KR20140063380A - 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감시 대상체의 소음이 발생하는 부분을 소음 수준과 소음 분포를 이용하여 감지하는 시스템에 있어서, 누수 여부와 누수 위치 파악이 보다 정밀하고 수월하게 이루어질 수 있도록 하여 누수가 없는 지역에서의 탐사를 위한 시간과 인력의 낭비를 최소화하여 작업효율성을 극대화할 수 있는 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템 관한 것이다.
본 발명은 유체가 흐르는 대상체의 소리를 감지하는 감지센서부, 이 감지센서부에서 측정된 1차 음향데이터를 저장하는 제1저장부, 배터리를 절약하기 위한 모드별 조절이 가능한 wake up센서부, 감지센서부와 wake up센서부를 제어하는 제어부를 포함하는 누수감지장치; 상기 누수감지장치에서 전송된 1차 음향데이터를 수신하는 제1통신부, 상기 제1통신부의 1차 음향데이터를 분석하는 프로세서부, 상기 분석된 2차 음향데이터를 송출하는 제2통신부를 포함하는 변환기; 및 수신된 2차 음향데이터를 분석하는 연산부, 수신된 2차 음향데이터와 상기 연산부에서 분석된 3차 음향데이터를 저장하는 제2저장부를 포함하는 단말기;를 포함하여 이루어진다.

Description

소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템{LEAK SENSING SYSTEM}

본 발명은 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템에 관한 것으로,

보다 상세하게는 대상체의 소음이 발생하는 부분을 음향을 이용하여 감지하는 시스템에 있어서, 누수에 의한 소음을 측정하기 위하여 유체가 흐르는 대상체의 소리를 감지하는 누수감지장치, 감지한 1차 음향데이터를 제1통신부로 수신하고 제2통신에 의해 송출되는 변환기, 수신된 2차 음향데이터를 분석하고 누수지점을 표시하는 프로그램을 포함하는 단말기로 이루어져 있어,

사용자의 설정에 맞게 누수 시간과 작동여부를 조절할 수 있어 배터리 소모를 절약하여 장기간 누수 탐사가 가능하고, 누수 위치 파악이 보다 정밀하고 수월하게 이루어질 수 있도록 하여 누수가 없는 지역에서의 탐사를 위한 시간과 인력의 낭비를 최소화하여 누수 탐사작업의 효율성을 극대화할 수 있는 소음 수준 및 분포을 이용한 상시 누수진단 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 유체가 흐르는 대상체에서 누수가 발생하면 소음이 발생하고, 누수에 따라 발생되는 소음은 주변의 공사 등에 의해 발생되는 음파와는 달리 동일한 크기로 발생되며, 또한 누수가 멈추지 않는 이상 계속 발생되게 되는바, 그 음파는 지속적으로 감지된다.

이러한 일정한 소음이 발생하지만 상수도관의 균열로 인하여 누수가 발생되고, 그 균열의 각도와 크기에 따라 누수되는 소음의 크기, 소음의 폭이 다르게 나타난다.

예를 들어 큰 구멍이 난 균열에 의하여 “콸콸콸~~~”소리가 들리는 소음이 있는 반면, 상하도관 파이프가 창상을 입듯 베인 미세한 균열에 의하여 “피~~~~~”소리가 나며 얇은 소리가 들리는 소음이 있다.

이러한 소리는 평상시 유체의 흐름으로 발생하는 소음 수준과 소음 분포보다 그 소음 수준이 크고 소음 분포가 작아져 일정하게 유지된다는 공통점이 있는 바, 이러한 공통점과 평상시 유체의 흐름으로 인한 소음 수준 및 분포가 비교되어 누수여부와 누수지점의 파악이 가능하다.

상수관망(또는 하수관망)에서의 누수는 관, 연결 부속 설비의 재질 및 구조의 부적절함, 부식에 의한 강도 저하, 설계 오류, 교통 하중, 지반 이동, 접합 불량, 수압, 자연 재해 등 다양한 원인에 의해 발생하게 된다.

이러한 누수 현상은 수자원의 손실일 뿐만 아니라 누수에 의해 발생한 압력 손실로 인한 추가적인 가압 설비의 필요 및 누수가 발생한 관로 주변의 토질 약화 등을 초래하여 관망의 유지 관리를 어렵게 하고, 결과적으로 누수로 인한 심각한 경제적 손실을 야기한다.

이로 인하여 누수 현상에 대한 관망 관리를 경제적으로 유지하기 위해서는 반드시 효과적인 누수 방지 대책이 포함되어야 한다. 현재 누수율 저감을 위한 노력으로 야간 최소 유량 측정과 노후관 개량 사업을 수행하고 있다. 또 시간과 인력의 낭비를 줄이기 위하여 음향을 이용한 누수를 감지하고 진단하는 시스템을 도입하고 있다.

누수진단 시스템에 관한 종래기술로는

대한민국 특허등록 제10-1185368호 (등록일자 2012년09월18일)의 “누수음 발생 및 발생지점의 방향 체크가 가능한 누수탐지장치”에 관한 것으로, 다양한 누수탐지방법 중 음파을 이용하는 음향누수탐지법을 응용한 것으로 센서를 통해 감지되는 다양한 음파 중 누수탐지에 필요한 음파만을 스크린하는 필터부를 구비하고, 정확도를 높이기 위해 동일 감도의 다수개의 선세를 설치하여 정확한 누수음 발생 및 발생지점의 방향 체크가 가능한 누수탐지장치에 관한 것으로, 수도 배관 또는 배관이 설치된 지상으로부터 음향을 감지하는 센서부와, 상기 감지된 음향을 주파수로 변환하는 주파수변환부와, 상기 변환된 주파수를 분석하여 음향발생지점을 파악하는 처리부를 포함하고, 상기 센서부는 다수 개의 센서들로 이루어지고, 상기 누수감지장치는 각 센서들로부터 파악된 주파수 중 목적된 주파수 외의 주파수를 걸러내는 필터부를 더 포함하여, 상기 처리부에서는 필터부를 통과한 주파수를 분석하여 누수발생위치를 파악하는 것을 기술적 특징으로 한다.

그러나 상기 등록특허는 음향발생지점을 파악하는 방향을 분석하고, 삼각측량에 의한 통상적인 방법이 부수되어, 정확한 파악을 위해서는 인위적으로 사람이 삼각측량을 하도록 이동하여야 하고, 누수지점의 정확한 파악을 위해서는 많은 시간과 이동이 필요하다는 문제점을 가지고 있다.

또 특허등록 제10-1062361호 (등록일자 2011년8월30일)의 “상수도 누수 감지장치 및 이를 구비하는 상수도 누수 감지시스템”에 관한 것으로, 상수도 관에 설치되어 상수도관을 통해 전달되는 물의 소리를 감지하는 소리 감지센서와, 소리 감지센서에서 감지된 정보를 전송하는 통신부와, 소리 감지센서에서 감지된 정보를 분석하여 해당 상수도관의 누수 여부를 확인하고, 확인결과를 통신부를 통해 원격으로 전송하도록 하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 상수도 누수 감지장치 및 이를 구비하는 상수도 누수 감시시스템에 관한 것이다.

그러나 상기 등록특허는 단위구역별로 설치되어 상수도 누수지점파악의 한계성을 가지고 있다. 즉, 최종적으로 각 공급처로 수돗물을 공급하는 상수도관에서 발생하는 누수만을 감지하도록 되어 있다. 이로 인하여 최초로 배출되는 정수장부터 최종적으로 공급되는 공급처까지 전체 상수도관의 관리는 부족한 문제점이 있다.

또 특허공개 제10-2009-0025045호(공개일자 2009년03월10일)의 “2음전환비교 정밀 누수탐지방법 및 시스템”에 관한 것으로, 2개 청음센서의 감지음을 순간 전환의비교(판독)에 의해서 누수음을 쉽게 찾고 또 정밀한 누수탐지가 달성되는 기술 로서, 종래의 청음식 누수탐지기 에서는 환경의 소음이 심할 때 누수음의식별 및 누수탐지가 불가능 한 것 이며, 그와 같은 악조건의 환경 중에도 2개 청음센서 감지음전환비교식별방법과 시스템에 의하면 누수탐지의 목적달성이 용이한 특징이 있다.

그러나 상기 공개특허는 누수“탐지기사”가 청음하는 종래의 방식에서 벗어나지 못하여 탐지할 수 있는 범위가 상당히 좁다. 누수탐사에서 누수음이 크다고 생각되어도 그곳이 누수지점이라는 확증이 없으므로 주위의 다른 누수지점을 확인판단하는 추가적인 작업이 필요하므로 상당한 시간이 소요되고, 새벽시간대에 주로 탐사하는 인력비용이 높다. 이로 인하여 유지 및 관리비용이 높아지는 문제점이 있다.

또 특허등록 제10-0947246호(등록일자 2010년03월05일)의 “상수도 누수 감지시스템 및 상수도 누수 감지방법”에 관한 것으로, 설정된 일정 구역별로 상수도를 공급하기 위한 상수도관으로부터 최종 사용처로 분기된 다수의 지선마다 설치되어, 다수의 지선 각각에서의 누수를 감지하며, 감지된 정보를 무선으로 전송하는 누수 감지센서와; 구역별로 설치되어 해당 구역에 설치된 누수 감지센서들로부터 전송되는 감지정보를 집계하고, 집계된 정보를 전송하는 게이트웨이와; 게이트웨이에서 전송되는 정보를 수신하고, 수신된 정보를 확인하여 각 구역별 위치별 누수 감지여부 및 누수감지위치를 확인하고, 확인 결과에 따라서 후속 조치를 취하도록 종합 관리하는 관리서버; 및 관리서버에서 처리 및 확인된 누수 감지정보를 지도정보와 함께 표시하는 상황 표시 모니터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그러나 상기 등록특허는 설정된 일부 구역별로 설치되어 상수도 누수지점파악의 한계성을 가지고 있다. 즉, 최종적으로 각 공급처로 수돗물을 공급하는 상수도관에서 발생하는 누수만을 감지하도록 되어 있다. 이로 인하여 최초로 배출되는 정수장부터 최종적으로 공급되는 공급처까지 전체 상수도관의 관리는 부족한 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기 언급된 종래기술의 한계를 보완하기 위한 것으로,

음파를 이용한 음향누수탐지법을 기본적으로 이용하되, 단말기 또는 변환기는 누수감지장치의 wake up센서부에 신호를 송출하여 누수감지장치의 작동모드와 수집하는 소리의 시간주기를 선택적으로 제어할 수 있는 조절부를 더 포함하고 있어, 배터리의 효율적인 관리와 사용자가 원하는 시간대에 작동할 수 있어 한번 배치된 누수감지장치가 장기간 탐사하고, 사용자가 원하는 시간대에 탐사할 수 있어, 설치비용이 저렴하고 유지보수가 작아 투자비용 대비 관리 효율성을 획기적으로 높일 수 있는 것을 목적으로 제공하고 있다.

또 상기 조절부는 휴면모드, 누수 탐지 모드, 무선 대기 모드, 반 휴면 모드 중 어느 하나의 모드로 선택할 수 있어 외부 소음이 적은 새벽시간대에 누수 탐지 모드를 실행하고, 수집된 음향데이터를 주간에 관리자가 수집할 수 있도록 무선 대기 모드로 실행하고, 배터리의 낭비를 줄이고 장시간 사용이 가능하도록 휴면 모드 또는 반 휴면 모드를 이용하여 보다 효과적으로 누수 소음을 수집하고 정확한 누수 지점을 식별할 수 있도록 제공하는 것을 목적으로 한다.

아울러 상기 누수 탐지 모드는 상기 감지센서부가 소리를 수집하는 횟수는 1회당 n분을 넘어가지 않는 소주기로 소음을 감지하고, 그 소주기를 1일 m회가량 감지하는 대주기로 소음을 감지하고, 상기 대주기의 m회가 k개를 넘지 않도록 측정하여 사용자가 원하는 장소 및 시간대를 선별하여 적은 횟수로 측정할 수 있고, 또한 더 많은 횟수로 측정할 수 있도록 하여 누수여부와 누수위치의 정확성을 높여주고, 최적의 시간대에 누수지점의 소음을 측정하여 작업 효율성까지 높일 수 있는 것을 목적으로 제공하고 있다.

또 상기 감지센서부 또는 단말기는 각 단위 측정 시 측정된 음의 크기(LEVEL) 및 음의 폭(SPREAD)의 최대값과 최소값을 제외하고 저장하여 불규칙적으로 발생하는 외부의 소음은 그 음의 폭의 범위가 높게 형성되는 바, 불필요한 최대값과 최소값의 데이터 수집을 줄여 신속하게 누수 소음을 파악할 수 있어 효과적이고 신속한 대응을 수행할 수 있도록 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

유체가 흐르는 대상체의 소리를 감지하는 감지센서부,

상기 감지센서부에서 측정된 1차 음향데이터를 저장하는 제1저장부,

배터리를 절약하기 위한 모드별 조절이 가능한 wake up센서부,

상기 감지센서부와 wake up센서부를 제어하는 제어부를 포함하는 누수감지장치를 포함하여 이루어진다.

상기 누수감지장치에서 전송된 1차 음향데이터를 수신하는 제1통신부,

상기 제1통신부의 1차 음향데이터를 분석하는 프로세서부,

상기 분석된 2차 음향데이터를 송출하는 제2통신부를 포함하는 변환기를 구성하고,

상기 제2통신부에서 송신된 2차 음향데이터를 분석하는 연산부,

수신된 2차 음향데이터와 상기 연산부에서 분석된 3차 음향데이터를 저장하는 제2저장부를 포함하는 단말기;

를 포함하여 이루어지되,

상기 단말기 또는 변환기는 상기 wake up센서부에 신호를 송출하여 상기 누수감지장치의 작동모드와 수집하는 소리의 시간주기를 선택적으로 제어할 수 있는 조절부를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

또 상기 조절부는 휴면모드, 누수 탐지 모드, 무선 대기 모드, 반 휴면모드 중 어느 하나의 모드로 선택할 수 있고,

상기 조절부는 상기 감지센서부가 소리를 수집하는 횟수를 1회당 n분을 넘어가지 않는 소주기로 소음을 감지하고, 상기 소주기를 1일당 m회 감지하는 대주기로 소음을 감지하고, 상기 대주기의 m회가 k개를 넘지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

또 상기 감지센서부 또는 단말기는 각 단위 측정 시 측정된 음의 크기(LEVEL) 및 음의 폭(SPREAD)의 최대값과 최소값을 제외하고 저장되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 음의 연속성을 이용한 누수진단 시스템은 유체가 흐르는 대상체의 소리를 감지하는 감지센서부, 상기 감지센서부에서 측정된 1차 음향데이터를 저장하는 제1저장부, 배터리를 절약하기 위한 모드별 조절이 가능한 wake up센서부, 감지센서부와 wake up센서부를 제어하는 제어부를 포함하는 누수감지장치와 상기 누수감지장치에서 전송된 1차 음향데이터를 수신하는 제1통신부, 상기 제1통신부의 1차 음향데이터를 분석하는 프로세서부, 상기 분석된 2차 음향데이터를 송출하는 제2통신부를 포함하는 변환기와, 수신된 2차 음향데이터를 분석하는 연산부, 수신된 2차 음향데이터와 상기 연산부에서 분석된 3차 음향데이터를 저장하는 제2저장부를 포함하는 단말기를 포함하여 이루어지되, 상기 단말기 또는 변환기는 상기 wake up센서부에 신호를 송출하여 상기 누수감지장치의 작동모드와 수집하는 소리의 시간주기를 선택적으로 제어할 수 있는 조절부를 더 포함하고 있어 보다 적절한 시기에 관리자의 설정에 맞게 누수여부판단 시간과 누수지역의 위치 파악을 종래 사용하던 청음봉의 사용과 하수구를 육안으로 검사할 필요성 없이 시간과 인력낭비를 최소화 할 수 있으며, 또한 넓은 지역에 설치된 누수감지장치를 이용하여 감시 대상 지역의 크기, 구조 등과 관계없이 적은 관리자가 넓은 지역의 누수 여부를 감지할 수 있어 누수탐사작업의 효율성을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템의 개략적인 개념도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템의 실시예.
도 3은 본 발명에 따른 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템의 기초로 한 누수 탐지 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템 중 누수감지장치와 변환기, 단말기의 실사진과 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템 중 누수감지장치의 각 모드별 개념도.
도 6은 본 발명에 따른 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템 중 단말기로 누수 탐지 결과를 나타낸 개념도.
도 7의 [A]는 본 발명에 따른 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템 중 누수감지장치 하단의 정면 분해도.
도 7의 [B]는 본 발명에 따른 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템 중 누수감지장치 하단의 평면 분해도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명의 실시예에서는 상수도관의 누수 여부를 판단하는 방법에 대해 개시하나, 상수도관이 아닌 일반 수도관 또는 기타 유체가 흐르는 관에도 본 발명이 적용될 수 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

또 상수도관에서의 유체의 흐름은 일정한 소음이 발생하고, 누수가 발생된 지점 또한 유체의 흐름은 지속되어 소음의 변화가 일어나지만 또한 일정하게 소음이 발생되는 유체흐름의 특성을 적용할 수 있다.

일반적으로 상수도관에서의 소음발생은 일반 유체의 흐름량에 따라 상수도관 내부의 소음이 달리 나타나는바, 상수도관은 서로 끊기는 부분이 없이 연결되어 있어 근접한 곳의 소음크기는 일부 다르지만 비슷하고 일정한 소음을 내는 특징이 있다. 이러한 소음을 이용하여 종래의 청음법을 이용한 누수탐지에서도 정확한 누수지점을 파악하기 위하여 주변 지점을 탐지하게 된다.

이러한 일정한 소음이 발생하지만 상수도관의 미세한 균열로 인하여 누수가 발생되지만 그 균열의 각도에 따라 누수되는 소음의 크기, 소음의 폭이 다르게 나타난다.

예를 들어 큰 구멍이 난 균열에 의하여 “콸콸콸~~~”소리가 들리는 소음이 있는 반면, 상하도관 파이프가 창상을 입듯 베인 균열에 의하여 “피~~~~~”소리가 나며 얇은 소리가 들리는 소음이 있다.

이러한 소리는 평상시 유체의 흐름으로 발생하는 소음 수준 및 분포보다 그 소음 수준이 크고 소음 분포가 작아져 일정하게 유지된다는 공통점이 있는 바, 이러한 공통점과 평상시 유체의 흐름으로 인한 소음 수준 및 분포가 비교되어 누수여부와 누수지점의 파악이 가능하다.

도 1을 참조하면, 누수감지장치(10), 변환기(20), 단말기(30), 서버, 관리 시스템을 기반으로 한 네트워크를 사용하여 상수도관의 누수 여부를 탐지할 수 있다.

누수감지장치(10)는 사용자의 설정에 따라 설정된 시간에 따라 수도관망의 누수 소음 측정, 누수 상태 판단, 측정 데이터 저장 등을 수행할 수 있다. 누수감지장치(10)에서 측정된 누수 상태 판단 정보 및 누수감지장치(10)의 위치 정보 등은 변환기(20)로 전송될 수 있다. 예를 들어, 누수감지장치(10)는 1일 1회 내지 3회를 거쳐 설정된 시간에 누수 상태를 측정하고 저장할 수 있다.

누수감지장치(10)는 배터리를 절약하기 위해 아래와 같은 4 가지의 동작 모드로 단말기(30)에 구비된 조절부(38)에 의하여 운영될 수 있다.

도 5의 (1)을 참고하면, 누수감지장치(10)가 공장 출하 시 또는 누수감지장치(10)을 이동하여 설치 시 및 철거 후 보관 시 배터리의 소비 전류를 최소화하기 위한 상태이다. 누수감지장치(10)는 휴면 모드에서는 무선 통신을 수행하지 않으며, 누수 여부 탐지도 수행하지 않음으로서 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.

또한 도 5의 (2)를 참고하면, 누수 탐지 모드에서 누수감지장치(10)는 설정된 누수 여부 탐지 시간에 맞추어 상수관망의 누수 여부를 측정하며, 측정된 데이터를 저장할 수 있다. 누수감지장치(10)는 상수도관에서 발생되는 소리를 기초로 누수 여부를 측정하고 상기 측정된 데이터를 변환기(20)나 단말기(30)에 송신할 수 있다.

누수감지장치(10)가 측정한 소음을 변환기(20)를 통해 전송된 단말기(30)는 각 단위 측정 시 측정된 최대값과 최소값을 제외하고, LEVEL(소음 크기) 및 SPREAD(빈도)를 그래프화 할 수 있다. 측정된 결과를 기초로 예를 들어, 만약 소음 레벨이 지속적으로 높은 경우 또는 소음 레벨이 낮으나 지속적인 경우는 누수로 판단하고, 소음 레벨의 편차가 심한 경우에는 해당 소음을 외부 소음 간섭으로 판단하여 비누수로 판단할 수 있다. 이러한 누수 여부 판단 방법은 하나의 예시로서 다른 판단 방법을 사용할 수도 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

누수 탐지를 수행하여 생성된 데이터는 생성된 순서대로 저장될 수 있고 저장된 누수 여부 탐지 결과 중 가장 오래된 누수 여부 탐지 결과 순서로 차례로 삭제될 수 있다. 누수 여부 탐지 결과는 감지센서부(11)가 측정한 데이터 정보로서 누수가 발생하였는지 여부에 대한 정보, 소리 정보(소음 크기에 대한 정보인 소음 수준 정보 및 발생된 소음 크기의 분포 정보 등) 등이 될 수 있다.

누수감지장치(10)에서 저장된 누수 여부 탐지 결과를 관리하는 방법으로, 예를 들어, 이전에 변환기(20)로 전송된 이후의 누수 여부 탐지 결과만을 전송하도록 미리 설정될 수 있다. 또 누수감지장치(10)에서는 단말기(30)에서 누수감지장치(10)에 저장된 누수 여부 탐지 결과 중 특정한 시점에 측정한 누수 여부 탐지 결과만을 요청하는 경우, 저장된 누수 여부 탐지 결과 중 일부만을 전송할 수도 있다.

또한 특정 시점에 변환기(20)에 누수 여부 탐지 결과 정보를 전송한 경우, 이후에 변환기(20)에 누수 여부 탐지 결과를 전송 시는 이전에 전송된 누수 여부 탐지 결과를 제외한 이후의 누수 여부 탐지 결과만을 변환기(20)에 전송하거나 특정일에 측정되어 저장된 누수 탐지 결과만을 단말기(30)에 송신할 수 있다.

아울러 누수 탐지 모드에서는 정밀 탐지 기능이 수행될 수 있는데, 이러한 기능이 시행될 경우 일반적인 누수 여부를 탐지할 때 보다 탐지 주기가 늘어날 수 있다. 또한 정밀 탐사 모드에서는 좀 더 정확한 누수 여부 탐지 결과를 분석을 수행하기 위한 프로세서의 동작 알고리즘이 변화하여 동작하거나 또는 좀 더 정밀한 소음 측정을 위한 센서의 동작이 추가적으로 수행될 수 있다.

아울러 도 5의 (3)을 참고하면, 누수감지장치(10)은 무선 대기 모드일 경우 변환기(20)로 측정된 누수 여부 탐지 결과를 전송할 수 있다. 예를 들어, 무선 대기 모드는 일정한 시간으로 미리 설정될 수 있고 변환기(20)에서는 복수개의 누수감지장치(10)로부터 전송된 누수음 탐지 결과를 해당 시간에 수신할 수 있다. 단말기(30)의 조절부(38)는 wake up 신호를 누수감지장치(10)에 송신하여 누수감지장치(10)가 무선 대기 모드로 전환하도록 할 수도 있다.

즉, 무선 대기 모드에서는 누수감지장치(10)에서 주도적으로 접속 요청 프레임을 송신하여 변환기(20)와 결합을 수행한 후 누수 여부 탐지 결과를 변환기(20)에 전송할 수도 있다. 또 다른 방법으로 변환기(20)에서 주기적으로 전송되는 프레임에 반응하여 변환기(20)로 접속을 요청 후 누수 여부 탐지 결과를 송신할 수 있다.

실시간으로 누수 탐지 결과 여부에 대한 누수 여부 탐지 결과를 전송 시 누수 탐지 모드에서 바로 실시간으로 측정된 결과를 전송할 수도 있다. 이러한 경우, 누수감지장치(10)는 무선 대기 모드를 따로 수행하지 않을 수도 있다.

또한 도 5의 (4)를 참고하면, 반 휴면 모드는 무선 통신 대기를 수행하지 않고 누수음 탐색만을 수행하는 모드로서 측정된 누수 여부 탐지 결과를 측정만하고 제1저장부(12)에 저장한 후 변환기(20) 또는 단말기(30)로 누수 탐지 결과를 전송하는 과정은 수행하지 않는다.

또한 누수감지장치(10)에 이상이 발생한 경우, 이상 동작이 발생하였는지 여부에 대한 정보를 변환기(20) 또는 단말기(30)로 전송하여 이상이 발생하였음을 알릴 수 있다.

누수감지장치(10)의 구현 방법에 대해서는 이하, 본 발명의 실시예에서 추가적으로 기술한다.

상기 변환기(20)는 누수감지장치(10)로부터 전송되는 누수 여부 탐지 결과를 단말기(30)로 다시 전송하기 위한 목적으로 사용될 수 있다. 즉, 변환기(20)는 누수감지장치(10)에서 누수 여부 탐지 결과를 송수신하는 데에 사용되는 주파수 대역과 단말기(30)에서 데이터를 송수신하는 데에 사용되는 주파수 대역이 서로 다른 경우, 두 장치(누수감지장치(10), 단말기(30)) 사이에서 데이터를 송신 및 수신하기 위해 사용할 수 있다.

누수감지장치(10)는 지하에 위치한 상수관(또는 하수관) 망에 설치된다. 누수감지장치(10)가 지하에 매설될 경우, 지하 환경에서 주파수 특성이 우수한 일부 대역(예를 들어, 173MHz(데이터 전송용 특정 소출력 무선기기의 주파수 대역)와 같은 대역을 사용하여 데이터 통신을 수행할 수 있다.

상기 조절부(28)는 상기 감지센서부가 소리를 수집하는 횟수를 1회당 n분을 넘어가지 않는 소주기로 소음을 감지하고, 상기 소주기를 1일당 m회 감지하는 대주기로 소음을 감지하고, 상기 대주기의 m회가 k개를 넘지 않도록 할 수 있다.

상기 소주기는 1회당 5분내외가 바람직하고, 상기 대주기는 1일당 3회에서 10회까지 감지하고, 소주기의 1회가 최대 128회가 제1저장부에 저장되는 것이 더 바람직하다. 또 대주기는 13개를 넘지 않는 것이 바람직하다.

따라서, 변환기(20)와 같은 모듈이 누수감지장치(10)와 단말기(30)사이에서의 무선 신호의 대역폭을 변환하여 데이터 송신 및 수신을 릴레이 하는 역할을 수행할 수 있다.

예를 들어, 변환기(20)는 블루투스 같은 데이터 전송 방법을 사용하여 누수감지장치(10)로부터 전송된 누수 여부 탐지 결과를 단말기(30)로 전송할 수 있다.

변환기(20)의 구현 예에 대해서는 이하, 본 발명의 실시예에서 추가적으로 상술한다.

상기 단말기(30)는 변환기(20)로부터 누수감지장치(10)의 누수 탐지 결과를 수신하고 해당 정보를 기초로 누수 여부를 판단하거나, 특정 누수감지장치(10)로 누수 탐지를 수행하도록 명령을 수행할 수 있다. 단말기(30)는 스마트폰과 같은 모바일 장치일 수 있다.

예를 들어, 단말기(30)에서는 특정 소프트웨어(또는 어플리케이션)를 이용하여 누수감지장치(10)가 보내온 누수 여부 탐지 결과를 분석하여 어떠한 지역에서 누수가 발생하였는지에 대한 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 누수 여부 탐지 결과에는 누수감지장치(10)의 위치 정보, 누수 여부에 대한 판단 정보, 측정 데이터 정보 등이 포함될 수 있는데 이러한 정보를 단말기(30)의 디스플레이에 표시할 수 있다. 관리자는 이를 기초로 현재 누수가 발생한 상수도망이 어디인지에 대한 정보를 판단할 수 있다.

또 단말기(30)에서는 자신이 측정할 수 있는 위치에 존재하는 누수감지장치(10)의 위치에 대한 정보를 제공받고 특정한 위치에 존재하는 누수감지장치(10)로 누수 탐지를 수행할 것을 명령할 수 있다. 또한 단말기(30)에서는 특정한 시간에 누수 탐지 여부를 측정하여 저장할 것을 예약하거나 누수감지장치(10)의 누수 탐지 측정 시간을 새롭게 설정하는 등의 누수감지장치(10)를 제어하는 명령을 전송할 수 있다.

또한 단말기(30)에서는 누수감지장치(10)로부터 일부의 측정 시점에서 수행된 누수 여부 탐지 결과를 전송할 것을 요청하거나, 일정 시점 이후에 측정된 누수 여부 탐지 결과를 전송할 것을 요청하는 등의 다양한 제어 동작을 수행할 수 있다.

단말기(30)로 전송된 누수감지장치(10)로부터의 누수 여부 탐지 결과는 데이터 베이스 서버로 전송될 수 있다. 데이터 베이스 서버는 센싱된 결과를 기록하고 이에 기초하여 단말기(30)로 누수 여부 재진단 수행 여부, 누수 여부 정밀 진단 여부 등과 같은 추가적인 누수 탐지를 수행하도록 할 수 있다. 또한 데이터 베이스 서버에는 기존에 누수감지장치(10)로부터 탐지된 결과가 누적되어 기존의 탐지 결과 데이터와 새로 수신된 탐지 결과 데이터를 비교하여 누수가 발생하였는지 이상 신호가 감지되었는지에 대한 정보를 종합적으로 판단할 수 있다.

이러한 데이터 베이스 서버에서 판단된 정보는 유량 관리부 또는 시설관리부와 같은 상수도관 관리부에 전달되어 종합적인 누수 여부 진단 및 상수도만 관리를 수행하도록 할 수 있다. 즉, 누수감지장치(10)를 사용함으로서 누수가 발생하였는지 여부에 대한 정보를 얻어 누수 여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라 상수도관에 대한 전체적인 관리가 수행될 수 있다.

*도 2를 참조하면, 실시예로 누수감지장치(10)는 상수도관에 배치되어 누수지역의 소음을 파악하여 정보를 보내면 관리자는 변환기(20)와 단말기(30)를 휴대하며 측정할 수 있고, 또한 도 2의 실시예의 사진과 같이 적은 인원으로 넓은 지역을 혼자서 관리할 수 있어 관리효율성을 극대화 할 수 있고, 그 사용과 휴대가 간편하여 누수여부와 누수지점 판단의 신속함을 제공한다.

전술한 바와 같이 누수감지장치(10)에서 직접적으로 누수 여부를 탐지할 수도 있는데, 누수감지장치(10)에서 측정된 소음 레벨 또는 소음 분포와 같은 측정값을 기초로 누수가 있다(leak), 누수가 없다(no leak)이라는 신호를 바로 전송할 수도 있다. 또는 누수 여부 및 소음 자료에 대한 데이터를 생성하여 그래프화한 후 직접적으로 변환기(20)로 전송할 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 만약, 누수감지장치(10)와 단말기(30) 사이에서 직접적으로 데이터 송신 및 수신이 가능한 경우, 변환기(20)는 사용되지 않을 수 있다.

예를 들어, IEEE 802.11 ah 기반의 1GHz 이하의 WLAN(wireless local area network)을 이용할 수도 있다. IEEE.802.11 ah 기반의 WLAN의 경우 커버리지가 1km 정도이기 때문에 반경 1km 이내의 복수개의 누수감지장치(10)과 하나의 AP(access point)를 기반으로 통신을 수행할 수 있다. AP로 누수감지장치(10)에서 탐지된 결과가 송신될 수 있고 탐지된 결과는 바로 데이터 서버로 전송되거나 관리자의 단말기(30)로 전송될 수 있다.

이러한 방법을 사용할 경우, 도 2와 같이 단말기(30)와 변환기(20)가 이동하면서 누수감지장치(10)에서 측정된 결과를 수집할 필요가 없이 AP로 수집된 누수 탐지 결과가 데이터 서버로 전송되고 데이터 서버에서는 누수 여부를 판단하여 관리자의 단말기(30)로 누수가 발생하였는지에 대한 정보를 전송할 수도 있다.

도 3을 참조하면, 누수감지장치(10)에서 누수 여부를 탐지한다(단계 S600)

누수감지장치(10)는 탐지 방법으로 일반 탐지와 정밀 탐지를 수행할 수 있고, 설정에 따라 누수 여부에 따른 탐지를 수행한다. 누수감지장치(10)는 소리를 기반으로 누수 여부를 측정하기 때문에 주변 소음에 대한 정보 및 소음의 분포에 대한 정보 등을 측정하여 현재 누수가 되는지 여부에 대해 판단할 수 있다.

누수감지장치(10) 자체의 제어부(14)에서 누수 여부에 대한 판단을 수행할 수도 있지만, 누수감지장치(10)에서 판단을 수행하지 않고 측정된 결과만을 전송하여 단말기(30)에서 누수 여부를 판단하는 것도 가능할 수 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

누수감지장치(10)의 누수 여부 탐지 결과를 변환기(20)로 송신한다(단계 S610).

누수 여부 탐지 결과는 특정 주파수 대역의 RF 무선 신호를 사용하여 무선 변환기로 송신될 수 있다. 누수감지장치(10)는 지하에 매설되는 장치로서 지하에서 무선 특성이 좋은 주파수 대역을 사용하여 변환기(20)로 측정된 결과를 송신할 수 있다.

측정된 결과는 실시간으로 전송될 수도 있지만, 누수감지장치(10)의 메모리에 저장된 결과를 변환기(20)가 특정한 범위에 있을 때 송신하는 것도 가능하다.

누수감지장치(10)는 데이터를 전송하기 위해 특정 시간에 무선 대기 모드(무선 데이터를 전송할 수 있는 동작 상태)를 유지할 수 있고, 해당 시간에 측정 결과를 단말기(30)로 송신할 수 있다. 전술한 바와 같이 누수감지장치(10)는 무선 대기 모드 또는 누수 탐지 모드가 아닐 경우, 반 휴면 모드, 휴면 모드로 동작하여 전력 소모를 줄일 수 있다.

누수감지장치(10)에서 변환기(20)로 송신된 누수감지장치(10)의 탐지 결과를 단말기(30)로 송신한다(단계 S620).

변환기(20)에서 수신된 누수감지장치(10)의 탐지 결과는 블루투스 통신을 사용하여 단말기(30)로 전송될 수 있다. 블루투스는 하나의 예시로서 다른 통신 방법을 사용할 수도 있다.

단말기(30)는 변환기(20)에서 송신한 누수감지장치(10)의 탐지 결과를 디스플레이 상에 가시적으로 출력할 수 있다. 관리자는 단말기에 표시된 지도상의 누수감지장치(10)의 위치와 해당 위치에서 누수 탐지 결과를 3차원 그래프를 사용하여 시각적으로 전달받을 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 누수감지장치(10), 변환기(20), 단말기(30)를 나타낸 개념도이다.

도 4를 참조하면, 누수감지장치(10)는 감지센서부(11), 제1저장부(12), wake-up 센서부(13), 제어부(14), 송신부(15), 상태 표지 LED부(16), 전원부(17)가 포함될 수 있다. 또 상기 제어부(14)에는 처리부(14a)와 판독부(14b)가 구성되어 질 수 있다.

이러한 누수감지장치(10)의 구성부들은 하나의 예시로서 누수감지장치(10)의 센서로의 역할을 수행하는데에 본질적인 구성부가 아닌 경우, 누수감지장치(10)에 포함되지 않을 수 있다. 또한, 위의 구성부는 임의의 구분으로 일부의 구성부가 합쳐지거나 하나의 구성부가 복수의 구성부로 나뉠 수도 있다. 각각의 구성부에 대한 설명은 아래와 같다.

상기 제어부(14)는 1차 음향데이터(편의상 누수감지장치(10)의 감지센서부에서 측정된 소리, 즉 음향데이터나 제어부에서 처리된 음향데이터를 혼돈 방지 등의 편의를 위하여 '1차' 음향데이터로 칭한다)의 소음 수준(level) 및 분포(spread)로 분리하는 처리부(14a)로 구성되어 있고, 상기 처리부(14a)에서 1차 처리하여 소음 수준과 분포를 각각 제1 또는 제2 저장부의 기준값과 비교하여 누수 여부를 진단하는 판독부(145b)가 더 포함되어 있어

아울러 상기 기준값은 소음크기와 분포의 차의 기준최대값 및 기준최소값 사이의 기준레인지로 나타낼 수 있다.

또 상기 처리부(14a)는 1차 처리된 제1음향정보를 아울러 상기 기준값은 소음 수준과 분포의 차로 연산하여 2차 음향정보를 얻고, 상기 판독부(14b)는 2차 처리된 제2음향정보가 기준레인지 내에 있는지를 판단할 수 있도록 하여 1차와 2차 음향정보를 종합하여 얻어진 '최종' 1차 음향데이터에 기초하여 그래프화 할 수 있어 정확한 누수여부와 누수지점을 파악할 수 있다. (도 6의 [D]참조)

또한 상기 누수감지장치(10)의 제어부(14)는 감지센서부(11)회 측정주기에 복수의 m회 측정을 수행하도록 하고, 측정주기는 복수의 n회 반복하여 보다 정밀한 분석이 필요할 때와 누수지점 여부를 파악할 시간이 아닌 때를 조절할 수 있다. 또한 상기 누수감지장치(10)의 조절된 측정주기 수행으로 인하여 배터리의 기간을 연장할 수 있고, 외부의 소음이 많은 주간이나 초저녁에는 측정횟수를 조절함으로써 평상시 상수도관의 유동량을 알 수 있다.

아울러 상기 판독부(14b)는 일부 또는 모든 제2음향정보가 기준레인지의 기준비율 내에 속하는지 판단할 수 있다.

상기 제2음향정보의 ‘일부’가 기준레인지에 기준비율 내에 속한다는 것은 특히 누수 여부 판독의 오류를 줄이기 위하여 1차 음향데이터(또는 제1음향정보나 제2음향정보)의 최대값(또는 일정치 이상(또는 초과)의 상위값들) 및 최소값(또는 일정치 이하(또는 미만)의 하위값들)을 제외하는 것을 의미하며,

최대값 및 최소값을 배제한 경우에는 [(n×m)-2]회의 제2음향정보에 대하여 판독되어 소음정보에 의한 데이타 오차를 줄여 누수지점 위치에 대한 판단이 최대한 정확할 수 있도록 유도하여 준다.

상기 판독부(14b)는 [n×m] 또는 [(n×m)-2]회의 제2음향정보가 기준레인지의 기준비율 내에 속하는지 판단할 수 있다.

상기 기준비율을 50~100%, 바람직하기로 60~100%, 보다 바람직하기로 70~100%, 보다 더 바람직하기로 80~100%, 가장 바람직하기로는 90~100%인 것이 좋다.

제1저장부(310)는 감지센서부(11)로부터 감지된 누수 탐지 결과를 저장할 수 있다. 감지센서부(11)에서 측정된 소리 정보, 즉 1차 음향데이터 또는 제어부(14)에서 판단한 누수 여부 정보 등을 저장할 수 있다.

또 상기 전원부(17)는 감지센서부(11)가 동작할 수 있도록 예를 들어, 리튬 배터리와 같은 1차 배터리로 구현될 수 있다.

송신부(15)는 감지센서부(11)로부터 측정된 결과를 변환기(20), 단말기(30) 또는 서버에 전송할 수 있다. 송신부(15)는 예를 들어, 무선 주파수로 173.7MHz를 사용하고 무선 출력으로 10mW 이하를 사용할 수 있다.

상태 표지 LED(325)는 감지센서부(11)의 동작 상태를 나타낼 때 사용할 수 있다.

Wake up 센서부(13)는 감지센서부(11)를 동작시키기 위한 센서로서 단말기의 조절부(38)에 의해서 누수감지장치(10)가 활성화될 수 있다.

누수감지장치(10)의 상부에는 리프팅 훅 고정링(40)이 설치되어 누수감지장치(10)를 수도망에 설치 및 제거를 하기 위한 고리 연결 단자로 사용할 수 있다.

누수감지장치(10)의 하부는 장착수단(60)이 구성될 수 있다.(도 7 참조)

상기 변환기(20)는 누수감지장치(10)과는 RF 무선통신을 수행하여 데이터를 송신 및 수신하고 단말기(30)와는 블루투스 무선 통신을 수행하여 데이터를 송신 및 수신할 수 있다.

예를 들어, 단말기(30)로부터 블루투스 무선통신을 이용한 특정한 명령을 수신하면 이를 RF 무선 통신을 이용하여 누수감지장치(10)로 전달할 수 있다. 또한 누수감지장치(10)이 RF 무선통신으로 전달하는 측정데이터 또는 각종 명령의 처리결과를 수신하여, 수신한 데이터를 블루투스 무선통신을 이용하여 단말기(30)로 전달할 수 있다.

상기 변환기(20)는 프로세서부(22), 제1통신부(21), 제2통신부(23), 전원부(430), 상태 표시 LED부(25), 전원 및 리셋 스위치(27), 충전용 port(24)를 포함할 수 있다.

이러한 변환기(20)의 구성부들은 하나의 예시로서 변환기(20)가 RF 신호를 변환하는 역할을 수행하는데에 본질적인 구성부가 아닌 경우, 변환기(20)에 포함되지 않을 수 있다. 또한, 위의 구성부는 임의의 구분으로 일부의 구성부가 합쳐지거나 하나의 구성부가 복수의 구성부로 나뉠 수 도 있다. 각각의 구성부에 대한 설명은 아래와 같다.

프로세서부(22)는 누수감지장치(10)과 변환기(20) 사이에서의 통신 및 변환기(20)와 단말기(30) 사이의 통신을 제어하기 위해 구현될 수 있다.

제1통신부(21)는 누수감지장치(10)로 1차 음향데이터를 송신하기 위한 RF 신호를 생성하고, 누수감지장치(10)로부터 전송된 RF 신호를 수신하기 위해 구현될 수 있다.

제2통신부(23)는 단말기(30)로 프로세서부에서 제1통신부의 1차 음향데이터를 분석하여 얻어진 2차 음향데이터('2차' 음향데이터는 누수감지장치(10)의 1차 음향데이터나 단말기(30)에서 처리된 3차 음향데어터와의 구분을 위한 지칭에 해당한다)를 송신하기 위한 블루투스 신호를 생성하고, 단말기(30)로부터 전송된 블루투스 신호를 수신하기 위해 구현될 수 있다.

전원부(26)는 예를 들어, USB를 사용하여 충전이 가능한 2차 배터리를 사용하거나 1차 배터리를 사용하여 구현될 수 있다.

상태 표시LED 부(25)는 변환기(20)가 어떠한 동작 상태에 있는지(예를 들어, on/off)를 나타내기 위해 구현될 수 있다.

전원 및 리셋 스위치(27)는 변환기(20)의 전원을 on/off하거나 reset을 하기 위해 구현될 수 있다.

충전용 port(24)는 변환기(20)가 2차 배터리를 사용할 경우, 배터리를 충전하기 위해 구현될 수 있다.

도 6의 [A]와 [B]는 단말기(30) 사용 방법의 실시예로서 단말기(30)에서 누수 탐지를 시작하는 시각과 탐사 모드, 자료의 삭제를 할 수 있도록 관리할 수 있고, 설정시간을 정하여 휴대폰과 같은 단말기의 시간과 동기화할 수 있도록 하여 실시간 감지와 측정을 모두 이룰 수 있도록 사용자 인터페이스 위주로 편집이 가능한 것이 바람직하다.

또 도 4 [C]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 수신부(34), 이 수신부를 통하여 단말기(30)는 변환기(20)의 제2통신부(23)에서 수신된 2차 음향데이터를 분석하는 연산부(31), 수신된 2차 음향데이터와 상기 연산부에서 분석된 3차 음향데이터를 저장하는 제2저장부(32)를 포함하며, 또 상기 단말기 또는 변환기는 상기 wake up센서부에 신호를 송출하여 상기 누수감지장치의 작동모드와 수집하는 소리의 시간주기를 선택적으로 제어할 수 있는 조절부(38)를 더 포함하고 있어 보다 적절한 시기에 관리자의 설정에 맞게 누수여부판단 시간과 누수지역의 위치 파악을 종래 사용하던 청음봉의 사용과 하수구를 육안으로 검사할 필요성 없이 시간과 인력낭비를 최소화 할 수 있다. 상기 연산부(31)는 누수감지장치(10)의 제어부와 유사한 처리부(14a) 및 판독부(14b)를 구비하고 있다. 나아가 단말기(30)는 누수감지장치(10)을 제어하기 위해 누수감지장치(10)의 탐지 방법에 대한 설정, 누수감지장치(10)의 측정 모드에 대한 설정을 수행하도록 동작설정부(36)를 구비하고, 3차 음향데이터에 기초한 누수 여부 탐지 결과는 데이터 베이스 서버로 전송하는 전달부(39)를 더 포함하며, 3차 음향데이터 등의 각종 데이터는 단말기(30) 자체의 DB(35)(데이터베이스)에 저장된다. 아울러 단말기(30)는 누수감지장치(10)에 저장된 누수 여부 탐지 결과 중 특정한 시점에 측정한 누수 여부 탐지 결과만을 요청하기 위한 요청부(37)도 구비할 수 있고, 나아가 단말기의 디스플레이에 각종 처리결과 등을 보이기 위한 Viewer부(33)를 더 포함한다.

도 6의 [C]와[D]는 본 발명의 실시예에 따른 단말기(30)를 이용한 누수 여부 탐지 결과를 나타낸 개념도이다.

상기 단말기(30)에는 누수 탐지를 위한 소프트웨어가 설치되어 누수감지장치(10)로부터 감지된 결과를 기초로 누수 여부를 탐지하고, 누수감지장치(10)이 특정한 동작을 수행하도록 명령할 수 있다. 도 6은 하나의 실시예로서 다른 소프트웨어적인 구현도 가능하고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

도 6을 참조하면, 누수감지장치(10)의 누수 여부 탐지 결과는 단말기(30)에서 도 6(D)과 같이 표시될 수 있다. 지도 상의 표시된 점(500 내지 530)은 누수감지장치가 설치된 위치를 나타낸다. 누수감지장치(500 내지 530)의 옆에 표시된 숫자 (A)B/C의 의미는 A는 누수감지장치(10)의 위치, B는 누수감지장치(10)의 소음 수준, C는 누수감지장치(10)의 소음 분포가 될 수 있다.

특정한 누수탐지장치(10)에 대한 결과가 누수 탐지 결과(540)와 날짜 정보(550)로 표시될 수 있다. 이러한 표시들을 이용하여 특정한 시점에서 측정된 누수탐지장치(10)의 누수 탐지 결과(540)에 대한 정보를 얻을 수 있다.

날짜 정보(550)는 현재를 기준으로 한 날짜 별로 구분하기 위해 사용되고 세로 바의 숫자는 현재를 기준으로 몇 일전인지에 대한 정보를 나타낸다.

도 6(D)은 이러한 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 그래프 상의 점을 터치하면 그래프 상단에 해당 누수 탐지에 대한 소음 수준과 분포 및 탐지 시각이 나타난다. 각 탐지결과에 대한 상세 그래프가 3차원 그래프로 나타나게 된다. 소음 수준이 크다는 말은 큰 소리가 난다는 것을 의미하고 분포가 크다는 말은 큰 소리가 났다가 작은 소리도 난다는 의미이다. 소음 수준이 높다는 것은 누수일 확률이 높다.

만약 누수가 존재한다면 일정한 크기의 소음이 발생하지 소리의 크기가 크게 변하지 않을 것이다. 즉 소리 크기의 분포가 크다는 것은 누수라기보다 생활 소음일 가능성이 크다는 것을 의미한다. 이러한 소음 판단 방법을 사용하여 소음 수준과 분포의 차가 16 이상인 경우를 누수로 판정할 수 있다. 이러한 누수 판단 방법은 하나의 예시로서 다른 판단 방법을 사용하여 누수 여부를 판단할 수도 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.

상기 단말기(30)에서 누수감지장치(10)을 제어하기 위해 누수감지장치(10)의 탐지 방법에 대한 설정, 누수감지장치(10)의 측정 모드에 대한 설정을 수행할 수 있다.

예를 들어, 누수감지장치(10)의 탐지 방법에 대한 설정으로 일반 탐지와 정밀 탐지와 같이 누수감지장치(10)이 탐지하는 방법을 서로 다르게 설정하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 일반 탐지는 누수감지장치(10)이 1시간에 1회씩 누수 여부를 측정하는 것이라면, 정밀 탐지를 수행할 경우 누수감지장치(10)이 1시간에 10 회이상의 누수 여부를 측정하도록 하여 누수 여부를 판단하기 위해 보다 많은 통계치를 얻도록 할 수 있다.

또한, 누수감지장치(10)의 측정 모드를 설정함으로서 누수감지장치(10)에 기록된 누수 탐지 여부 측정값 중 어떠한 값을 수신할지에 대해 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말기(30)에서 측정 모드를 설정하여 최근의 누수 탐지 결과만을 수신하거나, 이전 측정 결과 이후의 모든 데이터 결과를 수신하거나, 특정 시점의 데이터 결과만을 수신하는 등의 측정값 중 특정된 데이터를 수신할 수 있다.

도 7[A]를 참조하면, 도 도 7[A]는 누수감지장치(10)의 상부에 리프트(50)를 이용하여 손쉽게 상하수도관의 밸브 혹은 맨홀 내부에 장착되어 있는 돌기나 자성에 유도될 수 있는 강철 혹은 마그네슘으로 이루어진 파이프 외부의 이음새와 결착될 수 있도록 고정홈(63)이 구비되어 질 수 있는 것이 바람직하다.

또 상기 누수감지장치(10) 하단에 장착수단(60)이 구비되어 있어 상기 장착돌기와 같은 철제구조물의 이음새부분이나 연결부위에 안전하고 쉬운 장착을 유도하고 견고한 결합을 유지하기 위하여 복수개의 자성체(62)가 삽입되어 있을 수 있다.

상기 장착수단(60)은 하나의 상부 수직 및 적어도 2개의 측면 자성로드부를 포함하여 최소 3개의 자성로드부(61)가 고정홈(63)외면에 구비되어 있는바, 측면 자성로드부(61)는 자성체(62)가 삽입되어 하단면으로 경사져 있도록 구성되어 있다. 각 자성로드부(61) 중 상부 수직 자성로드부의 하단과 측면 자성로드부의 상단은 자성체(62)가 이탈되지 않도록 통로가 좁게 형성되어 있다.

아울러 상기 고정홈(63)의 외주면은 장착돌기의 외주면보다 둘레가 크게 이루어져 있어 고정홈(63)에 장착돌기가 가까워져 자성체(62)에 의하여 결합되면 적어도 2개 이상의 자성로드부(61)의 상단과 결합되도록 구성되는 것이 바람직하다.

또 상기 자성체(62)는 자성로드부(61)에 안착되어 있어 평상시 수직상황에서는 중력에 의하여 자성로드부(61) 하단에 있고, 장착돌기가 가까워져 삽입되면 자성체(62)는 자성로드부(61) 상단으로 이동하여 장착돌기와 결합할 수 있어 사용자가 상기 누수감지장치(10)을 장착돌기에 쉽게 안착시킬 수 있도록 유도할 수 있어 사용편리성을 획기적으로 높일 수 있다.

또한 상기 자성체(62)는 하수의 흐름이 강하거나 수중 압력에 의하여 쓸려 내려가지 않도록 네오디뮴 자석으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

S: 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템
10: 누수감지장치 11: 감지센서부
12: 제1저장부 13: wake-up 센서부
14: 제어부 14a: 처리부
14b: 판독부 15: 송신부
16: LED부 17: 전원부
20: 변환기 21: 제1통신부
22: 프로세서부 23: 제2통신부
24: 충전용포트 25: 상태표시LED부
26: 전원부 27: 리셋스위치 및 전원
30: 단말기 31: 연산부
32: 제2저장부 33: viewer부
34: 수신부 35: DB
36: 동작설정부 37: 요청부
38: 조절부 39: 전달부
40: 고정링 50: 리프트
60: 장착수단 61: 자성로드부
62: 자성체 63: 고정홈
500~530: 누수감지장치 표시 540: 누수탐지결과
550: 날짜정보 S600~S620: 누수탐지 단계

Claims (2)

1. 유체가 흐르는 대상체의 소리를 감지하는 감지센서부,
   상기 감지센서부에서 측정된 1차 음향데이터를 저장하는 제1저장부,
   배터리를 절약하기 위한 모드별 조절이 가능한 wake up센서부,
   상기 제1저장부의 저장된 1차 음향데이터를 전송하는 송신부,
   상기 감지부, 제1저장부, wake up센서부 및 송신부를 제어하는 제어부를 포함하는 누수감지장치;
   
   상기 누수감지장치에서 전송된 1차 음향데이터를 수신하는 제1통신부,
   상기 제1통신부의 1차 음향데이터를 분석하는 프로세서부,
   상기 분석된 2차 음향데이터를 송출하는 제2통신부를 포함하는 변환기; 및
   
   상기 제2통신부에서 송신된 2차 음향데이터를 분석하는 연산부,
   수신된 2차 음향데이터와 상기 연산부에서 분석된 3차 음향데이터를 저장하는 제2저장부를 포함하는 단말기;
   를 포함하여 이루어지되,
   
   상기 단말기는 상기 wake up센서부에 신호를 송출하여 상기 누수감지장치의 작동모드와 수집하는 소리의 시간주기를 선택적으로 제어하는 조절부를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 조절부(38)는
   상기 누수감지장치(10)가 무선 통신을 수행하지 않는 휴면 모드,
   설정된 누수 여부 탐지 시간에 맞추어 상수관망의 누수 여부를 측정하는 누수 탐지 모드,
   누수감지장치(10)에서 변환기로 접속 요청 프레임을 송신하고 누수 여부 탐지 결과를 상기 변환기로 전송하는 무선 대기 모드,
   무선 통신 대기를 수행하지 않고 누수음 탐색만을 수행하는 반 휴면 모드 중 어느 하나의 모드로 동작되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 소음 수준 및 분포를 이용한 상시 누수진단 시스템.
   

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