KR20050046440A - 관로변형 측정장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로를 따라 이동하면서 거리별 내부직경을 실시간으로 획득하여 관로변형을 측정하는 관로변형 측정장비에 관한 것으로서, 본 발명의 관로변형 측정장비(300)는 관로의 내부직경을 실시간으로 측정하는 관로내경 측정장치(310)와, 관로의 일측 외부에 설치되며 관로내경 측정장치(310)의 일측에 결합되는 선통대(320)와, 관로의 타측 외부에 설치되며 관로내경 측정장치(310)의 타측에 결합되는 케이블 릴(330)과, 케이블 릴(330)에 설치되어 그 회전량을 길이로 환산하여 관로내경 측정장치(310)가 위치하는 관로의 거리를 측정하는 거리측정센서(340)와, 거리측정센서(340)와 관로내경 측정장치(310)를 통해 각각 수신한 관로의 거리별 내부직경을 실시간으로 기록하는 데이터 기록장치(350)로 구성된다. 이렇듯, 본 발명은 관로를 따라 이동하면서 거리별 내부직경을 실시간으로 획득함으로 관로의 현 상태를 정확히 진단하는 효과가 있다.

Description

관로변형 측정장비{Device for Measuring Distorted Duct Diameter}

본 발명은 관로변형 측정장비에 관한 것이며, 특히, 관로를 따라 이동하면서 거리별 내부직경을 실시간으로 획득하여 관로변형을 측정하는 관로변형 측정장비에 관한 것이다.

지하에 매설된 관은 수 m 직경의 대형 상하수관에서 수 ㎜ 직경의 가스관까지 매우 다양하게 존재한다. 통신관로의 경우는 대부분 그 직경이 100㎜ 인 플라스틱 관으로 구성되어 있다. 따라서, 통신관로는 재질이 플라스틱인 관계로 내구성이 상대적으로 약해 그 수명이 짧고, 또한 주위환경에 따른 영향도 많이 받기 때문에 그 사용수명에 대한 보장연한이 불규칙하다.

그로 인해, 통신관로는 시공된 지 몇 년도 지나지 않았음에도 불구하고 불량일 경우가 많아, 사용하기 전에 그 정상여부를 항상 조사해야 한다.

그래서, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 이러한 조사를 위해 100㎜ 인 관로 내부로 직경 90㎜인 구체(100)를 통과시켜 관로의 정상여부를 시험하였다. 즉, 종래에는 관로의 일측 외부에는 선통대(110)를 설치하고 타측 외부에는 케이블 릴(120)을 설치하며, 선통대(110)의 선통로드(111) 끝단과 케이블 릴(120)의 케이블(121) 끝단에 구체(100)를 각각 연결한 후, 선통대(110)에서 당겨 관로를 따라 구체(100)를 이동시킴으로써 관로의 정상여부를 시험하였다.

종래에는 상기와 같이 시험하여 구체가 통신관로를 통과하면 정상, 통과하지 못하면 불량으로 분류하여 처리하였다. 그러나, 이러한 방법은 가장 간편하기는 하나 불량원인이 무엇인지, 불량개소가 몇 군데인지 등 보수를 위한 기본자료 조차 제공하지 못하는 단점이 있다.

또한, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 내시경 카메라의 원리와 같이 관로 내부를 조사할 수 있는 카메라(200)를 견고하면서도 어느 정도 휘어질 수 있는 성질을 갖는 선통대(210)의 선통로드(211) 끝단에 결합하여 관로 속으로 밀어 넣어 관로의 정상여부를 조사하였다. 즉, 종래에는 관로를 따라 이동하면서 제공되는 카메라(200)의 영상정보를 관로의 외부에 설치되는 영상정보장치(220)를 통해 관로의 정상여부를 확인하였다.

그러나, 이러한 방법은 도 1과 같이 구체를 이용하는 방법에 비하여 진일보한 것이지만, 상대적으로 무거운 카메라를 관로 속으로 밀어 넣는데 거리의 한계가 있고, 또한 영상을 확인하고 분석할 수 있는 장치 등 부대장치가 많이 필요하다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 관로를 따라 이동하면서 거리별 내부직경을 실시간으로 획득하여 관로변형을 측정하는 관로변형 측정장비를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 관로의 내부에 밀착 설치되어 내부직경변화를 길이변형센서로 실시간 측정하는 관로내경 측정장치와, 상기 관로내경 측정장치가 위치하는 관로의 거리를 측정하는 거리측정센서와, 상기 거리측정센서와 상기 길이변형센서를 통해 각각 수신한 관로의 거리별 내부직경을 실시간으로 기록하는 데이터 기록장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아래에서, 본 발명에 따른 관로변형 측정장비의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 관로변형 측정장비를 이용하여 관로변형 여부를 검사하는 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 관로변형 측정장비(300)는 관로의 내부직경을 실시간으로 측정하는 관로내경 측정장치(310)와, 관로의 일측 외부에 설치되며 관로내경 측정장치(310)의 일측에 결합되는 선통대(320)와, 관로의 타측 외부에 설치되며 관로내경 측정장치(310)의 타측에 결합되는 케이블 릴(330)과, 상기 케이블 릴(330)에 설치되어 그 회전량을 길이로 환산하여 관로내경 측정장치(310)가 위치하는 관로의 거리를 측정하는 거리측정센서(340)와, 상기 거리측정센서(340)와 관로내경 측정장치(310)를 통해 각각 수신한 관로의 거리별 내부직경을 실시간으로 기록하는 데이터 기록장치(350)로 구성된다.

상기 관로내경 측정장치(310)는 관로의 변형에 따라 함께 변형하도록 구성된 것으로서, 그 구성관계에 대해 도 4 및 도 5를 통해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 도 4는 도 3에 도시된 관로변형 측정장비의 중요부위에 해당하는 관로내경 측정장치의 구성관계를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 관로내경 측정장치를 선 A-A를 따라 절취한 단면도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 관로내경 측정장치(310)는 견인할 때 발생하는 견인력을 전달할 수 있도록 견고한 재료로 구성되며 일정 중량과 길이를 갖는 중심축(311)과, 상기 중심축(311)의 법선방향으로 상기 중심축(311)에 그 일측이 등간격으로 각각 고정되어 관로의 직경변화를 측정하는 다수의 길이변형센서(312)와, 관로의 내부직경변화에 따라 탄성적으로 변형되면서 상기 길이변형센서(312)의 자유단을 가압하도록 그 일측이 중심축(311)에 고정되는 판스프링(313) 및, 중심축(311), 길이변형센서(312) 및 판스프링(313)을 한꺼번에 감싸 각 구성요소들을 보호하는 보호덮개(314)로 구성된다.

상기 중심축(311)은 일정 중량을 갖는 원형바로서, 그 양 단부에는 선통대(320)의 선통로드(321)와 케이블 릴(330)의 케이블(331)이 각각 결합된다. 이러한 중심축(311)은 그 내부가 비어있는 중공형으로 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 길이변형센서(312)는 관로의 내부직경변화를 측정하는 것으로서, 변위측정의 대표적인 소자에 해당하는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 길이변형센서(312)는 중심축(311)의 법선방향으로 90°간격으로 그 일측을 중심축(311)에 각각 고정하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 관로내경 측정장치(310)는 길이변형센서(312) 4개를 1조로 하여 중심축(311)에 설치하되, 중심축(311)의 길이방향에 대해 일정 간격을 두고 길이변형센서(312)를 2조로 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 길이변형센서(312)는 중심축(311)의 내부를 거쳐 데이터 기록장치(350)에 각각 접속되어 있다.

그리고, 판스프링(313)은 관로의 내부직경변화에 따라 탄성적으로 변형되면서 길이변형센서(312)의 자유단을 가압하는 것으로서, 그 일측은 중심축(311)에 고정되는 고정단이고, 타측은 공중에 떠 있는 자유단이다. 즉, 판스프링(313)을 설치함에 있어, 타측을 자유단으로 구성함으로써 관로의 변형에 따라 판스프링(313)이 자유롭게 변형되었다가 원위치하게 된다. 이러한 판스프링(313)은 다수의 길이변형센서(312)의 상부를 각각 덮는 형태로 설치된다. 따라서, 판스프링(313)은 길이변형센서(312)의 개수에 대응하는 개수를 갖는다. 그리고, 판스프링(313)을 중심축(311)에 설치함에 있어, 길이변형센서(312)의 자유단에 접하는 부분이 가장 외측에 위치하도록 하고, 판스프링(313)의 최외측을 서로 연결하는 판스프링(313)의 직경이 관로의 내경보다 크게 구성된다. 따라서, 본 발명의 관로내경 측정장치(310)를 관로에 삽입할 경우 판스프링(313)이 압착되어 길이변형센서(312)의 자유단을 가압하게 된다.

그리고, 보호덮개(314)는 중심축(311), 길이변형센서(312) 및 판스프링(313)을 한꺼번에 감싸 각 구성요소들을 보호하는 것으로서, 방수, 이물질 유입방지 및 관로내경 측정장치(310)의 자유로운 진행을 위해 내마모성 및 마찰력이 적은 탄소섬유로 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 관로내경 측정장치(310)는 그 전체적인 형상이 럭비공과 유사한 형태를 갖는다.

그리고, 본 발명의 선통대(320)는 관로의 일측 외부에 설치되어 그 선통로드(321)가 중심축(311)의 일단에 결합되는 것으로서, 본 발명의 관로내경 측정장치(310)를 관로를 따라 이동시키는데 사용된다.

그리고, 본 발명의 케이블 릴(330)은 관로의 타측 외부에 설치되어 그 케이블(331)이 중심축(311)의 타단에 결합되는 것으로서, 본 발명의 관로내경 측정장치(310)가 관로를 따라 이동함에 있어 그 이동거리를 거리측정센서(340)에서 측정하도록 하는 역할을 한다. 또한, 케이블 릴(330)은 관로내경 측정장치(310)를 진행방향의 역방향으로 이동시키는데 사용된다.

그리고, 본 발명의 거리측정센서(340)는 케이블 릴(330)에 설치되어 그 회전량을 길이로 환산하여 관로내경 측정장치(310)가 위치하는 관로의 거리를 측정하는 것으로서, 데이터 기록장치(350)에 접속되어 있다.

그리고, 본 발명의 데이터 기록장치(350)는 거리측정센서(340)를 통해 수신한 관로의 거리와, 관로내경 측정장치(310)의 길이변형센서(312)를 통해 수신한 관로의 내부직경을 실시간으로 기록한다.

아래에서는, 앞서 설명한 바와 같이 구성된 본 발명의 관로변형 측정장비를 사용하여 관로변형을 실시간으로 측정하는 방법에 대해 상세히 설명하겠다.

도 6은 도 4에 도시된 관로내경 측정장치의 작동관계를 나타낸 개략도이다. 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 관로내경 측정장치(310)를 관로에 삽입한 후 선통대(320)를 이용하여 관로내경 측정장치(310)를 관로를 따라 이동시킨다. 그러면, 관로내경 측정장치(310)의 중심축(311)에 고정된 케이블(331)이 이동하고, 이 때의 이동량은 케이블 릴(330)에 설치된 거리측정센서(340)에 의해 관로내경 측정장치(310)가 위치하는 관로의 거리로 환산된다. 이러한 거리정보는 데이터 기록장치(350)에 기록된다. 또한, 관로내경 측정장치(310)의 길이변형센서(312)에서 실시간으로 측정하는 관로의 내부직경 정보 또한 데이터 기록장치(350)에 기록된다. 이 때, 길이변형센서(312)에서 측정한 관로의 내부직경 정보는 전압차로 표현되는데, 이 전압차를 데이터 기록장치(350)에서 길이로 환산하여 기록한다.

따라서, 본 발명은 관로의 거리별 내부직경변화를 실시간으로 확인할 수 있어, 어느 부위에서 어느 정도의 변형이 있는지를 쉽게 확인할 수 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 관로변형 측정장비는 관로를 따라 이동하면서 거리별 내부직경을 실시간으로 획득함으로 관로의 현 상태를 정확히 진단할 수 있다.

또한, 본 발명은 센서를 통해 거리 및 길이를 실시간 자동 계측함으로 작업시간을 현저하게 단축하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 종래의 관로 카메라를 이용하는 것에 작업이 간편하고 작업시간이 단축되며 상대적으로 가격이 저렴하다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 관로변형 측정장비에 대한 기술사항을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구의 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 관로변형 측정장비를 이용하여 관로변형 여부를 검사하는 개략도이고,

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 관로변형 측정장비를 이용하여 관로변형 여부를 검사하는 개략도이며,

도 4는 도 3에 도시된 관로변형 측정장비의 중요부위에 해당하는 관로내경 측정장치의 구성관계를 도시한 사시도이고,

도 5는 도 4에 도시된 관로내경 측정장치를 선 A-A를 따라 절취한 단면도이며,

도 6은 도 4에 도시된 관로내경 측정장치의 작동관계를 나타낸 개략도이다.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

300 : 관로변형 측정장비 310 : 관로내경 측정장치

311 : 중심축 312 : 길이변형센서

313 : 판스프링 314 : 보호덮개

320 : 선통대 321 : 선통로드

330 : 케이블 릴 331 : 케이블

340 : 거리측정센서 350 : 데이터 기록장치

Claims (4)

1. 관로를 따라 이동하면서 거리별 내부직경을 실시간으로 획득하여 관로변형을 측정하는 장비로서,

   관로의 내부에 밀착 설치되어 내부직경변화를 길이변형센서로 실시간 측정하는 관로내경 측정장치와, 관로의 일측 외부에 설치되며 상기 관로내경 측정장치의 일측에 결합되는 선통대와, 관로의 타측 외부에 설치되며 상기 관로내경 측정장치의 타측에 결합되는 케이블 릴과, 상기 케이블 릴에 설치되어 그 회전량을 길이로 환산하여 상기 관로내경 측정장치가 위치하는 관로의 거리를 측정하는 거리측정센서와, 상기 거리측정센서와 상기 길이변형센서를 통해 각각 수신한 관로의 거리별 내부직경을 실시간으로 기록하는 데이터 기록장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로변형 측정장비.
2. 제1항에 있어서, 상기 관로내경 측정장치는 일정 중량과 길이를 갖는 중심축과, 상기 중심축의 법선방향으로 상기 중심축에 그 일측이 등간격으로 각각 고정되어 관로의 내부직경변화를 측정하는 다수의 길이변형센서와, 관로의 내부직경변화에 따라 탄성적으로 변형되면서 상기 길이변형센서의 자유단을 가압하도록 그 일측이 상기 중심축에 고정되는 판스프링 및, 상기 중심축, 길이변형센서 및 판스프링을 한꺼번에 감싸 보호하는 보호덮개를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로변형 측정장비.
3. 제2항에 있어서, 상기 길이변형센서는 상기 중심축의 법선방향으로 90°간격으로 상기 중심축에 각각 고정되는 것을 특징으로 하는 관로변형 측정장비.
4. 제3항에 있어서, 상기 길이변형센서 4개를 1조로 하여 상기 중심축에 설치하되, 상기 중심축의 길이방향에 대해 일정 간격을 두고 상기 길이변형센서 2조를 설치하는 것을 특징으로 하는 관로변형 측정장비.