KR20060058289A - Manhole cover sensing device - Google Patents

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KR20060058289A
KR20060058289A KR1020040097259A KR20040097259A KR20060058289A KR 20060058289 A KR20060058289 A KR 20060058289A KR 1020040097259 A KR1020040097259 A KR 1020040097259A KR 20040097259 A KR20040097259 A KR 20040097259A KR 20060058289 A KR20060058289 A KR 20060058289A
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김태균
김연상
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(주)이지스코리아
김태균
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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Abstract

본 발명은 맨홀 커버 감지장치에 관한 것이다. 본 발명은 맨홀 커버 하단에 1개에서 4개까지 사용하여 커버가 열리면 커버가 지닌 자장의 변화로 센서에 출력신호가 발생하는 것을 이용하여 커버의 변화 상태를 감지하도록 한다. 또한 본 발명은 4개의 감지센서에서 출력된 신호와 이들 신호의 오류검출을 위한 체크썸 신호를 받아 맨홀의 현재상태를 외부 감지시스템으로 보내며, 이를 수신한 외부 감지시스템에서는 이를 연산하여 현재 맨홀 커버의 이탈에 대한 위험요소를 사전에 판단하여 적절하게 대처토록 한다.The present invention relates to a manhole cover detection device. The present invention uses one to four at the bottom of the manhole cover to detect the change state of the cover by using the output signal to the sensor by the change of the magnetic field of the cover when the cover is opened. In addition, the present invention receives the signals output from the four detection sensors and the checksum signal for error detection of these signals and sends the current state of the manhole to the external sensing system, the external sensing system that receives this by calculating the current Determining risk factors for deviations in advance and responding appropriately.

맨홀 커버, 도난, 감지Manhole cover, theft, detection

Description

맨홀 커버 감지장치{MANHOLE COVER SENSING DEVICE}   Manhole Cover Detection Device {MANHOLE COVER SENSING DEVICE}             

도 1은 플럭스 게이트의 구성블록도.1 is a block diagram of a flux gate.

도 2는 플럭스 게이트의 피드백 구성블록도.2 is a block diagram illustrating a feedback configuration of a flux gate.

도 3은 잡음필터의 구성블록도.3 is a block diagram of a noise filter;

도 4는 써치코일의 피드백 구성블록도.4 is a block diagram illustrating a feedback configuration of a search coil.

도 5는 써치코일의 증폭기 구성블록도.5 is a block diagram of an amplifier of a search coil.

도 6은 코어 인덕션 회로도.6 is a core induction circuit diagram.

도 7은 도 6의 회로출력파형도.7 is a circuit output waveform diagram of FIG.

도 8 및 도 9는 본 발명을 실제 맨홀 커버에 적용하는 예시도. 8 and 9 are exemplary views of applying the present invention to an actual manhole cover.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

20 : 감지부 31 : 파형정형부20: sensing unit 31: waveform shaping unit

40 : 발진부 50 : 출력부40: oscillation unit 50: output unit

60 : 제어부 70 : 정전압부 60 control unit 70 constant voltage unit

본 발명은 맨홀 커버 감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a manhole cover detection device.

일반적으로 맨홀(여기서는 맨홀 커버라 칭하기로 한다)은 인도, 차도 등 도로에 가설되고 지하와 지상을 연결하는 출입문의 역할을 하는 것으로써 무거운 하중과 압력이 가해져도 파손 및 변형이 되지 않는 안정성과 인장강도를 지녀야 하므로 일반적으로 철(주물)로 제작된다. In general, manholes (hereafter referred to as manhole covers) are installed on roads such as sidewalks and roadways, and serve as doors that connect the underground and the ground.They are stable and tensioned even when heavy loads and pressures are not damaged or deformed. It is usually made of iron (casting) because of its strength.

맨홀 커버는 또한 지하에 가설되는 케이블 혹은 수도관, 가스관을 매설 및 유지보수 작업 시 작업자나 관리자가 지하로 이동하는 출입문으로서 빗물의 적절한 배수, 지하의 가스 환기 등 다양한 목적을 지닌다. Manhole covers are also doors for workers or managers to move underground when laying underground cables, water pipes, and gas pipes, and have various purposes such as proper drainage of rainwater and underground gas ventilation.

하지만 상기 목적 이외에 맨홀 커버가 개폐 혹은 변형(파손)될 때에는 인명추락, 차량의 소통 방해등 위험요소도 지니는데 요즘은 철 값의 상승으로 맨홀 커버를 절도하는 일도 발생하고 있어 철저한 관리가 필요한 실정이다. However, in addition to the above purpose, when the manhole cover is opened or deformed (damaged), there are also risk factors such as falling people and obstructing communication of the vehicle. These days, the manhole cover is being stealed due to the increase in iron prices. .

또한 지난 2000년 미국에서의 911 테러 이후 맨홀 내부에 불순한 목적을 갖고 위험물을 설치하는 것을 방지해야 하는 상황도 나타나고 있다.There is also a situation in which after the 911 terrorist attacks in the United States in 2000, there must be a need to prevent the installation of dangerous goods inside the manhole with impure purposes.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 맨홀에 대한 문제점을 개선하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 맨홀이 불필요하게 개폐, 도난되어 발생하는 사고들을 사전에 방지하고자 한 맨홀 커버 검지장치를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to improve the problems with the conventional manhole as described above, an object of the present invention is to provide a manhole cover detection device to prevent accidents caused by unnecessarily opening and closing the manhole in advance have.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 맨홀 커버 검지장치는 맨홀 커버의 열림을 감지하는 감지부; 상기 감지부에서 감지된 맨홀 커버의 자장과 소정 발진주파수를 통합 처리하여 파형을 정형하는 파형정형부(신호처리부); 상기 파형정 형부에서 맨홀 커버의 열림을 판단하는 신호를 생성하기 위한 소정 발진주파수를 공급하도록 수정발진자로 구성된 발진부; 상기 파형정형부에서 정형화된 파형(신호)을 출력하는 출력부; 상기 출력부에서 출력되는 신호를 입력받아 맨홀 커버의 열림을 판단하고 적절한 조치를 취하도록 제어신호를 발생하는 제어부; 및 상기 감지부, 파형정형부 및 출력부 등에 일정전압을 공급하여 장치의 안정적인 동작이 가능토록 하는 정전압부로 이루어진 것을 특징으로 한다.Manhole cover detection apparatus according to the present invention for achieving the above object is a detection unit for detecting the opening of the manhole cover; A waveform shaping unit (signal processing unit) for shaping a waveform by integrally processing the magnetic field of the manhole cover detected by the sensing unit and a predetermined oscillation frequency; An oscillator configured of a crystal oscillator to supply a predetermined oscillation frequency for generating a signal for determining the opening of the manhole cover in the waveform shaping unit; An output unit for outputting a waveform (signal) shaped by the waveform shaping unit; A control unit for receiving a signal output from the output unit to determine the opening of the manhole cover and to generate a control signal to take appropriate measures; And a constant voltage unit for supplying a constant voltage to the sensing unit, the waveform shaping unit, and the output unit to enable stable operation of the device.

본 발명의 상기 감지부는 코어 인덕션 코일로 구성된 것을 특징으로 한다.The sensing unit of the present invention is characterized by consisting of a core induction coil.

본 발명의 상기 감지부는 맨홀 커버 하단에 1개에서 4개까지 설치하여 커버가 열리면 커버가 지닌 자장의 변화에 의해 센서에 출력신호가 발생하는 것을 이용하여 커버의 변화 상태를 감지하는 것을 특징으로 한다.The detection unit of the present invention is installed to one to four at the bottom of the manhole cover, characterized in that for detecting the change state of the cover by using the output signal to the sensor by the change of the magnetic field of the cover when the cover is opened .

본 발명의 상기 제어부는 4개의 감지센서에서 출력된 신호와 이들 신호의 오류검출을 위한 체크썸 신호를 받아 맨홀의 현재상태를 외부 감지시스템으로 보내며, 이를 수신한 외부 감지시스템에서는 이를 연산하여 현재 맨홀 커버의 이탈에 대한 위험요소를 사전에 판단하여 적절하게 대처토록 하는 것을 특징으로 한다.
The control unit of the present invention receives the signals output from the four detection sensors and the checksum signal for error detection of these signals and sends the current state of the manhole to the external sensing system, the received external sensing system to calculate the current manhole It is characterized in that the risk factors for the departure of the cover to determine in advance to properly handle.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 플럭스 게이트의 구성블록도, 도 2는 플럭스 게이트의 피드백 구성블록도, 도 3은 잡음필터의 구성블록도, 도 4는 써치코일의 피드백 구성블록도, 도 5는 써치코일의 증폭기 구성블록도, 도 6은 코어 인덕션 회로도, 도 7은 도 6의 회로출력파형도, 도 8 및 도 9는 본 발명의 맨홀감지장치의 실제 적용 예시도이다.1 is a block diagram of a flux gate, FIG. 2 is a block diagram of a feedback gate of a flux gate, FIG. 3 is a block diagram of a noise filter, FIG. 4 is a block diagram of a feedback coil of a search coil, and FIG. 5 is an amplifier of a search coil. 6 is a block diagram, a core induction circuit diagram, FIG. 7 is a circuit output waveform diagram of FIG. 6, and FIGS. 8 and 9 are practical application examples of the manhole detection apparatus of the present invention.

본 발명은 감지기의 개발을 위해 여러 감지기들의 특성과 성능을 비교 연구, 검토한 결과 자기 센서의 우수한 감지방식을 채택하였다. 자기 센서의 감지방식은 철 성분을 타 감지기에 비해 우수하게 감지하는 장점을 지닌다. In the present invention, as a result of comparing and researching characteristics and performances of various sensors for the development of a detector, an excellent detection method of a magnetic sensor was adopted. Magnetic sensor detection method has the advantage of detecting iron component better than other sensors.

본 발명은 자기 센서의 장점을 이용하여 철(주물)로 제작된 맨홀커버를 관리하기 위한 목적을 지닌다. 본 발명은 사용 장소(수중, 지하, 지상 등)에 제한받지 않고 무접점식으로 설계가 가능하며 수명의 영구성과 불량요인이 없다는 장점을 지닌다.The present invention has the purpose of managing the manhole cover made of iron (casting) using the advantages of the magnetic sensor. The present invention can be designed in a contactless manner without being limited to the place of use (underwater, underground, ground, etc.) and has the advantage that there is no long-term durability and failure factors.

도 1에 도시한 바와 같이 플럭스 게이트 회로는 발진기(1)가 소정주파수로 발진하는 상태에서 프로브(2)에 의해 맨홀 커버가 열리는 것이 감지되면 감지신호에 해당하는 주파수 이외의 주파수는 필터링되고, 감지신호에 해당하는 주파수대역의 신호만 대역필터(3)를 통과하게 된다.As illustrated in FIG. 1, when the flux gate circuit detects that the manhole cover is opened by the probe 2 while the oscillator 1 oscillates at a predetermined frequency, frequencies other than the frequency corresponding to the detection signal are filtered out. Only the signal of the frequency band corresponding to the signal passes through the band pass filter 3.

상기 대역통과된 맨홀 커버 열림감지신호는 공명증폭기(4)에서 소정레벨 증폭되어 정류기(5)에 입력됨으로써 필요한 신호로 이용하게 된다. The band-passed manhole cover open detection signal is amplified by the resonance amplifier 4 and input to the rectifier 5 to be used as a necessary signal.

도 4 내지 도 7에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 써치코일을 이용한 맨홀커버 감지장치는 맨홀 커버의 열림을 감지하는 감지부(20)와, 상기 감지부(20)에서 감지된 맨홀 커버의 자장과 후술하는 발진부의 수정발진자가 공급하는 발진주파수를 통합 처리하여 파형을 정형하는 파형정형부(신호처리부, 이하 혼용하기로 한다)(30)와, 상기 파형정형부(30)에서 맨홀 커버의 열림을 판단하는 신호를 생성하기 위한 소정 발진주파수를 공급하도록 수정발진자로 구성된 발진부(40)와, 상기 파형정형부(30)에서 정형화된 파형(신호)을 출력하는 출력부(50)와, 상기 출력부(50)에서 출력되는 신호를 입력받아 맨홀 커버의 열림을 판단하고 적절한 조치를 취하도 록 제어신호를 발생하는 제어부(60)와, 상기 감지부(20), 파형정형부(30) 및 출력부(50) 등에 일정전압을 공급하여 장치의 안정적인 동작이 가능토록 하는 정전압부(70)로 이루어진다.As shown in FIGS. 4 to 7, the manhole cover detecting apparatus using the search coil according to the present invention includes a sensing unit 20 for detecting the opening of the manhole cover and a magnetic field of the manhole cover detected by the sensing unit 20. And a waveform shaping unit (signal processing unit, hereinafter referred to as mixed) 30 for shaping a waveform by integrating the oscillation frequency supplied by the crystal oscillator of the oscillation unit to be described later, and the manhole cover is opened in the waveform shaping unit 30. An oscillator 40 comprising a crystal oscillator for supplying a predetermined oscillation frequency for generating a signal for determining a signal, an output unit 50 for outputting a waveform (signal) shaped by the waveform shaping unit 30, and the output The control unit 60, the sensing unit 20, the waveform shaping unit 30, and the output unit 50 to receive the signal output from the unit 50 to determine the opening of the manhole cover and generate a control signal to take appropriate measures. Supply constant voltage to the unit 50 It comprises a constant-voltage unit 70, which ever allows stable operation of the device.

상기 감지부(20)는 맨홀 커버 하단에 1개에서 4개까지 설치하여 커버가 열리면 커버가 지닌 자장의 변화에 의해 센서에 출력신호가 발생하는 것을 이용하여 커버의 변화 상태를 감지하게 된다. The detection unit 20 is installed in the bottom of the manhole cover from 1 to 4 when the cover is opened to detect the change state of the cover by using the output signal to the sensor by the change of the magnetic field of the cover.

또한 상기 제어부(60)는 4개의 감지센서에서 출력된 신호와 이들 신호의 오류검출을 위한 체크썸 신호를 받아 맨홀의 현재상태를 외부 감지시스템으로 보내며, 이를 수신한 외부 감지시스템에서는 이를 연산하여 현재 맨홀 커버의 이탈에 대한 위험요소를 사전에 판단하여 적절하게 대처토록 한다. In addition, the control unit 60 receives the signals output from the four detection sensors and checksum signals for error detection of these signals, and sends the current state of the manhole to the external sensing system. The risk factors for the detachment of the manhole cover should be determined in advance and appropriately dealt with.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 본 발명의 특수 설계된 감지부(20)에 구성된 코일(20a)에는 일정한 자기력을 감지할 수 있는 범위가 발생하는데 감지범위 내에 진입하는 맨홀 커버의 자장으로 인하여 신호처리부(30)에 고정된 발진부(40)의 수정발진자의 주파수가 출력부(50)의 출력단자 ①, ②, ③을 통해 제어부(60)에 출력된다. 즉 맨홀 커버 열림감지 여부에 따라 높고 낮은 주파수가 선택적으로 상기 출력단자들을 통해서 제어부(60)로 출력되어 맨홀 커버의 열림 여부를 판단토록 하는 것이다. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the coil 20a configured in the specially designed sensing unit 20 of the present invention generates a range capable of detecting a constant magnetic force, due to the magnetic field of the manhole cover entering the sensing range. The frequency of the crystal oscillator of the oscillator 40 fixed to the processor 30 is output to the controller 60 through the output terminals ①, ②, ③ of the output unit 50. That is, high and low frequencies are selectively output to the control unit 60 through the output terminals according to whether the manhole cover is opened or not to determine whether the manhole cover is open.

도 7에 도시한 바와 같이 상기 단자 ②는 발진주파수가 고정주파수보다 낮을 때 혹은 높을 때(변화되면) 고전압으로 제어부(60)에 입력되어 맨홀 커버의 열림을 판단하며, 발진주파수가 고정주파수보다 높을 때에는 단자 ①번 출력이 고전압이 되고, 낮을 때에는 단자 ③번 출력이 고전압이 된다. As shown in FIG. 7, the terminal ② is input to the control unit 60 at a high voltage when the oscillation frequency is lower than or higher than the fixed frequency to determine the opening of the manhole cover, and the oscillation frequency is higher than the fixed frequency. When the output of terminal ① becomes high voltage, when it is low, the output of terminal ③ becomes high voltage.

주파수의 높고, 낮음은 차량이 지닌 자장의 성분이 N극일 때는 높은 주파수가 되고, S극일 때는 낮은 주파수가 된다.High and low frequency means high frequency when the magnetic field of the vehicle is N pole and low frequency when S pole.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 맨홀 커버 하단에 총 4개의 센서(감지부)가 설치되어 감지된 신호가 외부 제어센터에 입력됨으로써 적절한 조치가 가능토록 한다. As shown in FIGS. 8 and 9, a total of four sensors (detectors) are installed at the bottom of the manhole cover, and the detected signals are input to an external control center so that appropriate measures are possible.

상술한 본 발명은 특정한 실시 예를 들어 설명하였으나 이에 한정하는 것은 아니며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서는 수정 및 변형실시가 가능하다.The present invention described above has been described with reference to specific embodiments, but is not limited thereto, and modifications and variations may be made without departing from the spirit of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 맨홀 커버 감지장치에 따르면 다음과 같은 뛰어난 효과가 있다. As described above, according to the manhole cover detecting apparatus according to the present invention, there is an excellent effect as follows.

첫째, 맨홀 커버 개폐시 이를 감지하여 적절하게 조치할 수 있다. First, when opening and closing the manhole cover, it can detect and take appropriate measures.

둘째, 맨홀 커버 하부에 용이하게 부착 가능하여 간편하게 사용할 수 있다. Second, it can be easily attached to the lower portion of the manhole cover can be used easily.

셋째, 맨홀 커버를 열고 다시 덮을 때 맨홀의 방향이 바뀌어도 감지성능을 유지할 수 있다. Third, the detection performance can be maintained even if the direction of the manhole is changed when the manhole cover is opened and closed again.

넷째, 맨홀 커버에 이물질(빗물, 먼지, 가스, 습기)이 노출, 침수 혹은 침투되어도 감지성능을 유지할 수 있다. Fourth, the sensing performance can be maintained even if foreign matter (rain, dust, gas, moisture) is exposed, submerged or penetrated into the manhole cover.

다섯째, 맨홀 커버를 고정하는 틈 사이에 이물질이 들어가도 감지성능을 유지할 수 있다. Fifth, even if foreign matter enters between the gaps fixing the manhole cover, the sensing performance can be maintained.

여섯째, 맨홀 커버를 열거나 충격을 받은 후 다시 덮을 때에도 감지성능을 유지할 수 있다.Sixth, the detection performance can be maintained even when the manhole cover is opened or covered after being shocked.

일곱째, 케이블, 수도관, 가스관 등이 근접 설치되거나 자연재해로 전선이나 관들이 감지기에 근접해도 검지동작에 간섭이 없어 안전하다. Seventh, even if cables, water pipes, gas pipes, etc. are installed in close proximity or natural disasters, wires or pipes close to the detector is safe because there is no interference in the detection operation.

여덟째, 상기 조건을 지닌 전자회로를 설계할시 감지기 자체의 소모전류는 DC 3mA 이하로 제작이 가능하다.Eighth, when designing an electronic circuit having the above conditions, the current consumption of the detector itself can be made less than DC 3mA.

아홉째, 감지기를 스테인리스로 제조하여 영구적 사용이 가능하다. Ninth, the detector is made of stainless steel for permanent use.

열째, 감지기의 감도와 영역을 제어하는 인터페이스 시스템을 최소형화 할 수 있다. Tenth, it is possible to minimize the interface system that controls the sensitivity and area of the detector.

열한 번째, 지하 작업을 위해 작업자가 맨홀 커버를 열고 출입 시에도 감지력에 영향이 없다. Eleventh, the operator can open the manhole cover for underground work and there is no impact on the sensing power.

열두번째, 사람이나 차량에 의해 파손 및 변형되지 않는다.Twelfth, it is not damaged or deformed by people or vehicles.

Claims (3)

맨홀 커버의 열림을 감지하도록 코어 인덕션 코일(Core Induction Coil)로 구성된 감지부(20);A sensing unit 20 configured of a core induction coil to detect the opening of the manhole cover; 상기 감지부(20)에서 감지된 맨홀 커버의 자장과 소정 발진주파수를 통합 처리하여 파형을 정형하는 파형정형부(신호처리부)(30);A waveform shaping unit (signal processing unit) 30 for shaping a waveform by integrating the magnetic field of the manhole cover detected by the sensing unit 20 and a predetermined oscillation frequency; 상기 파형정형부(30)에서 맨홀 커버의 열림을 판단하는 신호를 생성하기 위한 소정 발진주파수를 공급하도록 수정발진자로 구성된 발진부(40);An oscillator 40 configured of a crystal oscillator to supply a predetermined oscillation frequency for generating a signal for determining the opening of the manhole cover in the waveform shaping unit 30; 상기 파형정형부(30)에서 정형화된 파형(신호)을 출력하는 출력부(50); An output unit 50 for outputting a waveform (signal) shaped by the waveform shaping unit 30; 상기 출력부(50)에서 출력되는 신호를 입력받아 맨홀 커버의 열림을 판단하고 적절한 조치를 취하도록 제어신호를 발생하는 제어부(60); 및A controller (60) for receiving a signal output from the output unit (50) to determine the opening of the manhole cover and to generate a control signal to take appropriate measures; And 상기 감지부(20), 파형정형부(30) 및 출력부(50) 등에 일정전압을 공급하여 장치의 안정적인 동작이 가능토록 하는 정전압부(70)로 이루어진 것을 특징으로 하는 맨홀 커버 감지장치.Manhole cover detection device, characterized in that consisting of a constant voltage unit 70 for supplying a constant voltage to the detection unit 20, the waveform shaping unit 30 and the output unit 50 to enable a stable operation of the device. 제1항에 있어서, 상기 감지부(20)는 맨홀 커버 하단에 1개에서 4개까지 설치되며, 커버가 열리면 커버가 지닌 자장의 변화에 의해 센서에 출력신호가 발생하는 것을 이용하여 커버의 변화 상태를 감지하는 것을 특징으로 하는 맨홀 커버 감지장치. According to claim 1, wherein the sensing unit 20 is installed from one to four at the bottom of the manhole cover, when the cover is opened by changing the cover by using the output signal to the sensor by the change of the magnetic field of the cover Manhole cover detection device, characterized in that for detecting the state. 제1항에 있어서, 상기 제어부(60)는 4개의 감지센서에서 출력된 신호와 이들 신호의 오류검출을 위한 체크썸 신호를 받아 맨홀의 현재상태를 외부 감지시스템으로 보내며, 이를 수신한 외부 감지시스템에서는 이를 연산하여 현재 맨홀 커버의 이탈에 대한 위험요소를 사전에 판단하여 적절하게 대처토록 하는 것을 특징으로 하는 맨홀 커버 감지장치.According to claim 1, wherein the control unit 60 receives the signals output from the four detection sensors and the checksum signal for error detection of these signals and sends the current state of the manhole to the external detection system, receiving the external detection system In calculating the manhole cover detection device, characterized in that to determine in advance the risk factors for the departure of the current manhole cover to properly deal with.
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