KR101982574B1 - 누수 탐지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수도관 등의 유체를 수송하는 배관에서 발생되는 누수 위치를 정확히 파악할 수 있도록 하기 위한 누수탐지에 관련되는 기술로서, 부력을 갖는 부체; 상기 부체 내부에 내장되는 비콘; 상기 비콘과 무선통신을 하게 되며, 배관에 투입되는 상기 비콘의 위치를 확인할 수 있는 단말기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 누수 탐지 시스템이다.

Description

누수 탐지 시스템{water leakage detection system}

본 발명은 상수도관 등의 유체를 수송하는 배관에서 발생되는 누수 위치를 정확히 파악할 수 있도록 하기 위한 누수탐지에 관련되는 기술이다.

도심의 지하에는 상하수도 배관들이 복잡하게 매설되어 있으며, 금속제나 합성수지제의 배관들은 소정의 내구년한이 있기 마련이므로 일정 기간이 경과하면 교체가 예정된다. 하지만 이미 매설된 각종 배관들을 교체 시공하는 것은 상당한 비용이 발생함은 물론이고 주민들에게도 많은 불편함을 야기한다.

예를 들어 금속배관의 내구년한이 15년이라 가정할 때 동일시점에 매설된 금속배관이라 하여도 어떤 부분의 금속배관은 이보다 조기에 손상되어 누수가 발생되는 경우가 허다하다.

물과 같은 유체가 운송되는 배관들은 초기에는 작은 손상으로 시작되어 그 부분이 점차 넓어져 종국에는 배관이 끊어지기도 하고, 분수처럼 물이 지표면 위로 솟구쳐 오르기도 한다.

특히, 식수로 사용되는 상수관의 경우 누수로 인한 경제적 손실이 상당하며, 불필요하게 수자원을 낭비하는 결과를 초래하는 요인이 되기도 한다.

배관에서 발생되는 누수가 심해지면 지반 침하가 발생되기도 하며, 일반 소비자들의 경우에는 사용하지도 않은 물 사용료를 과도하게 납부해야 하는 억울함을 당하기도 한다.

이하 기존에 알려진 누수 탐지관련 기술에 대해 살펴보기로 한다.

누수 탐지를 위한 다양한 장비들이 판매되고 있으며, 소형 탐지기의 경우 150만원에서 200만원 정도의 가격대를 형성하며, 보다 전문적인 대형 탐지기의 경우 1500만원에서 5000만원 정도에 이르는 가격대를 형성하는 것으로 알려져 있다.

누수탐지기를 사용하더라도 수년간의 경험이 없이는 한번에 누수 지점을 찾기는 쉽지 않으며, 전문가라고 하여도 수회에 걸친 시행착오를 겪는 경우도 많다.

그만큼 장비를 이용하더라도 눈에 보이지 않는 배관상의 누수 지점을 찾는다는 것은 어려운 일인 것이다.

본 발명과 관련되는 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-1382232호의 "소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템"이 있다.

도 1은 종래기술에 의한 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템의 개념도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 종래기술은 유체가 흐르는 대상체의 소리를 감지하는 감지센서부, 상기 감지센서부에서 측정된 1차 음향데이터를 저장하는 제1저장부, 배터리를 절약하기 위한 모드별 조절이 가능한 wake up 센서부, 감지센서부와 wake up 센서부를 제어하는 제어부를 포함하는 누수감지장치와, 상기 누수감지장치에서 전송된 1차 음향데이터를 수신하는 제1통신부, 상기 제1통신부의 1차 음향데이터를 분석하는 프로세서부, 상기 분석된 2차 음향데이터를 송출하는 제2통신부를 포함하는 변환기와, 수신된 2차 음향데이터를 분석하는 연산부, 수신된 2차 음향데이터와 상기 연산부에서 분석된 3차 음향데이터를 저장하는 제2저장부를 포함하는 단말기를 포함하여 이루어지는 것이다.

종래기술은 매설된 배관에서 발생되는 누수를 탐지할 수 있는 누수감지장치가 구비되나, 누수감지장치는 배관 매설시에 함께 매설되어 정확한 누수 위치를 파악할 수는 없고 다수의 누수감지장치 중에서 신호가 강한 누수감지장치 주위에 누수가 있는 것으로 인식할 수 밖에 없다는 한계점이 있다.

그리고 종래기술에서의 누수감지장치는 매설되는 순간 해당 위치에서만 사용될 수 밖에 없다는 한계점이 있고, 정밀도를 높이기 위해서는 엄청한 갯수의 누수감지장치를 설치해야 한다는 문제점이 있다.

또한, 누수감지장치는 지중에 배관과 함께 매설되기 때문에 고장이나 오작동시 대처가 쉽지 않다는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-1382232호

따라서 본 발명은 휴대가 용이하고 지속적인 사용이 가능하며, 누구라도 쉽게 누수 여부 및 누수 위치를 확인할 수 있도록 하는 누수 탐지 시스템을 제공하고자 한다.

제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명의 누수 탐지 시스템은, 부력을 갖는 부체; 상기 부체 내부에 내장되는 비콘; 상기 비콘과 무선통신을 하게 되며, 배관에 투입되는 상기 비콘의 위치를 확인할 수 있는 단말기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 부체에는, 음향측정센서 및 카메라가 내장되고, 전원공급을 위한 배터리가 내장되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 부체는, 구 형상을 이루되, 두 개의 반구가 결합되며, 상기 반구와 반구의 결합면에는 하나 이상의 오링이 설치되고, 두 개의 반구 중 하부측 반구에는 중심추가 내장되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 부체에는, 조명등이 구비되며, 상기 부체에 회수용끈이 연결되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 단말기에는, 누수 탐지앱이 설치되며 상기 비콘의 이동경로 및 거리가 표시되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 누수 탐지 시스템은 개인이 소지하는 휴대폰과 같은 단말기를 이용하여 배관 내부로 투입되는 부체에 내장된 비콘 신호를 받아 부체의 정확한 위치를 파악할 수 있도록 한다는 효과가 있다.

즉, 배관에서 누수가 발생되는 곳에서 부체는 멈추게 되므로 간편하게 배관에서의 누수 지점을 정확하게 파악할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 누구라도 쉽게 사용이 가능하다는 장점이 있고, 정확한 누수 지점 파악으로 불필요한 굴착작업을 줄일 수 있으므로 고가인 누수탐지 비용을 합리적인 가격대로 낮출 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템의 개념도.
도 2는 본 발명에 의한 누수 탐지 시스템의 개략적인 구성도.
도 3은 부체의 예시도.
도 4는 부체의 분해 예시도.
도 5는 부체에 회수용끈이 연결된 예시도.
도 6은 누수 탐지가 이루어지는 예시도.

이하 본 발명에 의한 누수 탐지 시스템에 대해 보다 상세한 설명을 하도록 하며, 첨부되는 도면을 참조하는 것으로 한다. 단, 제시되는 도면 및 이에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 기술적 사상에 따른 하나의 실시 가능한 예를 설명하는 것인 바, 본 발명의 기술적 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

도 2는 본 발명에 의한 누수 탐지 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 3은 부체의 예시도이며, 도 4는 부체의 분해 예시도이며, 도 5는 부체에 회수용끈이 연결된 예시도이고, 도 6은 누수 탐지가 이루어지는 예시도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 누수 탐지 시스템은 부체(100), 비콘(200), 단말기(300)의 구성으로 이루어질 수 있다.

부체(100)는 부력을 갖는 물체로 배관(P)에 흐르는 물 위에 부상하여 물의 흐름을 따라 이동될 수 있는 것이다.

바람직하게 부체(100)는 구 형상이 적합하며, 크기는 손에 파지 가능할 정도의 작은 사이즈가 적합할 것이다. 부체(100)의 크기는 다양하게 제공될 수 있으며, 배관(P)의 직경을 고려하여 적합한 것을 선택할 수 있도록 한다.

부체(100)는 물에 부상될 수 있어야 하므로 부체(100) 내부에 후술될 비콘 (200)등의 구성요소들이 내장된 후에도 충분한 부력을 가질 수 있는 소재를 선택하도록 한다.

부체(100) 내부에는 비콘(200)이 내장되며, 부가적으로 음향측정센서(S) 및 카메라(C) 그리고 배터리(B)가 내장될 수 있다.

비콘(200)은 블루투스 저에너지(BLE) 기술을 기반으로 근거리 내의 스마트 기기를 감지하고 각종 정보와 서비스를 제공하는 근거리 데이터 통신 기술을 의미한다.

비콘(200)은 위치를 알려주는 기준점 역할을 수행할 수 있으며 정보 전달을 하는 기능도 수행할 수 있는 것이다. 비콘은 블루투스, 적외선 등의 근거리 통신 기술을 기반으로 하며, 블루투스 저에너지(BLE) 기반의 비콘 기술이 가장 일반화되어 있고 흔히 이를 의미한다. 블루투스 저에너지 기반의 비콘 기술ㅇ른 블루투스 4.0 기반의 프로토콜을 사용하는 근거리 무선 통신 기술이다.

이처럼 비콘 자체는 공지된 기술인 바, 이에 대한 더 이상의 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 비콘이 가진 위치 정보와 정보 전달 기능을 활용하고자 한다.

특히, 비콘은 소량의 패킷 전송으로 동작이 가능하고 두 기기를 연결시키는 페어링(pairing)이 불필요하며 저전력으로 통신하기 때문에, 다른 근거리 무선통신 기술에 비해 저비용으로 위치를 인식할 수 있다는 장점이 있다.

본 발명의 누수 탐지 시스템은 비콘(200)과 무선통신을 하는 단말기(300)가 포함되며, 단말기(300)는 휴대가 가능한 스마트폰과 같은 것이 사용될 수 있다. 물론 단말기는 스마트폰에 한정되는 것은 아니며 노트북과 같은 컴퓨터도 해당될 수 있다.

비콘(200)이 내장된 부체(100)는 누수 탐지를 위해 배관(P) 내부로 투입되며, 부체(100)는 배관(P)을 따라 물에 부상되어 이동될 수 있고, 누수가 발생되는 지점에서 멈추게 되므로 부체(100)가 멈춘 위치를 단말기(300)를 통해 확인함으로써 정확한 누수 지점을 알 수 있게 된다.

보다 바람직하게 부체(100)는 구 형상을 이루도록 하며, 두 개의 반구(110)가 결합되어 하나의 완전한 구 형상을 갖도록 한다. 두 개의 반구(110)는 조립이 가능한 구조로서 예를 들어 나사 결합방식으로 조립이 이루어지도록 할 수 있고, 방수를 위해 결합면에는 하나 이상의 오링(120)이 설치되도록 한다.

도 3 또는 도 4와 같이 각 반구(110)의 결합면에는 오링(120)이 끼워질 수 있는 오링홈(121)을 두어서 정확한 결합 및 씰링이 되게 하며, 반구의 결합면 중심부에 암수 형태의 나사 결합부를 두어서 조립이 이루어질 수 있도록 한다.

그리고 바람직하게 두 개의 반구(110) 중 하부측 반구에는 중심추(111)가 내장되게 하여 항상 하방으로 향할 수 있도록 하고 안정적인 자세를 유지할 수 있도록 한다.

부체(100) 내부에는 음향측정센서(S), 카메라(C) 및 배터리(B)가 내장될 수 있는 바, 부체(100)를 두 개의 반구(110) 형태로 하여 조립이 가능하게 함으로써 부체(100) 내부에 내장되는 타 요소들의 설치가 용이하도록 할 수 있다.

바람직하게 음향측정센서(S), 카메라(C) 및 배터리(B)는 제어부(400)와 연결되며, 제어부(400)는 비콘(200)으로 정보를 제공하게 되고, 비콘(200)은 무선 통신으로 획득된 정보를 단말기(300)로 전송할 수 있다.

음향측정센서(S)는 배관(P) 내부의 소리를 센싱하는 수단으로서 특히 누수가 발생되는 지점에서는 물의 흐름이 비정상적이므로 이로 인해 발생되는 소리는 특이성을 나타내게 된다. 부체(100)가 이동되다가 멈춘 지점이 누수 발생 지점으로 예측될 수 있지만 보다 정확도를 높이기 위해 음향측정센서(S)에서 측정되는 소리의 변화를 감지하여 해당 지점에서 비정상적인 소리가 강하게 발생된다면 누수 지점 파악의 신뢰성을 높일 수 있다.

또한, 부체(100)에는 카메라(C)가 내장될 수 있으며, 카메라(C)는 배관(P) 내부를 촬영하게 되고 촬영된 영상은 데이터 전송을 통해 단말기(300)로 제공됨으로써 단말기(300) 사용자는 영상을 통해 누수 지점을 보다 정확하게 확인할 수 있게 된다.

배관 상 어떤 지점에서 누수가 발생되고 있는 경우에는 해당 지점에서는 물의 흐름이 달라지므로 이를 통해 보다 정확한 누수 지점 확인이 가능해진다.

그리고 부체(100)에는 조명등(L)이 구비될 수 있으며 조명등(L)은 카메라(C) 기능을 사용할 때 활성화되어 배관 내부를 밝혀서 영상 촬영이 원활할 수 있도록 지원하는 기능을 하게 된다.

한편, 바람직하게 부체(100)에 내장되는 음향측정센서(S), 카메라(C) 및 조명등(L)은 단말기(300) 사용자가 단말기를 통해서 제어 명령을 내릴 경우 동작될 수 있도록 함으로써 불필요한 전기 소모를 최소화할 수 있도록 한다.

그리고 도 5와 같이 본 발명의 누수 탐지 시스템에 사용되는 부체(100)는 누수 지점 파악 후 다시 회수하여 재사용하는 것이므로 부체(100)에 회수용끈(130)을 연결할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

배관(P) 내부로 부체(100)를 투입할 때 부체(100)에 회수용끈(130)을 연결하도록 하며, 배관(P)을 따라 이동되는 부체(100)가 누수 지점을 찾은 후에는 회수용끈(130)을 당겨서 부체(100)를 배관 밖으로 꺼낼 수 있도록 한다.

그리고 본 발명을 구성하는 주요한 요소인 단말기(300)에는 누수 탐지앱(310)이 설치되도록 하여, 누수 탐지앱(310)을 실행하여 보다 간편하게 부체(100)와의 무선통신으로 누수 지점을 신속 정확하게 파악할 수 있도록 한다.

본 시스템의 구현을 위해 개발된 전용 누수 탐지앱(310)을 단말기(300)에 설치하도록 하며, 누수 탐지앱(310)을 실행하여 누수 탐지를 실시하도록 한다.

이하, 단말기(300)에 설치된 누수 탐지앱(310)과 부체(100)를 이용한 누수 탐지 절차에 대해 개략적으로 설명하도록 한다.

누수가 의심되는 배관(P)을 특정했다면, 배관의 입구를 찾은 후 배관 입구를 통해 부체(100)를 투입하도록 한다.

이때 누수 탐지앱(310)을 실행하고 부체(100)의 비콘(200)과 단말기(300)간 통신이 제대로 이루어지는지를 확인하도록 한다. 정상적으로 단말기(300)와 비콘(200)간 무선 통신이 이루어지고 있다면, 누수 탐지앱(310)의 누수 탐지시작 버튼을 누르도록 하며, 이때 부체(100)가 투입되는 위치가 초기위치로 누수 탐지앱(310)에 기록된다

부체(100)는 배관(P)을 따라 이동하게 되며, 배관 상 누수가 발생되고 있는 지점에서 멈추게 된다.

부체(100)의 비콘(200)과 단말기(300)는 지속적으로 무선통신을 하고 있는 상태이므로, 부체(100)의 이동경로가 누수 탐지앱(310)에 표시되며, 거리도 표시된다.

이동경로 및 거리는 부체(100)가 배관(P) 내부로 투입되는 초기 위치를 기준으로 하여 표시된다.

한편, 단말기 사용자는 누수 탐지앱(310)에 마련되는 조작버튼을 이용하여 부체(100)에 내장되는 음향측정센서(S) 및 카메라(C)를 선택적으로 동작되게 할 수 있고, 측정된 음향센싱 결과 및 촬영된 영상은 무선통신을 통해 누수 탐지앱으로 전송된다.

사용자는 전송되는 음향 및 영상을 누수 탐지앱(310)에서 곧바로 확인할 수 있으며, 부체(100)가 멈춘 지점에서 측정된 음향 및 영상을 비교 분석함으로써 보다 정확한 누수 지점을 파악할 수 있게 된다.

본 발명은 휴대가 간편한 누수 탐지 장비로 사용될 수 있다.

100 : 부체
110 : 반구 111 : 중심추
120 : 오링 130 : 회수용끈
200 : 비콘
300 : 단말기 310 : 누수 탐지앱
S : 음향측정센서 C : 카메라
B : 배터리 L : 조명등
400 : 제어부

Claims (5)

1. 부력을 갖는 부체;
   상기 부체 내부에 내장되는 비콘;
   상기 비콘과 무선통신을 하게 되며, 배관에 투입되는 상기 비콘의 위치를 확인할 수 있는 단말기;를 포함하는 것으로,
   상기 부체는, 구 형상을 이루되, 두 개의 반구가 결합되며, 상기 반구와 반구의 결합면에는 하나 이상의 오링이 설치되고, 두 개의 반구중 하부측 반구에는 중심추가 내장되어, 상기 하부측 반구가 항상 하방으로 향하여 수중에 잠긴 상태를 유지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 누수 탐지 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부체에는,
   음향측정센서 및 카메라가 내장되고, 전원공급을 위한 배터리가 내장되는 것을 특징으로 하는 누수 탐지 시스템.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 부체에는,
   조명등이 구비되며, 상기 부체에 회수용끈이 연결되는 것을 특징으로 하는 누수 탐지 시스템.
5. 제1항, 제2항 및 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 단말기에는,
   누수 탐지앱이 설치되며 상기 비콘의 이동경로 및 거리가 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 누수 탐지 시스템.
   
   
   
   
   
   

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