양한 색상에 대하여 별도로 고려할 필요가 없어지고, 빛이 부족한 환경(예, 밤)에서도 별도의 보조광원이 필요하지 않을 수 있다.
또한, 감시 장치(120)는 복수의 레이저 센서(122)를 대신하여 음파를 사용하는 음파탐지기(SOund Navigation And Ranging, SONAR)를 포함할 수 있다. 물은 전파 및 빛을 급격히 감쇄 시키지만 음파의 전달은 공기에서보다 물에서 4배정도 빠를 수 있다. 음파 탐지기(SONAR)는 수중의 음파을 전기로 바꾸어 음파의 전달 방향과 크기를 분석하는 장치로서, 수동적으로 들려오는 음파만을 분석하는 방향, 특성을 알 수 있는 수동 음탐기와 전기을 음파로 변환시켜 수중으로 전달시키고 음파가 수중에서 물체에 부딪쳐 되돌아오는 것을 분석하여 방향, 거리, 특성을 알 수 있는 능동 음탐기의 형태로 구현될 수 있다.
도5는 취수 시설을 감시하는 장치의 설치 방법과 감지범위를 설명한다.
도시된 바와 같이, 취수 시설의 취수로(110)를 감시하는 감시 장치(120)는 적어도 하나의 수중카메라(124) 및 복수의 레이저 센서(122)는 취수구 또는 취수로(110)와 분리 가능한 구조물에 배치되고, 취수로(110)의 양측에 설치될 수 있다. 취수로(110)의 양측벽에 기 설정된 간격으로 복수의 레이저 센서(122)가 배치되어 있다. 각각의 레이저 센서(122)는 배치된 측벽에서 반대측 측벽 방향의 제2영역(152)에서 부유물 등을 감지할 수 있다. 각각의 레이저 센서(122)는 서로의 감지 영역이 중첩되는 영역이 최소화될 수 있는 위치만큼 떨어져 부유물 등을 감지할 수 있다. 레이저 센서(122)는 취수로(110)의 양측벽에 배치되어 서로의 음영 지역(비탐지 영역)을 커버할 수 있다.
도6은 취수 시설을 감지하는 장치 내 레이저 센서의 배치를 설명한다.
도시된 바와 같이, 감시 장치(120)에 복수의 레이저 센서(122)가 배치되어 있다. 제1레이저 센서(122A)의 제1감지영역(152A)은 제1레이저 센서(122A)의 중심을 기준으로 반대측까지 형성될 수 있고, 반대측에 배치된 제2레이저 센서(122B)의 중심을 기준으로 제1레이저 센서(122A)가 배치된 측면으로 제2감지영역(152B)를 형성할 수 있다. 제1레이저 센서(122A)의 제1감지영역(152A)과 제2레이저 센서(122B)의 제2감지영역(152B)은 서로 보완되어 감시 장치(120)의 양 측면 사이 공간 내 음영 지역(비탐지 영역)을 제거할 수 있다. 이를 위해, 양 측면에 배치된 레이저 센서(122A, 122B)는 동일한 높이에 배치되지 않을 수 있다.
구체적으로, 구조물 내 레이저 센서(122) 간 배치 간격(D)은 레이저 센서의 최대 감지 범위와 동일하거나 최대 감지 범위보다 작을 수 있다. 만약, 구조물이 원형일 경우에는 구조물 내 레이저 센서(122)의 각거리는 레이저 센서(122A)의 최대 감지 범위와 동일할 수 있다.
도7은 취수 시설을 감지하는 장치의 형태를 설명한다. 구체적으로, 도7은 취수 시설 내에 서로 다른 단면 형태를 가지는 취수로, 취수구를 설명한다.
도시된 바와 같이, 감시 장치(120)가 배치되는 구조물(120A, 120B)은 취수구 또는 취수로(110A, 110B)의 단면 형태에 대응할 수 있다.
먼저, 취수구 또는 취수로(110)를 감시하는 감시 장치(120A)가 설치된 취수구 또는 취수로(110A)의 단면이 사각형인 경우에는, 레이저 센서(122)는 상기 사각형의 양측에 배치될 수 있다.
한편, 취수구 또는 취수로(110)를 감시하는 감시 장치(120B)가 설치된 취수구 또는 취수로(110B)의 단면이 원형인 경우에는, 레이저 센서(122)는 원형의 일정한 각거리로 배치될 수 있다.
상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨팅 디바이스에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
110: 취수로 120: 감시 장치
130: 감시 서버 122: 레이저 센서
124: 수중 카메라 126: 통신부

Claims (25)

  1. 취수구의 주변의 기 설정된 영역에 대한 영상 정보를 수집하는 적어도 하나의 제1카메라;
    상기 취수구 및 상기 취수구와 연결된 취수로의 사이에 위치하며, 미세 전류를 누출할 수 있는 차단부;
    상기 취수로에 배치되어 부유물을 감지하기 위한 복수의 센서 및 상기 취수로에 대한 영상정보를 수집하는 적어도 하나의 제2카메라를 포함하는 감시부;
    상기 영상 정보를 분석하여 이물질 패턴이 포함된 경우, 제1이벤트를 생성하는 영상 분석부; 및
    상기 복수의 센서 중 기 설정된 개수로부터 상기 부유물이 감지된 경우 제2이벤트를 생성하는 부유물 판단부
    를 포함하는, 취수 시설 감시 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1카메라는 50~100m의 감시범위를 가지고, 상기 제2카메라는 상기 취수로의 폭의 2~3배의 감시범위를 가지는, 취수 시설 감시 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차단부는 상기 미세 전류를 누출할 수 있는 복합 케이블이 기 설정된 패턴의 형태로 배치된, 취수 시설 감시 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차단부는 물을 통과시키는 패턴을 포함하는 망 구조물 상에 전도성 도료를 도포하여 형성된, 취수 시설 감시 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감시부 내 상기 제2카메라는 상기 취수로 내 기 설정된 제1영역에 대한 영상 정보를 수집하고, 상기 센서는 상기 제1영역과 구분되는 제2영역에서 부유물을 감지하며,
    상기 감시부는 상기 제2카메라 및 상기 센서에서 출력되는 정보를 네트워크를 통해 전달하는 통신부
    를 더 포함하는, 취수 시설 감시 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서는 레이저 센서, 초음파 센서, 음파 센서 중 적어도 하나를 사용하여 거리를 측정하는 장치를 포함하는, 취수 시설 감시 시스템.
  7. 취수구 또는 취수로의 기 설정된 제1영역에 대한 영상 정보를 수집하는 적어도 하나의 수중카메라;
    상기 제1영역과 구분되는 제2영역에서 부유물을 감지하기 위한 복수의 센서;
    상기 적어도 하나의 수중카메라 및 상기 복수의 센서의 출력을 네트워크를 통해 전달하는 통신부;
    상기 영상 정보를 분석하여 이물질 패턴이 포함된 경우, 제1이벤트를 생성하는 영상 분석부; 및
    상기 복수의 센서 중 기 설정된 개수로부터 상기 부유물이 감지된 경우 제2이벤트를 생성하는 부유물 판단부
    를 포함하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 센서는 레이저 센서, 초음파 센서, 음파 센서 중 적어도 하나를 사용하여 거리를 측정하는 장치를 포함하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 취수구 또는 상기 취수로에서 원수가 유입되는 방향을 기준으로 상기 제2영역은 상기 제1영역에 포함되는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 수중카메라 및 상기 복수의 센서는 상기 취수구 또는 상기 취수로와 분리 가능한 구조물에 배치되는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구조물은 상기 취수구 또는 상기 취수로의 단면 형태에 대응하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 취수구 또는 상기 취수로의 단면은 사각형이며, 상기 센서는 상기 사각형의 양측에 배치되는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 구조물 내 상기 센서 간 배치 간격은 상기 센서의 최대 감지 범위와 동일한, 취수 시설을 감시하는 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 취수구 또는 상기 취수로의 단면은 원형이며, 상기 센서는 상기 원형의 일정한 각거리로 배치되는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 각거리는 상기 센서의 최대 감지 범위와 동일한, 취수 시설을 감시하는 장치.
  16. 제7항에 있어서,
    상기 취수구 또는 상기 취수로의 밝기에 대응하여 상기 제1영역에 조명을 제공하기 위한 적어도 하나의 투광기
    를 더 포함하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  17. 삭제
  18. 제7항에 있어서,
    상기 영상 분석부는 상기 영상 정보에 포함된 객체의 윤곽을 상기 이물질 패턴과 비교하여 상기 객체의 존재 가능성을 판단하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  19. 제7항에 있어서,
    상기 이물질 패턴은 상기 취수구 또는 상기 취수로를 통해 유입될 수 있는 물질의 종류, 형태, 색상 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 이물질 패턴을 저장하는 패턴 저장소
    를 더 포함하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 이물질 패턴은 해파리, 도루묵, 및 해초류를 포함하는 해양생물을 포함하는 기 설정된 크기 이상의 상기 부유물에 대한 정보를 포함하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  22. 제7항에 있어서,
    상기 영상 분석부는 상기 부유물 판단부로부터 상기 부유물의 크기를 전달받아 상기 영상정보를 분석하여 상기 이물질 패턴을 결정하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  23. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 센서에서 상기 부유물이 감지되면 상기 적어도 하나의 수중카메라를 동작시키는, 취수 시설을 감시하는 장치.
  24. 제7항에 있어서,
    상기 네트워크는 폐쇄망 유선 네트워크인, 취수 시설을 감시하는 장치.
  25. 제7항에 있어서,
    상기 부유물의 크기가 기 설정된 크기 이상이거나 상기 부유물이 상기 제1영역 및 상기 제2영역 중 적어도 하나에 기 설정된 비율 이상을 차지하는 경우, 상기 취수구 또는 상기 취수로를 통해 유입되는 원수를 차단하기 위한 장치를 제어하는 제어부
    를 더 포함하는, 취수 시설을 감시하는 장치.
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