KR20100047642A

KR20100047642A - 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템

Info

Publication number: KR20100047642A
Application number: KR1020080106620A
Authority: KR
Inventors: 이용규; 이승희
Original assignee: 주식회사 세코지오
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2010-05-10
Also published as: KR101026123B1

Abstract

댐이나 제방 및 사면과 같은 구조물의 상태 파악을 위한 데이터의 자동측정과 동시에 분석하여 그 결과를 실시간으로 알림으로써, 누수 등으로 인한 재해를 예방하는 것이 가능하도록, 댐 또는 제방과 같은 구조물 내에 복수로 배치되어 실시간으로 상기 구조물의 상태에 따른 전기신호를 일으켜 인가하는 전극소자와, 각각의 상기 전극소자와 전선으로 연결되어 인가되는 상기 전기신호의 형태를 전기비저항신호로 변환하는 인버터와, 상기 인버터에 연결되고 설정환경에 따라 변환된 상기 전기비저항신호를 인계하도록 제어하는 스위치분배모듈과, 지피에스수신부를 구비하여 동기시간을 연속적으로 수신하며 상기 스위치분배모듈로부터 인계되는 상기 전기비저항신호를 자동측정하고 데이터로 변환하여 저장하는 자동측정모듈과, 상기 자동측정모듈의 저장된 데이터를 유·무선방식으로 전송하는 송신모듈과, 충전을 위한 전원컨버터가 구비된 전지 형태의 전원공급수단을 포함하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템을 제공한다.

전기비저항, 자동, 모니터링, 누수탐지, 제방, 사면, 재해예방

Description

전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템{Real Time Automated Monitoring System of Electric Resistance Type}

본 발명은 실시간 자동 모니터링시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기비저항을 이용하여 구조물의 상태를 파악하기 위한 데이터의 자동측정은 물론, 분석결과를 실시간으로 전송하도록 함으로써, 댐이나 사면 및 제방과 같은 구조물 내부의 누수 등으로 인한 재해를 방지할 수 있도록 하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템에 관한 것이다.

우리나라의 경우, 산지가 많은 지형적 특성과 연평균 강우량이 하절기에 집중되는 기후적 특성으로 인해 사면붕괴와 같은 재해에 따른 인명 및 재산의 손실이 많은 편이다.

이에 따라, 건설기술연구원이나 도로공사의 도로연구원과 같은 곳에서는 사면을 안정적으로 유지시키기 위한 일종의 관리기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 예를 들면, 국내 공개특허공보 제3487호(2004.01.13 공개) 및 등록특허공보 제571124호(2006.04.07 등록)에서 개시하고 있는 원격 재해 감시 시스템과 같은 것을 들 수 있다.

종래 원격 재해 감시 시스템의 경우, 재해의 발생을 조기에 발견하여 신속하게 대처할 수 있도록 하기 위한 것으로, 통상적으로 재해의 발생 가능성이 높은 지역에 소정의 카메라 또는 센서장치를 설치하고, 이로부터 전송되는 영상이나 소정의 신호를 받아서 해석한 다음 관계자에게 재해의 발생 여부를 통보하도록 이루어진다.

즉, 종래 원격 재해 감시 시스템은 재해예방을 위한 데이터의 측정과, 측정된 데이터를 기반으로 이루어지는 해석이 각각 별도로 구현되는 형태를 채택하고 있으므로 인해 데이터의 측정과 해석에 걸리는 전반적인 시간이 길어질 수밖에 없는 문제점을 안고 있다.

이와 같은 문제점은 댐이나 사면과 같은 구조물의 안전보장을 위한 대응을 지연시키는 결과를 초래하게 되므로 궁극적으로는 재해에 대한 적극적인 예방활동에 장애를 일으키는 문제점과 직결된다.

또, 사면과 같은 구조물의 경우, 재해상황으로 이어지는 변화가 매일 조금씩 서서히 일어나는 것이 일반적이므로 감시 모니터링을 매일마다 실시하여 그 변화 추이를 분석하는 것이 매우 중요하다.

그러나, 종래 원격 재해 감시 시스템은 그 작동이 외부로부터 전원이 인가되는 형태이므로 재해예방을 위한 에너지의 낭비를 초래하는 등 경제적 손실을 감수해야만 하는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 종래의 원격 재해 감시 시스템은 사전에 설치된 감지센서 등으로부터 측정되는 데이터만을 재해에 대한 예측자료로 활용할 수밖에 없는 한계로 인해 계측의 정확성을 높일 수 없는 등의 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 조감하여 이루어진 것으로, 전기비저항을 이용하여 댐이나 제방과 같은 구조물의 상태 파악을 위한 데이터를 자동으로 측정함과 동시에 분석하여 그 결과를 실시간으로 전송함으로써, 누수 등으로 인한 재해를 예방할 수 있도록 하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 재해예방을 위한 작동이 외부로부터 인가되는 전원 외에 자체 내의 발전모듈을 구비하여 단전시에도 모니터링을 위한 작동을 지속할 수 있는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템을 제공하기 위한 것이다.

나아가, 본 발명은 댐이나 제방과 같은 구조물 속에 배치되는 전극소자 이외에도 간극수압계나 경사계, EC·수온계, 지진계 및 자력계 등과의 연결을 통해 측정자료의 범위를 넓힘으로써, 재해예방을 위한 계측의 정확성을 높일 수 있는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 제안하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템는 댐 또는 제방과 같은 구조물 내에 복수로 배치되어 실시간으로 상기 구조물의 상태에 따른 전기신호를 일으켜 인가하는 전극소자와, 각각의 상기 전극소자와 전선으로 연결되어 인가되는 상기 전기신호의 형태를 전기비저항신호로 변환하는 인버터와, 상기 인버터에 연결되고 설정환경에 따라 변환된 상기 전기비저항신호를 인계하도록 제어하 는 스위치분배모듈과, 지피에스수신부를 구비하여 동기시간을 연속적으로 수신하며 상기 스위치분배모듈로부터 인계되는 상기 전기비저항신호를 자동측정하고, 데이터로 변환 및 저장하는 자동측정모듈과, 상기 자동측정모듈에서 해석된 데이터를 유·무선방식으로 전송하는 송신모듈과, 충전을 위한 전원컨버터가 구비된 전지 형태로 이루어지는 전원공급수단을 포함하여 이루어진다.

상기 자동측정모듈은 데이터 변환을 위한 에이디컨버터와, 변환된 데이터의 해석을 위한 스테킹리솔루션 및 소프트웨어를 포함하는 형태로 실시된다.

또, 상기 소프트웨어는 현장 가단면, 이론 가단면, 역산 단면 및 변화량 단면에 대해 표시할 수 있도록 이루어진다.

상기 인버터는 간극수압계나 경사계, EC·수온계, 지진계, 자력계의 연결을 위한 외부확장포터를 더 포함하는 형태로도 실시가능하다.

상기 송신모듈은 씨디엠에이(CDMA)모뎀을 더 구비하여 이동통신망을 통해서도 데이터 전송이 가능하도록 한다.

상기 전원공급수단은 태양광발전모듈을 포함하여 외부전원과의 연결여부에 관계없이 전지의 충전이 가능하도록 실시한다.

상기 인버터와 스위치분배모듈, 자동측정모듈, 송신모듈 및 전원공급수단은 방수기능을 갖춘 컴팩트한 하드케이스 내에 설치되고, 상기 하드케이스는 보호회로가 구비되어 낙뢰나 온도 및 습도, 누수로 인한 고장을 방지할 수 있도록 한다.

본 발명에 따른 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템에 의하면, 댐이나 제방과 같은 구조물의 상태 파악을 위한 데이터의 자동측정과 동시에 분석함으로써, 누수 등에 따른 댐 또는 제방의 붕괴와 같은 재해를 효과적으로 예방하게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템에 의하면, 재해예방을 위한 작동이 외부로부터 인가되는 전원 외에 자체 내에 구비된 태양발전모듈에 의해 이루어지므로 재해예방을 위한 데이터의 계측을 반영구적으로 지속할 수 있음은 물론, 에너지와 같은 자원의 낭비를 방지하는 등 경제적인 파급효과가 크다.

또한, 본 발명에 따른 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템에 의하면, 댐이나 제방과 같은 구조물 속에 배치되는 전극소자 이외 사전에 구비된 간극수압계나 경사계, EC·수온계, 지진계 및 자력계 등과의 연결을 통해 계측자료의 범위를 넓힘으로써, 재해예방을 위한 계측의 정확성을 높이는 동시에 오보로 인한 불필요한 혼란을 방지하는 등의 효과가 도모된다.

다음으로 본 발명에 따른 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템의 바람직한 실시예에 대한 기술구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템는 도 1 내지 2에서 나타내는 바와 같이, 전극소자(10)와, 인버터(20), 스위치분배모듈(30), 자동측정모듈(40), 송신모듈(50) 및 전원공급수단(60)을 포함하여 이루어진다.

상기 인버터(20)와 스위치분배모듈(30), 자동측정모듈(40), 송신모듈(50) 및 전원공급수단(60)은 방수기능을 갖춘 컴팩트한 하드케이스(70) 내에 설치되어 온도 및 습도, 누수로 인한 고장을 방지할 수 있도록 한다. 또, 상기 하드케이스(70)는 낙뢰 등에 따른 피해를 방지하기 위한 보호회로(71)를 구비하는 형태가 좋다.

상기 전극소자(10)는 댐 또는 제방과 같은 구조물(1) 내에 복수로 배치된다. 상기 전극소자(10)는 상기 구조물(1) 내에서 유발되는 누수 등으로 인한 구조물(1)의 상태 변화에 따라 소정의 전기비저항신호를 일으켜 인가하도록 하기 위한 것으로, 스테인레스 원형봉 형태 또는 비분극전극으로 이루어진다.

상기 인버터(20)는 각각의 상기 전극소자(10)로부터 전선(11)으로 연결 구성된다. 상기 전선(11)으로부터 인가되는 상기 전기비저항신호의 형태를 변환하여 인계하는 역할을 구현하기 위한 것이다.

여기서, 상기 전선(11)은 방수플라스틱재로 형성되는 배관케이스(12) 속에 설치되어 신호전달시 외적 환경 즉, 전선(11) 주변의 배여져 있는 물기 등에 의한 오차를 방지할 수 있도록 하는 것이 좋다.

상기 인버터(20)는 전극소자(10)로부터 인가되는 상기 전기비저항신호 외에 간극수압계(2)나 경사계(3), EC·수온계(4), 지진계(5) 및 자력계(6)와 같은 다양한 계측 신호를 인계할 수 있도록 하는 외부확장포터(21)가 더 구비된 형태로도 실시가능하다.

이와 같은, 외부확장포터(21)는 상기 구조물(1)의 상태 파악을 위한 신호의 계측 범위를 넓힐 뿐만 아니라, 다양한 데이터의 해석을 가능하게 함으로써, 궁극적으로는 재해예방을 위한 계측의 정확성을 높이는 기술적 특징을 발휘하게 된다.

상기 스위치분배모듈(30)은 상기 인버터(20)에 연결되고 설정환경에 따라 변환된 상기 전기비저항신호의 인계를 제어할 수 있도록 구성된다. 즉, 상기 인버터(20)에 의해 변환되는 각종 신호는 상기 스위치분배모듈(30)에 의해 상기 자동측정모듈(40)로 인계되고, 상기 스위치분배모듈(30)은 해당 소프트웨어에 의한 계측을 위한 제어를 실행하게 된다.

상기 자동측정모듈(40)은 지피에스수신부(41)를 구비하여 동기시간을 연속적으로 수신하며 상기 스위치분배모듈(30)로부터 인계되는 상기 전기비저항신호를 원하는 시간에 맞춰 자동으로 측정하도록 하여 상기 구조물(1)의 상태를 해석가능함은 물론, 데이터로 변환하여 저장할 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 자동측정모듈(40)은 데이터 변환을 위한 에이디컨버터(42)와, 변환된 데이터의 해석을 위한 스테킹리솔루션(43) 및 소프트웨어(44)를 포함한다.

상기 에이디컨버터(42)의 경우 24bit 정도의 용량으로 데이터를 처리할 수 있도록 하고, 상기 스테킹솔루션(43)은 32bit의 처리용량으로 디씨(DC), 에스피(SP) 또는 아이피(IP) 등 다양하게 실시할 수 있다.

상기 소프트웨어(44)는 DIPRO 및 RES2DINV 등 다양한 형태의 기술을 적용할 수 있으나, 현장 가단면, 이론 가단면, 역산 단면 및 변화량 단면에 대해 표시할 수 있도록 구성된다.

여기서, 현장 가단면은 현장에서 측정한 데이터를 기반으로 표시한 단면에 해당하고, 이론 가단면은 이론적인 자료로부터 표시하는 단면이며, 연산 단면은 실제 지하단면의 비저항값을 나타내는 단면을 표시하는 것이고, 변화량 단면이라 함 은 이전 단면과의 비교를 통해 변화의 정도를 나타내는 단면을 말한다.

이와 같은, 본 발명의 자동측정모듈(40)은 댐이나 제방과 같은 구조물(1)의 상태 파악을 위한 데이터의 자동측정과 분석이 동시에 병행되므로 실시간 모니터링의 시간을 단축하는 것은 물론, 관제소에서 상기 구조물(1)의 변화 추이를 일목요연하게 파악할 수 있으므로 누수 등으로 인한 댐 또는 제방의 붕괴와 같은 재해를 효과적으로 예방하는 기술적 특징이 발휘된다.

또, 상기 자동측정모듈(40)은 필요에 따라 사용자가 측정된 데이터를 백업 받을 수 있도록 하기 위한 저장메모리(45)를 포함하는 형태로도 실시가능하다. 상기 저장메모리(45)는 소정의 용량으로 이루어지는 플래쉬 메모리가 좋다.

상기 송신모듈(50)은 상기 자동측정모듈(40)에서 해석되는 데이터를 유·무선방식을 통해 전송할 수 있도록 구성된다. 예를 들면, 블루투스방식의 근거리 통신망을 이용하여 데이터를 송신하는 형태, 또는 전화선을 이용하는 유선통신망을 이용하는 형태 등을 들 수 있다.

나아가, 상기 송신모듈(50)은 씨디엠에이(CDMA)모뎀(51)을 구비하여 이동통신망을 이용하여 데이터를 전송할 수 있도록 하는 형태로도 실시할 수 있다.

상기 전원공급수단(60)은 충전을 위한 전원컨버터(62)가 구비된 소정 용량의 전지(61) 형태로 이루어져 장기간의 모니터링에 필요한 전원의 공급에 장애가 없도록 한다.

특히, 상기 전원공급수단(60)은 태양광발전모듈(63)을 구비하여 연계가능하게 구성함으로써, 외부전원과의 연결 여부에 관계없이 상기 전지(61)를 충전할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 태양광발전모듈(63)로부터 연계되는 소정의 전지(61) 형태로 이루어지는 상기 전원공급수단(60)은 본 발명의 설치 장소에 대한 구비조건 즉, 전원공급을 위한 전기시설이 갖춰진 곳에서만 설치가능하다는 기존의 제약을 해소하는 기술적 특징을 발휘한다.

뿐만 아니라, 본 발명의 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템은 전반적으로 각 시스템의 모듈을 국산화함으로써, 설비에 대한 유지보수비용을 줄이는 것은 물론, 부품의 수급을 원활하게 함으로써, 고장에 대해 신속히 대처할 수 있는 동시에 손실비용을 최소화 하는 등의 기술적인 효과를 거두게 된다.

상기에서는 본 발명에 따른 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템의 바람직한 실시예를 들어 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 당업자가 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있는 것 또한 본 발명의 범위에 해당된다.

도 1은 본 발명에 따른 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템의 개괄적인 실시예를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템의 개략적인 실시예를 나타내는 블록도이다.

Claims

댐 또는 제방과 같은 구조물 내에 복수로 배치되어 실시간으로 상기 구조물의 상태에 따른 전기신호를 일으켜 인가하는 전극소자와;

각각의 상기 전극소자와 전선으로 연결되어 인가되는 상기 전기신호의 형태를 전기비저항신호로 변환하는 인버터와;

상기 인버터에 연결되고 설정환경에 따라 변환된 상기 전기비저항신호의 인계하도록 제어하는 스위치분배모듈과;

지피에스수신부를 구비하여 동기시간을 연속적으로 수신하며 상기 스위치분배모듈로부터 인계되는 상기 전기비저항신호를 자동으로 측정하여 상기 구조물의 상태를 해석하고 데이터로 변환하여 저장하는 자동측정모듈과;

상기 자동측정모듈에서 해석된 데이터를 유·무선방식으로 전송하는 송신모듈과;

충전을 위한 전원컨버터가 구비된 전지 형태로 이루어지는 전원공급수단을 포함하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전극소자는 스테인레스 원형봉 또는 비분극전극으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 인버터는 간극수압계나 경사계, EC·수온계, 지진계, 자력계의 연결을 위한 외부확장포터를 더 포함하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 자동측정모듈은 데이터 변환을 위한 에이디컨버터와, 변환된 데이터의 해석을 위한 스테킹리솔루션 및 소프트웨어를 포함하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.
청구항 4에 있어서,

상기 소프트웨어는 현장 가단면, 이론 가단면, 역산 단면 및 변화량 단면에 대해 표시할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 자동측정모듈은 측정된 데이터의 백업을 위한 저장메모리를 포함하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 송신모듈은 씨디엠에이(CDMA)모뎀을 더 구비하여 이동통신망을 통해서 도 데이터 전송이 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 전원공급수단은 태양광발전모듈을 포함하여 외부전원과의 연결여부에 관계없이 전지의 충전이 가능하게 이루어지는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.
청구항 1에 있어서,

상기 인버터와 스위치분배모듈, 자동측정모듈, 송신모듈 및 전원공급수단은 방수기능을 갖춘 컴팩트한 하드케이스 내에 설치되고, 상기 하드케이스는 보호회로가 구비되어 낙뢰나 온도 및 습도, 누수로 인한 고장을 방지할 수 있도록 이루어지는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전극소자와 인버터 간의 연결을 위한 전선은 방수플라스틱재로 형성되는 배관케이스 속에 설치되어 신호전달시 외적 환경에 의한 오차를 방지할 수 있는 전기비저항형 실시간 자동 모니터링시스템.