KR102328740B1 - 매설 배관 탐지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지중에 매설된 배관으로부터 지표면 방향으로 이격되도록 배치되는 제1절연층; 상기 제1절연층 상에서 길이방향을 따라 복수개가 서로 설정 간격으로 이격 배치되는 메탈 소재의 분할패턴과, 상기 분할패턴들을 전기적으로 서로 연결하도록 마련되는 연결패턴을 포함하는 제1전도선; 상기 제1전도선의 단부와 연결되는 제2전도선; 및 상기 제1절연층 상에서 상기 제1전도선을 커버하도록 결합되는 제2절연층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치를 제공한다.

Description

매설 배관 탐지장치{Detecting Apparatus for Piping}

본 발명은 매설 배관 탐지장치에 관한 것으로서, 지중에 매설된 각종 배관의 위치나 방향을 알려주는 매설 배관 탐지장치에 관한 것이다.

근래 산업화가 가속됨에 따라 지중에 많은 케이블과 배관이 매립되고 있는데, 보통 수도관, 가스관, 통신 케이블이나 전력 케이블 등이 매립되고 있다. 또한, 지상에 설치되었던 각종 전력선이나 광케이블도 지하에 매립되고 있는 추세다.

일반적으로 지하에 시설물이 매립되면, 이를 별도 표시함으로써 매립 시설물 주변의 다른 공사가 이루어질 때 매립 시설물의 파손이나 안전사고를 방지할 수 있다.

최근 들어, 합성 수지재나 세라믹과 같은 비금속 재료의 배관들이 매립되면서 매립 시설물의 위치를 정확하게 파악하는데 어려움이 제기되고 있는데, 이를 해결하기 위해서 배관의 상부 영역에 금속 재질을 부착하여 이를 탐지하는 기술이 적용되고 있다.

그러나, 이러한 배관 상부에 금속 재질을 부착하는 구조는 공사할 때, 금속이 배관 상부에 위치하도록 조정하는 과정이 필수로 수반되고, 또한, 지중에 설치되는 깊이에 따라서 너무 깊이 배관이 매설되는 경우, 지상에서 이를 탐지하는데 한계가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 지중에 철근 콘크리트 구조물과 같은 금속을 포함하는 매설물 또는 지반구조가 위치하거나, 복수의 배관이 복잡하게 엉켜서 매설된 경우, 타겟 배관을 탐지하기 어렵다는 문제점이 발생하고 있다.

한국등록특허공보 제10-2109969호(2020.05.06 등록)

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보다 상세하게는 지표면에 인접한 위치에 설치하기 때문에 배관의 매설 깊이에 관계없이 탐지가 가능한 매설 배관 탐지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 매설된 배관의 종류나 용도, 매설 깊이, 직경, 재질 및 매립 일정 등의 데이터를 제공할 수 있기 때문에 작업 전에 배관의 정보를 쉽게 파악할 수 있는 매설 배관 탐지장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 지중에 철근 콘크리트 구조물이 위치하거나, 복수의 배관이 중첩되도록 매설되어 있더라도, 타겟이 되는 매설 배관의 선별적 탐지가 가능한 매설 배관 탐지장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은 지중에 매설된 배관으로부터 지표면 방향으로 이격되도록 배치되는 제1절연층; 상기 제1절연층 상에서 길이방향을 따라 복수개가 서로 설정 간격으로 이격 배치되는 메탈 소재의 분할패턴과, 상기 분할패턴들을 전기적으로 서로 연결하도록 마련되는 연결패턴을 포함하는 제1전도선; 상기 제1전도선의 단부와 연결되는 제2전도선; 및 상기 제1절연층 상에서 상기 제1전도선을 커버하도록 결합되는 제2절연층; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치를 제공한다.

상기 제2전도선은 상기 제1절연층과 제2절연층의 외부에 배치될 수 있다.

상기 제2전도선은 상기 제1절연층과 제2절연층 사이에서 상기 제1전도선과 이격되도록 나란히 배치될 수 있다.

상기 제2전도선은 상기 제1전도선의 일 단부와 연결되어 상기 제2절연층 상부에 구비되고, 상기 매설 배관 탐지장치는 상기 제2절연층 상에서 상기 제2전도선을 커버하도록 결합되는 제3절연층을 더 포함할 수 있다.

상기 제2전도선은 상기 연결패턴과 중첩되도록 배치될수 있다.

상기 매설 배관 탐지장치는 상기 제1전도선과 제2전도선을 관통하도록 연결하는 커넥터를 더 포함하고, 상기 커넥터는 상기 제1전도선과 제2전도선 중 어느 하나의 전도선과 마주하도록 배치되고, 복수개의 돌출부재가 일 면에 마련되는 제1플레이트와, 상기 제1전도선과 제2전도선 중 다른 하나의 전도선과 마주하도록 배치되고, 상기 돌출부재가 삽입되는 관통홀이 일 면에 형성되는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 일 면에서 상기 돌출부재 또는 관통홀 주변을 밀폐하도록 마련되는 실링 레이어를 포함하여, 상기 돌출부재와 관통홀이 결합되면서 상기 제1전도선과 제2전도선을 접속시킬 수 있다.

상기 분할패턴은 상기 배관의 종류, 용도, 깊이, 직경, 재질 및 매립 일정 중 적어도 어느 하나의 데이터를 포함하며,

상기 분할패턴의 설정 간격, 폭 또는 단면적에 따라서 맴돌이 전류가 만든 자기장이 금속탐지기 코일의 자기장을 변화시킴으로써 상기 금속탐지기로부터 발생되는 소리의 간격이나 소리의 세기 변화를 이용하여 상기 데이터들을 구분할 수 있다.

상기 매설 배관 탐지장치는 상기 제1전도선과 제2전도선의 단부가 연결되는 접속함; 상기 접속함에 전원을 공급하는 송신기; 상기 접속함과 송신기 사이에서 공급된 전원의 강도를 조절하는 제어부; 를 더 포함할 수 있다.

상기 접속함에서 타겟 매설 배관에 대응하도록 배치된 상기 제1전도선과 제2전도선에 전원이 인가되면, 상기 송신기에서 공급된 설정 범위의 전류 또는 주파수가 수신기를 통하여 감지되며, 상기 접속함에 복수개의 상기 제1전도선과 제2전도선이 결합되는 경우, 하나 또는 복수개의 타겟 매설 배관에 대응하는 제1전도선과 제2전도선에 전원을 인가하여 선택적으로 매설 배관을 탐지될 수 있다.

상기 매설 배관 탐지장치는 상기 제1전도선과 중첩되도록 배치되어 매설된 배관들의 이음 영역이나, 다른 배관들과 중첩되는 영역을 표시하는 식별패턴을 더 포함하고, 상기 식별패턴은 상기 분할패턴의 최대 폭 또는 최대 단면적 보다 크게 형성되어 금속 탐지기로부터 발생되는 소리의 세기가 상기 분할패턴과 구분될 수 있다.

본 발명에 따른 매설 배관 탐지장치에 의하면,

첫째, 금속탐지기를 통해서 비금속으로 이루어진 배관의 위치나 방향을 용이하게 탐지할 수 있고,

둘째, 관로 테이프를 설치하는 공정에 매설 배관 탐지장치를 설치하는 공정이 동시에 이루어지기 때문에 별도의 추가 공정이 필요치 않으며,

셋째, 매설 배관 탐지장치를 통하여 매설 배관 정보를 손쉽게 취득함으로써 공사 과정에서 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있고,

넷째, 매설 배관의 분기 영역이나 이음 영역을 쉽게 파악할 수 있어, 누수 탐지 시에도 유지보수가 용이하며,

다섯째, 매설 배관 탐지장치에 전원을 인가하면, 지중에 철근 콘크리트 구조물과 같은 금속 매설물이 포함되더라도 관로 탐지기를 통하여 매설 배관을 용이하게 탐지할 수 있고,

여섯째, 타겟 배관이 연결된 접속함에 선택적으로 전원을 인가하면, 매설 배관 탐지장치를 이용하여 복수의 매설 배관들 중에서도 타겟이 되는 매설 배관의 선별적 탐지가 가능해지는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매설 배관 탐지장치가 매설된 상태를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 매설 배관 탐지장치가 매설된 상태를 측면에서 도시하는 측면도이다.
도 3a는 도 1에 나타낸 매설 배관 탐지장치를 부분적으로 확대하여 도시하는 확대 사시도이다.
도 3b는 도 3a에 나타낸 매설 배관 탐지장치의 분할패턴을 실시예 별로 도시하는 참고도이다.
도 4는 도 3a에 나타낸 매설 배관 탐지장치의 분할패턴을 금속탐지기를 통해 탐지한 상태와, 이와 비교 대상을 탐지한 상태를 도시하는 참고도이다.
도 5는 도 3a에 나타낸 매설 배관 탐지장치의 식별패턴을 실시예 별로 도시하는 참고도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매설 배관 탐지장치를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 7 내지 도 9는 도 6에 나타낸 접속함에 연결된 매설 배관 탐지장치의 관로 테이프를 실시예 별로 도시하는 참고도이다.
도 10은 본 발명의 매설 배관 탐지장치를 연결하는 커넥터를 도시하는 사시도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 매설 배관 탐지장치가 매설된 상태를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 매설 배관 탐지장치가 매설된 상태를 측면에서 도시하는 측면도이며, 도 3a는 도 1에 나타낸 매설 배관 탐지장치를 부분적으로 확대하여 도시하는 확대 사시도이고, 도 3b는 도 3a에 나타낸 매설 배관 탐지장치의 분할패턴을 실시예 별로 도시하는 참고도이며, 도 4는 도 3a에 나타낸 매설 배관 탐지장치의 분할패턴을 금속탐지기를 통해 탐지한 상태와, 이와 비교 대상을 탐지한 상태를 도시하는 참고도이고, 도 5는 도 3a에 나타낸 매설 배관 탐지장치의 식별패턴을 실시예 별로 도시하는 참고도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 매설 배관 탐지장치(100)는 제1절연층(110)과, 제1전도선(120)과 및 제2절연층(130)을 구비하는 관로 테이프(100a)를 포함한다. 물론, 관로 테이프(100a)는 단순히 제1절연층(110)만을 의미할 수 있지만, 제1절연층(110)은 관로 표시용 테이프에 대응할 수 있다.

먼저, 도 1을 살펴보면, 지중에 설치되는 매설 배관(10)은 제1토사층(11)에 매립되고, 제1토사층(11) 상면에 설정된 높이를 갖도록 제2토사층(12)이 적층된다. 이때 제2토사층(12) 상면에 제1절연층(110)이 매설 배관(10)을 따라서 배치되고, 그 위에 제3토사층(13)이 적층된다. 제3토사층(13)의 상부에는 콘크리트나 아스팔트 등의 도로층(14)이 배치될 수 있다. 물론, 매설 배관(10)의 깊이나 위치에 따라서 제1토사층(11) 내지 제3토사층(13)은 생략되거나 더 추가될 수도 있다. 예컨대, 제1토사층(11) 내지 제3토사층(13)은 관보호사 등으로 이루어질 수 있다.

제1절연층(110)는 지중에 매설된 배관으로부터 지표면 방향으로 이격된 위치에 매설 배관(10)과 나란하게 배치된다. 지중에 매설 배관(10)은 금속 배관과 비금속 배관으로 분류되는데, 여기서 비금속 배관은 주로 PVC관(Poly Vinyl Chloride Pipe), PE관(Poly Ethylene pipe), PB관(Polybutylene Pipe), CD관(corrugated Duct Pipe), 콘크리트관 등이 있고, 일반 금속 탐지기(1)를 통해 확인이 어렵다. 따라서 기존 비금속의 매설 배관(10)의 상부에 같이 매립하는 제1절연층(110)(예컨대, 관로 표시용 테이프 등)에 메탈 소재의 제1전도선(120)을 구비함으로써 종래 금속 탐지기를 통해서도 손쉽게 비금속 매설 배관(10)의 선로 탐지가 가능해질 수 있다.

이러한 금속 탐지기(1)는 코일에 전류가 흐르면서 자기장을 형성하고, 자기장이 금속이 탐지되는 경우 맴돌이 전류를 형성하는 원리를 이용하여 맴돌이 전류가 만드는 자기장이 금속 탐지기(1) 코일의 자기장을 변화시켜 전류의 크기에 영향을 주면서 제1전도선의 탐지가 이루어진다.

전기한 바와 같이, 제1절연층(110)은 관로 표시용 테이프로 이루어진다. 제1절연층(110)은 매설 배관(10)의 종류에 따라서 다양한 색상이 적용될 수 있다. 예컨대, 상수도용 관로 표시용 테이프는 청색으로, 오수용 관로 표시용 테이프는 흑갈색, 청색 또는 황색으로, 우수용 관로 표시용 테이프는 녹색으로 이루어질 수 있고, 대략 10~30cm 폭의 규격으로 구성된다.

제1절연층(110)의 위치는 지표면으로부터 약 10~50cm 깊이에 배치되는 것이 바람직하다. 예컨대, 제1절연층(110)의 위치는 관로 상단에서 30~40cm 위(관보호사 상단) 지점에 포설할 수 있고, 되메우기 후 보조기층 하부에 포설할 수도 있으며, 보도 구간에서는 지표로부터 20~30cm 아래 지점, 또는 포장 구간에서는 포장층 아래 10~20cm 아래 지점, 토피 부족 구간의 보강 콘크리트는 보강 콘크리트 바로 위, 하천 하월 시는 돌망태 위 지점에 설치될 수 있다.

제1전도선(120)은 제1절연층(110)의 성형 과정에서 동시에 사출 또는 압출되어 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 제1전도선(120)은 제1절연층(110) 상면이나 하면에 부착 구조로 결합될 수 있고, 또는 별도의 코팅 공정에 의해서 구비될 수도 있다.

제1전도선(120)은 메탈 소재의 선 또는 점의 형태 또는 선과 점의 혼합 형태를 가지는 분할패턴(121)을 포함한다.

분할패턴(121)은 단순히 선이 분할된 점선뿐만 아니라, 선의 굵기 또는 단면적의 변화에 따른 패턴일 수도 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 얇은 점선, 굵은 점선, 간격이 큰 점선 등의 패턴 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으며, 도면에 도시하지는 않았지만, 얇은 실선, 나란히 복수개 배치되는 평행선, 굵은 실선 등의 조합으로 이루어질 수도 있다.

이러한 분할패턴(121)은 선의 굵기, 점선 간격, 메탈 재질의 종류 등의 조합을 통해서 금속 탐지기(1)로부터 배관의 종류, 용도, 깊이, 직경, 재질 및 매립 일정 등의 데이터를 제공할 수 있다. 분할패턴(121)의 형상이나 종류에 따라 전자기장의 파장이 달라질 수 있고, 이에 따른 데이터를 표준화하여 사용자가 금속 탐지기로부터 매설 배관(10)에 관한 데이터를 제공받을 수 있는 것이다.

예컨대, 매설 배관(10)을 따라서 메탈 소재의 굵은 점선(폭 4mm)이 간격 30cm 마다 30cm 길이를 가지는 분할패턴(121)이 배치되고, 이를 금속 탐지기(1)가 탐지하면, 도 4(a)와 같이 금속의 탐지 간격과 미 탐지 간격이 균일한 패턴으로 탐지되고, 탐지된 파장의 간격이나 크기를 조합하여 이를 표준화 된 설정 배관(예컨대 상수도관 등)으로 탐지할 수 있다. 금속탐지기는 코일에 전류가 흐르면서 자기장을 형성하고, 금속이 탐지되는 경우 금속탐지기의 자기장이 맴돌이 전류를 형성하는 원리를 이용하여 자기장의 변화를 탐지한다. 분할패턴은 길이방향을 따라 복수개가 서로 설정 간격으로 이격 배치된 메탈 소재로 이루어지기 때문에 분할패턴의 설정 간격에 따라 자기장이 일정하게 변화하여 금속 탐지기를 이용한 탐지 시 일정한 소리(dB)의 간격이나 소리의 세기 변화가 발생한다.

금속 탐지기는 금속을 탐지한 상태에서 삐-삐-삐와 같은 소리를 제공하고, 금속을 탐지하지 못한 상태에서는 소리가 나지 않거나 금속을 탐지한 상태 보다 작은 소리로 대체될 수 있다.

또한, 도 4(b) 및 도 4(c)는 메탈 소재의 일정한 폭을 가지는 실선(폭 4mm)이 배치된 경우 이를 금속탐지기로 탐지한 그래프를 나타낸다.

도 4(b)는 금속탐지기의 높이를 일정하게 유지하면서 분할패턴이 없는 일정한 실선 위를 측정한다. 금속탐지기가 일정한 높이를 유지한 채 측정이 이루어지면, 측정 시작 영역에서 실선에 의해 자기장이 변화하여 금속탐지기에서 소리로 반응이 나타나지만, 일정한 폭의 실선은 첫 반응 이후 더 이상의 자기장의 변화가 발생하지 않기 때문에 금속탐지기에서 반응이 발생하지 않을 수 있다.

반면에, 도 4(c)는 금속탐지기를 사람(사용자)이 파지하여 이동하기 때문에 소폭 높이차가 발생하게 되는데, 금속탐지기가 분할패턴이 없는 일정한 실선 위를 측정하면, 측정 시작 영역에서 실선에 의해 자기장이 변화하여 금속탐지기에서 소리로 반응이 나타나고, 이후 반응은 도 4(b) 보다는 반응이 크게 나타나지만 규칙적이지 못하고, 불규칙한 반응을 탐지하게 된다. 이는 사람이 금속탐지기를 이동하는 과정에서 높이차에 따른 반응으로 판단된다.

따라서, 제1전도선(120)은 금속탐지기를 이용하여 매설 배관의 정보를 제공하기 위해서 메탈 소재로 이루어지고, 규칙적인 간격으로 이루어진 분할패턴(121)을 필요로 한다.

도 4에서 파란색으로 나타낸 그래프는 아래 주황색으로 표시된 메탈 소재의 분할패턴 또는 실선에 금속탐지기가 지나가면서 반응하는 상태를 나타내며, 파란색 그래프의 dB이 0으로 표기되는 구간에서는 금속탐지기에서 소리 반응이 없는 상태를 나타낸다. 도 4에서 x축은 거리(cm)를 나타내고, y축은 소리의 크기(dB)를 나타낸다.

또한, 제1전도선(120)은 매설 배관(10)의 설정 위치에 대응하도록 배치되는 식별패턴(122)을 포함한다. 물론 식별패턴(122)은 제1전도선(120)와 별개로 제1절연층(110) 또는 제2절연층(130) 상에 별도 구비될 수도 있다.

식별패턴(122)은 예컨대 매설 배관(10)의 분기점(DA), 배관(10)과 배관이 연결되는 이음 영역(CA), 배관(10)과 다른 배관이 서로 교차하거나 상하방향으로 중첩되는 중첩영역 등에 배치될 수 있다. 식별패턴(122)은 분할패턴(121)이 매설 배관(10)과 관련한 속성 데이터를 제공하는 것과 달리, 배관의 누수 위험이 있는 이음 영역(CA)이나, 공사 중 다른 배관과 혼동할 수 있는 중첩 영역 배치되어 매설 배관의 위치 데이터를 제공할 수 있다. 식별패턴(122)은 메탈 소재의 제1전도선(120) 두께나 단면적을 부분적으로 다르게 함으로써 분할패턴(121)이 제공하는 전자기장 파장과 구별되도록 할 수 있다. 물론, 식별패턴(122)과 분할패턴(121)이 함께 표준화가 이루어지면서 하나의 범주에 속할 수도 있다.

식별패턴(122)은 분할패턴(121)의 가장 큰 폭 또는 최대 단면적 보다 적어도 크게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 식별패턴(122)의 폭이나 단면적이 분할패턴(121) 보다 크기 때문에 금속 탐지기(1)로부터 발생되는 소리의 세기가 분할패턴의 것과 구분될 수 있다. 또한, 식별패턴(122)은 불규칙적인 패턴으로 형성되고, 분할패턴(121)은 규칙적인 패턴으로 형성될 수 있다.

그리고, 제2절연층(130)은 제1절연층(110) 상에 배치되어 제1전도선(120)을 커버할 수 있다. 제2절연층(120)은 제1절연층(110) 보다 작은 크기로 이루어질 수 있다. 물론, 제2절연층(120)도 관로 표시용 테이프로 이루어질 수 있다.

또한, 관로 테이프(100a)는 설정된 간격이나 설정 위치 등에 구비되는 무선 통신 태그(123)를 포함할 수 있다. 무선 통신 태그(123)도 제1전도선(120)와 마찬가지로 금속 탐지기(1)로 탐지가 가능하다.

무선 통신 태그(123)는 무선인식(Radio Frequency Identification; RFID), 근거리 무선통신(Near Field Communication; NFC), 마그네틱 보안 전송(Magnetic Secure Transmission; MST) 또는 근거리 자기유도(Near Field Magnetic Induction; NFMI) 등을 이용하여 선택적으로 적용할 수 있으며, 제1전도선(120)의 분할패턴(121)이나 식별패턴(122)을 통해 배관의 속성이나 위치 데이터를 제공하는 것처럼 무선 통신 태그를 통해 배관의 종류, 용도, 깊이, 직경, 재질 및 매립 일정 등의 데이터를 태그 형태로 코딩(coding)하여 제공할 수 있다.

무선 통신 태그(123)는 제1전도선(120)가 매설 배관(10)의 상부에서 규칙 또는 불규직척인 패턴으로 배치되는 것과 달리, 특정 영역에만 배치되는 것이 바람직하며, 무선 통신 태그(123)는 특정 단위 영역이나 거리에 따라서 또는 매설 배관(10)의 시작이나 끝 지점 또는 배관과 배관이 중첩되거나 서로 극히 인접한 지점 등의 영역에 배치될 수 있다.

예컨대, 제1절연층(110) 상에 제1전도선(120)이 분할패턴(121)을 가지는 등 간격으로 배치되고, 제1절연층(110)나 제1전도선(120) 또는 매설 배관(10)의 단위 영역(예컨대 10m) 마다 무선 통신 태그(123)가 배치됨으로써, 제1전도선(120)을 통해 매설 배관(10)의 정보를 확인할 수 있고, 또한 무선 통신 태그(123)를 통해 매설 배관(10)의 정보뿐만 아니라 인접한 배관의 종류나 거리, 깊이에 대한 정보를 확인할 수 있다. 이에 덧붙여 무선 통신 태그(123)가 특정 영역(예컨대, 배관의 분기점(도 2 참조, DA)이나 이음 영역(도 2 참조, CA))에 대응하여 배치됨으로써 누수 위치를 보다 쉽게 탐지할 수 있고, 이에 따른 유지보수 작업이 용이해지는 효과가 있다.

무선 통신 태그(123)는 제1절연층(110)과 제2절연층(120) 사이에 배치될 수 있고, 또는 제2절연층(120)의 상면에 부착될 수도 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 매설 배관 탐지장치를 개략적으로 도시하는 블록도이고, 도 7 및 도 8은 도 6에 나타낸 접속함에 연결된 매설 배관 탐지장치를 실시예 별로 도시하는 단면도이다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 매설 배관 탐지장치(200)는 제1절연층(210), 제1전도선(220)과, 제2전도선(230) 및 제2절연층(240)으로 이루어진 관로 테이프(200a)와, 접속함(200b), 제어부(200c) 및 송신기(200d)를 포함한다.

관로 테이프(200a)의 전반적인 구조는 앞서 설명한 구조와 동일하며, 제1전도선(220)은 메탈 소재의 선 또는 점의 형태 또는 선과 점의 혼합 형태를 가지는 분할패턴(221)들을 서로 전기적으로 연결하는 연결패턴(222)을 포함하는 차이를 가진다.

연결패턴(222)은 분할패턴(221)에 비해서 폭이나 단면적이 현저히 작기 때문에 연결패턴(222)만으로는 금속 탐지기(도 1 참조, 1)에서 쉽게 탐지되지 않는다. 다만, 연결패턴(222)은 분할패턴(221)들을 전기적으로 연결함으로써 제1전도선(220) 전체에 전원을 공급하는 기능을 제공한다.

제2전도선(230)은 제1전도선(220)의 일 단부에 연결되어 제1전도선(220)과 함께 접속함(200b)에 타 단부가 결합된다. 제1전도선(220)의 타 단부 역시 접속함(200b)에 연결되어 제1전도선(220)과 제2전도선(230)에는 전원이 인가된다.

접속함(200b)은 이러한 복수개의 관로 테이프(100b) 내부에 마련된 제1전도선(220)과 제2전도선(230)의 타 단부가 연결되어, 탐지에 필요한 매설 배관(10)을 따라서 전원을 연결한다. 접속함(200b)은 하나 또는 복수개의 관로 테이프(200a)에 선택적으로 전원을 연결시킬 수 있다. 예컨대, 접속함(200b)은 복수개의 관로 테이프(200a)와 연결되어 있더라도, 어느 하나에 선택적으로 전원을 연결할 수 있고, 또는 복수개의 관로 테이프(200a)가 매설된 복수개의 영역 중 하나 또는 복수개의 영역 별로 전원을 연결할 수도 있다. 물론, 접속함(200b)에 연결된 모든 관로 테이프(200a)에 전원을 연결할 수도 있다.

제어부(200c)는 송신기(200d)와 접속함(200b) 사이에 개재되어 송신기(200d)로부터 접속함(200b)으로 공급되는 전류 또는 전압을 선택적으로 조절할 수 있다. 제어부(200c)는 송신기(200d)와 접속함(200b) 사이에 저항을 조절하는 가변 저항(200e)과, 가변 저항(200e)의 범위를 조절하는 다이얼 스위치(200f)를 포함한다. 예컨대, 다이얼 스위치(200f)를 회전시켜 가변 저항(200e)의 크기를 조절할 수 있다.

관로 테이프(200a)는 제1전도선(220)과 제2전도선(230)에 공급되는 전력이 크지 않기 때문에 저전류, 저전압 및 낮은 주파수 대를 이용하여 탐지가 가능한 효과가 있다. 여기서, 매설 배관(10)의 주변에 금속 파이프나 철근 콘크리트 구조물이 인접하게 배치되는 경우, 관로 탐지기(2)의 자기장 형성 과정에서 왜곡 현상이 발생할 수 있기 때문에 제어부(200c)를 이용하여 전류, 전압 및 주파수를 조정함으로써 자기장의 왜곡 범위를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 송신기(200d) 또는 제어부(200c)는 전원 공급 과정에서 누전이나 과전압, 과전류 등에 대비하는 차단기가 구비될 수 있다.

금속 배관은 전자기장 파장을 분석하여 정확하게 매설 배관(10)의 위치를 확인할 수 있으나, 비금속 배관은 전자기장에 간섭이 없기 때문에 송신기(200d)와 수신기(관로 탐지기, 2)를 이용하여 전원이 인가된 관로 테이프(200a)를 탐지함으로써 비금속 배관을 탐지할 수 있다.

송신기(200d)는 특정주파수 영역의 전류를 타겟 배관에 공급하고, 수신기(2)는 자기장 원리를 이용하여 특정 신호를 발산하는 매설된 타겟 배관(도 1 참조, 10)을 탐지할 수 있다. 예컨대, 송신기(200d)는 제1전도선(220)과 제2전도선(230)에 특정신호를 인가하면서 설정된 주파수 영역의 자기장을 형성시킴으로써 수신기(2)로 하여금 설정 주파수 영역의 자기장을 탐지하도록 할 수 있다.

또한, 수신기(2)는 측정깊이, 근접도 신호, 신호강도, 방향 등의 위치 추적 기능을 제공할 수 있다.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 관로 테이프(200a)는 제1절연층(210), 제1전도선(220), 제2전도선(230) 및 제2절연층(240)을 포함한다.

제1절연층(210)과 제1전도선(220) 및 제2절연층(240)은 앞서 설명한 내용과 동일하므로 중복 설명은 생략한다.

제2전도선(230)은 제1전도선(220)의 일 단부로부터 연장되어 제1절연층(210)의 외부에 배치될 수 있다. 제1절연층(210)의 외부는 도 1에 도시한 바와 같이, 제2토사층(12)과 제3토사층(13) 사이에 영역에 대응할 수 있다.

따라서, 도 7b의 구조에서는 관로 테이프(200a)를 설치한 후, 관로 테이프(200a)와 연결된 별도의 제2전도선(230)을 접속함(도 6 참조, 200c)까지 연결하고, 제3토사층(도 2 참조, 13)을 덮어 매설할 수 있다.

여기서, 관로 테이프(200a)와 제2전도선(230)은 모두 관로 탐지기(도 6 참조, 2)에 영향을 줄 수 있으므로, 관로 테이프(200a)와 제2전도선(230) 사이 간격, 측 제1전도선(220)과 제2전도선(230) 사이 간격은 최대한 이격되도록 유지하는 것이 바람직하다. 예컨대, 매설 배관을 설치하기 위해 수행된 터파기 과정에서 배관이 매설된 폭 범위 내에서 관로 테이프(200a)와 제2전도선(230) 사이의 간격이 벌어지도록 매설할 수 있다.

도 8의 구조에서는 관로 테이프(300a) 내부에 제1전도선(320)과 제2전도선(330)이 절연층의 폭방향으로 이격되면서 서로 나란히 배치된다. 예컨대, 제1절연층(310) 상에 제1전도선(320)과 제2전도선(330)이 이격된 상태에서 나란히 배치되고, 제2절연층(340)이 제1절연층(310) 상에서 제1전도선(320)과 제2전도선(330)을 동시에 커버하도록 결합될 수 있다. 물론, 제1전도선(320)은 분할패턴(321)과 연결패턴(322)을 포함한다.

도 8a 및 도 8b의 구조에 따른 관로 테이프(300a)는 도 7의 구조에 비하여 설치가 용이한 효과가 있다.

도 8b의 구조에 따른 관로 테이프(300a) 역시 접속함(도 6 참조, 200b)에 연결되어 수신기(2)로부터 탐지되는 과정이나 구조는 동일하므로 중복 설명은 생략한다.

도 9a는 도 6에 나타낸 접속함에 연결된 매설 배관 탐지장치의 또 다른 실시예를 도시하는 단면도이고, 도 9b는 도 9a에 나타낸 관로 테이프를 분해하여 도시하는 분해사시도이며, 도 9c는 도 9a에 나타낸 관로 테이프를 도시하는 평면도이다.

도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 매설 배관 탐지장치는 관로 테이프(400a) 구조에 있어 차이점이 있다.

관로 테이프(400a)는 제1절연층(410)과, 제1전도선(420)과, 제2절연층(430)과, 제2전도선(440) 및 제3절연층(450)을 포함한다.

제1절연층(410), 제1전도선(420) 및 제2절연층(430)의 구조는 전기한 일 실시예의 구조와 동일하다. 물론, 제1전도선(420)은 분할패턴(421)과, 연결패턴(422)을 포함한다.

여기서, 제2전도선(440)은 제2절연층(430)의 상부에 배치되고, 제2절연층(430)의 상부에서 제2전도선(440)을 커버하도록 제3절연층(450)이 구비되는데 차이점이 있다.

제2전도선(440)은 제1전도선(420)의 일 단부와 연결되어 제2절연층(430) 상부에 배치되되, 제1전도선(420)과 서로 중첩되도록 배치된다. 제2전도선(440)은 분할패턴(421)의 중심영역과 중첩되고, 연결패턴(422)과는 오롯이 중첩되도록 배치된다.

따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 매설 배관 탐지장치는 수신기(2)의 탐지 과정에서 제1전도선(420)과 제2전도선(440)이 중첩 배치됨에 따라 서로 이격 배치된 구조에 비하여 노이즈를 최소화할 수 있고, 접속함(200b)과 연결이 편리한 효과가 있다.

도 10은 본 발명의 매설 배관 탐지장치를 연결하는 커넥터를 도시하는 사시도이다.

커넥터(500)는 관로 테이프와 다른 관로 테이프를 연결할 때 이들을 결합시키면서 동시에 전기적으로도 접속시킬 수 있다.

커넥터(500)는 제1플레이트(510)와, 제2플레이트(520)와 실링 레이어(530)를 포함한다.

제1플레이트(510)는 일 면에 돌출부재(511)가 마련된다. 돌출부재(511)는 제1플레이트(510)를 일 면 방향으로 관통하도록 타공하면서 생성될 수도 있고, 별도의 가공 공정을 통해서 구비될 수도 있다. 돌출부재(511)는 단부가 뾰족하게 형성되고, 복수개의 뾰족한 영역으로 분할된 형태를 가질 수도 있다.

제2플레이트(520)는 제1플레이트(510)와 대향하는 일 면에 돌출부재(511)가 삽입될 수 있는 관통홀(521)이 형성된다. 제1플레이트(510)와 제2플레이트(520)는 서로 동일한 형상으로 이루어질 수 있다. 제1플레이트(510)와 제2플레이트(520)가 서로 가까워지도록 가압되면, 돌출부재(511)가 관통공(521)에 삽입되면서 결합이 이루어진다. 도면에 도시하지는 않았지만, 돌출부재(511)는 관통공(521) 내부에서 외부면이 간섭되는 요철구조가 구비될 수 있다.

돌출부재(511)가 관통공(521)에 삽입되는 과정에서 돌출부재(511)는 상부에 배치된 관로 테이프의 분할패턴과, 하부에 겹쳐지도록 배치된 다른 관로 테이프의 분할패턴을 동시에 관통하면서 이들과 접속되고, 또한 관통공(521)에 삽입되어 고정되면, 전기적인 접속과 동시에 결합구조를 수반할 수 있다.

제1플레이트(510)와 제2플레이트(520)는 서로 마주하는 일 면에 실링 레이어(530)가 마련된다. 각 실링 레이어(530)는 돌출부재(511)가 관통홀(521)에 삽입된 후 서로 부착되면서 돌출부재(511)와 관통홀(521) 사이 영역을 밀폐시킬 수 있다. 물론, 실링 레이어(530)는 제1플레이트(510)와 타 면과, 제2플레이트(520)의 타 면에 각각 구비되어 커넥터(500) 외부를 커버하도록 마련될 수도 있다.

따라서, 커넥터(500)는 관로 테이프들의 분기점에서 서로 전기적으로 접속함과 동시에 테이프들의 결합을 유지시킬 수 있고, 커넥터가 결합된 부분에서 관로 테이프들의 밀폐구조를 제공할 수 있다.

커넥터(500)는 하나의 관로 테이프 일 단부에 결합되어 제1전도선과 제2전도선의 연결 기능을 제공할 수도 있다.

또한, 하나의 관로 테이프 중간에서 다른 하나의 관로 테이프를 “T”자 형으로 분기시켜 연결하는 경우, 하나의 관로 테이프 분할 패턴과 다른 하나의 관로 테이프 단부의 분할 패턴이 서로 교차하도록 상하방향에 위치시키고, 하나의 관로 테이프 상부와 다른 하나의 관로 테이프 하부에 커넥터(500)를 마주하도록 배치하여 가압함으로써 하나의 관로 테이프로부터 다른 하나의 관로 테이프가 분기되도록 결합시킬 수도 있다.

따라서, 본 발명에 따른 매설 배관 탐지장치에 의하면, 금속탐지기를 통해서 비금속으로 이루어진 배관의 위치나 방향을 용이하게 탐지할 수 있고, 관로 테이프를 설치하는 공정에 매설 배관 탐지장치가 동시에 이루어지기 때문에 별도의 추가 공정이 필요치 않으며, 매설 배관 탐지장치를 통하여 매설 배관 정보를 손쉽게 취득함으로써 공사 과정에서 안전사고가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 매설 배관의 분기 영역이나 이음 영역을 쉽게 파악할 수 있어, 누수 탐지 시에도 유지보수가 용이하며, 매설 배관 탐지장치에 전원을 인가하면, 지중에 철근 콘크리트 구조물과 같은 금속 매설물이 포함되더라도 관로 탐지기를 통하여 매설 배관을 용이하게 탐지할 수 있고, 타겟 배관이 연결된 접속함에 선택적으로 전원을 인가하면, 매설 배관 탐지장치를 이용하여 복수의 매설 배관들 중에서도 타겟이 되는 매설 배관의 선별적 탐지가 가능해지는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의해 결정되어야 한다.

100, 200 : 매설 배관 탐지장치
100a, 200a, 300a, 400a : 관로 테이프
110, 210, 310, 410 : 제1절연층
120, 220, 320, 420 : 제1전도선
121, 221, 321, 421 : 분할패턴
122, 222, 322, 422 : 연결패턴
130, 230, 330, 430 : 제2절연층
230, 330, 440 : 제2전도선
450 : 제3절연층
10 : 배관

Claims (10)

1. 지중에 매설된 배관으로부터 지표면 방향으로 이격되도록 배치되는 제1절연층;
   상기 제1절연층 상에서 길이방향을 따라 복수개가 서로 설정 간격으로 이격 배치되는 메탈 소재의 분할패턴과, 상기 분할패턴들을 전기적으로 서로 연결하도록 마련되는 연결패턴을 포함하는 제1전도선;
   상기 제1전도선의 단부와 직렬로 연결되는 제2전도선;
   상기 제1절연층 상에서 상기 제1전도선을 커버하도록 결합되는 제2절연층; 및
   상기 제1전도선과 제2전도선의 각 단부를 관통하여 전기적으로 연결하는 커넥터를 포함하고,
   상기 커넥터는 상기 제1전도선과 제2전도선 중 어느 하나의 전도선과 마주하도록 배치되고 복수개의 돌출부재가 일 면에 마련되는 제1플레이트와, 상기 제1전도선과 제2전도선 중 다른 하나의 전도선과 마주하도록 배치되고, 상기 돌출부재가 삽입되는 관통홀이 일 면에 형성되는 제2플레이트를 포함하고, 상기 돌출부재와 관통홀이 결합되면서 상기 제1전도선과 제2전도선을 접속시키는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2전도선은 상기 제1절연층과 제2절연층의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2전도선은,
   상기 제1절연층과 제2절연층 사이에서 상기 제1전도선과 이격되도록 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2전도선은 상기 제1전도선의 일 단부와 연결되어 상기 제2절연층 상부에 구비되고,
   상기 제2절연층 상에서 상기 제2전도선을 커버하도록 결합되는 제3절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2전도선은,
   상기 연결패턴과 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 커넥터는,
   상기 제1플레이트 및 제2플레이트의 일 면에서 상기 돌출부재 또는 관통홀 주변을 밀폐하도록 마련되는 실링 레이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 분할패턴은 상기 배관의 종류, 용도, 깊이, 직경, 재질 및 매립 일정 중 적어도 어느 하나의 데이터를 포함하며,
   상기 분할패턴의 설정 간격, 폭 또는 단면적에 따라서 맴돌이 전류가 만든 자기장이 금속탐지기 코일의 자기장을 변화시킴으로써 상기 금속탐지기로부터 발생되는 소리의 간격이나 소리의 세기 변화를 이용하여 상기 데이터들을 구분하는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1전도선과 제2전도선의 단부가 연결되는 접속함;
   상기 접속함에 전원을 공급하는 송신기;
   상기 접속함과 송신기 사이에서 공급된 전원의 강도를 조절하는 제어부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 접속함에서 타겟 매설 배관에 대응하도록 배치된 상기 제1전도선과 제2전도선에 전원이 인가되면, 상기 송신기에서 공급된 설정 범위의 전류 또는 주파수가 수신기를 통하여 감지되며,
   상기 접속함에 복수개의 상기 제1전도선과 제2전도선이 결합되는 경우, 하나 또는 복수개의 타겟 매설 배관에 대응하는 제1전도선과 제2전도선에 전원을 인가하여 선택적으로 매설 배관을 탐지하는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1전도선과 중첩되도록 배치되어 매설된 배관들의 이음 영역이나, 다른 배관들과 중첩되는 영역을 표시하는 식별패턴을 더 포함하고,
    상기 식별패턴은 상기 분할패턴의 최대 폭 또는 최대 단면적 보다 크게 형성되어 금속 탐지기로부터 발생되는 소리의 세기가 상기 분할패턴과 구분되는 것을 특징으로 하는 매설 배관 탐지장치.

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