KR20040092282A - 디씨브이지-씨아이피에스 겸용 배관 탐측 장치 - Google Patents

Abstract

매설 배관의 DCVG 전극 신호와 CIPS 전극 신호를 검측하여, 검측된 전극 신호를 디스플레이하거나 검측된 전극 신호를 저장하여 두었다가 시간에 따라 순차적으로 전극 신호의 크기를 디스플레이하기 위하여, 매설 배관에 방식 전류를 소정 시간 간격으로 온-오프하여 공급하면서 전극 신호를 검출하여 분석하기 위한 DCVG-CIPS 겸용 탐측 장치에 있어서, DCVG 전극신호 및/또는 CIPS 전극 신호를 포함하는 상기 전극 신호를 검출하는 신호 검출부와, 상기 신호 검출부로부터 상기 전극 신호를 수신하여 분석하기 위한 탐측부를 포함하되, 상기 탐측부는: 상기 신호 검출부가 상기 DCVG 전극신호 및/또는 상기 CIPS 전극 신호 중 어느 신호를 검출할 것인지를 선택하는 측정 방법 선택부와, 상기 신호 검출부로부터 상기 전극 신호를 수신하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 수신된 상기 전극 신호를 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 상기 전극 신호를 분석하는 분석부와, 상기 제어부에 의해 수신된 상기 전극 신호와 상기 분석부에 의한 분석 결과를 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 제어부는 상기 측정 방법 선택부의 선택에 따른 전극 신호를 검출하도록 상기 신호 검출부를 제어하며, 상기 전극 신호의 저장, 분석 및 디스플레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 DCVG-CIPS 겸용 배관 탐측 장치.

Description

디씨브이지-씨아이피에스 겸용 배관 탐측 장치{Apparatus for measuring the DCVG-CIPS detection results of a pipe line}

본 발명은 굴착없이 매설 배관의 피복 손상부를 검측하는 방법인 직류전류 전압 경사 측정 방법(DC Voltage Gradient; DCVG)과 매설 배관의 방식상태 및 피복상태를 조사하는 방법인 근간격 전위 조사 방법(Closed Interval PotentialSurvey; CIPS)에 의한 검측 결과를 분석하여 디스플레이하기 위한 DCVG-CIPS 겸용 배관 탐측 장치에 관한 것이다.

매설 배관의 피복 손상부를 찾는 방법으로써 가장 정확도가 높다고 알려진 DCVG는 매설 배관의 시공 중의 기계적 결함 혹은 타공사에 의한 손상 등으로 존재할 수 있는 피복 손상부를 검측함에 있어서 피복 손상부 주변 토양에 나타나는 전위분포의 변형을 탐지하여 피복 손상부를 찾아내는 방법이며, CIPS는 매설 배관의 리드선에 측정용 전선을 연결하고 기준전극을 배관을 따라 일정한 간격(수 미터)으로 이동하면서 배관 직상부의 전위를 측정함으로써 배관의 방식상태 및 피복상태를 조사하는 방법으로써, DCVG 및 CIPS를 수행할 때에는 매설 배관에 방식용 정류기를 단속(on, off)하면서 실시한다.

DCVG 및 CIPS 이 두 방법으로 데이터를 측정하는 장치로는 주로 전자펜 기록기(Electric Pen Recorder: EPR)가 사용되어 왔는데, EPR은 펜을 사용하여 용지 위에 연속적으로 측정된 값을 아날로그 형태로 기록하는 장치이며 종래에는 이를 이용하여 현장에서 측정한 내용을 작업자가 육안으로 판독하여 정확한 값을 판정하고 필기 도구를 이용하여 기록하며 다시 사무실에 돌아와서 측정값을 정리하는 형태로 작업이 진행되어 왔다.

최근에는 EPR을 사용하는 것 이외에도 데이터를 디지털화하여 현장에서 측정된 값을 정리하고 디스플레이하는 장치가 개발되었는데, 이러한 장치들은 소형의 LCD 판넬을 사용하므로 연속적인 측정값을 표시해 주지 못할 뿐만 아니라 이전에 측정된 값들을 누적된 형태로 표시하여 주지 못한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 매설 배관의 DCVG 전극신호와 CIPS 전극신호를 측정하고 이를 정리하여 디스플레이하여 주고 연속적인 전위 분포를 측정하여 표시하여 줄 수 있는 DCVG-CIPS 겸용 배관 탐측 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 탐측된 결과를 현장에서 디스플레이 또는 프린트 출력을 통해 즉시 확인할 수 있는 휴대용 탐측 장치를 제공하는 것이다.

도1은 DCVG 방법에 의한 배관 피복 손상부의 탐측을 설명하기 위한 도면.

도2는 CIPS 방법에 의한 배관 방식 상태의 탐측을 설명하기 위한 도면.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 탐측 장치(1)의 구성도.

도4는 본 발명의 실시예에 따른 탐측부(20)의 화면.

도5는 탐측부(20)의 화면예 중 DCVG 방법으로 탐측한 현재의 탐측 결과를 보여주는 화면예.

도6은 탐측부(30)의 화면예 중 DCVG 방법으로 현재까지 측정한 탐측 결과를 순차적으로 보여주는 화면예.

도7은 도4의 'Option' 항목을 눌렀을 때 보여지는 화면예.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 매설 배관에 방식 전류를 소정 시간 간격으로 온-오프하여 공급하면서 전극 신호를 검출하여 분석하기 위한 DCVG-CIPS 겸용 탐측 장치에 있어서, DCVG 전극신호 및/또는 CIPS 전극 신호를 포함하는 상기 전극 신호를 검출하는 신호 검출부와, 상기 신호 검출부로부터 상기 전극 신호를 수신하여 분석하기 위한 탐측부를 포함하되, 상기 탐측부는: 상기 신호 검출부가 상기 DCVG 전극신호 및/또는 상기 CIPS 전극 신호 중 어느 신호를 검출할 것인지를 선택하는 측정 방법 선택부와, 상기 신호 검출부로부터 상기 전극 신호를 수신하는 제어부와, 상기 제어부에 의해 수신된 상기 전극 신호를 저장하는 저장부와, 상기 저장부에 저장된 상기 전극 신호를 분석하는 분석부와, 상기 제어부에 의해 수신된 상기 전극 신호와 상기 분석부에 의한 분석 결과를 디스플레이하는 디스플레이부와, 상기 제어부는 상기 측정 방법 선택부의 선택에 따른 전극 신호를 검출하도록 상기 신호 검출부를 제어하며, 상기 전극 신호의 저장, 분석 및디스플레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 DCVG-CIPS 겸용 배관 탐측 장치를 제공한다.

또한, 상기 탐측부는 터치 스크린 방식의 PDA이며, 상기 신호 검출부와 상기 탐측부는 직렬 또는 병렬 인터페이스를 통해 통신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정 방법 선택부는 상기 제어부로 수신되는 상기 전극 신호의 펄스 주기를 상기 방식 전류의 온-오프 주기에 동기되도록 선택하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전극 신호의 분석은 상기 저장부에 저장된 전극 신호의 크기를 시간에 따라 순차적으로 추출함으로써 수행되며, 상기 디스플레이부는 상기 순차 전극 신호를 시간에 따라 디스플레이하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탐측부는 상기 분석 결과를 출력할 수 있는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

우선, DCVG 방법에 의한 매설 배관의 피복 손상부 검측과 CIPS 방법에 의한 매설 배관의 전기 방식 상태 검측에 대해 도1 및 도2를 참조하여 설명한다.

도1에는 DCVG 방법에 의한 피복 손상부 검측 방법의 예가 도시되어 있다. DCVG 방법은 방식 전류를 매설 배관(301)에 인가하였을 때 배관(301) 주변에 나타나는 전압 경사를 측정하여 피복 손상부를 탐측하는 방법으로서, 2개의 포화황산동 기준전극(302)을 매설 배관(301)의 직상부를 따라 약 1-2m 정도 이격시켜 두 기준 전극 사이의 전위차, 즉 지표면(306)의 전압 경사를 전압계(303)를 이용하여 측정하는 방법이다. 이 때 배관(301)에 가하는 방식 전류를 주기적으로 온-오프시키고, 온일 때의 전위차에서 오프일때의 전위차를 보정하여 전압 경사를 정확히 측정한다. 도1의 (b)에 도시된 바와 같이 방식 전류는 저항이 가장 낮은 피복 손상부로 집중됨으로써 피복 손상부 주위에 큰 전위구배가 발생하게 된다. 따라서, 2개의 기준전극(302)을 사용하여 지표면(306)에서 배관 길이방향으로 배관을 따라 전위를 측정하면 도1의 (b)와 같이 손상부 주변에서 <온 전위-오프 전위>의 부호가 역전되는 현상이 발생하며, 이로써 역전 지점이 피복 손상부임을 알 수 있다.

도2에는 CIPS 방법에 의한 매설 배관의 전기 방식 상태 검측 방법의 예가 도시되어 있다. 전압계(404)의 (+) 단자에 배관(401)의 리드선을 연결하여 (-) 단자에 기준전극(403)을 연결하여 배관 리드선을 끌면서 약 2-4m 마다 배관의 방식 전위를 측정한다. 한 지점에서 측정하여야 하는 값으로는 온 전위, 오프 전위, 온 전위-오프 전위 등이다. 온 전위와 오프 전위는 방식 전류를 인가하느냐 인가하지 않느냐에 따른 전위이며, 기본적으로 온 전위에 의해 매설 배관(401)의 전기 방식 상태를 조사할 수도 있지만 이 경우에는 토양 자체의 비저항으로 인한 오차가 발생하기 때문에 오프 전위도 함께 측정하여 이 오차를 제거하게 되는 것이다.

도3에는 본 실시예에 따른 DCVG-CIPS 겸용 탐측 장치의 블록도가 도시되어 있다. 도3에 따르면 탐측 장치(1)는 신호 검출부(10)와 탐측부(20)로 구성되어 있으며, 탐측부(20)는 제어부(201), 측정 방법 선택부(202), 입력부(203), 저장부(204), 분석부(205) 및 디스플레이부(206)로 구성되어 있다. 한편, 신호 검출부(10)와 탐측부(20)는 직렬 또는 병렬 인터페이스를 통해 통신한다.

신호 검출부(10)는 탐측봉을 통해 전극 신호를 검출하고, 전극 신호는 DCVG 전극 신호와 CIPS 전극 신호를 포함하며, 각 전극 신호는 증폭 및 A/D 변환 과정을 거쳐 제어부(201)로 입력된다. 이 때, 신호 검출부(10)는 DCVG 전극 신호와 CIPS 전극 신호간의 신호 간섭을 억제하기 위해 서로 다른 증폭 방식을 사용하는 것이 좋은데, 구체적으로 DCVG 전극 신호는 에미터 폴로워 증폭 방식을 사용하며, CIPS 전극 신호는 입력 차동 증폭 방식을 사용한다.

제어부(201)는 신호 검출부(10)로부터 전극 신호를 수신한다. 측정 방법 선택부(203)는 신호 검출부(10)가 검출해야 할 전극 신호가 DCVG 전극 신호일지 아니면 CIPS 전극 신호일지를 아니면 두 신호 모두인지를 선택한다. 한편, 전극 신호는 매설 배관에 인가되는 방식 전류의 온-오프 주기에 동기되어 탐측부(20)로 입력되어야 하는데, 측정 방법 선택부(203)는 제어부(201)가 수신하는 전극 신호의 펄스 주기가 방식 전류의 온-오프 주기에 동기되도록 펄스 주기를 선택한다.

저장부(204)는 제어부(201)에서 수신한 전극 신호를 시간에 따라 순차적으로 저장한다. 분석부(205)는 저장부(204)에 저장되어 있는 전극 신호를 분석하는데, 예를 들어 순차적으로 저장되어 있는 전극 신호를 시간에 따라 전극 신호의 크기를 저장부(204)로부터 추출함으로써 분석을 수행한다. 디스플레이부(206)는 제어부(201)에서 수신한 전극 신호를 디스플레이하고 분석부(205)에 의해 분석된 전극 신호를 디스플레이하며, 구체적으로는 순차적으로 전극 신호의 크기를 디스플레이한다. 제어부(201)는 입력부(203)로 입력되는 입력 신호에 따라 신호 검출부에 의한 전극 신호의 선택적 검출 뿐만 아니라, 제어부로 입력되는 전극 신호의 저장,분석 및 디스플레이 등의 동작을 제어한다.

또한, 탐측부(20)에서 분석된 분석 결과는 도시되지 않은 출력부로 전송되어 출력될 수도 있다. 이 때 출력부로는 통상의 소형 프린터가 사용될 수 있으며, 탐측자는 현장에서 탐측한 결과를 바로 프린터로 출력하여 결과를 확인할 수 있는 장점이 있다.

도4에는 탐측부(20)의 화면예가 도시되어 있다. 탐측부(20)는 터치 스크린 입력 방식의 개인 휴대용 단말기(Personal Digital Assistant: PDA)를 이용하며, 화면의 A영역은 탐측된 결과를 표시하는 영역으로써 1회 탐측이 완료된 후 결과치가 표시되며, 이 영역을 누름으로써 탐측 포인트 1개를 저장부(204)에 저장할 수 있다. B영역을 누르면 탐측화면과 트렌드화면(저장된 데이터를 시간에 따라 순차적으로 보는 화면) 사이를 오갈 수 있다. C영역은 현재 펄스의 주기, 탐측 관련 메시지 등을 표시하는 영역이며, D영역은 탐측 그래프를 표시하는 영역으로서 이 영역을 누르면 탐측을 개시하게 된다. E영역은 파라미터 설정과 관련된 메뉴를 선택하는 영역이다.

보다 상세하게는 A영역의 'ON=0.0000'은 배관에 방식 전류가 흐르고 있는 동안의 온 전위값을 의미하며, 'OF=0.0000'은 배관에 방식 전류가 흐르지 않는 동안의 오프 전위값을 의미하며 'DF=0.0000'은 온 전위와 오프 전위의 차이를 의미한다.

B영역의 'DCVG Measure'는 DCVG 방법으로 탐측을 수행하는 경우, 현재 탐측되고 있는 펄스를 D영역에 보여준다는 표시이며, 'DCVG Trend'는 DCVG 방법으로 탐측을 수행하는 경우, 현재 탐측을 마치고 이전까지 저장된 탐측 데이터를 D영역에 보여준다는 표시이며, 'CIPS Measure'와 'CIPS Trend'도 'DCVG Measure'와 'DCVG Trend'와 동일한 개념으로 CIPS 방법으로 탐측한 결과를 D영역에 보여준다는 표시이다. 도5는 'DCVG Measure' 상태에서의 화면예를 도시하고 있으며, 도6은 'DCVG Trend' 상태에서의 화면예를 도시하고 있다.

C영역의 'Pulse=0.4&0.2'는 배관에 방식 전류를 온, 오프해 주는 주기에 동기되는 펄스 주기를 말하고, 앞의 0.4는 온 주기를 뒤의 0.2는 오프 주기를 표현하며, 사용가능한 펄스 주기의 종류는 0.4&0.2 이외에도 1.0&0.5, 2.0&1.0, 3.0&1.5, 4.0&2.0 등이 있다. 한편, 방식 전류의 온, 오프는 정류기 인터럽터라는 장비를 이용하여 수행되는데, 정류기 언터럽터에 의해 설정된 온, 오프 주기에 맞춰서 'Pulse'를 동기시킨다. 'Ready...'는 탐측을 시작할 준비가 되었음을 표시하며, 탐측을 개시하기 위해 D영역을 누르면 잠시 동안 'Wait...'라는 메시지가 표시된 후에 'Processing...'이라는 메시지가 표시되며 이 때 탐측 장치(1)는 데이터를 읽어 들인다.

기타 영역의 'DCVG[X]'는 DCVG 방법으로 탐측을 수행하는 경우, 배관 진행방향으로 탐측을 수행하고 있음을 의미하며, 탐측 중에 전위 역전 지점이 발견되면 메뉴에서 'X~Y'를 눌러 측정방향을 Y축(배관의 수직 방향)으로 바꾼 후 탐측을 진행한다. 또한, 'Saved[0000]'은 저장된 데이터의 개수를 의미하며, 'Parallel with Pipe[X axis]'는 DCVG 방법으로 탐측을 수행하는 경우, 배관 진행 방향으로 탐측을 수행하고 있음을 의미하며, 측정방향을 배관과 수직된 방향으로 바꾸면 'AcrossPipe'라는 메시로 변경된다.

이하에서는, 본 실시예의 탐측 장치(1)로 탐측 및 분석을 수행하는 동작에 대해 설명한다. 먼저, DCVG 방법이든 CIPS 방법이든 탐측 전에 방식 전류를 매설 배관에 흘려주어야 하는데, 이 때 만약 정류기로부터 매설 배관으로 방식 전류를 공급함으로써 매설 배관에 방식을 행하고 있는 경우라면 정류기에서 배관으로 연결된 선을 해체하여 정류기 인터럽터에 연결한 후에 정류기 인터럽터에서 방식 전류의 온, 오프 시간을 설정한다.

한편, 희생양극법을 이용하는 구간에서 탐측을 수행하려는 경우에는 외부전원 공급기 겸 인터럽터를 이용하여 배관에 음극전기를 공급하고 일정한 간격으로 온, 오프해주어야 하는데, 이 때에는 임시 양극을 매설해야 한다. 임시 양극으로는 일반적으로 검측 장치의 제품에 포함되는 구리봉을 사용하거나 여의치 않은 경우에는 주변의 지형지물을 적당히 이용하여 기차의 철로 기타 철골 구조물을 사용하여도 좋다. 이 때, 임시 양극과 배관과의 거리는 멀수록 탐측을 수행할 수 있는 범위가 넓어지므로 배관과 임시 양극과의 거리는 최소 50m 이상이 되는 것이 좋으며, 100m 이상 떨어지는 것이 바람직하다. 이 때에는 외부전원 공급기 겸 인터럽터에서 방식 전류의 온, 오프 시간을 설정한다.

다음으로, 탐측자는 도4의 E영역의 'Option' 메뉴를 눌러 도7과 같은 다이얼로그 화면을 활성화시킨 다음에 'PULSE'를 방식 전류의 온-오프 시간과 동기시키고, 'Measure Mode'를 설정하는데 DCVG 전극 신호를 선택할 경우에는 'DCVG' 모드를 선택하고 CIPS 전극 신호를 선택할 경우에는 'DCVG and CIPS'를 선택한다.

탐측 장치(10)가 신호 검출부(10)로부터 DCVG와 CIPS 전극 신호를 동시에 입력받고 있는 경우에 탐측자는 도6의 B영역을 누름으로써 4가지 방식의 화면을 D영역에 표시할 수 있다. 탐측자는 측정을 개시하기 위해 도6의 D영역을 누르고 측정이 완료되면 도6의 A영역을 눌러 측정 결과를 저장한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 매설 배관의 DCVG 전극신호와 CIPS 전극신호를 검출하고, 검출된 전극 신호를 디스플레이하거나 검출된 전극 신호를 저장하여 두었다가 시간에 따라 순차적으로 전극 신호의 크기를 디스플레이함으로써 일목요연하게 탐측 결과를 확인할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 PDA를 이용한 휴대용 탐측 장치를 제공함으로써 탐측된 결과를 현장에서 디스플레이 또는 분석할 수 있고, 프린트 출력을 통해 즉시 확인할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 매설 배관에 방식 전류를 소정 시간 간격으로 온-오프하여 공급하면서 전극 신호를 검출하여 분석하기 위한 DCVG-CIPS 겸용 탐측 장치에 있어서,

   DCVG 전극신호 및/또는 CIPS 전극 신호를 포함하는 상기 전극 신호를 검출하는 신호 검출부와,

   상기 신호 검출부로부터 상기 전극 신호를 수신하여 분석하기 위한 탐측부를 포함하되,

   상기 탐측부는:

   상기 신호 검출부가 상기 DCVG 전극신호 및/또는 상기 CIPS 전극 신호 중 어느 신호를 검출할 것인지를 선택하는 측정 방법 선택부와,

   상기 신호 검출부로부터 상기 전극 신호를 수신하는 제어부와,

   상기 제어부에 의해 수신된 상기 전극 신호를 저장하는 저장부와,

   상기 저장부에 저장된 상기 전극 신호를 분석하는 분석부와,

   상기 제어부에 의해 수신된 상기 전극 신호와 상기 분석부에 의한 분석 결과를 디스플레이하는 디스플레이부와,

   상기 제어부는 상기 측정 방법 선택부의 선택에 따른 전극 신호를 검출하도록 상기 신호 검출부를 제어하며, 상기 전극 신호의 저장, 분석 및 디스플레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 DCVG-CIPS 겸용 배관 탐측 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 탐측부는 터치 스크린 방식의 PDA이며, 상기 신호 검출부와 상기 탐측부는 직렬 또는 병렬 인터페이스를 통해 통신하는 것을 특징으로 하는 DCVG-CIPS 겸용 배관 탐측 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 측정 방법 선택부는 상기 제어부로 수신되는 상기 전극 신호의 펄스 주기를 상기 방식 전류의 온-오프 주기에 동기되도록 선택하는 것을 특징으로 하는 DCVG-CIPS 겸용 배관 탐측 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 전극 신호의 분석은 상기 저장부에 저장된 전극 신호의 크기를 시간에 따라 순차적으로 추출함으로써 수행되며, 상기 디스플레이부는 상기 순차 전극 신호를 시간에 따라 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 DCVG-CIPS 겸용 배관 탐측 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 탐측부는 상기 분석 결과를 출력할 수 있는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DCVG-CIPS 겸용 배관 탐측 장치.