KR20070118761A - 케이블 이상여부 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블의 이상여부를 감지할 수 있도록 하는 감지장치 및 이를 이용한 방범장치에 관한 것이다. 본 발명은 케이블에 영구자석과 감지센서가 구성된 복수 개의 감지장치를 일정간격으로 설치하여 케이블이 제3자의 불순한 의도로 인해 흔들리거나 절단되면 영구자석에 의한 자기장 변화의 진동파형 주파수분석을 통한 기전력값과 전류파형의 노이즈(dB)를 토대로 케이블의 이상여부를 판단함과 동시에 이상발생 위치를 판단하여 신속한 조치가 가능토록 한다.

영구자석, 감지장치, 케이블

Description

케이블 이상여부 감지장치{Abnormal state sensing device of cable}

도 1은 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치의 외부형상을 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치에 케이블이 관통하는 형상을 도시한 분리도.

도 3은 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치와 케이블의 결합관계를 도시한 절단면도.

도 4는 본 발명의 케이블 이상여부 발생장치에 의한 자기장 형성상태를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치를 이용한 방범시스템의 예시도.

도 6은 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치의 감지성능을 극대화시키기 위한 케이블과 영구자석의 배치 구조도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 감지장치 15 : 영구자석

16 : 감지센서 20 : 케이블

25 : 분석장치 26 : 원격지 수신장치

27 : 전원부

본 발명은 케이블의 이상 여부를 감지할 수 있도록 하는 감지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 케이블에 영구자석과 감지센서가 구성된 복수 개의 감지장치를 일정간격으로 설치하여 케이블이 제3자의 불순한 의도로 흔들리거나 절단되면 영구자석에 의해 유기되는 자기장의 변화로 인한 유도 기전력 및 노이즈를 감지하여 케이블의 이상여부 판단이 가능하도록 한 것이다.

종래에는 케이블의 이상여부를 감지하는 장치가 보편화되어 있지 않은 상태다.

따라서, 통신케이블이나 각종 정보를 송수신하는 케이블을 보호하거나 감지할 수 없었기 때문에 제3자로 인해 케이블에 이상이 발생하였더라도 그 이상여부를 확인할 수 있는 방법이 없고, 단지 케이블이 절단되어 통신 불능 상태가 되어야만 케이블에 이상이 발생한 것을 인식하고 점검하는 형식이었다.

그러나, 이러한 시스템 또한 케이블에 이상이 발생되었다고 판단되더라도 케이블의 어느 위치에서 이상이 발생한 것인지 확인할 방법이 없어 케이블 전 라인을 점검해야 하므로 많은 인력과 시간을 필요로 한다는 문제점이 야기되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 케이블 구간마다 카메라 등을 설치하여 이를 영상으로 전송받음으로써 케이블의 상태를 파악하는 방법이 있으나, 이러한 카메라 감시 방법은 케이블의 길이에 따른 설치비용이 만만치 않아 경제적이 부담이 따르게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 케이블의 이상여부를 즉시 감지할 수 있도록 전류가 흐르는 케이블에 영구자석과 감지센서가 내장된 감지장치를 일정간격으로 케이블에 설치함으로써 케이블이 누군가에 의해 흔들리거나 절단되면 영구자석에 의한 자기장의 변화에 따른 유도 기전력과 노이즈를 감지하여 케이블의 이상여부 판단이 가능토록 한 케이블 이상여부 감지장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치는 영구자석의 움직임에 의한 자기장의 변화가 케이블 도선에 영향을 미쳐 기전력과 노이즈가 유기됨으로써 케이블의 이상여부를 판단토록 도선이 내장된 케이블을 영구자석을 관통하도록 삽입 결합하며, 상기 케이블은 기전력 및 노이즈 발생이 용이하도록 타원 형상으로 영구자석 사이에 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 케이블 이상여부 감지장치를 이용한 방범시스템은 내부에 영구자석과 감지센서를 구성하여 케이블의 이상여부를 감지하도록 일정 구간별로 복수 개 설치되는 감지장치; 상기 감지장치로부터 전송된 감지값을 토대로 케이블의 이상여부 및 이상 발생 케이블의 위치를 분석 판단하는 분석장치; 상기 분석장치에서 판단된 케이블의 이상여부를 전송받는 원격지 수신장치; 및 상기 감지장치에 동작전 원을 인가하는 전원부로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 분석장치는 자연현상에 의한 케이블의 흔들림으로 인한 영구자석의 움직임에 따라 유기되는 기전력과 노이즈를 적절한 값으로 미리 설정하여 데이터베이스화하고, 복수 개의 감지센서가 설치된 위치를 미리 저장한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치의 외부형상을 도시한 사시도, 도 2는 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치에 케이블이 관통하는 형상을 도시한 분리도, 도 3은 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치와 케이블의 결합관계를 도시한 절단면도, 도 4는 본 발명의 케이블 이상여부 발생장치에 의한 자기장 형성상태를 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치를 이용한 방범시스템의 예시도, 도 6은 본 발명의 케이블 이상여부 감지장치의 감지성능을 극대화시키기 위한 케이블과 영구자석의 배치 구조도이다.

본 발명의 케이블 이상여부 감지장치는 도 4에 도시한 바와 같이 영구자석(15)의 움직임에 의한 자기장의 변화가 케이블(20) 도선에 영향을 미쳐 기전력이 유기됨으로써 케이블(20)의 이상여부를 판단토록 도선이 내장된 케이블(20)을 영구자석(15)을 관통하도록 삽입 결합한다.

도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 케이블 상태 감지장치를 이용한 방범시스템은 내부에 영구자석과 감지센서를 구성하여 케이블(20)의 이상여부를 감지하도록 일정 구간별로 복수 개 설치되는 감지장치(1); 상기 감지장치(1)로부터 전송된 감지값을 토대로 케이블의 이상여부 및 이상 발생 케이블의 위치를 분석 판단하는 분석장치(25); 상기 분석장치(25)에서 판단된 케이블의 이상여부를 전송받는 원격지 수신장치(26); 및 상기 감지장치(1)에 동작전원을 인가하는 전원부(27)로 구성된다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 감지장치(1)는 한 쌍의 결속감지편(2a)(2b)을 결합시켜 구성된다.

상기 결속감지편(2a)(2b)은 각각 접합면(3)의 중앙에 영구자석(15)을 삽입 결합할 수 있도록 안치홈(4)과 상기 안치홈(4)의 상하측면에 지지공(5)을 상기 안치홈(4)과 연통시켜 구성하고 상기 안치홈(4)과 지지공(5)을 통하여 케이블(20)을 삽입 가능하도록 구성한다.

상기 안치홈(4)의 양측에는 결속돌부(6)와 결속요부(7)가 각각 형성되고, 그 외측에는 한 쌍의 결속돌기(8)와 결속홈(9)이 각각 형성됨은 물론, 상기 결속감지편(2)의 외주에는 그 상하측에 클립홈(10)을 평행하게 형성한다.

이와 같이 구성된 결속감지편(2a)(2b)은 케이블(20)의 외측에 접속 결합시키는 구조로 이루어지며, 상기 결속감지편(2a)(2b)이 결합되는 내부에는 영구자석(15)과, 케이블(20)의 유동 혹은 절단에 따른 상기 영구자석(15)의 움직임으로 인해 발생되는 기전력을 감지하는 감지센서(16)가 상기 결속감지편(2a) 내부 일측 면에 구성된다.

상기 케이블(20)은 외피(21)의 내측으로 실드선(22)을 접층시키고 실드선(22)의 내측공간(23)에는 도선(24)을 매입시킨 것으로써 그 둘레에 영구자석(15)이 배치된다.

본 발명의 분석장치(25)는 상기 케이블(20)에 일정간격으로 설치된 감지장치(1) 내부에 구성된 영구자석(15)의 움직임으로 인해 유기되는 기전력을 감지센서(16)가 감지하여 전송하면 이를 분석하여 자연현상으로 인해 발생되는 케이블(20)의 움직임이었는지 혹은 제3자에 의해 불순한 의도가 개입된 움직임이었는지를 판단함과 동시에 이상이 발생된 케이블의 위치를 판단하여 원격지 수신장치(26)로 전송한다.

상기 분석장치(25)는 자연현상(예를 들어, 바람 등)으로 인한 케이블(20)의 흔들림, 즉 영구자석(15)의 움직임에 따라 유기되는 기전력을 적절한 값으로 미리 설정하여 데이터베이스(DB)화함으로써 감지센서(16)로부터의 감지값과 비교하여 케이블(20)의 이상여부를 판단함과 동시에, 각 감지센서(16)마다 어느 지점에 설치된 것인지를 미리 저장하여 둠으로써 감지센서(16)의 감지값을 토대로 한 판단결과 이상이 발생되었을 시에는 어느 지점에 위치한 케이블(20)에 관련된 문제인지를 판단한다.

상기 케이블(20)의 움직임으로 인해 감지장치(1)에서 감지되는 기전력은 로렌츠 법칙에 따른 F=qvBsinθ또는 F=iBsinθ 등의 공식을 이용한다.

여기서 q=전하의 양(c), v=움직이는 전하의 속도(m/s), B=자기장, θ=전류와 자기장이 이루는 각(θ=90°인 경우 sinθ=1), i=전류(A)이다.

즉, 제3자에 의한 불순한 의도로 케이블(20)이 움직이면 도 4에 도시한 바와 같이 전류(i)가 흐르는 케이블(20)이 관통하는 감지장치(1)내 영구자석(15)이 흔들려서 위치가 변하게 된다. 따라서 영구자석(15)의 위치 변화에 따라 자기장(B)의 흐름이 변하게 되고, 자기장(B)과 전류(i)가 이루는 각(θ)이 변화하게 된다. 따라서 정현파 파형으로 주파수가 형성되면서 전류가 흐르던 케이블(20)의 도선에 변화된 자기장(B)이 유기되면서 순간적으로 파형이 왜곡되어 기전력이 발생된다.

또한, 본 발명은 상기 케이블(20)의 움직임으로 인해 발생되는 출력파형을 감지장치(1)에서 감지하여 이를 분석장치(25)로 보내면 이를 전송받은 분석장치(25)는 상기 출력파형(f(t)dt)을 일정주기(T)의 구간(t1~t2)(예를 들어 100ms)을 적분한 값을 이용하여 얻은 수치를 데시벨(dB)로 환산하며, 이러한 적분공식으로는

f(t)dt을 이용한다. 이렇게 얻은 노이즈를 데이터베이스에 저장함으로써 자연현상으로 인해 발생되는 노이즈인지 아닌지를 판별할 수 있다.

상기 출력파형에 대한 노이즈는 상기 기전력의 데이터베이스와 마찬가지로 자연환경에 의해 발생될 수 있는 최대한의 자료를 측정하여 이를 데이터베이스화 한다.

따라서 본원발명은 자연현상으로 인해 발생되는 기전력 및 출력파형을 감지센서(16)에서 감지하여 이들 신호를 분석처리하는 분석장치(25)를 통해 상기 케이블(20)의 이상유무를 판별한다.

또한, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 케이블(20)은 내부에 위치한 도선(24)의 상하 움직임이 최대가 되어 기전력 및 노이즈가 최대가 되도록 영구자석(15) 사이에 타원으로 배치한다.

이는 상기 기전력 발생요인인 전류와 자기장이 이루는 각(θ)이 최대가 되도록 하여 감지의 정확성을 높이기 위함이다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명의 케이블 감지장치를 이용한 방법시스템을 설명하면 다음과 같다.

케이블(20)이 흔들리면 영구자석(15)이 움직임으로써 자기장(B)이 변화하고 케이블 도선에 잡음이 유기되면서 기전력과 노이즈가 발생되는데, 이렇게 발생된 기전력값이 감지센서(16)에 의해 감지된다.

감지센서(16)에서 감지된 기전력과 노이즈를 분석장치(25)로 전송되어 분석되며, 미리 저장되어 있던 자연현상에 따른 기전력과 노이즈(예를 들어 눈, 비, 바람 등으로 인해 케이블(20)이 흔들림으로써 유기되는 값)가 저장된 데이터베이스와 비교되어 제3자로 인한 의도적인 케이블(20)의 이상발생인지의 여부를 판단한다.

분석장치(25)의 판단결과, 자연현상에 의한 케이블(20)의 흔들림이 아닐 경우, 즉 제3자의 불순한 의도로 인한 이상이 발생된 케이블(20)의 위치와 함께 신속한 조치를 위해 원격지 수신장치(26)로 케이블(20)의 이상 발생을 전송하여 신속히 조치토록 한다.

본 발명은 특정한 실시예를 들어 설명하였으나 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적사상의 범주내에서는 수정 및 변형 실시가 가능함은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 케이블 감지장치를 이용한 방범시스템은 다음과 같은 여러 가지 뛰어난 효과가 있다.

첫째, 자연현상에 의한 케이블의 흔들림에 따라 유기되는 기전력과 노이즈를데이터베이스화하여 제3자의 불순한 의도로 인한 케이블의 흔들림과 비교분석이 가능하도록 함으로써 정확한 판단에 의한 신속한 조치가 가능하다.

둘째, 케이블에 일정간격으로 복수 개의 감지장치를 설치하여 각각의 감지장치로부터 전송되는 감지값을 분석함으로써 케이블의 이상 발생시 그 지점의 파악이 용이하여 신속한 대처가 가능하다.

Claims (3)

1. 영구자석(15)의 움직임에 의한 자기장(B)의 변화가 케이블(20) 도선에 영향을 미쳐 기전력과 노이즈가 유기됨으로써 케이블(20)의 이상여부를 판단토록 도선이 내장된 케이블(20)을 영구자석(15)을 관통하도록 삽입 결합하며, 상기 케이블(20)은 기전력 및 노이즈의 감지가 용이하도록 영구자석(15) 사이에 타원형상으로 배치된 것을 특징으로 하는 케이블 이상여부 감지장치.
2. 내부에 영구자석(15)과 감지센서(16)를 구성하여 케이블(20)의 이상여부를 감지하도록 일정 구간별로 복수 개 설치되는 감지장치(1);

   상기 감지장치(1)로부터 전송된 감지값을 토대로 케이블의 이상여부 및 이상 발생 케이블의 위치를 분석 판단하는 분석장치(25);

   상기 분석장치(25)에서 판단된 케이블의 이상여부를 전송받는 원격지 수신장치(26); 및

   상기 감지장치(1)에 동작전원을 인가하는 전원부(27)로 구성된 것을 특징으로 하는 케이블 이상여부 감지장치를 이용한 방범시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 분석장치(25)는 자연현상에 의한 케이블(20)의 흔들림으로 인한 영구자석(15)의 움직임에 따라 유기되는 기전력과 노이즈를 적절한 값으로 미리 설정하여 데이터베이스화하고, 복수 개의 감지센서(16)가 설치된 위치를 미리 저장한 것을 특징으로 하는 케이블 이상여부 감지장치를 이용한 방범시스템.

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