KR102108794B1 - Apparatus and method of detecting burried steel pipe and computer readable medium - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원은, 매설된 강 배관의 탐지 장치, 방법 및 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체에 관한 것이다.The present application relates to an apparatus, method for detecting buried steel pipe, and a computer-readable recording medium.
지중에 매설된 강배관의 위치를 탐지하기 위한 기술로, 전자 유도 탐사법, 지중 레이더 탐사법(GPR, Ground Penetrating Radar), 관로 내 삽입형 로봇 등이 있다.As a technology for detecting the location of a steel pipe buried in the ground, there are electromagnetic induction sensing, ground radar sensing (GPR), and insertion robots in pipelines.
이들 중 전자 유도 탐사법은 간접법, 직접법, 통선법 등의 다양한 형태로 구성되고 있다. 간접법은 배관에 직접 도선을 연결하지 않은 상태에서 전자유도만을 이용하여 탐지하는 기법이며, 직접법은 목적관 일부에 직접 도선을 연결하여 교류전류를 인가시켜 배관탐지를 하는 기법이다. 통선법은 목적관이 공관인 경우에 사용되며 접지법과 루프법이 있다.Among them, the electromagnetic induction exploration method is composed of various forms such as an indirect method, a direct method, and a wire method. The indirect method is a technique that detects by using only electromagnetic induction without connecting a direct wire to the pipe, and the direct method is a technique that detects the pipe by connecting an electric wire directly to a part of the target pipe and applying an alternating current. The passage method is used when the object pipe is a duct pipe, and there are a grounding method and a looping method.
지중 레이더 탐사법은 수십~수백 MHz 대역의 전자기파를 지중으로 방사하여 강배관에 의해 반사되어 돌아오는 반사파를 통해 배관을 탐지하는 기법이다. 대부분의 탐지 기술의 경우 3 미터 정도 이내의 깊이에 묻힌 강배관에 대해 적용이 되고 있으며 그 이상의 깊이에 묻힌 강배관의 경우 정확한 위치 및 깊이를 탐지하는 데는 오차가 크다.Underground radar exploration is a technique that detects piping through reflected waves that are reflected by a steel pipe and return by radiating electromagnetic waves in the bands of tens to hundreds of MHz. Most detection techniques are applied to steel pipes buried within a depth of less than about 3 meters, and steel pipes buried deeper than that have a large error in detecting the exact location and depth.
한편, 관로 내 삽입형 로봇의 경우 액상물질에 의해 부유되는 로봇의 형태를 가지며 유속에 따라 움직이면서 저주파를 발생시켜 지중에서 수신기를 이용하여 위치를 추종하는 방식을 사용한다. 관로 직경의 변화 및 분기점에서의 경로 예측 등의 문제로 인해 실용화에는 어려움이 있다.On the other hand, in the case of an insertion type robot in a pipeline, it has the form of a robot suspended by a liquid material and generates a low frequency while moving according to the flow rate, and uses a method of tracking the position using a receiver in the ground. There are difficulties in practical use due to problems such as a change in the pipe diameter and a path prediction at a branch point.
본 발명은, 수백 미터 이상의 긴 매설 배관의 탐지가 가능하며, 강 배관에 누수 사고가 발생하여 수리하는 경우 굴착에 소요되는 시간을 최소화할 수 있으며, 타 공사에 따른 사고를 예방할 수 있음과 동시에 공장의 신예화에 따라 매설된 강 배관을 지상으로 변경하고자 할 경우에 전체적인 공정 계획을 최적화할 수 있는 매설된 강 배관의 탐지 장치, 방법 및 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is capable of detecting long buried pipes of several hundred meters or more, and it is possible to minimize the time required for excavation when a leak occurs in a steel pipe and repair it, and at the same time it is possible to prevent accidents caused by other constructions and at the same time. In order to change the buried steel pipe to the ground in accordance with the newization of the objective, it aims to provide a detection device, method and computer-readable recording medium of the buried steel pipe to optimize the overall process plan.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 지하에 매설된 강 배관의 일단과 타단에 직접 연결되어 폐회로를 형성하며, 상기 강 배관에 교류 전류를 인가하는 교류 전원; 인가된 상기 교류 전류에 의해 상기 강 배관으로부터 발생되는 자기장 성분 중 지표면에 평행한 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정하는 자기 센서 모듈; 및 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기에 기초하여 상기 강 배관의 지표면 상의 매설 위치 및 매설 깊이를 동시에 탐지하는 제어 모듈;을 포함하는, 매설된 강 배관의 탐지 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, an AC power supply that directly connects to one end and the other end of a steel pipe buried underground to form a closed circuit, and applies AC current to the steel pipe; A magnetic sensor module measuring a magnitude of a magnetic field component in a horizontal direction parallel to the ground surface among magnetic field components generated from the steel pipe by the applied AC current; And a control module that simultaneously detects a buried location and a buried depth on the ground surface of the steel pipe based on the measured magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 교류 전원에서, 강 배관에 교류 전류를 인가하는 제1 단계; 자기 센서 모듈에서, 인가된 교류 전류에 의해 강 배관으로부터 발생되는 자기장 성분 중 지표면에 평행한 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정하는 제2 단계; 및 제어 모듈에서, 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기에 기초하여 상기 강 배관의 지표면 상의 매설 위치 및 매설 깊이를 동시에 탐지하는 제3 단계;를 포함하는, 매설된 강 배관의 탐지 방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, in an AC power source, a first step of applying an AC current to a steel pipe; In the magnetic sensor module, a second step of measuring the magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction parallel to the ground surface among the magnetic field components generated from the steel pipe by the applied alternating current; And a third step of simultaneously detecting a buried location and a buried depth on the ground surface of the steel pipe based on the measured magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction in the control module. do.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상술한 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한, 컴퓨터로 독출 가능한 기록 매체가 제공된다.According to one embodiment of the present invention, there is provided a recording medium readable by a computer on which a program for executing the above-described method is executed on a computer.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 지하에 매설된 강 배관의 일단과 타단에 직접 연결되어 폐회로를 형성한 후 교류 전류를 인가하기 때문에 해안가와 같이 토양 저항이 작은 경우에도 일단을 토양에 접지하는 방식에 비해 수백 미터 이상의 긴 매설 배관의 탐지가 가능한 이점이 있다.According to one embodiment of the present invention, since the AC current is applied after forming a closed circuit by directly connecting to one end and the other end of the steel pipe buried underground, a method of grounding one end to the soil even when the soil resistance is small, such as the shore Compared to this, it has the advantage of being able to detect long buried pipes of hundreds of meters or more.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 교류 전류에 의해 강 배관으로부터 발생되는 자기장의 크기로부터 강 배관의 지표면 상의 수평 위치 및 수직 깊이를 동시에 탐지함으로써, 강 배관에 누수 사고가 발생하여 수리하는 경우 굴착에 소요되는 시간을 최소화할 수 있으며, 타 공사에 따른 사고를 예방할 수 있음과 동시에 공장의 신예화에 따라 매설된 강 배관을 지상으로 변경하고자 할 경우에 전체적인 공정 계획을 최적화할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, by detecting the horizontal position and the vertical depth on the surface of the steel pipe at the same time from the size of the magnetic field generated from the steel pipe by the alternating current, when the steel pipe is leaked and repaired The time required for excavation can be minimized, and accidents caused by other constructions can be prevented, and the overall process plan can be optimized when the buried steel pipes are to be changed to the ground according to the new factory.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 매설된 강 배관의 탐지 장치의 전체 구성도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시 형태에 따라 강 배관의 지표면 상의 매설 위치 및 매설 깊이를 동시에 탐지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 4는 강 배관의 매설 깊이를 탐지하기 위해 이용되는 그래프를 구하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 매설된 강 배관의 탐지 방법을 설명하는 흐름도이다.1 is an overall configuration diagram of an apparatus for detecting buried steel pipe according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a process of simultaneously detecting a buried position and a buried depth on the surface of a steel pipe according to an embodiment of the present invention.
3 to 4 are views showing a process of obtaining a graph used to detect the depth of buried steel pipe.
5 is a flowchart illustrating a method for detecting buried steel pipe according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 더욱 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited only to the embodiments described below. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a more clear description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 매설된 강 배관의 탐지 장치(100)의 전체 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 강 배관의 지표면 상의 매설 위치 및 매설 깊이를 동시에 탐지하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is an overall configuration diagram of an
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 강 배관의 탐지 장치(100)는 교류 전원(110), 자기 센서 모듈(120), 제어 모듈(130), GPS 모듈(140) 및 멀티플렉서(151, 152)를 포함하여 구성될 수 있다.First, as shown in FIG. 1, the
이들 중 자기 센서 모듈(120), 제어 모듈(130), GPS 모듈(140)은 배터리에 의해 구동되며, 휴대 가능한 하나의 모듈로 구성될 수 있으며, 교류 전원(110)과 멀티플렉서(151, 152)는 지면에 고정되는 모듈일 수 있다.Of these, the
한편, 매설되는 강 배관(SP1, SP2, SP3)의 길이는 수 킬로미터에 이를 수 있으며, 강 배관(SP1, SP2, SP3)의 일단 및 타단은 맨홀(미도시) 등을 통해 접근 가능한 것일 수 있다.On the other hand, the length of the buried steel pipes (SP1, SP2, SP3) may reach several kilometers, and one end and the other end of the steel pipes (SP1, SP2, SP3) may be accessible through a manhole (not shown). .
교류 전원(110)은 지하에 매설된 강 배관(SP1 내지 SP3)의 일단과 타단에 직접 연결되어 폐회로를 형성하며, 강 배관(SP1 내지 SP3)에 교류 전류를 흘리기 위한 전원 장치이다. 상술한 교류 전류의 주파수 및 크기는 가변될 수 있다.The
자기 센서 모듈(120)은 교류 전원(110)에 의해 인가된 교류 전류에 의해 강 배관(SP1 내지 SP3)으로부터 발생되는 자기장 성분 중 지표면에 평행한 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정하는 모듈일 수 있다. 이러한 자기 센서 모듈(120)은 3축 방향의 자기장 성분의 크기를 측정할 수 있는 3축 자기장 센서일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The
한편, 수평 방향의 자기장 성분의 크기는, 강 배관(SP1 내지 SP3)으로부터 발생되는 수평 방향의 자기장 성분 중 지표면에 평행하며 강 배관(SP1 내지 SP3)의 매설 방향(D1)과 수직한 방향(도 1 및 도 2의 X축 방향)의 자기장 성분의 크기일 수 있다.On the other hand, the magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction is parallel to the surface of the horizontal magnetic field components generated from the steel pipes SP1 to SP3 and perpendicular to the buried direction D1 of the steel pipes SP1 to SP3 (FIG. 1 and 2 in the X-axis direction).
제어 모듈(130)은 자기 센서 모듈(120)에서 측정한 수평 방향의 자기장 성분의 크기에 기초하여 강 배관(SP1 내지 SP3)의 지표면 상의 매설 위치 및 매설 깊이를 동시에 탐지할 수 있다.The
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 제어 모듈(130)은 자기 센서 모듈(120)에서 측정한 수평 방향의 자기장 성분의 크기가 최대값을 가지는 지표면 상의 위치를 강 배관의 매설 위치로 탐지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the
구체적으로, 도 2에서 도시된 바와 같이, 매설된 강 배관(SP1)을 중심으로 일측에서 타측으로 경로(P1)을 따라 이동하면서 자기 센서 모듈(120)을 통해 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정할 수 있으며, 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기가 최대값인 지점(X0)를 강 배관(SP1)의 매설 위치로 탐지할 수 있다. Specifically, as illustrated in FIG. 2, the size of the magnetic field component in the horizontal direction is measured through the
마찬가지로, 매설된 강 배관(SP1)을 중심으로 일측에서 타측으로 경로(P2)을 따라 이동하면서 자기 센서 모듈(120)을 통해 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정할 수 있으며, 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기가 최대값인 지점(X1)를 강 배관(SP1)의 매설 위치로 탐지할 수 있다. 상술한 2개의 지점(X0, X1)을 서로 연결하면 매설된 강 배관(SP1)의 매설 방향(D1)을 알 수 있다.Similarly, the size of the magnetic field component in the horizontal direction can be measured through the
한편, 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 제어 모듈(130)은 강 배관의 지표면 상의 매설 위치에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 강 배관의 지표면 상의 매설 위치로부터 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를 사전에 구한 그래프에 적용하여 강 배관의 매설 깊이를 탐지할 수 있다. On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the
구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(130)은 자기 센서 모듈(120)을 이용하여 탐지한 강 배관(SP1)의 매설 위치(X0)에서 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정하고, 강 배관(SP1)의 매설 위치(X0)로부터 강 배관(SP1)의 매설 방향(D1)과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점(X2)에서 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2, the
이후, 제어 모듈(130)은 강 배관(SP1)의 지표면 상의 매설 위치(X0)에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 강 배관(SP1)의 지표면 상의 매설 위치(X0)로부터 강 배관(SP1)의 매설 방향(D1)과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점(X2)에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를 사전에 구한 그래프에 적용하여 강 배관(SP1)의 매설 깊이를 탐지할 수 있다.Thereafter, the
상술한 그래프는, 도 2에 도시된 바와 같이, 강 배관(SP1)의 매설 위치(X0)에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 강 배관(SP1)의 매설 위치(X0)로부터 강 배관(SP1)의 매설 방향(D1)과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점(X2)에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를, 강 배관의 다양한 매설 깊이에 따라 표시한 그래프일 수 있으며, 상술한 그래프를 구하는 과정은 도 3 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.2, the size of the magnetic field component in the horizontal direction measured at the buried position (X0) of the steel pipe (SP1) and from the buried position (X0) of the steel pipe (SP1) as shown in FIG. The ratio of the size of the magnetic field component in the horizontal direction measured at a point (X2) spaced apart at regular intervals in the direction perpendicular to the buried direction (D1) of the SP1) may be a graph that is displayed according to various buried depths of the steel pipe, The process of obtaining the above-described graph will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 4.
도 3 내지 도 4는 강 배관의 매설 깊이를 탐지하기 위해 이용되는 그래프를 구하는 과정을 도시한 도면이다. 3 to 4 are views showing a process of obtaining a graph used to detect the depth of buried steel pipe.
도 3은 직경이 500 밀리미터이며 길이가 24 미터인 강 배관을 1미터 깊이로 매설한 상태에서 지상의 특정 높이(매설 깊이는 7미터에 해당함)를 갖는 평면에서 강 배관에 수직한 방향으로 이동(스캐닝)하면서 측정한 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 도시한 것으로, X축은 측정 위치이며, Y축은 측정 위치에서 측정한 수평 방향의 자기장 성분의 크기이다. 교류 전류의 주파수는 10Hz이며 크기는 1A이다.Figure 3 is a 500 mm diameter and 24 meters long steel pipe is buried to a depth of 1 meter, in a plane having a specific height on the ground (the buried depth corresponds to 7 meters) in a direction perpendicular to the steel pipe ( Scanning) shows the size of the horizontal magnetic field component measured while the X-axis is the measurement position and the Y-axis is the size of the horizontal magnetic field component measured at the measurement position. The frequency of the alternating current is 10 Hz and the size is 1 A.
도 3에 도시된 바와 같이, 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기는 측정 높이에도 불구하고 강 배관의 실제 매설 위치(X0)에서 최대값을 가지는 것을 알 수 있으며, 이는 실제 강 배관을 다양한 깊이에 매설한 경우에도 오차 10센티미터 이내에서 일치한다.3, it can be seen that the magnitude of the measured horizontal magnetic field component has a maximum value at the actual buried position (X0) of the steel pipe despite the measurement height, which can be applied to various depths of the actual steel pipe. Even if it is buried, it matches within an error of 10 cm.
도 4는 도 3의 결과에 기초하여 매설 깊이를 추정하기 위한 그래프로, 강 배관의 매설 위치(X0)에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 강 배관의 매설 위치(X0)로부터 강 배관의 매설 방향(D1)과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점(X2)에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를 다양한 높이(매설 깊이에 대응)에 따라 도시한 것이다. 여기서, 일정 간격은 2.5미터이나, 상술한 구체적인 수치는 당업자에 필요에 따라 변경할 수 있음에 유의하여야 한다.FIG. 4 is a graph for estimating buried depth based on the results of FIG. 3, showing the magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction measured at the buried position (X0) of the steel pipe and the buried position (X0) of the steel pipe from the buried position (X0) of the steel pipe The ratio of the size of the magnetic field component in the horizontal direction measured at a point X2 spaced apart at regular intervals in the direction perpendicular to the buried direction D1 is shown according to various heights (corresponding to the buried depth). Here, it should be noted that the predetermined interval is 2.5 meters, but the above-described specific values may be changed as necessary by those skilled in the art.
도 2 내지 도 4를 참조하여 예시적으로 설명하면, 지상으로부터 높이가 2.25미터에서 측정하였다고 가정하면(도 4의 400), 도 3에서 강 배관(SP1)의 매설 위치(X0)에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기는 대략 1.3×10-7이고, 강 배관의 매설 위치(X0)로부터 강 배관의 매설 방향(D1)과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점(X2)에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기는 대략 6×10-8이므로, 이 둘의 비는 대략 0.46 정도이다. 이를 도 4에 적용하면, 대략 2.5미터 정도에 강 배관(SP1)이 매설되어 있음을 알 수 있다.Illustratively with reference to FIGS. 2 to 4, assuming that the height was measured at 2.25 meters from the ground (400 in FIG. 4), the horizontal measured at the buried position (X0) of the steel pipe SP1 in FIG. 3 The magnitude of the magnetic field component in the direction is approximately 1.3 × 10 −7 , and the horizontal direction measured at a point (X2) spaced apart at a predetermined distance from the buried position (X0) of the steel pipe to the buried direction (D1) of the steel pipe. Since the size of the magnetic field component of is about 6 × 10 -8 , the ratio of the two is about 0.46. When this is applied to FIG. 4, it can be seen that the steel pipe SP1 is buried at approximately 2.5 meters.
다시 도 1을 참조하면, GPS 모듈(140)은 위치 정보를 수신하는 모듈일 수 있으며, 수신된 위치 정보는 제어 모듈(130)로 전달되며, 제어 모듈(130)은 수신된 위치 정보에 따라 강 배관의 매설 위치를 지리 정보상에서 디스플레이할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
멀티플렉서(151, 152)는 무선 통신을 통해 제어 모듈(130)로부터 수신된 제어 신호에 따라 적어도 2 이상의 매설된 강 배관들(SP1 내지 SP3) 중 하나와 교류 전원(110)을 연결하는 것일 수 있다.The
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어 모듈(130)과 교류 전원(110), 제어 모듈(130)과 교류 전원(110)과 멀티플렉서(151, 152)는 무선 통신을 연결되어 교류 전원(110)과 멀티플렉서(151, 152)는 제어 모듈(130)의 제어 신호에 따라 제어될 수 있다. 상술한 무선 통신은, 예를 들면 매설 배관의 길이를 고려하여 수킬로미터의 원거리에서도 통신이 가능한 로라(LoRa) 통신을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 로라(LoRa) 통신을 예시하고 있으나, 원거리 통신이 가능하다면 로라 통신 외에도 다른 통신이 사용될 수 있을 것이다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 1, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 지하에 매설된 강 배관의 일단과 타단에 직접 연결되어 폐회로를 형성한 후 교류 전류를 인가하기 때문에 해안가와 같이 토양 저항이 작은 경우에도 일단을 토양에 접지하는 방식에 비해 수백 미터 이상의 긴 매설 배관의 탐지가 가능한 이점이 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, since the AC current is applied after forming a closed circuit by directly connecting to one end and the other end of the steel pipe buried underground, one end even when the soil resistance is small, such as the shore. It has the advantage of being able to detect long buried pipes of hundreds of meters or more, compared to the method of grounding the soil.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 교류 전류에 의해 강 배관으로부터 발생되는 자기장의 크기로부터 강 배관의 지표면 상의 수평 위치 및 수직 깊이를 동시에 탐지함으로써, 강 배관에 누수 사고가 발생하여 수리하는 경우 굴착에 소요되는 시간을 최소화할 수 있으며, 타 공사에 따른 사고를 예방할 수 있음과 동시에 공장의 신예화에 따라 매설된 강 배관을 지상으로 변경하고자 할 경우에 전체적인 공정 계획을 최적화할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, by detecting the horizontal position and the vertical depth on the surface of the steel pipe at the same time from the size of the magnetic field generated from the steel pipe by the alternating current, when the steel pipe is leaked and repaired The time required for excavation can be minimized, and accidents caused by other constructions can be prevented, and the overall process plan can be optimized when the buried steel pipes are to be changed to the ground according to the new factory.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 매설된 강 배관의 탐지 방법을 설명하는 흐름도로, 이하 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 매설된 강 배관의 탐지 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 1 내지 도 4와 관련하여 중복된 부분은 설명을 생략한다.Meanwhile, FIG. 5 is a flowchart for explaining a method of detecting buried steel pipe according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a method of detecting buried steel pipe according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. . However, for the sake of simplicity of the invention, descriptions of overlapping parts with reference to FIGS. 1 to 4 are omitted.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 매설된 강 배관의 탐지 방법은, 교류 전원에서 강 배관에 교류 전류를 인가하는 단계(S501)에 의해 개시될 수 있다. 교류 전원은 지하에 매설된 강 배관의 일단과 타단에 직접 연결되어 폐회로를 형성할 수 있음은 상술한 바와 같다.As illustrated in FIG. 5, a method of detecting buried steel pipe according to an embodiment of the present invention may be initiated by applying an AC current to the steel pipe from an AC power source (S501). It is as described above that the AC power can be directly connected to one end and the other end of the steel pipe buried underground to form a closed circuit.
다음, 자기 센서 모듈은, 인가된 교류 전류에 의해 강 배관으로부터 발생되는 자기장 성분 중 지표면에 평행한 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정할 수 있다(S502). 여기서, 수평 방향의 자기장 성분의 크기는, 강 배관으로부터 발생되는 수평 방향의 자기장 성분 중 지표면에 평행하며 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향의 자기장 성분의 크기임은 상술한 바와 같다.Next, the magnetic sensor module may measure the size of a magnetic field component in a horizontal direction parallel to the ground surface among magnetic field components generated from the steel pipe by the applied alternating current (S502). Here, the size of the magnetic field component in the horizontal direction is the size of the magnetic field component in a direction parallel to the ground surface and perpendicular to the buried direction of the steel pipe among the horizontal magnetic field components generated from the steel pipe.
마지막으로, 제어 모듈은, 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기에 기초하여 강 배관의 지표면 상의 매설 위치 및 매설 깊이를 동시에 탐지할 수 있다(S503).Finally, the control module may simultaneously detect the buried position and the buried depth on the surface of the steel pipe based on the measured size of the horizontal magnetic field component (S503).
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 제어 모듈은 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기가 최대값을 가지는 지표면 상의 위치를 강 배관의 매설 위치로 탐지할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the control module may detect a location on the surface of the surface where the measured magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction has a maximum value as a buried location of the steel pipe.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 제어 모듈은 강 배관의 지표면 상의 매설 위치에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 강 배관의 지표면 상의 매설 위치로부터 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를 사전에 구한 그래프에 적용하여 강 배관의 매설 깊이를 탐지할 수 있다.According to another embodiment of the invention, the control module is spaced in a direction perpendicular to the buried direction of the steel pipe from the size of the magnetic field component in the horizontal direction measured at the buried position on the surface of the steel pipe and the buried position on the surface of the steel pipe. The depth of the buried steel pipe can be detected by applying the ratio of the magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction measured at the spaced apart point to a graph obtained in advance.
여기서, 상술한 그래프는, 강 배관의 매설 위치에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 강 배관의 매설 위치로부터 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점에서 측정된 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를 강 배관의 다양한 매설 깊이에 따라 표시한 그래프일 수 있음은 상술한 바와 같다.Here, the above-described graph is a horizontal direction measured at a point spaced apart from the size of the horizontal magnetic field component measured at the buried position of the steel pipe and a direction perpendicular to the buried direction of the steel pipe from the buried position of the steel pipe. As described above, the ratio of the size of the magnetic field component may be a graph displayed according to various buried depths of the steel pipe.
한편, 본 발명에 따른 강 배관의 탐지 방법은, 위치 정보를 수신하는 단계와, 수신된 위치 정보에 따라 강 배관의 매설 위치를 지리 정보 상에서 디스플레이하는 단계를 더 포함할 수 있음은 상술한 바와 같다.On the other hand, the method for detecting a steel pipe according to the present invention may include the steps of receiving location information and displaying the buried location of the steel pipe on geographic information according to the received location information. .
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 지하에 매설된 강 배관의 일단과 타단에 직접 연결되어 폐회로를 형성한 후 교류 전류를 인가하기 때문에 해안가와 같이 토양 저항이 작은 경우에도 일단을 토양에 접지하는 방식에 비해 수백 미터 이상의 긴 매설 배관의 탐지가 가능한 이점이 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, since the AC current is applied after forming a closed circuit by directly connecting to one end and the other end of the steel pipe buried underground, one end even when the soil resistance is small, such as the shore. It has the advantage of being able to detect long buried pipes of hundreds of meters or more, compared to the method of grounding the soil.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 교류 전류에 의해 강 배관으로부터 발생되는 자기장의 크기로부터 강 배관의 지표면 상의 수평 위치 및 수직 깊이를 동시에 탐지함으로써, 강 배관에 누수 사고가 발생하여 수리하는 경우 굴착에 소요되는 시간을 최소화할 수 있으며, 타 공사에 따른 사고를 예방할 수 있음과 동시에 공장의 신예화에 따라 매설된 강 배관을 지상으로 변경하고자 할 경우에 전체적인 공정 계획을 최적화할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, by detecting the horizontal position and the vertical depth on the surface of the steel pipe at the same time from the size of the magnetic field generated from the steel pipe by the alternating current, when the steel pipe is leaked and repaired The time required for excavation can be minimized, and accidents caused by other constructions can be prevented, and the overall process plan can be optimized when the buried steel pipes are to be changed to the ground according to the new factory.
본 발명을 설명함에 있어, '~ 모듈'이라는 용어는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다.In describing the present invention, the term '~ module' may be implemented as a hardware component, a software component and / or a combination of a hardware component and a software component. For example, a processor, controller, arithmetic logic unit (ALU), digital signal processor (FLU), microcomputer, field programmable array (FPA), programmable logic unit (PLU), microprocessor, or instructions As with any other device that can execute and respond, it can be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers.
또한, 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.In addition, the software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired or independently or collectively ) You can command the processing unit. Software and / or data may be interpreted by a processing device, or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodied in the transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited by the above-described embodiment and the accompanying drawings. It is intended to limit the scope of rights by the appended claims, and that various types of substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention as set forth in the claims to those skilled in the art. It will be self-evident.
100: 강 배관의 탐지 장치
110: 교류 전원
120: 자기 센서 모듈
130: 제어 모듈
140: GPS 모듈
151, 152: 멀티플렉서
SP1, SP2, SP3: 매설된 강 배관
D1: 강 배관의 매설 방향100: detection device of steel pipe
110: AC power
120: magnetic sensor module
130: control module
140: GPS module
151, 152: multiplexer
SP1, SP2, SP3: buried steel pipe
D1: buried direction of steel pipe
Claims (15)
인가된 상기 교류 전류에 의해 상기 강 배관으로부터 발생되는 자기장 성분 중 지표면에 평행한 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정하는 자기 센서 모듈; 및
측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기에 기초하여 상기 강 배관의 지표면 상의 매설 위치 및 매설 깊이를 동시에 탐지하는 제어 모듈;
을 포함하고,
상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기는, 상기 강 배관으로부터 발생되는 수평 방향의 자기장 성분 중 상기 지표면에 평행하며 상기 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향의 자기장 성분의 크기이고,
상기 제어 모듈은, 상기 강 배관의 지표면 상의 매설 위치에서 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 상기 강 배관의 지표면 상의 매설 위치로부터 상기 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지표면 상의 지점에서 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를 사전에 구한 그래프에 적용하여 상기 강 배관의 매설 깊이를 탐지하는, 매설된 강 배관의 탐지 장치.
An AC power supply directly connected to one end and the other end of the steel pipe buried underground to form a closed circuit, and applying AC current to the steel pipe;
A magnetic sensor module measuring a magnitude of a magnetic field component in a horizontal direction parallel to the ground surface among magnetic field components generated from the steel pipe by the applied AC current; And
A control module that simultaneously detects a buried location and a buried depth on the surface of the steel pipe based on the measured magnitude of the horizontal magnetic field component;
Including,
The size of the magnetic field component in the horizontal direction is the size of a magnetic field component in a direction parallel to the surface of the horizontal magnetic field component generated from the steel pipe and perpendicular to the buried direction of the steel pipe,
The control module, the size of the magnetic field component in the horizontal direction measured at the buried position on the surface of the steel pipe and the surface of the steel pipe from the buried position on the surface of the steel pipe spaced apart a predetermined distance in a direction perpendicular to the buried direction of the steel pipe The detection device of the buried steel pipe, which detects the buried depth of the steel pipe by applying the ratio of the magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction measured at the point of the image to a graph obtained in advance.
상기 제어 모듈은,
측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기가 최대값을 가지는 지표면 상의 위치를 상기 강 배관의 매설 위치로 탐지하는, 매설된 강 배관의 탐지 장치.
According to claim 1,
The control module,
An apparatus for detecting buried steel pipe that detects a location on the surface of the surface where the measured magnetic field component in the horizontal direction has a maximum value as a buried location of the steel pipe.
상기 그래프는,
상기 강 배관의 매설 위치에서 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 상기 강 배관의 매설 위치로부터 상기 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점에서 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를, 강 배관의 다양한 매설 깊이에 따라 표시한 그래프인, 매설된 강 배관의 탐지 장치.
According to claim 1,
The graph,
The magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction measured at the buried position of the steel pipe and the magnetic field component in the horizontal direction measured at a point spaced apart from the buried position of the steel pipe in a direction perpendicular to the buried direction of the steel pipe A detection device for buried steel pipe, which is a graph showing the ratio of the size of the pipe according to various buried depths of steel pipe.
상기 강 배관의 탐지 장치는,
무선 통신을 통해 수신된 제어 신호에 따라 적어도 2 이상의 매설된 강 배관 중 하나와 상기 교류 전원을 연결하기 위한 멀티플렉서;
를 더 포함하는, 매설된 강 배관의 탐지 장치.
According to claim 1,
The detection device of the steel pipe,
A multiplexer for connecting the AC power to one of the at least two buried steel pipes according to a control signal received through wireless communication;
Further comprising, the detection device of the buried steel pipe.
상기 무선 통신은,
로라(Lora) 통신인, 매설된 강 배관의 탐지 장치.
The method of claim 6,
The wireless communication,
Lora correspondent, detection device for buried steel pipe.
상기 강 배관의 탐지 장치는,
위치 정보를 수신하는 GPS 수신 모듈;
을 더 포함하며, 상기 제어 모듈은,
수신된 상기 위치 정보에 따라 상기 강 배관의 매설 위치를 지리 정보 상에서 디스플레이하는, 매설된 강 배관의 탐지 장치.
According to claim 1,
The detection device of the steel pipe,
GPS receiving module for receiving location information;
Further comprising, the control module,
An apparatus for detecting buried steel pipe, which displays the buried location of the steel pipe on geographic information according to the received location information.
자기 센서 모듈에서, 인가된 교류 전류에 의해 강 배관으로부터 발생되는 자기장 성분 중 지표면에 평행한 수평 방향의 자기장 성분의 크기를 측정하는 제2 단계; 및
제어 모듈에서, 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기에 기초하여 상기 강 배관의 지표면 상의 매설 위치 및 매설 깊이를 동시에 탐지하는 제3 단계;
를 포함하고,
상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기는, 상기 강 배관으로부터 발생되는 수평 방향의 자기장 성분 중 상기 지표면에 평행하며 상기 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향의 자기장 성분의 크기이고,
상기 제3 단계는,
상기 강 배관의 지표면 상의 매설 위치에서 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 상기 강 배관의 지표면 상의 매설 위치로부터 상기 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지표면 상의 지점에서 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를 사전에 구한 그래프에 적용하여 상기 강 배관의 매설 깊이를 탐지하는 단계
를 포함하는, 매설된 강 배관의 탐지 방법.
In an AC power source, a first step of applying an AC current to the steel pipe;
In the magnetic sensor module, a second step of measuring the magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction parallel to the ground surface among the magnetic field components generated from the steel pipe by the applied alternating current; And
A third step of simultaneously detecting a buried location and a buried depth on the ground surface of the steel pipe based on the measured magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction;
Including,
The size of the magnetic field component in the horizontal direction is the size of a magnetic field component in a direction parallel to the surface of the horizontal magnetic field component generated from the steel pipe and perpendicular to the buried direction of the steel pipe,
The third step,
The size of the magnetic field component in the horizontal direction measured at the buried position on the surface of the steel pipe and measured at a point on the surface of the steel pipe spaced apart from the buried position on the surface of the steel pipe in a direction perpendicular to the buried direction of the steel pipe Detecting a buried depth of the steel pipe by applying a ratio of the magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction to a graph obtained in advance
Including, detection method of buried steel pipe.
상기 제3 단계는,
측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기가 최대값을 가지는 지표면 상의 위치를 상기 강 배관의 매설 위치로 탐지하는 단계;
를 포함하는, 매설된 강 배관의 탐지 방법.
The method of claim 9,
The third step,
Detecting a position on the ground surface having a maximum value of the measured magnetic field component in the horizontal direction as a buried position of the steel pipe;
Including, detection method of buried steel pipe.
상기 그래프는,
상기 강 배관의 매설 위치에서 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기와 상기 강 배관의 매설 위치로부터 상기 강 배관의 매설 방향과 수직한 방향으로 일정 간격 이격된 지점에서 측정된 상기 수평 방향의 자기장 성분의 크기의 비를, 강 배관의 다양한 매설 깊이에 따라 표시한 그래프인, 매설된 강 배관의 탐지 방법.
The method of claim 9,
The graph,
The magnitude of the magnetic field component in the horizontal direction measured at the buried position of the steel pipe and the magnetic field component in the horizontal direction measured at a point spaced apart from the buried position of the steel pipe in a direction perpendicular to the buried direction of the steel pipe A method of detecting buried steel pipe, which is a graph showing the ratio of the size of the pipe according to various buried depths of the steel pipe.
상기 강 배관의 탐지 방법은,
위치 정보를 수신하는 단계; 및
수신된 상기 위치 정보에 따라 상기 강 배관의 매설 위치를 지리 정보 상에서 디스플레이하는 단계;
를 더포함하는, 매설된 강 배관의 탐지 방법.
The method of claim 9,
The detection method of the steel pipe,
Receiving location information; And
Displaying a buried location of the steel pipe on geographic information according to the received location information;
Further comprising, the detection method of the buried steel pipe.
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| GRNT | Written decision to grant |