KR20230080619A - System for predicting residual service life of water pipe - Google Patents

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Abstract

According to the present invention, a decrepitation prediction system for a water pipe comprises: a vibration sound wave detection part (100) detecting vibration sound waves of a water pipe; a vibration sound wave conversion part (200) calculating a frequency spectrum from vibration sound waves detected from the detection part; a data storage part (300) storing frequency spectrum data in accordance with a temporal change of the water pipe; and a remaining service life acquisition part (400) acquiring the service life of the water pipe from previously stored frequency spectrum data based on the detected vibration sound waves. The remaining service life acquisition part is configured to read a remaining service life value corresponding to an image change of a corresponding frequency in the converted frequency spectrum based on previously stored image change data.

Description

상수도관의 잔존수명을 예측하기 위한 시스템{SYSTEM FOR PREDICTING RESIDUAL SERVICE LIFE OF WATER PIPE}System for predicting the remaining life of water supply pipes {SYSTEM FOR PREDICTING RESIDUAL SERVICE LIFE OF WATER PIPE}

본 발명은 상수도관의 노후화로 인해 발생되는 미세 크랙에 의한 진동음파를 수집하고, 수집된 진동음파를 기초로 상수도관의 잔존수명을 예측하기 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for collecting vibratory sound waves caused by micro-cracks caused by deterioration of water supply pipes and predicting the remaining life of water supply pipes based on the collected acoustic vibration waves.

생활수준의 향상으로 매년 물의 사용은 날로 증가되고 있다. 물을 공급하기 위한 상수도관은 일반적으로 지하에 매설되는데, 매설된 상수도관은 충격, 노후화 등 여러 가지 요인으로 인해 누수가 발생한다. With the improvement of living standards, the use of water is increasing day by day. Water supply pipes for supplying water are generally buried underground, and leaks occur due to various factors such as impact and aging.

누수 발생 지점을 찾기 위하여 많은 노력과 연구가 있어 왔지만, 여전히 누수가 발생하는 지점을 찾는 것은 여간 쉬운 일이 아니다. 수도관의 재질, 수도관 속에 물의 량, 수도관을 주변의 흙 상태, 수도관의 접속구 등 여러 가지 요인으로 누수지점을 찾기에는 어려움이 있다.Although many efforts and studies have been made to find the leak point, it is still not easy to find the leak point. It is difficult to find the leak point due to various factors such as the material of the water pipe, the amount of water in the pipe, the condition of the soil around the water pipe, and the connection of the water pipe.

한편, 상수도관은 생활 진동으로부터 노출되어 있다. 상수도관 내부로 흐르는 수압에 의한 진동, 자동차, 기차 등 운반장치에 의한 진동 등 다양한 원인으로부터 상수도관에 전동이 전해진다. 때문에 상수도관의 크랙은 시간이 지나면 크랙의 크기가 커지게 되고, 크랙의 개수도 많아지게 된다. On the other hand, water supply pipes are exposed from life vibrations. Electricity is transmitted to the water supply pipe from various causes, such as vibration caused by water pressure flowing inside the water supply pipe and vibration caused by transportation devices such as automobiles and trains. Therefore, the size of the crack in the water supply pipe increases over time, and the number of cracks also increases.

상수도관에서 발생되는 크랙은 누수에 의한 진동음파와는 다른 피크 주파수를 나타낸다. 크랙에 의한 진동음파로부터 상수도관의 노후화 정도를 예측하는 것은 효과적인 대안이 될 수도 있다.A crack generated in a water supply pipe shows a peak frequency different from that of a vibrating sound wave caused by a leak. Predicting the degree of deterioration of water supply pipes from vibrating sound waves caused by cracks may be an effective alternative.

공개특허공보 제10-2019-0032732호, 배관 수명 평가 방법 및 장치Publication No. 10-2019-0032732, pipe life evaluation method and device 등록특허공보 제10-1633371호, 배관 설비 노후도 진단 장치 및 방법Patent Registration No. 10-1633371, Apparatus and method for diagnosing aging of piping equipment 공개특허공보 제10-2001-0106042호, 지하금속매설물의 부식수명예측시스템 및 부식수명예측방법Publication No. 10-2001-0106042, Corrosion Life Prediction System and Method for Predicting Corrosion Life of Underground Metal Installations 공개특허공보 제10-2010-0014046호, 상수도 배급수관 누수혐의구간검출기 및 누수협의구간검출 시스템Publication No. 10-2010-0014046, Suspicious leak section detector for water supply distribution pipe and leak consultation section detection system

본 발명은 상수도관의 노후화로 인해 발생되는 미세 크랙에 의한 진동음파를 수집하고, 수집된 진동음파를 기초로 상수도관의 잔존수명을 예측하기 위한 시스템을 제공하려는 데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a system for predicting the remaining life of a water supply pipe based on the collected vibrating sound waves by collecting vibrating acoustic waves caused by micro-cracks generated due to deterioration of water supply pipes.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem. Other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 따른 상수도관의 노후화 예측 시스템은 상수도관의 진동음파를 검출하는 진동음파 검출부(100)와, 상기 검출부로부터 검출된 진동음파로부터 주파수 스펙트럼을 계산하는 진동음파 변환부(200)와, 상수도관의 시간적 변화에 따른 주파수 스펙트럼 데이터를 저장하는 데이터 저장부(300)와, 상기 검출된 진동음파에 기초하여 기 저장된 주파수 스펙트럼 데이터로부터 상수도관의 수명을 획득하는 잔존수명 획득부(400)를 포함하고, 상기 잔존수명 획득부는 기 저장된 이미지 변화 데이터에 기초하여, 상기 변환된 주파수 스펙트럼에서 해당 주파수의 이미지 변화에 대응하는 잔존수명값을 독출하도록 구성된다.The aging prediction system of a water supply pipe according to the present invention includes a vibroacoustic wave detector 100 that detects a vibratory sound wave of a water supply pipe, a vibratory acoustic wave converter 200 that calculates a frequency spectrum from the vibratory sound wave detected by the detector, and a water supply pipe. A data storage unit 300 for storing frequency spectrum data according to the temporal change of the pipe, and a remaining life acquisition unit 400 for obtaining the life of the water supply pipe from pre-stored frequency spectrum data based on the detected vibroacoustic waves and the remaining lifespan acquiring unit is configured to read a remaining lifespan value corresponding to an image change of a corresponding frequency in the converted frequency spectrum based on pre-stored image change data.

또한, 진동음파 변환부(200)의 주파수 스펙트럼은 진동음파로부터 주파수를 분리된 후, 상기 분리된 각각의 주파수는 3차원 이미지 형상을 갖도록 배열된다.In addition, after the frequency spectrum of the vibroacoustic wave converter 200 is separated from the vibratory acoustic wave, each of the separated frequencies is arranged to have a three-dimensional image shape.

또한, 데이터 저장부(300)에는 상수관로의 노후화에 따른 주파수 스펙트럼의 영상 이미지 변화 데이터와 개별 주파수의 이미지 변화 데이터에 대응하는 잔존 수명값이 저장된다.In addition, the data storage unit 300 stores video image change data of the frequency spectrum according to the deterioration of the water pipe and remaining life values corresponding to image change data of individual frequencies.

본 발명에 따르면, 지중에 매설된 상수도관은 최초 매설된 상수도관일 수 있고, 매설된 후 오랜 기간이 지난 배관일 수 있으며, 누수파손에 의해 부분적으로 교체된 구간이 존재할 수 있다. 노후화된 상수도관은 노후화로 인해 미세 크랙이 발생되는데, 본원 발명은 미세 크랙으로부터 발생되는 발생되는 진동음파를 검출하여 상수도관의 노후화 정도를 계산할 수 있다. 즉, 상수도관의 잔존수명을 추정할 수 있다.According to the present invention, the water supply pipe buried in the ground may be an initially buried water supply pipe, may be a pipe for a long period of time after being buried, and may have a section partially replaced due to leak damage. Aged water supply pipes generate fine cracks due to aging, and the present invention can calculate the degree of aging of water supply pipes by detecting vibrating sound waves generated from the fine cracks. That is, the remaining life of the water supply pipe can be estimated.

도 1은 본 발명에 따른 상수도관의 노후화 예측 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 데이터 저장부를 나타낸 것이다.
도 3은 본 주파수 스펙트럼에서 곡률 길이값을 계산하는 것을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 상수도관의 잔존 수명을 예측하는 방법을 나타낸 것이다.
1 is a block diagram of a system for predicting aging of a water supply pipe according to the present invention.
2 shows a data storage unit according to the present invention.
Figure 3 shows the calculation of the curvature length value in this frequency spectrum.
4 shows a method for predicting the remaining life of a water supply pipe according to the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 실시 예들에 사용된 ‘시스템’‘부’‘모듈’등의 용어는 하드웨어와 소프트웨어가 조합된 구성일 수 있다. 하드웨어는 CPU 또는 프로세서(processor)를 포함하는 데이터 처리 기기일 수 있으며, 소프트웨어는 하드웨어에서 실행되는 프로그램(program)을 지칭할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Terms such as 'system', 'unit', and 'module' used in the embodiments may be a combination of hardware and software. Hardware may be a data processing device including a CPU or processor, and software may refer to a program executed in hardware.

본 발명은 상수도관의 노후화로 인해 발생되는 미세 크랙에 의한 진동음파를 수집하고, 수집된 진동음파를 기초로 상수도관의 노후화를 예측하기 위한 예측 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a prediction system for collecting vibratory sound waves caused by micro-cracks caused by deterioration of water supply pipes and predicting the aging of water supply pipes based on the collected vibratory sound waves.

도 1은 본 발명에 따른 상수도관의 노후화 예측 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a system for predicting aging of a water supply pipe according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 노후화 예측 시스템은, 상기 상수도관의 진동음파를 검출하는 진동음파 검출부(100)와, 상기 검출부로부터 검출된 진동음파로부터 주파수 스펙트럼을 계산하는 진동음파 변환부(200)와, 상수도관의 시간적 변화에 따른 주파수 스펙트럼 데이터를 저장하는 데이터 저장부(300)와, 검출된 진동음파에 기초하여 기 저장된 주파수 스펙트럼 데이터로부터 상수도관의 수명을 획득하는 잔존수명 획득부(400)를 포함한다.An aging prediction system according to an embodiment of the present invention includes an acoustic vibration detection unit 100 that detects an acoustic vibration wave of the water supply pipe, and an acoustic vibration wave converter 200 that calculates a frequency spectrum from the acoustic vibration wave detected by the detection unit. And, a data storage unit 300 for storing frequency spectrum data according to the temporal change of the water supply pipe, and a remaining life acquisition unit 400 for obtaining the life of the water supply pipe from the pre-stored frequency spectrum data based on the detected vibroacoustic waves includes

상기 진동음파 검출부(100)는 검출센서(110)와 통신모듈(120)로 이루어진다. 상기 진동음파 검출부는 상수도관으로부터 소정의 주기로 진동음파를 수집하고, 수집된 진동음파를 진동음파 변환부로 전송한다.The vibroacoustic wave detector 100 includes a detection sensor 110 and a communication module 120 . The vibrating acoustic wave detector collects vibrating acoustic waves from the water supply pipe at a predetermined period, and transmits the collected vibrating acoustic waves to the vibrating acoustic wave converter.

대부분의 상수도관은 지중에 매설되어 있어서, 상수도관에 진동음파 검출부를 설치할 수 있는 지점은 한정되어 있다. 실재 진동음파 검출부를 설치할 수 있는 지점은 지상에 노출되는 부분이 될 수 있다. 예컨대, 화재용 분기 파이프이거나, 진동음파 검출을 목적으로 별도로 설치된 분기 파이프일 수 있다. Since most of the water supply pipes are buried in the ground, the number of places where the vibroacoustic wave detector can be installed in the water supply pipes is limited. A point where the vibroacoustic wave detector can be installed may be a portion exposed to the ground. For example, it may be a branch pipe for fire or a branch pipe separately installed for the purpose of detecting vibroacoustic waves.

상기 진동음파 변환부(200)는 검출된 진동음파로부터 주파수 스펙트럼(frequency spectrum)을 획득한다. 상기 주파수 스펙트럼은 진동음파를 푸리에 변환(fourier transform)을 이용하여 획득할 수 있다.The vibroacoustic wave converter 200 obtains a frequency spectrum from the detected vibratory acoustic wave. The frequency spectrum may be obtained by using a Fourier transform of a vibrating acoustic wave.

푸리에 변환은 진동음파를 개별 주파수로 분해하고, 주파수 크기 순서로 진폭의 크기를 표시한다. 예컨대, 상수도관에 크랙이 발생할 경우, 크랙으로부터 발생되는 진동음파를 푸리에 변환하면 순차적인 피크 주파수가 나타나는데, 피크 주파수의 크기와 이격거리로부터 진동음파의 종류를 판단할 수 있다. 여기서 개별 주파수라 함은 푸리에 변환에 의해 획득되는 일련의 주파수들을 말한다.The Fourier transform decomposes a vibroacoustic wave into individual frequencies, and displays amplitudes in order of frequency. For example, when a crack occurs in a water supply pipe, a Fourier transform of the vibrating acoustic wave generated from the crack results in sequential peak frequencies, and the type of vibrating acoustic wave can be determined from the size and separation distance of the peak frequency. Here, the individual frequencies refer to a series of frequencies obtained by Fourier transform.

상기 푸리에 변환 이후에, 주파수 스펙트럼을 획득한다. 주파수 스펙트럼은 개별 주파수에 따라 서로 다른 색상 영역, 서로 다른 크기 영역, 서로 다른 형상 영역을 가질 수 있다. 예컨대, 정상상태의 상수도관의 주파수 스펙트럼은 노후화 상태의 상수도관의 주파수 스펙트럼과 비교하면, 색상과 경계면의 차이가 있다. 상수도관이 노후화 되면, 상수도관에는 미세한 크랙이 발생되고, 시간이 지남에 따라 점차적으로 미세 크랙이 많아지거나 미세 크랙의 크기가 증가하게 된다. 이러한 크랙은 진동음파의 변화로 나타난다. 물론 진동음파에는 누수에 의한 진동음파가 검출될 수 있다. 본 발명에서는 누수에 의한 진동음파는 고려하지 않고, 시간적 흐름에 따른 미세 크랙의 크기 변화, 미세 크랙의 개수 증가에 따른 진동음파를 검출대상으로 한다.After the Fourier transform, a frequency spectrum is obtained. The frequency spectrum may have different color regions, different size regions, and different shape regions according to individual frequencies. For example, when the frequency spectrum of a water supply pipe in a normal state is compared with the frequency spectrum of a water supply pipe in an aged state, there is a difference in color and interface. When the water supply pipe is aged, fine cracks are generated in the water supply pipe, and as time goes by, the number of fine cracks gradually increases or the size of the fine cracks increases. These cracks appear as changes in vibroacoustic waves. Of course, in the vibrating sound wave, a vibrating sound wave caused by a leak may be detected. In the present invention, vibrating acoustic waves due to water leakage are not considered, and vibrating acoustic waves according to the change in the size of micro-cracks and the increase in the number of micro-cracks over time are targeted for detection.

상기 데이터 저장부(300)는 상수관로의 노후화에 따른 주파수 스펙트럼의 영상 이미지 변화 데이터와 개별 주파수의 이미지 변화 데이터에 대응하는 잔존 수명값을 저장한다.The data storage unit 300 stores the remaining life value corresponding to the image change data of the frequency spectrum and the image change data of individual frequencies according to the deterioration of the water pipe.

도 2는 본 발명에 따른 데이터 저장부를 나타낸 것이다.2 shows a data storage unit according to the present invention.

본 발명에 따른 데이터 저장부는 시간적 변화에 따른 개별 주파수 스펙트럼의 잔존 수명값을 저장한다. 잔존 수명값은 시간적 흐름에 따른 개별 주파수 스펙트럼 영역에 대한 이미지 변화 데이터로부터 획득될 수 있다. The data storage unit according to the present invention stores the remaining lifetime values of individual frequency spectrums according to temporal changes. The remaining life value may be obtained from image change data for individual frequency spectrum regions over time.

한편, 주파수 스펙트럼은 시간(time) 대역, 주파수(frequency) 대역, 주파수 크기(magnitude) 대역을 기초로 나타낸 3차원으로 이미지일 수 있다. 실시예로서, X축과 Y축을 각각 시간 대역과 주파수 대역으로 설정하고, 설정된 XY 평면 상에 개별 주파수 변화를 이미지화하여 표현될 수 있다. 여기서 상기 이미지 변화는 해당 주파수 스펙트럼 영역의 크기 변화, 형상 변화, 색상 변화 중에서 어느 하나일 수 있다.Meanwhile, the frequency spectrum may be a three-dimensional image represented based on a time band, a frequency band, and a frequency magnitude band. As an example, the X-axis and the Y-axis may be set to a time band and a frequency band, respectively, and individual frequency changes may be expressed as images on the set XY plane. Here, the image change may be any one of size change, shape change, and color change of the corresponding frequency spectrum region.

도 3은 상수도관의 노후화에 따른 예시적인 주파수 스펙트럼을 나타낸 것이다.Figure 3 shows an exemplary frequency spectrum according to the aging of the water supply pipe.

도면을 참조하면, 상수도관이 노후화되고 이에 따라 획득된 개별 주파수 스펙트럼은 그 형상이 변화될 수 있다. 도면은 상수도관의 노후화에 따른 개별 주파수 스펙트럼의 일 예에 따른 이미지를 나타낸 것이다. 주파수 스펙트럼은 띠 형상의 영역을 가지며, 각각의 주파수 영역은 주파수에 따라 소정의 칼라로 구분되어 있다. 정상 상태의 주파수 스펙트럼은 주파수 스펙트럼 영역이 완만한 곡면으로 이루어지고 있는 반면, 노후화된 상태의 주파수 스펙트럼은 주파수 영역이 점차 직선화 된다. 즉, 노후화가 진행됨에 따라 곡면의 변화가 나타나게 된다. Referring to the drawing, the water supply pipe is aged and the shape of an individual frequency spectrum obtained accordingly may change. The drawing shows an image according to an example of an individual frequency spectrum according to the aging of a water supply pipe. The frequency spectrum has a band-shaped region, and each frequency region is divided into a predetermined color according to the frequency. While the frequency spectrum in a normal state has a gently curved surface, the frequency spectrum in an aged state gradually straightens. That is, as aging progresses, a change in the curved surface appears.

예컨대, 주파수 스펙트럼에서 0시간의 주파수 1000kHz의 곡률 길이값 5이라면, 제n 시간 이후에 해당 주파수의 곡률 길이값은 4로 변화되거나 6으로 변화될 수 있다. 이러한 변화는 상수도관의 노후화 정도에 따라 달라질 수 있다.For example, if the curvature length value of a frequency of 1000 kHz at time 0 in the frequency spectrum is 5, the curvature length value of the corresponding frequency may be changed to 4 or 6 after the nth time. These changes may vary depending on the degree of deterioration of the water supply pipe.

도 3에서 도면부호 LL은 곡률 길이값을 나타낸 것인데, 어느 하나의 주파수 영역에서 폭의 중앙을 연결하는 라인을 지시한다. 다른 주파수 영역과의 시각적 구분을 위해 경계선은 굵은 선으로, 그리고 영역 내부는 도트로 표시되어 있다. 또, 상기 잔존 수명값은 각각 곡률 길이값에 매칭되는 값일 수 있으며, 상기 잔존수명값은 상수도관의 노후화에 따른 추정값일 수 있다. 상기 잔존수명값으로부터 상수도관의 교체시기를 예측할 수 있다.In FIG. 3, reference numeral LL indicates a curvature length value, and indicates a line connecting the center of the width in any one frequency domain. For visual distinction from other frequency domains, the boundary line is marked with a thick line and the inside of the domain is marked with dots. In addition, the remaining life value may be a value that matches the curvature length value, and the remaining life value may be an estimated value according to the aging of the water supply pipe. From the remaining life value, it is possible to predict the replacement time of the water supply pipe.

이때, 개별 주파수 스펙트럼으로부터 검출되는 곡률 길이값은 영상처리로부터 획득될 수 있다. 실시예로서, 주파수 스펙트럼 영상 이미지로부터 주파수 영역과 해당 주파수 영역의 엣지를 검출하고, 해당 주파수 스펙트럼 영역의 엣지의 가운데 라인의 길이를 계산할 수 있다. In this case, the curvature length value detected from the individual frequency spectrum may be obtained from image processing. As an embodiment, a frequency domain and an edge of the corresponding frequency domain may be detected from a frequency spectrum image, and a length of a line in the middle of the edge of the frequency spectrum domain may be calculated.

상기 잔존수명 획득부(400)는 진동음파 변환부로부터 주파수 스펙트럼을 전송받고, 기 저장된 주파수 스펙트럼으로부터 해당 주파수 스펙트럼의 이미지 변화에 대응하는 잔존수명을 독출한다.The remaining life acquisition unit 400 receives the frequency spectrum from the vibroacoustic wave converter and reads the remaining life span corresponding to the image change of the corresponding frequency spectrum from the pre-stored frequency spectrum.

이하, 본 발명에 따른 상수도관의 잔존 수명을 예측하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method for predicting the remaining life of a water supply pipe according to the present invention will be described.

도 4는 본 발명에 따른 상수도관의 잔존 수명을 예측하는 방법을 나타낸 것이다.4 shows a method for predicting the remaining life of a water supply pipe according to the present invention.

본 발명에 따른 상수도관의 잔존 수명을 예측하는 방법은, 상수도관으로부터 진동음파를 검출하는 제1 단계(S100)와, 상기 검출된 상수도관의 진동음파를 변환하여 주파수 스펙트럼을 획득하는 제2 단계(S200)와, 기 저장된 이미지 변화 데이터에 기초하여, 상기 변환된 주파수 스펙트럼에서 해당 주파수의 이미지 변화에 대응하는 잔존수명값을 독출하는 제3 단계(S300)을 포함한다.A method for predicting the remaining life of a water supply pipe according to the present invention includes a first step of detecting a vibrating sound wave from a water supply pipe (S100), and a second step of converting the detected vibrating sound wave of the water supply pipe to obtain a frequency spectrum. (S200) and a third step (S300) of reading a remaining life value corresponding to an image change of a corresponding frequency in the converted frequency spectrum based on previously stored image change data.

우선, 제1 단계에서 상수도관으로부터 진동음파를 검출한다. 이때 검출된 진동음파에서 누수에 의한 진동음파를 제외한 미세 크랙에 의한 진동음파를 수집한다. 상수도관에서 발생되는 미세 크랙은 대부분 노후화로 인해 발생될 수 있다. 한편, 크랙에 의한 진동음파와 누수에 의한 진동음파는 피크 주파수에서 차이가 있다. 누수에 의한 진동음파는 상대적으로 큰 크기를 갖는 피크 주파수가 나타날 수 있다.First, in the first step, vibrating sound waves are detected from the water supply pipe. At this time, from the detected vibration sound waves, the vibration sound waves caused by micro cracks except for the vibration sound waves caused by water leakage are collected. Most of the micro cracks generated in water supply pipes can be caused by aging. On the other hand, there is a difference in peak frequency between the vibrating acoustic wave caused by cracks and the vibrating acoustic wave caused by water leakage. A vibroacoustic wave caused by a leak may have a peak frequency having a relatively large magnitude.

상기 제2 단계에서, 검출된 진동음파는 주파수 스펙트럼으로 변환된다. 주파수 스펙트럼은 진동음파를 푸리에 변환하고, 변환된 주파수들을 시각화하여 출력된 영상 이미지일 수 있다. 주파수 스펙트럼은 개별 주파수별로 서로 다른 칼라, 서로 다른 형상, 서로 다른 크기를 가지도록 이미지화하여 표시될 수 있다.In the second step, the detected vibroacoustic wave is converted into a frequency spectrum. The frequency spectrum may be a video image output by Fourier transforming the vibroacoustic wave and visualizing the transformed frequencies. The frequency spectrum may be displayed as an image having different colors, different shapes, and different sizes for each frequency.

상기 제3 단계에서, 기 저장된 이미지 변화 데이터에 기초하여, 상기 변환된 주파수 스펙트럼에서 해당 주파수의 이미지 변화에 대응하는 잔존수명값을 독출한다. 상기 이미지 변화는 해당 주파수 스펙트럼 영역에 대한 크기 변화, 형상 변화, 색상 변화 중 어느 하나일 수 있다.In the third step, based on pre-stored image change data, a remaining life value corresponding to an image change of a corresponding frequency is read from the converted frequency spectrum. The image change may be any one of a size change, a shape change, and a color change for a corresponding frequency spectrum region.

지중에 매설된 상수도관은 최초 매설된 상수도관일 수 있고, 매설된 후 오랜 기간이 지난 배관일 수 있으며, 누수파손에 의해 부분적으로 교체된 구간이 존재할 수 있다. 노후화된 상수도관은 노후화로 인해 미세 크랙이 발생되는데, 본원 발명은 미세 크랙으로부터 발생되는 발생되는 진동음파를 검출하여 상수도관의 노후화 정도를 계산할 수 있다. 즉, 상수도관의 잔존수명을 추정할 수 있다.The water supply pipe buried in the ground may be a water supply pipe buried for the first time, it may be a pipe for a long period of time after being buried, and there may be a section partially replaced due to leak damage. Aged water supply pipes generate fine cracks due to aging, and the present invention can calculate the degree of aging of water supply pipes by detecting vibrating sound waves generated from the fine cracks. That is, the remaining life of the water supply pipe can be estimated.

본 발명에서는 주파수 스펙트럼의 곡률 길이값에 기초하여 상수도관의 잔존수명을 추정하는 것을 실시예로 하고 있으나, 다른 실시예로서, 주파수 스펙트럼의 형상의 변화를 기초로 상수도관의 잔존수명을 추정할 수도 있다. 또 상수도관의 잔존수명은 노후화된 상수도관의 크랙에 의한 진동음파를 수집하고, 수집된 진동음파의 주파수 스펙트럼의 노후화에 따른 형상 변화를 학습하도록 구성할 수 있다. 상기 학습에 의한 획득된 학습모델은 보다 정확한 상수도관의 잔존수명을 추정하는데 효과적일 수 있다.In the present invention, the remaining life of the water supply pipe is estimated based on the curvature length value of the frequency spectrum as an embodiment, but as another embodiment, the remaining life of the water supply pipe may be estimated based on the change in the shape of the frequency spectrum. there is. In addition, the remaining life of the water supply pipe may be configured to collect vibrational sound waves caused by cracks in the aged water supply pipe and to learn shape changes due to aging of the frequency spectrum of the collected vibrational sound waves. The learning model obtained through the above learning may be effective in more accurately estimating the remaining life of the water supply pipe.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.In the above, the present invention has been described in detail through specific embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention.

100 : 진동음파 검출부
200 : 진동음파 변환부
300 : 데이터 저장부
400 : 잔존수명 획득부
100: vibroacoustic wave detection unit
200: vibroacoustic wave conversion unit
300: data storage unit
400: remaining life acquisition unit

Claims (3)

상수도관의 진동음파를 검출하는 진동음파 검출부(100)와,
상기 검출부로부터 검출된 진동음파로부터 주파수 스펙트럼을 계산하는 진동음파 변환부(200)와,
상수도관의 시간적 변화에 따른 주파수 스펙트럼 데이터를 저장하는 데이터 저장부(300)와,
검출된 진동음파에 기초하여 기 저장된 주파수 스펙트럼 데이터로부터 상수도관의 수명을 획득하는 잔존수명 획득부(400)를 포함하고,
상기 잔존수명 획득부는 기 저장된 이미지 변화 데이터에 기초하여, 상기 변환된 주파수 스펙트럼에서 해당 주파수의 이미지 변화에 대응하는 잔존수명값을 독출하는 것을 특징으로 하는 상수도관의 노후화 예측 시스템.
A vibrating sound wave detection unit 100 for detecting a vibrating sound wave of a water supply pipe;
A vibroacoustic wave conversion unit 200 for calculating a frequency spectrum from the vibratory acoustic wave detected by the detector;
A data storage unit 300 for storing frequency spectrum data according to the temporal change of the water supply pipe;
And a remaining life acquisition unit 400 for obtaining the life of the water supply pipe from pre-stored frequency spectrum data based on the detected vibroacoustic waves,
Wherein the remaining life acquisition unit reads a remaining life value corresponding to an image change of a corresponding frequency in the converted frequency spectrum based on pre-stored image change data.
청구항 1에 있어서,
상기 진동음파 변환부(200)의 주파수 스펙트럼은 진동음파로부터 주파수를 분리된 후, 상기 분리된 각각의 주파수는 3차원 이미지 형상을 갖도록 배열되는 것을 특징으로 하는 상수도관의 노후화 예측 시스템.
The method of claim 1,
After the frequency spectrum of the vibroacoustic wave converter 200 is separated from the vibratory acoustic wave, each of the separated frequencies is arranged to have a three-dimensional image shape.
청구항 1에 있어서,
상기 데이터 저장부(300)에는 상수관로의 노후화에 따른 주파수 스펙트럼의 영상 이미지 변화 데이터와 개별 주파수의 이미지 변화 데이터에 대응하는 잔존 수명값이 저장되는 것을 특징으로 하는 상수도관의 노후화 예측 시스템.
The method of claim 1,
Aging prediction system of water supply pipes, characterized in that the data storage unit 300 stores the remaining life value corresponding to the video image change data of the frequency spectrum and the image change data of individual frequencies according to the aging of the water supply pipe.
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