KR102365366B1 - 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 관리자가 현장에 상주하고 있지 않아도 밸브의 조작 시기를 알 수 있고, 현 상수도 배관상을 흐르는 물이 도달되는 수용가의 범위와 수용가에서의 탁도 수치의 예상이 가능하며, 수질 측정부에 유입되는 물을 감압하면서도 기포의 발생을 최소화하여 탁도 측정값의 측정 오류를 최소화할 수 있는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 중공된 내부를 갖도록 박스 형상으로 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 일측에 상기 하우징의 내외부를 관통하여 형성되어서 외부로부터 탁도 측정을 위한 물이 유입되는 수질 유입부와, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 수질 유입부와 연통 결합되어서 유입된 물의 탁도를 측정하는 탁도 측정부와, 상기 탁도 측정부에서 측정된 탁도 측정값을 외부로 전송하는 무선 송수신부를 포함하는 측정 장치; 상기 측정 장치의 상기 무선 송수신부로부터 탁도 측정값을 전송받아 실시간으로 누적 저장하고, 이를 관리자 단말에 전송하는 관제부;를 포함한다.
Description
본 발명은, 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 관리자가 현장에 상주하고 있지 않아도 밸브의 조작 시기를 알 수 있고, 현 상수도 배관상을 흐르는 물이 도달되는 수용가의 범위와 수용가에서의 탁도 수치의 예상이 가능하며, 수질 측정부에 유입되는 물을 감압하면서도 기포의 발생을 최소화하여 탁도 측정값의 측정 오류를 최소화할 수 있는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템에 관한 것이다.
상수도 배관의 관로 이설, 신규 관로 매설, 사고 복구 등의 작업의 수행시에는 관로 통수 작업이 수반되어야 한다. 그러나, 관로 통수 작업은 관내 압력 변화, 탁수 발생 등 용수 공급상 위험 요인의 발생 소지가 높아 매우 민감하게 진행되어야 한다.
종래의 통수 작업은 관로 통수 작업의 주요 인자인 수압 및 탁도를 확인할 수 있는 지점이 매우 한정적이고, 작업자가 직접 간이 탁도계를 지참하고 작업자 스스로의 판단에 의한 시점에 시료를 채취하여 탁도를 측정하였으므로, 실시간 데이터의 취득이 어려우며, 작접자의 경험적 판단에 의존할수밖에 없는 문제가 있었다.
이 경우, 작업자가 채취한 시료상에는 탁도값이 설정된 수치 미만으로 측정되어 용수의 공급을 재개하였으나, 관리자가 현장을 이탈한 후 2차 오염원이 유입되어 수용가에 오염수가 제공되는 등의 사고가 발생될 여지가 있었다.
따라서, 상수도 배관상의 주요 지점에서 수압 및 탁도값을 실시간으로 취득하여 데이터를 분석함으로써 신속 정확한 통수 작업을 시행할 수 있도록 하는 시스템의 개발이 필요로 하게 되었다.
본 발명은, 관리자가 현장에 상주하고 있지 않아도 밸브의 조작 시기를 알 수 있는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 현 상수도 배관상을 흐르는 물이 도달되는 수용가의 범위와 수용가에서의 탁도 수치의 예상이 가능한 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 수질 측정부에 유입되는 물을 감압하면서도 기포의 발생을 최소화하여 탁도 측정값의 측정 오류를 최소화할 수 있는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 측정 장치의 운용을 최소화 및 최적화할 수 있는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 신규 관망의 추가시에 어느 지점에 거점 측정지 또는 지점 측정지를 설치해야 하는지를 합리적으로 결정할 수 있는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 중공된 내부를 갖도록 박스 형상으로 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 일측에 상기 하우징의 내외부를 관통하여 형성되어서 외부로부터 탁도 측정을 위한 물이 유입되는 수질 유입부와, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 수질 유입부와 연통 결합되어서 유입된 물의 탁도를 측정하는 탁도 측정부와, 상기 탁도 측정부에서 측정된 탁도 측정값을 외부로 전송하는 무선 송수신부를 포함하는 측정 장치; 상기 측정 장치의 상기 무선 송수신부로부터 탁도 측정값을 전송받아 실시간으로 누적 저장하는 관제부; 상기 무선 송수신부 또는 상기 관제부로부터 탁도 측정값을 전송받는 관리자 단말을 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 측정 장치는, 상기 하우징의 일측에 상기 하우징의 내외부를 관통하여 형성되어서 외부로부터 수압 측정을 위한 물이 유입되는 수압 유입부와, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 수압 유입부와 연통 결합되어서 유입된 물의 수압을 측정하는 수압 측정부를 포함하며, 상기 무선 송수신부는 상기 수압 측정부로부터 측정된 수압 측정값을 외부로 전송하고, 상기 관제부는, 상기 측정 장치의 상기 무선 송수신부로부터 수압 측정값을 전송받아 실시간으로 누적 저장하며, 상기 관리자 단말은 상기 무선 송수신부 또는 상기 관제부로부터 수압 측정값을 전송받는다.
또한, 본 발명의 상기 측정 장치는, 상수도 배관의 설정 부위에 연통 결합되는 메인 라인과, 상기 메인 라인으로부터 각각 분기되어 상기 수질 유입부 및 상기 수압 유입부에 물을 공급하는 수질 라인 및 수압 라인과, 상기 수질 라인과 상기 수질 유입부 사이에 구비되어 상기 수질 라인으로부터 유입되는 물을 감압하여 상기 수질 유입부에 제공하는 감압 챔버를 포함하되,
상기 감압 챔버는, 중공된 내부를 갖는 챔버 하우징과, 상기 챔버 하우징의 내부에 상호 이격되어 설치되는 두 격벽을 포함하여서, 상기 수질 라인을 통해 상기 챔버 하우징의 일측으로 유입된 물이 상기 격벽을 차례로 월류하여 상기 챔버 하우징의 타측 하단에 연통된 상기 수질 유입부를 통해 유출된다.
또한, 본 발명은, 상수도 배관상에 설정 지점에 상기 측정 장치가 고정 설치되는 거점 측정지; 상기 거점 측정지간 상수도 배관상에 설정 지점에 상기 측정 장치가 이동형으로서 선택적으로 임시 설치되는 지점 측정지;를 포함하며, 상기 관제부는, 상기 거점 측정지와 상기 지점 측정지의 측정값을 누적 저장하되, 상기 거점 측정지의 측정값 대비 상기 거점 측정지간 상기 지점 측정지의 측정값을 매칭하여 저장한다.
또한, 본 발명의 상기 관제부는, 일 거점 측정지의 탁도 측정값이 설정 수치 이상인 경우, 상기 매칭되어 저장된 상기 거점 측정지간 상기 지점 측정지의 측정값을 토대로 어느 지점 측정지에 상기 측정 장치를 설치해야 하는지 판별한다.
또한, 본 발명의 상기 관제부는, 상기 거점 측정지 또는 상기 지점 측정지의 탁도 측정값을 토대로 수용가에서의 예상 탁도 수치를 추정하고, 상기 거점 측정지 또는 상기 지점 측정지의 설정 시간별 탁도 측정값을 토대로 수용가에서의 예상 탁도 수치가 설정 수치 미만이 되는 시점을 추정하여 급수 재개 시점 예보 정보를 생성한다.
또한, 본 발명의 상기 관제부는, 상기 거점 측정지 또는 상기 지점 측정지의 인접한 설정 수의 다른 상기 거점 측정지 또는 상기 지점 측정지간 거리, 고도, 관로의 직경, 분기점의 유무, 분기점의 갯수, 관내 수압, 또는 유속 중 어느 하나 이상을 포함하는 측정지 관계 정보를 상기 측정값에 매칭하여 저장하고, 설정 기간 이상 누적된 상기 측정지 관계 정보를 토대로 상기 측정 장치의 설치가 불필요한 지점 측정지를 판별하며, 신규 관망의 추가시에 상기 신규 관망의 정보와 유사한 상기 측정지 관계 정보를 추출하여 상기 신규 관망의 어느 지점에 거점 측정지 또는 지점 측정지를 지정해야 하는지 판별한다.
본 발명은, 상수도 배관상에 설치되어 실시간으로 측정값을 전송하는 측정 장치와, 전송된 측정값 누적 저장하고 이를 관리자 단말에 전송하는 관제부를 포함하여 구성됨으로써, 관리자가 현장에 상주하고 있지 않아도 밸브의 조작 시기를 알 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 탁도와 수압을 동시에 측정하므로 현재 상수도 배관상을 흐르는 물이 도달되는 수용가의 범위와 수용가에서의 탁도 수치의 예상이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 3분할된 중공부를 갖는 감압 챔버가 구비되어 수질 측정부에 유입되는 물을 감압하면서도 기포의 발생을 최소화하여 탁도 측정값의 측정 오류를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 측정 장치가 상시 설치되는 거점 측정지와, 거점 측정지간에 측정 장치를 임시로 설치할 수 있는 지점 측정지가 지정되어서, 거점 측정지에 이상 신호가 발생되었을 때에만 해당 거점 측정지와 연계된 지점 측정지에 측정 장치를 설치하도록 구성됨으로써, 측정 장치의 운용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 거점 측정지의 측정값에 지점 측정지의 측정값을 매칭하여 누적 저장하고, 이를 통해 일 거점 측정지의 이상 신호 발생시 어느 지점 측정지에 측정 장치를 설치해야 하는지의 여부를 판별할 수 있으므로, 측정 장치의 운용을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 거점 측정지의 측정값에 측정지 관계 정보를 매칭하여 누적 저장하고, 이를 통해 신규 관망의 추가시에 어느 지점에 거점 측정지 또는 지점 측정지를 설치해야 하는지를 합리적으로 결정할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템의 개념도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템의 측정 장치가 이토밸브실에 설치된 예시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템의 측정 장치가 공기밸브실에 설치된 예시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템의 측정 장치가 제수밸브실에 설치된 예시도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템의 감압 챔버의 단면도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템의 측정 장치가 이토밸브실에 설치된 예시도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템의 측정 장치가 공기밸브실에 설치된 예시도.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템의 측정 장치가 제수밸브실에 설치된 예시도.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템의 감압 챔버의 단면도.
이하에서, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은, 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 중공된 내부를 갖도록 박스 형상으로 형성되는 하우징과, 하우징의 일측에 하우징의 내외부를 관통하여 형성되어서 외부로부터 탁도 측정을 위한 물이 유입되는 수질 유입부(113)와, 하우징의 내부에 설치되며 수질 유입부(113)와 연통 결합되어서 유입된 물의 탁도를 측정하는 탁도 측정부(110)와, 탁도 측정부(110)에서 측정된 탁도 측정값을 외부로 전송하는 무선 송수신부(미도시)를 포함하는 측정 장치(100), 측정 장치(100)의 무선 송수신부로부터 탁도 측정값을 전송받아 실시간으로 누적 저장하는 관제부(200), 그리고, 무선 송수신부 또는 관제부(200)로부터 탁도 측정값을 전송받는 관리자 단말(300)을 포함하여 구성된다.
측정 장치(100)는, 상수 관로와 연통 결합되어서 상수 관로 내를 흐르는 물의 탁도를 측정하여 관제부(200)에 전송하는 역할을 하며, 이를 위하여 하우징(도면부호 미도시)과, 하우징의 내부에 구비되는 탁도 측정부(110)와, 하우징의 내외부를 관통하여 구비되어서 탁도 측정부(110)에 외부로부터 탁도 측정을 위한 물이 유입되는 수질 유입부(113)와, 탁도 측정부(110)에서 측정된 탁도 측정값을 외부로 전송하는 무선 송수신부를 포함하여 구성된다.
하우징은, 탁도 측정부(110), 무선 송수신부 및 하술할 수압 측정부(120), 디스플레이 모듈(130) 등이 설치될 수 있도록 설치 공간을 제공하며, 이를 위하여 내부가 중공된 박스 형태로 형성되어서 그 내부에 탁도 측정부(110), 무선 송수신부, 수압 측정부(120), 디스플레이 모듈(130) 등이 설치된다. 또한, 하우징의 내부에는 상용 전원이 없는 곳에서의 활용을 위하여 배터리가 구비될 수 있으며, 하우징의 상부 또는 일측에는 태양광 발전 모듈이 더 구비될 수 있다. 상용 전원이 구비된 곳에서는 별도의 전원 케이블로 전원을 공급받는 것 역시 가능함은 물론이다.
하우징의 전면은 디스플레이 모듈(130)을 외부에서 확인 가능하도록 투명창이 구비될 수 있으며, 하우징의 하단에는 하우징을 지면으로부터 이격 지지할 수 있도록 지지 프레임이 더 구비될 수 있다. 한편, 하우징의 후면에는 하술할 감압 챔버(112)가 구비될 수 있는데, 감압 챔버(112)는 하우징의 후면에 고정 결합되어 구비되거나 또는 탈착 가능한 형태로 설치될 수 있다.
수질 유입부(113)는, 탁도 측정부(110)에 탁도 측정을 위한 물을 외부로부터 공급하는 역할을 하며, 이를 위하여 하우징의 내외부를 관통하도록 구비된다. 수질 유입부(113)는 호스 또는 파이프와 같은 형태로서 감압 챔버(112)의 물을 탁도 측정부(110)에 제공한다.
탁도 측정부(110)는, 수질 유입부(113)로부터 공급되는 물의 탁도를 측정하여 탁도 측정값을 생성하는 역할을 하며, 이를 위하여 하우징의 내부에 구비되고 수질 유입부(113)와 연통 결합된다.
탁도 측정부(110)는 생성한 탁도 측정값이 외부로 전송될 수 있도록 무선 송수신부와 전기적으로 연결되며, 또한, 탁도 측정값이 디스플레이 모듈(130)에 표출될 수 있도록 디스플레이 모듈(130)과도 전기적으로 연결된다.
무선 송수신부는, 탁도 측정부(110)로부터 생성된 탁도 측정값을 외부로 전송하는 역할을 하며, 이를 위하여 하우징의 내부에 구비되어 탁도 측정부(110)와 전기적으로 연결된다. 이때, 무선 송수신부의 안테나는 하우징의 외부에 구비될수도 있다.
무선 송수신부는 한편 수압 측정부(120)와도 전기적으로 연결되는데, 이때 마찬가지로 수압 측정부(120)로부터 생성된 수압 측정값을 외부로 전송한다. 무선 송수신부로부터 외부로 전송되는 탁도 측정값 및 수압 측정값은 관제부(200)에 전송되거나 또는 관리자 단말(300)에 전송된다.
수압 유입부(미도시)는, 수압 측정부(120)에 수압 측정을 위한 물을 외부로부터 공급하는 역할을 하며, 이를 위하여 하우징의 내외부를 관통하도록 구비된다. 수압 유입부는 호스 또는 파이프와 같은 형태로서 수압 라인을 통해 공급되는 물을 수압 측정부(120)에 제공한다.
수압 측정부(120)는, 수압 유입부로부터 공급되는 물의 수압을 측정하여 수압 측정값을 생성하는 역할을 하며, 이를 위하여 하우징의 내부에 구비되고 수압 유입부와 연통 결합된다.
수압 측정부(120)는 생성한 수압 측정값이 외부로 전송될 수 있도록 무선 송수신부와 전기적으로 연결되며, 또한, 수압 측정값이 디스플레이 모듈(130)에 표출될 수 있도록 디스플레이 모듈(130)과도 전기적으로 연결된다.
메인 라인(101)은, 수압 측정부(120) 및 수질 측정부에 상수도 배관을 흐르는 물의 일부를 제공하는 역할을 하며, 이를 위하여 일단이 상수도 배관의 설정 부위에 연통 결합되고 타단이 수압 라인과 수질 라인(111)으로 분기되어서, 수압 라인은 수압 유입부에, 수질 라인(111)은 수질 유입부(113)의 전단에 구비된 감압 챔버(112)에 연통 결합된다.
메인 라인(101)은 이토 밸브, 제수 밸브 또는 공기 밸브에 설치될 수 있으나 이에 한정하지 않고 상수도 배관의 어느 곳이라도 설치 가능함은 물론이다.
수질 라인(111)은, 감압 챔버(112)에 수질 측정을 위한 물을 제공하는 역할을 하며, 이를 위하여 메인 라인(101)으로부터 분기되어 감압 챔버(112)와 연통 결합된다.
수압 라인은, 수압 유입부에 수압 측정을 위한 물을 제공하는 역할을 하며, 이를 위하여 메인 라인(101)으로부터 분기되어 수압 유입부와 연통 결합된다.
이때, 수질 라인(111)과 수압 라인이 반드시 동일한 지점에서 동시에 분기되어야 하는 것은 아니며, 수질 라인(111) 또는 수압 라인이 메인 라인(101)으로부터 분기된 이후 수압 라인 또는 수질 라인(111)이 재차 분기되는 형태로 구성되어도 무방하다.
감압 챔버(112)는, 수질 라인(111)으로부터 제공된 물의 압력을 감쇄하여 수질 유입부(113)에 전달하는 역할을 하며, 이를 위하여 수질 라인(111)과 수질 유입부(113) 사이에 구비된다.
상수도 배관 내를 흐르는 물은 수압이 매우 높으므로, 이러한 물을 바로 탁도 측정부(110)에 제공하게 되면 제대로 된 측정이 이루어지기 어렵다. 따라서, 수질 라인(111)으로부터 제공되는 물을 적절히 감압하여 수질 유입부(113)에 공급하기 위하여 감압 챔버(112)가 구비된다.
이를 위하여 감압 챔버(112)는, 중공된 내부를 갖는 챔버 하우징(1120)과, 챔버 하우징(1120)의 내부에 상호 이격되어 설치되는 두 격벽을 포함하여 구성되어서, 챔버 하우징(1120)의 일측에 연통 결합된 수질 라인(111)을 통해 유입된 물이 격벽을 차례로 월루하여 챔버 하우징(1120)의 타측 하단에 연통된 수질 유입부(113)를 통해 유출되도록 구성된다.
격벽은 하우징의 대향되는 두 측면과 바닥면에 밀착되도록 상호 이격되어 구비됨으로써, 하우징의 내측 상단을 제외한 중공부가 3분할되도록 구성되고, 격벽에 의해 구분된 하우징의 중공부를 일측부터 타측으로 제1중공부, 제2중공부, 제3중공부, 그리고, 격벽에 의해 분리되지 않은 하우징의 내측 상단부를 상단 중공부로 명명하고, 제1중공부와 제2중공부를 구분하는 격벽을 제1격벽(1121), 제2중공부와 제3중공부를 구분하는 격벽을 제2격벽(1122)이라 명명할 때, 수질 라인(111)으로부터 제공되는 물은 제1중공부에 우선 낙하한다. 이때 수질 라인(111)으로부터 제공되는 물은 강하게 뿜어지므로 기포가 다량 발생하게 되므로 이러한 기포를 제거하기 위하여 격벽이 구비되는 것이다. 제1중공부에 낙하된 물은 점점 수위가 올라가 제1격벽(1121)의 상단에서 제1격벽(1121)을 월류하여 제2중공부에 유입된다. 그리고, 제2중공부에 유입된 물은 점점 수위가 올라가 제2격벽(1122)의 상단에서 제2격벽(1122)을 월류하여 제3중공부에 유입된다. 마지막으로 제3중공부에 유입된 물은 제3중공부의 하단에 연통된 수질 유입부(113)를 통해 유출되어 수질 측정부에 공급되게 된다.
이때, 제1중공부의 하단에는 제1배출구(1123)가, 제2중공부의 하단에는 제2배출구(1124)가 연통 결합되며, 하우징의 타단 측벽에는 제3배출구(1125)가 연통 결합되어서 각 중공부에 유입된 물의 일부를 외부로 배출할 수 있도록 구성된다. 이는, 배출구가 없이 수질 라인(111)으로부터 유입된 물이 모두 수질 유입부(113)로 유출되는 구조라면, 수질 라인(111), 감압 챔버(112), 수질 유입부(113)가 밀폐된 형상이 되어 결국에는 수질 라인(111) 내의 압력과 수질 유입부(113) 내의 압력이 동일해지게 되기 때문이다.
그러나, 이때, 배출구로 배출되는 물의 양이 너무 많으면 제1중공부로 유입된 물이 제3중공부까지 월류하지 못하여 수질 유입부(113)로 유출되지 못할 수 있고, 배출구로 배출되는 물의 양이 너무 적으면 결국 챔버 하우징(1120)의 내부에 물이 가득 차게 되어 수질 유입부(113) 내의 압력이 상승되는 문제가 있을 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 제1배출구(1123), 제2배출구(1124) 및 제3배출구(1125)를 하나의 배출 호스(1126)와 연통되게 연결하고, 배출 호스(1126)상에 배출 밸브(1127)가 구비되며, 챔버 하우징(1120)의 일측에 수위 측정부(1128)가 더 구비된다. 따라서, 컨트롤러는 수위 측정부(1128)로부터 측정값을 입력받아, 수위 측정부(1128)에 측정값이 검출되면 설정 시간 이후 배출 밸브(1127)를 설정 비율 개방하고, 배출 밸브(1127)의 개방 시점 대비 수위 측정부(1128)에 측정값이 검출되지 않게 되기까지의 시간 간격을 이용하여 챔버 하우징(1120) 내부에 물이 가득 차지 않으면서도 제3중공부로 물이 월류할 수 있는 배출 밸브(1127)의 개도율을 추산할 수 있게 된다.
관제부(200)는, 측정 장치(100)의 무선 송수신부로부터 수압 측정값 및 탁도 측정값을 전송받아 실시간으로 누적 저장하고, 이를 관리자 단말(300)에 전송하는 역할을 한다.
관제부(200)는 우선 수압 측정값을 통해 현재 측정 지점으로부터 후단의 배수지까지의 거리 및 고도값을 이용하여 어느 수용가까지 물이 공급될 수 있는지의 정보를 계산한다. 배수지는 통상 수용가보다 높은 위치에 구비되고, 이러한 배수지가 상수도 배관으로부터 각지에 분기되거나 또는 연속되므로, 현재 측정 지점으로부터 각 배수지까지의 거리, 현재 측정 지점과 각 배수지간의 고도 차이, 그리고 수압 측정값을 이용하여 상수도 배관 내의 물이 어느 배수지까지 도달되는지, 그 배수지로부터 물을 공급받는 수용가의 범위가 어디까지인지를 계산할 수 있게 된다.
또한, 관제부(200)는 탁도 측정값을 이용하여, 현재 측정 지점에서의 탁도 측정값 대비 수용가에서의 탁도 측정값을 추정한다. 상수도 배관 내를 흐르는 물은 상수도 배관 내를 흘러가면서 부유물이 침전 또는 희석되면서 점차 탁도가 감소하는 경향을 갖는다. 따라서, 현재 측정 지점에서의 탁도 측정값이 기준치 이상이라 하더라도 수용가에서의 예상되는 탁도 측정값이 기준치 미만인 경우 무리하게 단수를 강행하여 수용가에 피해를 줄 수 없기 때문에 수용가에서의 탁도 측정값 추정이 정확히 이루어져야 한다.
그러나, 하나의 측정 장치(100)를 이용하여 하나의 측정 지점에서 탁도 측정값을 측정하는 것만으로는 수용가에서의 예상되는 탁도 측정값의 도출이 불가능하다. 따라서, 본 발명은 상수도 배관의 교체 공사 등으로 탁도가 높아질 것으로 예상되는 지점으로부터 그 후단에 복수의 측정 장치(100)를 설치하고, 각 측정 장치(100)로부터 전송되는 수압 측정값 및 탁도 측정값을 관제부(200)에서 전송받는다. 관제부(200)는 각 측정 장치(100)별 측정값의 차이를 설정 시간별로 계산하고, 이를 통해 물이 도달되는 수용가의 범위와 해당 수용가에서의 예상되는 탁도 수치를 계산한다.
관제부(200)는 수압 측정값, 탁도 측정값 및 계산된 수용가의 범위와 수용가에서의 예상되는 탁도 측정값을 관리자 단말(300)에 전송한다. 이를 통해 현장의 관리자는 이토 밸브 또는 제수 밸브의 조작을 수행할 수 있게 된다.
이러한 측정 장치(100)를 이용한 이토 밸브 또는 제수 밸브의 조작 시기의 결정은 실시간으로 전송되는 수압 측정값 및 탁도 측정값으로서 이루어지므로, 시계열로 점차 감소하던 탁도 측정값이 다시 상승하는 2차 오염원 유입 시점의 파악 및 이에 따른 조치가 가능하며, 이는 휴대용 간이 측정기를 이용한 탁도 측정으로서 이토 밸브 또는 제수 밸브의 조작 시기를 결정하는 방법에 비해 2차 오염원의 유입에 대응할 수 있는 장점이 있다.
한편, 오염원의 유입은 배관의 교체, 신규 매설시에 발생되는 것이 일반적이나, 배관의 파손, 누수 등에 의해 유입될수도 있다. 이러한 경우에는 오염 물질이 배수지에 도달되어 배수지에 설치된 센서에 의해 검출되거나, 또는, 수용가에까지 도달되어 민원이 제기된 이후에야 인지할 수 있는 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는, 오염원의 유입을 실시간으로 측정하여 신속한 대처가 가능하도록 복수의 고정식 측정 장치(100)와 복수의 이동식 측정 장치(100)가 구비된다. 고정식 측정 장치(100)는 상수도 배관상에 상시 고정 설치되어 24시간 측정값을 관제부(200)에 전송하며, 이동식 측정 장치(100)는 고정식 측정 장치(100)의 측정값 분석 결과 오염원의 유입이 의심되는 구간상에 필요에 따라 임시로 설치되어 측정값을 관제부(200)에 전송하게 된다.
이를 위하여, 본 발명에서는 상수도 배관상에 측정 장치(100)가 고정 설치되는 거점 측정지와, 거점 측정지간 상수도 배관상에 측정 장치(100)가 이동형으로서 선택적으로 임시 설치되는 지점 측정지가 지정된다. 이때, 거점 측정지에 설치되는 고정식 측정 장치(100)와 지점 측정지에 설치되는 이동식 측정 장치(100)는 기본적으로 동일한 측정 장치(100)가 상시 설치이냐 임시 설치이냐의 차이로 구분되는 것이며, 별도의 기능을 가진 측정 장치(100)가 각각 구분되어 구비되는 것은 아니다. 거점 측정지는 상수도 배관이 분기되기 직전의 포인트, 상수도 배관의 설정 거리마다, 또는, 기타 상시로 탁도의 측정이 요구되는 지점 등이 그 대상이 되며, 이러한 거점 측정지의 사이에 지점 측정지가 지정된다.
관제부(200)는, 측정 장치(100)가 상시 설치된 거점 측정지로부터 상시로 측정값을 전송받는다. 그리고, 거점 측정지의 탁도 측정값이 설정 수치 이상인 경우, 해당 거점 측정지 후단의 지점 측정지에 측정 장치(100)를 임시 설치하도록 명령을 전송한다. 이후 관제부(200)는 거점 측정지의 측정 장치(100)와 지점 측정지의 측정 장치(100)로부터 수압 측정값과 탁도 측정값을 전송받으며, 이를 토대로 물이 도달 가능한 수용가의 범위 및 수용가에서의 예상 탁도 수치를 추정한다. 그리고, 거점 측정지 또는 지점 측정지의 설정 시간별 탁도 측정값을 토대로 수용가에서의 예상 탁도 수치가 설정 수치 미만이 되는 시점을 추정하여 급수 재개 시점 예보 정보를 생성하여 이를 웹상에 게시하거나 관리자 단말(300)에 전송한다. 관리자는 관리자 단말(300)에 전송된 급수 재개 시점 예보 정보를 이용하여 지점 측정지에서의 측정 장치(100)의 철수 시기 및 급수 재개 시점을 예상할 수 있으며, 이에 따라 관리자가 지점 측정지에 상주하고 있지 않아도 적절한 시기에 지점 측정지에서의 측정 장치(100)의 철수 및 급수를 위한 밸브의 조절이 가능하여 관리 인력의 최적화된 운용이 가능해지게 된다. 또한, 이때 2차 오염원이 발생하여 급수 재개 시점 예보 정보가 변경되는 경우 관제부(200)는 이를 관리자 단말(300)에 즉시 전송하여 관리자로 하여금 출동에 참고가 될 수 있도록 한다. 그리고, 2차 오염원의 발생이 측정되면 관제부(200)는 급수 재개 시점을 1차 오염원일때보다 설정 시간 지연된 시간으로 지정하는데, 이는 2차 오염원이 발생되었다는 것은 3차 오염원의 위험이 있을 수 있기 때문이며, 2차 오염원의 발생이 감지되면 더 오랜 시간동안 지점 측정지에 측정 장치(100)의 설치를 유지하고, 급수 재개 시점 역시 더 지연시키게 되는 것이다.
한편, 관제부(200)는, 거점 측정지와 지점 측정지에서의 측정값을 누적 저장한다. 이때 누적 저장되는 측정값은 거점 측정지의 측정값 대비 거점 측정지간 지점 측정지의 측정값을 매칭하여 저장하게 된다. 이렇게 매칭되어 저장된 측정값은 그 측정값이 누적될수록 오차 범위가 줄어들게 되는데, 관제부(200)는 이를 이용하여 일 거점 측정지의 탁도 측정값이 설정 수치 이상인 경우, 매칭되어 저장된 거점 측정지간 지잠 측정지의 측정값을 토대로, 어느 지점 측정지에 측정 장치(100)를 설치해야 하는지를 판별하게 된다. 또한, 이 경우 측정값의 매칭은 일 거점 측정지와, 이의 후단에 존재하는 지점 측정지의 측정값을 매칭할뿐만 아니라, 더 세분화하여 일 거점 측정지의 측정값을 복수의 구간으로 구분하고, 각 측정값 구간별로 지점 측정지의 측정값을 매칭하여 저장할 수 있다. 이를 통해 관제부(200)는, 일 거점 측정지의 측정값이 설정 수치 이상인 경우, 해당 측정값 구간에 매칭된 지점 측정지의 측정값을 토대로 유의미한 측정값이 예상되는 지점 측정지에 측정 장치(100)를 설치하도록 관리자 단말(300)에 측정 장치(100) 설치 정보를 전송하게 된다.
그리고, 거점 측정지의 측정값에 지점 측정지의 측정값을 매칭하여 저장할 때에는 보다 세분화된 정보를 더 매칭하여 저장할 수 있다. 이때 매칭되는 정보는 거점 측정지 또는 지점 측정지와 인접한 설정 수의 다른 거점 측정지 또는 지점 측정지간 거리, 고도, 관로의 직경, 분기점의 유무, 분기점의 갯수, 관내 수압, 또는 유속 중 어느 하나 이상을 포함하는 측정지 관계 정보이며, 관제부(200)는 설정 기간 이상 누적된 측정지 관계 정보를 토대로 측정 장치(100)의 설치가 불필요한 지점 측정지를 판별한다. 그리고, 신규 관망의 추가시에 신규 관망의 정보와 유사한 측정지 관계 정보를 저장된 데이터로부터 추출하여서 신규 관망의 어느 지점에 거점 측정지 또는 지점 측정지를 지정해야 하는지를 판별할 수 있게 된다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 상수도 배관상에 설치되어 실시간으로 측정값을 전송하는 측정 장치(100)와, 전송된 측정값 누적 저장하고 이를 관리자 단말(300)에 전송하는 관제부(200)를 포함하여 구성됨으로써, 관리자가 현장에 상주하고 있지 않아도 밸브의 조작 시기를 알 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 탁도와 수압을 동시에 측정하므로 현재 상수도 배관상을 흐르는 물이 도달되는 수용가의 범위와 수용가에서의 탁도 수치의 예상이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 3분할된 중공부를 갖는 감압 챔버(112)가 구비되어 수질 측정부에 유입되는 물을 감압하면서도 기포의 발생을 최소화하여 탁도 측정값의 측정 오류를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 측정 장치(100)가 상시 설치되는 거점 측정지와, 거점 측정지간에 측정 장치(100)를 임시로 설치할 수 있는 지점 측정지가 지정되어서, 거점 측정지에 이상 신호가 발생되었을 때에만 해당 거점 측정지와 연계된 지점 측정지에 측정 장치(100)를 설치하도록 구성됨으로써, 측정 장치(100)의 운용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 거점 측정지의 측정값에 지점 측정지의 측정값을 매칭하여 누적 저장하고, 이를 통해 일 거점 측정지의 이상 신호 발생시 어느 지점 측정지에 측정 장치(100)를 설치해야 하는지의 여부를 판별할 수 있으므로, 측정 장치(100)의 운용을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 거점 측정지의 측정값에 측정지 관계 정보를 매칭하여 누적 저장하고, 이를 통해 신규 관망의 추가시에 어느 지점에 거점 측정지 또는 지점 측정지를 설치해야 하는지를 합리적으로 결정할 수 있는 효과가 있다.
100 : 측정 장치 101 : 메인 라인
110 : 탁도 측정부 111 : 수질 라인
112 : 감압 챔버 1120 : 챔버 하우징
1121 : 제1격벽 1122 : 제2격벽
1123 : 제1배출구 1124 : 제2배출구
1125 : 제3배출구 1126 : 배출 호스
1127 : 배출 밸브 1128 : 수위 센서
113 : 수질 유입부
120 : 수압 측정부
130 : 디스플레이 모듈
200 : 관제부
300 : 관리자 단말
110 : 탁도 측정부 111 : 수질 라인
112 : 감압 챔버 1120 : 챔버 하우징
1121 : 제1격벽 1122 : 제2격벽
1123 : 제1배출구 1124 : 제2배출구
1125 : 제3배출구 1126 : 배출 호스
1127 : 배출 밸브 1128 : 수위 센서
113 : 수질 유입부
120 : 수압 측정부
130 : 디스플레이 모듈
200 : 관제부
300 : 관리자 단말
Claims (7)
- 중공된 내부를 갖도록 박스 형상으로 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 일측에 상기 하우징의 내외부를 관통하여 형성되어서 외부로부터 탁도 측정을 위한 물이 유입되는 수질 유입부와, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 수질 유입부와 연통 결합되어서 유입된 물의 탁도를 측정하는 탁도 측정부와, 상기 탁도 측정부에서 측정된 탁도 측정값을 외부로 전송하는 무선 송수신부를 포함하는 측정 장치;
상기 측정 장치의 상기 무선 송수신부로부터 탁도 측정값을 전송받아 실시간으로 누적 저장하는 관제부;
상기 무선 송수신부 또는 상기 관제부로부터 탁도 측정값을 전송받는 관리자 단말;
을 포함하며,
상기 측정 장치는, 상기 하우징의 일측에 상기 하우징의 내외부를 관통하여 형성되어서 외부로부터 수압 측정을 위한 물이 유입되는 수압 유입부와, 상기 하우징의 내부에 설치되며 상기 수압 유입부와 연통 결합되어서 유입된 물의 수압을 측정하는 수압 측정부를 포함하고,
상기 무선 송수신부는 상기 수압 측정부로부터 측정된 수압 측정값을 외부로 전송하고, 상기 관제부는, 상기 측정 장치의 상기 무선 송수신부로부터 수압 측정값을 전송받아 실시간으로 누적 저장하며, 상기 관리자 단말은, 상기 무선 송수신부 또는 상기 관제부로부터 수압 측정값을 전송받으며,
상기 측정 장치는, 상수도 배관의 설정 부위에 연통 결합되는 메인 라인과, 상기 메인 라인으로부터 각각 분기되어 상기 수질 유입부 및 상기 수압 유입부에 물을 공급하는 수질 라인 및 수압 라인과, 상기 수질 라인과 상기 수질 유입부 사이에 구비되어 상기 수질 라인으로부터 유입되는 물을 감압하여 상기 수질 유입부에 제공하는 감압 챔버를 포함하되,
상기 감압 챔버는, 중공된 내부의 상단을 제외한 일측부터 타측으로 제1중공부, 제2중공부, 제3중공부를 갖는 챔버 하우징과, 상기 챔버 하우징의 내부에 상호 이격되어 설치되며, 상기 제1중공부와 상기 제2중공부를 구분하는 제1격벽, 상기제2중공부와 상기 제2중공부를 구분하는 제2격벽의 두 격벽을 포함하여서, 상기 수질 라인을 통해 상기 챔버 하우징의 일측 상기 제1중공부로 유입된 물이 상기 제1격벽과 상기 제2격벽을 차례로 월류하여 상기 챔버 하우징의 타측 상기 제3중공부 하단에 연통된 상기 수질 유입부를 통해 유출되며,
상기 제1중공부의 하단에 연통되는 제1배출구, 상기 제2중공부의 하단에 연통되는 제2배출구, 상기 챔버 하우징의 타단 측벽에 연통되는 제3배출구, 상기 제1배출구, 상기 제2배출구, 상기 제3배출구에 연통되는 배출 호스, 상기 배출 호스상에 구비되는 배출 밸브, 상기 챔버 하우징의 일측에 구비되는 수위 측정부를 포함하며,
상기 수위 측정부로부터 측정값을 입력받아, 상기 수위 측정부에 측정값이 검출되면 설정 시간 이후 상기 배출 밸브를 개방하고, 상기 배출 밸브의 개방 시점 대비 상기 수위 측정부에 측정값이 검출되지 않게 되기까지의 시간 간격을 이용하여 상기 챔버 하우징 내부에 물이 가득 차지 않으면서도 상기 제3중공부로 물이 월류할 수 있는 상기 배출 밸브의 개도율을 추산하는 컨트롤러;를 포함하는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상수도 배관상에 설정 지점에 상기 측정 장치가 고정 설치되는 거점 측정지;
상기 거점 측정지간 상수도 배관상에 설정 지점에 상기 측정 장치가 이동형으로서 선택적으로 임시 설치되는 지점 측정지;
를 포함하며,
상기 관제부는, 상기 거점 측정지와 상기 지점 측정지의 측정값을 누적 저장하되, 상기 거점 측정지의 측정값 대비 상기 거점 측정지간 상기 지점 측정지의 측정값을 매칭하여 저장하는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템.
- 제 4 항에 있어서,
상기 관제부는, 일 거점 측정지의 탁도 측정값이 설정 수치 이상인 경우, 상기 매칭되어 저장된 상기 거점 측정지간 상기 지점 측정지의 측정값을 토대로 어느 지점 측정지에 상기 측정 장치를 설치해야 하는지 판별하는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 관제부는, 상기 거점 측정지 또는 상기 지점 측정지의 탁도 측정값을 토대로 수용가에서의 예상 탁도 수치를 추정하고, 상기 거점 측정지 또는 상기 지점 측정지의 설정 시간별 탁도 측정값을 토대로 수용가에서의 예상 탁도 수치가 설정 수치 미만이 되는 시점을 추정하여 급수 재개 시점 예보 정보를 생성하는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템.
- 제 6 항에 있어서,
상기 관제부는, 상기 거점 측정지 또는 상기 지점 측정지의 인접한 설정 수의 다른 상기 거점 측정지 또는 상기 지점 측정지간 거리, 고도, 관로의 직경, 분기점의 유무, 분기점의 갯수, 관내 수압, 또는 유속 중 어느 하나 이상을 포함하는 측정지 관계 정보를 상기 측정값에 매칭하여 저장하고, 설정 기간 이상 누적된 상기 측정지 관계 정보를 토대로 상기 측정 장치의 설치가 불필요한 지점 측정지를 판별하며, 신규 관망의 추가시에 상기 신규 관망의 정보와 유사한 상기 측정지 관계 정보를 추출하여 상기 신규 관망의 어느 지점에 거점 측정지 또는 지점 측정지를 지정해야 하는지 판별하는 관로통수 시 수압 탁도 모니터링 시스템.
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-
2020
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Patent Citations (2)
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