KR102015990B1 - 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계 - Google Patents

진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계 Download PDF

Info

Publication number
KR102015990B1
KR102015990B1 KR1020180098914A KR20180098914A KR102015990B1 KR 102015990 B1 KR102015990 B1 KR 102015990B1 KR 1020180098914 A KR1020180098914 A KR 1020180098914A KR 20180098914 A KR20180098914 A KR 20180098914A KR 102015990 B1 KR102015990 B1 KR 102015990B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vibration
value
leak
unit
detection
Prior art date
Application number
KR1020180098914A
Other languages
English (en)
Inventor
민기환
박홍선
Original Assignee
주식회사 라텔
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 라텔 filed Critical 주식회사 라텔
Priority to KR1020180098914A priority Critical patent/KR102015990B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102015990B1 publication Critical patent/KR102015990B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06—Indicating or recording devices
    • G01F15/061—Indicating or recording devices for remote indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/14—Casings, e.g. of special material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

본 발명은 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 송수관로의 유량 및 압력을 검침하는 유량계에 해당 송수관로의 누수를 검출할 수 있는 누수감지수단을 구비하되, 상기 누수감지수단은 해당 송수관로를 통해 전달된 진동값을 이용하여 누수를 검출하는 것으로 누수감지의 정확성을 높인 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계에 관한 것이다.
이를 위해 송수관로에 설치되어 송수관로를 통해 이동하는 액체의 유량 및 압력을 측정하는 계량수단과, 상기 송수관로와 외부로부터 발생하여 송수관로를 통해 전달되는 진동을 감지한 후 이를 변환하여 누수를 검출하여 검출된 값을 중앙서버로 전송하는 누수검출수단을 포함하되, 상기 누수검출수단은, 상기 송수관로의 진동을 감지하기 위한 진동센서와, 상기 진동센서를 통해 감지된 진동 중 불필요한 진동을 걸러내기 위한 전처리필터와, 상기 전처리필터를 통과한 진동값을 분석하는 분석모듈을 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계{Remote meter reading flow meter equipped with leak detection using vibration detection}
본 발명은 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 송수관로의 유량 및 압력을 검침하는 유량계에 해당 송수관로의 누수를 검출할 수 있는 누수감지수단을 구비하되, 상기 누수감지수단은 해당 송수관로를 통해 전달된 진동값을 이용하여 누수를 검출하는 것으로 누수감지의 정확성을 높인 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계에 관한 것이다.
원격검침은, 수도, 가스 등과 같은 유체의 사용량을 원거리에서 측정하기 위해 계량기에 데이터 무선송수신 장치를 연결하여 측정량을 검침하는 것이다.
이러한 원격검침은 검침원이 매달 같은 날에 검침을 하던 방식의 문제점을 개선하여 검침 소요 시간 및 인건비를 줄이고 동시에 누적된 데이터를 해당 관로의 증설, 삭감 등과 같은 수요 예측 분야에 사용할 수 있고 측정된 데이터의 정확성을 개선한 장비들이 제안되면서 활용도가 점차 확대되고 있다.
또한 원격검침은 도로면의 교통이 빈번한 위치 또는 지면 아래에 계량기가 설치된 겨우 등과 같이 검침원의 접근이 어려운 환경에서 사용되어 필요한 데이터의 획득이 용이하고 검침원의 안전사고를 방지한 장점이 있다.
그러나, 원격검침은 해당 관로를 통해 공급되는 블록의 공급량과 수용가에서 계량하여 수도 요금이 징수되는 유수수량과는 차이가 발생한다. 이러한 차이는 여러 가지 원인이 있는데 그 중 주요한 요소는 관로의 파열로 인한 누수와 관 접합부 등에 의한 누수 때문에 발생한다. 여기서 관로의 파열, 노후된 관 접합부 등에 의해 발생하는 누수를 누수량으로 정의하고 관로에서의 도수량, 정수장이나 수도 사업소 등에서 사용하는 수도사업 사용수량, 공공수량 및 유량계, 계량기의 에러로 인한 불감수량 등은 무수수량이라 한다. 이러한 누수량과 무수수량은 정확한 유수량 산정뿐만 아니라 누수량 파악과 누수 지점의 파악 등을 위하여도 중요하다. 종래 이러한 누수량의 산출 방법은 통합유량 접근법과 최소유량 접근법이 있는데, 통합유량 접근법은 일정기간의 상수 공급량과 계량기 검침 측정량을 유효 수량으로 간주하여 공급량과 유효수량과의 차이를 누수량으로 계산하는 방식이고, 최소유량 접근법은 심야 시간에 수용가에서 상수를 사용하지 않는다는 것을 전제로 하여 심야에 블록별 측정 계측 값을 누수량으로 산정하는 방식이다. 그러나 이와 같은 방법은 실제 누수량의 정확한 산정이 어려울 뿐 아니라 산정 방식 자체가 유추하는 부분이 많고 수작업으로 이루어지므로 실질적으로 이용하는데 한계가 있다.
따라서, 해당 관로에서 누수가 발생한 지점 및 누수량을 정확히 파악하는 것이 공급자 및 사용자 모두에게 유익하고 특히 누수량이 많아질수록 해당 지점의 지반 침하가 발생할 수 있어 대형 사고로 이어지거나 대규모의 교체 작업이 필요한 문제가 발생할 수 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 종래기술로 대한민국 등록특허 제10-0377485호가 있다.
상기 종래기술은 3개의 유량센서를 통해 정확한 유량값을 감지하고, 입력된 유량펄스 값을 이전에 입력된 유량펄스의 입력값과 시간 차이를 구하여 평균시간 보다 적은 상태가 일정한 시간동안 계속 유지되면 누수로 판단하는 것이다.
상기 종래기술은 해당 송수관로를 통과하는 유량의 속도, 압력 등을 이용하여 누수를 감지하는 것으로 이는 상술한 바와 같이 실제 누수량의 정확한 산정이 어렵고 산정 방식 자체가 유추하는 부분이 많기 때문에 실제 검침 데이터로 활용하기 어려운 문제점이 있었다.
한편 대한민국 등록특허 제10-1535286호에서는 ‘상수도관의 누수 검지 시스템’을 제공하고 있는 바, 상수도관에서 발생하는 진동신호를 측정하여 통신망에 전송하는 누수 검지 장치가 포함된다.
여기서 상기 누수 검지 장치는 상수도관에 부착되며, 상수도관에서 발생하는 진동신호를 검지신호로 변환 생성한 후 무선제어기로 전송하도록 구성되며, 상기 무선제어기는 통신망을 통해 소정 구간 내의 복수의 누수 검지 장치로부터 전송된 검지신호를 취합하고, 취합된 검지신호정보를 다시 통신망을 통해 중앙 관제 센터로 전송하도록 구성된다. 이러한 누수 검지 장치는 상수도관에 물이 흐르지 않을 경우 진동신호는 발생하지 않고, 물이 흐르게 되면 흐르는 양에 따라 진동신호의 크기가 변화되는데, 상수도관에 균열이 일어나 누수가 발생하게 되면 누수 지점을 통과하기 전과 누수 지점을 통과한 후에 흐르는 물의 양이 달라지므로 진동신호에 변화가 발생하는 것을 감지하는 것이다.
그러나, 이러한 누수 검지 장치는 상수도관이 매립된 도로면 또는 지하로부터 전달되는 진동 등과 같이 간헐적으로 전달되는 진동도 누수로 감지하는 문제점이 있었다.
또한, 진동의 세기, 주기 등을 통해 누수의 량과 누수 지점의 위치를 정확하게 감지할 수 없는 문제점이 있었다.
(0001) 대한민국 등록특허 제10-0377485호 (0002) 대한민국 등록특허 제10-1535286호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 송수관로에 설치되어 누수를 감지하되, 송수관로를 통해 전달되는 진동을 이용하여 누수량과 누수위치를 확인할 수 있도록 하고, 감지된 값은 무선통신을 이용하여 중계기 또는 중앙서버로 전달하여 해당 송수관로의 상태를 외부에서 모니터링 할 수 있도록 한 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계를 제공하는데 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 송수관로에 설치되어 송수관로를 통해 이동하는 액체의 유량 및 압력을 측정하는 계량수단과, 상기 송수관로와 외부로부터 발생하여 송수관로를 통해 전달되는 진동을 감지한 후 이를 변환하여 누수를 검출하여 검출된 값을 중앙서버로 전송하는 누수검출수단을 포함하되, 상기 누수검출수단은, 상기 송수관로의 진동을 감지하기 위한 진동센서와, 상기 진동센서를 통해 감지된 진동 중 불필요한 진동을 걸러내기 위한 전처리필터와, 상기 전처리필터를 통과한 진동값을 분석하는 분석모듈을 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분석모듈은, 상기 전처리모듈과 연결되어 전처리모듈을 통과한 감지값을 입력 받는 감지값 입력부와, 감지값 입력부를 통해 입력된 감지값의 음색을 확인하여 불필요한 음색이 포함된 감지값은 제거하고 누수로 의심되는 감지값만을 걸러내어 누수 여부를 판단하는 누수판단부와, 상기 누수판단부를 통해 감지값이 누수로 판별되면 이를 중앙서버로 전송하기 위한 데이터로 변환하기 위한 알람신호발생부와, 상기 알람신호발생부를 통해 변화된 데이터를 중앙서버로 전송하는 전송부와, 누수가 발생한 송수관로를 교체, 수리를 통해 복원한 후 해당 위치의 유량계를 재시동시키는 과정에서 진동센서를 재구동시키기 위한 리셋부를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 진동센서는, 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되며 입력된 진동값을 처리하기 위한 전처리필터, 분석모듈 등의 회로가 실장된 PCB기판과, 상기 송수관로의 외주면에 맞닿도록 배치되어 송수관로의 진동을 감지하는 감지부와, 상기 감지부와 결합되어 감지된 진동값을 상기 PCB기판측으로 전달하기 위한 진동확대부와, 상기 진동확대부를 통해 전달된 진동값을 상기 PCB기판으로 전달하는 입력단자를 포함한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 진동확대부는, 전달된 진동값을 동일한 비율로 확대시키기 위한 진동확대공간에 배치되되, 상기 진동확대공간은, 하부가 개방된 원기둥 형상으로 지면을 절개하여 형성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전처리필터는, 상기 진동센서를 통해 감지된 진동값 중 누수가 의심되는 진동값만을 걸러내기 위해 특정 주파수대역만 통과시키는 필터회로인 대역통과필터(BPF:band-pass filter)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어진 본 발명은, 송수관로에서 발생한 누수 여부를 신속하게 중앙서버 또는 중앙서버가 배치된 중앙관리센터에서 모니터링할 수 있어 필요한 조치를 이행할 수 있어 불필요하게 낭비되는 자원을 줄일 수 있다.
또한, 송수관로에서 발생한 누수를 진동센서를 포함한 누수검출수단을 통해 정확하고 빠르게 파악할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 누수 검출수단을 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 누수판단부를 도시한 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계의 전체 동작 상태를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 진동센서의 일 실시예를 도시한 단면도.
이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계(1)의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명은 송수관로(PL)에 설치되어 송수관로를 통해 이동하는 액체의 유량을 측정하는 계량수단(10)과, 상기 송수관로(PL)와 외부로부터 발생하여 송수관로(PL)를 통해 전달되는 진동을 감지한 후 이를 변환하여 누수를 검출하는 누수검출수단(20)을 포함한다.
상기 계량수단(10)은 송수관로(PL)를 통해 이동하는 액체의 유량 및 압력을 계측하는 것으로, 이동하는 유량을 검침하는 유량계측부(11)와 이동하는 액체의 압력을 계측하는 압력계측부(12)와, 상기 유량계측부(11)와 압력계측부(12)를 통해 획득한 검침값을 저장 및 전송용 데이터로 변환하기 위한 제어모듈(13)과, 상기 유량계측부(11)와 압력계측부(12)에서 획득한 검침값과 상기 누수검출수단(20)을 통해 변환된 누수감지값을 중앙서버(100)로 전송하기 위한 통신모듈(14)이 구비된다.
상기 계량수단(10)은 해당 송수관로(PL)를 통해 물을 공급받는 각 사용자(수용가)의 공급관 단부에 설치되어 해당 사용자의 물 사용량을 확인할 수 있도록 한다. 여기서 상기 유량계측부(11)와 압력계측부(12)는 해당 송수관로(PL)를 따라 이동하는 물의 양과 압력을 계측하여 사용자가 사용한 물의 양을 계측하는 것이다.
상기 제어모듈(13)은 상기 유량계측부(11)와 압력계측부(12)를 통해 획득한 검침값을 저장하고 동시에 이를 상기 통신모듈(14)을 통해 발송하기 위한 전송용 데이터로 변환한다.
여기서 제어모듈(13)은 검침값을 저장하기 위한 메모리카드를 포함하고, 상기 메모리카드에 기 저장된 검침값과 신규 획득한 검침값을 대비하여 일정 범위 이상 차이가 발생하는 경우 해당 지점 또는 해당 송수관로에 대한 경고 알림신호를 생성한 후 이를 상기 통신모듈(14)을 통해 중앙서버로 전송할 수 있다. 이때 메모리카드에 저장된 검침값은 일정 기간 동안 저장된 검침값을 평균값으로 환산하여 사용한다.
상기 통신모듈(14)은 제어모듈(13)을 통해 변환된 전소용 데이터를 중앙서버(100) 또는 중계기(110)로 발송하기 위한 것으로, 유선 또는 무선 통신이 가능하도록 구성되되, 본 발명에 따른 유량계가 통상적으로 매립된 위치에 설치되고 여기에 별도의 전원선을 연결하기 어려운 실정을 감안하여 배터리가 내장되고 무선으로 통신이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 누수검출수단(20)은 해당 송수관로(PL)의 누수를 감지하기 위한 것으로, 해당 송수관로(PL)에 직접 설치되거나 상기 계량수단(10)에 부설될 수 있고 송수관로(PL)의 진동을 감지하기 위한 진동센서(21)와, 상기 진동센서(21)를 통해 감지된 진동 중 불필요한 진동을 걸러내기 위한 전처리필터(22)와, 상기 전처리필터(22)를 통과한 진동값을 분석하는 분석모듈(23)을 포함한다.
상기 진동센서(21)는 해당 송수관로(PL)에 배치되어 송수관로(PL)에서 발생한 진동을 감지하기 위한 것으로, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 전환하는 압전소자를 포함하여 진동압력의 변화량을 전기적 신호인 검지신호로 측정할 수 있도록 한다.
이러한 압전소자로는 피에조 압전기(Piezo Electric), 피에조 세라믹(Piezo Ceramic), 피에조 수정(Piezo Quartz) 등이 사용될 수 있으며, 이러한 압전소자는 정확도가 높고 비교적 저가이기 때문에 설치비용의 부담을 줄일 수 있는 장점이 있다.
한편, 진동센서(21)의 다른 실시예로서 가속도 진동계(accelerometer, 加速度振動計) 또는 ICP(IEPE, CCLD, DeltaTron) 3축 진동계를 사용할 수 있다.
여기서 상기 진동센서(21)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 계량수단(10)에서 분리되어 독립적으로 배치될 수 있고, 도시되지 않았지만 상기 계량수단(10) 내부에 배치되되 압전소자는 송수관로에 결합되는 형태로 이루어질 수 있다.
상기 전처리필터(22)는, 진동센서(21)를 통해 감지된 진동값 중 누수가 의심되는 진동값만을 걸러내기 위한 것으로, 특정 주파수대역만 통과시키는 필터회로인 대역통과필터(BPF:band-pass filter)를 포함한다.
상기 대역통과필터는 특정 범위의 주파수에 존재하는 신호는 통과시키고 이 범위를 벗어난 신호는 제거하는 회로로써, 해당 송수관로(PL)에서 감지된 진동값 중 일정 범위 내의 주파수만을 통과시키고 범위를 벗어난 진동값은 제거한다.
즉, 상기 진동센서(21)를 통해 감지된 진동값은 해당 송수관로(PL)로 전달되는 다양한 외부 충격, 소음 등이 포함되는데, 예컨대 송수관로(PL)가 매립된 위치의 지면에서 운행 중인 자동차, 보행자로부터 전달되는 충격 및 진동, 지하에 서식 중인 각종 곤충이나 벌레 등에서 발생하는 소음은 특정 범위에서 벗어나는 것으로 파악하여 전처리필터(22)에서 제거한다.
이는 자동차, 곤충 등에서 발생하는 소음은 일시적으로 발생하는 진동 및 소음이기 때문에 전처리필터(22)에서 이를 범위를 벗어난 주파수로 파악하여 제거한다.
한편, 지상에 설치된 에어컨 실외기 등과 같은 기계장치로부터 발생하는 진동 등은 기계장치가 동작하는 시간 동안 연속적으로 진동 및 소음이 발생하기 때문에 주파수만으로는 해당 진동 및 소음의 정확한 원인을 파악할 수 없다.
따라서, 전처리필터(22)를 통과한 진동값은 분석모듈(23)을 통해 검증된다.
상기 분석모듈(23)은 상술한 바와 같이 전처리필터(22)를 통과한 감지값을 분석하여 해당 감지값이 누수인지 여부를 판단하고 누수로 판단되는 경우 이를 중앙서버로 전송하기 위한 것으로, 감지값 입력부(231)와, 누수판단부(232)와, 알람신호발생부(233)와, 전송부(234)와, 리셋부(235)를 포함한다.
상기 감지값 입력부(231)는 전처리필터(22)과 연결되어 전처리필터(22)을 통과한 감지값을 입력 받는 것으로, 입력된 감지값은 입력된 시간, 해당 전처리필터(22)의 고유 식별 ID를 포함한 값을 입력 받는다. 여기서 전처리필터(22)의 고유 식별 ID는, 설치된 진동센서(21)마다 고유의 식별 값을 갖는 전처리필터(22)을 배치하여 해당 전처리필터(22)이 설치된 위치를 용이하게 파악할 수 있도록 한다.
상기 누수판단부(232)는, 감지값 입력부(231)를 통해 입력된 감지값의 음색을 확인하여 불필요한 음색이 포함된 감지값은 제거하고 누수로 의심되는 감지값만을 걸러내기 위한 것으로, 이는 연속적으로 발생하는 진동 중에서 에어컨 실외기, 벌레 우는 소리 등과 같이 누수 발생시 발생하는 진동 및 소리와는 다른 음색을 포함한 값을 삭제하고 걸러진 감지값을 누수로 판단하는 것이다.
예컨대 에어컨 실외기에서 발생하는 진동의 경우 해당 진동에 포함된 음색은 송수관로(PL)에서 누수가 발생했을 때 감지되는 진동에 포함된 음색과는 상이하기 때문에 이를 걸러낼 수 있는 것이다. 즉 진동의 강도는 유사하여도 각각의 진동에 포함된 음색(주파수)가 다르기 때문에 이를 걸러낼 수 있는 것이며, 이때 불필요한 음색을 걸러내기 위해서 이미 축적된 음색 데이터를 활용하는 것이 바람직하다.
또한, 소리에 포함된 높낮이, 세기, 전파 속도 등을 통해 해당 감지값이 벌레 우는 소리인지를 판별할 수 있는 것으로, 특히 벌레 우는 소리의 경우 일정한 높낮이(주파수)를 가지기 때문에 감지값 입력부(231)를 통해 입력된 감지값에 포함된 소리의 주파수를 파악하고 누수판단부(232)에 기 저장된 누수 발생시 발생하는 감지값 및 이에 포함된 소리와 주파수를 기준으로 하여 입력 감지값에 포함된 소리의 주파수와 비교하도록 이루어질 수 있다.
또한, 상기 누수판단부(232)에서 누수로 판별하는 알고리즘은 다양한 방법이 사용될 수 있는데, 예컨대 입력된 감지값의 진동이 갑자기 빨라지는 경우 이는 해당 지점에서 누수가 발생하여 물의 유속 및 유량이 급격하게 증가하는 것으로 판단한는 방법이 사용될 수 있다.
한편, 상기 누수판단부(232)에는 발생한 누수량 및 누수율을 산정하기 위한 누수량산정부(232a)가 더 구비될 수 있는데, 상기 누수량산정부(232a)는,
해당 송수관로의 누수량 = 송수관로의 총 유입량 - 분기 배출된 다른 지점의 총 배출량 이고,
해당 송수관로의 누수율(%) = (총누수량+계량오차)/해당 송수관로의 총 유입량 *100 으로 산정할 수 있다.
그리고 누수판단부(232)에는 누수로 판별된 감지값을 별도로 저장하기 위한 데이터 저장부(232b)가 더 구비된다.
상기 데이터 저장부(232b)는 일정 기간 동안 일정 횟수 이상의 감지값이 저장되는 경우 이를 중앙서버(100)로 전송하여 해당 송수관로(PL)의 누수 상태 및 발생 횟수를 관리자가 파악할 수 있도록 함으로써 해당 송수관로(PL)의 교체 및 노후된 송수관로의 유지 보수의 편의성을 향상시킨다. 또한 해당 송수관로(PL)의 이상유무를 일/월/분기/년 단위로 관리 및 분석할 수 있다.
상기 알람신호발생부(233)는, 누수판단부(232)를 통해 감지값이 누수로 판별되면 이를 중앙서버로 전송하기 위한 데이터로 변환하는 것으로, 여기에 누수 발생 지점을 확인하기 위한 해당 송수관로(PL)의 고유 식별 ID 또는 본 발명에 따른 유량계 또는 상기 진동센서의 고유 식별 ID 및 누수 발생 시간을 포함한 정보를 데이터로 변환하고, 상기 누수량산정부(232a)를 통해 산정된 누수량 또는 누수율의 정보도 더 포함될 수 있다. 이러한 정보의 데이터 변화과 관련된 기술은 이미 공지의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 전송부(234)는, 상기 알람신호발생부(233)를 통해 변화된 데이터를 중앙서버(100)로 전송하는 것으로, 유선 또는 무선 또는 이들 모두를 사용할 수 있고, 중앙서버와의 거리를 고려하여 일정 거리마다 설치되고 중앙서버(100)와 통신 연결된 중계기(110)로 데이터를 전송할 수 있다.
상기 리셋부(235)는, 누수가 발생한 송수관로를 교체, 수리를 통해 복원한 후 해당 위치의 유량계를 재시동시키는 과정에서 진동센서(21)를 재구동시키기 위한 것이다.
이러한 리셋부(235)는 진동센서(21) 및 이에 포함된 상기 구성요소에 전원을 공급하는 배터리 또는 전원공급수단을 제어하도록 구성되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계(1)의 전체 동작 상태를 도시한 예시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유량감지값과 압력감지값을 검침하여 송수관로를 통해 물을 사용하는 사용자에게 부과할 금액을 산정하기 위한 검침값을 획득한다.
이와 동시에 상기 누수검출수단을 통해 진동감지값 및 이를 통한 누수여부를 판별하고 상기 검침값과 함께 획득한 진동감지값을 저장하고, 일정 주기마다 이를 전송용 데이터로 변환하여 중앙서버로 전송한다.
이때, 상기 누수여부 판별과정에서 누수로 판별되는 진동감지값이 발생하는 경우 이를 즉시 중앙서버로 전송하는데, 이때 정해진 주기에서 벗어나는 시점에 해당 데이터가 발생하면 이를 즉시 비상알림 라인측으로 전송한다.
비상알림에서는 전송된 누수로 판별된 진동감지값이 비상알림에 해당하는 데이터면 이를 이벤트로 처리하여 생성 및 저장하고, 동시에 유선 또는 무선 통신망을 통해 중앙서버 또는 중계기로 전송하고, 전송된 비상알림 이벤트는 관리자의 화면 및 스피커 등과 같은 알림수단을 통해 관리자에게 알려주여 해당 송수관로의 누수 발생 여부를 신속하게 파악할 수 있도록 한다.
한편, 도 5는 본 발명에 따른 진동센서(21)의 일 실시예를 도시한 단면도로서, 상기 진동센서(21)는, 하우징(211)과, PCB기판(212)과, 감지부(213)와, 진동확대부(214) 및 입력단자(215)를 포함한다.
상기 하우징(211)은, 상기 PCB기판(212)을 외부로부터 보호하기 위한 것으로 내부가 빈 함체 형상으로 이루어지며, 상기 누수검출수단(20)의 내부에 배치된다. 이때 하우징(211)은 내부 기밀을 유지하기 위한 실링부가 더 포함될 수 있다.
상기 PCB기판(212)은, 상기 하우징(211) 내부에 배치되며 입력된 진동값을 처리하기 위한 전처리필터, 분석모듈 등의 회로가 실장된 것이다.
상기 감지부(213)는, 상기 송수관로(PL)의 외주면에 맞닿도록 배치되는 것으로, 단부가 호(弧)형상을 이루어 송수관로(PL)와 닿는 면적을 넓히도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한 단부가 탄성 복원력을 가지는 소재로 이루어져 송수관로(PL)의 외주면에 밀착 배치되는 것이 보다 바람직하다.
상기 진동확대부(214)는, 상기 감지부(213)와 결합되어 감지된 진동값을 상기 PCB기판(212)측으로 전달함과 동시에 진동을 확대시키기 위한 것으로, 송수관로(PL)의 누수의 크기에 따라서 전달되는 진동값이 미세한 경우 이를 일정 크기 이상의 진동으로 확대시켜 보다 정확한 누수여부를 판별하기 위한 것이다.
예컨대, 송수관로(PL)에서 미세 누수가 발생한 경우 이로 인한 진동도 약하게 발생하고, 이를 감지부(213)에서 감지한 후 PCB기판(212)으로 전달할 때 일정 크기 이상의 진동값을 나타내도록 확대시키는 것이다. 즉, 상기 감지부(213)에서 감지된 모든 진동값이 진동확대부(214)를 통과하면서 동일한 비율로 확대되어 PCB기판(212)에 실장된 전처리필터 및 분석모듈에서 해당 감지값을 보다 정확하게 판별할 수 있다.
한편, 상기 진동확대부(214)는 도시된 바와 같이 진동확대부(214)는 배치되는 위치의 지면을 일정 크기로 절개한 진동확대공간(S)에 배치되는 것이 바람직하고, 상기 진동확대공간(S)과 동일한 형태 즉 일측이 개구되어 상기 감지부(213)가 삽입되고 환형의 테두리가 구비되어 내부에 공간을 형성한 일체형으로 구성할 수 있다.
상기 입력단자(215)는, 상기 진동확대부(214)의 일단에 맞닿도록 배치되고 타단은 상기 PCB기판(212)에 접촉된 것으로, 진동확대부(214)를 통해 전달된 진동값을 PCB기판(212)으로 전달하기 위한것이다.
상기와 같이 이루어진 진동센서(21)는 송수관로(PL)에 밀착 배치된 감지부(213)를 통해 송수관로(PL)에서 발생한 진동을 감지하고, 감지된 진동을 동일한 비율로 확대시켜 미세누수에 의한 약한 진동값도 정확하게 판별할 수 있도록 함으로써 누수 감지 신뢰도를 높일 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1 : 본 발명에 따른 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계
10 : 계량수단
11 : 유량계측부 12 : 압력계측부
13 : 제어모듈 14 : 통신모듈
20 : 누수검출수단
21 : 진동센서 22 : 전처리필터
23 : 분석모듈
231 : 감지값 입력부 232 : 누수판단부
233 : 알람신호발생부 234 : 전송부
235 : 리셋부
232a : 누수량 산정부 232b : 데이터 저장부
PL : 송수관로
100 : 중앙서버 110 : 중계기

Claims (5)

  1. 송수관로(PL)에 설치되어 송수관로를 통해 이동하는 액체의 유량 및 압력을 측정하는 계량수단(10)과,
    상기 송수관로(PL)와 외부로부터 발생하여 송수관로(PL)를 통해 전달되는 진동을 감지한 후 이를 변환하여 누수를 검출하여 검출된 값을 중앙서버(100)로 전송하는 누수검출수단(20)을 포함하되,
    상기 누수검출수단(20)은,
    상기 송수관로(PL)의 진동을 감지하기 위한 진동센서(21)와,
    상기 진동센서(21)를 통해 감지된 진동 중 불필요한 진동을 걸러내기 위한 전처리필터(22)와,
    상기 전처리필터(22)를 통과한 진동값을 분석하는 분석모듈(23)을 포함하되,
    상기 진동센서(21)는,
    하우징(211)과,
    상기 하우징(211) 내부에 배치되며 입력된 진동값을 처리하기 위한 전처리필터, 분석모듈 등의 회로가 실장된 PCB기판(212)과,
    상기 송수관로(PL)의 외주면에 맞닿도록 배치되어 송수관로의 진동을 감지하는 감지부(213)와,
    상기 감지부(213)와 결합되어 감지된 진동값을 상기 PCB기판(212)측으로 전달하기 위한 진동확대부(214)와,
    상기 진동확대부(214)를 통해 전달된 진동값을 상기 PCB기판(212)으로 전달하는 입력단자(215)를 포함하고,
    상기 진동확대부(214)는,
    전달된 진동값을 동일한 비율로 확대시키기 위한 진동확대공간(S)에 배치되되,
    상기 진동확대공간(S)은,
    하부가 개방된 원기둥 형상으로 지면을 절개하여 형성한 것을 특징으로 하는 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분석모듈(23)은,
    상기 전처리필터(22)과 연결되어 전처리필터(22)을 통과한 감지값을 입력 받는 감지값 입력부(231)와,
    감지값 입력부(231)를 통해 입력된 감지값의 음색을 확인하여 불필요한 음색이 포함된 감지값은 제거하고 누수로 의심되는 감지값만을 걸러내어 누수 여부를 판단하는 누수판단부(232)와,
    상기 누수판단부(232)를 통해 감지값이 누수로 판별되면 이를 중앙서버로 전송하기 위한 데이터로 변환하기 위한 알람신호발생부(233)와,
    상기 알람신호발생부(233)를 통해 변화된 데이터를 중앙서버(100)로 전송하는 전송부(234)와,
    누수가 발생한 송수관로를 교체, 수리를 통해 복원한 후 해당 위치의 유량계를 재시동시키는 과정에서 진동센서(21)를 재구동시키기 위한 리셋부(235)를 포함한 것을 특징으로 하는 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전처리필터(22)는,
    상기 진동센서(21)를 통해 감지된 진동값 중 누수가 의심되는 진동값만을 걸러내기 위해 특정 주파수대역만 통과시키는 필터회로인 대역통과필터(BPF:band-pass filter)로 이루어진 것을 특징으로 하는 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계.
KR1020180098914A 2018-08-24 2018-08-24 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계 KR102015990B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180098914A KR102015990B1 (ko) 2018-08-24 2018-08-24 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180098914A KR102015990B1 (ko) 2018-08-24 2018-08-24 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102015990B1 true KR102015990B1 (ko) 2019-08-29

Family

ID=67775884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180098914A KR102015990B1 (ko) 2018-08-24 2018-08-24 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102015990B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114563074A (zh) * 2022-03-03 2022-05-31 西安热工研究院有限公司 一种具有高稳定性的振动检测系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100377485B1 (ko) 2000-03-24 2003-03-26 금호미터텍 주식회사 전자식 수도미터의 역회전 오작동과 누수의 유무를 감지하는 방법
KR101535286B1 (ko) 2015-01-07 2015-07-09 주식회사 디앤샤인 상수도관의 누수 검지 시스템
JP2016024107A (ja) * 2014-07-23 2016-02-08 日本電気株式会社 振動センサユニット

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100377485B1 (ko) 2000-03-24 2003-03-26 금호미터텍 주식회사 전자식 수도미터의 역회전 오작동과 누수의 유무를 감지하는 방법
JP2016024107A (ja) * 2014-07-23 2016-02-08 日本電気株式会社 振動センサユニット
KR101535286B1 (ko) 2015-01-07 2015-07-09 주식회사 디앤샤인 상수도관의 누수 검지 시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114563074A (zh) * 2022-03-03 2022-05-31 西安热工研究院有限公司 一种具有高稳定性的振动检测系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112665667B (zh) 具有噪声传感器的流体耗量计
KR101627793B1 (ko) 상수도 계량기 및 이를 이용한 상수도 관제시스템
KR101694700B1 (ko) 상수관망 진동측정장치를 이용한 상수관망 진단시스템
US10184611B2 (en) Detecting fluid properties of a multiphase flow in a condensate drain
Ismail et al. Water pipeline monitoring system using vibration sensor
WO2015072130A1 (ja) 漏洩判定システムおよび漏洩判定方法
WO2019007497A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR NON-INTRUSIVE VIBRATION OF A CENTRALIZED SYSTEM FOR DETECTING AND MONITORING LEAKAGE OF WATER DISTRIBUTION NETWORK PIPELINES
KR102015990B1 (ko) 진동감지를 이용한 누수 검출수단이 구비된 원격검침용 유량계
KR101185368B1 (ko) 누수음 발생 및 발생지점의 방향 체크가 가능한 누수탐지장치
JP2019100729A (ja) 情報提示システム、情報提示方法およびプログラムに関する
KR101382231B1 (ko) 음의 연속성을 이용한 누수진단 시스템
KR101944690B1 (ko) 이상 원인 판정 기능이 구비된 상수관로 모니터링 시스템
JP2012002513A (ja) 管路検査装置
KR20230086144A (ko) 지하 매설관의 누수배관 및 누수지반 모니터링 시스템
KR20200009314A (ko) 상하수도 누수량 측정을 통한 싱크홀 예측 시스템
KR101759200B1 (ko) 센싱모듈이 적용되는 매설관로의 누수 검지 시스템
WO2020059693A1 (ja) 流体漏洩診断装置、流体漏洩診断システム、流体漏洩診断方法、及び、流体漏洩診断プログラムが格納された記録媒体
JP3901159B2 (ja) ガス配管漏洩監視装置
KR101449989B1 (ko) 상수도관 누수 탐지장치 및 누수탐지를 위한 누수신호 처리방법
JP4127976B2 (ja) ガス漏洩検知方法
RU108840U1 (ru) Блок датчиков системы технологической защиты трубопроводов
TWI642923B (zh) In-tube fluid leak detection system
JP4524772B2 (ja) ガス漏洩検知方法
Lu et al. Multi-points synchronous measurement of pressure used in burst and leakage monitoring along the water transmission pipeline
DK202101127A1 (en) Method and System for Detecting a Leakage Flow of a Toilet

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant