KR102206801B1 - 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저장 탱크에 저장된 유류의 저장량 및 내부 온도를 검출하는 저장 탱크 탐지 단계와, 상기 저장 탱크로부터 공급되어 배송관의 내부를 통과하는 복수의 구간 별 유류에 대한 유속, 온도, 유량의 변화량을 검출하는 배송관 탐지 단계와, 상기 배송관 상에서 분기된 사용 시설에 대한 유류의 사용량 및 외부 온도를 검출하는 사용 시설 탐지 단계 및 상기 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설 각각에 대한 검출 정보를 취합하여 저장하고, 미리 설정된 기준 값과 각각 비교하여 상기 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설 중 누출 발생 시설물을 선별하는 누출 발생 시설물 선별 단계를 포함한다.

Description

지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법{Soil pollution monitoring method by fuel leakage of underground facility}
본 발명은 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지중에서 오염 유발 물질을 취급하는 여러 종류의 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 발생을 초기에 감지할 수 있도록 하는 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유류 저장 탱크와 같은 구조물로부터 원거리 또는 넓은 지역에 걸쳐 유류 등을 이송하기 위해 설치되는 배송관(또는 이송관)은 장시간 사용으로 인한 부식이나, 타 공사 또는 주변 환경으로부터 발생된 진동 또는 용접부 파열 등으로 인해 균열이나 타공(hole)이 발생하는 경우, 배송관을 통해 이송되는 유류 등이 외부로 누출되어 토양이나 지하수를 오염시키거나, 주유량 변동 등에 따른 경제적인 손실과 같은 2차 피해가 발생하기 때문에, 초기에 배송관 누출을 감지할 필요가 있었다.
이와 같이, 배송관의 누출 여부를 탐지하는 기술로는 청음봉 등과 같은 도구와 훈련된 인간의 청각을 이용하는 전통적인 방식이 소구경이면서 깊게 매설되지 않은 배송관 등에서 사용되어 왔으며, 최근에는 전통적인 방식의 한계를 극복하기 위해 배송관 누출 시에 발생하는 음파를 검출하거나, 배송관 내외에 수분 탐지 센서를 설치하여 누출된 유류를 검출하는 방식, 또는 배송관 내에 금속선을 삽입하고 금속선의 저항값을 검출한 후 저항값의 변동에 따라 누출을 감지하는 방식 등이 제안되었다.
그러나, 기존의 배송관의 누출 여부를 탐지하는 기술들은 각각의 문제점이 발생하였는데, 먼저 전통적인 방식인 청음봉을 이용하는 방식의 경우에는 사람의 청각에 의존하고 일정량의 누출이 일어나야 탐지가 가능하므로, 정확한 배송관의 누출 부위를 탐지하는 것이 어려웠으며, 또한 수분 센서 등과 같이 각종 센서를 이용하는 방식은 각 센서에서 누출 여부를 확인할 수 있는 영역은 좁은데 반해, 유류가 이송되는 배송관의 길이는 상대적으로 길어 상당히 많은 수의 센서를 배송관의 내면 또는 외면에 장착해야 하기 때문에 상당한 시간 및 비용이 소모되는 문제점이 발생하였다.
또한, 기존의 배송관 누출 여부를 탐지하는 기술들의 경우, 압력을 이용하여 유속을 측정하고, 유속 변화를 통해 누출 여부를 탐지하는 기술들이 대부분이지만, 압력만을 이용하여 누출 여부를 탐지하기에는 정확도에 있어서 문제가 발생하였다.
본 발명의 목적은, 저장탱크, 배송관, 사용 시설과 같은 지중 시설물에 저장, 통과 및 사용되는 유류의 온도 및 질량유량 등을 실시간으로 저장, 이를 취합하여 기준 값과 비교 분석함으로써, 누출 오염 발생 위치 및 오염 예상 위치를 초기에 감지할 수 있는 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법은 저장 탱크에 저장된 유류의 저장량 및 내부 온도를 검출하는 저장 탱크 탐지 단계와, 상기 저장 탱크로부터 공급되어 배송관의 내부를 통과하는 복수의 구간 별 유류에 대한 유속, 온도, 유량의 변화량을 검출하는 배송관 탐지 단계와, 상기 배송관 상에서 분기된 사용 시설에 대한 유류의 사용량 및 외부 온도를 검출하는 사용 시설 탐지 단계 및 상기 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설 각각에 대한 검출 정보를 취합하여 저장하고, 미리 설정된 기준 값과 각각 비교하여 상기 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설 중 누출 발생 시설물을 선별하는 누출 발생 시설물 선별 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 누출 발생 시설물 선별 단계는 상기 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설에 대한 검출 정보를 유선 통신 모듈을 통해 각각 단말기로 전송하여 취합되도록 하고, 상기 단말기는, 무선 통신 모듈을 통해 상기 검출 정보를 분석 콘솔로 전송, 상기 분석 콘솔에서의 분석을 통해 상기 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설에 대한 누출 발생 여부를 실시간으로 모니터링 하도록 한다.
이러한 상기 배송관 탐지 단계는 측정 센서부를 이용하여 구간 별 상기 배송관을 통과하는 유류의 유속, 온도, 유량의 변화량을 실시간으로 측정하는 측정 단계와, 상기 측정 단계에서 측정된 유류의 유속, 온도, 유량의 변화량을 상기 분석 콘솔로 전송하여 미리 설정된 제1분석 기간 동안 분석하고, 유류의 유속, 온도, 유량의 변화량 값을 미리 설정된 기준 값과 각각 비교하는 비교 단계 및 상기 변화량 값과 상기 기준 값을 비교하여 상기 변화량 값이 모두 변화된 것으로 판단되면, 상기 배송관에 대한 누출이 발생된 것으로 판정하는 누출 판정 단계를 구비한다.
그리고, 상기 측정 단계는 상기 복수의 구간 중 상기 배송관에 설치되어 통과되는 유류를 향해 압력을 제공하는 이송 펌프의 존재 여부를 판단하는 이송 펌프 설치 여부 판단 단계를 더 구비한다.
한편, 상기 사용 시설 탐지 단계는 미리 설정된 기간 동안 상기 저장 탱크에 저장된 유류의 감소량과 상기 저장 탱크로부터 상기 사용 시설에 공급된 유류의 사용량 차이가 미리 설정된 범위 보다 큰 경우, 누출이 발생된 것으로 판단한다.
본 발명은, 저장탱크, 배송관, 사용 시설과 같은 지중 시설물에 저장, 통과 및 사용되는 유류의 온도 및 질량유량 등을 실시간으로 저장, 이를 취합하여 기준 값과 비교 분석함으로써, 누출 오염 발생 위치 및 오염 예상 위치를 초기에 탐지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 배송관의 길이 방향을 따르며 복수의 구간에 온도센서가 포함된 초음파 센서를 설치하고, 이러한 초음파 센서를 이용해 각각의 구간에 대한 유류의 유속, 온도, 유량을 동시에 검출, 실시간으로 모니터링 하여 누출 여부를 판단함과 동시에, 유류의 유속, 온도, 유량이 변화량이 모두 일치하지 않는 경우 이웃하는 구간의 변화량과 비교 분석하여 해당 구간의 누출 여부를 판단하도록 함으로써, 배송관의 누출 판정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 배송관의 누출을 초기에 감시하여 유류의 누출에 따른 토양 및 지하수의 오염 등을 예방하는 동시에, 주유량 변동 등에 따른 경제적인 손실과 같은 2차 피해를 예방할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법을 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법을 수행하기 위한 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법 중 저장 탱크 탐지 단계를 수행하기 위한 저장 탱크의 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법 중 저장 탱크 탐지 단계를 수행하기 위한 저장 탱크의 측정부를 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법 중 배송관 탐지 단계를 순차적으로 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법을 순차적으로 보여주는 도면이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법을 수행하기 위한 전체 구성을 보여주는 도면이며, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법 중 저장 탱크 탐지 단계를 수행하기 위한 저장 탱크의 전체 구성을 보여주는 도면이다.
또한, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법 중 저장 탱크 탐지 단계를 수행하기 위한 저장 탱크의 측정부를 보여주는 도면이며, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법 중 배송관 탐지 단계를 순차적으로 보여주는 도면이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 저장 탱크(20)에 저장된 유류의 저장량 및 내부 온도를 검출하고, 누출 여부를 탐지한다(S100).
여기서, 저장 탱크(20)의 저장량은 전기펄스에 의한 자기장과 자성부재의 자기장이 융합되면서 위데만 효과(Wiedemann effect)에 의하여 탄성파가 발생되는 것을 이용하여 측정할 수 있고, 내부의 온도는 펄스발진부(20)의 외부에 복수개로 설치된 써미스터(미도시)를 통해 검출할 수 있다.
이와 같은 방식을 통해 저장 탱크(20)의 저장량 및 내부 온도의 변화량을 측정하는 방식의 경우 일반적으로 사용되는 방식으로, 도 3 및 도 4 를 참조하여 그 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.
즉, 일반적인 저장 탱크(20)의 레벨 측정 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 자왜선(2), 펄스발진부(3), 제1플로트부재(4), 제2플로트부재(5), 신호수신부(6) 및 콘트롤러(70)를 구비한다.
자왜선(2, magnetostriction wire)는 저장 탱크(20) 내부에 수직한 방향으로 길게 설치되는데, 하단은 저장 탱크(20)의 바닥면으로부터 상측으로 약간 떨어져서 배치되며, 상단은 지상까지 연장된다.
이러한 자왜선(2)은 전기를 통할 수 있는 소재로서, 본 실시예서는 강선(steel wire)을 사용한다.
펄스발진부(3)는 자왜선(2)의 상단부에 전기적으로 연결되며, 콘트롤러(7)의 발진신호에 따라 전기 펄스를 발생시켜 자왜선(2)에 인가한다.
펄스발진부(3)는 공지의 펄스 발생기를 사용할 수 있고, 펄스발진부(3)에서 발진된 전기 펄스는 자왜선(2)을 따라 전달되면서, 자왜선(2)을 중심축으로 하는 원주 방향의 자기장을 형성하게 된다.
저장 탱크(20) 내부에는 기름과 물이 상하로 층 분리되어 있는데, 이는 기름에 비하여 물이 무겁기 때문에, 저장 탱크(20) 하부에 물층(20a)이 형성되고, 물층(20a)의 상부에 기름층(20b)이 형성된다.
앞에서도 설명하였지만, 물은 기름에 혼합되어 있다가 기름으로부터 배출된 것이거나, 저장 탱크(20)의 손상이나 유지관리의 소홀로 인해 지하수나 우수가 유입된 것일 수도 있다.
제1플로트부재(4) 및 제2플로트부재(5)는 저장 탱크(20) 내부에 수용되는 기름층(20b)과 물층(20a)의 표면에 각각 부유한다.
이를 위해, 제1플로트부재(4)는 기름보다 밀도가 작고, 제2플로트부재(5)의 밀도는 물보다는 작지만 기름보다는 크다.
또한, 제1플로트부재(4)와 제2플로트부재(5)는 기름층과 물층의 수위면과 평행하게 놓이는 것이 바람직하므로, 높이에 비하여 폭이 큰 플레이트 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
특히, 본 실시예에서 제1플로트부재(4)와 제2플로트부재(5)는 중공(고리 형상)의 원형 플레이트 모양으로 자왜선(2)에 헐거운 상태로 끼워져 설치된다.
따라서, 제1플로트부재(4)와 제2플로트부재(5)는 기름층과 물층의 레벨 변화에 따라 자왜선(10)에 끼워진 상태로 수직 방향을 따라 상하로 이동 가능하다.
한편, 제1플로트부재(4)와 제2플로트부재(5)는 강자성 소재가 사용되며, 본 실시예에서는 영구자석이 사용된다.
제1플로트부재(4) 및 제2플로트부재(5)는 고리 형상의 영구자석이므로 자왜선(2)의 배치 방향(축 방향)을 따라 축방향 자기장을 형성하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 펄스발진부(3)에서 전기 펄스에 의한 원주방향 자기장과 제1플로트부재(4) 및 제2플로트부재(5)에 의한 축방향 자기장이 상호 교차하여 합성되면서 위데만 효과(wiedemann effect)에 의해 자왜선(2)에 탄성파를 발생시키는데, 신호수신부(6)는 자왜선(2)의 상단에 연결되어 자왜선(2)을 따라 전달되는 탄성파 신호를 수신한다.
즉, 신호수신부(6)에서는 전기 펄스에 의한 자기장과 제1플로트부재(4)에 의한 자기장에 의하여 형성되는 제1탄성파와, 마찬가지로 제2플로트부재(5)에 의하여 형성되는 제2탄성파를 각각 수신하게 된다.
신호수신부(6)는 콘트롤러(7)와 연결되어, 제1탄성파 및 제2탄성파가 수신되었다는 신호를 콘트롤러(7)에 송신한다.
이해의 편의를 위하여 도면상에서는 신호수신부(6)는 펄스발진부(3)와 동일한 장치로 도시되었는데, 신호수신부(6)와 펄스발진부(3)는 하나의 장치에 구현될 수도 있으며, 별도로 마련될 수도 있다.
한편, 제1탄성파 및 제2탄성파는 도 4에 도시된 바와 같이, 자왜선(2)의 상방 및 하방으로 각각 전파되는데, 하방으로 전파된 탄성파는 자왜선(2)의 하단에 이르러 자왜선(2)과 물(또는 기름)의 경계면(즉 이종 매질의 경계면)에서 반사되어 다시 자왜선(10)을 따라 상부로 전파된다.
콘트롤러(7)에서는 펄스발진부(2)로 펄스 발진신호를 송출한 시점부터 신호수신부(6)를 통해 제1탄성파와 제2탄성파, 그리고 자왜선의 하단에서 반사되어 돌아온 제1탄성파와 제2탄성파가 수신되었다는 신호를 입력받은 시점까지의 시간을 이용하여 제1플로트부재(4) 및 제2플로트부재(5)의 레벨을 각각 산출할 수 있으며, 이렇게 산출된 레벨 정보, 다시 말해 저장량 정보는 써미스터(미도시)를 통해 검출된 내부 온도 정보와 함께 유선 통신 모듈을 통해 단말기(1)로 전송, 현재 유류의 레벨 및 용량, 수분의 레벨 및 용량, 또한 유류의 누출량, 온도 등이 저장되도록 하고, 무선 통신 모듈을 통해 분석 콘솔(100)로 전송하도록 한다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 저장 탱크(20)로부터 공급되어 배송관(10)의 내부를 통과하는 복수의 구간 별 유류에 대한 유속, 온도, 유량의 변화량을 검출한다(200).
이를 위해, 먼저 측정 센서부(12)를 이용하여 구간 별 배송관(10)을 통과하는 유류의 유속, 온도, 유량의 변화량을 실시간으로 측정한다(S210).
이후, 측정 센서부(12)와 무선 통신 모듈을 통해 연결된 분석 콘솔(100)를 이용하여 유류의 유속, 온도, 유량의 변화량을 미리 설정된 제1분석 기간 동안 분석하고, 유류의 유속, 온도, 유량의 변화량 값을 미리 설정된 기준 값과 각각 비교한다(S220).
즉, 측정 센서부(12)에서 실시간으로 측정되어 전달되는 유류의 유속, 온도, 유량에 대한 변화량 값을 분석 콘솔(100)에서 제1분석 기간 동안, 일례로 1 시간 동안 수집 및 분석하여 그 변화량 값이 미리 설정된 기준 값과 비교, 모두 낮아지거나 높아지는 등과 같은 모두 변화되었는지 여부를 확인한다.
이러한 기준 값은 누출 상태가 판정되기 위한 평균 값으로 미리 설정되어 있으며, 더 구체적으로는 배송관(10)을 통과하는 유류의 유속, 온도, 유량에 대한 정상 상태 및 누출 상태에 해당하는 복수의 감지 신호 정보가 데이터베이스화 되어 있는 감지 신호 저장부에 저장되어 있고, 그에 따라 측정 센서부(12)로부터 전달된 감지 신호와 복수의 감지 신호 정보를 비교, 측정 센서부(12)가 설치된 해당 구간에서의 유류의 유속, 온도, 유량이 모두 변화되었는지 여부를 판단할 수 있도록 한다.
이후, 만일 변화량 값과 기준 값을 비교하여 그 변화량 값, 다시 말해 유속, 온도, 유량에 해당하는 요소 별 변화량이 모두 기준 값 이상으로 변화된 것으로 판단되면(S222), 배송관(10)에 대한 누출이 발생된 것으로 판정한다(S230).
여기서, 배송관(10)에 대한 누출 판정 시에는 경고 메시지와 같은 알림이 전송될 수 있고(S240), 그에 따라 제어실 또는 관리자로 하여금 측정 센서부(12)가 설치된 복수의 구간 중 누출이 발생한 구간을 손쉽게 파악할 수 있도록 한다.
만일, 변화량 값과 기준 값을 비교하여 그 변화량 값, 다시 말해 유속, 온도, 유량에 대한 변화량 값 중 적어도 어느 하나 이상이 변화된 것으로 판단되면(S222), 바로 누출 판정을 하는 것이 아니라, 미리 설정된 제2분석 기간 동안의 변화 추세를 분석하여 누출을 판정한다(S224).
이때, 제2분석 기간은, 일례로 1 주일로 설정되어 전술된 제1분석 기간 보다 길게 설정되며, 이는 더욱 효과적으로 유속, 온도, 유량에 대한 변화량 값에 대한 변화 추세를 분석할 수 있도록 하기 위함이다.
이와 같이 제2분석 기간 동안 추세를 분석하여 산출된 값은, 해당 구간과 이웃한 전, 후 구간에 각각 설치된 측정 센서부(12)에 대한 변화량 값을 비교하여 해당 구간에 대한 누출을 판정하도록 한다(S226).
다시 말해, 제2분석 기간 동안의 변화 추세를 분석하여 그 변화량 값을 해당 구간과 이웃한 전, 후 구간에 설치된 측정 센서부(12)에 대한 변화량 값과 비교, 더 자세하게는, 변화 추세를 분석한 해당 구간의 변화량 값과 전, 후 구간에서의 변화량 값을 상대적으로 비교하여 유속, 온도, 유량 중 적어도 어느 하나에 대한 오차 범위가 미리 설정된 범위, 일례로 1% 오차 범위 범위를 벗어난 것으로 판단되면, 해당 구간에 대한 누출이 발생된 것으로 판단하여, 그에 따른 육안 확인, 측정기를 통한 확인 등을 이용하여 해당 구간에 대한 정밀 분석이 이루어지도록 한다.
이때, 만일 결과 값과 변화량 값이 미리 설정된 오차 범위 내에 해당하는 것으로 판단되면, 기타 환경적인 요소, 일례로 계절에 따른 지반의 온도 변화 등과 같은 요소에 의해 그 결과 값이 단순 변화된 것으로 판단하여 해당 구간에 대한 유출이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 배송관의 누출 모니터링 방법은 배송관(10) 누출 판정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있으며, 결과적으로는 배송관(10)의 누출을 초기에 감시하여 유류의 누출에 따른 토양 및 지하수의 오염 등을 예방하는 동시에, 주유량 변동 등에 따른 경제적인 손실과 같은 2차 피해를 예방할 수 있도록 한다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 측정 단계(S210)에서는 복수의 구간 중 배송관(10)에 설치되어 통과되는 유류를 향해 압력을 제공하는 이송 펌프(P)의 존재 여부를 판단하는 단계가 수행될 수 있다.
즉, 저장 탱크(10)와 연결되어 유류의 이동 경로를 형성하는 배송관(10)의 경우, 저장 탱크(10)와의 거리가 멀어질수록 공급 압력이 낮아지기 때문에, 소정의 구간 마다 이송 펌프(P)가 설치되는 것이 일반적인데, 이와 같이 이송 펌프(P)가 설치된 구간에서는 이송 펌프(P)의 고장으로 인하여 유속, 온도, 유량 중 적어도 어느 하나에 대한 오차 범위가 미리 설정된 범위를 벗어나 누출 발생으로 판정할 수도 있으므로, 이송 펌프(P)의 존재 여부에 따라 서로 다른 제어가 이루어지게 할 수도 있다.
다시 말해, 배송관(10)의 복수의 구간 중 이송 펌프(P)가 존재하는 경우, 해당 구간에 포함된 이송 펌프(P) 사이의 압력 변화량을 검출, 그 차이를 비교하여 만일 이송 펌프(P)의 압력이 미리 설정된 기준 압력 범위 보다 낮아지거나 또는 높아지게 되면, 이송 펌프(P)가 고장난 것으로 판단할 수 있으며, 그에 따라 해당 구간에서는 누출 발생 여부 판단 뿐만 아니라, 이송 펌프(P)의 고장 유무 또한 함께 판단할 수 있다.
한편, 배송관(10)에서 분기된, 일례로 주유소와 같은 사용 시설(15)에 대한 유류의 사용량 및 외부 온도를 검출하여 사용 시설(15)의 누출 여부를 탐지할 수 있다(S300).
만일, 미리 설정된 기간 동안 저장 탱크(20)에 저장된 유류의 감소량과 사용 시설(15)에서 사용 가능한 사용량 차이가 미리 설정된 범위 보다 크고, 또한 외부 온도의 변화가 크지 않는 경우, 사용 시설(15)에 누출이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
즉, 저장 탱크(20)에 저장된 유류의 저장량을 탐지, 만일 저장 탱크(20)에서 설정된 기간 동안 A 만큼의 유류가 배송관(10)을 향해 공급된 것으로 탐지되었으나, 사용 시설(15)에서 사용 가능한 사용량을 측정한 결과, A 보다 미리 설정된 범위 이상의 차이를 가지는 양 만큼만 사용될 수 있다고 판단되면(외부 온도 변화 없음), 사용 시설(15)에서 손상이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
이때, 만일 사용 시설(15)의 손상이 없는 것으로 판단되면, 저장 탱크 탐지 단계(S100)를 통해 저장 탱크(20)의 손상 여부를 판단함과 동시에, 배송관 탐지 단계(S200)를 통해 배송관(10)의 손상 여부를 파악하여 누출이 의심되는 시설물을 파악할 수 있다.
여기서, 만일 사용 시설(15) 및 저장 탱크(20)에서도 손상 여부가 확인되지 않는 경우에는, 배송관(10)의 복수의 구간 중 어느 하나의 구간에서 누출이 발생된 것으로 판단, 전술된 배송관 탐지 단계(S200)를 통해 배송관(10)을 이루는 복수의 구간 중 누출 구간의 위치를 보다 세부적으로 탐지하도록 한다.
한편, 저장 탱크(20), 배송관(12) 및 사용 시설(15) 각각에 대한 검출 정보를 취합하여 저장하고, 미리 설정된 기준 값과 각각 비교하여 저장 탱크(20), 배송관(10) 및 사용 시설(15) 중 누출 발생 시설물을 선별할 수 있다(S400).
즉, 단말기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 복수로 구비될 수 있고, 저장 탱크(20), 배송관(10) 및 사용 시설(15)로부터 유선 통신 모듈을 통해 수신된 검출 정보 또는 누출 여부 탐지 정보를 무선 통신 모듈을 이용하여 분석 콘솔(100)로 전송, 분석 콘솔(100)을 통해 저장 탱크(20), 배송관(10) 및 사용 시설(15)의 누출 오염 발생 여부를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
그에 따라, 본 실시예에서는 지중에 위치된 저장 탱크(20), 배송관(10) 뿐만 아니라, 사용 시설(15)에 대한 노출 오염 발생 여부를 하나의 분석 콘솔(100)을 통해 취합하여 효과적으로 파악할 수 있으며, 결과적으로는 배송관(10)의 누출을 초기에 감시하여 유류의 누출에 따른 토양 및 지하수의 오염 등을 예방할 수 있다.
본 발명은, 저장탱크, 배송관, 사용 시설과 같은 지중 시설물에 저장, 통과 및 사용되는 유류의 온도 및 질량유량 등을 실시간으로 저장, 이를 취합하여 기준 값과 비교 분석함으로써, 누출 오염 발생 위치 및 오염 예상 위치를 초기에 탐지할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 배송관의 길이 방향을 따르며 복수의 구간에 온도센서가 포함된 초음파 센서를 설치하고, 이러한 초음파 센서를 이용해 각각의 구간에 대한 유류의 유속, 온도, 유량을 동시에 검출, 실시간으로 모니터링 하여 누출 여부를 판단함과 동시에, 유류의 유속, 온도, 유량이 변화량이 모두 일치하지 않는 경우 이웃하는 구간의 변화량과 비교 분석하여 해당 구간의 누출 여부를 판단하도록 함으로써, 배송관의 누출 판정에 대한 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 배송관의 누출을 초기에 감시하여 유류의 누출에 따른 토양 및 지하수의 오염 등을 예방하는 동시에, 주유량 변동 등에 따른 경제적인 손실과 같은 2차 피해를 예방할 수 있는 효과를 갖는다.
이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.
1 : 단말기 10 : 배송관
15 : 사용 시설 20 : 저장 탱크
100 : 분석 콘솔 P : 이송 펌프

Claims (5)

  1. 저장 탱크에 저장된 유류의 저장량 및 내부 온도를 검출하는 저장 탱크 탐지 단계;
    상기 저장 탱크로부터 공급되어 배송관의 내부를 통과하는 복수의 구간 별 유류에 대한 유속, 온도, 유량의 변화량을 검출하는 배송관 탐지 단계;
    상기 배송관 상에서 분기된 사용 시설에 대한 유류의 사용량 및 외부 온도를 검출하는 사용 시설 탐지 단계; 및
    상기 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설 각각에 대한 검출 정보를 취합하여 저장하고, 미리 설정된 기준 값과 각각 비교하여 상기 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설 중 누출 발생 시설물을 선별하는 누출 발생 시설물 선별 단계;를 포함하고,
    상기 누출 발생 시설물 선별 단계는,
    상기 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설에 대한 검출 정보 및 상기 누출 여부 정보를 유선 통신 모듈을 통해 단말기로 전송하여 취합되도록 하고,
    상기 단말기는, 무선 통신 모듈을 통해 상기 검출 정보 및 상기 누출 여부 탐지 정보를 분석 콘솔로 전송, 상기 분석 콘솔을 통해 저장 탱크, 상기 배송관 및 상기 사용 시설의 누출 오염 발생 여부를 실시간으로 모니터링 하도록 하며,
    상기 배송관 탐지 단계는,
    측정 센서부를 이용하여 구간 별 상기 배송관을 통과하는 유류의 유속, 온도, 유량의 변화량을 실시간으로 측정하는 측정 단계;
    상기 측정 단계에서 누출 감지부를 통해 측정된 유류의 유속, 온도, 유량의 변화량을 미리 설정된 제1분석 기간 동안 분석하고, 유류의 유속, 온도, 유량의 변화량 값을 미리 설정된 기준 값과 각각 비교하는 비교 단계; 및
    상기 변화량 값과 상기 기준 값을 비교하여 상기 변화량 값이 모두 변화된 것으로 판단되면, 상기 배송관에 대한 누출이 발생된 것으로 판정하는 누출 판정 단계;를 구비하고,
    상기 누출 판정 단계는,
    상기 기준 값과 상기 누출 감지부를 통해 측정된 변화량 값을 비교하여 유류의 유속, 온도 유량 모두에 대한 변화 여부를 판단하고,
    상기 비교 단계는,
    상기 누출 감지부를 통해 유류의 유속, 온도, 유량에 대한 상기 변화량 값 중 적어도 어느 하나가 변화된 것으로 판단되면, 상기 제1분석 기간 보다 긴 기간으로 미리 설정된 제2분석 기간 동안의 유류의 유속, 온도, 유량에 대한 변화 추세를 분석하여 누출을 판정하는 추세 분석 단계를 구비하며,
    상기 추세 분석 단계는,
    상기 변화 추세를 분석하여 이웃한 전, 후 구간에 각각 설치된 상기 측정 센서부에 대한 변화량 값을 비교하고, 차이를 미리 설정된 오차 범위와 비교하여 해당 구간에 대한 누출을 판정하는 비교 분석 단계를 구비하고,
    상기 측정 단계는,
    상기 복수의 구간 중 상기 배송관에 설치되어 통과되는 유류를 향해 압력을 제공하는 이송 펌프의 존재 여부를 판단하는 이송 펌프 설치 여부 판단 단계를 더 구비하며,
    상기 이송 펌프 설치 여부 판단 단계는,
    상기 이송 펌프가 존재하는 경우, 상기 배송관 상에서의 복수의 상기 이송 펌프 사이의 압력 변화량을 검출, 차이를 비교하여 상기 이송 펌프의 고장 유무를 판단하도록 하는 것을 특징으로 하는 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용 시설 탐지 단계는,
    미리 설정된 기간 동안 상기 저장 탱크에 저장된 유류의 감소량과 상기 저장 탱크로부터 상기 사용 시설에 공급된 유류의 사용량 차이가 미리 설정된 범위 보다 큰 경우, 누출이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 지중 시설물의 누출에 의한 토양 오염 감지 방법.
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