KR101926641B1 - 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템과 이를 이용한 순환골재 생산방법 - Google Patents

건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템과 이를 이용한 순환골재 생산방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템과 이를 이용한 순환골재 생산방법에 관한 것으로, 그 목적은 건설폐기물을 이용하여 순환골재를 생산하는 과정에서 순환골재에 혼재된 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량을 분석할 수 있는 분석시스템과 이를 이용한 순환골재 생산방법을 제공한다. 이를 위한 본 발명은 다단계의 파쇄공정 및 선별공정을 통해 생산되는 순환골재를 운반하는 컨베이어; 상기 컨베이어에 의해 이송되는 순환골재의 영상을 촬영하는 촬영부; 상기 촬영부의 촬영영역 내에 위치하는 순환골재와의 거리측정을 통해 순환골재의 높이정보를 획득하는 높이 검출부; 및 상기 촬영부에서 촬영된 영상을 분석하여 순환골재와 유기 이물질 및 무기 이물질을 분류하는 기능, 분류된 순환골재의 총부피와 총중량을 산출하는 기능, 분류된 유기 이물질의 총부피를 산출하는 기능, 분류된 무기 이물질의 총중량을 산출하는 기능, 순환골재의 총부피와 유기 이물질의 총부피를 이용하여 산출되는 유기 이물질의 용적기준 함량비를 미리 입력된 기준 함량비와 비교하여 유기 이물질 함유량의 합격여부를 판정하는 기능, 순환골재의 총중량과 무기 이물질의 총중량을 이용하여 산출되는 무기 이물질의 중량기준 함량비를 미리 입력된 기준 함량비와 비교하여 무기 이물질 함유량의 합격여부를 판정하는 기능을 포함하는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템을 제공한다.

Description

건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템과 이를 이용한 순환골재 생산방법{Analysis system for screening organic and inorganic materials in construction waste and recycled aggregate production method using the same}
본 발명은 건설폐기물에서 유기 이물질과 무기 이물질을 따로 선별 처리하기 위한 분석시스템과 이를 이용한 순환골재 생산방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설폐기물을 파쇄하여 순환골재를 생산하는 과정에서 순환골재에 혼재된 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량을 영상분석을 통해 분석하고, 그 결과를 바탕으로 순환골재에 혼재된 이물질의 종류에 따라 적절하고 경제적인 선별방법을 적용하여 순활골재의 이물질 함유량을 개선할 수 있도록 한 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템과 이를 이용한 순환골재 생산방법에 관한 것이다.
일반적으로 건설폐기물은 크러셔를 이용한 다단계의 파쇄 과정과 이물질 선별과정을 거쳐 순환골재로 생산된다.
한편, 우리나라의 국토교통부에서는 건설폐기물을 이용한 순환골재 생산을 위해 '순환골재 품질기준'을 규정하여 운용하고 있으며, 이 기준에서는 보조기층용 순환골재의 경우, 아래 표 1과 같이 이물질 함유량을 유기 이물질과 무기 이물질로 구분하여 규정하고 있다.
[표 1] 보조기층용 순환골재의 이물질 함유량 기준
Figure 112018053968802-pat00001
[표 1]에서 유기 이물질의 종류는 비닐, 플라스틱, 목재와 종이 등이며, 무기 이물질의 종류는 유리, 슬레이트, 자기류와 적벽돌 등이다.
또한, [표 1]에서와 같이 이물질 함유량은 전체량에 대한 혼합비율로 표기하는데, 유기 이물질은 용적기준으로, 무기 이물질은 질량기준으로 평가하고 있으며, 품질기준값도 서로 다르다.
도 1은 종래 건설폐기물을 이용한 순환골재의 생산과정을 보인 공정도를 도시하고 있다.
건설폐기물을 이용하여 순환골재를 생산하는 과정에서 인력선별, 풍력선별, 부유선별에 의해 이물질을 선별하고 있으나, 이와 같이 선별할 경우, 성상이 다른 무기 이물질과 유기 이물질을 각각 따로 선별할 수 없는 문제점이 있다.
즉, 상기 인력선별은 육안으로 식별 가능한 것들은 선별이 가능하지만, 선별량이 적고, 입자가 작은 것은 선별이 어렵다.
상기 풍력선별은 유기 이물질인 종이, 비닐, 플라스틱과 같이 가벼운 이물질의 선별은 가능하지만, 나무 그리고 무기 이무질의 대부분인 적벽돌, 유리 슬레이트 및 자기류는 선별이 불가능하다
상기 부유선별은 종이, 비닐, 플라스틱 및 나무까지는 선별이 가능하지만, 무기 이무질은 선별이 불가능하다.
한편, 로봇과 같은 기계를 이용한 선별방법은 이론적으로는 적용 가능하지만 경제성으로 인하여 실제 적용이 어렵다.
이처럼 풍력선별과 부력선별은 유기 이물질만 선별 가능하고, 무기 이물질은 인력이나 로봇 등에 의해서만 선별되는데, 종래에는 이물질을 종류별로 선별하지 않고 일괄적인 선별방법을 적용하므로 선별의 효율성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 이물질 선별방법은 생산 중인 순환골재에 포함된 이물질 함유량을 평가할 수 없어 해당 순환골재의 품질 합격여부를 알 수 없고, 순환골재에 포함된 이물질 함유량을 개선할 수 없는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1823402호(2018.01.31.공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 건설폐기물을 이용하여 순환골재를 생산하는 과정에서 순환골재에 혼재된 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량을 분석할 수 있는 분석시스템과 이를 이용한 순환골재 생산방법을 제공한다.
또한, 생산 중인 순환골재의 유기 이물질 함유량과 무기 이물질 함유량을 실시간으로 검출하여 순환골재에 혼재된 이물질의 종류에 따라 적절하고 경제적인 선별방법의 적용이 가능하며, 순환골재의 생산과정에서 이물질 함유량을 개선할 수 있는 분석시스템과 이를 이용한 순환골재 생산방법을 제공한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 다단계의 파쇄공정 및 선별공정을 통해 생산되는 순환골재를 운반하는 컨베이어; 상기 컨베이어에 의해 이송되는 순환골재의 영상을 촬영하는 촬영부; 상기 촬영부의 촬영영역 내에 위치하는 순환골재와의 거리측정을 통해 순환골재의 높이정보를 획득하는 높이 검출부; 및 상기 촬영부에서 촬영된 영상을 분석하여 순환골재와 유기 이물질 및 무기 이물질을 분류하는 기능, 분류된 순환골재의 총부피와 총중량을 산출하는 기능, 분류된 유기 이물질의 총부피를 산출하는 기능, 분류된 무기 이물질의 총중량을 산출하는 기능, 순환골재의 총부피와 유기 이물질의 총부피를 이용하여 산출되는 유기 이물질의 용적기준 함량비를 미리 입력된 기준 함량비와 비교하여 유기 이물질 함유량의 합격여부를 판정하는 기능, 순환골재의 총중량과 무기 이물질의 총중량을 이용하여 산출되는 무기 이물질의 중량기준 함량비를 미리 입력된 기준 함량비와 비교하여 무기 이물질 함유량의 합격여부를 판정하는 기능을 포함하는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템을 제공한다.
삭제
한편 상기 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템에 있어서, 상기 촬영부는, 컨베이어에 의해 이송되는 순환골재의 영상을 촬영하는 카메라; 상기 카메라에 의한 영상 촬영 시 외부 빛의 유입 및 공기 중 부유물질의 유입을 차단하도록 카메라 및 컨베이어의 일부를 감싸는 구조로 이루어진 암막챔버; 및 상기 암막챔버의 내부에 배치된 하나 이상의 조명등;으로 이루어지되, 상기 암막챔버의 내부에는 대기압 보다 높은 압력을 유지하는 양압챔버가 구성되고, 상기 양압챔버에 카메라와 조명등이 배치된 것으로 구성될 수 있다.
한편 상기 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템에 있어서, 상기 이물질 함유량에 따른 합격여부에 따라 해당 순환골재를 양품 이송컨베이어 또는 불량품 이송컨베이어로 선택하여 배출시키는 투웨이 게이트;를 더 포함하며, 상기 제어부는 유기 이물질과 무기 이물질 중 불합격한 것 또는 품질기준에서 더 많이 벗어난 것이 순환골재로부터 선별될 수 있도록 상기 불량품 이송컨베이어를 제1방향을 제어하여 풍력선별에 의해 유기 이물질의 추가적인 선별이 이루어지게 하거나, 불량품 이송컨베이어를 제2방향으로 제어하여 인력선별에 의해 무기 이물질의 추가적인 선별이 이루어지게 하는 기능;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 순환골재의 비중, 이물질의 성상별 두께와 비중, 유기 이물질의 기준 함량비와 무기 이물질의 기준 함량비를 제어부가 입력받아 저장하는 단계(S10); 컨베이어에 의해 이송되는 순환골재의 영상 촬영 및 분석 그리고 순환골재의 높이 측정을 통해 영상 내에 존재하는 순환골재의 총중량 및 총부피와, 유기 이물질의 성상별 부피 및 유기 이물질의 총부피와, 무기 이물질의 성상별 중량 및 무기 이물질의 총중량을 산출하는 단계(S20); 상기 S20 단계에서 산출된 순환골재의 총부피와 유기 이물질의 총부피를 이용하여 유기 이물질의 용적기준 함량비를 산출하고, 상기 S10 단계에서 입력된 유기 이물질의 기준 함량비와 비교하여 유기 이물질의 함유량을 기준으로 한 순환골재의 합격여부를 판정하는 단계(S30); 상기 S20 단계에서 산출된 순환골재의 총중량과 무기 이물질의 총중량을 이용하여 무기 이물질의 중량기준 함량비를 산출하고, 상기 S10 단계에서 입력된 무기 이물질의 기준 함량비와 비교하여 무기 이물질의 함유량을 기준으로 한 순환골재의 합격여부를 판정하는 단계(S40); 상기 S30 단계 및 S40 단계의 판정 결과, 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량이 모두 합격기준을 만족할 경우 해당 분석 주기 동안 생산되는 순환골재는 양품 이송컨베이어로 배출하는 단계(S50); 상기 S30 단계 및 S40 단계의 판정 결과, 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량이 어느 하나라도 합격기준을 만족하지 못할 경우, 해당 분석 주기 동안 생산되는 순환골재를 불량품 이송컨베이어로 배출하는 단계(S60); 및 상기 S60 단계를 통해 불량품 이송컨베이어로 배출되는 순환골재에 함유된 유기 이물질과 무기 이물질 중 합격 기준으로부터 더 벗어난 이물질의 선별이 이루어지도록 불량품 이송컨베이어를 제1방향으로 제어하여 풍력선별에 의해 유기 이물질의 추가 선별이 이루어지게 하거나, 불량품 이송컨베이어를 제2방향으로 제어하여 인력선별에 의해 무기 이물질의 추가 선별이 이루어지게 하는 단계(S70);로 이루어진 것을 특징으로 하는 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템을 이용한 순환골재 생산방법을 제공한다.
한편 상기 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템을 이용한 순환골재 생산방법에 있어서, 상기 S20 단계는, 영상의 촬영 및 촬영된 영상의 분석을 통해 순환골재의 총면적, 유기 이물질의 성상별 면적, 무기 이물질의 성상별 면적으로 검출하는 단계(S21); 영상의 촬영과 동시에 거리센서를 이용하여 촬영영역 내에 위치하는 순환골재의 높이정보를 획득하는 단계(S22); 상기 S21 단계 및 S22 단계를 통해 획득된 순환골재의 총면적과 높이 및 미리 입력된 순환골재의 비중에 기초하여 순환골재의 총중량과 총부피를 산출하는 단계(S23); 상기 S21 단계를 통해 획득된 유기 이물질의 성상별 면적과 미리 입력된 유기 이물질의 성상별 두께를 이용하여 유기 이물질의 성상별 부피 및 유기 이물질의 총부피를 산출하는 단계(S24); 및 상기 S21 단계를 통해 획득된 무기 이물질의 성상별 면적과 미리 입력된 무기 이물질의 성상별 두께 및 비중을 이용하여 무기 이물질의 성상별 중량 및 무기 이물질의 총중량을 산출하는 단계(S25);로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 건설폐기물을 이용하여 순환골재를 생산하는 과정에서 순환골재에 혼재된 이물질의 함유량을 측정하여 해당 순환골재의 품질을 실시간으로 확인하고 개선할 수 있으므로, 생산되는 순환골재의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 생산되는 순환골재에 혼재된 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량을 각각 측정하여 순환골재의 품질을 더욱 악화시키는 이물질을 우선적으로 선별하여 제거할 수 있도록 순환골재를 적절한 이물질 선별라인으로 이송시킴으로써, 이물질의 선별처리작업의 효율성과 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 종래 건설폐기물을 이용한 순환골재의 생산과정을 보인 공정도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분석시스템의 구조도,
도 3 은 본 발명에 따른 촬영부의 평면도,
도 4 는 본 발명에 따른 순환골재 생산방법의 공정도,
도 5 는 순환골재와 유기 이물질 및 무기 이물질의 정보를 산출하는 과정을 보인 공정도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분석시스템의 구조도를, 도 3은 본 발명에 따른 촬영부의 평면도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템은 컨베이어(110), 촬영부(120), 높이 검출부(130), 제어부(140)로 구성된다.
상기 컨베이어(110)는 건설폐기물의 다단계 파쇄공정과 선별공정을 통해 생산되는 순환골재를 제공받아 목적으로 하는 장소로 운반하는 것으로, 일반적으로 널리 사용되고 있는 벨트컨베이어로 구성될 수 있다.
한편, 상기 다단계 파쇄공정과 선별공정은 도 1과 동일한 방식으로 실시될 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.
상기 촬영부(120)는 컨베이어(110)에 의해 이송되는 순환골재의 영상을 촬영하는 것으로, 상기 컨베이어(110)의 일부 구간에 배치되어 순환골재의 영상을 촬영하도록 구성된다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 촬영부(120)는 암막챔버(121)와 카메라(122) 및 조명등(123)으로 구성된다.
상기 암막챔버(121)는 카메라(122)에 의한 영상의 촬영 시 외부의 빛이나 비산먼지와 같이 촬영에 좋지 않은 영향을 주는 요소가 촬영영역으로 유입되는 것을 차단하는 것으로, 상기 컨베이어(110)의 일부를 감싸 밀폐된 촬영공간을 형성하도록 구성되며, 이러한 암막챔버(121)의 내부에 카메라(122)와 조명등(123)이 설치된다.
한편, 상기 암막챔버(121)의 내부에는 먼지에 의해 카메라(122) 영상이 왜곡되는 것을 방지하기 위하여 대기압 보다 높은 압력을 유지하는 양압챔버(124)가 구성되며, 상기 양압챔버(124)에 카메라(122)와 조명등(123)이 설치된다.
한편, 상기 카메라(122)는 컨베이어(110)의 수직 상부에 위치하도록 배치되어 컨베이어(110)에 의해 이송되는 순환골재의 영상을 촬영하도록 이루어지되, 컨베이어(110)의 너비에 상당하는 폭과 소정 길이의 촬영영역을 촬영하도록 이루어진다.
이처럼 카메라(122)는 컨베이어(110)의 수직 상부에서 사각형의 촬영영역 내에 위치하는 순환골재의 영상을 촬영하게 되므로, 촬영된 영상 내에는 다양한 형상의 순환골재와 다양한 성상의 유기 이물질 및 유기 이물질이 불규칙하게 포함된다.
한편, 파쇄공정을 거쳐 최종적으로 생산되는 순환골재의 최대치수는 50㎜ 이하이므로, 순환골재에 혼재된 유기 이물질 및 무기 이물질 또한 순환골재의 최대치수에 따라 비슷한 크기와 비율을 갖는다.
상기 조명등(123)은 암막챔버(121)의 내부에서 카메라(122)를 중심으로 분산된 구조로 배치되며, 각각의 조명등(123)은 할로겐 조명으로 구성될 수 있다.
상기 높이 검출부(130)는 촬영영역 내에 위치하는 순환골재와의 거리측정을 통해 순환골재의 높이정보를 획득하는 것으로, 순환골재의 수직 상부에 위치하도록 컨베이어(110)의 상부에 배치되며, 바람직하게는 암막챔버(121)의 내부에 다수개가 분산되게 배치되어 카메라(122)에 의한 영상의 촬영 시 동시에 순환골재의 높이정보를 획득하도록 구성된다.
이러한 높이 검출부(130)는 컨베이어(110)에 의해 이송되는 순환골재로 초음파 또는 레이저를 발산하여 순환골재와의 거리를 측정하는 초음파 거리센서 또는 레이저 거리센서로 구성될 수 있다.
참고로, 상기 초음파 거리센서 또는 레이저 거리센서는 컨베이어(110)의 수직 상부의 일정 높이게 고정되게 설치되므로 그 높이를 상수로 표현할 수 있고, 마찬가지로 컨베이어(110)의 상면도 일정 높이게 위치하여 상수로 표현할 수 있으므로, 거리센서를 이용하여 순환골재 표면까지의 거리를 측정하게 되면, 해당 순환골재의 높이를 산출할 수 있다.
상기 제어부(140)는 분석시스템을 구성하는 컨베이어(110)와 촬영부(120) 및 높이 검출부(130)를 전체적으로 제어하되, 촬영부(120)에서 촬영된 영상을 분석하여 순환골재와 유기 이물질 및 무기 이물질을 분류하는 기능, 분류된 순환골재의 총부피와 총중량을 산출하는 기능, 분류된 유기 이물질의 총부피를 산출하는 기능, 분류된 무기 이물질의 총중량을 산출하는 기능을 포함하는 것으로 구성된다.
즉, 상기 제어부(140)는 카메라(122)에서 촬영된 2차원 평면 영상을 유선 또는 무선 통신을 통해 전달받게 되며, 전달되는 영상을 분석하여 영상 내에 존재하는 순환골재와 유기 이물질 및 무기 이물질을 분류하고, 순환골재와 유기 이물질 및 무기 이물질의 면적을 검출하게 된다.
한편, 이미 다양한 영상분석 프로그램이 사용되고 있으므로, 종래 사용되고 있는 영상분석 프로그램을 제어부(140)에 포함시켜 촬영된 순환골재의 영상을 분석하도록 구성될 수도 있으며, 본 발명은 다양한 성상의 유기 이물질과 무기 이물질이 불규칙하게 혼재하는 순환골재에서 유기 이물질과 무기 이물질을 정확하게 분류할 수 있도록 하기 위하여 다음과 같은 방법으로 영상분석을 실시할 수 있다.
건설폐기물에 포함된 유기 이물질로는 비닐, 플라스틱, 목재, 종이가 대표적이고, 무기 이물질로는 적벽돌, 슬레이트, 유리, 자기류가 대표적이며, 이들 이물질은 순환골재의 생산을 위한 다단계의 파쇄공정을 거치므로 생산된 순환골재와 함께 이송되는 이물질은 크기를 비슷하지만, 형태나 모양 및 색상은 이물질의 성상별로 차이가 있으므로, 이러한 차이를 이용하여 영상에 포함된 이물질을 성상별로 분류할 수 있다.
즉, 정확한 평가를 위하여 미리 구성비를 알고 있는 일정 샘플에 대한 사전 시험을 통하여 각 성상의 이물질에 대한 특성을 파악하고, 이와 더불어 성상별 샘플을 컨베이어(110) 상에서 배열을 달리하는 수차례의 튜닝작업을 통하여 동일한 결과가 도출되도록 영상 매핑 알고리즘의 파라메타를 설정한 뒤, 이를 제어부(140)에 적용함으로써, 순환골재에 불규칙하게 혼재된 이물질을 비교적 정확하게 분류할 수 있다.
아울러, 영상 분석 시 명암분석을 통해 성상별 이물질의 영상을 분할할 수 있고, 회색/백색/유색계열로 이물질의 성상을 구분할 수 있으며, 명암분석을 통해 분할된 영역에서 형상분석을 실시할 수 있다.
이처럼 검출된 형상과 색상분석의 조합 그리고 주변 분할영역과 유사성 비교를 통한 영역 통합을 통해 영상 매핑 알고리즘의 파라메타를 설정할 수 있다.
한편, 상기 제어부(140)는 생산되는 순환골재 비중의 통계값과, 최대치수 50㎜이하에 대한 이물질의 성상별 그리고 면적별 두께의 통계값과, 유기 이물질의 기준 함량비와, 무기 이물질의 기준 함량비와, 분석주기를 사용자로부터 입력받아 저장하며, 영상의 분석을 통해 순환골재와 유기 이물질 및 무기 이물질의 정보가 획득되면, 영상의 분석을 통해 획득된 정보와 사용자로부터 입력된 정보를 이용하여 유기 이물질의 함유량을 용적기준으로 산출하고, 무기 이물질의 함유량을 질량기준으로 산출한 후, 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량을 각각 기준으로 하여 해당 순환골재의 불량여부를 판정하게 된다.
즉, 상기 제어부(140)는 순환골재의 총부피와 유기 이물질의 총부피를 이용하여 산출되는 유기 이물질의 용적기준 함량비를 미리 입력된 기준 함량비와 비교하여 유기 이물질 함유량의 합격여부를 판정하는 기능과, 순환골재의 총중량과 무기 이물질의 총중량을 이용하여 산출되는 무기 이물질의 중량기준 함량비를 미리 입력된 기준 함량비와 비교하여 무기 이물질 함유량의 합격여부를 판정하는 기능을 포함한다.
한편, 이물질 함유량에 따른 순환골재의 합격여부에 따라 해당 순환골재를 양품 이송컨베이어(111) 또는 불량품 이송컨베이어(112)로 선택하여 배출시키는 투웨이 게이트(150)가 더 포함될 수 있다.
상기 투웨이 게이트(150)는 하나의 입구와 두 개의 출구를 가지며, 제어부(140)에서 발생되는 제어신호에 부응하여 입구를 통해 투입되는 순환골재를 두 출구 중 어느 하나의 출구로 선택하여 배출되는 액추에이터(151)를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 불량품 이송컨베이어(112)는 투웨이 게이트(150)로부터 배출되는 순환골재를 제1방향(D1)으로 이동시켜 풍력선별에 의해 유기 이물질의 선별이 추가적으로 이루어지도록 하거나, 상기 제1방향(D1)과 반대방향인 제2방향(D2)으로 이동시켜 인력선별에 의해 무기 이물질의 선별이 추가적으로 이루어지도록 할 수 있으며, 이러한 기능이 제어부(140)에 더 포함된다.
즉, 상기 제어부(140)는 영상분석을 통해 획득된 유기 이물질의 용적기준 함량비와 사용자에 의해 미리 입력된 유기 유기물의 기준 함량비를 비교하여 유기 이물질을 기준으로 한 순환골재의 불량여부를 판정하고, 이와 더불어 영상분석을 통해 획득된 무기 이물질의 중량기준 함량비와 사용자에 의해 미리 입력된 무기 이물질의 기준 함량비를 비교하여 무기 이물질을 기준으로 한 순환골재의 불량여부를 판정하게 되며, 유기 이물질과 무기 이물질 중 불량으로 판정되는 이물질이 추가적으로 선별될 수 있도록 투웨이 게이트(150)와 불량품 이송컨베이어(112)를 제어하게 된다.
물론, 제어부(140)는 유기 이물질과 무기 이물질 모두가 기준 함량비 보다 많이 혼재되어 불량한 경우, 기준 함량비로부터 더 벗어난 이물질의 추가적인 선별이 이루어지도록 불량품 이송컨베이어(112)를 제어하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 순환골재 생산방법의 공정도를, 도 5는 순환골재와 유기 이물질 및 무기 이물질의 정보를 산출하는 과정을 보인 공정도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 순환골재 생산방법은 도 2 및 3을 참조하여 설명된 분석시스템에 의해 구현되는 것으로, 순환골재의 비중, 이물질의 성상별 두께와 비중, 유기 이물질의 기준 함량비와 무기 이물질의 기준 함량비를 제어부(140)가 입력받아 저장하는 단계(S10); 컨베이어(110)에 의해 이송되는 순환골재의 영상 촬영 및 분석 그리고 순환골재의 높이를 측정을 통해 영상 내에 존재하는 순환골재의 총중량 및 총부피와, 유기 이물질의 성상별 부피 및 유기 이물질의 총부피와, 무기 이물질의 성상별 중량 및 무기 이물질의 총중량을 산출하는 단계(S20); 상기 S20 단계에서 산출된 순환골재의 총부피와 유기 이물질의 총부피를 이용하여 유기 이물질의 용적기준 함량비를 산출하고, 상기 S10 단계에서 입력된 유기 이물질의 기준 함량비와 비교하여 유기 이물질의 함유량을 기준으로 한 순환골재의 합격여부를 판정하는 단계(S30); 상기 S20 단계에서 산출된 순환골재의 총중량과 무기 이물질의 총중량을 이용하여 무기 이물질의 중량기준 함량비를 산출하고, 상기 S10 단계에서 입력된 무기 이물질의 기준 함량비와 비교하여 무기 이물질의 함유량을 기준으로 한 순환골재의 합격여부를 판정하는 단계(S40); 상기 S30 단계 및 S40 단계의 판정 결과, 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량이 모두 합격기준을 만족할 경우 해당 분석 주기 동안 생산되는 순환골재를 양품 이송컨베이어(111)로 배출하는 단계(S50); 상기 S30 단계 및 S40 단계의 판정 결과, 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량이 어느 하나라도 합격기준을 만족하지 못할 경우, 해당 분석 주기 동안 생산되는 순환골재를 불량품 이송컨베이어(112)로 배출하는 단계(S60); 및 상기 S60 단계를 통해 불량품 이송컨베이어(112)로 배출되는 순환골재에 함유된 유기 이물질과 무기 이물질 중 합격 기준으로부터 더 벗어난 이물질의 선별이 이루어지도록 불량품 이송컨베이어(112)를 제1방향(D1)으로 제어하여 풍력선별에 의해 유기 이물질의 추가 선별이 이루어지게 하거나, 불량품 이송컨베이어(112)를 제2방향(D2)으로 제어하여 인력선별에 의해 무기 이물질의 추가 선별이 이루어지게 하는 단계(S70);로 구성된다.
상기 S10 단계는 사전 시험이나 평가를 통해 결정된 순환골재 비중의 통계값과, 이물질의 성상별 두께 및 비중과, 유기 이물질의 기준 함량비 및 무기 이물질의 기준 함량비를 제어부(140)가 사용자로부터 입력받아 저장하는 것으로 이루어진다.
한편, 분석주기에 대한 값을 사용자로부터 더 입력받을 수 있다.
상기 S20 단계는 촬영부(120)와 높이 검출부(130) 및 제어부(140)에 의해 실시되는 공정으로, 컨베이어(110)에 의해 이송되는 순환골재의 영상을 카메라(122)가 촬영하고, 이와 동시에 높이 검출부(130)는 다수의 거리센서를 이용하여 촬영영역 내에 위치한 여러 순환골재의 높이를 검출하게 되며, 이처럼 카메라(122)에 의해 촬영된 영상과 높이 검출부(130)에서 검출된 높이 정보를 제어부(140)가 전달받아 분석함으로써, 영상 내에 존재하는 순환골재의 총중량 및 총부피와, 유기 이물질의 성상별 부피 및 유기 이물질의 총부피와, 무기 이물질의 성상별 중량 및 무기 이물질의 총중량을 산출하는 것으로 이루어지게 된다.
이러한 S20 단계는 영상의 촬영 및 촬영된 영상의 분석을 통해 순환골재의 총면적, 유기 이물질의 성상별 면적, 무기 이물질의 성상별 면적으로 검출하는 단계(S21); 영상의 촬영과 동시에 거리센서를 이용하여 촬영영역 내에 위치하는 순환골재의 높이정보를 획득하는 단계(S22); 상기 S21 단계 및 S22 단계를 통해 획득된 순환골재의 총면적과 높이 및 미리 입력된 순환골재의 비중에 기초하여 순환골재의 총중량과 총부피를 산출하는 단계(S23); 상기 S21 단계를 통해 획득된 유기 이물질의 성상별 면적과 미리 입력된 유기 이물질의 성상별 두께를 이용하여 유기 이물질의 성상별 부피 및 유기 이물질의 총부피를 산출하는 단계(S24); 및 상기 S21 단계를 통해 획득된 무기 이물질의 성상별 면적과 미리 입력된 무기 이물질의 성상별 두께 및 비중을 이용하여 무기 이물질의 성상별 중량 및 무기 이물질의 총중량을 산출하는 단계(S24);로 세분화될 수 있다.
상기 S21 단계는 카메라(122)에 의해 촬영된 영상을 제어부(140)가 분석하여 영상에 포함된 순환골재의 면적, 유기 이물질의 성상별 면적, 무기 이물질의 성상별 면적을 검출하는 것으로 이루어지되, 각 순환골재의 면적을 모두 합하여 순환골재의 총면적을 검출하게 된다.
상기 S22 단계는 카메라(122)에 의한 영상의 촬영이 이루어지는 것과 동시에 다수의 거리센서가 작동하여 촬영영역 내에 위치하는 순환골재의 높이정보를 획득하는 것으로 이루어진다.
한편, 상기 거리센서는 다수개가 촬영영역 내에 분산되어 있으며, 영상의 촬영시점과 동일한 시점에 순환골재의 높이정보를 획득하게 되므로, 영상분석을 통해 검출되는 순환골재의 면적과 거리센서에서 검출되는 높이를 이용하여 순환골재의 부피를 검출할 수 있다.
다만, 컨베이어(110)에 의해 운반되는 순환골재가 2중 3중으로 겹쳐지거나 순환골재의 자세에 따라 거리센서에 의해 측정되는 높이에 차이가 있을 수 있으므로, 설정된 분석주기 동안에 수십 내지 수백 번의 영상촬영과 분석 및 높이측정을 실시하고, 이를 통해 획득되는 정보를 통계 처리하여 결과의 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 S23 단계는 영상의 분석과 높이측정을 통해 획득된 순환골재의 총면적과 높이 그리고 사용자에 의해 미리 입력된 순환환골재의 비중을 이용하여 제어부(140)가 순환골재의 총중량과 총부피를 산출하는 것으로 이루어진다.
상기 S24 단계는 제어부(140)가 영상의 분석을 통해 검출된 유기 이물질의 성상별 면적과, 미리 입력된 유기 이물질의 성상별 두께를 이용하여 유기 이물질의 성상별 부피를 산출하고, 산출된 성상별 유기 이물질의 부피를 모두 더하여 유기 이물질의 총부피를 산출하는 것으로 이루어진다.
상기 S25 단계는 제어부(140)가 영상의 분석을 통해 검출된 무기 이물질의 성상별 면적과, 미리 입력된 무기 이물질의 성상별 두께 및 비중을 이용하여 무기 이물질의 성상별 중량을 산출하고, 산출된 성상별 무기 이물질의 중량을 모두 더하여 무기 이물질의 총중량을 산출하는 것으로 이루어진다.
상기 S30 단계는 상기와 같은 과정을 통해 산출된 순환골재의 총부피와 유기 이물질의 총부피를 이용하여 유기 이물질의 용적기준 함량비를 산출하고, 미리 입력된 유기 이물질의 기준 함량비와 비교하여 유기 이물질의 함유량이 기준 함량비를 초과하는지의 여부를 판단하는 것으로 이루어지며, 산출된 유기 이물질의 함량비가 기준 함량비를 초과할 경우, 해당 순환골재는 상대적으로 많은 유기 이물질이 혼재되어 품질이 낮은 불량품으로 판정하게 된다.
상기 S40 단계는 앞선 과정을 통해 산출된 순환골재의 총중량과 무기 이물질의 총중량을 이용하여 무기 이물질의 질량기준 함량비를 산출하고, 미리 입력된 무기 이물질의 기준 함량비와 비교하여 무기 이물질의 함유량이 기준 함량비를 초과하는지의 여부를 판단하는 것으로 이루어지며, 산출된 무기 이물질의 함량비가 기준 함량비를 초과할 경우, 해당 순환골재는 상대적으로 많은 무기 이물질이 혼재되어 품질이 낮은 불량품으로 판정하게 된다.
상기 S50 단계는 순환골재에 혼재된 유기 이물질과 무기 이물질의 함량비가 모두 기준 함량비 이하일 경우 실행되는 단계로써, 해당 분석주기 동안 생산되는 순환골재가 양품 이송컨베이어(111)로 배출되도록 제어부(140)가 투웨이 게이트(150)를 제어하는 것으로 이루어지게 된다.
상기 S60 단계는 순환골재에 혼재된 유기 이물질과 무기 이물질 중 어느 하나라도 합격기준으로 만족하지 못할 경우 실행되는 단계로써, 해당 분석주기 동안 생산되는 순환골재가 불량품 이송컨베이어(112)로 배출되도록 제어부(140)가 투웨이 게이트(150)를 제어하는 것으로 이루어지게 된다.
상기 S70 단계는 불량품 이송컨베이어(112)로 배출되는 순환골재에 혼재된 이물질의 함유량에 따라 적절한 선별방법이 적용될 수 있도록 순환골재를 이송시키는 공정이다.
즉, 불량품 이송컨베이어(112)로 배출되는 순환골재는 유기 이물질 또는 무기 이물질의 함량비가 기준 함량비를 초과하여 품질이 낮은 순환골재로써, 유기 이물질과 무기 이물질 중 합격 기준인 기준 함량비로부터 더 벗어난 이물질의 추가적인 선별이 이루어질 수 있도록 불량품 이송컨베이어(112)를 제1방향(D1) 또는 제2방향(D2)으로 제어하는 것으로 이루어지게 된다.
한편, 상기 불량품 이송컨베이어(112)는 양쪽 방향으로 순환골재를 이송할 수 있도록 정역 회전이 가능한 컨베이어로 구성되며, 불량품 이송컨베이어(112)의 제1방향(D1) 측 단부에는 유기 이물질의 선별에 적합한 풍력선별설비 구성되고, 상기 제1방향(D1)과 반대쪽인 제2방향(D2) 측 단부에는 무기 이물질의 선별에 적합한 인력선별장이 구성된다.
따라서, 상기 제어부(140)는 유기 이물질의 추가적인 선별이 요구되는 것으로 판정된 경우, 불량품 이송컨베이어(112)가 순환골재를 제1방향(D1)으로 이송하도록 동작시키고, 반대로 무기 이물질의 추가적인 선별이 요구되는 것으로 판정된 경우, 불량품 이송컨베이어(112)가 순환골재를 제2방향(D2)으로 이송하도록 동작시키게 된다.
이와 같은 추가적인 선별과정을 거친 순환골재를 양품 순환골재와 혼합되거나, 새로 생산되는 순환골재와 함께 분석시스템으로 다시 투입되도록 반환될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 순환골재의 생산과정에서 유기 이물질과 무기 이물질의 함량비를 검출하여 생산되는 순환골재가 사용용도에 적합한 품질을 갖는지 확인할 수 있고, 필요한 경우 추가적인 이물질이 선별이 이루어질 수 있도록 함으로써 양질의 순환골재를 생산하고 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 컨베이어 111: 양품 이송컨베이어
112: 불량품 이송컨베이어 120: 촬영부
121: 암막챔버 122: 카메라
123; 조명등 124: 양압챔버
130: 높이 검출부 140: 제어부
150: 투웨이 게이트

Claims (6)

  1. 다단계의 파쇄공정 및 선별공정을 통해 생산되는 순환골재를 운반하는 컨베이어;
    상기 컨베이어에 의해 이송되는 순환골재의 영상을 촬영하는 촬영부;
    상기 촬영부의 촬영영역 내에 위치하는 순환골재와의 거리측정을 통해 순환골재의 높이정보를 획득하는 높이 검출부; 및
    상기 촬영부에서 촬영된 영상을 분석하여 순환골재와 유기 이물질 및 무기 이물질을 분류하는 기능, 분류된 순환골재의 총부피와 총중량을 산출하는 기능, 분류된 유기 이물질의 총부피를 산출하는 기능, 분류된 무기 이물질의 총중량을 산출하는 기능, 순환골재의 총부피와 유기 이물질의 총부피를 이용하여 산출되는 유기 이물질의 용적기준 함량비를 미리 입력된 기준 함량비와 비교하여 유기 이물질 함유량의 합격여부를 판정하는 기능, 순환골재의 총중량과 무기 이물질의 총중량을 이용하여 산출되는 무기 이물질의 중량기준 함량비를 미리 입력된 기준 함량비와 비교하여 무기 이물질 함유량의 합격여부를 판정하는 기능을 포함하는 제어부;로 구성된 것을 특징으로 하는 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬영부는,
    컨베이어에 의해 이송되는 순환골재의 영상을 촬영하는 카메라;
    상기 카메라에 의한 영상 촬영 시 외부 빛의 유입 및 공기 중 부유물질의 유입을 차단하도록 카메라 및 컨베이어의 일부를 감싸는 구조로 이루어진 암막챔버; 및
    상기 암막챔버의 내부에 배치된 하나 이상의 조명등;으로 이루어지되,
    상기 암막챔버의 내부에는 대기압 보다 높은 압력을 유지하는 양압챔버가 구성되고, 상기 양압챔버에 카메라와 조명등이 배치된 것을 특징으로 하는 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 이물질 함유량에 따른 합격여부에 따라 해당 순환골재를 양품 이송컨베이어 또는 불량품 이송컨베이어로 선택하여 배출시키는 투웨이 게이트;를 더 포함하며,
    상기 제어부는 유기 이물질과 무기 이물질 중 불합격한 것 또는 품질기준에서 더 많이 벗어난 것이 순환골재로부터 선별될 수 있도록 상기 불량품 이송컨베이어를 제1방향을 제어하여 풍력선별에 의해 유기 이물질의 추가적인 선별이 이루어지게 하거나, 불량품 이송컨베이어를 제2방향으로 제어하여 인력선별에 의해 무기 이물질의 추가적인 선별이 이루어지게 하는 기능;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템.
  5. 순환골재의 비중, 이물질의 성상별 두께와 비중, 유기 이물질의 기준 함량비와 무기 이물질의 기준 함량비를 제어부가 입력받아 저장하는 단계(S10);
    컨베이어에 의해 이송되는 순환골재의 영상 촬영 및 분석 그리고 순환골재의 높이 측정을 통해 영상 내에 존재하는 순환골재의 총중량 및 총부피와, 유기 이물질의 성상별 부피 및 유기 이물질의 총부피와, 무기 이물질의 성상별 중량 및 무기 이물질의 총중량을 산출하는 단계(S20);
    상기 S20 단계에서 산출된 순환골재의 총부피와 유기 이물질의 총부피를 이용하여 유기 이물질의 용적기준 함량비를 산출하고, 상기 S10 단계에서 입력된 유기 이물질의 기준 함량비와 비교하여 유기 이물질의 함유량을 기준으로 한 순환골재의 합격여부를 판정하는 단계(S30);
    상기 S20 단계에서 산출된 순환골재의 총중량과 무기 이물질의 총중량을 이용하여 무기 이물질의 중량기준 함량비를 산출하고, 상기 S10 단계에서 입력된 무기 이물질의 기준 함량비와 비교하여 무기 이물질의 함유량을 기준으로 한 순환골재의 합격여부를 판정하는 단계(S40);
    상기 S30 단계 및 S40 단계의 판정 결과, 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량이 모두 합격기준을 만족할 경우 해당 분석 주기 동안 생산되는 순환골재는 양품 이송컨베이어로 배출하는 단계(S50);
    상기 S30 단계 및 S40 단계의 판정 결과, 유기 이물질과 무기 이물질의 함유량이 어느 하나라도 합격기준을 만족하지 못할 경우, 해당 분석 주기 동안 생산되는 순환골재를 불량품 이송컨베이어로 배출하는 단계(S60); 및
    상기 S60 단계를 통해 불량품 이송컨베이어로 배출되는 순환골재에 함유된 유기 이물질과 무기 이물질 중 합격 기준으로부터 더 벗어난 이물질의 선별이 이루어지도록 불량품 이송컨베이어를 제1방향으로 제어하여 풍력선별에 의해 유기 이물질의 추가 선별이 이루어지게 하거나, 불량품 이송컨베이어를 제2방향으로 제어하여 인력선별에 의해 무기 이물질의 추가 선별이 이루어지게 하는 단계(S70);로 이루어진 것을 특징으로 하는 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템을 이용한 순환골재 생산방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 S20 단계는,
    영상의 촬영 및 촬영된 영상의 분석을 통해 순환골재의 총면적, 유기 이물질의 성상별 면적, 무기 이물질의 성상별 면적으로 검출하는 단계(S21);
    영상의 촬영과 동시에 거리센서를 이용하여 촬영영역 내에 위치하는 순환골재의 높이정보를 획득하는 단계(S22);
    상기 S21 단계 및 S22 단계를 통해 획득된 순환골재의 총면적과 높이 및 미리 입력된 순환골재의 비중에 기초하여 순환골재의 총중량과 총부피를 산출하는 단계(S23);
    상기 S21 단계를 통해 획득된 유기 이물질의 성상별 면적과 미리 입력된 유기 이물질의 성상별 두께를 이용하여 유기 이물질의 성상별 부피 및 유기 이물질의 총부피를 산출하는 단계(S24); 및
    상기 S21 단계를 통해 획득된 무기 이물질의 성상별 면적과 미리 입력된 무기 이물질의 성상별 두께 및 비중을 이용하여 무기 이물질의 성상별 중량 및 무기 이물질의 총중량을 산출하는 단계(S25);로 이루어진 것을 특징으로 하는 건설폐기물 중의 유기 이물질과 무기 이물질의 선별을 위한 분석시스템을 이용한 순환골재 생산방법.
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