KR101932892B1 - 다중 리크 및 화재 감지 장치 - Google Patents

Abstract

장치 주변에 리크가 발생한 경우 마스터 모듈에 직렬상으로 순차적으로 접속된 다수의 슬레이브 알람 모듈에 의해 리크 알람 메시지를 마스터 모듈로 제공하고, 장치 주변에 화재가 발생한 경우 화재 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 제공함으로써 리크 및 화재에 대비할 수 있도록 하는 다중 리크 및 화재 감지 장치가 제공된다. 상기 다중 리크 및 화재 감지 장치는 마스터 모듈; 데이터 통신 라인을 통하여 상기 마스터 모듈에 직렬상으로 순차적으로 접속되고 각각 상이한 고유 ID가 할당되어 리크 감지 데이터가 수신되는 경우 해당 고유 ID를 상기 리크 감지 데이터에 부가한 리크 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 제공하고 장치 주변에 화재가 발생한 경우 화재 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 제공하는 다수의 슬레이브 알람 모듈; 및 상기 다수의 슬레이브 알람 모듈 각각의 후단에 상호 1m 내지 10m의 거리 이격되어 위치하도록 결합 설치되어 주변에 리크가 발생한 경우 리크 감지 데이터를 발생하여 해당 슬레이브 알람 모듈로 제공하는 다수의 리크 감지 센서를 포함한다.

Description

다중 리크 및 화재 감지 장치{MULTI LEAK AND FIRE SENSING APPARATUS}

본 발명은 감지 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 리크 및 화재를 동시에 감지하는 다중 리크 및 화재 감지 장치에 관한 것이다.

누수 및 누유시에 누수 및 누유를 감지하기 위하여 위한 다양한 방식의 리크 센서가 사용되고 있다. 이러한 리크 센서를 다수개 연결하기 위한 종래의 유선 통신 기술로는 일반적으로 송수신이 별도인 2선 방식이 주를 이루는 RS485, RS232 등이 대표적이며, 이를 사용하기 위해서는 별도의 해당 통신 I.C를 탑재해야 하며, 그로 인한 통신 소비 전력 증가로 슬레이브 모듈의 설치 개수가 줄어 드는 문제와 그에 따른 설치 길이가 짧아지는 문제로 야기될 수 있다.

특허 등록 번호 10-1470308{등록일: 2016년 04월 15일}

본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여, 장치 주변에 리크가 발생한 경우 마스터 모듈에 직렬상으로 순차적으로 접속된 다수의 슬레이브 알람 모듈에 의해 리크 알람 메시지를 마스터 모듈로 제공하고, 장치 주변에 화재가 발생한 경우 화재 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 제공함으로써 리크 및 화재에 대비할 수 있도록 하는 다중 리크 및 화재 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 다중 리크 및 화재 감지 장치는 마스터 모듈; 데이터 통신 라인을 통하여 상기 마스터 모듈에 직렬상으로 순차적으로 접속되고 각각 상이한 고유 ID가 할당되어 리크 감지 데이터가 수신되는 경우 해당 고유 ID를 상기 리크 감지 데이터에 부가한 리크 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 제공하고 장치 주변에 화재가 발생한 경우 화재 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 제공하는 다수의 슬레이브 알람 모듈; 및 상기 다수의 슬레이브 알람 모듈 각각의 후단에 상호 1m 내지 10m의 거리 이격되어 위치하도록 결합 설치되어 주변에 리크가 발생한 경우 리크 감지 데이터를 발생하여 해당 슬레이브 알람 모듈로 제공하는 다수의 리크 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 슬레이브 알람 모듈은 각각 상기 리크 감지 센서로부터의 상기 리크 감지 데이터를 수신하는 센서 타입별 감지 회로; 센서 주변 온도를 감지하여 기준 온도 이상인 경우 화재 감지 데이터를 출력하는 온도 감지 센서, 가스 누출을 감지하여 상기 화재 감지 데이터를 출력하는 가스 감지 센서, 또는 연기 발생을 감지하여 상기 화재 감지 데이터를 출력하는 연기 감지 센서 중의 적어도 하나를 포함하는 화재 감지부; 상기 마스터 모듈로부터 고유 ID를 수신받고 상기 센서별 감지 회로에 의해 수신된 상기 리크 감지 데이터에 상기 할당된 고유 ID를 부가한 상기 리크 알람 데이터를 상기 마스터 모듈로 전송하고 상기 화재 감지부로부터의 상기 화재 감지 데이터에 상기 할당된 고유 ID를 부가한 상기 화재 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 전송하는 통신부; 및 상기 센서 타입별 감지회로, 상기 화재 감지부, 및 상기 통신부의 동작을 제어하고 상기 고유 ID를 상기 리크 감지 데이터 및 상기 화재 감지 데이터에 각각 부가하여 상기 리크 알람 메시지 및 상기 화재 알람 메시지를 발생하는 MCU(Micro Control Unit)를 구비한다.

상기 MCU는 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 송수신 전환 신호를 발생하여 상기 통신부로 제공하고, 상기 통신부는 상기 MCU로부터의 상기 UART 송수신 전환 신호에 따라 비동기 방식으로 상기 고유 ID 및 상기 리크 감지 데이터를 송신하거나 수신하는 한쌍의 송수신 전환 회로를 구비하는 UART 통신부를 포함한다.

상기 리크 감지 센서는 누유 검출 필름 센서, 누수 검출 필름 센서, 또는 케미컬 검출 필름 센서로 구성된 그룹으로 선택된 하나를 포함하고, 베이스 필름층, 전도성 라인층, 보호 필름층이 상방으로 순차적으로 적층되며, 상기 전도성 라인층은, 길이 방향으로 단위 면적당 일정한 저항값을 갖는 저항 라인과, 상기 저항 라인과 이격되면서 상기 저항 라인과 나란히 형성된 도체 라인이 형성되도록 구성되며, 상기 보호 필름층은 상기 전도성 라인층의 저항 라인과 도체 라인을 외부로 노출시킬 수 있도록 일정 간격마다 홀이 형성될 수 있다. 상기 다수의 슬레이브 알람모듈 및 상기 다수의 리크 감지 센서의 개수는 각각 10개일 수 있다.

본 발명은 저전력(모듈당 수백 uA정도) 1 라인 직렬 통신 기술을 개발한 것으로, PET 필름 위에 전도성이 높은 금속 박막을 라미네이팅(접착)한 후 에칭 기법을 통해 전원, 통신, 및 리크 감지 회로 라인을 구성하여, 별도의 전원 케이블과 통신 케이블 공사 설치 없이도 오직 얇은 PET 필름과 같은 필름 센서로 다중 리크 감지와 다중 화재 감지를 할 수 있다. 실제 산업 현장에서 누수 소지가 있는 포인트를 선정하는 어려움이 있어, 이를 최소하는 누액 감지 기술로 영역을 감지할 수 있도록 필름 방식이 선호되고 있다. 본 발명은 이 필름 방식을 이용해 여러 화재 우려 가능성이 있는 설비 부근에 온도 감지 센서, 가스 감지 센서, 또는 연기 감지 센서와 같은 화재 감지 센서(화재 감지부)를 추가해 누액 및 화재로 인한 인명과 재산상의 피해를 최소화할 수 있다. 기존의 화재 감지 센서 설치시에는 각 화재 감지 센서 모듈 별로 각각 전원선 및 알람 신호 전송선, 또는 상태 전송 통신선의 설치가 필수였고, 무선 통신 시스템 구축시에도 전원선 설치 공사에 대한 비용과 기간 그리고 시설물 변경 등에 의한 문제가 여전히 숙제이고, 밧데리 방식의 전원 시스템의 단점으로 절대적 수명이 있어 주기적으로 교체해야 하는 번거로움이 발생된다.

이에 본 발명은 리크 감지 PET 필름에 화재 감지에 필요한 금속 박막 회로를 추가 탑재하여 원거리(약 1Km) 영역 형태로 화재 및 리크를 동시에 다 각도로 검출하여 실시간으로 알려줄 수 있는 매우 효율적인 장점이 있다. 또한 많은 종류의 액체를 취급하는 특별 시설물에서는 기존의 리크 감지 센서 장치를 여러 개 각각 설치해야 하는 번거로움과 비용이 복수 발생되었으나, 본 발명의 기술 적용시에는 1개의 시스템 구성 안에 구간 별로 누유 검출 필름 센서, 누수 검출 필름 센서, 및 케미컬 검출 필름 센서와 같은 특정 액체 검출 리크 센서를 각각 최대 10m 간격으로 10개를 설치하여 최대 100m 거리 범위 까지 설치 가능하므로, 기존 방식보다 적은 설치 비용으로 큰 효과를 발휘할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 리크 및 화재 감지 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 슬레이브 알람 모듈들 중 제1 및 제2 슬레이브 알람 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 리크 감지 센서의 일예를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전도성 라인층의 패턴을 보인 도면이다.
도 5는 리크 감지를 위한 패턴의 회로 구성도이다.
도 6은 테이프 절단 감지를 위한 패턴의 회로 구성도이다.
도 7은 보호 필름층의 형태를 보인 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 다중 리크 및 화재 감지 장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 리크 및 화재 감지 장치의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 다중 리크 및 화재 감지 장치는 마스터 모듈(10), 다수의 슬레이브 알람 모듈(200), 및 다수의 리크 감지 센서(100)를 포함한다.

도 1에는 4개의 슬레이브 알람 모듈(200) 및 4개의 리크 감지 센서(100)가 도시되어 있지만, 본 발명에는 이에 한정되지 않으며, 10개의 슬레이브 알람 모듈(200) 및 10개의 리크 감지 센서(100)가 적용되는 것이 바람직하다.

다수의 슬레이브 알람 모듈(200)은 데이터 통신 라인(110)을 통하여 상기 마스터 모듈(10)에 직렬상으로 순차적으로 접속되고 각각 상이한 고유 ID가 할당되어 리크 감지 데이터가 수신되는 경우 해당 고유 ID를 상기 리크 감지 데이터에 부가한 리크 알람 메시지를 상기 마스터 모듈(10)로 제공하고, 장치 주변에 화재가 발생한 경우 화재 알람 메시지를 상기 마스터 모듈(10)로 제공한다.

다수의 리크 감지 센서(100)는 상기 다수의 슬레이브 알람 모듈(200) 각각의 후단에 도선 라인(50)을 통하여 상호 1m 내지 10m의 거리 이격되어 위치하도록 결합 설치되어 센서 주변에 리크가 발생한 경우 리크 감지 데이터를 발생하여 해당 슬레이브 알람 모듈(200)로 제공한다.

도 2는 도 1에 도시된 슬레이브 알람 모듈들 중 제1 및 제2 슬레이브 알람 모듈을 나타낸 도면이다. 상기 다수의 슬레이브 알람 모듈(200)은 각각 센서 타입별 감지 회로(210), 화재 감지부(220), 통신부(230), 및 MCU(240)를 포함한다.

센서 타입별 감지 회로(210)는 상기 리크 감지 센서(100)로부터의 상기 리크 감지 데이터를 수신한다.

화재 감지부(220)는 주변 온도를 감지하여 기준 온도 이상인 경우 화재 감지 데이터를 출력하는 온도 감지 센서(222), 가스 누출을 감지하여 상기 화재 감지 데이터를 출력하는 가스 감지 센서(224), 또는 연기 발생을 감지하여 상기 화재 감지 데이터를 출력하는 연기 감지 센서(226) 중의 적어도 하나를 포함한다.

통신부(230)는 상기 마스터 모듈(10)로부터 고유 ID를 수신받고 상기 센서별 감지 회로에 의해 수신된 상기 리크 감지 데이터에 상기 할당된 고유 ID를 부가한 상기 리크 알람 데이터를 상기 마스터 모듈(10)로 전송하고 상기 화재 감지부(220)로부터의 상기 화재 감지 데이터에 상기 할당된 고유 ID를 부가한 상기 리크 알람 메시지를 상기 마스터 모듈(10)로 전송한다.

MCU(240)는 상기 센서 타입별 감지회로(210), 상기 화재 감지부(220) 및 상기 통신부(230)의 동작을 제어하고 상기 고유 ID를 상기 리크 감지 데이터 및 상기 화재 감지 데이터에 각각 부가하여 상기 리크 알람 메시지 및 상기 화재 알람 메시지를 발생한다.

상기 MCU(240)는 UART 송수신 전환 신호를 발생하여 상기 통신부(230)로 제공하고, 상기 통신부(230)는 상기 MCU(240)로부터의 상기 UART 송수신 전환 신호에 따라 비동기 방식으로 상기 고유 ID 및 상기 리크 감지 데이터를 송신하거나 수신하는 한쌍의 송수신 전환 회로(230)를 구비하는 UART 통신부를 포함한다.

상기한 바와 같이, MCU(240) 통신 시그널을 컨트롤하는 부품(Device)은 이며, 이 MCU는 2개의 UART 기능과 통신 송수신 전환 컨트롤 기능, 리크 신호의 ADC 기능, 그리고 화재 감지 센서의 정보를 처리한다. 또 중요한 특징으로 각 슬레이브 알람 모듈(200)의 공장 출하시 별도 ID 설정을 하거나, Dip S/W 등의 ID 설정 H/W 회로가 필요없는 장점이 있다. 서로 이웃한 모듈간의 직렬 통신이므로 자신보다 뒤에 오는 모듈의 ID는 자동으로 +1을 갖게 되므로 자동으로 자신의 ID를 알 수 있다.

예를 들면, 마스터 모듈(10) 다음에 오는 슬레이브 알람 모듈(200)은 자동으로 슬레이브 #1이 되고, 슬레이브 #1 다음에 오는 모듈은 자동으로 슬레이브 #2가 되므로, 시스템 시작 단계에서 최초 1회만 슬레이브에서 ID 설정 명령으로 순식간에 모든 연결 슬레이브 알람 모듈(200)의 ID가 자동 설정된다. 마스터 모듈(10)에서 이웃하지 않은 여러 슬레이브 알람 모듈들(200)의 정보를 읽는 방법은 각 슬레이브 알람 모듈(200) 측에서 자신 ID의 정보가 아닌 것은 서로 이웃한 슬레이브 알람 모듈(200)로 바이패스시켜 줌으로써 결국 마지막 끝단 모듈의 정보도 마스터 모듈(10)로 전송이 된다.

도 3은 도 1에 도시된 리크 감지 센서의 일예를 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 전도성 라인층의 패턴을 보인 도면이다. 도 5는 리크 감지를 위한 패턴의 회로 구성도이다. 도 6은 테이프 절단 감지를 위한 패턴의 회로 구성도이다. 도 7은 보호 필름층의 형태를 보인 도면이다.

도 2를 참조하면 상기 리크 감지 센서(100)는 누유 검출 필름 센서, 누수 검출 필름 센서, 또는 케미컬 검출 필름 센서로 구성된 그룹으로 선택된 하나를 포함한다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 상기 리크 감지 센서(100)에는 베이스 필름층(300), 전도성 라인층(400), 보호 필름층(500)이 상방으로 순차적으로 적층된다.

상기 전도성 라인층(400)은, 길이 방향으로 단위 면적당 일정한 저항값을 갖는 저항 라인(401, 402, 406, 및 407)과, 상기 저항 라인(401, 402, 406, 407)과 이격되면서 상기 저항 라인(401, 402, 406, 및 407)과 나란히 형성된 도체 라인(403, 404, 408, 409, 410, 및 411)이 형성되도록 구성된다.

상기 보호 필름층(500)은 상기 전도성 라인층(400)의 저항 라인(401, 402, 406, 407)과 도체 라인(403, 404, 408, 409, 410, 및 411)을 외부로 노출시킬 수 있도록 일정 간격마다 홀(510)이 형성된다.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 마스터 모듈
50; 도선 라인
100: 리크 감지 센서
110: 데이터 통신 라인
200: 슬레이브 알람 모듈
210: 센서 타입별 감지 회로
220: 화재 감지부
222: 온도 감지 센서
224: 가스 감지 센서
226: 연기 감지 센서
230: 통신부
240: MCU
300: 베이스 필름층
400: 전도성 라인층
401, 402, 406, 407: 저항 라인
500: 보호 필름층
403, 404, 408, 409, 410, 411: 도체 라인
510: 홀

Claims (5)

1. 마스터 모듈;
   데이터 통신 라인을 통하여 상기 마스터 모듈에 직렬상으로 순차적으로 접속되고 각각 상이한 고유 ID가 할당되어 리크 감지 데이터가 수신되는 경우 해당 고유 ID를 상기 리크 감지 데이터에 부가한 리크 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 제공하고 장치 주변에 화재가 발생한 경우 화재 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 제공하는 다수의 슬레이브 알람 모듈; 및
   상기 다수의 슬레이브 알람 모듈 각각의 후단에 상호 1m 내지 10m의 거리 이격되어 위치하도록 결합 설치되어 주변에 리크가 발생한 경우 리크 감지 데이터를 발생하여 해당 슬레이브 알람 모듈로 제공하는 다수의 리크 감지 센서를 포함하며,
   상기 다수의 슬레이브 알람 모듈은 각각
   상기 리크 감지 센서로부터의 상기 리크 감지 데이터를 수신하는 센서 타입별 감지 회로;
   센서 주변 온도를 감지하여 기준 온도 이상인 경우 화재 감지 데이터를 출력하는 온도 감지 센서, 가스 누출을 감지하여 상기 화재 감지 데이터를 출력하는 가스 감지 센서, 또는 연기 발생을 감지하여 상기 화재 감지 데이터를 출력하는 연기 감지 센서 중의 적어도 하나를 포함하는 화재 감지부;
   상기 마스터 모듈로부터 고유 ID를 수신받고 상기 센서별 감지 회로에 의해 수신된 상기 리크 감지 데이터에 상기 할당된 고유 ID를 부가한 상기 리크 알람 데이터를 상기 마스터 모듈로 전송하고 상기 화재 감지부로부터의 상기 화재 감지 데이터에 상기 할당된 고유 ID를 부가한 상기 화재 알람 메시지를 상기 마스터 모듈로 전송하는 통신부; 및
   상기 센서 타입별 감지회로, 상기 화재 감지부, 및 상기 통신부의 동작을 제어하고 상기 고유 ID를 상기 리크 감지 데이터 및 상기 화재 감지 데이터에 각각 부가하여 상기 리크 알람 메시지 및 상기 화재 알람 메시지를 발생하는 MCU를 구비하는 다중 리크 및 화재 감지 장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 MCU는 UART 송수신 전환 신호를 발생하여 상기 통신부로 제공하고,
   상기 통신부는 상기 MCU로부터의 상기 UART 송수신 전환 신호에 따라 비동기 방식으로 상기 고유 ID 및 상기 리크 감지 데이터를 송신하거나 수신하는 한쌍의 송수신 전환 회로를 구비하는 UART 통신부를 포함하는 다중 리크 및 화재 감지 장치.
4. 제1 항에 있어서, 상기 리크 감지 센서는
   누유 검출 필름 센서, 누수 검출 필름 센서, 또는 케미컬 검출 필름 센서로 구성된 그룹으로 선택된 하나를 포함하고,
   베이스 필름층, 전도성 라인층, 보호 필름층이 상방으로 순차적으로 적층되며,
   상기 전도성 라인층은, 길이 방향으로 단위 면적당 일정한 저항값을 갖는 저항 라인과, 상기 저항 라인과 이격되면서 상기 저항 라인과 나란히 형성된 도체 라인이 형성되도록 구성되며,
   상기 보호 필름층은 상기 전도성 라인층의 저항 라인과 도체 라인을 외부로 노출시킬 수 있도록 일정 간격마다 홀이 형성되는 다중 리크 및 화재 감지 장치.
5. 제1, 3, 또는 4 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 다수의 슬레이브 알람 모듈 및 상기 다수의 리크 감지 센서의 개수는 각각 10개인 다중 리크 및 화재 감지 장치.

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