KR102383581B1 - 무인 원격 방사선 검출장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자의 제어에 의해 상공에서 방사선이 누출되는 장소에 접근하여 다양한 방향으로 방사되는 방사선을 정확하게 검출할 수 있는 무인 원격 방사선 검출장치에 관한 것으로, 사용자에 의해 제어되어 원자력 시설의 상방에 비행되는 무인 비행체, 및 무인 비행체에 결합되며, 일측에 구비되는 방사선 검출부를 상기 원자력 시설에 근접하도록 거리조절이 가능하고, 상기 방사선 검출부를 전후좌우 방향으로 경사지게 구동하여 원자력 시설로 배향시키는 검출부 위치조절부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인 원격 방사선 검출장치{Unmanned remote apparatus for detecting the radiation}
본 발명은 사람의 접근 없이 원격으로 방사선을 검출할 수 있는 방사선 검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 제어에 의해 상공에서 방사선이 누출되는 원자력 시설에 접근하여 전(全)방향으로 방사되는 방사선을 정확하게 검출할 수 있는 무인 원격 방사선 검출장치에 관한 것이다.
원자력 발전소과 방사선 폐기물장 등과 같은 원자력 시설의 환경안전을 위하여 시설의 주변 영역 내에서 방사선 탐지가 이루어지고 있다.
방사선 탐지는 고정된 장소에 방사선 검출부를 설치하여 탐지하는 고정식 탐지방식과, 차량이나 백팩 등과 같은 이동수단에 감지센서를 장착하여 탐지하는 이동식 탐지방식이 사용되고 있다. 고정식 탐지방법은 감지센서가 설치된 반경 내에서만 탐지가 가능하여 원자력 시설로부터 누출되는 방사선을 정확하게 검출하기 어려워 이동식 탐지방식이 주로 사용되고 있다.
하지만, 차량 등에 감지센서를 장착하더라도 고층이나 난간과 같이 지상으로부터 높은 위치에는 접근이 어렵고, 고준위 방사선이 누출이 예상되는 시설에는 사람의 접근이 불가능하며, 설령 저준위 방사선이 누출된다고 하더라도 방사능 피폭 위험은 상존함에 따라 사람이 접근하지 않고 방사능을 탐지할 수 있는 검출장치가 요구된다.
또한, 폐기물 등이 안치된 위치로부터 전(全) 방향으로 방출되는 방사선은 센서와 같은 검출장치 표면으로 입사되는 각도에 따라 검출되는 방사선의 량에 차이가 있다. 이로 인하여 검출장치의 배향위치나 탐지거리에 따라 측정되는 방사능량이 상이하고, 또한 방사선이 미량으로 방사되는 경우 검출장치에 수직하게 방사선이 입사되지 않으면 탐지가 어렵다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0124915호(발명의 명칭: 이동 방사선 검출 장치, 이동 방사선 검출 방법 및 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체)
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명은 사람의 접근 없이 원격으로 누출 방사선을 안전하게 탐지할 수 있는 무인 원격 방사선 검출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 사용자에 의해 제어되어 원자력 시설의 상방에 비행되는 무인 비행체, 및 무인 비행체에 결합되며, 일측에 구비되는 방사선 검출부를 상기 원자력 시설에 근접하도록 거리조절이 가능하고, 상기 방사선 검출부를 전후좌우 방향으로 경사지게 구동하여 원자력 시설로 배향시키는 검출부 위치조절부를 구비하는 무인 원격 방사선 검출장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 검출부 위치조절부는 방사선 검출부가 전면에 안착되는 검출부 안착판, 및 무인 비행체와 검출부 안착판 사이를 연결하며, 직선방향으로 신장 가능한 다수의 배향 실린더를 구비한다.
본 발명에 있어서, 상기 검출부 안착판의 후면 가장자리를 따라 이격되며, 소정 반경을 가지는 원주 상에 배치된다.
본 발명에 있어서, 상기 배향 실린더는 무인비행체 측에서 이웃하는 배향 실린더와 인접하게 일단이 연결되어 사선으로 연장되며, 상기 검출부 안착판에서 다른 배향 실린더와 인접하게 그 타단이 연결된다.
본 발명에 있어서, 상기 검출부 위치조절부는 무인 비행체 및 검출부 안착판에 연결되는 배향 실린더의 양단이 회동 가능하게 연결되는 링크부를 더 구비한다.
본 발명에 있어서, 상기 무인 비행체는 사용자로부터 상기 배향 실린더의 구동 제어명령을 무선으로 수신하는 통신부를 더 구비한다.
본 발명에 따르면, 방사능 피폭의 우려 없이 방사선의 측정이 가능하고, 사용자의 원격 제어에 의해 상공에서 방사선이 누출되는 장소에 접근이 용이하여 접근이 어려운 장소의 방사선도 쉽게 측정할 수 있으며, 특히 방사선 검출부의 배향각도와 탐지거리를 사용자가 자유롭게 조정하여 전(全)방향으로 누출되는 방사선의 량을 정확하고 측정할 수 있어, 미세하게 누출되는 방사선은 물론, 누출되는 장소를 정확하게 탐지할 수 있어 원자력 시설 해체작업 등에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 원격 방사선 검출장치의 사시도이다.
도 2는 무인 비행체의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 검출부 위치조절부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 링크부의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 검출부 위치조절부의 길이 조절 동작을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 검출부 위치조절부의 배향각도 동작을 도시한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 실시예를 설명하는데 있어서, 만일 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "형성되어", "포함되어", "결합되어", "고정되어" 있다고 기재된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 형성, 포함, 결합 또는 고정되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 원격 방사선 검출장치의 사시도이고, 도 2는 무인 비행체(100)의 구성을 도시한 블록도이다. 도 1,2를 참조하면, 본 발명은 사용자의 제어 단말기(400)에 의해 무선으로 제어되어 방사선이 누출되는 원자력 시설 상공을 비행할 수 있는 무인 비행체(100)와, 무인 비행체(100)의 하부에 구비되어 누출되는 방사선을 측정할 수 있는 방사선 검출부(200), 및 방사선 검출부(200)를 하면에 장착되는 검출부 위치조절부(300)를 구비한다.
무인 비행체(100)는 사람이 탑승하지 않은 항공 비행기로, 사용자의 제어 단말기(400)와 무선망으로 연결되어 비행여부, 비행경로 및 정보전송 등이 제어되며 목표인 원자력 시설을 비행하면서 누출되는 방사선을 측정한다.
도 2에 무인 비행체(100)의 구성이 도시되어 있는데, 무인 비행체(100)는 통신부(110), 영상 촬영부(120), 및 검출부 위치조절부(300)의 구동을 제어하는 구동 제어부(130)를 구비한다. 통신부(110)는 제어 단말기(400)와의 무선통신을 위하여 구비되는 구성으로, 송신 안테나, 수신 안테나, 각종 통신 프로토콜이 구현 가능한 RF 회로를 포함할 수 있다. 영상 촬영부(120)는 카메라로 이루어져 방사선이 측정되는 비행지역의 영상정보를 취득하며, 이와 같이 취득된 정보는 통신부(110)를 통하여 제어 단말기(400)로 전송된다. 구동 제어부(130)는 제어 단말기(400)로부터 전송되는 검출부 위치조절부(300)로 구동 제어명령을 수신하여 후술하는 구동 모터(도 4의 340)의 구동을 제어한다. 무인 비행체(100)는 현재위치를 파악하도록 GPS(Global Positioning System) 센서를 더 구비할 수도 있다.
방사선 검출부(200)는 소정 두께를 가지는 판 형태로 이루어져 Nal, LaBr3와 같은 섬광체 소재 또는 실리콘(Si), 고순도 게르마늄(HEGe), 갈륨비소(GaAs)와 같은 반도체 소재로 이루어진 방사선 검출센서와, 상기 방사선 검출센서로 검출된 방사선량을 산출하는 방사선량 산출부를 포함하여 이루어진다. 방사선 검출부(200)의 전면에 상기 방사선 검출센서가 수평으로 배치되어 외부로부터 입사되는 방사선을 검출하며, 상기 방사선량 산출부는 기 설정된 시간 동안의 누적 방사선량을 방사선량으로 산출할 수 있고, 실시간으로 방사선량을 산출할 수도 있다. 이와 같이 측정된 방사선량은 제어 단말기(400)로 전송된다.
검출부 위치조절부(300)는 방사선 검출부(200)를 하면에 안착하여 무인 비행체(100)의 하부에 장착되는 구성으로, 방사선 검출부(200)가 원자력 시설에 근접하도록 거리조절 및 방사선 검출부(200)의 전면이 방사선이 누출되는 방향으로 배향되도록 각도조절하기 위하여 구비된다.
도 3에 검출부 위치조절부(300)가 도시되어 있는데 이를 참조하면, 검출부 위치조절부(300)는, 방사선 검출부(300)가 전면에 안착되는 검출부 안착판(310), 검출부 안착판(310)과 마주보게 구비되는 무인비행체 결합판(320), 및 검출부 안착판(310)과 무인비행체 결합판(320) 사이를 연결하는 다수의 배향 실린더(330)를 구비한다.
검출부 안착판(310)과 무인비행체 결합판(320)에는 볼트와 너트가 체결되는 다수의 관통홀(310a, 320a)이 형성되며, 이에 방사선 검출부(200) 및 무선 비행체(100)가 각각 결합되어 고정 안착된다.
배향 실린더(330)는 양단이 검출부 안착판(310)과 무인비행체 결합판(320)에 결합되며, 상술한 구동 제어부(300)에 의해 제어되는 구동 모터(340)에 의하여 직선방향으로 길이가 신장된다.
배향 실린더(330)는 검출부 안착판(310)과 무인비행체 결합판(320)의 가장자리에 소정 반경을 가지는 원주 상에 다수 개로 배열되며, 도 3에 도시되는 바와 같이 수직방향을 따라 사선으로 연장된다. 따라서, 배향 실린더(330-1)는 무인비행체 결합판(320)에서 이웃하는 배향 실린더(330-2)와 인접하게 그 일단이 한 쌍으로 배치되어 검출부 안착판(310)을 향하여 사선으로 연장되며, 검출부 안착판(310)에서 다른 배향 실린더(330-3)와 인접하게 그 타단이 한 쌍으로 배치된다.
그리고, 도 4에 도시되는 바와 같이 검출부 안착판(310)과 무인비행체 결합판(320)에 연결되는 배향 실린더(330)의 양단에는 링크부(500)가 구비된다. 링크부(500)는 배향 실린더(330)의 양단에 구비되는 제1 커넥터(510), 검출부 안착판(310)과 무인비행체 결합판(320)로부터 돌출되게 형성되는 제2 커넥터(520), 상부 및 하부에 이격되며 수직 연장선 상에서 서로 직교하도록 형성되는 링크홈(540a)에 링크핀(530)을 각각 삽입하여 제1 커넥터(510)와 제2 커넥터(520)를 결합시키는 링크몸체(540)를 구비한다. 따라서, 이와 같이 형성된 링크부(500)에 의하여 구동 실린더(330)의 양단은 회동이 자유롭다.
이와 같이 구비되는 배향 실린더(330)는 구동 모터(340)에 의하여 개별 제어되는데, 다수의 배향 실린더(330)가 동일한 길이로 신장되면 도 5에 도시되는 바와 같이 하방으로 신장됨에 따라 검출부 안착판(310)에 안착된 방사선 검출부(200)를 방사선이 누출되는 장소에 보다 근접시킬 수 있어, 누출되는 방사선량을 보다 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 다수 개로 배치되는 배향 실린더(330)의 신장 길이를 다르게 하면, 검출부 안착판(310)을 경사지게 배향시킬 수 있는데, 도 6에는 수평면 상에서 좌측에 배치된 배향 실린더(330)를 신장시키고, 우측에 배치된 배향 실린더(330)를 신장시키지 않은 경우로, 검출부 안착판(310)이 수평면 상에서 소정의 배향각(θ)으로 경사진 예가 도시되어 있다. 이와 같이 원주 상에 배치되어 사선방향으로 연장되는 다수 개의 배향 실린더(330)의 신장 길이를 서로 다르게 하면 검출부 안착판(310)을 전후좌우 방향으로 자유롭게 경사지게 구동할 수 있다.
따라서, 사용자는 자유롭게 배향시켜 방사선의 입사각이 수직으로 되는 위치로 방사선 검출부(200)를 배향시킬 수 있어 전 방향으로 누출되는 방사선의 량을 정확하고 측정할 수 있어, 미세하게 누출되는 방사선은 물론, 누출되는 장소를 정확하게 탐지할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
100 : 무인 비행체 110 : 통신부
120 : 영상 촬영부 130 : 구동 제어부
200 : 방사선 검출부 300 : 검출부 위치조절부
310 : 검출부 안착판 310a: 관통홀
320 : 무인 비행체 결합판 330 : 배향 실린더
340 : 구동 모터 400 : 제어 단말기
500 : 링크부 510 : 제1 커넥터
520 : 제2 커넥터 530 : 체결핀
540 : 링크몸체 540a: 링크홈
θ : 배향각

Claims (7)

  1. 원자력 시설로부터 누출되는 방사선을 측정하는 장치에 있어서,
    사용자에 의해 제어되어 상기 원자력 시설의 상방에 비행되는 무인 비행체; 및
    상기 무인 비행체에 결합되며, 일측에 구비되는 방사선 검출부를 상기 원자력 시설에 근접하도록 거리조절이 가능하고, 상기 방사선 검출부를 전후좌우 방향으로 경사지게 구동하여 상기 원자력 시설로 배향시키는 검출부 위치조절부;가 구비되되,
    상기 검출부 위치조절부(300)는,
    상기 방사선 검출부(200)가 전면에 안착되는 검출부 안착판(310) 및, 상기 무인 비행체(100)와 검출부 안착판(310) 사이를 연결하며, 직선방향으로 신장 가능한 다수의 배향 실린더(330)를 포함하고,
    상기 배향 실린더(330)는,
    상기 검출부 안착판(310)의 후면 가장자리를 따라 이격되게 배치되면서 소정 반경을 가지는 원주상에 배치되며,
    상기 배향 실린더(330)는 무인 비행체(100) 측에서 이웃하는 배향 실린더(330)와 인접하게 일단이 연결되어 사선으로 연장되며, 상기 검출부 안착판(310)에서 다른 배향 실린더(330)와 인접하게 그 타단이 연결되고,
    상기 검출부 위치조절부(300)는,
    상기 무인 비행체(100) 및 검출부 안착판(310)에 연결되는 배향 실린더(330)의 양단이 회동가능하게 연결되는 링크부(500);를 더 포함하며,
    상기 링크부(500)는 배향 실린더(330)의 양단에 구비되는 제1 커넥터(510), 검출부 안착판(310)과 무인비행체 결합판(320)로부터 돌출되게 형성되는 제2 커넥터(520), 상부 및 하부에 이격되며 수직 연장선 상에서 서로 직교하도록 형성되는 링크홈(540a)에 링크핀(530)을 각각 삽입하여 제1 커넥터(510)와 제2 커넥터(520)를 결합시키는 링크몸체(540)를 포함하고,
    상기 무인 비행체는,
    사용자로부터 상기 배향 실린더의 구동 제어명령을 무선으로 수신하는 통신부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 원격 방사선 검출장치.
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