KR101910492B1 - 상수도관의 위험감지 시스템 및 이를 이용한 상수도관의 위험감지 방법 - Google Patents

상수도관의 위험감지 시스템 및 이를 이용한 상수도관의 위험감지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 상수도관(10)의 일측(11)에 구비되며, 각도 변화를 감지하는 각도변화 감지부(100); 및 상기 각도변화 감지부(100)에서 생성된 각도정보(a)를 이용하여 상기 상수도관(1)의 위치변화 지점(12)의 위치변화정보(b)를 생성하는 제어부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험감지 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 상수도관의 각도변화가 발생되는 경우 상수도관이 위치 변화 정도를 명확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.

Description

상수도관의 위험감지 시스템 및 이를 이용한 상수도관의 위험감지 방법{Waterworks Hazard Detection System}
본 발명은 상수도관의 누수, 파괴, 탈락 또는 위치 변화 등의 위험정보를 감지할 수 있도록 하는 상수도관의 위험감지 시스템 및 이를 이용한 상수도관의 위험감지 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 상수도관의 각도변화를 감지할 수 있는 센서를 이용하여 상수도관의 위치변화 정도를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 상수도관의 위험감지 시스템 및 이를 이용한 상수도관의 위험감지 방법에 관한 것이다.
일반적으로 상수도관, 송유관, 가스관 등의 원격지로 유체를 공급하기 위한 파이프(관로)들은 지하에 매설되거나 또는 지상에 노출된 상태로 짧게는 수백 미터에서 길게는 수십 킬로미터까지 연장되어 설치된다.
이러한 관로들은 부식, 외부로부터의 충격, 온도 등의 외부 환경에 따라 수축 및 팽창하여 균열이 발생하고, 이에 따라 관로 내부를 흐르는 유체가 외부로 누설되거나 또는 심한 경우 관로가 절단되는 등의 문제가 발생한다.
이러한 관로의 훼손 및 노화 또는 그 밖의 원인들에 의해 관로로부터 유체가 누수될 경우에, 관로가 외부에 노출되어 있다면 유체의 누수지점이나 누수 정도를 쉽게 파악할 수 있어 관로의 보수를 비교적 신속하게 진행할 수 있다.
그러나 관로가 지하 또는 벽체 내에 매립되어 외부와 시각적으로 차단되어 있는 경우에는 관로의 이상 발생을 조기에 인식하지 못하는 경우가 많고, 관로의 파손으로 인해 내부의 유체가 누수되면, 상당량의 유체가 누수된 후에야 비로소 관로의 이상을 발견할 수 있기 때문에 많은 경제적 손실의 발생과 함께, 유체가 누수된 지점을 정확하게 알 수 없어 관로를 보수함에 있어 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.
이와 같이 매립 관로의 누수지점을 파악하기 위해 저항을 측정하여 관로의 파손(유체누수)지점을 파악하는 방법이 널리 사용되고 있으나, 저항을 측정하기 위한 종래의 관로는 관로 내에 금속재질의 센서 와이어가 삽입된 상태에서 압 출성형해야 하므로, 관로의 제조가 어려운 문제점이 있다.
특허등록번호 제10-1167264호에는 관로(10)의 본체(11)에 안테나부(12)와 다수의 센서노드(13)를 설치하여 누수, 오염, 유수량 등을 감지하고, 상기 센서노드(13)가 장착된 위치의 관로 상태를 감지하여 안테나부(12)를 통해 원격지의 관리수단으로 데이터를 전송할 수 있도록 한다.
그러나 관로(10)가 지중에 매설되어 무선 통신을 이용한 데이터 전송은 주변 환경의 영향으로 인해 전송이 어려운 문제점이 있다.
또한, 종래기술에 따른 관로는 지중에 매립된 이후 센서노드(13)의 위치를 파악하는 것과, 상기 센서노드(13)의 오동작 또는 파손 등이 발생하는 경우 수리 등의 유지보수가 어려운 문제점이 있다.
이에 더하여 관로의 누수 현상이 발생하여 주변 토사의 유출이 지속되면 관로의 기울기 또는 위치가 변화될 수 있어, 구조물의 구조적 안전성을 저해하고 심각한 누출 현상이나 지반 붕괴 현상의 원인이 될 수 있다.
그러나 종래의 관로 누수 감시 시스템은 단순히 관로 내의 누수음만을 감지하여 누수 가능 지역을 감지하므로 관로의 기울기 변화나 위치 변화로 인한 구조적 위험성 여부를 측정하는 것이 어려웠다.
본 발명은 상술된 상수도관의 누수 측정 장치의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상수도관의 각도변화가 발생되는 경우 상수도관이 위치 변화 정도를 명확하게 측정할 수 있는 상수도관의 위험감지 시스템 및 이를 이용한 상수도관의 위험감지 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상수도관의 각도변화가 발생되는 경우 변화 각도에 따라 발생된 위험의 정도가 단순 변화인지 관의 이탈까지 발생되었는지 여부 등의 상세 정보를 도출할 수 있는 상수도관의 위험감지 시스템 및 이를 이용한 상수도관의 위험감지 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상수도관(10)의 일측(11)에 구비되며, 각도 변화를 감지하는 각도변화 감지부(100); 및 상기 각도변화 감지부(100)에서 생성된 각도정보(a)를 이용하여 상기 상수도관(1)의 위치변화 지점(12)의 위치변화정보(b)를 생성하는 제어부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험감지 시스템이 제공된다.
이 경우 상기 제어부(200)는 상기 각도정보(a) 및 상기 일측(11)과 상기 위치변화 지점(12)의 거리정보(c)를 이용하여 이하의 [식 1]을 통해 상기 위치변화정보(b)를 생성하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험감지 시스템일 수 있다.
[식 1]
위치변화정보(b) = tan(a) × c
또한, 상기 제어부(200)는 상기 위치변화정보(b)가 소정의 안전값(d1) 이하인 경우 안전정보를 생성하고, 상기 위치변화정보(b)가 소정의 안전값(d1) 이상인 경우 위험정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 상수도관 위험감지 시스템일 수 있다.
또한, 상기 소정의 안전값(d1)은 상기 위치변화지점(12)의 변화 임계값인 것을 특징으로 하는 상수도관 위험감지 시스템일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른면 상수도관(10)의 일측(11)에 구비되며, 각도 변화를 감지하는 제1 각도변화 감지부(110); 상기 상수도관(10)의 타측(13)에 구비되며, 각도 변화를 감지하는 제2 각도변화 감지부(120); 및 상기 제1 각도변화 감지부(110)에서 생성된 제1 각도정보(a1) 및 상기 제2 각도변화 감지부(120)에서 생성된 제2 각도정보(a2)를 이용하여 상기 위치변화 지점(12)의 제1 위치변화정보(b1) 및 제2 위치변화정보(b2)를 생성하는 제어부(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험감지 시스템이 제공된다.
이 경우 상기 제어부(200)는 상기 제1 각도정보(a1), 상기 제2 각도정보, 상기 일측(11)과 상기 위치변화 지점(12)의 제1 거리정보(c1) 및 상기 타측(13)과 상기 위치변화 지점(12)의 제2 거리정보(c2)를 이용하여 이하의 [식 2]을 통해 상기 제1 위치변화정보(b1) 및 상기 제2 위치변화정보(b2)를 생성하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험감지 시스템일 수 있다.
[식 2]
제1 위치변화정보(b1) = tan(a1) × c1
제2 위치변화정보(b2) = tan(a2) × c2
또한, 상기 제어부(200)는 상기 제1 위치변화정보(b1) 및 상기 제2 위치변화정보(b2)가 소정의 안전값(d1) 이하인 경우 안전정보를 생성하고, 상기 제1 위치변화정보(b1) 및 상기 제2 위치변화정보(b2) 중 어느 하나라도 소정의 안전값(d1) 이상인 경우 위험정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 상수도관 위험감지 시스템일 수 있다.
또한, 상기 제어부(200)는 상기 제1 위치변화정보(b1)와 상기 제2 위치변화정보(b2)의 차이값의 절대값이 소정의 이탈값(d)보다 큰 경우 이탈확정정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 상수도관 위험 감지 시스템일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면 상수도관 위험 감지 시스템을 이용한 상수도관의 위험감지 방법에 있어서, 상기 각도변화 감지부(100)에서 상기 각도정보(a)를 생성하는 제1 단계(S100); 상기 제어부(200)에서 상기 각도정보(a)를 이용하여 상기 위치변화정보(b)를 생성하는 제2 단계(S200); 및 모니터링부(300)에서 상기 안전정보 또는 상기 위험정보를 출력하는 제3 단계(S300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험감지 방법이 제공된다.
이 경우 상기 상수도관 위험 감지 시스템은 상기 각도정보(a)를 상기 제어부(200)로 전달하는 송수신부(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험감지 방법일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상수도관의 각도변화가 발생되는 경우 상수도관이 위치 변화 정도를 명확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 상수도관의 각도변화를 측정함으로써 지반의 변형 정도를 명확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 상수도관의 상하 또는 좌우 방향으로의 각도변화가 발생되는 경우 변화 각도에 따라 발생된 위험의 정도가 단순 변화인지 관의 이탈까지 발생되었는지 여부 등의 상세 정보를 도출할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면 상수도관의 상하 또는 좌우 방향으로의 각도변화가 발생되는 경우 각도변화의 정도에 따른 지반변형의 위험정도를 나타낼 수 있는 정보를 도출하는 것이 가능하다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관용 각도변화 감지부의 구성을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 각도변화 감지부가 상수도관의 일측에 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각도변화 감지부가 상수도관의 각도정보를 추출하여 제어부에 의한 위치변화정보를 도출하기 위한 상태를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 2 개의 각도변화 감지부가 상수도관의 일측에 설치된 상태를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 2개의 각도변화 감지부가 상수도관의 각도정보를 추출하여 제어부에 의한 위치변화정보를 도출하기 위한 상태를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 2개의 각도변화 감지부가 상수도관의 각도정보를 추출하여 이탈확정정보를 도출하기 위한 상태를 나타내는 도면.
본 발명에 따른 상수도관의 누수 여부 및 위치 변화를 감지할 수 있는 상수도관용 안전감시 장치 및 이를 이용한 상수도관 안전감시 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부된 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 발명은 상수도관의 위험감지 시스템 및 이를 이용한 상수도관의 위험감지 방법에 관한 것이다.
이하 첨부된 도면을 기준으로 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관의 위험감지 시스템에 대하여 설명한다.
상수도관의 경우 지반의 침식, 지진, 외부의 충격, 노후화 등의 이유로 위치가 변화될 수 있다. 상수도관(10a)은 이웃하는 상수도관(10b)과 밸브 등의 이음부를 형성하며 연결되어 있으나, 위치 변화가 발생되는 경우 주로 이음부를 기준으로 양 상수도관(10a, 10b)의 각도가 변화한다.
본 발명은 이러한 각도변화를 감지하여 상수도관(10)의 위치가 얼마나 변화되었는지 및 각도변화가 이루어진 경우 이음부에서의 이탈이 발생되었는지 여부 등의 정보를 취득할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관의 위험감지 시스템은 기본적으로 상수도관(10)의 일측(11)에 구비되어 각도 변화를 감지하는 각도변화 감지부(100) 및 각도변화 감지부(100)에서 생성된 각도정보(a)를 이용하여 상수도관(1)의 위치변화 지점(12)의 위치변화정보(b)를 생성하는 제어부(200)를 포함한다(도 1).
각도변화 감지부(100)는 상수도관(10)의 각도변화를 감지할 수 있는 수단이면 어떤 것이라도 무방하며, 일예로서 3축 가속센서 또는 3축 자이로센서를 활용한 각도변화 감지 장치일 수 있다. 이 경우 각도변화 감지부(100)는 상수도관(10)에 직접 부착되어 사용될 수 있다.
각도변화 감지부(100)는 상수도관(10)의 각도 변화가 발생되는 경우 각도정보(a)를 생성하여 이를 제어부(200)로 전달한다.
각도변화 감지부(100)와 제어부(200)는 유무선 통신을 포함하는 송수신부(400)에 의해 연결될 수 있다.
제어부(200)는 각도정보(a) 및 일측(11)과 위치변화 지점(12)의 거리정보(c)를 이용하여 이하의 [식 1]을 통해 상기 위치변화정보(b)를 생성한다(도 2, 도 3).
[식 1]
위치변화정보(b) = tan(a) × c
이 경우 제어부(200)는 위치변화정보(b)가 소정의 안전값(d1) 이하인 경우 안전정보를 생성하고, 위치변화정보(b)가 소정의 안전값(d1) 이상인 경우 위험정보를 생성할 수 있다.
소정의 안전값(d1)은 위치변화지점(12)의 변화 임계값일 수 있다.
예를 들어 위치변화지점(12)이 탄성부재로 형성된 이음부인 경우에는 재질의 특성을 고려하여 유연한 임계값을 정할 수 있다. 그러나 위치변화지점(12)이 강부재 또는 콘크리트재로 형성된 이음부인 경우에는 엄격한 임계값을 적용하여 위험정보를 생성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 2 이상의 각도변화 감지부(110, 120)를 이용하여 더욱 정확한 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 상수도관의 위험감지 시스템은 상수도관(10)의 일측(11)에 구비되며 각도 변화를 감지하는 제1 각도변화 감지부(110), 상수도관(10)의 타측(13)에 구비되며 각도 변화를 감지하는 제2 각도변화 감지부(120) 및 제1 각도변화 감지부(110)에서 생성된 제1 각도정보(a1)와 제2 각도변화 감지부(120)에서 생성된 제2 각도정보(a2)를 이용하여 위치변화 지점(12)의 제1 위치변화정보(b1) 및 제2 위치변화정보(b2)를 생성하는 제어부(200)를 포함한다(도 4, 도 5).
이 경우 제어부(200)는 제1 각도정보(a1), 제2 각도정보, 일측(11)과 위치변화 지점(12)의 제1 거리정보(c1) 및 타측(13)과 상기 위치변화 지점(12)의 제2 거리정보(c2)를 이용하여 이하의 [식 2]을 통해 제1 위치변화정보(b1)와 제2 위치변화정보(b2)를 생성한다.
[식 2]
제1 위치변화정보(b1) = tan(a1) × c1
제2 위치변화정보(b2) = tan(a2) × c2
제어부(200)는 제1 위치변화정보(b1) 및 제2 위치변화정보(b2)가 소정의 안전값(d1) 이하인 경우 안전정보를 생성하고, 제1 위치변화정보(b1) 및 제2 위치변화정보(b2) 중 어느 하나라도 소정의 안전값(d1) 이상인 경우 위험정보를 생성한다.
소정의 안전값(d1)은 위치변화지점(12)의 변화 임계값인 것은 상술된 바와 같다.
제어부(200)는 제1 위치변화정보(b1)와 제2 위치변화정보(b2)의 차이값의 절대값이 소정의 이탈값(d2) 보다 큰 경우 이탈확정정보를 생성한다. 즉, 이웃하는 상수관로의 위치변화의 차이가 양 상수관로의 안전범위인 소정의 이탈값(d2)을 벗어낫다는 것은 양 상수관로(10a, 10b)의 이음부의 연결이 끊어졌다는 것을 의미한다(도 5).
이에 따라 감독자는 안정정보, 위험정보 및 이탈확정정보를 출력하는 별도의 모니터링부(300)를 통해 확인하고 상수도관의 유지관리를 위한 최선의 조치를 강구할 수 있다.
제1 위치변화정보(b1)와 제2 위치변화정보(b2)의 부호가 상이한 경우에는 각각의 절대값을 이용하여 차이값을 구한다.
상술된 안전값(d1)과 이탈값(d2)은 환경조건에 따라 시스템 사용자가 임으로 설정할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 상수도관 위험 감지 시스템을 이용한 상수도관의 위험감지 방법에 대하여 설명한다.
상수도관의 위험감지 방법은 각도변화 감지부(100)에서 각도정보(a)를 생성하는 제1 단계(S100), 제어부(200)에서 각도정보(a)를 이용하여 위치변화정보(b)를 생성하는 제2 단계(S200) 및 모니터링부(300)에서 안전정보 또는 위험정보를 출력하는 제3 단계(S300)를 포함한다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 상수도관
20 : 이음부
100 : 각도변화 감지부
200 : 제어부
300 : 모니터링부
400 : 송수신부

Claims (10)

  1. 상수도관(10)의 일측(11)에 구비되며, 각도 변화를 감지하는 제1 각도변화 감지부(110);
    상기 상수도관(10)의 타측(13)에 구비되며, 각도 변화를 감지하는 제2 각도변화 감지부(120); 및
    상기 제1 각도변화 감지부(110)에서 생성된 제1 각도정보(a1) 및 상기 제2 각도변화 감지부(120)에서 생성된 제2 각도정보(a2)를 이용하여 위치변화 지점(12)의 제1 위치변화정보(b1) 및 제2 위치변화정보(b2)를 생성하는 제어부(200);를 포함하되,
    상기 제어부(200)는 상기 제1 각도정보(a1), 상기 제2 각도정보, 상기 일측(11)과 상기 위치변화 지점(12)의 제1 거리정보(c1) 및 상기 타측(13)과 상기 위치변화 지점(12)의 제2 거리정보(c2)를 이용하여 이하의 [식 2]을 통해 상기 제1 위치변화정보(b1) 및 상기 제2 위치변화정보(b2)를 생성하며,
    상기 제어부(200)는,
    상기 제1 위치변화정보(b1) 및 상기 제2 위치변화정보(b2)가 소정의 안전값(d1) 이하인 경우 안전정보를 생성하고,
    상기 제1 위치변화정보(b1) 및 상기 제2 위치변화정보(b2) 중 어느 하나라도 소정의 안전값(d1) 이상인 경우 위험정보를 생성하되,
    상기 소정의 안전값(d1)은 상기 위치변화지점(12)의 변화 임계값이며,
    상기 제어부(200)는,
    상기 제1 위치변화정보(b1)와 상기 제2 위치변화정보(b2)의 차이값의 절대값이 소정의 이탈값(d2) 보다 큰 경우 이탈확정정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험 감지 시스템.

    [식 2]
    제1 위치변화정보(b1) = tan(a1) × c1
    제2 위치변화정보(b2) = tan(a2) × c2
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항의 상수도관의 위험 감지 시스템을 이용한 상수도관의 위험감지 방법에 있어서,
    상기 각도변화 감지부(100)에서 상기 제1 각도정보(a1) 및 상기 제2 각도정보(a2)를 생성하는 제1 단계(S100);
    상기 제어부(200)에서 상기 제1 각도정보(a1) 및 제2 각도정보(a2)를 이용하여 상기 제1 위치변화정보(b1) 및 상기 제2 위치변화정보(b2)를 생성하는 제2 단계(S200); 및
    모니터링부(300)에서 상기 안전정보, 상기 위험정보 또는 상기 이탈확정정보를 출력하는 제3 단계(S300);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험감지 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 상수도관의 위험 감지 시스템은
    상기 각도정보(a)를 상기 제어부(200)로 전달하는 송수신부(400);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 위험감지 방법.
KR1020170029408A 2017-03-08 2017-03-08 상수도관의 위험감지 시스템 및 이를 이용한 상수도관의 위험감지 방법 KR101910492B1 (ko)

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KR101167264B1 (ko) * 2012-01-26 2012-07-23 (주)파이브텍 스마트파이프 및 이를 이용한 지중시설 원방원격 감시제어시스템

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KR101167264B1 (ko) * 2012-01-26 2012-07-23 (주)파이브텍 스마트파이프 및 이를 이용한 지중시설 원방원격 감시제어시스템

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