KR20190052513A - 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템 - Google Patents

실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템 Download PDF

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주식회사 케이엠티엘
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Abstract

본 발명은 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비는 하수관로 내의 구조물을 촬영하는 카메라; 상기 하수관로 내의 가스를 탐지하여 생성한 신호를 디지털화하는 가스탐지 모듈; 상기 하수관로 내의 구조물에 광을 조사하는 조명 모듈; 상기 카메라에서 촬영된 상기 구조물의 표면 영상으로부터 균열 정보를 획득하여 상기 균열 정보를 포함하는 구조적 결함을 검출하며, 상기 디지털 값을 퍼센티지 농도 값으로 변환하는 통합 분석 모듈; 상기 구조적 결함의 위치 정보를 실시간으로 획득하는 위치정보 획득 모듈; 및 상기 하수관로의 구조적 결함의 위치 정보를 표시하며, 상기 통합 분석 모듈의 제어에 의해 상기 퍼센티지 농도 값을 포함하는 모니터링 정보를 표시하는 디스플레이;를 포함한다.

Description

실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템{REAL TIME GAS DETECTION PROVIDING STRUCTURE VISUAL INSPECTION DEVICE AND SYSTEM FOR CONDITION ASSESSMENT OF SEWER PIPE AND SEWER CULVERT}
본 발명의 실시예는 교량, 터널, 상하수도, 건물 등 토목 및 건축 구조물의 상태평가를 위한 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 흄관, 합성수지로 된 염화비닐관, 도관과 같이, 지하에 매설된 하수관들은 관 자체의 노후화, 지하지반의 침하 또는 지상으로부터의 토압의 변동에 의해 균열, 파손 또는 접속부의 분리와 같은 결함이 발생하게 된다. 따라서, 이와 같은 결함부분을 통해 하수관 내부의 오폐수가 외부로 유출되어 토양을 오염시키게 되며, 하수관 배면에 형성된 동공으로 인한 지반침하 및 도로함몰 등 많은 문제를 발생시키게 된다.
관경 1,000mm 미만의 하수관로의 상태조사를 위해서는 카메라를 탑재한 주행장치를 이용하여 결함부위의 촬영이 이루어지는 CCTV조사방법을 이용하고 있으며, 관경 1,000mm 이상의 인력의 진입이 가능한 대구경 하수관로 및 하수암거에 대해서는 육안조사방법을 이용하고 있다.
그러나, 종래 기술에 따르면 하수관 바닥의 슬러지 퇴적, 나무뿔리 침임, 타관 침입 또는 통과 등 CCTV를 장착한 조사로봇의 하수관내 주행불가 관로구간 상존하였으며, 종래의 중소구경용 CCTV조사장비를 관경 800mm 이상 대구경 하수관로 조사에 사용하는 경우 관경 중앙에 촬영부를 위치시킬 수 없어 조사영상의 품질이 낮아짐에 따라 균열 등 하수관로의 결함 판독에 어려움이 있다. 또한, 종래에는 대구경 하수관로에서 충분한 조도를 가지는 최적화된 장비별 조명확보가 어렵고 조사속도가 느리며, 조사품질이 조사원의 경험에 의존 인위적인 실수가 발생하여, 조사결과 분석의 전문성 및 객관성이 결여되었으며, 조사 보고서 데이터의 작성, 저장 및 활용 측면의 개선도 필요한 실정이다.
본 발명의 육안조사 기술의 대상이 되는 하수관로 및 하수암거는 '산업안전보건기준에 관한 규칙'에서 하수도 맨홀 내부의 밀폐공간으로 규정하고 있으며, 산소 부족 및 유해가스로 인한 질식사고가 빈번히 발생됨에 따라 이를 미연에 방지하여 조사자 및 작업자의 안전을 확보할 필요가 있다. 따라서, 하수관로 및 하수암거 출입전 휴대형 가스탐지장비를 이용하여 산소 및 유해가스 농도측정을 실시하도록 하고 있다.
본 발명에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비는 무선통신을 기반으로 결함부위 정밀검출, 조사위치정보 획득, 조사자 안전을 위한 유해가스 모니터링, 조사결과 분석, 저장 및 보고서 생성 등의 하수관로(암거) 조사업무의 지원기능을 통합하여, 하수관로 내의 구조적 결함 검사의 조사품질 및 조사업무의 효율성 향상을 제공하고자 하는 것으로, 본 발명은 전술한 육안조사 장비에 탑재되는 것으로, 하수도 맨홀 내 질식사고를 방지하기 위한 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템에 관한 것이다.
하수관로 및 하수암거는 '산업안전보건기준에 관한 규칙'에서 하수도 맨홀 내부의 밀폐공간으로 규정하고 있으며, 산소 부족 및 유해가스로 인한 질식사고가 빈번히 발생됨에 따라 이를 미연에 방지하여 조사자 및 작업자의 안전을 확보할 필요가 있다. 따라서, 하수관로 및 하수암거 출입전 휴대형 가스탐지장비를 이용하여 산소 및 유해가스 농도측정을 실시하도록 하고 있다. 측정가스는 산소(O2), 황화수소(H2S), 일산화탄소(CO) 및 가연성 가스로 맨홀 상부, 중간 및 하부 지점별 농도를 측정하도록 규정되어 있으나, 실제 하수관로 작업시, 작업 전 유해가스 농도가 기준 농도 이하이나 하수관로 내부 진입시 저부의 스컴(scum) 또는 퇴적물(오니, 슬러지 등)의 교란 및 파괴로 인해 유해가스 농도가 급격히 증가될 수 있어 하수관로 육안조사용 장비에 조사 작업중 실시간 유해가스의 농도 모니터링이 가능한 실시간 가스탐지 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비는 하수관로 내의 가스를 탐지하여 상기 탐지된 가스의 퍼센티지 농도 값을 전송하며, 스마트 단말은 상기 육안조사 장비가 전송한 하수관로의 구조적 결함의 위치 정보와 상기 퍼센티지 농도 값을 수신하여 실시간으로 표시할 수 있도록 하며, 육안조사 장비의 통합 분석 모듈이 각 센서에 대한 역변환 환산식 도출 및 각 오프셋 오차 보정을 실시하고, 각 센서의 분해능 성능에 따라 실시간 가스 농도 모니터링을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명에 따르면 프로그램을 통해 전송 받은 데이터를 이용해 상세 정보와 그래프의 형태로 실시간 가스 농도 모니터링을 제공할 수 있도록 하여 유해 가스로 인한 인명사고를 예방할 수 있도록 하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비는 하수관로 내의 구조물을 촬영하는 카메라; 상기 하수관로 내의 가스를 탐지하여 생성한 신호를 디지털화하는 가스탐지 모듈; 상기 하수관로 내의 구조물에 광을 조사하는 조명 모듈; 상기 카메라에서 촬영된 상기 구조물의 표면 영상으로부터 균열 정보를 획득하여 상기 균열 정보를 포함하는 구조적 결함을 검출하며, 상기 디지털 값을 퍼센티지 농도 값으로 변환하는 통합 분석 모듈; 상기 구조적 결함의 위치 정보를 실시간으로 획득하는 위치정보 획득 모듈; 및 상기 하수관로의 구조적 결함의 위치 정보를 표시하며, 상기 통합 분석 모듈의 제어에 의해 상기 퍼센티지 농도 값을 포함하는 모니터링 정보를 표시하는 디스플레이;를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 시스템은 하수관로 내의 가스를 탐지하여 상기 탐지된 가스의 퍼센티지 농도 값을 전송하는 육안조사 장비; 및 상기 육안조사 장비가 전송한 가스의 퍼센티지 농도 값을 포함하는 모니터링 정보를 실시간으로 표시하는 스마트 단말;을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 상기 육안조사 장비는 상기 하수관로 내의 구조물을 촬영하는 카메라; 상기 하수관로 내의 가스를 탐지하여 생성한 신호를 디지털 값으로 변환하는 가스탐지 모듈; 상기 하수관로 내의 구조물에 광을 조사하는 조명 모듈; 상기 카메라에서 촬영된 상기 구조물의 표면 영상으로부터 균열 정보를 획득하여 상기 균열 정보를 포함하는 구조적 결함을 검출하며, 상기 디지털 값을 퍼센티지 농도 값으로 변환하는 통합 분석 모듈; 상기 구조적 결함의 위치 정보를 실시간으로 획득하는 위치정보 획득 모듈; 및 상기 하수관로의 구조적 결함의 위치 정보와, 상기 퍼센티지 농도 값을 포함하는 모니터링 정보를 전송하는 통신 모듈;을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면 상기 가스탐지 모듈은 상기 가스를 탐지하여 그에 상응한 전류 신호를 생성하는 가스 센서; 상기 생성된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 전류전압 변환기; 및 상기 변환된 전압 신호를 디지털화 하는 아날로그디지털 변환기;를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면 상기 가스탐지 모듈은 산소(O2) 센서, 황화수소(H2S) 센서, 일산화탄소(CO) 센서 및 메탄(CH4) 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템은 무선통신을 기반으로 결함부위 정밀검출, 조사위치정보 획득, 조사자 안전을 위한 유해가스 모니터링, 조사결과 분석, 저장 및 보고서 생성 등의 하수관로(암거) 조사업무의 지원기능을 통합하여, 하수관로 내의 구조적 결함 검사의 조사품질 및 조사업무의 효율성 향상을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 육안조사 장비는 하수관로 내의 가스를 탐지하여 상기 탐지된 가스의 퍼센티지 농도 값을 전송하며, 스마트 단말은 상기 육안조사 장비가 전송한 하수관로의 구조적 결함의 위치 정보와 상기 퍼센티지 농도 값을 수신하여 실시간으로 표시할 수 있으며, 육안조사 장비의 통합 분석 모듈이 각 센서에 대한 역변환 환산식 도출 및 각 오프셋 오차 보정을 실시하고, 각 센서의 분해능 성능에 따라 실시간 가스 농도 모니터링을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 프로그램을 통해 전송 받은 데이터를 이용해 상세 정보와 그래프의 형태로 실시간 가스 농도 모니터링을 제공할 수 있도록 하여 유해 가스로 인한 인명사고를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스탐지 모듈의 구성도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템의 외관을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 시스템의 구성도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 가스탐지 모듈의 구성도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 가스의 농도 값을 표시하는 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템의 실시간 정보전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가스탐지 모듈의 구성도이며, 도 3은 조사대상 하수관로의 위치정보 획득 방법을 도시한 도면이다.
이후부터는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비 및 시스템의 구성을 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비(100)는 카메라(110), 열화상 카메라(115), 가스탐지 모듈(120), 조명 모듈(125), 통합 분석 모듈(130), 위치정보 획득 모듈(140) 및 디스플레이(150)를 포함하여 구성된다.
카메라(110)는 하수관로 내의 구조물을 촬영한다. 상기 카메라(110)는 관경 1,000mm이상 대구경 하수관로 및 하수관거의 육안조사시 결함부위의 고해상도 영상의 획득이 가능하여, 상기 획득된 영상을 균열검출에 이용할 수 있으며, 열화상 카메라(115)는 구조물의 열화상을 촬영한다.보다 구체적으로 상기 열화상 카메라(115)는 하수관로의 이음부 이탈/결함, 관천공 및 파손, 침입수 등 구조적 내부결함을 검출할 수 있다.
통합 분석 모듈(130)은 상기 카메라(110)에서 촬영된 상기 구조물의 표면 영상으로부터 균열 정보를 획득하여 상기 균열 정보를 포함하는 구조적 결함을 생성하고, 상기 열화상 카메라(115)에서 촬영된 상기 하수관로의 구조적 내부 결함을 검출할 수 있으며, 상기 통합 분석 모듈(130)은 디지털 변환부(131), 영상 저장부(132), 결함 추출부(133) 및 정보 생성부(134)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 디지털 변환부(131)는 상기 카메라(110)에서 촬영된 상기 구조물의 표면 영상을 디지털 신호로 변환하고, 상기 영상 저장부(132)는 상기 디지털 신호로 변환된 표면 영상을 저장할 수 있다. 또한, 상기 결함 추출부(133)는 상기 저장된 표면 영상을 처리하여 균열 정보를 획득하며, 보다 상세하게는 상기 표면 영상을 흑백 영상으로 변환하고, 상기 변환된 흑백 영상의 균열 내 화소수를 분석하여 균열 정보를 획득할 수 있으며, 상기 정보 생성부(134)는 상기 균열 정보를 포함하는 분석정보 및 조사 보고서를 생성할 수 있다. 상기 통합 분석 모듈(130)은 상기 구조적 결함 또는 상기 구조적 내부 결함을 포함하는 분석정보 및 조사 보고서를 생성하여 디스플레이(150)를 통해 표시할 수 있다.
가스탐지 모듈(120)은 상기 하수관로 내의 가스를 탐지하며, 보다 구체적으로 상기 가스탐지 모듈(120)은 가스 센서(121) 및 전류전압 변환기(122)를 포함하여 구성된다.
상기 가스 센서(121)는 가스를 탐지하여 그에 상응한 전류 신호를 생성하며, 상기 전류전압 변환기(122)는 상기 생성된 전류 신호를 전압 신호로 변환할 수 있다.
하수관로 및 하수암거는 '산업안전보건기준에 관한 규칙'에서 하수도 맨홀 내부의 밀폐공간으로 규정하고 있으며, 산소 부족 및 유해가스로 인한 질식사고가 빈번히 발생됨에 따라 이를 미연에 방지하여 조사자 및 작업자의 안전을 확보할 필요가 있다. 따라서, 하수관로 및 하수암거 출입전 휴대형 가스탐지장비를 이용하여 산소 및 유해가스 농도측정을 실시하도록 하고 있다. 측정가스는 산소(O2), 황화수소(H2S), 일산화탄소(CO) 및 가연성 가스로 맨홀 상부, 중간 및 하부 지점별 농도를 측정하도록 규정되어 있으나, 실제 하수관로 작업시, 작업 전 유해가스 농도가 기준 농도 이하이나 하수관로 내부 진입시 저부의 스컴(scum) 또는 퇴적물(오니, 슬러지 등)의 교란 및 파괴로 인해 유해가스 농도가 급격히 증가될 수 있다.
따라서, 상기 가스탐지 모듈(120)은 전기화학식 센서로 구성되어 원거리 측정이 가능하도록 구성되며, 상기 가스 센서(121)에서는 산소(O2), 황화수소(H2S), 일산화탄소(CO) 또는 가연성 가스인 메탄 메탄(CH4) 등을 검출하여 제공할 수 있다.조명 모듈(125)은 상기 하수관로 내의 구조물에 광을 조사한다.
하수관로 육안조사는 기본적으로 조사자의 육안을 통한 결함의 식별과 결함부위 촬영영상에 의존하게 되므로, 어두운 밀폐공간의 특성을 고려하여 조사업무와 촬영 품질확보를 위한 고효율의 조명모듈(125)을 사용할 수 있다.
위치정보 획득 모듈(140)은 상기 구조적 결함과 상기 구조적 내부 결함의 위치 정보를 실시간으로 획득하고, 블루투스(bluetooth) 또는 와이파이(Wi-Fi) 통신을 통해 상기 구조적 결함과 획득한 상기 구조적 내부 결함의 위치 정보를 외부 게이트웨이로 전송할 수 있다.
이때, 상기 위치정보 획득 모듈(140)은 GPS 모듈(141) 을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 GPS 모듈(141)은 상기 하수관로의 조사 시점 및 종점의 GPS 정보를 획득하고 상기 GPS 정보를 이용해 GIS 정보를 수신하여 상기 하수관로의 위치를 획득할 수 있다.
그에 따라, 상기 위치정보 획득 모듈(140)은 상기 하수관로의 조사 시점 및 종점의 GPS 정보를 이용하여 상기 하수관로의 위치를 획득할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비의 외관을 도시한 도면이고, 도 5 및 도 6은은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비(100)의 전면은 핸들(102) 상에 카메라의 동작 버튼(111) 및 녹음 버튼(112)이 형성될 수 있으며, 디스플레이(150)의 상부에는 가스 모니터링부(121)가 형성되고, 상기 디스플레이(150)는 하수관로의 구조적 결함과 구조적 내부 결함의 위치 정보와 하수관로의 위치 등의 조사현장 정보들을 표시할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비(100)의 후면에는 가스센서(121)가 배치되고, 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비(100)의 상부에는 카메라(110)가 배치되고, 카메라(110)의 주변에는 조명 모듈(125)이 배치될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 사용자는 디스플레이(150)를 자유롭게 조절하여 편의에 따라 사용할 수 있으며, 도 6에서와 같이 상기 디스플레이(150)를 통해 탐지된 가스 정보를 제공받을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 시스템의 구성도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 가스탐지 모듈의 구성도이다.
이후부터는 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 시스템 및 가스탐지 모듈의 구성에 대하여 설명하기로 한다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 시스템은 육안조사 장비(100) 및 스마트 단말(101)을 포함하여 구성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 육안조사 장비(100)는 하수관로 내의 가스를 탐지하여 상기 탐지된 가스의 퍼센티지 농도 값을 전송하며, 그에 따라 상기 스마트 단말(101)은 상기 육안조사 장비(100)가 전송한 가스의 퍼센티지 농도 값을 실시간으로 표시할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 육안조사 장비(100)는 카메라(110), 열화상 카메라(115), 가스탐지 모듈(120), 조명 모듈(125), 통합 분석 모듈(130), 위치정보 획득 모듈(140) 및 통신 모듈(160)을 포함하여 구성될 수 있다.
카메라(110)는 상기 하수관로 내의 구조물을 촬영하고, 상기 가스탐지 모듈(120)은 상기 하수관로 내의 가스를 탐지하여 생성한 신호를 디지털 값으로 변환하고, 조명 모듈(125)은 상기 하수관로 내의 구조물에 광을 조사하며, 1000 lm 이상의 성능으로 구성될 수 있다.
통합 분석 모듈(130)은 상기 카메라(110)에서 촬영된 상기 구조물의 표면 영상으로부터 균열 정보를 획득하여 상기 균열 정보를 포함하는 구조적 결함을 검출한다. 또한, 상기 통합 분석 모듈(130)은 상기 가스탐지 모듈(120)이 상기 하수관로 내의 가스를 탐지하여 생성한 신호를 디지털 값으로 변환한 값을 퍼센티지 농도 값으로 변환한다.
위치정보 획득 모듈(140)은 GPS 모듈(141)을 포함하여 구성되어 상기 구조적 결함의 위치 정보를 실시간으로 획득할 수 있으며, 통신 모듈(160)은 상기 하수관로의 구조적 결함의 위치 정보와, 상기 퍼센티지 농도 값을 전송할 수 있으며, 그에 따라 스마트 단말(101)은 상기 전송되는 상기 하수관로의 구조적 결함의 위치 정보와 상기 퍼센티지 농도 값을 수신하여 표시할 수 있다.
이때, 보다 구체적으로 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 상기 가스탐지 모듈(120)은 산소(O2) 센서(124), 황화수소(H2S) 센서(123), 일산화탄소(CO) 센서(126) 및 메탄(CH4) 센서(127)를 포함하여 구성될 수 있으며, 또한 전류전압 변환기(122)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가스 센서들(123, 124, 126, 127)은 각각 가스를 탐지하면 그에 상응한 전류 신호를 생성하며, 상기 전류전압 변환기(122)는 상기 각각의 가스 센서들(123, 124, 126, 127)에서 생성된 전류 신호를 전압 신호로 변환할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 전류전압 변환기(Current-Voltage Converter)는 다음의 수학식 1에서와 같은 특성을 갖는다.
[수학식 1]
Figure pat00001
따라서,
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
따라서 증폭률을 1로 만들기 위해 Rf와 Rin을 동일한 크기의 저항을 사용할 수 있으며, 4 ~ 20 mA의 범위의 전류를 0.72 ~ 3.6 V의 전압으로 전환하기 위해서는 하기의 수학식 2에서와 같이 180 Ω의 저항을 사용할 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00006
이와 같이 변환된 전압 신호들은 ADC(Analog Digital Converter)를 통해 디지털 신호로 변환된 후, 통합 분석 모듈(130)로 전달되고 퍼센티지 농도 값으로 변환되어, 상기 통합 분석 모듈(130)의 제어에 의해 태블렛 PC 등의 스마트 단말(101)로 제공될 수 있다.
그에 따라, 상기 스마트 단말(101)은 상기 육안조사 장비(100)가 전송한 가스의 퍼센티지 농도 값을 실시간으로 표시할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 가스의 농도 값을 표시하는 방법을 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 스마트 단말(101)은 가스의 농도를 퍼센티지 농도 값으로 실시간으로 제공하여 표시할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 스마트 단말(101)은 상기 육안조사 장비(100)의 통합 분석 모듈(130)이 각 센서에 대한 역변환 환산식 도출 및 각 오프셋 오차 보정을 실시하고, 각 센서의 분해능 성능에 따라 실시간 가스 농도 모니터링을 제공할 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 스마트 단말(101)은 프로그램을 통해 상기 전송된 데이터를 이용해 상세 정보와 그래프의 형태로 실시간 가스 농도 모니터링을 제공할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비의 실시간 정보전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이 사용자(101)는 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 육안조사 장비(100)를 이용해 국가 하수관로 데이터베이스(610)로부터 제공받은 정보에 따라 해당 지점의 조사시에 하수관로 및 하수암거 내의 가스를 탐지하여, 산소 부족 및 유해가스로 인한 조사자 및 작업자의 질식사고가 발생하는 것을 미연에 방지하여 안전을 확보할 수 있다.
또한, 이와 같이 육안조사 장비(100)에서 탐지된 가스 정보를 유지관리주체(620)로 제공하여, 조사자 및 작업자의 질식사고를 방지하기 위한 자료로 활용할 수 있으며, 이와 같이 취득된 조사결과를 이용해 하수관로 정보관리과 유지보수에 활용하도록 할 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 육안조사 장비
110: 카메라
115: 열화상 카메라
120: 가스탐지 모듈
121: 가스센서
122: 전류전압 변환기
123: 황화수소 센서
124: 산소 센서
126: 일산화탄소 센서
127: 메탄 센서
125: 조명 모듈
130: 통합 분석 모듈
131: 디지털 변환부
132: 영상 저장부
133: 결함 추출부
134: 정보 생성부
140: 위치정보 획득 모듈
141: GPS 모듈
160: 통신 모듈

Claims (5)

  1. 하수관로 내의 구조물을 촬영하는 카메라;
    상기 하수관로 내의 가스를 탐지하여 생성한 신호를 디지털화하는 가스탐지 모듈;
    상기 하수관로 내의 구조물에 광을 조사하는 조명 모듈;
    상기 카메라에서 촬영된 상기 구조물의 표면 영상으로부터 균열 정보를 획득하여 상기 균열 정보를 포함하는 구조적 결함을 검출하며, 상기 디지털 값을 퍼센티지 농도 값으로 변환하는 통합 분석 모듈;
    상기 구조적 결함의 위치 정보를 실시간으로 획득하는 위치정보 획득 모듈; 및
    상기 하수관로의 구조적 결함의 위치 정보를 표시하며, 상기 통합 분석 모듈의 제어에 의해 상기 퍼센티지 농도 값을 포함하는 모니터링 정보를 표시하는 디스플레이;
    를 포함하는 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 장비.
  2. 하수관로 내의 가스를 탐지하여 상기 탐지된 가스의 퍼센티지 농도 값을 전송하는 육안조사 장비; 및
    상기 육안조사 장비가 전송한 가스의 퍼센티지 농도 값을 포함하는 모니터링 정보를 실시간으로 표시하는 스마트 단말;
    을 포함하는 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 육안조사 장비는,
    상기 하수관로 내의 구조물을 촬영하는 카메라;
    상기 하수관로 내의 가스를 탐지하여 생성한 신호를 디지털 값으로 변환하는 가스탐지 모듈;
    상기 하수관로 내의 구조물에 광을 조사하는 조명 모듈;
    상기 카메라에서 촬영된 상기 구조물의 표면 영상으로부터 균열 정보를 획득하여 상기 균열 정보를 포함하는 구조적 결함을 검출하며, 상기 디지털 값을 퍼센티지 농도 값으로 변환하는 통합 분석 모듈;
    상기 구조적 결함의 위치 정보를 실시간으로 획득하는 위치정보 획득 모듈; 및
    상기 하수관로의 구조적 결함의 위치 정보와, 상기 퍼센티지 농도 값을 포함하는 모니터링 정보를 전송하는 통신 모듈;
    을 포함하는 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스탐지 모듈은,
    상기 가스를 탐지하여 그에 상응한 전류 신호를 생성하는 가스 센서;
    상기 생성된 전류 신호를 전압 신호로 변환하는 전류전압 변환기; 및
    상기 변환된 전압 신호를 디지털화 하는 아날로그디지털 변환기;
    를 포함하는 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스탐지 모듈은,
    산소(O2) 센서, 황화수소(H2S) 센서, 일산화탄소(CO) 센서 및 메탄(CH4) 센서를 포함하는 실시간 가스탐지 기능을 제공하는 하수관로 및 하수암거의 상태평가용 육안조사 시스템.
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KR20210111372A (ko) 2020-03-02 2021-09-13 동영산업개발(주) 지하공동구의 내부 환경 탐지 시스템

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