KR100439179B1 - 지하 매설물 탐지용 자성체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이방성 페라이트 마그네트의 상면에 강자성체를 접합하여 지표층을 향하는 자기력선의 자속밀도를 증가시킴으로써, 탐지 가능한 매설물의 매설 깊이 및 탐지 정확도를 향상시킬 수 있도록 한 지하매설물 탐지용 자성체에 관한 것으로, 본 발명의 지하매설물 탐지용 자성체는, 이방성 페라이트 마그네트; 상기 이방성 페라이트 마그네트의 상면에 상기 이방성 페라이트 마그네트의 두께보다 더 얇은 두께로 형성되어 접합되며, 강자성 금속으로 이루어져 상기 이방성 페라이트 마그네트로부터 나오는 자력선을 연장시키는 강자성체; 및 상기 이방성 페라이트 마그네트 및 상기 강자성체의 외면을 감싸 보호하는 보호외피를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 지하에 매설된 여러 가지 시설물에 소정 간격으로 부착되어 그 위치 및 깊이를 측정하기 위한 자성체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영구자석인 이방성 페라이트 마그네트(ferrite magnet)의 상면에 강자성체를 접합하여 감지 가능한 자기장의 범위를 증가시킨 지하매설물 탐지용 자성체에 관한 것이다.
도시화가 급속하게 진행되면서 일상생활 및 산업에 필수적인 전기, 통신, 상하수도 등의 기반시설에 대한 수요와 공급이 급속하게 증가되고 있으며, 이에 따라, 상하수도관, 도시가스 공급관, 전기 및 통신선로 등과 같은 연결설비의 설치도 급증하고 있는 추세에 있다. 이러한 연결설비들은 미관, 설비 보호 또는 공간의 효율적 이용 등의 목적을 위해 지중에 매립되는 것이 일반적인데, 지하에 매립된 연결설비의 경우에는 그 매립위치 및 깊이에 대한 정확한 정보가 갖추어지지 않은 경우가 많으며, 시각을 통해 그 위치나 상태를 파악하기가 어렵기 때문에, 시설물의 유지관리에 어려움이 있었다. 또한, 새로운 시설물을 설치하거나 건축물을 시공할 때, 기존에 매설된 시설물의 위치를 정확히 파악하지 못하여 공사에 소요되는 시간 및 물적 비용이 증가되기도 하며, 공사 중에 기존 시설물을 파괴하는 경우에는 시설물 파괴로 인한 경제적 손실 뿐 아니라 작업자의 안전에도 큰 위험요소가 된다.
따라서 지중에 매설된 각종 설비들의 위치를 파악하기 위해 여러 가지 탐지방법이 사용되고 있는데, 일반적으로 사용되고 있는 지하 매설물 탐지방법으로는 레이더 탐사법, 전자유도 탐사법, 음파 탐사법 등이 있으며, 최근에는 매설물에 영구자석을 부착하고, 지표면에서 그 자기장을 측정하여 매설된 배관의 위치를 파악하는 방법이 제시된 바 있다.
상기한 영구자석을 이용한 매설물 탐지방법에 이용되는 종래기술의 매설물 탐지용 자성체가 도1에 도시되어 있으며, 그 사용상태가 도2에 도시되어 있다.
즉, 도1에 도시된 바와 같이, 종래의 매설물 탐지용 자성체는 소정 두께를 갖는 원판 형태의 영구자석(101)의 외면에 부식방지를 위한 코팅(coating)재(102)를 입힌 것으로, 도2에 도시된 바와 같이, 지층(110)에 매립된 배관(120)의 외주면에 지표면을 향하도록 소정 간격으로 부착된다.
상기와 같이 매설물에 자성체를 설치한 후에, 상기 영구자석(101)에 의해 형성된 소정 크기의 자기장을 감지하여 전기신호로 변환해 주는 자기 센서, 자기 센서로부터 전달된 전기신호를 증폭 및 필터링(filtering) 해주는 신호처리 장치 및 신호 처리된 신호를 분석하여 매설 배관의 위치를 계산하는 컴퓨터를 사용하여 지중 매설물의 위치 및 매설 깊이를 측정할 수 있다.
그런데 상기한 바와 같은 종래의 매설물 탐지용 자성체는 영구자석의 안정된 자기장을 이용하여 배관의 위치를 측정하므로, 자기장의 형성을 위한 별도의 전원이 필요 없고, 자계와 무관한 소음이나 진동, 습도 등의 환경에 영향을 받지 않는 장점이 있으나, 지표층까지 도달하는 자력선의 자속밀도가 낮아 소정 깊이(대략 1.5 m) 이상의 지층에 매설된 매설물에 대해서는 그 탐지 효율이 급격하게 떨어지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이방성 페라이트 마그네트의 상면에 강자성체를 접합하여 지표층까지 도달하는 자기력선의 자속밀도를 증가시킴으로써 탐지 가능한 매설물의 매설 깊이 및 탐지 정확도를 향상시킬 수 있도록 한 지하 매설물 탐지용 자성체를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
도1은 종래의 지하 매설물 탐지용 자성체의 사시도이다.
도2는 종래의 지하 매설물 탐지용 자성체의 사용상태를 도시한 상태도이다.
도3a는 본 발명에 따른 지하매설물 탐지용 자성체의 일실시예 구성을 도시한 사시도이다.
도3b는 도3a에 도시된 본 발명의 지하 매설물 탐지용 자성체의 측단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 지하매설물 탐지용 자성체의 사용상태를 도시한 상태도이다.
도5는 본 발명에 따른 지하매설물 탐지용 자성체의 다른 실시예 구성을 도시한 사시도이다.
도6은 본 발명에 따른 지하 매설물 탐지용 자성체의 또 다른 실시예 구성을 도시한 사시도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
210 : 강자성체(고투자율 자성체) 220 : 이방성 페라이트 마그네트
230 : 보호외피(PE. NAROL)
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 지하 매설물 자성체는, 이방성 페라이트 마그네트와, 상기 이방성 페라이트 마그네트의 상면에 상기 이방성 페라이트 마그네트의 두께보다 더 얇은 두께로 형성되어 접합되며, 강자성 금속으로 이루어져 상기 이방성 페라이트 마그네트로부터 나오는 자력선을 연장시키는 강자성체 및 상기 이방성 페라이트 마그네트 및 상기 강자성체의 외면을 감싸 보호하는 보호외피를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 지하 매설물 탐지용 자성체에 있어서, 상기 이방성 페라이트 마그네트 및 강자성체의 표면이 부식방지를 위해 도금 처리되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 지하 매설물 탐지용 자성체에 있어서, 상기 보호외피는 수지 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 지하 매설물 탐지용 자성체에 있어서, 상기 보호외피의 저면이 원형관로의 표면에 밀착될 수 있도록 곡면으로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 지하 매설물 탐지용 자성체에 있어서, 상기 이방성 페라이트 마그네트는 상면의 직경이 저면의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 지하 매설물 탐지용 자성체에 있어서, 상기 강자성체는 상면의 직경이 저면의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 지하 매설물 탐지용 자성체에 있어서, 상기 강자성체의 두께는 5 내지 12mm인 것이 바람직하다.이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
도3a는 본 발명에 따른 지하 매설물 탐지용 자성체의 일실시예 구성을 도시한 사시도이고, 도3b는 그 측단면도이다.
본 발명의 지하 매설물 탐지용 자성체는 도3a 및 도3b에 도시된 바와 같이, 소정 두께를 갖는 원판형의 이방성 페라이트 마그네트(220)와; 상기 이방성 페라이트 마그네트(220)의 상면에 접합되며, 상기 이방성 페라이트 마그네트(220)와 동일한 직경의 원판 형태로 이루어진 강자성체(210)와; 상기 이방성 페라이트 마그네트(220) 및 강자성체(210)를 감싸도록 그 외면에 점착되며, 수지 재질로 이루어진 보호 외피(230)로 구성된다.
본 실시예에서 상기 강자성체(210)는 상기 이방성 페라이트 마그네트(220)로부터 상측을 향하는 자기력선을 상측으로 더 연장시키기 위한 것으로, 철, 니켈 등과 같은 강자성 금속으로 이루어진다.
또한, 상기 보호 외피(230)는 외부의 충격 및 압력과 수분으로부터 상기 이방성 페라이트 마그네트(220) 및 강자성체(210)를 보호하기 위한 것으로, 온도에 따른 성질 변화가 적고, 내구성 및 방수성이 우수한 ABS 수지 등과 같은 플라스틱 재질로 이루어지며, 매설된 원형관의 외주면에 밀착될 수 있도록 그 저면이 소정 곡율을 갖는 곡면으로 이루어진다.
상기한 바와 같은 본 발명의 지하매설물 탐지용 자성체의 각 구성 요소들의 상세 기능 및 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도4는 본 발명의 지하매설물 탐지용 자성체가 매설물에 부착된 상태를 도시한 상태도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 지하매설물 탐지용 자성체는 지층(110)에 매설된 관로(120)의 지표측을 향하는 외주면에 부착되는데, 폴리우레탄 등으로 이루어진 통상의 접착제를 보호 외피(230)의 저면과 관로(120)의 부착면 사이에 포설하여 용이하게 접착될 수 있다. 이에 따라 매립된 관로(120)의 주위에는 상기 이방성 페라이트 마그네트(220)에 의해 화살표 방향으로의 자기장이 형성되며, 상기 강자성체(210)에 의해 지표측을 향하는 자기력선의 궤도가 상하방향으로 길어져 자기센서에 의해 탐지 가능한 범위를 통과하는 자기력선이 증가되므로, 보다 깊이 매립된 매설물을 탐지할 수 있으며, 매설물의 위치를 보다 정확하게 탐지할 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 지하매설물 탐지용 자성체는 상기 이방성 페라이트 마그네트(220) 및 강자성체(210)의 절대적인 직경 및 두께와 그 상대적 비율에 따라 다양한 자기적 특성을 나타내게 되는데, 그에 따른 측정결과를 표1에 나타내었다.
표1에서 Φ는 직경, T는 두께를 나타낸다. 상기 측정에 사용된 매설물 탐지용자성체는 각각 30 mm, 40 mm, 50 mm, 60 mm, 70 mm 의 직경을 갖는 이방성 페라이트 마그네트(220)와 강자성체(210)를 접합하여 제작하였으며, 동일한 직경에 대해 이방성 페라이트 마그네트(220)와 강자성체(210)의 두께비를 다르게 하고, 그에 따른 탐지범위를 동일한 자기감지센서를 사용하여 그 길이 및 각도에 대해 측정하였다.
표1에 나타낸 바와 같이, 상기 이방성 페라이트 마그네트(220)와 강자성체(210)의 직경이 클수록 탐지거리 및 각도가 증가되는 일반적 특성을 나타내며, 동일한 직경일 경우에는 이방성 페라이트 마그네트(220)의 두께가 강자성체(210)의 두께에 비해 두꺼워질수록 탐지거리 및 각도가 증가되는 특성을 보임을 알 수 있다. 특히, 강자성체의 두께는 이방성 페라이트 마그네트의 두께에 좌우된다기 보다는 강자성체 자체의 두께가 일정영역(5-12 mm)에 있을 때 자기력선을 최대한 지표면까지 도달하도록 함을 실험적으로 알 수 있었다.
한편, 전술한 실시예에서는 상기 이방성 페라이트 마그네트 및 강자성체가 소정 두께의 원판형으로 형성된 것으로 설명되었으나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니고, 수직한 축에 대하여 대칭된 형상을 갖는 다양한 입체도형으로 이루어질 수 있다. 즉, 도5에 도시된 바와 같이 이방성 페라이트 마그네트(220)만을 그 상면이 저면보다 좁아지도록 서로 다른 직경으로 이루어지게 할 수도 있고, 도6에 도시한바와 같이 이방성 페라이트 마그네트(220) 및 강자성체(210)가 연속적으로 경사진 형상으로 이루어지게 할 수도 있다. 이러한 경우에는 상기 이방성 페라이트 마그네트(220) 및 강자성체(210)의 경사진 형상에 의해 상측을 향하는 자기력선의 분포가 좀더 수직방향 쪽으로 집중되므로, 동일조건하에서의 탐지가능깊이 및 탐지위치의 정밀도가 보다 증진된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 강자성체에 의해 지표측을 향하는 영구자석의 자기력선의 궤도가 상하방향으로 길어져 자기센서에 의해 탐지 가능한 범위를 통과하는 자기력선이 증가되므로, 보다 깊이 매립된 매설물을 탐지할 수 있으며, 매설물의 위치를 보다 정확하게 탐지할 수 있게 되는 효과가 있다.
Claims (7)
- 이방성 페라이트 마그네트;상기 이방성 페라이트 마그네트의 상면에 상기 이방성 페라이트 마그네트의 두께보다 더 얇은 두께로 형성되어 접합되며, 강자성 금속으로 이루어져 상기 이방성 페라이트 마그네트로부터 나오는 자력선을 연장시키는 강자성체; 및상기 이방성 페라이트 마그네트 및 상기 강자성체의 외면을 감싸 보호하는 보호외피;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하 매설물 탐지용 자성체,
- 제1항에 있어서,상기 이방성 페라이트 마그네트 및 강자성체의 표면이 부식방지를 위해 도금 처리된 것을 특징으로 하는 상기 지하 매설물 탐지용 자성체.
- 제1항에 있어서,상기 보호외피는 수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 지하 매설물 탐지용 자성체.
- 제1항 또는 제3항에 있어서,상기 보호외피의 저면이 원형관로의 표면에 밀착될 수 있도록 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 지하 매설물 탐지용 자성체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 이방성 페라이트 마그네트는 상면의 직경이 저면의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 지하 매설물 탐지용 자성체.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 강자성체는 상면의 직경이 저면의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 지하 매설물 탐지용 자성체.
- 제1항에 있어서,상기 강자성체의 두께는 5 내지 12 mm인 것을 특징으로 하는 상기 지하 매설물 탐지용 자성체,
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