KR102207294B1 - 지하 관로 탐사 장치 및 감지 테이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지하 관로 탐사 장치에 대한 것으로, 지하매설물에 부착되며 중심부에 제1도전성 부재를 구비하고, 상기 제1도전성 부재를 둘러싸는 제2도전성 부재를 포함하는 감지 테이프; 지하매설물의 상측에 설치되어, 상기 지하매설물에 부착된 감지 테이프에 연결하기 위한 단자와 접지 단자를 구비하는 전원부; 상기 전원부의 접지 단자가 연결되고 지중에 설치하여 접지하도록 구비된 접지부; 및 상기 전원부에서 이격된 지상 위치에서 상기 지하매설물을 향하여 소정 주파수 범위에 해당하는 자기장 신호를 송출하고, 송출된 자기장에 대응하여 감지 테이프로부터 유도되어 반사하는 자기장 신호를 수신하고 수신된 자기장 신호의 파장을 검출하여 파장의 주파수에 따른 시간을 계측함으로써 지하매설물의 위치와 심도데이터를 얻어내어 지하에 매설된 관로를 탐지하는 탐지부를 포함한다.

Description

지하 관로 탐사 장치 및 감지 테이프{Detecting device for underground conduit and detecting tape}

본 발명은 지하 관로 탐사 장치 및 감지 테이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지중에 매설된 상하수도관, 지하수관 등의 심도 및 위치를 측정할 수 있는 관로 탐사 장치와 관로에 직접 설치하여 감지 테이프에서 방사하는 자기장에 대응하는 반사 자기장 신호를 발신하도록 관로에 설치되는 감지 테이프에 관한 것이다.

우리나라는 1994년 아현동 도시가스 폭발사고와 1995년 대구 상인동 가스 폭발사고를 계기로 정부차원에서 지하시설물 정보를 체계적으로 구축하여 관리하고 있다.

또한, 현재 지하시설물 구축 진행 중인 지역의 상수관인 금속관로 및 비금속관로를 탐사하여 위치정확도를 확인하고 있지만 모든 상수관이 탐사가 정확하게 되지 않는 경우에는 관망도를 활용한 조사만으로 성과를 확인하고 있어 시설물 관리 및 재난·재해 예방에 큰 어려움을 초래하고 있다.

국민의 재산과 안전을 보호 하고 재난·재해를 사전에 예방하고, 행정업무의 효율성 및 대국민 민원서비스의 향상을 위하여 금속관로 및 비금속관로로 되어 있는 상수관이나 하수관의 신규 매설이나 노후관을 교체하는 경우에 관로추적 보조 장치 또는 관로 감지 장치를 부착하여 시설물의 정확한 위치확인이 가능하도록 하여야 할 필요가 있는 것이다.

특히, 지하에 복잡하게 매설되어있는 각종 배관의 유지, 보수를 위해 굴착 작업을 하는 경우에 발생할 수 있는 배관의 손상사고를 사전에 방지하기 위하여 배관에 부착하거나 설치하는 감지 수단이 필요하게 된다.

이를 위하여 종래에는 상수관 위에 테이프 등으로 고정하는 로켓팅 와이어나, 자기 마커를 사용하여 왔으나, 로켓팅 와이어는 현장 매설시에 와이어가 끊어지는 문제가 있고, 자기 마커는 2개의 자석에서 발생하는 자기장의 세기가 약해 현장에서 탐지가 용이하지 않는 문제가 있었다.

한국등록특허 제10-1155975호

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 그의 목적은 발명은 지하 관로 탐사 장치 및 감지 테이프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지중에 매설된 상하수도관, 지하수관 등의 심도 및 위치를 측정할 수 있는 지하 관로 탐사 장치와 관로에 직접 설치하여 감지 장치에서 방사하는 자기장에 대응하는 반사 자기장 신호를 발신하도록 관로에 설치되는 감지 테이프를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 지하 관로 탐사 장치는, 지하매설물에 부착되며 중심부에 제1도전성 부재를 구비하고, 상기 제1도전성 부재를 둘러싸는 제2도전성 부재를 포함하는 감지 테이프; 지하매설물의 상측에 설치되어, 상기 지하매설물에 부착된 감지 테이프에 연결하기 위한 단자와 접지 단자를 구비하는 전원부; 상기 전원부의 접지 단자가 연결되고 지중에 설치하여 접지하도록 구비된 접지부; 및 상기 전원부에서 이격된 지상 위치에서 상기 지하매설물을 향하여 소정 주파수 범위에 해당하는 자기장 신호를 송출하고, 송출된 자기장에 대응하여 감지 테이프로부터 유도되어 반사하는 자기장 신호를 수신하고 수신된 자기장 신호의 파장을 검출하여 파장의 주파수에 따른 시간을 계측함으로써 지하매설물의 위치와 심도데이터를 얻어내어 지하에 매설된 관로를 탐지하는 탐지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 지하 관로 탐사 장치에 있어서, 상기 탐지부에는 지하매설물을 향하여 소정 주파수 범위에 해당하는 자기장 신호를 송출하여 이에 반사되는 자기장 신호를 유도하는 자기장 유도부; 송출된 자기장 신호에 따라 유도 반사되는 자기장을 수신하는 자기장 신호 수신부; 상기 자기장 신호 수신부로부터 수신된 자기장 신호의 파장을 검출하고 파장의 주파수에 따른 시간을 계측하여 지하 관로의 위치와 심도를 계산하는 응응 프로그램이 수행되는 탐지 실행부; 및 탐지 실행부에서 수행된 결과에 따라 탐지된 지하 관로의 위치와 심도 데이터를 표시하는 화면 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 지하 관로 탐사 장치에 있어서, 상기 감지 테이프는, 하부 보호필름으로서 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름; 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름 위에 적층되며 중심부에 제1도전성 부재를 수용하도록 터널형상의 공간이 마련되어 상기 제1도전성 부재를 둘러싸는 한 쌍의 제2도전성 부재; 및 상기 알루미늄 박판을 보호하기 위한 상부 보호필름으로서 폴리에틸렌 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 지하 관로 탐사 장치에 있어서, 한 쌍의 제2도전성 부재는 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름 위에 적층되며 중심부에 도전성 부재를 수용하도록 터널형상의 공간이 마련되는 한 쌍의 제1알루미늄 박판과 제2알루미늄 박판인 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 지하 관로 탐사 장치에 있어서, 제2도전성 부재는 한 쌍의 제1알루미늄 박판과 제2알루미늄 박판에 의하여 형성된 터널형상의 공간 내부에 배치되는 금속도선인 것을 특징으로 하는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 지하 관로 탐사 장치에 부착되는 감지 테이프는, 하부 보호필름으로서 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름; 상기 폴리에틸렌 필름 위에 적층되며 중심부에 제1도전성 부재를 수용하도록 터널형상의 공간이 마련되어 상기 제1도전성 부재를 둘러싸는 한 쌍의 제2도전성 부재; 및 상기 알루미늄 박판을 보호하기 위한 상부 보호필름으로서 PET 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 지하 관로 탐사 장치에 부착되는 감지 테이프에 있어서, 제2도전성 부재로서 한 쌍의 제1알루미늄 박판과 제2알루미늄 박판에 의하여 형성된 터널형상의 공간 내부에 제1도전성 부재인 금속도선이 배치되는 것 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 따른 지하 관로 탐사 장치는 금속 및 비금속관로로 되어 있는 상수관이나 하수관의 신규 매설이나 노후관을 교체하는 경우에 관로추적 보조 장치 또는 관로 감지 장치를 부착하여 시설물의 정확한 위치와 심도 확인이 가능하도록 하는 효과가 있다.

한편, 본 발명에 따른 감지 테이프는 관로에 부착되며 배관의 접촉 면적이 넓고, 공사 완료 후 발생할 수 있는 토사의 움직임에도 영향을 적게 받아 배관 이탈에 대한 안정성을 보장함과 동시에 관로 탐사 장치로 관로의 방향 및 심도를 지면에서 파악할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 감지 테이프는 중심부에 금속 도선을 수용하고 터널 형상으로 금속도선을 둘러싸는 박판 형상의 제2 도전성 부재가 구비되어 감지 테이프로 전송된 자기장 신호에 감응하여 자기장을 유도시킬 수 있도록 하여 유도되어 반사되는 자기장 신호를 탐지 장치에서 정확하게 수신할 수 있도록 하여 감지테이프 주변에 노이즈 신호가 있더라도 관로 위치와 심도의 정확한 측정이 가능하도록 하는 장점이 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 지하 관로 탐사 장치와 관로에 부착된 감지 테이프의 개략도이다.
도2는 도1에 도시된 지하 관로 탐사 장치의 상세 블록도이다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 테이프의 개략적인 구조를 나타내는 확대 단면도이다.
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 지하 관로 탐사 장치에 의하여 지하 관로를 탐사하는 사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일실시예에 따른 지하 관로 탐사 장치 및 감지 테이프에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 지하 관로 탐사 장치와 관로에 부착된 감지 테이프의 개략도이고, 도2는 도1에 도시된 지하 관로 탐사 장치의 상세 블록도이고, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 감지 테이프의 개략적인 구조를 나타내는 확대 단면도이다.

도1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 지하 관로 탐사 장치는 탐지부(10), 전원부(20), 접지부(30)를 포함한다.

또한, 상기 지하 관로 탐사 장치의 탐지부(10)와 자기장 신호를 주고 받으며 지하에 매설된 관로에 부착되는 감지 테이프(50)를 더 포함한다.

상기 탐지부(10)는 지하매설물인 관로(60)에 부착되는 감지 테이프(50)를 향하여 소정 주파수 범위에 해당하는 자기장 신호를 송출한다.

이때, 송출된 자기장에 대하여 관로(60)에 부착된 감지 테이프(50)는 송출된 자기장에 의하여 유도 자기장이 발생되며 유도된 자기장을 반사하게 된다.

상기 탐지부(10)는 상기 유도 반사되는 자기장 신호를 수신하고 수신된 자기장 신호의 파장을 검출하게 된다.

상기 탐지부(10)는 자기장 신호로부터 검출된 파장의 주파수에 따라서 파장의 시간을 계측함으로써 시간을 역으로서 계산하여 지하매설물인 관로의 위치와 심도 데이터를 얻어내어 지하에 매설된 관로를 탐지한다.

상기 전원부(20)는 지하매설물의 상측에 설치되어, 상기 지하매설물에 부착된 감지 테이프(50)에 연결하기 위한 단자와 접지 단자를 구비한다.

도1을 참조하면, 상기 접지부(30)는 상기 전원부의 접지 단자가 연결되고 지중에 설치하여 접지하도록 접지봉으로 구성되어 있다.

지하에 매설된 관로(60)에 부착되는 감지 테이프(50)는 상기 지하 관로 탐사 장치의 탐지부(10)와 자기장 신호에 대응하여 자기장을 유도하여 반사시키게 된다.

도3을 참조하면, 지하에 매설된 관로에 부착되는 상기 감지 테이프(50)는 중심부에 제1도전성 부재를 구비하고, 상기 제1도전성 부재를 둘러싸는 제2도전성 부재를 포함하여 구성된다.

도2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 지하 관로 탐사 장치의 탐지부(10)는 자기장 유도부(12), 자기장 신호 수신부(14), 탐지 실행부(16), 화면 표시부(18)를 포함한다.

상기 자기장 유도부(12)는 지하에 매설된 관로(60)를 향하여 소정 주파수 범위에 해당하는 자기장 신호를 송출하여 이에 반사되는 자기장 신호를 유도하게 된다.

자기장 신호 수신부(14)는 송출된 자기장 신호에 따라 유도 반사되는 자기장을 수신하게 된다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 지하 관로 탐사 장치의 탐지부(10)는 5W출력으로 512Hz, 9.5KHz, 38KHz, 80KHz의 네 가지 주파수 대역을 가지고 있으며 심도의 경우 18～20Hz의 주파수를 수신모드를 활용하여 관로 탐사 추적이 가능하다.

또한, 탐지 실행부(16)는 상기 자기장 신호 수신부(14)로부터 수신된 자기장 신호의 파장을 검출하고 파장의 주파수에 따른 시간을 계측하여 지하 관로의 위치와 심도를 계산하는 응응 프로그램이 수행되어 지하 관로의 위치와 심도 데이터를 얻게 된다.

도1에 도시된 바와 같이, 자기장 유도부(12)에서 특정 주파수의 자기장을 발생시키면 지하에 위치한 관로에 부착된 감지 테이프에 의하여 반사되어 나오는 자기장을 자기장 신호 수신부(14)에서 수신하게 되고 탐지 실행부(16)는 응용 프로그램이 실행되어 유도 반사되어 수신된 자기장 파장의 시간을 역으로 계산하여 심도값을 계산하게 된다.

여기에서, 본 발명의 일실시예에 따른 사양에 의하면 최대 10미터 깊이의 관로를 찾을 수 있다.

그리고, 화면 표시부(18)는 탐지 실행부(16)에서 수행된 결과에 따라 탐지된 지하 관로의 위치와 심도 데이터를 확인할 수 있도록 디스플레이 장치에 표시한다.

도3에 도시된 감지 테이프의 확대 단면도를 참조하면 상기 감지 테이프(50)는 하부 보호필름(52), 제1도전성 부재(55), 제2도전성 부재(54, 56), 상부 보호필름(58)을 포함하여 구성된다.

상기 상부 보호필름(58), 하부 보호필름(52)은 감지 테이프의 도전성 부재(54, 55, 56)를 보호하기 위해 상하를 커버하는 부재이다.

본 발명의 일실시예에서 상기 상부 보호필름(58)은 폴리에틸렌(PET) 필름으로 구성되고, 상기 하부 보호필름(52)은 선형 저밀도 폴리에틸렌(L-LDPE) 필름으로 구성된다.

또한, 상부 보호필름(58)의 안쪽 면에는 감지 테이프에 사용되는 문구와 색상 외에도 다채로운 경고 문구를 인쇄할 수 있고, 인쇄된 색상 및 문구가 오래도록 유지된다.

제2도전성 부재(54, 56)는 상기 하부 보호필름(52) 위로 차례로 적층되며 중심부에 제1도전성 부재(55)를 수용하도록 터널형상의 공간이 마련되어 상기 제1도전성 부재를 둘러싸게 되어 있다.

여기에서, 상기 제1도전성 부재를 둘러싸는 제2도전성 부재는 알루미늄 박판으로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 제1도전성 부재(55)는 금속 도선으로 구성될 수 있다.

감지 테이프는 중심부에 제1도전성 부재(55)를 수용하고 상기 제1도전성 부재(55)를 터널 형상으로 박판 형상의 제2 도전성 부재(54, 56)가 구비되어 감지 테이프로 향하여 전송된 자기장 신호에 감응하여 제1도전성 부재(55)뿐만 아니라 제2도전성 부재(55)에서도 자기장을 유도시킬 수 있도록 하여 유도 반사되는 자기장 신호를 탐지 장치에서 정확하게 수신할 수 있도록 하여 금속도선 주변에 노이즈신호가 있더라도 관로 위치와 심도의 정확한 측정이 가능하게 된다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 지하 관로 탐사 장치에 의하여 지하 관로를 탐사하는 사진이다.

지하 관로를 탐지하는 방법은 가장 일반적인 방법으로 감지 테이프와 감지 테이프를 연결할 때 반드시 전기적 연결이 필요한 전기 전도(conduction) 방식이 있지만, 도4에 도시된 바와 같이 간접법은 자기장 유도(magnetic field induction)에 의하여 탐지가 가능하다.

도4를 참조하여, 본 발명에 따른 지하 관로 탐사 장치에 의하여 지하 관로 탐사 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전원부(20)의 양단자는 지하 관로에 부착된 감지 테이프(50)의 금속 도선(55)에 접지 연결하고, 전원부(20)의 음단자에 연결된 접지부(30)는 감지 테이프(50)에 직각이 되도록 지중에 꼽아서 접지시키게 된다.

다음에, 탐지부(10)의 자기장 유도부(12)를 관로(배관에 부착된 감지 테이프)가 있다고 여겨지는 부분에 수평으로 놓고 지하 관로를 향하여 소정 주파수 범위에 해당하는 자기장 신호를 송출하여 이에 반사되는 자기장 신호를 유도하게 된다.

이때, 상기 탐지부(10)는 상기 전원부로부터 6m~15m 정도 떨어진 곳에 두고 신호가 잡힐 때까지 훑어간다.

탐지부(10)와 전원부(20)가 이보다 짧은 경우에는 전원부(20)에서 발생되는 자기장 신호를 탐지부(10)가 직접 읽을 수 있으므로 상당한 거리를 두어야 한다.

탐지부(10)는 상기 과정을 반복하면서 송출된 자기장 신호에 대응하여 상기 감지테이프(50)로부터 유도 반사되는 자기장을 자기장 신호 수신부(14)에서 수신한다.

다음으로, 탐지부(10)의 탐지 실행부(16)는 상기 자기장 신호 수신부(14)로부터 수신된 자기장 신호의 파장을 검출하고 파장의 주파수에 따른 시간을 계측하여 지하 관로의 위치와 심도를 계산하는 응응 프로그램이 수행되고 지하 관로의 위치와 심도 데이터를 얻게 된다.

탐지부(10)의 화면 표시부(18)는 탐지된 지하 관로의 위치와 심도 데이터를 디스플레이 장치에 표시하여 확인할 수 있도록 한다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 탐지부 12 : 자기장유도부
14 : 자기장 신호 수신부 16 : 탐지실행부
18 : 화면표시부 20 : 전원부
30 : 접지부 50 : 감지테이프
52 : 하부 보호필름 54, 56 : 제2도전성 부재
55 : 제1도전성 부재 58 : 상부 보호필름

Claims (7)

1. 지하 관로에 부착되며 중심부에 제1도전성 부재를 구비하고, 상기 제1도전성 부재를 둘러싸는 제2도전성 부재를 포함하는 감지 테이프;
   지하 관로의 상측에 설치되어, 상기 지하 관로에 부착된 감지 테이프의 제1도전성 부재에 양단자가 연결되고 지중으로 접지 단자가 연결되는 전원부;
   상기 전원부의 접지 단자가 연결되고 지중에 설치하여 접지하도록 구비된 접지부; 및
   상기 전원부에서 이격된 지상 위치에서 상기 지하 관로를 향하여 소정 주파수 범위에 해당하는 자기장 신호를 송출하고, 송출된 자기장에 대응하여 지하 관로에 부착된 감지 테이프로부터 유도 반사하는 자기장 신호를 수신하고, 수신된 자기장 신호의 파장을 검출하여 파장의 주파수에 따른 시간을 계측함으로써 지하 관로의 위치와 심도 데이터를 얻어내어 지하 관로를 탐지하는 탐지부를 포함하고,
   상기 감지 테이프는,
   하부 보호필름으로서 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름;
   상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름 위에 적층되며 중심부에 제1도전성 부재를 수용하도록 터널형상의 공간이 마련되어 상기 제1도전성 부재를 둘러싸는 한 쌍의 제2도전성 부재; 및
   상기 제2도전성 부재를 보호하기 위한 상부 보호필름으로서 폴리에틸렌 필름을 포함하며,
   제2도전성 부재로서 한 쌍의 제1알루미늄 박판과 제2알루미늄 박판에 의하여 형성된 터널형상의 공간 내부에 전원부의 양단자가 연결된 제1도전성 부재인 금속도선이 배치되는 것을 특징으로 하는 지하 관로 탐사 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 탐지부에는
   지하 관로를 향하여 소정 주파수 범위에 해당하는 자기장 신호를 송출하여 이에 반사되는 자기장 신호를 유도하는 자기장 유도부;
   송출된 자기장 신호에 따라 유도 반사되는 자기장을 수신하는 자기장 신호 수신부;
   상기 자기장 신호 수신부로부터 수신된 자기장 신호의 파장을 검출하고 파장의 주파수에 따른 시간을 계측하여 지하 관로의 위치와 심도를 계산하는 응응 프로그램이 수행되는 탐지 실행부; 및
   탐지 실행부에서 수행된 결과에 따라 탐지된 지하 관로의 위치와 심도 데이터를 표시하는 화면 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 관로 탐사 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 지하 관로 위치를 탐사하기 위해 관로에 부착되는 감지 테이프에 있어서,
   하부 보호필름으로서 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름;
   상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름 위에 적층되며 중심부에 제1도전성 부재를 수용하도록 터널형상의 공간이 마련되어 제1도전성 부재를 둘러싸는 한 쌍의 제2도전성 부재; 및
   상기 제2도전성 부재를 보호하기 위한 상부 보호필름으로서 폴리에틸렌 필름을 포함하며,
   제2도전성 부재로서 한 쌍의 제1알루미늄 박판과 제2알루미늄 박판에 의하여 형성된 터널형상의 공간 내부에 전원부의 양단자가 연결된 제1도전성 부재인 금속도선이 배치되는 것을 특징으로 하는 감지 테이프.
7. 삭제

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