KR20040039819A - 무전원을 이용한 급수관 누수 및 상태 검침장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무전원을 이용한 급수관 누수 및 상태 검침장치에 관한 것으로, 특히 급수관 내부에 설치되어 물의 유속에 따라 회전하고 그 유속을 측정하는 수차와; 상기 수차와 연결되고 수차의 회전력에 의해 발생된 전기에너지를 자체적으로 발생 저장하며 저장된 전기를 공급하는 전원부와; 상기 전원부와 전기적으로 연결되고 급수관 내부에 설치되어 급수관의 압력이나 노후상태를 각기 독립적으로 측정하는 수압센서 및 부식센서와; 상기 수차, 수압센서 및 부식센서에서 측정된 신호를 입력 받아 급수관 관리 사양에 맞는 정보를 생성하는 마이크로 컴퓨터와, 상기 마이크로 컴퓨터에서 생성된 검출 결과를 모뎀이 무선통신장치를 통하여 호스트 컴퓨터로 보내게 하는 통신부를 마련한 후, 외부 전원을 사용하지 않고 반영구적으로 급수관 검침작용이 이루어지게 함은 물론, 급수관에 직접 검침장치를 설치하여 언제든지 설치지점의 누수 및 관로 상태를 정확히 검침할 수 있도록 한 것이다.

Description

무전원을 이용한 급수관 누수 및 상태 검침장치{Measurement of a leaking water and pipe status without external power}

본 발명은 무전원을 이용한 급수관 누수 및 상태 검침장치에 관한 것으로, 특히 수차를 이용하여 전기에너지를 발생하고 발생된 전기에너지는 저장 공급되게 함으로써 외부 전원을 사용하지 않고 반영구적으로 급수관 검침작용이 이루어지게 함은 물론, 급수관에 직접 검침장치를 설치하여 언제든지 설치지점의 누수 및 관로 상태를 정확히 검침할 수 있도록 한 무전원을 이용한 급수관 누수 및 상태 검침장치에 관한 것이다.

일반적으로 급수관은 정수장에서 생산된 물을 가정으로 공급하는데 사용되는 것으로서 물이 공급되는 과정에서 누수를 조기에 발견하지 못하면 막대한 경제적 손실을 초래하게 된다.

따라서 종래에는 급수관의 누수를 검침하기 위한 수단으로 고성능 마이크를 이용하거나 초음파 센서를 이용한 검침장치가 널리 사용되고 있다.

도1은 고성능 마이크를 이용한 종래 급수관 누수 검침장치로서, 이의 구성을 살펴보면 누수음을 감지하는 고성능 마이크(1)와, 상기 고성능 마이크(1)에서 검출한 신호를 증폭하는 증폭기(2)와, 상기 증폭기(2)에서 증폭한 신호를 바탕으로 신호 처리를 하는 마이크로 컴퓨터(3)와, 상기 마이크로 컴퓨터(3)로 처리한 신호를 사람이 인식할 수 있도록 증폭하는 오디오증폭기(4) 및 누수음을 들을 수 있는 스피커(5)와, 호스트 컴퓨터로 검침 결과를 보내는 모뎀(6)으로 구성되어 있다.

이러한 고성능 마이크(1)를 사용하는 종래 검침장치는, 소음이 없는 지역에서는 사용이 가능하다는 잇점은 있으나, 고성능 마이크(1)를 이용하여 누수음을 검침하기 때문에 소음이 많은 시간이나 지역에서는 정확한 검침이 이루어지지 않을뿐 아니라 특히 급수관 주변에 소음이 많은 차량이 통행하면 누수음을 정확히 식별하고 감지하지 못하는 단점이 있었다.

도2는 초음파 센서를 이용한 종래 급수관 누수 검침장치로서, 이의 구성을 살펴보면 누수 지점을 검침하는 초음파 센서(10)와, 초음파 신호를 컴퓨터가 인식할 수 있도록 조정하는 초음파 필터(20)와, 상기 초음파 필터(20)에서 생성한 신호를 바탕으로 신호를 처리하는 마이크로 컴퓨터(30)와, 상기 마이크로 컴퓨터(30)로 처리한 신호를 사람이 인식 할 수 있도록 증폭하는 오디오 증폭기(40)와, 누수음을 들을 수 있는 스피커(50)와, 호스트 컴퓨터로 검침결과를 보내는 모뎀(60)으로 구성되어 있다.

이러한 초음파 센서(10)를 이용한 종래 급수관 누수 검침장치는 급수관이 지표면에 낮게 묻혀 있을 경우에는 정확한 누수 검침이 가능하나, 급수관이 지표면에 깊게 묻힌 경우에는 정확한 관측을 위해서는 굴착을 해야 하는 번거운 단점이 발생되었다.

또한 상기한 종래 급수관 누수 검침장치(고성능 마이크, 초음파 센서)를 사용하기 위해서는 별도의 큰 축전지를 제작 사용하기 때문에 반영구적으로 급수관의 누수 여부를 측정하지 못하는 제반 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 수차를 이용하여 전기에너지를 발생하고 발생된 전기에너지는 저장 공급되게함으로써 외부 전원을 사용하지 않고 반영구적으로 급수관 검침작용이 이루어질 수 있도록 한 무전원을 이용한 급수관 누수 및 상태 검침장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 급수관에 직접 검침장치를 설치하여 언제든지 설치지점의 누수 및 관로 상태를 정확히 검침할 수 있도록 한 무전원을 이용한 급수관 누수 및 상태 검침장치를 제공하는데 있다.

도1은 종래 급수관 누수 검침장치를 나타낸 블럭도,

도2는 종래 다른 급수관 누수 검침장치를 나타낸 블럭도,

도3은 본 발명에 따른 급수관 누수 및 상태 검침장치의 블럭도,

도4는 본 발명에 따른 급수관 누수 및 상태 검침장치가 급수관에 설치상태를 나타낸 단면도,

도5는 본 발명에 따른 급수관 누수 및 상태 검침장치의 누수 검침 예를 나타낸 구성도.

(도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명)

100 ; 급수관 200 ; 수차 300 ; 전원부

310 ; 발전기 320 ; 충전기 330 ; 축전지

340 ; 전원공급장치 400 ; 마이크로 컴퓨터 500 ; 통신부

510 ; 모뎀 520 ; 무선통신장치 600 ; 압력센서

610 ; 부식센서

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은, 급수관 내부에 설치되어 물의 유속에 따라 회전하고 그 유속을 측정하는 수차와,

상기 수차와 연결되고 수차의 회전력에 의해 발생된 전기에너지를 자체적으로 발생 저장하며 저장된 전기를 공급하는 전원부와,

상기 전원부와 전기적으로 연결되고 급수관 내부에 설치되어 급수관의 압력이나 노후상태를 각기 독립적으로 측정하는 수압센서 및 부식센서와,

상기 수차, 수압센서 및 부식센서에서 측정된 신호를 입력 받아 급수관 관리 사양에 맞는 정보를 생성하는 마이크로 컴퓨터와,

상기 마이크로 컴퓨터에서 생성된 검출 결과를 모뎀이 무선통신장치를 통하여 호스트 컴퓨터로 보내게 하는 통신부로 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 따른 급수관 누수 및 상태 검침장치의 블럭도 이고, 도4는본 발명에 따른 급수관 누수 및 상태 검침장치가 급수관에 설치상태를 나타낸 단면도 이다.

본 발명은 무전원을 이용하여 급수관의 누수 및 상태를 검침하기 위해서는 도3 내지 도5에서와 같이 수차(200)와, 이 수차(200)의 회전력에 의해 전기에너지를 발생/저장/공급하는 전원부(300)와, 상기 전원부(300)와 전기적으로 연결되어 급수관(100)의 상태를 측정하는 압력센서(600) 및 부식센서(610)와, 상기 압력센서 (600)및 부식센서(610)에서 측정된 신호를 검침하는 마이크로 컴퓨터(400)와, 상기 마이크로 컴퓨터(400)에서 생성된 검출 결과를 모뎀(510)이 무선통신장치(520)를 통하여 호스트 컴퓨터로 보내게 하는 통신부(500)가 기본적으로 동원된다.

수차(200)는 급수관(100) 내부에 설치되어 물의 유속에 따라 회전하고 그 유속을 측정하며 회전하면서 발전기(310)에 회전에너지를 공급하는 역활을 수행한다.

전원부(300)는 수차(200)와 연결되고 수차의 회전력에 의해 발생된 전기에너지를 자체적으로 발생 저장하며 저장된 전기를 공급할 수 있도록 구성된다.

이를 위해 전원부(300)는 수차(200)가 회전하면 구동되어 전기에너지를 발생하는 발전기(310)와, 상기 발전기(310)에서 받은 전기에너지를 DC전압으로 변환하고 전기를 저장하는 충전기(320)와, 상기 충전기(320)에서 저장된 전기를 지속적으로 사용할 수 있도록 저장하는 축전지(330)와, 상기 축전지(330)에 저장된 전기를 통해 주변 연결부품이 전기적으로 작동할 수 있도록 전기를 공급하는 전원공급장치(340)로 이루어진다.

수압센서(600) 및 부식센서(610)는 전원부(300)와 전기적으로 연결되고 급수관(100) 내부에 설치사용되는데, 수압센서(600)는 급수관(100)의 압력을 측정하여 유속과의 연산으로 배수량 분석 및 누수량 측정에 이용되고, 부식센서(610)는 배수관(100)의 노후상태를 측정한다.

여기서, 급수관(100)에 설치 사용되는 센서는 상기한 수압센서(600) 및 부식센서(610)로 한정 사용되는 것은 아니고 급수관(100)의 상태를 검침할 수 있다면 추가적인 요구 센서를 부착 사용할 수 있음을 밝혀둔다.

마이크로 컴퓨터(400)는 상기 수차(200), 수압센서(600) 및 부식센서(610)에서 측정된 신호를 입력 받아 급수관(100) 관리 사양에 맞는 정보를 생성하는 역활을 수행한다.

상기와 같이 동원되는 수차(200), 전원부(300), 수압센서(600), 부식센서(610), 마이크로 컴퓨터(400), 통신부(500)의 전기적인 회로 관계는 통상 사용되는 기술내용이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 지하에 매설된 급수관(100) 내부에는 수차(200), 압력센서(600) 및 부식센서(610)가 장치되고 급수관(100) 외부에는 전원부(300), 마이크로 컴퓨터(400), 통신부(500)가 서로 유기적으로 장치된다.

상기와 같은 상태에서 급수관(100) 내부에 물이 흐르면 수차(200)가 회전하면서 유속을 측정하고, 회전하는 수차(200)에 의해 발전기(310)가 구동되면서 전기에너지를 얻는다. 발전기(310)에 의해 얻어진 전기에너지는 충전기(320)가 정류하여 DC전압으로 만든후 전기를 저장하고, 저장된 전기는 지속적으로 사용하기 위해 축전지(330)에 저장되며, 축전지(330)에 저장된 전기는 전원공급장치(340)에 의해주변기기로 공급된다.

이때 수차(200)에서 측정된 유속과 수압센서(600)에서 측정된 배수량 분석 및 누수량과 부식센서(610)에서 측정된 배수관(100)의 노후상태가 신호로 마이크로 컴퓨터(400)에 입력되면 이 마이크로 컴퓨터(400)는 신호를 검침하여 급수관(100) 관리사양에 알맞은 정보를 생성하며, 상기한 마이크로 컴퓨터(400)에서 생성된 검출 결과는 통신부(500)의 모뎀(510)이 무선통신장치(520)를 통하여 호스트 컴퓨터로 실시간으로 보내게 된다.

도5는 본 발명에 따른 급수관 누수 및 상태 검침장치의 누수 검침 예를 나타낸 구성도로서, 급수관A와 급수관B,C 사이에 분배기를 연결하고 상기한 분배기, 급수관B, 급수관C에 본 발명에 따른 검침장치A,B,C를 장치한다.

상기와 같은 상태에서 분배기(검침장치A) 지점의 측정값은 평상시 급수관B(검침장치B)에서 측정한 값과 급수관C(검침장치C)에서 측정한 값의 합이된다.

따라서 급수관C에서 누수가 발생한 경우 분배기(검침장치A) 지점의 측정값은 급수관B(검침장치B)에서 측정한 값과 급수관C(검침장치C)에서 측정한 값의 합보다 크게 되며, 특히 급수관C(검침장치C)에서 측정한 값은 과거 동지점에서 측정한 값보다 작은 현상이 발생하기 때문에 급수관C에서 누수가 있음을 감지할 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 지하에 매설된 급수관에 수차를 이용하여 전기에너지를 발생하고 발생된 전기에너지는 저장 공급되어 주변 부품에 전기를 지속적으로 공급하기 때문에 외부 전원을 사용하지 않고 반영구적으로 급수관 검침작용이 이루어질 수 있는 것이다.

또한 급수관에 직접 검침장치가 설치되어 있어 언제든지 설치지점의 누수 및 관로 상태를 정확히 검침하여 누수 가능성을 예측하고, 누수를 조기에 발견하여 누수로 인한 경제적 손실을 최소화 할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 이루어질 수 있는 것임을 밝혀둔다.

Claims (1)

1. 급수관(100) 내부에 설치되어 물의 유속에 따라 회전하고 그 유속을 측정하는 수차(200)와; 상기 수차(200)와 연결되고 수차의 회전력에 의해 발생된 전기에너지를 자체적으로 발생 저장하며 저장된 전기를 공급하는 전원부(300)와; 상기 전원부(300)와 전기적으로 연결되고 급수관(100) 내부에 설치되어 급수관의 압력이나 노후상태를 각기 독립적으로 측정하는 수압센서(600) 및 부식센서(610)와; 상기 수차(200), 수압센서(600) 및 부식센서(610)에서 측정된 신호를 입력 받아 급수관 관리 사양에 맞는 정보를 생성하는 마이크로 컴퓨터(400)와, 상기 마이크로 컴퓨터(400)에서 생성된 검출 결과를 모뎀(510)이 무선통신장치(520)를 통하여 호스트 컴퓨터로 보내게 하는 통신부(500)로 구성되는 것을 특징으로 하는 무전원을 이용한 급수관 누수 및 상태 검침장치.