KR100660156B1

KR100660156B1 - Wireless third-party damage monitoring system using gas pipe as wave guide

Info

Publication number: KR100660156B1
Application number: KR1020050129954A
Authority: KR
Inventors: 이성민; 김영근; 조용범; 박승수; 최재붕
Original assignee: 한국가스공사연구개발원
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2006-12-20
Also published as: KR20060003842A

Abstract

본 발명은 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템에 관한 것으로, 가스배관을 도파체로 하여 무선 방식에 의해 타공사를 감시함으로써 시스템의 구성이 간단할 뿐만 아니라 그 설치비용이 저렴하면서도 감시 성능은 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명의 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템은 가스배관과 전기적으로 접촉된 채로 지상으로 인출된 전선이 수납되어 있는 테스트박스; 소정의 주파수 신호를 안테나를 통해 방사하되 안테나가 테스트박스의 전선에 연결되는 신호발생기; 및 굴착장치 단말과 전기적으로 연결된 안테나에 의해 포착된 신호를 처리하여 타공사의 발생 여부를 판단하고, 타공사가 발생한 경우에는 경보를 발생시키는 신호수신기를 포함하여 이루어진다.The present invention relates to a wireless third-party monitoring system using a gas pipe as a waveguide, and to monitor other construction by a wireless method using the gas pipe as a waveguide, not only the configuration of the system is simple but also the installation cost is low and the monitoring performance is low. Its purpose is to improve it. The wireless perforation monitoring system using the gas pipe of the present invention configured as a waveguide according to the present invention comprises: a test box in which wires drawn out to the ground are in electrical contact with the gas pipe; A signal generator for radiating a predetermined frequency signal through an antenna, the antenna being connected to a wire of a test box; And a signal receiver configured to process a signal captured by an antenna electrically connected to the excavation device terminal to determine whether other construction occurs, and to generate an alarm when another construction occurs.

타공사, 가스, 배관, 파이프, 무선, 도파, 경보 Third Party, Gas, Plumbing, Pipe, Wireless, Waveguide, Alarm

Description

가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템{Wireless third-party damage monitoring system using gas pipe as wave guide}Wireless third-party damage monitoring system using gas pipe as wave guide}

도 1 은 종래 기술에 따른 타공사 감시 시스템의 개략적인 블록 구성도.1 is a schematic block diagram of a third-party monitoring system according to the prior art.

도 2 는 도 1 에 도시된 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.2 is a flow chart for explaining the operation of the system shown in FIG.

도 3 은 본 발명의 기술에 따른 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템을 설명하기 위한 개략 단면도.Figure 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a wireless third-party monitoring system having a gas pipe as a wave guide according to the technology of the present invention.

도 4 는 도 3 의 타공사 감시 시스템에 대한 전기적인 블록 구성도.4 is an electrical block diagram of a third-party monitoring system of FIG.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]

10. 가스배관 20, 30. 가속도센서10. Gas piping 20, 30. Acceleration sensor

40. 증폭기/대역여파기 50. 신호처리기40. Amplifier / Band Filter 50. Signal Processor

60. 모뎀 70. 데이터분석처리기60. Modem 70. Data Analysis Processor

80. 모니터 90. 알람80. Monitor 90. Alarm

100. 가스배관 110. 토양100. Gas piping 110. Soil

120, 124, 126. 전선 130. 테스트박스120, 124, 126. Wire 130. Test box

132. 권취릴 140. 신호발생기132. Reel 140. Signal Generator

141. 본체 141a. 배터리141. Main Unit 141a. battery

141b. 신호발생부 141c. 전력증폭부141b. Signal generator 141c. Power amplifier

141d. 이득조절부 142. 안테나 141d. Gain control section 142. Antenna

150. 타격장치 몸체 152. 타격 단말150. Blower body 152. Blower terminal

160. 신호수신기 161. 본체160. Signal Receiver 161. Main Unit

161a. 필터 161b. 신호증폭부161a. Filter 161b. Signal amplifier

161c. 비교부 161d. 경보발생부161c. Comparator 161d. Alarm generator

161e. 배터리 162. 안테나161e. Battery 162. Antenna

163. 영구자석163. Permanent Magnet

본 발명은 가스배관에 대한 타공사 감시 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스배관을 도파체로 하여 무선 방식에 의해 타공사를 용이하게 감시할 수 있도록 한 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a third-party monitoring system for a gas pipe, and more particularly, a wireless third-party monitoring system using a gas pipe as a waveguide to easily monitor another construction by a wireless method using the gas pipe as a waveguide. It is about.

일반적으로 1950년대 이후 편리하고 경제적인 에너지원 수송방법으로 배관을 이용한 수송방법이 크게 각광받고 있으며, 현재 많은 에너지원이 원거리 수송이 용이한 배관을 통해 이루어지고 있다. 이러한 배관 중 천연가스 수송에 사용되는 매설배관은 그 매설범위가 광범위하고 인구 밀집지역에도 설치되는 특징으로 인해 파손으로 인한 가스누출이나 폭발과 같은 대형사고를 유발할 수 있다.In general, since the 1950s, a convenient and economical method of transporting energy sources has been widely used as a transportation method, and many energy sources have been made through piping that is easy to transport remotely. Buried pipelines used for transporting natural gas among these pipes can cause large accidents such as gas leakage or explosion due to breakage due to the wide range of buried pipes and their installation in densely populated areas.

한편, 최근 자료의 분석에 따르면 천연가스 매설배관 손상은 배관 내부 압력변화나 부식을 원인으로 하는 것보다 배관 주변의 토목공사 중 굴착장비 등에 의한 직접적인 타격(이하, "타공사(Third-Party Damage)"라 한다)이 더 큰 위험요소로 작용하고 있는 것으로 분석되고 있는데, 타공사는 배관 파손의 주요 원인일 뿐만 아니라 특히 사고가 발생한 경우에 유발될 수 있는 경제적, 인적 피해규모가 막대하다는 점에서 그 방지대책의 마련이 필수적이라고 할 수 있다.On the other hand, according to the analysis of recent data, natural gas buried pipeline damage is not directly caused by pressure change or corrosion inside the pipe, but is directly affected by drilling equipment during civil works around the pipe (hereinafter referred to as "Third-Party Damage"). Is not only a major cause of pipe breakage, but also prevents it from the enormous amount of economic and human damage that can be caused, especially in the event of an accident. The provision of countermeasures is essential.

따라서, 이를 방지하기 위한 대책의 일환으로 본 출원인은 가스배관에 가해지는 충격을 유/무선데이터 통신망을 이용하여 실시간으로 모니터링하여 이를 감시자가 인식할 수 있도록 표시하거나 위험신호를 발생함으로써 사고발생을 미연에 방 지할 수 있는 가스배관 감시 시스템을 특허출원하여 특허번호 제402685호로 등록(발명의 명칭: 타공사에 의한 매설배관의 실시간 손상감지 모니터링 시스템 및 가스배관의 충격위치 산출방법)한 바 있다.Therefore, as part of the countermeasures to prevent this, the Applicant monitors the impact on the gas pipes in real time using wired / wireless data communication network and displays them so that the monitor can recognize them or generates dangerous signals. Patent application for gas pipe monitoring system that can be prevented by the company and registered under patent number 402685 (name of invention: real-time damage detection monitoring system of buried pipes by other construction and impact location calculation method of gas pipe).

도 1 은 종래 기술에 따른 타공사 감시 시스템의 개략적인 블록 구성도이다.1 is a schematic block diagram of a third-party monitoring system according to the prior art.

도 1 에 도시된 바와 같이 가스배관(10)에 충격이 가해질 경우 충격파는 배관의 가스를 타고 양방향으로 전파하게 되는데, 이를 감안하여 종래 타공사 감시 시스템은 가스배관(10)의 양쪽 가장자리에 배관의 충격을 감지할 수 있도록 된 가속도센서A, B(20, 30)를 설치한 상태에서 가속도센서A, B(20, 30)에 의해 감지된 신호를 증폭 및 필터링하는 증폭기 및 대역여파기(40), 증폭기 및 대역여파기(40)를 거친 아날로그 신호를 대응되는 크기의 디지털 신호로 변환, 즉 A/D 변환하여 트리거(trigger)하는 신호처리기(50), 트리거된 신호를 실시간으로 무선 송/수신하는 무선 모뎀(60), 무선 모뎀(60)을 통해 전달받은 데이터를 실시간으로 분석하여 타공사의 발생 여부를 분석하는 데이터 분석처리기(70) 및 데이터 분석처리기(70)에서 처리된 분석결과를 디스플레이하는 모니터(80)와 타공사의 발생시 이를 경보하는 알람(90)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, when an impact is applied to the gas pipe 10, the shock wave propagates in both directions through the gas of the pipe. An amplifier and a band filter 40 for amplifying and filtering a signal detected by the acceleration sensors A and B (20, 30) in a state where the acceleration sensors A and B (20, 30) are installed to detect a shock, A signal processor 50 for converting an analog signal passed through the amplifier and the bandpass filter 40 into a digital signal having a corresponding size, that is, A / D conversion and triggering the signal, and wirelessly transmitting / receiving the triggered signal in real time. A monitor displaying the analysis results processed by the data analysis processor 70 and the data analysis processor 70 to analyze whether or not the third-party is generated by analyzing data received through the modem 60 and the wireless modem 60 in real time. It is configured to include an alarm (90) and the alarm (90) to alert the occurrence of other construction.

전술한 바와 같은 구성에서 데이터 분석처리기(70)는 양쪽 구간의 충격신호 데이터를 비교하여 타공사의 발생되었다고 판단되는 경우에는 알람(90)을 통해 관리자에게 경보함과 아울러 양쪽 구간의 충격신호 데이터가 도착한 시간차에 의거하여 충격위치를 연산한 후에 모니터(80) 등을 통해 관리자에 알려주게 된다.In the above-described configuration, the data analysis processor 70 compares the shock signal data of both sections, and when it is determined that another construction has occurred, the data analysis processor 70 alerts the administrator through the alarm 90 and the shock signal data of both sections is stored. After calculating the impact position based on the time difference arrived, the monitor 80 or the like is notified to the manager.

도 2 는 도 1 에 도시한 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the system shown in FIG.

도 2 에 도시된 바와 같이 가스배관(10)의 일측 끝단에 고정적으로 설치된 312pC/g의 감도를 가진 가속도센서A(20)가 배관에 가해지는 충격을 감지하면 감지신호는 먼저, 증폭기(40)에서 10V/g로 증폭된 후에 다시 대역여파기(band pass filter, 40)를 통해 1Hz∼1kHz대역의 신호만이 추출되게 된다. 다음으로, 신호처리기(50)에서는 이렇게 필터링된 신호를 미리 정해진 기준신호와 비교하여 필터링된 신호가 기준신호보다 큰 경우에는 트리거신호를 출력하는데, 이때 트리거신호의 발생시간과 필터링된 신호의 파형을 무선 모뎀(60)을 통하여 데이터 분석처리기(70)에 보낸다.As shown in FIG. 2, when an acceleration sensor A 20 having a sensitivity of 312 pC / g fixedly installed at one end of the gas pipe 10 detects an impact applied to the pipe, the detection signal is firstly amplified. After amplification at 10V / g, only a signal of 1 Hz to 1 kHz is extracted through a band pass filter 40 again. Next, the signal processor 50 compares the filtered signal with a predetermined reference signal and outputs a trigger signal when the filtered signal is larger than the reference signal. At this time, the generation time of the trigger signal and the waveform of the filtered signal are output. The data is sent to the data analysis processor 70 through the wireless modem 60.

마찬가지의 방법으로, 가스배관(10)의 반대쪽 끝단에 고정적으로 설치된 312pC/g의 감도를 가진 가속도센서B(30)가 가스배관(10)에 가해지는 충격을 감지하면 감지신호는 먼저, 증폭기(40)에서 10V/g로 증폭된 후에 다시 대역여파기(40)를 통해 1Hz∼1kHz대역의 신호만이 추출되게 된다. 다음으로, 신호처리기(50)에서는 이렇게 필터링된 신호를 미리 정해진 기준신호와 비교하여 필터링된 신호가 기준신호보다 큰 경우에는 트리거신호를 출력하는데, 이때 트리거신호의 발생시간과 필터링된 신호의 파형을 이더넷(ethernet)을 통해 데이터 분석처리기(70)로 보내게 된다.In the same manner, when the acceleration sensor B 30 having a sensitivity of 312 pC / g fixedly installed at the opposite end of the gas pipe 10 detects an impact applied to the gas pipe 10, the detection signal is firstly an amplifier ( After amplification at 10 V / g at 40), only the signal of 1 Hz to 1 kHz is extracted through the band filter 40 again. Next, the signal processor 50 compares the filtered signal with a predetermined reference signal and outputs a trigger signal when the filtered signal is larger than the reference signal. At this time, the generation time of the trigger signal and the waveform of the filtered signal are output. The data is sent to the data processor 70 through Ethernet.

한편, 전술한 바와 같이 트리거신호의 발생시간과 필터링된 신호의 파형이 이더넷(ethernet)을 통해 데이터 분석처리기(70)로 들어오면 데이터 분석처리기(70)에서는 이들 데이터를 비교 분석하여 타공사의 발생 여부를 최종적으로 판단하고, 타공사가 발생된 것으로 최종적으로 판단된 경우에는 이를 관리자에게 경보함 과 아울러 미리 정해진 알고리즘에 의해 타공사의 발생위치를 산출하여 모니터에 디스플레이하게 된다.Meanwhile, as described above, when the generation time of the trigger signal and the waveform of the filtered signal enter the data analysis processor 70 through the Ethernet, the data analysis processor 70 compares these data to generate another construction. If it is finally determined whether or not other construction has occurred, it is notified to the manager, and the occurrence position of the other construction is calculated and displayed on the monitor by a predetermined algorithm.

그러나, 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 타공사 감시 시스템에 따르면 가속도 센서에서 감지된 감지신호의 크기를 미리 정해진 기준치와 비교한 결과에 따라 타공사의 발생 여부를 판단하고, 나아가 각 가속도 센서의 감지신호를 유/무선 모뎀을 사용하여 전송하기 때문에 시스템의 구성이 매우 복잡하고 설치비용도 과다하게 소요된다는 문제점이 있었다.However, according to the third-party monitoring system according to the prior art as described above, according to the result of comparing the magnitude of the detection signal detected by the acceleration sensor with a predetermined reference value, it is determined whether the third-party construction occurs, and further the detection of each acceleration sensor Since the signal is transmitted using a wired / wireless modem, the configuration of the system is very complicated and the installation cost is excessive.

또한, 전술한 바와 같은 종래의 타공사 감시 시스템은 단순히 가속도 센서에서 감지된 감지신호의 크기를 미리 정해진 기준치와 비교한 결과에 따라 타공사의 발생 여부를 판단하기 때문에 외부에서 발생된 노이즈에 의해 판단 결과에 대한 신뢰성이 현저하게 떨어진다는 문제점이 있었다.In addition, the conventional third-party monitoring system as described above is determined by the noise generated from the outside because it is determined whether or not the third-party construction occurs according to the result of simply comparing the magnitude of the detection signal detected by the acceleration sensor with a predetermined reference value. There was a problem that the reliability of the result is significantly lower.

본 발명은 전술한 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 가스배관을 도파체로 하여 무선 방식에 의해 타공사를 감시함으로써 시스템의 구성이 간단할 뿐만 아니라 그 설치비용이 저렴하면서도 감시 성능은 향상시킬 수 있도록 한 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, by monitoring the other construction by a wireless method using the gas pipe as a waveguide, not only the configuration of the system is simple but the installation cost is low, but the monitoring performance is The purpose is to provide a wireless third-party monitoring system using a gas pipe as a waveguide for improvement.

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명의 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템은 가스배관과 전기적으로 접촉된 채로 지상으로 인출된 전선이 수납되어 있는 테스트박스; 소정의 주파수 신호를 안테나를 통해 방사하되 안테나가 테스트박스의 전선에 연결되는 신호발생기; 및 굴착장치 단말과 전기적으로 연결된 안테나에 의해 포착된 신호를 처리하여 타공사의 발생 여부를 판단하고, 타공사가 발생한 경우에는 경보를 발생시키는 신호수신기를 포함하여 이루어진다.The present invention configured to achieve the above object is as follows. That is, a wireless perforation monitoring system using the gas pipe of the present invention as a waveguide includes a test box in which wires drawn out to the ground are stored while being in electrical contact with the gas pipe; A signal generator for radiating a predetermined frequency signal through an antenna, the antenna being connected to a wire of a test box; And a signal receiver configured to process a signal captured by an antenna electrically connected to the excavation device terminal to determine whether other construction occurs, and to generate an alarm when another construction occurs.

전술한 바와 같은 본 발명의 구성에서 신호발생기는 기기의 각 구성 부품에 동작 전력을 공급하는 배터리; 주파수 신호를 발생시키는 신호발생부; 신호발생부에서 발생된 주파수 신호를 전력 증폭하는 전력증폭부; 전력증폭부의 이득을 조절하는 이득조절부; 및 전력증폭부에서 증폭된 신호를 외부로 방사하는 안테나로 이루어질 수 있다.In the configuration of the present invention as described above, the signal generator includes a battery for supplying operating power to each component of the device; A signal generator for generating a frequency signal; A power amplifier for power amplifying the frequency signal generated by the signal generator; A gain control unit for adjusting the gain of the power amplifier; And an antenna radiating the signal amplified by the power amplifier to the outside.

그리고, 전술한 바와 같은 구성에서 신호수신기는 안테나; 안테나에 의해 수신된 신호에서 신호발생기의 주파수 신호와 동일한 주파수 대역 성분만을 통과시키는 필터; 필터를 통과한 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭하는 신호증폭부; 타공사의 발생 여부를 시각적 또는 청각적으로 경보하는 경보발생부; 신호증폭부에서 증폭된 신호의 레벨이 미리 정해진 기준 레벨 이상인지를 비교하여 이상인 경우에만 경보발생부에 타공사의 발생을 알리는 경보의 발생을 지시하는 비교부; 및 기기의 각 부에 동작 전력을 공급하는 배터리로 이루어질 수 있다.And, in the configuration as described above, the signal receiver includes an antenna; A filter for passing only a frequency band component equal to the frequency signal of the signal generator in the signal received by the antenna; A signal amplifier for amplifying the signal passing through the filter with a predetermined gain; An alarm generating unit for visually or audibly alarming whether or not another construction occurs; A comparison unit for instructing generation of an alarm for notifying occurrence of another construction by the alarm generation unit only when the level of the signal amplified by the signal amplifier is greater than or equal to a predetermined reference level; And a battery for supplying operating power to each part of the device.

한편, 전술한 바와 같은 구성의 신호발생기와 신호수신기는 상용의 무전기로 구성될 수 있다.On the other hand, the signal generator and the signal receiver having the configuration described above may be configured as a commercial radio.

전술한 바와 같은 구성에서 굴착장치는 회전절삭식 굴착장치일 수 있다.In the configuration as described above, the drilling device may be a rotary cutting type drilling device.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a wireless third-party monitoring system having a gas pipe of the present invention as a waveguide.

도 3 은 본 발명의 기술에 따른 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템을 설명하기 위한 개략 단면도이다.3 is a schematic cross-sectional view for explaining a wireless third-party monitoring system having a gas pipe as a waveguide according to the technique of the present invention.

도 3 에 도시된 바와 같이 본 발명의 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템은 통상적으로 강관과 이를 소정의 두께로 에워싸는 콘크리트 재킷으로 이루어지는 가스배관(100)에 기설치되어 있는 테스트박스(130)를 이용하여 구현된다. 이때, 테스트박스(130)는 가스배관(100)에 대해 각종 전기적인 테스트를 수행할 수 있도록 가스배관(100)의 금속면에 접촉하여 소정 간격, 예를 들어 500m 간격마다 토양(110)을 관통한 채로 지표면에 노출되도록 전선(120)을 인출하여 이루어질 수 있고, 내부에는 또한 충분한 길이의 전선이 권취릴(132)에 감겨진 채로 수납되어 있다.As shown in FIG. 3, the wireless perforation monitoring system using the gas pipe of the present invention as a waveguide typically includes a test box 130 pre-installed in a gas pipe 100 formed of a steel pipe and a concrete jacket that surrounds the tube at a predetermined thickness. Is implemented using In this case, the test box 130 contacts the metal surface of the gas pipe 100 so as to perform various electrical tests on the gas pipe 100 and penetrates the soil 110 at predetermined intervals, for example, at intervals of 500 m. The wire 120 may be drawn out so as to be exposed to the ground surface, and the wire of sufficient length is accommodated while being wound around the winding reel 132.

도 3 에서 참조번호 150은 굴착장치 본체를 나타내고, 152는 굴착장치 단말을 나타내는데, 이러한 굴착장치의 예로는 가스배관(100)과의 전기적인 접촉이 단속없이 지속적으로 이루어질 수 있는 회전절삭 장비, 예를 들어 코어 드릴링이나 오거 등이 있을 수 있다. 이때, 회전굴삭 장비 중에서 코어 드릴링의 재질은 다이아몬드-텅스텐의 복합재료로써 콘크리트 구조물속의 철심을 관통하는 용도로 사용된다.In FIG. 3, reference numeral 150 denotes an excavator body and 152 denotes an excavator device. Examples of such excavators include rotary cutting equipment, in which electrical contact with the gas pipe 100 may be continuously performed without interruption. For example, there may be core drilling or auger. At this time, the core drilling material of the rotary excavator equipment is a diamond-tungsten composite material is used to penetrate the iron core in the concrete structure.

한편, 테스트박스(130)에서 인출된 전선(124)에는 신호발생기(140)의 안테나(142)가 연결되는데, 이에 따라 신호발생기(140)에서 안테나(142)를 통해 방사되는 무선신호는 가스배관(100)을 도파체로 하여 지중으로 전파되게 된다. 반면, 굴착장치 본체(150)에는 신호발생기(140)에서 방사된 신호를 수신하는 신호수신기(160)가 고정적으로 설치되게 되는데, 참조번호 163은 신호수신기(160)를 굴착장치 본체(150)에 고정시키기 위한 영구자석을 나타낸다. 물론, 이러한 고정부재는 영구자석 이외에 집게 등으로 구현될 수도 있을 것이다.On the other hand, the antenna 142 of the signal generator 140 is connected to the wire 124 drawn from the test box 130, so that the radio signal radiated through the antenna 142 from the signal generator 140 is a gas pipe It propagates to the ground using 100 as a waveguide. On the other hand, the excavator body 150 is fixed to the signal receiver 160 for receiving a signal emitted from the signal generator 140, reference numeral 163 denotes the signal receiver 160 to the excavator body 150 Represents a permanent magnet for fixing. Of course, such a fixing member may be implemented as tongs in addition to the permanent magnet.

전술한 신호수신기(160)에는 또한 신호발생기(140)로부터 방사된 신호를 포착하기 위한 안테나(162)가 구비되어 있는데, 이러한 안테나(162)는 연결용 전선(126)에 의해 굴착장치 단말(152)과 전기적으로 연결되게 된다.The above-described signal receiver 160 is also provided with an antenna 162 for capturing the signal radiated from the signal generator 140, which is connected to the excavator terminal 152 by the connecting wire 126. ) Is electrically connected.

그리고, 전술한 바와 같은 구성에 의해 도체인 굴착장치 단말(152)이 가스배관(100)의 금속면에 접촉하는 경우에는 신호발생기(140)의 안테나(142)에서 방사된 무선신호가 연결용 전선(124)과 전선(120) 및 가스배관(110)을 도파체로 하여 지중으로 전파되다가 굴착장치 단말(152) 및 연결용 전선(126)을 거쳐서 신호수신기(160)의 안테나(162)에 유선으로 포착되고, 신호수신기(160)에서는 이렇게 신호가 포착된 경우에 이를 처리하여 타공사의 발생 여부를 작업자에게 알려주게 된다.In addition, in the case in which the excavator terminal 152 which is the conductor as described above contacts the metal surface of the gas pipe 100, the radio signal radiated from the antenna 142 of the signal generator 140 is connected to the wire. 124 and the electric wire 120 and the gas pipe 110 as a waveguide, and then propagated to the ground, and through the excavator terminal 152 and the connecting wire 126 to the antenna 162 of the signal receiver 160 by wire. When the signal is captured, the signal receiver 160 processes the signal and notifies the operator of the occurrence of other construction.

도 4 는 도 3 의 타공사 감시 시스템에 대한 전기적인 블록 구성도이다.4 is an electrical block diagram of the third-party monitoring system of FIG.

도 4 에 도시된 바와 같이 신호발생기(140)는 기기의 각 구성 부품에 동작 전력을 공급하는 배터리(141a), 미리 정해진 무선 신호, 예를 들어 소정의 주파수를 갖는 정현파 신호를 발생시키는 신호발생부(141b), 신호발생부(141b)에서 발생된 정현파 신호를 전력 증폭하는 전력증폭부(141c) 및 전력증폭부(141c)에서 증폭된 신호를 외부로 방사하는 안테나(142)를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 4, the signal generator 140 includes a battery 141a for supplying operating power to each component of the device, and a signal generator for generating a predetermined wireless signal, for example, a sine wave signal having a predetermined frequency. 141b, a power amplifier 141c for power amplifying the sine wave signal generated by the signal generator 141b, and an antenna 142 for radiating the signal amplified by the power amplifier 141c to the outside. have.

전술한 바와 같은 구성에서 신호발생기(140)의 안테나(142)를 통해 방사된 무선신호가 공중을 통해 신호수신기(160)의 안테나(162)에 미리 정해진 기준 이상의 크기를 갖고 포착되는 경우에는 타공사가 발생하지 않았음에도 불구하고 신호수신기(160)가 경보를 발하게 되는 문제점이 발생되는 바, 이를 위해 신호발생기(140)에는 전력증폭부(141c)의 이득을 적절하게 조절하는 이득조절부(141d)를 구비시키는 것이 바람직하다. In the above-described configuration, when the radio signal radiated through the antenna 142 of the signal generator 140 is captured to the antenna 162 of the signal receiver 160 through the air and has a predetermined size or more, the other construction is performed. Despite the fact that the signal receiver 160 generates an alarm even though it does not occur, for this purpose, the signal generator 140 has a gain control unit 141d for appropriately adjusting the gain of the power amplifier 141c. It is preferable to provide.

즉, 작업자는 신호발생기(140)의 안테나(142)에서 방사된 무선신호가 공중을 통해 신호수신기(160)의 안테나(162)에 미리 정해진 기준 이상의 크기로 포착되지 않도록 매 굴착작업 전에 테스트박스(130)와 굴착지점 사이의 거리를 감안하여 이득조절부(141d)를 통해 전력증폭부(141c)의 이득을 조절해야 한다.That is, the operator may test the test box before every excavation operation so that the radio signal radiated from the antenna 142 of the signal generator 140 is not captured by the antenna 162 of the signal receiver 160 through the air to a size greater than or equal to a predetermined standard. Considering the distance between 130 and the excavation point, the gain of the power amplifier 141c should be adjusted through the gain control unit 141d.

한편, 신호수신기(160)는 안테나(162), 안테나(162)에 의해 수신된 신호에서 소정의 주파수 대역, 즉 신호발생기(140) 발생 신호와 동일한 주파수 대역 성분만을 통과시키는 대역통과 필터(161a), 필터(161a)를 통과한 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭하는 신호증폭부(161b), 타공사의 발생 여부를 시각적 또는 청각적으로 경보하는 경보발생부(161d), 신호증폭부(161b)에서 증폭된 신호의 레벨이 미리 정해진 기준 레벨 이상인지를 비교하여 이상인 경우에만 경보발생부(161d)에 타공사의 발생을 알리는 경보의 발생을 지시하는 비교부(161c) 및 기기의 각 부에 동작 전력을 공급하는 배터리(161e)를 포함하여 이루어질 수 있다.On the other hand, the signal receiver 160 is a band pass filter 161a that passes only a frequency band component of a predetermined frequency band, that is, a signal generated by the signal generator 140, from the signals received by the antenna 162 and the antenna 162. In the signal amplifier 161b for amplifying the signal passing through the filter 161a with a predetermined gain, the alarm generator 161d for visually or audibly alerting whether or not a third party is generated, and the signal amplifier 161b. The operating power is supplied to each part of the comparator 161c and the apparatus for instructing the alarm generation unit 161d to generate an alarm informing the occurrence of other construction only when the level of the amplified signal is greater than or equal to a predetermined reference level. It may be made including a battery (161e) for supplying.

이하에는 본 발명에 따른 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템의 동작에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the wireless perforation monitoring system using the gas pipe according to the present invention as a waveguide will be described in detail.

먼저, 업체에서 도로에 대한 굴착작업을 시행하기 위해서는 사전에 구청이나 가스배관의 관리공사인 한국가스공사 등에 신고를 해야 하는데, 이러한 신고가 있는 경우에 해당 관청이나 가스배관의 관리공사인 한국가스공사에서는 공사업체에 대해 굴착장소에서 가장 가까운 거리에 위치한 테스트박스를 대상으로 사전에 도 3 에 도시되 바와 같은 신호발생기(140) 및 신호수신기(160) 설치작업을 행한 후에 굴착작업을 하도록 지시하게 된다.First of all, in order to carry out excavation work on the road, the company must report to the ward office or Korea Gas Corporation, which is the management work of gas pipe, and in the case of such a report, Korea Gas Corporation, the management work of the relevant office or gas pipe. Instruct the construction company to perform the excavation work after the installation of the signal generator 140 and the signal receiver 160 as shown in Figure 3 in advance targeting the test box located at the closest distance from the excavation site .

전술한 바와 같은 절차를 통해 굴착작업에 대한 지시가 있게 되면 굴착작업자는 도 3 과 같은 설치를 행한 후에 신호발생기(140)의 전원을 온시켜서 무선 정현파 신호를 발생시킨 후에 굴착작업을 행하게 되는데, 굴착장치 단말(152)이 가스배관(100)의 금속면에 접촉하지 않는 동안에는 신호수신기(160)의 안테나(162)에는 아무런 신호가 포착되지 않거나 매우 미약한 정현파 신호만이 포착되게 되다. 결과적으로, 신호수신기(160)의 경보발생부(161a)가 동작하지 않게 된다.When the instruction for the excavation work through the procedure as described above, the excavation worker performs the excavation work after generating the wireless sine wave signal by turning on the power of the signal generator 140 after performing the installation as shown in FIG. While the device terminal 152 is not in contact with the metal surface of the gas pipe 100, no signal is captured by the antenna 162 of the signal receiver 160 or only a very weak sinusoidal signal is captured. As a result, the alarm generator 161a of the signal receiver 160 does not operate.

전술한 바와 같은 상태에서 굴착작업이 더 진행되어 굴착장치 단말(152)이 가스배관(100)의 금속면에 접촉하게 되면 가스배관(100) 및 굴착장치 단말(152)이 도파체가 되어 신호발생기(140)에서 발생된 정현파 신호가 크게 감쇠되지 않은 채로, 즉 거의 그대로 안테나(162)에 포착되게 된다. 이처럼 포착된 정현파 신호는 필터(161a)에서 불필요한 노이즈 성분이 제거된 후에 신호증폭부(161b)에서 증폭되고, 이어서 그 신호 레벨이 비교부(161c)에서 미리 정해진 기준 레벨과 비교되게 된다.When the excavation work is further progressed in the state as described above and the excavator device 152 comes into contact with the metal surface of the gas pipe 100, the gas pipe 100 and the excavator device 152 become waveguides, and thus the signal generator ( The sinusoidal signal generated at 140 is not significantly attenuated, i.e. nearly captured by the antenna 162 as is. The captured sinusoidal signal is amplified by the signal amplifier 161b after unnecessary noise components are removed from the filter 161a, and then the signal level is compared with a predetermined reference level by the comparator 161c.

그런데, 앞서 밝힌 바와 같이 가스배관(100)과 굴착장치 단말(152)이 신호 의 도파체로 기능하기 때문에 신호발생기(140)에서 발생된 신호가 거의 감쇠되지 않은 채로 신호수신기(160)의 안테나(162)에 포착되게 되고, 결과적으로 신호증폭부(161b)에서 증폭된 신호가 비교부(161c)의 기준 레벨을 초과하게 된다. 이에 따라, 경보발생부(161d)가 동작하여 타공사가 발생했음을 작업자에게 경보하게 된다. However, as described above, since the gas pipe 100 and the excavator terminal 152 function as a wave guide of the signal, the antenna 162 of the signal receiver 160 is hardly attenuated by the signal generated by the signal generator 140. ), And as a result, the signal amplified by the signal amplifier 161b exceeds the reference level of the comparator 161c. Accordingly, the alarm generating unit 161d is operated to alert the worker that other construction has occurred.

본 발명의 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 전술한 실시 예에서는 회전절삭 천공방식에 의한 타공사의 경우를 예로 들어 설명을 진행하였으나, 비록 감시 성능이 다소 떨어지는 문제점이 있을 수 있겠지만 충격 요법에 의한 타공사의 경우에도 본 발명의 감시 시스템에 적용이 될 수 있을 것이다. 나아가, 신호발생기(140)와 신호수신기(160)는 각각 동일한 구성을 갖는 상용의 무전기를 사용하여 구현할 수도 있을 것이다.The wireless perforation monitoring system using the gas pipe of the present invention as a waveguide is not limited to the above-described embodiments, and can be modified in various ways within the scope of the technical idea of the present invention. For example, in the above-described embodiment, but proceeded to the case of the drilling by the rotary cutting drilling method as an example, although the monitoring performance may be somewhat reduced, even in the case of drilling by impact therapy of the present invention Applicable to surveillance systems. Further, the signal generator 140 and the signal receiver 160 may be implemented using commercially available radios having the same configuration.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 가스배관을 도파체로 한 무선 타공사 감시 시스템에 의하면 무선 방식에 의해 타공사를 감시함으로써 시스템의 구성이 간단할 뿐만 아니라 그 설치비용이 저렴하면서도 감시 성능은 향상시킬 수는 효과가 있다.According to the wireless third-party monitoring system using the gas pipe of the present invention as described above, by monitoring the third-party construction by a wireless method, not only the configuration of the system is low but also the installation cost is low and the monitoring performance can be improved. Is effective.

Claims

가스배관과 전기적으로 접촉된 채로 지상으로 인출된 전선이 수납되어 있는 테스트박스;A test box in which wires drawn out to the ground while being in electrical contact with the gas pipe are stored;

소정의 주파수 신호를 안테나를 통해 방사하되 상기 안테나가 상기 테스트박스의 전선에 연결되는 신호발생기; 및A signal generator for radiating a predetermined frequency signal through an antenna, the antenna being connected to a wire of the test box; And

굴착장치 단말과 전기적으로 연결된 안테나에 의해 포착된 신호를 처리하여 타공사의 발생 여부를 판단하고, 타공사가 발생한 경우에는 경보를 발생시키는 신호수신기를 포함하여 이루어진 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템.Determination of the occurrence of other construction work by processing the signal captured by the antenna electrically connected to the excavation terminal, and the construction of the radio wave construction using a gas pipe made of a gas pipe including a signal receiver to generate an alarm when another construction occurs. Surveillance system.

제 1 항에 있어서, 상기 신호발생기는 기기의 각 구성 부품에 동작 전력을 공급하는 배터리;The apparatus of claim 1, wherein the signal generator comprises: a battery for supplying operating power to each component of the device;

상기 주파수 신호를 발생시키는 신호발생부;A signal generator for generating the frequency signal;

상기 신호발생부에서 발생된 주파수 신호를 전력 증폭하는 전력증폭부;A power amplifier for power amplifying the frequency signal generated by the signal generator;

상기 전력증폭부의 이득을 조절하는 이득조절부; 및A gain control unit for adjusting the gain of the power amplifier; And

상기 전력증폭부에서 증폭된 신호를 외부로 방사하는 안테나를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템.Wireless perforated monitoring system having a gas pipe as a waveguide, characterized in that it comprises an antenna for radiating the signal amplified by the power amplifier to the outside.

제 2 항에 있어서, 상기 신호수신기는 안테나;3. The apparatus of claim 2, wherein the signal receiver comprises: an antenna;

상기 안테나에 의해 수신된 신호에서 상기 신호발생기의 주파수 신호와 동일한 주파수 대역 성분만을 통과시키는 필터;A filter for passing only a frequency band component equal to a frequency signal of the signal generator in the signal received by the antenna;

상기 필터를 통과한 신호를 미리 정해진 이득으로 증폭하는 신호증폭부;A signal amplifier for amplifying the signal passing through the filter with a predetermined gain;

타공사의 발생 여부를 시각적 또는 청각적으로 경보하는 경보발생부;An alarm generating unit for visually or audibly alarming whether or not another construction occurs;

상기 신호증폭부에서 증폭된 신호의 레벨이 미리 정해진 기준 레벨 이상인지를 비교하여 이상인 경우에만 상기 경보발생부에 타공사의 발생을 알리는 경보의 발생을 지시하는 비교부; 및 A comparator for instructing generation of an alarm for notifying occurrence of another construction by the alarm generation unit only when the level of the signal amplified by the signal amplifier is greater than or equal to a predetermined reference level; And

기기의 각 부에 동작 전력을 공급하는 배터리를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템.A wireless third-party monitoring system using a gas pipe as a waveguide, comprising a battery for supplying operating power to each part of the device.

제 3 항에 있어서, 상기 신호발생기와 상기 신호수신기는 상용의 무전기인 것을 특징으로 하는 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템.4. The wireless third-party monitoring system according to claim 3, wherein the signal generator and the signal receiver are commercial radios.

제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 굴착장치는 회전절삭식 굴착장치인 것을 특징으로 하는 가스배관을 도파체로 하는 무선 타공사 감시 시스템.The wireless perforated monitoring system according to any one of claims 1 to 4, wherein the excavation device is a rotary cutting type excavation device.