KR100720737B1 - 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템 및 방법 - Google Patents

보조센서에 의한 타공사 감시 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템 및 방법에 관한 것으로, 가스배관에 접촉하여 설치되는 메인센서 이외에 가스배관에서 일정한 간격만큼 이격되어 설치되는 보조센서로부터의 신호를 종합적으로 분석하여 타공사를 감시함으로써 타공사 판단에 대한 신뢰성을 현저하게 제고시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명의 보조센서에 의한 타공사 감시장치는 가스배관에 직접 접촉되어 설치되는 가속도센서인 메인센서; 가스배관에서 소정 거리만큼 이격된 채로 메인센서 주위에 매설되는 가속도센서인 보조센서; 타공사의 발생을 경보하는 경보수단; 및 메인센서와 보조센서로부터의 감지신호를 종합적으로 처리하여 타공사의 발생 여부를 판단하고, 타공사로 판단된 경우에는 상기 경보수단을 구동시키는 제어수단을 포함하여 이루어지는 것으로, 제어수단은 메인센서로부터 감지신호가 입력된 반면에 보조센서에서는 감지신호가 입력되지 않은 경우에만 실제 타공사가 발생한 것으로 판단하는 구성으로 이루어진다.
타공사, 가스, 배관, 파이프, 보조센서, 주파수, 경보

Description

보조센서에 의한 타공사 감시 시스템 및 방법{Third-party damage monitoring system by support sensor and the method thereof}
도 1 은 종래 기술에 따른 타공사 감시 시스템의 개략적인 블록 구성도.
도 2 는 도 1 에 도시된 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 3 은 본 발명의 기술에 따른 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템의 전반적인 블록 구성도.
도 4 는 본 발명의 기술에 따른 보조센서에 의한 타공사 감시 방법에서 개별 클라이언트에서의 충격 확인 과정을 설명하기 위한 흐름도.
도 5 는 본 발명의 기술에 따른 보조센서에 의한 타공사 감시 방법에서 서버에서의 타공사 판단 과정을 설명하기 위한 흐름도.
도 6 은 임의의 두 클라이언트 사이에서 가스배관에 충격이 가해진 경우의 거리 및 시간에 대한 정의를 설명하기 위한 도.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
10. 가스배관 20, 30. 가속도센서
40. 증폭기/대역여파기 50. 신호처리기
60. 모뎀 70. 데이터분석처리기
80. 모니터 90. 알람
100. 가스배관 110. 토양
120a, 120b. 신호처리 유닛 121a, 121b. 증폭기&필터
122a, 122b. ADC&CPU 123a, 123b. GPS 모듈
124a, 124b. 알람&부저 125a, 125b. 전원
126a, 126b. 안테나 130a, 130b. 컴퓨터
140a, 140b. 히터 150a, 150b. UPS
160a, 160b. 메인센서 170a, 170b. 보조센서
본 발명은 가스배관에 대한 타공사 감시 시스템에 관한 것으로, 특히 가스배관에 접촉하여 설치되는 메인센서 이외에 가스배관에서 일정한 간격만큼 이격되어 설치되는 보조센서로부터의 신호를 종합적으로 분석하여 타공사를 감시하는 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템 및 방법에 관한 것이다.
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.
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.
따라서, 이를 방지하기 위한 대책의 일환으로 본 출원인은 가스배관에 가해지는 충격을 유/무선데이터 통신망을 이용하여 실시간으로 모니터링하여 이를 감시 자가 인식할 수 있도록 표시하거나 위험신호를 발생함으로써 사고발생을 미연에 방지할 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.
도 1 은 종래 기술에 따른 타공사 감시 시스템의 개략적인 블록 구성도이다.
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.
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.
도 2 는 도 1 에 도시한 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
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.
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.
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 판단하 고, 타공사가 발생된 것으로 최종적으로 판단된 경우에는 이를 관리자에게 경보함과 아울러 미리 정해진 알고리즘에 의해 타공사의 발생위치를 산출하여 모니터에 디스플레이하게 된다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 타공사 감시 시스템에 따르면 단순히 단일의 가속도 센서에서 감지된 감지신호의 크기를 미리 정해진 기준치와 비교한 결과에 따라 타공사의 발생 여부를 판단하기 때문에 사람의 말소리나 발소리 또는 도로에서의 작업음 등과 같이 외부에서 발생된 노이즈 자체 또는 이에 의한 간섭 등으로 인해 판단 결과에 대한 신뢰성이 현저하게 떨어진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 가스배관에 접촉하여 설치되는 메인센서 이외에 가스배관에서 일정한 간격만큼 이격되어 설치되는 보조센서로부터의 신호를 종합적으로 분석하여 타공사를 감시함으로써 타공사 판단에 대한 신뢰성을 현저하게 제고시킬 수 있도록 한 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명의 다음과 같다. 즉, 본 발명의 보조센서에 의한 타공사 감시장치는 가스배관에 직접 접촉되어 설치되는 메인센서; 가스배관에서 소정 거리만큼 이격된 채로 메인센서 주위에 매설되는 보조센서; 타공사의 발생을 경보하는 경보수단; 및 메인센서와 보조센서로부터의 감지신호를 종합적으로 처리하여 타공사의 발생 여부를 판단하고, 타공사로 판 단된 경우에는 경보수단을 구동시키는 제어수단을 포함하여 이루어진다.
전술한 바와 같은 구성에서 메인센서와 보조센서는 모두 가속도센서로 구성될 수 있다.
전술한 제어수단은 메인센서로부터 감지신호가 입력된 반면에 보조센서에서는 감지신호가 입력되지 않은 경우에만 실제 타공사가 발생한 것으로 판단하는 구성으로 이루어짐이 보다 양호하다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 보조센서에 의한 타공사 감시장치는 GPS 위성으로부터 위성 데이터를 수신하여 표준시간에 의해 장치의 시간을 동기시키는 GPS 모듈을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따른 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템은 가스배관에 대해 소정의 간격마다 설치되어 타격발생신호를 발생시키는 다수의 클라이언트; 및 다수의 클라이언트로부터 제공된 타격발생신호에 의거하여 실제 타공사의 발생 여부를 최종 판정하여 경보함과 아울러 타격 발생 위치를 산출하는 서버를 포함하여 이루어지되, 각각의 클라이언트는 가스배관에 직접 접촉되어 설치되는 메인센서와 가스배관에서 소정 거리만큼 이격된 채로 메인센서 주위에 매설되는 보조센서 및 메인센서와 보조센서로부터의 감지신호를 종합적으로 처리하여 타격 발생 여부를 판단하여 타격이 발생한 경우에는 타격발생신호를 발생시키는 제어수단을 포함하여 이루어진 타공사 감시장치, 타공사 감시장치로부터 발생된 타격발생신호를 서버로 전송하는 컴퓨터 및 무정전 전원 장치를 포함하여 이루어진다.
전술한 바와 같은 구성의 타공사 감시장치는 GPS 위성으로부터 위성 데이터 를 수신하여 표준시간에 의해 장치의 시간을 동기시키는 GPS 모듈을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 각 클라이언트에는 주위 온도를 소정의 범위 내로 유지시키는 히터가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의한 보조센서에 의한 타공사 감시 방법은 (a) 가스배관에 직접 접촉되어 설치되는 메인센서와 가스배관에서 소정 거리만큼 이격된 채로 메인센서 주위에 매설되는 보조센서로부터 감지신호가 입력된 경우에 각각의 감지신호에 대한 S/N비(신호 대 잡음비)가 각각의 기준치를 초과하는지를 판단하는 단계; (b) 단계 (a)에서 각각의 감지신호에 대한 S/N비가 모두 각각의 기준치를 초과하는 경우에 감지신호가 동일 시간에 입력되었는지를 판단하는 단계; 및 (c) 단계 (b)에서의 판단 결과 동일 시간에 입력된 경우에는 타공사가 발생한 것으로 판정하여 경보를 발생시키고, 다른 시간에 입력된 경우에는 이를 무시하는 단계를 포함하여 이루어진다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템 및 방법의 바람직한 실시 예에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 3 은 본 발명의 기술에 따른 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템의 전반적인 블록 구성도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이 본 발명의 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템은 전반적인 구성은 가스배관(100)의 소정의 간격마다 설치되는 다수의 클라이언트와 각각의 클라이언트들로부터의 신호에 의거하여 타공사의 발생 여부를 최종적으로 판정함과 아울러 타공사의 발생 위치를 산출하는 서버를 포함하여 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같은 구성에서 각각의 클라이언트는 다시 가스배관(100)에 대한 타격 발생시 이를 감지하여 출력하는 신호처리 유닛(120a, 120b), 신호처리 유닛(120a, 120b)에서 출력된 신호를 처리하여 ADSL 모뎀 등과 같은 유선 인터넷 장비나 무선랜과 같은 무선 인터넷 장비를 통해 서버로 전송하는 컴퓨터(130a, 130b), 상용교류전원의 정전시에도 클라이언트 장비가 안정적으로 동작할 수 있도록 하기 위한 전원 백업장치인 UPS(150a, 150b) 및 클라이언트 장비의 안정적인 동작을 위해 클라이언트 장비에 소정 범위, 예를 들어 15∼25℃의 온도 분위기를 제공하는 히터(140a, 140b)를 포함하여 이루어질 수 있다.
다음으로, 각각의 신호처리 유닛(120a, 120b)은 다시 소정의 간격마다 가스배관(100)에 접촉하여 설치되는 메인센서(160a, 160b), 각각의 메인센서(160a, 160b)에서 소정거리, 예를 들어 30㎝만큼 이격된 채로 소정 크기의 강판재 상에 탑재되어 매설되는 보조센서(170a, 170b), 메인센서(160a, 160b)와 보조센서(170a, 170b)로부터 제공된 신호에서 원하는 주파수 대역 성분만을 통과시키는 필터와 이러한 필터를 통과한 신호를 증폭하는 증폭기로 이루어진 증폭기&필터(121a, 121b), 증폭기에서 증폭된 아날로그 형태의 신호를 대응되는 크기의 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와 이렇게 변환된 디지털 신호를 처리하여 인식하는 CPU로 이루어진 ADC&CPU(122a, 122b), 각 클라이언트들 사이의 시간을 국제 표준시간으로 동기시키기 위해 GPS 위성으로부터의 위성 신호를 포착하는 GPS 안테나(126a, 126b)와 이러 한 GPS 안테나(126a, 126b)를 통해 포착된 위성 신호를 처리하여 현재의 시각을 정확하게 산출하는 GPS 모듈(123a, 123b), 가스배관(100)에 대한 타격이 감지된 경우에 이를 시/청각적으로 경보해 주는 알람&부저(124a, 124b) 및 신호처리 유닛(120a, 120b)에 안정적인 전원을 공급하는 전원부(125a, 125b)를 포함하여 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같은 신호처리 유닛(120a, 120b)의 구성에서 메인센서(160a, 160b)와 보조센서(170a, 170b)는 모두 가속도센서로 구현될 수 있다. 이때, 메인센서(160a, 160b) 이외에 보조센서(170a, 170b)를 추가로 사용하는 이유는 노이즈의 영향을 줄여서 가스배관(100)에 대한 타격을 정확하게 감지하기 위해서이다.
이를 좀더 구체적으로 설명하면 측정되는 노이즈 중 가장 일반적인 노이즈는 배관 내에 흐르는 가스에 의하여 배관이 진동되어 측정되는 것으로, 이 노이즈의 레벨 크기에 따라서 충격음을 쉽게 구분하느냐 혹은 구분이 어려운가가 결정된다. 이 가스 노이즈 이외에 외부에서 가해지는 노이즈는 두 가지의 형태로 구분할 수 있는데, 첫째는 사람의 말소리나 잡음 등이 공기 중을 통하여 배관에 직접 전달되는 노이즈이고, 다른 하나의 노이즈 형태는 사람의 발소리나 각종 차량이나 장비의 이동음과 같이 토양을 통해 전달되는 노이즈이다. 이 중에서 공기를 통한 노이즈는 메인센서를 지중에 매설함으로써 쉽게 제거가 되나 토양을 통한 노이즈는 쉽게 제거되지 않기에 이를 실제 타격에 의한 신호와 구분하기 위해 본 발명에서는 메인센서(160a, 160b)와 보조센서(170a, 170b)를 채택하고 있다. 아래의 표 1 은 실제 타격에 의한 신호인지 토양에 의한 노이즈인지를 판정하는 표이다.
충격음 인식 판정
메인센서 보조센서
인식 인식 배관 충격 아님
인식 미인식 배관 충격임
미인식 인식 배관 충격 아님
위의 표 1 에 보인 바와 같이 가스배관(100)에 대한 직접적인 타격이 발생한 경우에는 메인센서(160a, 160b)는 가스배관(100)에 직접 접촉 설치되므로 이를 인식하나, 보조센서(170a, 170b)는 가스배관(100)과는 소정 거리 이격된 채로 토양 중에 매설되므로 이를 인식하지 못한다. 반면에, 메인센서(160a, 160b)와 보조센서(170a, 170b)에서 모두 충격이 인식되거나 메인센서(160a, 160b)에서는 충격이 인식되지 않고 단지 보조센서(170a, 170b)에서만 충격이 인식되는 경우에는 가스배관(100)에 대한 직접적인 충격이 발생한 것이 아니라 토양을 통한 충격이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 기술에 따른 보조센서에 의한 타공사 감시 방법에서 개별 클라이언트에서의 충격 확인 과정을 설명하기 위한 흐름도로, 별 다른 설명이 없는 한 ADC&CPU(122a),(122b)의 CPU가 주체가 되어 수행함을 밝혀둔다.
도 4 에 도시된 바와 같이 단계(S10)에서는 메인센서(160a, 160b)와 보조센서(170a, 170b)로부터 감지신호가 입력되었는지를 판단하는데, 입력되지 않은 경우에는 단계(S10)로 복귀하고, 입력된 경우에는 단계(S12)로 진행하여 메인센서(160a, 160b)와 보조센서(170a, 170b)중 어느 센서로부터 신호가 입력되었는지를 판단한다.
단계(S12)에서의 판단 결과 보조센서(170a, 170b)로부터 신호가 입력된 경우에는 단계(S20)로 진행하여 증폭기&필터(121a, 121b)를 통해 필요한 주파수 대역 성분만을 밴드패스 필터링하고, 다시 단계(S22)에서는 그 신호 대 잡음비(S/N비)가 미리 정해진 제 1 기준치(R1) 이상인지를 판단한다. 단계(S22)에서의 판단 결과 S/N비가 제 1 기준치(R1) 이상인 경우에 프로그램은 단계(S40)로 진행하고, 그렇지 아니한 경우에는 단계(S20)로 복귀한다.
반면에, 단계(S12)에서의 판단 결과 메인센서(160a, 160b)로부터 신호가 입력된 경우에는 단계(S30)로 진행하여 역시 증폭기&필터(121a, 121b)를 통해 원하는 주파수 대역 성분만을 밴드패스 필터링하고, 다시 단계(S32)에서는 그 S/N비가 미리 정해진 제 2 기준치(R2) 이상인지를 판단한다. 단계(S32)에서의 판단 결과 S/N비가 제 1 기준치(R2) 이상인 경우에 프로그램은 단계(S40)로 진행하고, 그렇지 아니한 경우에는 단계(S30)로 복귀한다.
다시 단계(S40)에서는 메인센서(160a, 160b)와 보조센서(170a, 170b)로부터의 신호가 동일 시간에 입력되었는지를 판단하는데, 동일 시간에 입력된 경우에는 타공사에 의한 충격인 것으로 간주(S42)하고, 단계(S44)로 진행하여 서버에 충격 확인 경보를 송출하게 된다. 반면에, 단계(S40)에서의 판단 결과 서로 다른 시간대에 입력된 경우에 프로그램은 단계(S10)로 복귀하게 된다.
도 5 는 본 발명의 기술에 따른 보조센서에 의한 타공사 감시 방법에서 서버에서의 타공사 판단 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5 에 도시된 바와 같이 단계(S50) 및 단계(S60)에서는 도 4 에 도시한 과정을 거친 임의의 클라이언트, 즉 클라이언트1과 클라이언트2로부터 데이터를 입력받고, 다시 단계(S52) 및 단계(S62)에서는 이렇게 입력된 데이터가 충격감지신호인지를 판단한다. 단계(S52) 및 단계(S62)에서의 판단 결과 클라이언트1과 클라이언트2로부터 입력된 데이터가 충격감지신호가 아닌 경우에 프로그램은 단계(S50) 및 단계(S60)로 복귀하고, 충격감지신호인 경우에는 단계(S70)로 진행하여 두 클라이언트가 데이터를 전송한 시간의 차(
Figure 112005076392859-pat00001
)를 계산한다.
도 6 은 임의의 두 클라이언트 사이에서 가스배관에 충격이 가해진 경우의 거리 및 시간에 대한 정의를 설명하기 위한 도이다.
도 6 에 도시된 바와 같이 클라이언트1과 클라이언트2 사이의 거리가
Figure 112005076392859-pat00002
이고, 두 지점 사이 배관내에서 음파의 전달속도가
Figure 112005076392859-pat00003
라고 하면, 클라이언트1과 클라이언트2의 두 지점 사이를 음파가 전달되는 시간은 아래의 수학식 1과 같이 결정된다.
Figure 112005076392859-pat00004
따라서, 만약 두 지점 사이에서 충격이 발생하였다면 충격이 두 지점의 센서에 전달된 시간차는
Figure 112005076392859-pat00005
보다 작아야 한다. 서버에서는 단계(S70)에서 이러한 원리를 이용하여 만약 두 지점에서 측정한 충격 시간차가
Figure 112005076392859-pat00006
보다 작으면 충격으로 판정하고 단계(S90)로 진행하여 경보를 발생시킨다.
한편, 실제 배관의 길이와 시간 사이에는 아래의 수학식 2와 같은 관계가 있다.
Figure 112005076392859-pat00007
그리고,
Figure 112005076392859-pat00008
,
Figure 112005076392859-pat00009
와
Figure 112005076392859-pat00010
,
Figure 112005076392859-pat00011
사이에는 아래의 수학식 3과 같은 관계가 성립한다.
Figure 112005076392859-pat00012
Figure 112005076392859-pat00013
,
한편,
Figure 112005076392859-pat00014
와
Figure 112005076392859-pat00015
,
Figure 112005076392859-pat00016
,
Figure 112005076392859-pat00017
사이에는 아래의 수학식 4 및 수학식 5와 같은 관계가 성립한다.
Figure 112005076392859-pat00018
Figure 112005076392859-pat00019
(클라이언트1이 더 늦게 충격파를 측정한 경우)
그리고, 위의 수학식 2 내지 수학식 4를 정리하면 아래의 수학식 6 및 수학식 7과 같다.
Figure 112005076392859-pat00020
Figure 112005076392859-pat00021
결과적으로, 서버에서는 단계(S80)에서 위의 수학식 6과 수학식 7에 의거하여 충격지점이 클라이언트1과 클라이언트2로부터 떨어진 거리를 구할 수가 있는데, 위의 수학식 2 내지 수학식 7에서 사용되는 부호를 정의하면 아래와 같다.
Figure 112005076392859-pat00022
: 충격지점에서 클라이언트1 지점까지의 거리
Figure 112005076392859-pat00023
: 충격지점에서 클라이언트2 지점까지의 거리
Figure 112005076392859-pat00024
: 클라이언트1에서부터 클라이언트2까지 충격파 전달 시간
Figure 112005076392859-pat00025
: 클라이언트1에서부터 클라이언트2까지의 거리
Figure 112005076392859-pat00026
: 배관에서의 음파 속도
Figure 112005076392859-pat00027
: 충격지점에서부터 클라이언트1까지의 거리
Figure 112005076392859-pat00028
: 충격지점에서부터 클라이언트1까지의 거리
Figure 112005076392859-pat00029
: 클라이언트1과 클라이언트2 지점에서 충격파가 측정된 시간차
한편, 도 5 의 단계(S70)에서 시간차가
Figure 112005076392859-pat00030
보다 큰 경우에는 단계(S100)로 진행하여 에러 처리를 행한 후에 프로그램을 종료한다.
본 발명의 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템 및 방법은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템 및 방법에 따르면 가스배관에 접촉하여 설치되는 메인센서 이외에 가스배관에서 일정한 간격만큼 이격되어 설치되는 보조센서로부터의 신호를 종합적으로 분석하여 타공사를 감시함으로써 타공사 판단에 대한 신뢰성을 현저하게 제고시킬 수가 있다.

Claims (8)

  1. 가스배관에 직접 접촉되어 설치되는 가속도센서인 메인센서;
    상기 가스배관에서 소정 거리만큼 이격된 채로 상기 메인센서 주위에 매설되는 가속도센서인 보조센서;
    타공사의 발생을 경보하는 경보수단; 및
    상기 메인센서와 상기 보조센서로부터의 감지신호를 종합적으로 처리하여 타공사의 발생 여부를 판단하고, 타공사로 판단된 경우에는 상기 경보수단을 구동시키는 제어수단을 포함하여 이루어지며,
    상기 제어수단은 상기 메인센서로부터 감지신호가 입력된 반면에 상기 보조센서에서는 감지신호가 입력되지 않은 경우에만 실제 타공사가 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 보조센서에 의한 타공사 감지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, GPS 위성으로부터 위성 데이터를 수신하여 표준시간에 의해 장치의 시간을 동기시키는 GPS 모듈을 더 구비한 것을 특징으로 하는 보조센서에 의한 타공사 감시장치.
  5. 가스배관에 대해 소정의 간격마다 설치되어 타격발생신호를 발생시키는 다수의 클라이언트; 및
    상기 다수의 클라이언트로부터 제공된 타격발생신호에 의거하여 실제 타공사의 발생 여부를 최종 판정하여 경보함과 아울러 타격 발생 위치를 산출하는 서버를 포함하여 이루어지되,
    상기 각각의 클라이언트는 가스배관에 직접 접촉되어 설치되는 메인센서와 상기 가스배관에서 소정 거리만큼 이격된 채로 상기 메인센서 주위에 매설되는 보조센서 및 상기 메인센서와 상기 보조센서로부터의 감지신호를 종합적으로 처리하여 타격 발생 여부를 판단하여 타격이 발생한 경우에는 타격발생신호를 발생시키는 제어수단을 포함하여 이루어진 타공사 감시장치, 상기 타공사 감시장치로부터 발생된 타격발생신호를 상기 서버로 전송하는 컴퓨터 및 무정전 전원 장치를 포함하여 이루어진 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 타공사 감시장치는 GPS 위성으로부터 위성 데이터를 수신하여 표준시간에 의해 장치의 시간을 동기시키는 GPS 모듈을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 각 클라이언트에는 주위 온도를 소정의 범위 내로 유지시키는 히터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 보조센서에 의한 타공사 감시 시스템.
  8. (a) 가스배관에 직접 접촉되어 설치되는 메인센서와 상기 가스배관에서 소정 거리만큼 이격된 채로 상기 메인센서 주위에 매설되는 보조센서로부터 감지신호가 입력된 경우에 각각의 감지신호에 대한 S/N비(신호 대 잡음비)가 각각의 기준치를 초과하는지를 판단하는 단계;
    (b) 상기 단계 (a)에서 각각의 감지신호에 대한 S/N비가 모두 각각의 기준치를 초과하는 경우에 상기 감지신호가 동일 시간에 입력되었는지를 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 단계 (b)에서의 판단 결과 동일 시간에 입력된 경우에는 타공사가 발생한 것으로 판정하여 경보를 발생시키고, 다른 시간에 입력된 경우에는 이를 무시하는 단계를 포함하여 이루어진 보조센서에 의한 타공사 감시 방법.
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