KR20100014046A - 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기 및 누수혐의구간검출 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기 및 누수혐의구간 검출 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 누수혐의구간검출기(1)를 배·급수관망에 부착하는 단계와; 상기 배·급수관망에 부착된 누수혐의구간검출기(1)를 이용하여 데이터를 수집하는 단계와; 수집된 데이터를 이용하여 누수 여부를 판단하는 단계 및; 누수로 판단된 데이터를 관리실로 전달하는 단계로 구분되며, 관리실에서는 전달받은 데이터를 추가 분석하여 누수탐사원을 누수위치에 투입, 정확한 누수위치 측정과 누수 수선팀으로 하여금 누수를 조기에 복구하는 것을 특징으로 한다.

상술한 본 발명은 현재 누수혐의구간 적출시 많은 인력을 이용하는 단순한 방법에서 벗어나 누수혐의구간검출기를 배·급수관망에 부착하여 상시로 누수 노이즈를 분석함으로써 누수가 언제, 어디서 발생하는지 여부를 신속하게 판단하여 이에 대처함으로써 인력과 예산을 줄일 수 있는 등 많은 효과가 있다.

누수, 누수혐의구간검출기, 노이즈, 센스, 알람

Description

상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기 및 누수혐의구간 검출 시스템{A hydrostat}

본 발명은 상수도분야의 배·급수관망에서 발생하는 누수를 경제적이고 과학적으로 검출하여 신속하게 복구함으로써 인력과 예산을 절감하는 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기 및 누수혐의구간 검출 시스템에 관한 것이다.

우리나라의 상수도 배·급수관망은 복잡 다단하게 거미줄처럼 얽혀 있는 상태이며, 신도시를 중심으로 현재는 배·급수관망을 복식격자형, 3중식 격자형, 3중식 혼합 배·급수관망 등으로 매설하고 있으며 복합적으로 형성된 배·급수관망을 블록(Block)화하고 유입유량과 사용유량을 확인하여 유수율을 분석하고 누수를 찾아가는 시스템으로 변모해 가는 실정이다.

그러나 누수의 조기발견에 대해서는 여러 가지 발명과 신기술들이 나와 있지만 현장에서는 대부분 기초적인 방법으로 누수에 대한 혐의구간을 적출하고 탐사를 시행하여 누수를 찾는 것이 현 실태이다.

그리고 여기에서 가장 많은 인력을 필요로 하는 것이 누수가 어디에 존재하는가를 찾는 것이 급선무이며 전체 공정의 40％ 이상을 차지한다고 해도 무방할 것 으로 판단된다.

상수도분야의 누수탐사의 현재 기술은 하수도의 유량을 조사하여 누수를 판단하는 간접법을 비롯하여 청음봉을 이용한 직접청음방법, 상관식 누수탐사기계를 이용한 누수적출법 등이 있다.

통상적으로는 하수도 유량을 육안 조사하여 맑은 물이 많으면 그 구간을 의심하여 시약을 사용하여 수돗물 여부를 판단하고, 수돗물로 판정되면 주위의 수용가 계량기보호통 및 관로의 밸브에 청음봉을 이용하여 소리를 탐지한다.

이때 어느 구간에서 평상시의 물 흐름소리와 상이한 소리가 발생하면 누수가 있는 것으로 추정하고, 그 구간에 대하여 상관식 장비를 이용 누수지점을 확인하는 과정을 거친다.

그리고 소음이 과다한 공장지역이나 도로 등에서는 주간에 소음이 누수탐지기 측정에 방해가 되므로 주로 소음이 적은 야간시간대를 이용하여 탐사를 하는 방법이 통상적으로 진행되고 있는 것이 현재의 실정이다.

현재 상용화된 공법이나 특허 공법들을 살펴보면 상관식 탐지기를 이용한 누수탐사방법이 대표적이며, 이 방법은 센스를 설치할 수 있는 두 지점, 세 지점 등에 탐지센스를 설치하고 거리, 관종 등을 입력한 후 상관관계에 따른 음을 측정하여 누수지점을 찾아내는 방법이나 물흐름의 음에 의존하기 때문에 배관의 곡관부나 T형관 부위에서는 마찰소음이 발생하여 오진을 많이 내고 있는 실정이며, 다른 방법으로는 상수도 배관에 설치된 센스로부터 센서 값을 원격으로 전송받아 이를 이용하여 누수위치를 탐지하는 시스템 등이 있으나 감시시스템만 설정되어 있을 뿐 실지 현장에서 누수를 찾아내는 시스템은 문제점으로 남아 있으며 비용이 과다한 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 더욱 상세하게는 누수 탐사자들이 직접 관로가 매설된 부분을 답사하여 누수음을 청취하는 기존의 방법에 대해서 한 단계 진보하여 개개의 독립적인 누수혐의구간검출기를 이용하여 누수음을 적출하고 누수를 판단하여 관리자에게 통보하고 누수를 수선하는 시스템을 제공함으로써 누수를 조기에 발견하여 누수로 인한 손실을 조기에 차단하고 재산적 손실을 줄이는데 주된 목적이 있다.

본 발명은 실지 현장에서 누수탐사를 할 때 가장 필요로 하는 부분이 누수가 어디 있는지를 알기 위해 많은 인력과 시간이 소요되는 점에 착안하여 독립적으로 작동하는 누수혐의구간검출기를 배·급수관망에 설치하여 어느 지점에서 누수가 있다는 것만 판단된다면 그 다음은 현재 상용화된 누수탐사기계를 이용하여 누수를 찾아 수선하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 현재의 누수혐의구간 적출을 위해 많은 인력과 장비가 소모되는 단점에 대처하기 위하여 상시로 배·급수관망에 누수혐의구간검출기를 설치 배·급수관망을 감시하여 이상 징후를 파악하고 관리자에게 데이터를 전송할 수 있는 시스템과; 전체적인 시스템을 설치하지 않고도 개개의 누수혐의구간검출기가 작동 누 수혐의구간을 발견하여 알람을 발생시켜 수요가로 하여금 수도관리자에게 연락도록 하는 방법을 제시한다.

본 발명은 상기 목적 달성을 위해 배·급수관망에 누수노이즈를 검출할 수 있는 누수혐의구간검출기를 설치하여, 수돗물 사용량이 적은 새벽 시간대에 노이즈를 적출 그 값을 저장하고 익일 같은 시간대의 노이즈를 반복하여 데이터 값을 기록하여 전일과 비교하며, 이렇게 계속된 데이터 값을 이용하여 누수 여부를 판단하고 신속하게 대처한다.

상술한 본 발명은 현재 누수혐의구간 적출시 많은 인력을 이용하는 단순한 방법에서 벗어나 누수혐의구간검출기를 배·급수관망에 부착하여 상시로 누수 노이즈를 분석함으로써 누수가 언제, 어디서 발생하는지 여부를 신속하게 판단하여 이에 대처함으로써 인력과 예산을 줄일 수 있는 등 많은 효과가 있다.

이하, 본 발명의 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기 및 누수혐의구간 검출 시스템의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

수도관과 같은 압력관에서 누수가 발생하게 되면 누수부위에서 불규칙한 진동음이 발생하고, 그 진동음은 물이 분출시 코안다효과에 의해 발생하는 저주파의 음으로 유체에너지가 기계적 에너지로 변환되어 발생하는 것으로 볼 수 있다.

또한, 누수음의 크기 및 음질은 관의 재질, 관경, 수압, 누수공의 형상 등에 따라 각기 다른 소리를 발생하며, 누수부위 근방에는 관내에 소용돌이가 생성·소 멸, 변화되고 이것은 압력변동을 일으키며, 비교적 고주파대역으로 생성된다.

통상적으로 누수부위를 살펴보면, 비교적 누수부위가 적을 때에는 1㎑ 이상의 높은 주파수를 형성하고 누수부위가 클 때에는 0.5㎑ 미만의 낮은 주파수 영역대를 갖는 특성이 있으며 관경, 재질, 거리, 수압 등의 영향에도 각기 다른 주파수의 영역을 갖는다.

본 발명의 누수혐의구간검출기(1)는 상수도 배·급수관망에서 발생하는 0.2㎑ 이상 주파수대의 누수음향을 센스(2)를 통하여 검출하는 장치이며, 지시한 시간대에 0.2㎑ 이상의 주파수대의 누수음향을 검출하여 자료로 저장하고 이 자료를 근거로 다른 날 같은 시간대와 비교 분석하여 누수혐의구간을 검출하는 것이다.

즉 상기 누수혐의구간검출기(1)에서 전송된 자료를 분석하면 물 사용에 따른 주파수대의 노이즈는 일시적이지만 수돗물의 누수에 의한 노이즈는 항상 일정한 주파수대의 자료로 축적되기 때문에 누수 여부를 검출할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 상수도 배·급수관 누수혐의구간 검출 시스템은 누수혐의구간검출기(1)를 배·급수관망에 부착하는 단계와; 상기 배·급수관망에 부착된 누수혐의구간검출기(1)를 이용하여 데이터를 수집하는 단계와; 수집된 데이터를 이용하여 누수 여부를 판단하는 단계 및; 누수로 판단된 데이터를 관리실로 전달하는 단계로 구분되며, 관리실에서는 전달받은 데이터를 추가 분석하여 누수탐사원을 누수위치에 투입, 정확한 누수위치 측정과 누수 수선팀으로 하여금 누수를 조기에 복구하는 방법으로 이루어진다.

상기 누수혐의구간검출기(1)를 배·급수관망에 부착하는 단계에서는 누수혐 의구간검출기(1)를 배·급수관망에 부착 관리하기 무난한 제수변, 소화전, 이토변, 배기변 등의 스핀들 또는 수요가의 계량기통내의 계량기 전단에 부착한다.

상기 노이즈를 이용한 누수혐의구간검출기(1)는 본체(8) 상부에 손잡이 및 데이터를 송신할 수 있는 안테나 기능을 갖는 걸고리 모양의 송신기(7)와 누수확인을 위한 녹·적색등(6)이 형성되고, 본체(8) 내부에는 독립적으로 일정 시간대에 음을 수집 분석하고 송신할 수 있는 누수음향 센서(2)와 증폭기(3) 및 중앙회로(4), 알람발생기(5)가 내장되어 있다. 그리고 상기 누수혐의구간검출기(1)는 전기 또는 축전지로부터 전원을 공급받으며, 실시 예에 따라서 본체(8)의 하단부에 자석(9)을 구비시키거나 클램프(10)를 형성하여 배·급수관망에 설치하게 된다.

상기 누수혐의구간검출기(1)는 배·급수관망의 블록 유량 감시시스템용으로 적합하며, 수요가의 계량기 보호통내에 일괄적으로 부착하는 시스템과 공도 상의 각종 변류에 부착하는 시스템 및 이를 혼용하여 사용하는 시스템으로 구분할 수 있다.

상기 누수혐의구간검출기(1)의 설치간격으로는 1개의 독립 센서(2)가 감시하고 상호 간섭을 받지 않는 거리를 적용 약 50～100m 간격으로 배·급수관망에 설치한다.

상기 배·급수관망에 부착된 누수혐의구간검출기(1)를 이용하여 데이터를 수집하는 단계에서는 상시운영 또는 매일 동일한 시간대를 이용 작동하게 하여 같은 조건하에서의 데이터 비교와 작동시간 최소화를 통해 축전지 사용량을 최소화한다.

상기 누수혐의구간검출기(1)의 작동시간대는 설정에 따라 틀릴 수 있으나 수 돗물 사용이 가장 적은 심야 시간대인 02:00～04:00를 설정토록 하는 것이 가장 적절하다. 이 시간대에는 일반적으로 물을 가장 적게 사용하는 최소 야간 유량대이기 때문에 이 시간대의 노이즈를 계속 측정하여 그 값을 비교한다면 누수 여부를 신속하게 판단할 수 있다.

만약 심야 시간대라도 어떤 지점에서 물 사용이 계속될 수도 있지만 매일 같은 방법으로 계속적이진 않을 것이다 그러나 관의 파손으로 누수가 된다면 똑같은 물 사용의 음이 계속 진행될 것이기 때문이다.

상기 수집된 데이터를 이용하여 누수 여부를 판단하는 단계에 있어서는 배·급수관망에 부착된 누수혐의구간검출기(1)로부터 익일 같은 시간대에 노이즈를 반복하여 측정하고 그 데이터 값을 기록 저장하여 전일과 연산하여 누수 여부를 판단한다.

상기 누수혐의구간검출기(1)로부터 획득한 노이즈 데이터 값을 연산하여 누수 여부가 판단되면,

수요가의 옥내 계량기 보호통내에 설치된 경우 알람발생기(5)의 신호음이 수요가에 설치된 스피커 등의 신호기로 전달되도록 하여 수도관리자에게 연락도록 하고, 도심지 공도 상의 각종 변류에 설치된 경우 누수혐의가 발견되면 인접한 수요가에 알람을 전달토록 하여 수도관리자에게 연락하는 방법이 채택된다.

또한, 도심지는 옥내용과 공도용을 적절히 혼용 설치하여 블록별로 배·급수관망을 감시할 수 있으며 누수혐의구간검출기(1)에서 누수혐의가 발견되면 알람발생과 동시에 누수혐의구간검출기(1) 상부에 형성된 녹·적색등(6)이 평상시 녹색등 에서 적색등으로 변하여 쉽게 구분할 수 있게 하는 것을 포함한다.

상기 누수혐의구간검출기(1)는 개개의 작은 독립체로 형성되어 작동케 할 수도 있으며 무선시스템을 이용, 송수신 시스템이 탑재된 차량을 이용하여 주기적으로 순찰하면서 자료를 송수신 받아 누수혐의를 검출할 수도 있다.

상기 누수로 판단된 데이터를 관리실로 전달받은 다음 관리실에서는 전달받은 데이터를 추가 분석하여 누수탐사원을 누수위치에 투입, 정확한 누수위치 측정과 누수 수선팀으로 하여금 누수를 조기에 복구하는 단계로 이루어진다.

도 1은 본 발명의 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기 사시도

도 2는 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타낸 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기 사시도

도 3은 본 발명의 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기 구성을 나타낸 블록도

도 4는 차량에 탑재된 무선시스템을 이용하여 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기로부터 데이터를 송수신하는 예시도

도 5는 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기로부터 발생한 신호를 수요가에 알람으로 전달하는 예시도

도 6은 종래의 누수탐사 방법 예시도

도 7은 본 발명의 누수혐의구간 검출 시스템의 흐름도

도 8은 배수관망의 소 블록에 대한 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기 설치 예시도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기

2 : 센서 4 : 중앙회로

5 : 알람발생기 6 : 녹·적색등

7 : 송신기 8 : 본체

Claims (6)

1. 누수혐의구간검출기(1)를 배·급수관망에 부착하는 단계와; 상기 배·급수관망에 부착된 누수혐의구간검출기(1)를 이용하여 데이터를 수집하는 단계와; 수집된 데이터를 이용하여 누수 여부를 판단하는 단계 및; 누수로 판단된 데이터를 관리실로 전달하는 단계로 구분되며, 관리실에서는 전달받은 데이터를 추가 분석하여 누수탐사원을 누수위치에 투입, 정확한 누수위치 측정과 누수 수선팀으로 하여금 누수를 조기에 복구하는 것을 특징으로 하는 상수도 배·급수관 누수혐의구간 검출 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 누수혐의구간검출기(1)에서 누수가 검출되면 알람발생기(5)를 통해 수요가에 알람을 전달토록 하여 수도관리자에게 연락하는 것을 특징으로 하는 상수도 배·급수관 누수혐의구간 검출 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   무선시스템을 이용, 송수신 시스템이 탑재된 차량을 이용하여 누수혐의구간검출기(1)가 설치된 지역을 주기적으로 순찰하면서 상기 누수혐의구간검출기(1)로부터 자료를 송수신 받아 누수혐의구간을 검출하고, 누수로 판단된 데이터를 관리실로 전달받은 다음 관리실에서는 전달받은 데이터를 추가 분석하는 것을 특징으로 하는 상수도 배·급수관 누수혐의구간 검출 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   배·급수관망에 부착된 누수혐의구간검출기(1)로부터 익일 같은 시간대에 노이즈를 반복하여 측정하고 그 데이터 값을 기록 저장하여 전일과 연산하여 누수 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 상수도 배·급수관 누수혐의구간 검출 시스템.
5. 상수도 배·급수관망에서 발생하는 0.2㎑ 이상 주파수대의 누수음향을 검출하는 센스(2)와 증폭기(3) 및 누수음향 데이터를 수집하고 저장하여 중앙회로(3) 및 누수 발생을 알리는 알람발생기(5)와 녹·적색등(6), 송신기(7)로 구성된 것을 특징으로 하는 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기(1)의 본체(8)의 하단부에 자석(9)을 부착하거나 클램프(10)를 형성한 것을 특징으로 하는 상수도 배·급수관 누수혐의구간검출기.

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