KR102363953B1 - 밸브 개도 표시장치 및 원격 모니터링 시스템 - Google Patents

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Abstract

회전을 통해 유량을 조절하는 캡을 포함하는 밸브, 그리고 상기 캡의 내부에 포함되며, 상기 캡의 회전량에 기반하여 상기 밸브의 개도량 정보를 산출하며, 상기 개도량 정보를 서버에게 송신하는 개도량 측정 장치를 포함하는 밸브 개도량 모니터링 시스템이 제공된다.

Description

밸브 개도 표시장치 및 원격 모니터링 시스템{APPARATUS FOR DISPLAYING OPENING DEGREE OF VALVE AND SYSTEM FOR MONITORING OPENING DEGREE OF VALVE}
본 발명은 밸브 개도량 모니터링 시스템에 관한 것으로, 특히 밸브의 개도량을 실시간 확인할 수 있는 밸브 개도량 표시장치 및 원격 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 상수도관망에서 제수밸브는 상수도관 이음매에 설치돼 유수의 흐름과 양을 조절하여 관의 압력이 적정하게 유지될 수 있도록 하고, 배수관망의 구획을 고립시키거나 단수 및 통수를 위해 주로 사용되는 시설물이다. 또한, 지하누수 탐사에도 필수적으로 활용되는 주요 시설물이라 할 수 있다.
종래에는 현장 작업자가 제수밸브를 개폐하는데 개도상태(개도율)를 알 수 있는 정보가 없어 제수밸브 구경별, 모델별로 개폐 회전수가 정리되어 있는 데이터시트를 참고하여 조작을 하고 있는 바, 숙련자가 아니면 현재의 개도상태를 정확하게 파악할 수 없다는 것이다.
관망을 고립시키거나 수계조정, 단수 또는 관 세척 시에 급격한 밸브 개폐(열고 담음)를 하게 되면 급수배관에 급격한 압력상승으로 인해 물이 관벽 등에 부딪혀 소음 및 진동을 일으키는 수격작용(Water Hammer)이 발생한다. 이러한 현상으로 인해 관이 손상된다. 또한, 이때 배수관 내면에 내부식성 코팅 및 관내에 정체되어 있던 녹이나 이물질이 수용가 급수전으로 유출하게 되어 수돗물 불신을 초래하게 된다.
종래 제수밸브 대부분은 기본적으로 현장에서 개도상태(개도율)를 확인할 수 있는 표시장치나 급격한 밸브개폐에 대한 경보 그리고 현재의 개도상태를 중앙에서 원격으로 확인할 수 있는 통신기능이 탑재된 제품이 없다.
이에 따라, 작업자가 현장에서 밸브의 개도상태(개도율)를 확인할 수 있는 표시장치와 급격한 밸브조작을 작업자가 알 수 있게 하는 경보장치 그리고 무선통신 기능을 통해 현재의 개도상태를 실시간으로 중앙서버에 전달할 수 있는 장치를 구비한 기술이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 작업자가 현장에서 현재의 개도상태(개도율)를 확인할 수 있고, 작업자의 급격한 밸브조작을 경고할 수 있고, 현재의 개도상태정보를 원격지 서버에 전송할 수 있는 통신기능을 탑재한 밸브 개도율 표시장치 및 원격 모니터링 시스템에 관한 것이다.
한 실시예에 따르면, 밸브의 개도량을 실시간 확인할 수 있는 밸브 개도량 모니터링 시스템이 제공된다. 상기 밸브 개도량 모니터링 시스템은 회전을 통해 유량을 조절하는 캡을 포함하는 밸브, 그리고 상기 캡의 내부에 포함되며, 상기 캡의 회전량에 기반하여 상기 밸브의 개도량 정보를 산출하며, 상기 개도량 정보를 서버에게 송신하는 개도량 측정 장치를 포함한다.
상기 밸브는, 유체가 이동하는 유체 이동관 사이에 연결되는 몸통부, 상기 몸통부의 내부의 개폐를 통해, 상기 몸통부를 통과하는 유체의 양을 조절하는 디스크, 및 상기 캡 및 상기 디스크 사이에 연결되며, 상기 캡의 회전량에 기반하여 상기 디스크가 상기 몸통부의 내부를 개방시키거나 차단하도록 상기 디스크를 이동시키는 샤프트를 더 포함할 수 있다.
상기 개도량 측정 장치는, 상기 캡의 회전량을 측정하는 센서부, 상기 캡의 회전량에 기반하여 상기 밸브의 개도량 정보를 산출하는 제어부, 및 상기 개도량 정보를 서버에게 송신하는 통신부를 포함할 수 있다.
상기 센서부는, 상기 캡의 회전량을 측정하는 제1 센서, 및 상기 밸브의 수평 방향 가속도를 측정하는 제2 센서를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수평 방향 가속도가 미리 설정된 기준값 보다 큰 경우, 상기 통신부를 통해 상기 서버에게 진동 발생 정보를 송신시킬 수 있다.
상기 밸브 개도량 모니터링 시스템은 상기 캡에 배치되며, 상기 개도량 정보를 화면 상에 출력하는 밸브 개도량 표시 장치를 더 포함할 수 있다.
작업자가 현장 방문 없이도 밸브의 개도량을 실시간 확인할 수 있고, 기존 제수밸브에 장착함으로써 비용을 최소화할 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 밸브 개도량 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 2 내지 도 4는 한 실시예에 따른 밸브 개도량 모니터링 시스템의 밸브를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 한 실시예에 따른 밸브 개도량 모니터링 시스템의 개도량 측정 장치의 블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 실시 예들의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 실시 예들에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 실시 예들의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 발명의 실시 예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, "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.
또한, 본 발명의 실시 예에서, '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의'모듈' 혹은 복수의'부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
도 1은 한 실시예에 따른 밸브 개도량 모니터링 시스템의 블록도이다. 도 2 내지 도 4는 한 실시예에 따른 밸브 개도량 모니터링 시스템의 밸브를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 한 실시예에 따른 밸브 개도량 모니터링 시스템의 개도량 측정 장치의 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 한 실시예에 따른 밸브 개도량 모니터링 시스템은 밸브(100), 개도량 측정 장치(200), 서버(300), 사용자 단말(400), 밸브 개도량 표시 장치(500), 경보 장치(600)를 포함한다.
도 3을 참조하면, 밸브(100)는 한 실시예로서, 캡(110), 몸통부(120), 디스크(130), 샤프트(140)를 포함할 수 있다. 밸브(100)는 한 실시예로서, 제수밸브일 수 있다.
캡(110)은 한 실시예로서, 밸브(100)의 상단에 배치되어 샤프트(140)와 결합되고, 회전을 통해 유량을 조절할 수 있다.
몸통부(120)는 한 실시예로서, 유체가 이동하는 유체 이동관(10) 사이에 연결될 수 있다.
디스크(130)는 한 실시예로서, 캡(110)의 회전에 의해 수직 방향으로 이동할 수 있고, 수직 방향 이동 정도에 따라 몸통부(120)의 내부 공간을 개폐시킬 수 있다. 디스크(130)에 의한 몸통부(120) 내부의 개폐를 통해, 몸통부(120)를 통과하는 유체의 양을 조절할 수 있다.
샤프트(140)는 캡(110) 및 디스크(130) 사이에 연결되며, 캡(110)의 회전량에 기반하여 디스크(130)가 몸통부(120)의 내부를 개방시키거나 차단하도록 디스크(130)를 수직방향으로 이동시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 개도량 측정 장치(200)는 한 실시예로서, 캡(110)의 내부에 포함되며, 캡(110)의 회전량에 기반하여 밸브(100)의 개도량 정보를 산출하며, 개도량 정보를 서버(300)에게 송신할 수 있다.
개도량 측정 장치(200)는 한 실시예로서, 자석, 고정나사, 고정핀, 탄성편 중 어느 하나를 통해 캡(110)의 내부에 고정될 수 있다. 이를 통해, 기존 제수밸브에 장착함으로써 교체로 인한 비용을 최소화할 수 있다.
도 5를 참조하면, 개도량 측정 장치(200)는 한 실시예로서, 센서부(210), 제어부(220), 통신부(230)를 포함할 수 있다.
센서부(210)는 한 실시예로서, 제1 센서(211) 및 제2 센서(212)를 포함할 수 있다.
제1 센서(211)는 한 실시예로서, 캡(110)의 회전량을 측정할 수 있다. 제1 센서(211)는 한 실시예로서, 자이로 센서일 수 있다.
제2 센서(212)는 한 실시예로서, 밸브(100)의 수평 방향 가속도를 측정할 수 있다. 제2 센서(212)는 한 실시예로서, 가속도 센서일 수 있다.
센서부(210)는 한 실시예로서, 유체의 온도를 측정하는 온도 센서, 수질을 측정하는 수질 측정 센서를 포함할 수 있다.
제어부(220)는 한 실시예로서, 제1 센서(211)에서 측정한 캡(110)의 회전량에 기반하여 밸브(100)의 개도량 정보를 산출할 수 있다. 구체적으로, 제어부(220)는 제1 센서(211)에서 측정한 캡(110)의 회전량을 미리 저장된 맵데이터에 맵핑하여 밸브(100)의 개도량 정보를 산출할 수 있다. 미리 저장된 맵데이터는 한 실시예로서, 캡(110)의 회전량을 입력으로 하고 밸브(100)의 개도량 정보를 출력으로 하는 맵데이터일 수 있다.
제어부(220)는 한 실시예로서, 제2 센서(212)에서 측정한 수평 방향 가속도가 미리 설정된 기준값 보다 큰 경우, 외력에 의한 진동이 발생한 것으로 판단할 수 있고, 통신부(230)를 통해 서버(300)에게 진동 발생 정보를 송신할 수 있다. 미리 설정된 기준값은 사용자의 설정에 따라 다양한 값을 가질 수 있다.
제어부(220)는 한 실시예로서, 미리 설정된 시간 이후 제2 센서(212)에서 측정한 수평 방향 가속도가 미리 설정된 기준값 보다 작으면, 정상으로 판단하여 제1 센서(211)에서 측정한 캡(110)의 회전량에 기반하여 밸브(100)의 개도량 정보를 산출할 수 있다. 이를 통해, 외력으로 인한 개도량 오차 발생을 최소화할 수 있다.
미리 설정된 시간은 사용자의 설정에 따라 다양한 값을 가질 수 있다.
제어부(220)는 한 실시예로서, 미리 저장된 알고리즘을 이용하여 밸브(100)의 개도량 변화율을 산출할 수 있다.
통신부(230)는 한 실시예로서, 센서부(210)를 통해 수집되는 캡(110)의 회전량 정보, 온도 정보, 수질 정보, 및 제어부(220)를 통해 산출되는 밸브(100)의 개도량 정보 및 개도량 변화율 정보를 서버(300)에게 송신할 수 있다.
통신부(230)는 한 실시예로서, 미리 저장된 밸브(100)의 위치 또는 일련번호 정보를 서버(300)에게 송신할 수 있다. 통신부(230)는 한 실시예로서, 밸브(100)의 개도량 변화율이 미리 설정된 기준값 보다 크거나 또는 제2 센서(212)에서 측정한 수평 방향 가속도가 미리 설정된 기준값 보다 크면, 사용자 단말(400)에게 알람 메시지를 송신할 수 있다.
통신부(230)는 한 실시예로서, 근거리 통신(예, 블루투스, Wi-Fi, ZigBee 등) 모듈을 포함할 수 있다.
서버(300)는 한 실시예로서, 개도량 측정 장치(200)로부터 캡(110)의 회전량 정보, 온도 정보, 수질 정보, 밸브(100)의 개도량 정보 및 개도량 변화율 정보, 진동 발생 정보를 실시간 수신할 수 있다.
서버(300)는 한 실시예로서, 밸브(100)의 개도량 변화율이 미리 설정된 기준값 보다 크거나 또는 수평 방향 가속도가 미리 설정된 기준값 보다 크면, 사용자 단말(400)에게 알람 메시지를 송신할 수 있다.
서버(300)는 한 실시예로서, 통신부(230)로부터 진동 발생 정보를 수신하면, 사용자 단말(400)에게 알람 메시지를 송신할 수 있다.
사용자 단말(400)은 한 실시예로서, 앱 또는 웹을 통해 서버(300)에 연결될 수 있고, 서버(300)로부터 수신하는 캡(110)의 회전량 정보, 온도 정보, 수질 정보, 밸브(100)의 개도량 정보 및 개도량 변화율 정보, 진동 발생 정보를 화면에 출력할 수 있다. 이를 통해, 작업자는 현장 방문 없이도 밸브의 개도량 등을 실시간 확인할 수 있다.
사용자 단말(400)은 한 실시예로서, 이동 통신 단말기, 데스크톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 워크스테이션, 팜톱(palmtop) 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 웹 패드 등과 같이 메모리 수단을 구비하고 마이크로 프로세서를 탑재하여 연산 능력을 갖춘 디지털 기기일 수 있다.
밸브 개도량 표시 장치(500)는 한 실시예로서, 캡(110)의 외면 상에 배치될 수 있고, 캡(110)의 회전량 정보, 온도 정보, 수질 정보, 밸브(100)의 개도량 정보를 화면 상에 출력할 수 있다.
밸브 개도량 표시 장치(500)는 한 실시예로서, 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중 하나일 수 있다.
도 4를 참조하면, 경보 장치(600)는 한 실시예로서, 캡(110)의 내부에 배치될 수 있고, 제어부(220)에서 산출한 밸브(100)의 개도량 변화율이 미리 설정된 기준값 보다 크면, 경보음을 출력할 수 있다. 이를 통해, 작업자가 급격한 밸브 조작 여부를 인지할 수 있고, 작업자의 급격한 밸브 조작으로 인한 급수배관의 손상을 방지할 수 있다.
경보 장치(600)는 한 실시예로서, 제2 센서(212)에서 측정한 수평 방향 가속도가 미리 설정된 기준값 보다 큰 경우, 경보음을 출력할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 회전을 통해 유량을 조절하는 캡을 포함하는 밸브,
    상기 캡의 내부에 포함되며, 상기 캡의 회전량에 기반하여 상기 밸브의 개도량 정보를 산출하며, 상기 개도량 정보를 서버에게 송신하는 개도량 측정 장치,
    상기 개도량 정보를 화면 상에 출력하는 밸브 개도량 표시 장치, 그리고
    경보음을 출력하는 경보 장치
    를 포함하고,
    상기 밸브는
    유체가 이동하는 유체 이동관 사이에 연결되는 몸통부,
    상기 캡의 회전에 의해 수직 방향으로 이동하고, 수직 방향 이동 정도에 따라 상기 몸통부의 내부 공간을 개폐시키는 디스크, 및
    상기 캡 및 상기 디스크 사이에 연결되며, 상기 캡의 회전량에 기반하여 상기 디스크가 상기 몸통부의 내부를 개방시키거나 차단하도록 상기 디스크를 이동시키는 샤프트를 포함하며,
    상기 개도량 측정 장치는
    상기 캡의 회전량을 측정하는 센서부,
    상기 캡의 회전량에 기반하여 상기 밸브의 개도량 정보 및 개도량 변화율을 산출하는 제어부, 및
    상기 개도량 정보를 상기 서버에게 송신하는 통신부를 포함하며,
    상기 센서부는
    상기 캡의 회전량을 측정하는 제1 센서,
    상기 밸브의 수평 방향 가속도를 측정하는 제2 센서,
    유체의 온도를 측정하는 온도 센서, 및
    수질을 측정하는 수질 측정 센서를 포함하며,
    상기 제어부는
    상기 수평 방향 가속도가 미리 설정된 기준값 보다 큰 경우, 상기 통신부를 통해 상기 서버에게 진동 발생 정보를 송신하며,
    상기 개도량 측정 장치는 자석을 통해 상기 캡의 내부에 고정되며,
    상기 통신부는 상기 센서부를 통해 수집되는 상기 캡의 회전량 정보, 온도 정보, 수질 정보, 및 상기 제어부를 통해 산출되는 상기 밸브의 개도량 정보 및 개도량 변화율 정보를 상기 서버에게 송신하며,
    상기 통신부는 미리 저장된 상기 밸브의 위치 또는 일련번호를 상기 서버에게 송신하며,
    상기 통신부는 상기 밸브의 개도량 변화율이 미리 설정된 기준값 보다 크거나 또는 상기 제2 센서에서 측정한 수평 방향 가속도가 미리 설정된 기준값 보다 크면, 사용자 단말에게 알람 메시지를 송신하며,
    상기 밸브 개도량 표시 장치는 상기 캡의 외면 상에 배치되며, 상기 캡의 회전량 정보, 온도 정보, 수질 정보, 상기 밸브의 개도량 정보를 화면 상에 출력하며,
    상기 경보 장치는 상기 캡의 내부에 배치되며, 상기 제어부에서 산출한 상기 밸브의 개도량 변화율이 미리 설정된 기준값 보다 크면, 경보음을 출력하며,
    상기 경보 장치는 상기 제2 센서에서 측정한 수평 방향 가속도가 미리 설정된 기준값 보다 크면, 경보음을 출력하는 밸브 개도량 모니터링 시스템.
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