KR20100039709A - 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 지중에 매설된 지중매설관의 표면에 상기 관의 길이방향을 따라 제1수지를 도포하고 건조하는 제1수지 도포단계; 상기 도포된 수지의 상부에 광섬유를 부착하는 광섬유 단계; 상기 수지의 상부에 부착된 광섬유의 상부에 제2수지를 도포하고 건조하는 제2수지 도포단계; 상기 제1수지 도포단계 및 상기 제2수지 도포단계에 의해 고정된 광섬유에 광을 조사하고 반사된 광을 분석함으써 상기 지중매설관의 온도와 변형율을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법을 제공한다.

Description

광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법{Monitoring method for Buried Pipe using optical fiber}
본 발명은 광섬유를 이용한 지중매설관 모니터링 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지중매설관의 종류에 상관없이 적용이 가능하고, 시공이 비교적 간단한 광섬유를 이용한 지중매설관 모니터링 방법에 관한 것이다.
지중매설관이란 말 그대로 지중에 매설되어 있는 관을 말하는 것으로서, 상하수도관이나 송유관 등과 같이 유체를 이송하는 관도 있고, 폐기물과 같이 고체를 이송하는 관도 있다. 폐기물을 이송하는 관의 경우 자연적으로는 유동이 발생하지 않으므로 강제로 공기를 불어넣어 그 공기압에 의해 고체인 폐기물이 지중매설관을 따라 유동되도록 한다.
이러한 지중매설관의 경우에도 다른 배관들처럼 누수나 지반침하로 인한 변형 등의 문제점에 대한 모니터링이 필요한데, 지중매설관은 그 특징상 육안으로 문제점을 식별하기가 불가능하다.
따라서 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법이 제안되어 사용되고 있다. 광섬유를 이용하면 온도의 변형을 측정할 수 있는데, 누수가 발생하는 경우 지중매설관의 누수되는 부분은 누수된 상하수나 기름 등에 의해 온도가 바뀌므로 온도가 바뀐 부분에는 누수가 발생했을 가능성이 높은 것으로 추정할 수 있는 원리를 이용하는 것이다. 한편, 고체인 폐기물을 이용하는 지중매설관의 경우에도 지중매설관의 일부에 폐기물이 고착되어 있는 경우 그 폐기물이 고착되어 있는 부분에서는 강제로 불어넣는 공기의 유동면적이 좁아지게 되고 유량이 일정한데 유동면적이 좁아지게 되므로 공기의 유동속도가 상승하게 되는데, 그 유동속도의 상승에 의해서도 지중매설관의 온도는 변하게 된다. 따라서 폐기물을 운송하기 위한 지중매설관의 경우에도 광섬유를 이용하여 온도의 변화를 측정함으로써 지중매설관 내부의 문제점을 파악할 수 있게 되는 것이다.
광섬유를 지중매설관에 이용하는 방법으로서 지중매설관의 일부에 홈을 형성하고 그 형성된 홈에 광섬유를 부착시키는 방법이 제안되었으나,(한국등록특허 제339634호) 홈을 형성하는 경우 지중매설관에 손상을 발생시킬 수 있는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 지중매설관의 표면에 직접 광섬유를 부착하는 방식이 사용되기도 하였으나, 이러한 방식의 경우 광섬유가 손상되기 쉬운 문제점이 있었다.
한편, 광섬유를 직접 부착하지 않고 광섬유를 내부에 수용하는 케이스를 지중매설관의 하부에 배치하여 지중매설관을 모니터링하는 방법(한국공개특허 제10-2007-66755호)가 제시되기도 하였으나, 케이스를 지중매설관과 나란하게 매립하는 공정이 현실적으로 어려울 뿐만 아니라, 지중매설관과 상관없는 케이스 자체의 변형으로 인한 변형율이 측정됨으로 인해 지중매설관에는 전혀 손상이 없는데도 불구하고 케이스의 변형이 지중매설관의 변형으로 오인될 가능성도 있으며(false alarming), 케이스를 지중매설관의 하부에 설치하는 경우 지하수위가 증가하여 케이스만이 그 지하수위 아래에 놓이게 되는 경우 지하수위의 증가에 의한 온도의 변화를 지중매설관의 누수에 의한 온도의 변화로 잘못 인식하도록 할 가능성도 배제할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명이 해결하고제 하는 과제는 광섬유 손상의 발생이 거의 발생하지 않고 지중매설관에 부착할 수 있으며, 지중매설관에 발생한 누수나 변형을 비교적 정확하게 측정할 수 있는 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 과제 해결 수단으로서 본 발명은,
지중에 매설된 지중매설관의 표면에 상기 관의 길이방향을 따라 제1수지를 도포하고 건조하는 제1수지 도포단계;
상기 도포된 수지의 상부에 광섬유를 부착하는 광섬유 단계;
상기 수지의 상부에 부착된 광섬유의 상부에 제2수지를 도포하고 건조하는 제2수지 도포단계;
상기 제1수지 도포단계 및 상기 제2수지 도포단계에 의해 고정된 광섬유에 광을 조사하고 반사된 광을 분석함으써 상기 지중매설관의 온도와 변형율을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법을 제공한다.
상기 제1수지 도포단계 이전에,
상기 제1수지가 도포될 부분을 세척하는 세척단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 광섬유를 부착하기 이전에,
상기 광섬유의 상면을 수지로 코팅하는 광섬유 코팅단계를 더 구비하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 광섬유 코팅단계는,
상기 광섬유를 상기 수지에 함침함에 의해 이루어질 수도 있다.
본 발명에 의하면, 광섬유의 부착성능이 우수하고 부착과정에서 광섬유의 손실이 발생할 가능성이 거의 없으며, 비교적 정확하게 지중매설관의 누수나 변형을 측정할 수 있는 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법을 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 설명함으로써, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제공한다.
도 1은 지중매설관 표면의 일부를 세척하는 지중매설관 세척단계를 설명하기 위한 도면, 도 2는 제1수지 도포단계를 설명하기 위한 도면, 도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ의 단면도, 도 4는 광섬유를 함침시켜 포면을 코팅하는 것을 설명하기 위한 도면, 도 5는 코팅된 광섬유의 단면도, 도 6는 광섬유 부착단계를 설명하기 위한 도면, 도 7은 도 6에 표시된 Ⅶ-Ⅶ의 단면도, 도 8은 제2수지 도포단계를 설명하기 위한 도면, 도 9는 도 8에 표시된 Ⅸ-Ⅸ의 단면도이다.
본 실시예에 따른 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법은, 세척단계, 제1수지 도포단계, 광섬유 코팅단계, 광섬유 부착단계, 제2수지 도포단계, 측 정단계를 포함하여 이루어진다.
상기 세척단계는 도 1에 도시된 바와 같이 지중매설관(P) 외주면의 일부를 그 길이방향을 따라 세척하여 제1수지 도포단계를 용이하게 하기 위한 단계이다. 지중매설관 외주면의 상태에 따라 간단한 걸레질 등 수작업에 의할 수도 있고, 필요한 경우 고압수를 분사하여 세척을 할 수도 있는데, 고압수에 의한 세척이 보다 간단하고 세척효율도 높으므로 고압수에 의하는 것이 바람직하다.
상기 제1수지 도포단계는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 세척단계에 의해 세척된 부분에 제1수지(10)를 얇게 도포하는 것이다. 제1수지(10)는 일반적으로 사용되는 수지(resin)을 사용할 수 있는데, 제1수지(10)가 광섬유(20)의 아래에 도포됨에 의해 광섬유(20)가 지중매설관(P)에 부착될때 발생할 수 있는 손상의 가능성을 줄이는 역할을 하게 된다. 도 3은 제1수지(10)가 도포된 상태의 단면도이다. 도면상에는 제1수지(10)를 강조하기 위하여 지중매설관(P)의 두께에 비해 상대적으로 두껍게 도시되어 있으나, 실제로 1mm 내지 2mm정도의 두께로 도포하면 된다.
상기 광섬유 코팅단계는 광섬유(20)의 표면에 제1수지(10)와 동일한 수지(30)를 코팅하는 단계이다. 이때 광섬유 코팅은 도 4에 도시된 바와 같이 광섬유를 액체 상태의 수지가 있는 통에 함침시켜 행하게 된다. 도 5에는 광섬유(20)와 그 외주면에 코팅된 수지(30)를 설명하기 위한 코팅된 광섬유의 단면도가 도시되어 있다.
상기 광섬유 부착단계는 도 6에 도시된 바와 같이, 제1수지(10)의 상면에 코팅된 광섬유(20)를 부착하는 것이다. 코팅된 광섬유(20)의 부착은 일반적으로 사용 되는 접착제에 의할 수 있다. 도 7에는 코팅된 광섬유(20)가 부착된 상태의 단면도가 도시되어 있다. 도 7 역시 표시상의 편의를 위하여 지중매설관(P)과 제1수지(20), 광섬유(20), 수지(30)의 상대적인 크기에 따른 비례는 무시하였다.
상기 제2수지 도포단계는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1수지(10)의 상면에 광섬유(20)가 부착된 상태에서 광섬유(20)의 상부에 제2수지(40)를 도포하는 단계이다. 상기 제1수지(10)와 상기 제2수지(40)는 발명의 각 단계에서 설명상의 편의를 위한 구분이며 실질적으로는 동일한 수지를 사용할 수 있다. 도 9에는 도 8에 도시된 상태의 단면도가 도시되어 있다.
측정단계는 상기 광섬유(20)에 빛을 조사하고 반사된 광을 분석함으로써 상기 지중매설관(P)의 온도와 변형율을 측정하는 단계이다. 이러한 측정에 의해 지중매설관(P)의 누수를 탐지할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 지중매설관(P)이 폐기물을 이송하기 위한 배관인 경우 온도를 측정하여 지중매설관(P)의 내부에 유동되지 않고 막혀 있는 폐기물이 있는 위치를 알아낼 수도 있다. 이러한 메커니즘에 의해 지중매설관의 상황을 모니터링하게 되는 것이다.
이때 광섬유(20)를 이용하여 온도나 변형율을 측정하는 메커니즘에 대해서는 충분히 공지되었으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 제2수지(40)의 상부에 도시되지는 않았지만, 테잎 등을 발라서 제1수지(10), 광섬유(20), 제2수지(40)를 보호하기 위한 추가적인 수단으로 사용할 수도 있다.
이하에서는 이미 설명된 각 단계의 작용 및 효과에 대하여 설명하기로 한다.
세척단계에 의하여 지중매설관(P) 표면의 불순물이 제거됨으로 인해 제1수지(10)의 도포가 용이해진다.
제1수지(10)의 도포로 인하여 광섬유(20)를 직접 지중매설관(P)의 표면에 부착(또는 고정)한 후 시공과정이나 운송과정에서 생길 수 있는 광섬유(20)의 손상을 예방하는 효과가 있다.
광섬유(20)의 코팅 역시 광섬유(20)의 표면을 보호함으로써 광섬유(20)의 손상을 예방하는 작용 및 효과가 발생한다.
제2수지(40)의 도포는 광섬유(20)를 보다 잘 부착되게 하는 한편 최종적으로는 광섬유(20)의 보호층 역할도 하게 된다.
이때 제1수지(10)와 제2수지(40)는 모두 수지이므로 서로 접착되는 성능이 뛰어나 광섬유(20)의 고정에 유리한 장점도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 어긋나지 아니하는 범위 내에서 다양한 형태의 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법으로 구체화될 수 있다.
도 1은 지중매설관 표면의 일부를 세척하는 지중매설관 세척단계를 설명하기 위한 도면.
도 2는 제1수지 도포단계를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ의 단면도.
도 4는 광섬유를 함침시켜 포면을 코팅하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 5는 코팅된 광섬유의 단면도.
도 6는 광섬유 부착단계를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 6에 표시된 Ⅶ-Ⅶ의 단면도.
도 8은 제2수지 도포단계를 설명하기 위한 도면.
도 9는 도 8에 표시된 Ⅸ-Ⅸ의 단면도.
** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **
10 : 제1수지 20 : 광섬유
30 : 광섬유 코팅재 40 : 제2수지

Claims (4)

  1. 지중에 매설된 지중매설관의 표면에 상기 관의 길이방향을 따라 제1수지를 도포하고 건조하는 제1수지 도포단계;
    상기 도포된 수지의 상부에 광섬유를 부착하는 광섬유 부착단계;
    상기 수지의 상부에 부착된 광섬유의 상부에 제2수지를 도포하고 건조하는 제2수지 도포단계;
    상기 제1수지 도포단계 및 상기 제2수지 도포단계에 의해 고정된 광섬유에 광을 조사하고 반사된 광을 분석함으써 상기 지중매설관의 온도와 변형율을 측정하는 측정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1수지 도포단계 이전에,
    상기 제1수지가 도포될 부분을 세척하는 세척단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유를 부착하기 이전에,
    상기 광섬유의 상면을 수지로 코팅하는 광섬유 코팅단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광섬유 코팅단계는,
    상기 광섬유를 상기 수지에 함침하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 지중매설관의 모니터링 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108318152A (zh) * 2018-02-01 2018-07-24 广州硅能照明有限公司 一种测试cob光源胶面温度的测温箱
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