WO2015115703A1 - 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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윤길림
김유승
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한국해양과학기술원
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Definitions

  • the present invention relates to a long-range dredged soil transportation system using magnetic field and tornado vortex technology, and a control method thereof. It relates to a system and a control method thereof.
  • Dredged soil is the soil deposited in the river or the sea to secure the soil and sand necessary for the construction site. This is drawing attention.
  • the method of collecting such dredged soil to a destination can be roughly classified into a transportation method using a delivery pipe, a transportation method using a conveyor, and a transportation method using a dump truck.
  • the conveying method using a conveyor has a surface suitable for long distance transportation of dredged soil, but there are disadvantages in that transportation equipment and installation price are expensive, and maintenance and repair are not easy.
  • Dump trucks are mainly used, but when long distances are required, they cause noise and dust during transportation and are not economically advantageous.
  • the installation cost of the pump and the fuel cost to be used for the pump increase exponentially because a high performance pump is required for many stations, i.e., places that pressurize the fluid in the middle of transportation to secure the flow rate during the long distance transportation of dredged soil.
  • the current delivery pipe is a cast iron pipe, because it is not efficient at high pressure.
  • the present invention has been made to solve the various problems as described above, the object of the present invention is to grasp the flow situation during dredged soil transport, by generating plugs and applying an electromagnetic field having a waveform to the field conditions to the delivery pipe,
  • the present invention provides a dredged soil transportation system and a control method thereof to reduce the resistance to the flow of dredged soil in a pipeline to promote efficient dredged soil transportation.
  • the present invention includes a pump for generating compressed air, and communicates with one side of the delivery pipe to introduce the generated compressed air into the delivery pipe inside the state of the delivery pipe weather
  • the pump module for generating the flow of plugs divided into a part and a liquid part, and a coil for applying electromagnetic waves to the liquid part is wound, the piping module including a plurality of delivery pipes, and the flow rate and waveform according to the physical properties of the liquid part
  • a control module which communicates with the database in which flow information is stored and the piping module, the pump module and the database in a wired or wireless manner, and applies a current of a waveform corresponding to the flow waveform of the liquid portion transported in the delivery pipe to the coil.
  • the pump module includes a pump pressure sensor unit for grasping the stroke period of the pump, and converts the stroke period of the pump into a voltage signal
  • the pipe module is a flow rate and waveform of the liquid portion transported in the delivery pipe It is characterized in that it comprises a pipe pressure sensor unit for converting the flow rate and the waveform of the identified liquid phase to a voltage signal.
  • the pipe pressure sensor unit is characterized in that the first pressure sensor and the second pressure sensor are installed spaced apart from each other.
  • the control module generates a flow signal for controlling the transport of the liquid phase by comparing the flow rate and waveform according to the properties of the liquid portion received from the database with the actual flow rate and waveform of the liquid portion transported in the delivery pipe
  • a central operation unit a function generation unit for receiving a flow signal from the central operation unit, converting the flow signal as a function, receiving a voltage signal from the pipe pressure sensor unit and receiving a function from the function generation unit,
  • a pulse generation unit for converting the voltage signal received from the pressure sensor unit into a pulse signal as the function, and receiving the pulse signal from the pulse generation unit, and converting the current supplied from the outside into a current having the pulse signal to the coil
  • the pulse generation unit receives a voltage signal from the pipe pressure sensor unit, the pulse detection unit for detecting the amplitude and the period of the pulse of the voltage signal, and the amplitude and magnitude of the pulse detected by the pulse detection unit
  • An integrating circuit unit for receiving and converting pressure waveform energy proportional to a pulse waveform period into a voltage signal, a PWM generating unit for receiving a voltage signal from the integrating circuit unit and generating a PWM period pulse according to a pulse waveform period; And a pulse generating unit converting the PWM periodic pulse received from the PWM generating unit as a function received from the function generating unit, and converting the converted PWM periodic pulse into the gate voltage of the bridge circuit unit.
  • it characterized in that it further comprises a state measuring unit for monitoring the flow rate and pressure change of the liquid portion flow in the delivery pipe.
  • the state measuring unit is characterized in that for monitoring the flow rate and pressure change of the liquid phase flow with the following equation.
  • f is the friction coefficient
  • L is the distance between the first pressure sensor and the second pressure sensor
  • D is the diameter of the delivery pipe
  • ⁇ is the density of the liquid portion
  • v is the flow rate obtained through the pump pressure sensor.
  • the flow information of the liquid portion stored in the database may be updated, added, changed or deleted.
  • the present invention is a control method of a dredged soil transportation system including a pipe module, a pump module, a database and a control module for transporting dredged soil, the flow of the plugs divided into a gas phase portion and a liquid phase generated by the pump module From the first step of detecting the flow rate and waveform of the liquid phase portion with a pressure sensor provided in the piping module and the pump module for the liquid phase portion, and from the database and the flow rate and waveform of the liquid portion detected in the first step Comparing the flow rate and waveform of the liquid phase detected in the first step with the flow rate and waveform according to the liquid phase property received from the database; The third step of generating a current of a waveform coinciding with the flow waveform of the liquid portion transported in the delivery pipe, and thereafter, The current provides a dredged transport system control method for a fourth step of applying to the coil wound around the delivery pipe of the piping module.
  • the third step is a step 3-1 to generate a flow signal for controlling the transport of the liquid phase based on the actual flow rate and waveform of the liquid phase detected in the first step, and then received from the database Step 3-2, in which a function is generated based on the flow velocity and waveform according to the properties of the received liquid part, and in step 3-3, in which the flow signal is converted into a pulse signal as the function, and then supplied from the outside. And a third to fourth steps in which the received current is converted into a current having the pulse signal.
  • the present invention can be transported with a relatively small pump capacity during the long distance transport of dredged soil, there is an effect that the transportation cost is reduced.
  • the present invention can transport in an environment in which the transport pressure in the delivery pipe is relatively low, the delivery pipe replacement cycle becomes long, and damage to various dredging devices due to the pressure drop can be reduced.
  • FIG. 1 schematically illustrates the flow of dredged soil in a delivery pipe
  • Figure 2 shows a schematic form of the waveform according to the physical properties of the fluid mixture.
  • FIG 3 is a view schematically showing a change in dredged soil flow due to the dredged soil transport system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view schematically showing a dredged soil transportation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic view of a control module of a long haul dredged soil transport system using a magnetic field and a tornado vortex technique according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an overall operation flow for applying an electromagnetic field of a long-distance dredged soil transport system using a magnetic field and a tornado vortex technique according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the overall operation flow for the state measurement of the long-distance dredged soil transport system using the magnetic field and tornado vortex technology according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic flowchart of a control method of a long-distance dredged soil transportation system using a magnetic field and a tornado vortex technique according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a detailed flowchart of step S300 of FIG. 8.
  • FIG. 9 is a detailed flowchart of step S300 of FIG. 8.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the flow of dredged soil in the delivery pipe
  • Figure 2 is a view showing a schematic form of the waveform according to the properties of the fluid mixture
  • Figure 3 is a schematic form of the change of the waveform relative to the flow rate of the dredged soil
  • Figure is a diagram.
  • Newtonian fluid which is subject to viscosity in the flow in the pipeline, becomes the dominant force on the wall of the pipeline, and the inertia force becomes the dominant force toward the center of the pipeline.
  • the flow rate is developed as a function of the radius of the delivery pipe.
  • FIG. 2 shows the waveform change of a non-Newtonian fluid in this Newtonian fluid, (a) the waveform of pure water with low viscosity, (c) the waveform of dredged or mortar, (b) the (a) and (c) The waveform of the fluid with intermediate viscosity, (d) shows the waveform of the high viscosity fluid like concrete.
  • the flow rate Due to the action of yield stress and viscosity, the flow rate is different from that of Newtonian fluid. In particular, in the case of a mixture such as dredged soil, the flow rate characteristics are shown in FIG.
  • the inner surface of the delivery pipe has a sliding layer or a lubrication layer (slip layer zone) in which flow occurs due to the viscosity, and has a flow velocity shape similar to a rigid body behavior toward the center layer of the delivery pipe. Plug flow zone.
  • friction in the delivery pipe is largely acted in three parts. It consists of friction between the delivery pipe and the fluid, viscous friction in the mixed layer, and friction between the lubrication layer and the center layer. Controlling these frictions can reduce the friction of the delivery pipe as a whole.
  • Such a method of reducing friction in the delivery pipe may consider increasing the flow rate of the lubricating layer, lowering the viscosity of the lubricating layer forming component, or increasing the thickness of the lubricating layer.
  • the flow rate can be increased by reducing the pressure drop of the fluid in the delivery pipe, and the power consumption that can generate pressure for feeding can be reduced due to the increase in the flow rate due to the decrease in the pressure drop.
  • FIG. 3 is a view schematically illustrating dredged soil flow due to a long distance dredged soil transport system using a magnetic field and a tornado vortex technique according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention injects compressed air into the delivery pipe 205 with the pump module 100 to form a plug flow (Plug Flow) flows divided into the liquid portion 10 and the gas phase portion 20 in the fluid, the electromagnetic field ( 206 is applied to the delivery pipe 205 to form a tornado in the plug-type fluid to reduce the flow frictional resistance to control the flow of dredged soil.
  • Plug Flow plug flow
  • the electromagnetic field ( 206 is applied to the delivery pipe 205 to form a tornado in the plug-type fluid to reduce the flow frictional resistance to control the flow of dredged soil.
  • the transportation method using compressed air is inconvenient to transport while adding water, but in the present invention, a plug-flow is generated to create an environment in a delivery pipe to a gas phase part and a liquid part, and to the liquid part. Generates a tornado by applying an electromagnetic field.
  • the present invention may generate a flow guideline by forming a fluid film in the lubrication layer by dividing the transported fluid into the liquid phase 10 and the gaseous phase 20 instead of simply applying an electromagnetic field.
  • the liquid portion is expressed in a tornado form, which significantly reduces the friction of the fluid so that dredged soil can be transported. Control technology.
  • an appropriate electromagnetic field is applied according to the flow situation of the liquid portion 10, and a tornado flow such as a waveform on the far right of FIG. 3 is generated.
  • FIG. 4 is a view schematically showing a long-distance dredged soil transport system using a magnetic field and tornado vortex technology according to an embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a long-range dredged soil transport using a magnetic field and tornado vortex technology according to an embodiment of the present invention
  • 6 is a view schematically showing the control module 300 of the system
  • Figure 6 is a view showing the overall operation flow for applying the electromagnetic field of the long-range dredged soil transport system using the magnetic field and the tornado vortex technology according to an embodiment of the present invention.
  • the pump module 100, piping module 200, control module 300, database 400 and state measurement unit 500 include.
  • the pump module 100 includes a pump (not shown) for generating compressed air and communicates with one side of a delivery pipe to generate the compressed air into the delivery pipe. Inflows are generated by dividing the state inside the delivery pipe into a gas phase part 20 and a liquid phase part 10. That is, the pump module 100 provides a transport pressure for transporting the liquid portion 10 to the piping module 200.
  • the pump module 100 is preferably provided at a predetermined interval in the delivery pipe of the piping module 200 to pressurize the fluid in each section to secure the flow rate.
  • the pump module 100 may include a pump pressure sensor unit 110 that detects the stroke period of the pump and converts the detected stroke period into a voltage signal.
  • the piping module 200 is wound around a coil 206 (see FIG. 3) for applying electromagnetic waves to the liquid phase part 10, and includes a plurality of delivery pipes 205.
  • the coil 206 is formed of a conductive material such as copper, and is wound in the flow direction of the liquid portion 10 to the delivery pipe 205 in consideration of Faraday's right-right law.
  • the delivery pipe 205 is connected to a plurality of delivery pipes 205 in consideration of long-distance transportation of dredged soil, in order to efficiently transport dredged soil, the diameter of the delivery pipe 205 is preferably 0.5m, the diameter of the dredged soil It is obvious that it can be changed depending on the quantity and construction period.
  • the piping module 200 grasps the flow rate and waveform of the liquid portion 10 to be transported in the delivery pipe 205, the voltage and the waveform of the identified liquid portion 10 voltage It may include a pipe pressure sensor unit 210 to convert to a signal.
  • the pipe pressure sensor unit 210 may be a first pressure sensor 210a and a second pressure sensor 210b spaced apart from each other in the delivery pipe 205.
  • the database 400 stores flow information on flow rates and waveforms according to physical properties of the liquid phase part 10.
  • the database 400 is preferably a user can update, add, change or delete the flow information of the liquid phase 10 is stored by wired or wireless connection.
  • the control module 300 communicates with the pipe module 200, the pump module 100 and the database 400 in a wired or wireless manner, and the flow waveform of the liquid phase portion 10 is transported in the delivery pipe (205) A current of a matching waveform is applied to the coil 206 (see FIG. 3).
  • control module 300 according to an embodiment of the present invention, the central operation unit 310, the function generator 320, the pulse generator 330 and the bridge circuit unit 340 Include.
  • the central operation unit 310 compares the flow rate and waveform according to the properties of the liquid phase portion 10 received from the database 400 with the actual flow rate and waveform of the liquid portion 10 to be transported in the delivery pipe 205 To generate a flow signal for controlling the transport of the liquid phase 10.
  • the function generator 320 receives a flow signal from the central operation unit 310 and converts the flow signal as a function.
  • the pulse generation unit 330 receives a voltage signal from the pipe pressure sensor unit 210 and receives a function from the function generator 320, and receives the voltage signal received from the pipe pressure sensor unit 210. Convert to pulse signal as a function.
  • the pulse generation unit 330 receives a voltage signal from the pipe pressure sensor unit 210 and detects an amplitude and a period of a pulse of the voltage signal.
  • An integrating circuit unit 332 which receives the amplitude and magnitude of the pulse detected by the pulse detecting unit 331 and converts the pressure waveform energy proportional to the pulse waveform period into a voltage signal, and from the integrating circuit unit 332
  • a PWM generation unit 334 for receiving a voltage signal and generating a PWM cycle pulse according to a pulse waveform period, and a PWM cycle pulse received from the PWM generation unit 334 as a function received from the function generator 320.
  • a pulse generating unit 335 for converting and converting the converted PWM periodic pulses into gate voltages of the bridge circuit unit 340.
  • the bridge circuit unit 340 receives a pulse signal from the pulse generator 330, converts a current supplied from the outside into a current having the pulse signal, and applies it to the coil 206 (see FIG. 3).
  • Dredged soil transport system is a pump module (100) for the liquid phase portion 10 of the plug flows divided into the gas phase portion 20 and the liquid phase portion 10 generated by the pump module (100)
  • the flow rate of the liquid phase part 10 is detected from the stroke detected by the pump pressure sensor part 110 provided at 100, and the liquid phase part which is actually flowing from the pipe pressure sensor part 210 provided in the piping module 200.
  • the waveform and period of (10) are detected and converted into a voltage signal.
  • the control module 300 generates an optimal electromagnetic field for efficient flow with the actual flow information of the liquid portion 10 and the information according to the properties of the liquid portion 10 received from the database 400, and thus the delivery pipe 205.
  • the coil 206 (see FIG. 3) wound on the coil is applied with a special type of waveform that varies depending on the situation.
  • the dredged soil transportation system of the present invention controls the control module 300 and the pumping module, and may further include a state measuring unit 500 for monitoring the flow rate and pressure change of the dredged soil flow in the delivery pipe 205. have.
  • FIG. 7 is a view showing the overall operation flow for the state measurement of the long-range dredged soil transport system using the magnetic field and tornado vortex technology according to an embodiment of the present invention.
  • the state measuring unit 500 may be included in the central operation unit 310 of the control module 300.
  • the state measuring unit 500 may monitor the flow rate and pressure change of the liquid phase 10 flow with the following equation.
  • f is the friction coefficient
  • L is the distance between the first pressure sensor 210a and the second pressure sensor 210b
  • D is the diameter of the delivery pipe 205
  • ⁇ is the density of the liquid portion 10
  • v is the pump The flow rate obtained through the pressure sensor.
  • the state measuring unit 500 measures the pressure change in this manner, the central operation unit 310 may control the pump module 100 and the piping module 200 in consideration of the measured state. That is, the central computing unit 310 may control the stroke of the pump and control the electromagnetic field on the coil 206 (see FIG. 3) wound on the delivery pipe 205.
  • control method of the dredged soil transportation system is as follows.
  • FIG. 8 is a schematic flowchart of a control method of a dredged soil transportation system according to an embodiment of the present invention
  • Figure 9 is a specific flowchart for step S300 of FIG.
  • the pipe module 200 and the liquid phase part 10 of the plugs flowing into the gas phase part 20 and the liquid phase part 10 generated by the pump module 100 flow.
  • the flow velocity and waveform of the liquid phase part 10 transported from the pressure sensors 110, 210a and 210b provided in the pump module 100 are detected (S100).
  • the flow velocity and waveform of the liquid phase portion 10 received from the database 400 are compared with the flow velocity and waveform of the liquid portion 10 detected in the first step.
  • a current having a waveform coinciding with the flow waveform of the liquid phase portion 10 being transported is generated (S300).
  • the generated current is applied to the coil 206 (see FIG. 3) wound around the delivery pipe 205 of the piping module 200 (S400).
  • step S300 is controlled in the following flow.
  • a flow signal for controlling the transport of the liquid phase part 10 is generated based on the actual flow rate and waveform of the liquid phase part 10 (S310).
  • the flow signal is converted into a pulse signal as a function (S330).
  • the present invention first generates a plug flows divided into the gas phase portion 20 and the liquid phase portion 10 generated by the pump module 100, the liquid portion 10 flowing in the actual delivery pipe 205
  • the present invention By detecting the flow rate and waveform of the real time and controlling the dredged soil transportation in comparison with the information according to the properties stored in the database 400, it is possible to efficiently transport the dredged soil with less energy, and by such efficient transportation The durability of can be improved.

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Abstract

본 발명은, 압축공기를 생성하기 위한 펌프를 포함하며, 배송관의 일측면에 연통되어 상기 생성된 압축공기를 상기 배송관 내부로 유입시켜 상기 배송관 내부의 상태를 기상부와 액상부로 나뉘어 유동하는 플러그류를 발생시키는 펌프모듈과, 상기 액상부에 전자기파를 인가하는 코일이 권선되며, 다수 개의 배송관을 포함하는 배관모듈과, 액상부의 물성에 따른 유속 및 파형에 대한 유동 정보가 저장되어 있는 데이터베이스와, 상기 배관모듈, 펌프모듈 및 데이터베이스와 유, 무선으로 통신하며, 상기 배송관 내 운송되는 액상부의 유동 파형과 일치하는 파형의 전류를 상기 코일에 인가하는 제어모듈을 포함하는 준설토 운송 시스템을 제공한다.

Description

자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법
본 발명은 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이며, 구체적으로 플러그류를 생성하고, 전자기장을 이용하여 준설토 운송 압력을 감소시켜서 준설토 이송 효율이 증가될 수 있는 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
준설토는 건설현장에서 필요한 흙, 모래를 확보하기 위해 하천이나 바다에 퇴적된 토양으로서, 하천의 준설토는 양질이지만 제한된 량과 준설시 하천오염 또는 생태계 파괴의 우려로 인해, 바다에서 준설토를 채취하는 기술이 주목되고 있다.
이러한 준설토를 채취하여 목적지까지 운송하는 방법은 크게 배송관을 이용한 운송방법, 컨베이어(conveyor)를 이용한 운송방법 및 덤프트럭을 이용한 운송방법으로 대별될 수 있다.
여기서, 컨베이어를 이용한 운송방법은 준설토의 원거리 운송에 적합한 면이 있으나, 운송 장비 및 설치 가격이 고가이고, 유지, 보수가 용이하지 않는 단점이 있다.
덤프트럭을 이용하는 방법이 주로 많이 이용되지만, 장거리 운반거리가 요구되면 운반시 소음, 분진 등을 유발하고 경제적으로 유리하지 않다.
현재 펌프를 이용한 운송방법이 보편적으로 이용되고 있으나, 현재 준설토를 30Km 이상 장거리 운반하는 경우에는 기술적으로 해결해야 할 많은 문제점이 존재하고 있다.
이러한 준설토의 장거리 운반시 부스터(booster) 선을 이용한 중계 펌프방식, 사이펀(siphon) 원리를 이용한 운송방식 등이 고려되고 있으나, 이러한 장치를 설치하는 방식들 또한 준설 비용이 증가되는 문제점이 있다.
구체적으로, 준설토의 장거리 운반시 많은 스테이션, 즉, 운송 중간 중간에 유체를 가압하여 유속을 확보하는 장소마다 고성능 펌프를 요하기 때문에 펌프의 설치비용 및 펌프에 사용할 연료비가 기하 급수적으로 증가한다.
또한, 배송관 내의 압력이 고압이므로 배사관의 자재비 및 부설 비용이 크게 증가한다. 현재 통용되고 있는 배송관은 주철관으로서, 이는 고압에 효율적이지 못하기 때문이다.
또한, 고압이 요구되므로, 펌프를 포함한 부설 기계장치의 손상이나 배송관의 마모에 따른 교체주기가 빨라지므로, 제반 비용이 증가한다.
또한, 장거리 운송시 배송관에서 준설토로 인하여 배송관이 막힌 경우, 막힌 배송관의 위치를 찾기가 어렵고, 특히 지면에 매설된 배송관의 경우에는 파공이 생기거나 막혔을 때 수리가 더 곤란해지게 된다.
따라서, 준설토 운송에 대한 효율적인 운송 시스템의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 여러 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 준설토 운송 시 유동 상황을 파악하고, 플러그류를 생성하여 현장 상황에 맞는 파형을 가지는 전자기장을 배송관에 인가함으로써, 배송관 내 준설토의 유동 흐름에 대한 저항력을 감소시켜 효율적인 준설토 운송을 도모하는 준설토 운송 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 압축공기를 생성하기 위한 펌프를 포함하며, 배송관의 일측면에 연통되어 상기 생성된 압축공기를 상기 배송관 내부로 유입시켜 상기 배송관 내부의 상태를 기상부와 액상부로 나뉘어 유동하는 플러그류를 발생시키는 펌프모듈과, 상기 액상부에 전자기파를 인가하는 코일이 권선되며, 다수 개의 배송관을 포함하는 배관모듈과, 액상부의 물성에 따른 유속 및 파형에 대한 유동 정보가 저장되어 있는 데이터베이스와, 상기 배관모듈, 펌프모듈 및 데이터베이스와 유, 무선으로 통신하며, 상기 배송관 내 운송되는 액상부의 유동 파형과 일치하는 파형의 전류를 상기 코일에 인가하는 제어모듈을 포함하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템을 제공한다.
바람직하게, 상기 펌프모듈은 상기 펌프의 행정주기를 파악하여, 파악된 펌프의 행정주기를 전압신호로 변환시키는 펌프압력센서부를 포함하고, 상기 배관모듈은 배송관 내에서 운송되는 액상부의 유속 및 파형을 파악하여, 파악된 액상부의 유속 및 파형을 전압신호로 변환시키는 배관압력센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 배관압력센서부는 각각의 배송관에 상호 이격되어 설치된 제1 압력센서와 제2 압력센서인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어모듈은 상기 데이터베이스로부터 수신받은 액상부의 물성에 따른 유속 및 파형과, 상기 배송관 내 운송되는 액상부의 실제 유속 및 파형을 비교하여, 액상부의 운송을 제어하기 위한 유동신호를 생성하는 중앙연산부와, 상기 중앙연산부로부터 유동신호를 수신받아, 상기 유동신호를 함수로서 변환하는 함수발생부와, 상기 배관압력센서부로부터 전압신호를 수신받고 상기 함수발생부로부터 함수를 수신받아, 상기 배관압력센서부로부터 수신된 전압신호를 상기 함수로써 펄스신호로 변환하는 펄스생성부와, 상기 펄스생성부로부터 펄스신호를 수신받아, 외부로부터 공급받는 전류를 상기 펄스신호를 가진 전류로 변환하여 상기 코일로 인가하는 브릿지회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 펄스생성부는 상기 배관압력센서부로부터 전압신호를 수신받아, 상기 전압신호의 펄스의 진폭 및 주기를 검출하는 펄스검출유닛과, 상기 펄스검출유닛에서 검출된 펄스의 진폭 및 크기를 수신받아, 펄스 파형 주기에 비례하는 압력 파형 에너지를 전압신호로 변환하는 적분회로유닛과, 상기 적분회로유닛으로부터 전압신호를 수신받아, 펄스 파형 주기에 따른 PWM 주기 펄스를 발생시키는 PWM발생유닛과, 상기 함수발생부로부터 수신받은 함수로써 상기 PWM발생유닛으로부터 수신받은 PWM 주기 펄스를 변환하고, 변환된 PWM 주기 펄스를 상기 브릿지회로부의 게이트전압으로 변형시키는 펄스발생유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 배송관 내의 액상부 유동의 유속 및 압력 변화를 모니터링하기 위한 상태계측유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 상태계측유닛은 다음과 같은 산정식을 가지고 액상부 유동의 유속 및 압력 변화를 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
<산정식>
Figure PCTKR2014004779-appb-I000001
여기서, f는 마찰계수, L은 제1 압력센서와 제2 압력센서 사이의 거리, D는 배송관 직경, ρ는 액상부의 밀도, v는 펌프압력센서를 통해 얻은 유속이다.
바람직하게, 상기 데이터베이스에 저장된 액상부의 유동 정보는 갱신, 추가, 변경 또는 삭제 가능한 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 준설토를 운송하기 위하여 배관모듈, 펌프모듈, 데이터베이스 및 제어모듈을 포함하는 준설토 운송 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 펌프모듈에 의해 생성된 기상부와 액상부로 나뉘어 유동하는 플러그류의 액상부에 대하여, 상기 배관모듈 및 펌프모듈에 구비된 압력센서로써 상기 액상부의 유속 및 파형이 검출되는 제1 단계와, 이 후, 상기 제1 단계에서 검출된 액상부의 유속 및 파형과 상기 데이터베이스로부터 액상부 물성에 따른 유속 및 파형이 제어모듈에 수신되는 제2 단계와, 이 후, 상기 데이터베이스로부터 수신된 액상부 물성에 따른 유속 및 파형과 상기 제1 단계에서 검출된 액상부의 유속 및 파형을 비교하여, 상기 배송관 내 운송되는 액상부의 유동 파형과 일치하는 파형의 전류가 생성되는 제3 단계와, 이 후, 상기 생성된 전류를 상기 배관모듈의 배송관에 권선된 코일에 인가하는 제4 단계를 포함하는 준설토 운송 시스템 제어방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 제3 단계는 상기 제1 단계에서 검출된 액상부의 실제 유속 및 파형을 기초로 액상부 운송을 제어하기 위한 유동신호가 생성되는 제3-1단계와, 이 후, 상기 데이터베이스로부터 수신받은 액상부의 물성에 따른 유속 및 파형을 기초로 함수가 생성되는 제3-2 단계와, 이 후, 상기 함수로써 유동신호가 펄스신호로 변환되는 제3-3 단계와, 이 후, 외부로부터 공급받는 전류가 상기 펄스신호를 가진 전류로 변환되는 제3-4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 준설토의 장거리 운송시 비교적 작은 규모의 펌프 용량으로 운송할 수 있어, 운송 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 배송관 내의 운송 압력이 비교적 낮은 환경에서 운송할 수 있기 때문에, 배송관 교체주기가 길어지고, 압력 강하에 따른 각종 준설 기기들의 손상을 저감시킬 수 있다.
따라서, 준설토 운송 시스템의 전반적인 비용이 절감되는 효과가 있다.
도 1은 배송관 내의 준설토의 유동을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 유체 혼합물의 물성에 따른 파형의 개략적인 형태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 준설토 운송 시스템으로 인한 준설토 유동의 변화를 개략적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 준설토 운송 시스템을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템의 제어모듈을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템의 전자기장 인가를 위한 전체적인 동작 흐름을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템의 상태계측을 위한 전체적인 동작 흐름을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템의 제어방법에 대한 개략적인 플로우차트.
도 9는 도 8의 단계 S300에 대한 구체적인 플로우차트.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 배송관 내의 준설토의 유동을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 유체 혼합물의 물성에 따른 파형의 개략적인 형태를 도시한 도면이며, 도 3은 준설토의 유속 대비 파형 변화의 개략적인 형태를 도시한 도면이다.
배송관 내 유동에서 점성의 지배를 받는 뉴턴 유체는 배송관의 벽면에서 점성이 지배적인 힘이 되고, 배송관의 중심으로 갈수록 관성력이 지배적인 힘이 된다. 이 때, 유속은 배송관의 반경에 따른 함수로 발달하게 된다.
그러나, 준설토의 경우 뉴턴 유체가 아닌 비뉴턴 유체의 거동을 보이며, 이 경우, 유체의 점성과 함께 유동 흐름을 형성하기 위한 항복응력이 중요한 요소가 된다.
도 2는 이러한 뉴턴 유체에서 비뉴턴 유체의 파형 변화를 도시하며, (a)는 점도가 낮은 순수한 물의 파형, (c)는 준설토 또는 모르타르의 파형, (b)는 (a)와 (c)의 중간의 점성을 가지는 유체의 파형, (d)는 콘크리트와 같은 고점도 유체의 파형을 나타낸다.
이러한 항복응력과 점성의 작용으로 인해 유동에 있어서 유속의 형태는 뉴턴 유체와는 다른 형태를 띄게 되며, 특히 준설토와 같은 혼합물의 경우 그 유속특성은 도 1과 같은 형태로 나타나게 된다.
도 1을 참조하면, 배송관의 내표면은 점성의 영향으로 인하여 유동이 발생하는 미끄럼층이나 윤활층(slip layer zone)이 존재하게 되며, 배송관의 중심층으로 갈수록 강체 거동과 유사한 유속형태를 나타낸다(Plug flow zone).
준설토와 같은 혼합물의 경우 관성과 점성의 영향으로 인하여 압력이 가해져 유동할 경우, 질량이 큰 성분들은 배송관의 중심으로 유동하게 되고 배송관 표면의 윤활층에는 물과 진흙 등 비교적 질량이 작은 입자들이 유동하게 된다.
이러한 유동 특성으로 인해 배송관에서의 마찰은 크게 3 부분으로 작용하게 된다. 배송관과 유체의 마찰과, 혼합층에서의 점성 마찰과, 윤활층과 중심층의 마찰로 이루어지며, 이러한 마찰들을 제어하게 되면 배송관의 마찰을 전체적으로 감소시킬 수 있다.
이러한, 배송관 내의 마찰력을 감소시킬 수 있는 방법은, 상기 윤활층의 유속을 증가시키거나, 상기 윤활층 형성 성분의 점도를 저하시키거나, 또는 상기 윤활층의 두께를 증가시키는 것을 고려할 수 있다.
배송관의 마찰을 감소시킬 경우 배송관 내에서 유체의 압력강하량을 줄여서 유동 속도가 증가될 수 있고, 이러한 압력강하량 감소에 따른 유동 속도 증가로 인하여 압송을 위한 압력을 발생시키는 동력 소모를 줄일 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템으로 인한 준설토 유동의 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명은 배송관(205) 내에 펌프모듈(100)로써 압축공기를 주입하여 유체에 액상부(10)와 기상부(20)로 나뉘어 유동하는 플러그류(Plug Flow)를 형성시킨 뒤, 전자기장(206)을 배송관(205)에 인가하여 상기 플러그 형태의 유체에 토네이도를 형성시킴으로써 유동 마찰 저항력을 감소시켜 준설토의 유동을 제어하는 것이다.
즉, 본 발명에서 가장 중요한 핵심 기술은 다음과 같다.
일반적인 압축공기를 이용한 운송방법은 물을 부가하면서 운송해야 하는 불편함이 있으나, 본 발명에서는 플러그류(Plug-Flow)를 생성하여 기상부와 액상부로 배송관 내의 환경을 조성하고, 상기 액상부에 전자기장을 인가하여 토네이도를 생성한다.
즉, 본 발명은 단순히 전자기장을 인가하는 것이 아니라, 운송되는 유체를 액상부(10)와 기상부(20)로 나누어 윤활층에 유체 필름(fluid film)을 형성하여 유동 가이드 라인을 생성할 수 있다. 또한, 상기 액상부(10)의 성분과 유동파라미터(유량/유속, 압력)등의 정보를 적용한 전자기파를 발생시켜 액상부가 토네이도 형태로 발현되어 유체 마찰력이 현저하게 감소되어 준설토가 이송될 수 있도록 하는 제어 기술이다.
이러한 본 발명의 준설토 운송 시스템에 의한 준설토 유동은 액상부(10)의 유동 상황에 따라 적절한 전자기장이 인가되어, 도 3의 맨 오른쪽의 파형과 같은 토네이도 유동(tornado flow)이 생기게 되는 것이다.
따라서, 이러한 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템을 상세하게 설명하자면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템을 개략적으로 도시한 도면, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템의 제어모듈(300)을 개략적으로 도시한 도면, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템의 전자기장 인가를 위한 전체적인 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 준설토 운송 시스템은 크게, 펌프모듈(100), 배관모듈(200), 제어모듈(300), 데이터베이스(400) 및 상태계측유닛(500)을 포함한다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 펌프모듈(100)은 압축공기를 생성하기 위한 펌프(미도시)를 포함하며, 배송관의 일측면에 연통되어 상기 생성된 압축공기를 상기 배송관 내부로 유입시켜 상기 배송관 내부의 상태를 기상부(20)와 액상부(10)로 나뉘어 유동하는 플러그류를 발생시킨다. 즉, 상기 펌프모듈(100)은 상기 배관모듈(200)에 액상부(10) 운송을 위한 운송압력을 제공한다. 이러한 펌프모듈(100)은 배관모듈(200)의 배송관에 소정간격으로 구비되어 각 구간에서 유체를 가압하여 유속을 확보하는 것이 바람직하다.
또한, 도 7을 참조하면, 상기 펌프모듈(100)은 펌프의 행정주기를 파악하여, 파악된 펌프의 행정주기를 전압신호로 변환시키는 펌프압력센서부(110)를 포함할 수 있다.
상기 배관모듈(200)은 상기 액상부(10)에 전자기파를 인가하는 코일(206, 도 3 참조)이 권선되며, 다수 개의 배송관(205)을 포함한다.
구체적으로, 상기 코일(206)은 구리와 같은 도전성 재질로 형성되며, 패러데이의 오른속 법칙을 고려하여 배송관(205)에 액상부(10)의 유동 방향으로 권선된다.
상기 배송관(205)은 준설토의 장거리 운송을 고려하여 다수의 배송관(205)이 연결되어 있으며, 효율적인 준설토 운송을 위해서는 배송관(205)의 직경이 0.5m인 것이 바람직하나, 그 직경은 준설토량과 공사기간 등에 따라 변경될 수 있음은 자명하다.
또한, 도 7을 참조하면, 상기 배관모듈(200)은 배송관(205) 내에서 운송되는 액상부(10)의 유속 및 파형을 파악하여, 파악된 액상부(10)의 유속 및 파형을 전압 신호로 변환시키는 배관압력센서부(210)를 포함할 수 있다. 이러한 배관압력센서부(210)는 각각의 배송관(205)에 상호 이격되어 설치된 제1 압력센서(210a)와 제2 압력센서(210b)일 수 있다.
상기 데이터베이스(400)는 액상부(10)의 물성에 따른 유속 및 파형에 대한 유동 정보가 저장되어 있다. 이러한 데이터베이스(400)는 사용자가 유선 또는 무선으로 접속하여 저장된 액상부(10)의 유동 정보를 갱신, 추가, 변경 또는 삭제 가능한 것이 바람직하다.
상기 제어모듈(300)은 상기 배관모듈(200), 펌프모듈(100) 및 데이터베이스(400)와 유, 무선으로 통신하며, 상기 배송관(205) 내 운송되는 액상부(10)의 유동 파형과 일치하는 파형의 전류를 상기 코일(206, 도 3 참조)에 인가한다.
구체적으로, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제어모듈(300)은, 중앙연산부(310), 함수발생부(320), 펄스생성부(330) 및 브릿지회로부(340)를 포함한다.
상기 중앙연산부(310)는 상기 데이터베이스(400)로부터 수신받은 액상부(10)의 물성에 따른 유속 및 파형과, 상기 배송관(205) 내 운송되는 액상부(10)의 실제 유속 및 파형을 비교하여, 액상부(10) 운송을 제어하기 위한 유동신호를 생성한다.
상기 함수발생부(320)는 상기 중앙연산부(310)로부터 유동신호를 수신받아, 상기 유동신호를 함수로서 변환한다.
상기 펄스생성부(330)는 상기 배관압력센서부(210)로부터 전압신호를 수신받고 상기 함수발생부(320)로부터 함수를 수신받아, 상기 배관압력센서부(210)로부터 수신된 전압신호를 상기 함수로써 펄스신호로 변환한다.
구체적으로, 도 6을 참조하면, 상기 펄스생성부(330)는 상기 배관압력센서부(210)로부터 전압신호를 수신받아 상기 전압신호의 펄스의 진폭 및 주기를 검출하는 펄스검출유닛(331)과, 상기 펄스검출유닛(331)에서 검출된 펄스의 진폭 및 크기를 수신받아 펄스 파형 주기에 비례하는 압력 파형 에너지를 전압신호로 변환하는 적분회로유닛(332)과, 상기 적분회로유닛(332)으로부터 전압신호를 수신받아 펄스 파형 주기에 따른 PWM 주기 펄스를 발생시키는 PWM발생유닛(334)과, 상기 함수발생부(320)로부터 수신받은 함수로써 상기 PWM발생유닛(334)으로부터 수신받은 PWM 주기 펄스를 변환하고 변환된 PWM 주기 펄스를 상기 브릿지회로부(340)의 게이트전압으로 변형시키는 펄스발생유닛(335)을 포함한다.
상기 브릿지회로부(340)는 상기 펄스생성부(330)로부터 펄스신호를 수신받아, 외부로부터 공급받는 전류를 상기 펄스신호를 가진 전류로 변환하여 상기 코일(206, 도 3 참조)로 인가한다.
도 7을 참조하여 이러한 본 발명의 일실시예에 따른 준설토 운송시스템의 동작을 살펴보자면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에 따른 준설토 운송 시스템은 펌프모듈(100)에 의해 생성된 기상부(20)와 액상부(10)로 나뉘어 유동하는 플러그류의 액상부(10)에 대하여, 펌프모듈(100)에 구비된 펌프압력센서부(110)로 검출된 행정주기로부터 액상부(10)의 유속을 파악하고, 배관모듈(200)에 구비된 배관압력센서부(210)로부터 실제 유동 중인 액상부(10)의 파형 및 주기를 검출하여 전압신호로 변환한다.
제어모듈(300)에서는 이러한 액상부(10)의 실제 유동 정보와 데이터베이스(400)로부터 수신받은 액상부(10) 물성에 따른 정보를 가지고 효율적인 유동을 위한 최적의 전자기장을 생성하여 배송관(205)에 권선된 코일(206, 도 3 참조)에 상황에 따라 가변하는 특수한 형태의 파형을 인가하게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 준설토 운송 시스템은 제어모듈(300)과 펌핑모듈을 제어하며, 상기 배송관(205) 내의 준설토 유동의 유속 및 압력 변화를 모니터링하기 위한 상태계측유닛(500)을 더 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템의 상태계측을 위한 전체적인 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 상태계측유닛(500)은 제어모듈(300)의 중앙연산부(310)에 포함될 수 있다.
이러한 상태계측유닛(500)은 다음과 같은 산정식을 가지고 액상부(10) 유동의 유속 및 압력 변화를 모니터링할 수 있다.
<산정식>
Figure PCTKR2014004779-appb-I000002
여기서, f는 마찰계수, L은 제1 압력센서(210a)와 제2 압력센서(210b) 사이의 거리, D는 배송관(205) 직경, ρ는 액상부(10)의 밀도, v는 펌프압력센서를 통해 얻은 유속이다.
상기 상태계측유닛(500)은 이러한 방식으로 압력변화를 계측하며, 중앙연산부(310)는 계측된 상태를 고려하여 상기 펌프모듈(100)과 배관모듈(200)을 제어할 수 있다. 즉, 중앙연산부(310)는 펌프의 행정을 제어하고, 배송관(205)에 권선된 코일(206, 도 3 참조)에 전자기장을 제어할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 일실시예에 따른 준설토 운송 시스템의 제어방법은 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 준설토 운송 시스템의 제어방법에 대한 개략적인 플로우차트이며, 도 9는 도 8의 단계 S300에 대한 구체적인 플로우차트.
도 9를 참조하면, 먼저 상기 펌프모듈(100)에 의해 생성된 기상부(20)와 액상부(10)로 나뉘어 유동하는 플러그류의 액상부(10)에 대하여, 상기 배관모듈(200) 및 펌프모듈(100)에 구비된 압력센서(110, 210a, 210b)로부터 운송되는 액상부(10)의 유속 및 파형이 검출된다(S100).
이 후, 상기 제1 단계에서 검출된 액상부(10)의 유속 및 파형과 상기 데이터베이스(400)로부터 액상부(10) 물성에 따른 유속 및 파형이 제어모듈(300)에 수신된다(S200).
이 후, 상기 데이터베이스(400)로부터 수신된 액상부(10) 물성에 따른 유속 및 파형과 상기 제1 단계에서 검출된 액상부(10)의 유속 및 파형을 비교하여, 상기 배송관(205) 내 운송되는 액상부(10)의 유동 파형과 일치하는 파형의 전류가 생성된다(S300).
이 후, 상기 생성된 전류는 상기 배관모듈(200)의 배송관(205)에 권선된 코일(206, 도 3 참조)에 인가된다(S400).
구체적으로, 상기 단계 S300은 다음과 같은 흐름으로 제어된다.
액상부(10)의 실제 유속 및 파형을 기초로 액상부(10) 운송을 제어하기 위한 유동신호가 생성된다(S310).
이 후, 상기 데이터베이스(400)로부터 수신받은 액상부(10)의 물성에 따른 유속 및 파형을 기초로 함수가 생성된다(S320).
이 후, 상기 함수로써 유동신호가 펄스신호로 변환된다(S330).
이 후, 외부로부터 공급받는 전류가 상기 펄스신호를 가진 전류로 변환된다(S340).
요컨대, 본 발명은 먼저 상기 펌프모듈(100)에 의해 생성된 기상부(20)와 액상부(10)로 나뉘어 유동하는 플러그류를 생성하고, 실제 배송관(205)에서 유동하는 액상부(10)의 유속 및 파형을 실시간으로 검출하고, 데이터베이스(400)에 저장된 물성에 따른 정보와 비교하여 준설토 운송을 제어함으로써, 적은 에너지를 가지고 준설토를 효율적으로 운송할 수 있으며, 이러한 효율적인 운송에 의해 부대시설의 내구성이 향상될 수 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (10)

  1. 압축공기를 생성하기 위한 펌프를 포함하며, 배송관의 일측면에 연통되어 상기 생성된 압축공기를 상기 배송관 내부로 유입시켜 상기 배송관 내부의 상태를 기상부와 액상부로 나뉘어 유동하는 플러그류를 발생시키는 펌프모듈;
    상기 액상부에 전자기파를 인가하는 코일이 권선되며, 다수 개의 배송관을 포함하는 배관모듈;
    액상부의 물성에 따른 유속 및 파형에 대한 유동 정보가 저장되어 있는 데이터베이스; 및
    상기 배관모듈, 펌프모듈 및 데이터베이스와 유, 무선으로 통신하며, 상기 배송관 내 운송되는 액상부의 유동 파형과 일치하는 파형의 전류를 상기 코일에 인가하는 제어모듈;을 포함하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펌프모듈은 상기 펌프의 행정주기를 파악하여, 파악된 펌프의 행정주기를 전압신호로 변환시키는 펌프압력센서부를 포함하고,
    상기 배관모듈은 배송관 내에서 운송되는 액상부의 유속 및 파형을 파악하여, 파악된 액상부의 유속 및 파형을 전압신호로 변환시키는 배관압력센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배관압력센서부는,
    각각의 배송관에 상호 이격되어 설치된 제1 압력센서와 제2 압력센서인 것을 특징으로 하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 데이터베이스로부터 수신받은 액상부의 물성에 따른 유속 및 파형과, 상기 배송관 내 운송되는 액상부의 실제 유속 및 파형을 비교하여, 액상부의 운송을 제어하기 위한 유동신호를 생성하는 중앙연산부;
    상기 중앙연산부로부터 유동신호를 수신받아, 상기 유동신호를 함수로서 변환하는 함수발생부;
    상기 배관압력센서부로부터 전압신호를 수신받고 상기 함수발생부로부터 함수를 수신받아, 상기 배관압력센서부로부터 수신된 전압신호를 상기 함수로써 펄스신호로 변환하는 펄스생성부; 및
    상기 펄스생성부로부터 펄스신호를 수신받아, 외부로부터 공급받는 전류를 상기 펄스신호를 가진 전류로 변환하여 상기 코일로 인가하는 브릿지회로부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 펄스생성부는,
    상기 배관압력센서부로부터 전압신호를 수신받아, 상기 전압신호의 펄스의 진폭 및 주기를 검출하는 펄스검출유닛;
    상기 펄스검출유닛에서 검출된 펄스의 진폭 및 크기를 수신받아, 펄스 파형 주기에 비례하는 압력 파형 에너지를 전압신호로 변환하는 적분회로유닛;
    상기 적분회로유닛으로부터 전압신호를 수신받아, 펄스 파형 주기에 따른 PWM 주기 펄스를 발생시키는 PWM발생유닛; 및
    상기 함수발생부로부터 수신받은 함수로써 상기 PWM발생유닛으로부터 수신받은 PWM 주기 펄스를 변환하고, 변환된 PWM 주기 펄스를 상기 브릿지회로부의 게이트전압으로 변형시키는 펄스발생유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 배송관 내의 액상부 유동의 유속 및 압력 변화를 모니터링하기 위한 상태계측유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상태계측유닛은 다음과 같은 산정식을 가지고 액상부 유동의 유속 및 압력 변화를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템.
    <산정식>
    Figure PCTKR2014004779-appb-I000003
    여기서, f는 마찰계수, L은 제1 압력센서와 제2 압력센서 사이의 거리, D는 배송관 직경, ρ는 액상부의 밀도, v는 펌프압력센서를 통해 얻은 유속이다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 데이터베이스에 저장된 액상부의 유동 정보는 갱신, 추가, 변경 또는 삭제 가능한 것을 특징으로 하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템.
  9. 준설토를 운송하기 위하여 배관모듈, 펌프모듈, 데이터베이스 및 제어모듈을 포함하는 준설토 운송 시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 펌프모듈에 의해 생성된 기상부와 액상부로 나뉘어 유동하는 플러그류의 액상부에 대하여, 상기 배관모듈 및 펌프모듈에 구비된 압력센서로써 상기 액상부의 유속 및 파형이 검출되는 제1 단계;
    이 후, 상기 제1 단계에서 검출된 액상부의 유속 및 파형과 상기 데이터베이스로부터 액상부 물성에 따른 유속 및 파형이 제어모듈에 수신되는 제2 단계;
    이 후, 상기 데이터베이스로부터 수신된 액상부 물성에 따른 유속 및 파형과 상기 제1 단계에서 검출된 액상부의 유속 및 파형을 비교하여, 상기 배송관 내 운송되는 액상부의 유동 파형과 일치하는 파형의 전류가 생성되는 제3 단계;
    이 후, 상기 생성된 전류를 상기 배관모듈의 배송관에 권선된 코일에 인가하는 제4 단계;를 포함하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 제1 단계에서 검출된 액상부의 실제 유속 및 파형을 기초로 액상부 운송을 제어하기 위한 유동신호가 생성되는 제3-1단계;
    이 후, 상기 데이터베이스로부터 수신받은 액상부의 물성에 따른 유속 및 파형을 기초로 함수가 생성되는 제3-2 단계;
    이 후, 상기 함수로써 유동신호가 펄스신호로 변환되는 제3-3 단계;
    이 후, 외부로부터 공급받는 전류가 상기 펄스신호를 가진 전류로 변환되는 제3-4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장과 토네이도 와류 기술을 이용한 장거리 준설토 운송 시스템 제어방법.
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