KR200342560Y1 - Pipeline leak detection apparatus detecting the leak by measuring the insulation resistance indirectly - Google Patents
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Abstract
본 고안은 열배관누수감지장치(200)에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 전압분배법칙을 이용하여 절연저항(R3)을 간접측정하는 방법을 이용한 열배관누수감지장치(200)에 관한 것이며, 종래와 같이 감지선(210)에 흐르는 전류를 통해 절연저항(R3)을 측정하여 열배관의 누수여부를 감지하는 방법 대신에 기준저항기(310)에 인가되는 전압을 이용하여 절연저항(R3)을 간접적으로 측정함으로써, 절연저항(R3)이 보다 정확하게 측정되도록 하여 누수감지와 누수위치측정이 보다 정밀하게 이루어지도록 하는 것을 고안의 목적으로 하고 있다. 이를 위해, 감지선(210)에 소정 전압을 공급하는 전원공급부(220), 상기 전원공급부(220)로부터 접지부까지 연장되며, 접지부측 단부에 제1 스위치(SW1)를 구비하고 파이프의 외경과 내경 사이의 절연영역에 매설된 감지선(210), 제2 스위치(SW2)를 통해 누수감지점(P)과 선택적으로 연결되는 누수감지용 전압검출부(230), 상기 제2 스위치(SW2)를 통해 누수감지점(P)과 선택적으로 연결되는 누수위치측정용 전압검출부(240), 제3 스위치(SW3)를 통해 상기 누수감지용 전압검출부(230) 또는 누수위치측정용 전압검출부(240)와 선택적으로 연결되어 상기 양 전압검출부로부터 제공되는 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 A/D 변환부(250), 상기 A/D 변환부(250)로부터 제공되는 데이터를 연산처리하여 누수여부를 판정하고 누수위치를 산출하는 마이크로프로세서(260), 상기 마이크로프로세서(260)로부터 제공되는 데이터를 중계기(120)로 전송하는 통신부(270), 상기 마이크로프로세서(260)의 명령에 따라 누수발생여부및 상태를 시각적으로 알리는 표시부(280), 상기 마이크로프로세서(260)의 명령에 따라 누수발생여부 및 상태를 청각적으로 알리는 경보발생부(290), 상기 마이크로프로세서(260)에 의해 제어되어 제1 내지 제4 스위치(SW4)를 제어하는 스위치 제어부(300), 및 상기 누수감지점(P)과 제2 스위치(SW2)를 연결하는 도선 중의 소정위치와 접지부 사이에 배치되는 기준저항기(310)를 포함하되, 상기 기준저항기(310)는 소정 값의 저항 및 제4 스위치(SW4)를 구비하며, 누수감지시 제4 스위치(SW4)를 단락한 상태에서 기준저항기(310) 양단 간의 전압을 측정하여 절연저항(R3)을 간접측정하고 상기 측정된 절연저항(R3)을 정상상태일 때의 기준 절연저항(R3)값과 비교하여 두 값이 소정 임계치 이상의 큰 차를 가지면 파이프에 이상이 발생한 것으로 판정하는 열배관누수감지장치(200)를 제공한다.The present invention relates to a heat pipe leak detection apparatus 200, and more particularly, to a heat pipe leak detection apparatus 200 using a method of indirectly measuring the insulation resistance (R3) using the voltage distribution law, Instead of measuring the leakage resistance of the heat pipe by measuring the insulation resistance (R3) through the current flowing through the sensing line 210 as in the prior art, the insulation resistance (R3) is used by using a voltage applied to the reference resistor (310). By indirectly measuring, the object of the present invention is to allow the insulation resistance R3 to be measured more accurately so that leakage detection and leakage position measurement can be made more precisely. To this end, the power supply unit 220 for supplying a predetermined voltage to the sensing line 210, extends from the power supply unit 220 to the ground portion, and has a first switch (SW1) at the end of the ground portion and the outer diameter of the pipe A leak detection voltage detector 230 selectively connected to the leak detection point P through a detection line 210 embedded in an insulation region between the inner and inner diameters, a second switch SW2, and the second switch SW2. Leakage position measurement voltage detection unit 240 is selectively connected to the leak detection point (P) through, the leak detection voltage detection unit 230 or leaking position measurement voltage detection unit 240 through a third switch (SW3) Is selectively connected to the A / D converter 250 for converting the analog data signal provided from the voltage detection unit into a digital data signal, and whether or not the data provided by the A / D converter 250 to the leakage processing To determine the location of the leak A parser 260, a communication unit 270 for transmitting data provided from the microprocessor 260 to the repeater 120, and a display unit 280 for visually informing about whether or not a leak occurs according to a command of the microprocessor 260. ), An alarm generating unit 290 for audibly notifying whether or not a leak occurs according to a command of the microprocessor 260, and controlled by the microprocessor 260 to control the first to fourth switches SW4. And a reference resistor 310 disposed between a predetermined position of the conductive line connecting the leak detection point P and the second switch SW2 and the ground portion, wherein the reference resistor 310 ) Includes a resistor having a predetermined value and a fourth switch SW4, and indirectly measures the insulation resistance R3 by measuring a voltage between both ends of the reference resistor 310 in the state of shorting the fourth switch SW4 when detecting leakage. And the measured insulation resistance (R3) Provides a reference insulation resistance (R3) value and compare the two values, the heat pipe leak detection which has occurred is determined that at least the pipe Having a large difference more than a predetermined threshold device 200 when the state.
Description
본 고안은 열배관누수감지장치(200)에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 전압분배법칙을 이용하여 절연저항(R3)을 간접측정하는 방법을 채용하여 누수감지 및 누수위치측정을 보다 정밀하게 할 수 있는 열배관누수감지장치(200)에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pipe leak detection apparatus 200, and more specifically, by employing a method of indirectly measuring the insulation resistance (R3) using the voltage distribution law to perform leak detection and leak position measurement more precisely. It relates to a heat pipe leak detection apparatus 200 that can be.
송수관 또는 송유관과 같은 파이프라인(pipe line)을 통해 흐르는 유체가 파이프의 훼손 및 노화 또는 그 밖의 원인들에 의해 파이프로부터 누출될 경우에, 파이프가 외부에 노출되어 있다면 누출지점 및 누출정도를 쉽게 파악할 수 있으므로 파이프의 보수가 비교적 빨리 진행될 수 있다. 그러나 파이프가 지하에 매립되어 있어 외부와 시각적으로 차단되어 있는 경우에는 조기에 파이프의 이상 발생을 인식하지 못하고 유체의 누출이 상당히 진행된 상태에 도달한 후에야 비로소 파이프의 이상을 발견할 수 있기 때문에 경제적인 손실이 클 뿐만 아니라, 누출지점을 정확하게 알 수 없어 파이프를 보수함에 있어 많은 시간과 경비가 소요되는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서, 종래부터 여러 가지 방법이 제안되어 왔다. 그 중 파이프의 누출여부 및 누출지점을 정확하게 파악할 수 있는 일 방법으로서, 파이프에 매설된 감지선과 절연저항(R3)을 통해서 흐르는 전류를 이용하여 간접적으로 절연저항(R3)을 측정함으로써 누수여부를 판정하는 방법이 제안된 바 있다. 그러나, 이 방법은, 감지선(210)이 누출된 유체와 직접 접촉되어 이어진 상태에서 전류가 흐르게 되므로 전기전해 등의 작용에 의해 전류값이 변할 수 있어 측정되는 절연저항(R3)값도 이에 따라 변화하게 되고, 측정 도중에 전류가 변화하게 되면 유체의 양이 동일하더라도 매번 절연저항(R3)값이 다르게 측정되는 문제점이 발생하게 된다.If fluid flowing through a pipeline, such as a water pipe or oil pipe, leaks from the pipe due to damage, aging, or other causes of the pipe, it is easy to determine the leak point and the leak level if the pipe is exposed to the outside. As a result, the repair of the pipe can proceed relatively quickly. However, if the pipe is buried underground and visually blocked from the outside, it is not economical because the pipe can be detected only after the leakage of the fluid has reached a considerable progress without early recognition of the pipe. In addition to the large losses, there was a problem that it takes a lot of time and expense in repairing the pipe because the leak point is not known accurately. In order to solve this problem, various methods have been proposed in the past. Among them, as a way of accurately determining whether the pipe leaks and the leak point, the leak is determined by indirectly measuring the insulation resistance (R3) by using the current flowing through the pipe and the sensing line embedded in the pipe (R3). How to do this has been proposed. However, in this method, since the current flows in the state in which the sensing line 210 is in direct contact with the leaked fluid, the current value may change due to the action of electric charges, and thus the measured insulation resistance (R3) value is accordingly. If the current changes during the measurement, the problem that the insulation resistance (R3) value is measured differently each time even if the amount of fluid is the same.
따라서, 본 고안은 상기한 바와 같이 파이프 누수감지 및 누수위치측정에 관련되어 발생하는 문제를 해소하기 위한 것으로, 파이프 라인 전체에 걸쳐 수송되는유체의 누출을 감시하고 누출 발생시 누출여부 및 누출지점을 조기에 찾아내어 즉시 통보해주는 파이프 관리시스템을 제공하는 데 있어서, 누수감지 및 누수위치판단의 기준이 되는 절연저항(R3)을 종래의 방법보다 더 정밀하고 정확하게 측정하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the problems related to the pipe leak detection and leak position measurement as described above, to monitor the leakage of fluid transported throughout the pipeline and early leak detection and leak point when the leak occurs It is an object of the present invention to provide a method for accurately and accurately measuring the insulation resistance (R3), which is a standard for detecting leaks and determining a leak position, in providing a pipe management system for finding and promptly notifying the fault. .
종래의 열배관누수감지장치는, 도2의 본 고안의 열배관누수감지장치(200)에서 누수감지용 전압검출부(230) 대신에 누수감지용 전류검출부가 배치되고 기준저항기(310)가 포함되어 있지 않다. 이하, 종래의 열배관누수감지장치를 통해 파이프의 이상을 점검하는 과정을 상세히 설명하며 다음과 같다.The conventional heat pipe leak detection device, in the heat pipe leak detection device 200 of the present invention, instead of the leak detection voltage detection unit 230, a current detection unit for leak detection is disposed and a reference resistor 310 is included. Not. Hereinafter, a process of checking an abnormality of a pipe through a conventional heat pipe leak detection device will be described in detail.
먼저, 마이크로프로세서(260)는 센서와이어(210)의 저항(R1)을 포함하는 절연저항값(R3)을 구하기 위하여 스위치제어부(300)를 제어하여 제1스위치(SW1)를 개방(open)시키고 제2 및 제3스위치(SW2, SW3)의 각 단자(3), (8)이 누수감지용 전류검출부의 단자(4), (6)과 연결되게 한다.First, the microprocessor 260 opens the first switch SW1 by controlling the switch control unit 300 to obtain an insulation resistance value R3 including the resistance R1 of the sensor wire 210. The terminals 3 and 8 of the second and third switches SW2 and SW3 are connected to the terminals 4 and 6 of the leakage current detecting unit.
이때 누수감지용 전류검출부는 파이프(10)의 센서와이어(210)를 통해 흐르는 전류(Ip)를 측정하고 전류량에 해당하는 소정의 아날로그 데이터 신호를 A/D 변환부(250)에 제공한다.At this time, the leakage detecting current detector measures the current Ip flowing through the sensor wire 210 of the pipe 10 and provides a predetermined analog data signal corresponding to the amount of current to the A / D converter 250.
A/D 변환부(250)는 누수감지용 전류검출부의 출력을 디지털 데이터 신호로 변환하여 마이크로프로세서(260)에 제공한다.The A / D converter 250 converts the output of the current detecting unit for leak detection into a digital data signal and provides it to the microprocessor 260.
마이크로프로세서(260)는 A/D 변환부(250)의 출력을 받아들여 연산을 수행함으로써 센서와이어(210)의 절연저항값(R3)을 구하게 된다.The microprocessor 260 receives the output of the A / D converter 250 to perform an operation to obtain the insulation resistance value R3 of the sensor wire 210.
만일 파이프(10)에 이상이 발생하여 유체가 누출되는 지점을 P라 하면 센서와이어(210)의 절연저항값(R3)을 구하는 원리는 다음과 같은 수식에 의해 설명될 수 있다.If an abnormality occurs in the pipe 10 and the point at which the fluid leaks is P, the principle of obtaining the insulation resistance value R3 of the sensor wire 210 may be explained by the following equation.
측정된 전류는 Ip = Vcc/(R1+R3) 이므로 R1+R3 = Vcc/Ip 이다.The measured current is Ip = Vcc / (R1 + R3), so R1 + R3 = Vcc / Ip.
누출지점의 절연저항값(R3)은 파이프의 다른 부분의 저항값(R1)에 비해 상대적으로 아주 크기 때문(R3 >> R1)에 R1+R3 == R3로 치환하면 R3 = Vcc/Ip 의 관계가 성립되어 R3의 값을 구할 수 있게 된다.Since the insulation resistance value (R3) at the leak point is relatively large compared to the resistance value (R1) of other parts of the pipe (R3 >> R1), when R1 + R3 == R3, the relationship of R3 = Vcc / Ip Is established so that the value of R3 can be obtained.
센서와이어(210)에 공급되는 전원(Vcc)은 이미 결정된 일정한 값이기 때문에 마이크로프로세서(260)는 측정된 전류(Ip)로부터 누출에 의한 센서와이어(210)의 절연저항값(R3)을 계산할 수 있게 된다.Since the power supply Vcc supplied to the sensor wire 210 is a predetermined predetermined value, the microprocessor 260 may calculate the insulation resistance value R3 of the sensor wire 210 due to leakage from the measured current Ip. Will be.
누출에 의한 절연저항값(R3)이 구해지면 누출이 발생되지 않은 정상상태일 때의 감지선(210)의 센서와이어(210)의 기준 절연저항값과 비교한다.When the insulation resistance value R3 due to leakage is obtained, the insulation resistance value R3 is compared with the reference insulation resistance value of the sensor wire 210 of the sensing line 210 when the leakage state is normal.
이때 두 값이 소정의 임계치 이상으로 큰 차를 갖게 되면 파이프(10)의 상태에 이상이 있는 것으로 판정하고, 마이크로프로세서(260)는 경보발생부(290) 및 표시부(280)를 작동시켜 경보음에 의한 청각 및 시각적 경보를 발생시키고 파이프(10)의 이상을 표시하게 된다.At this time, if the two values have a large difference over a predetermined threshold, it is determined that there is an abnormality in the state of the pipe 10, and the microprocessor 260 operates the alarm generator 290 and the display 280 to generate an alarm sound. It generates an audible and visual alarm and displays the abnormality of the pipe 10.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 열배관누수감지장치는 감지선(210)이 유체에 직접 노출되도록 되어 있어 전류가 흐르게 되면 전기전해 등의 작용으로 전류값이 변해 그로부터 측정되는 절연저항(R3)값도 함께 변하게 된다. 즉, 측정 도중의 전류 변화에 의해 유체의 양은 동일하더라도 매번 절연저항(R3)이 다르게 측정되는 문제가 발생하게 되는 것이다. 일반적으로 종래의 전류(Ip)를 이용하여절연저항(R3)을 측정하는 방법은 부가된 전류검출기의 영향을 최소화하기 위해 전류검출기의 입력 임피던스를 거의 0[Ω]으로 하여 측정하여야 한다. 다시 말해서 측정의 오차를 줄이기 위해 거의 0에 가까운 저항을 삽입하고 접지부쪽으로 전류가 흐르도록 한 상태에서 측정하여야만 정밀한 계측이 가능한 것이다. 이에 의해 감지선(210)에 인가되는 전위차에 해당하는 전류가 거의 접지부쪽으로 흐르게 되므로, 절연저항(R3)에 흐르는 전류는 절연저항(R3)이 작다면 과도한 전류가 흐르게 되고 과도한 전류가 흐를수록 수분(전해질)의 화학반응에 의해 절연저항(R3)이 급격히 변화하게 되어 정밀한 누수감지와 누수위치측정이 불가능하게 된다.However, in the above-described conventional heat pipe leakage detecting device, since the sensing line 210 is directly exposed to the fluid, when the current flows, the current value changes due to the action of electric charge and the like, and the insulation resistance (R3) value measured therefrom is measured. Will also change. That is, the problem that the insulation resistance (R3) is measured differently each time even if the amount of fluid is the same by the current change during the measurement. In general, the conventional method for measuring the insulation resistance (R3) using the current (Ip) should be measured with the input impedance of the current detector to almost 0 [Ω] to minimize the effect of the added current detector. In other words, precise measurement is possible only when the resistance is inserted near zero and the current flows to the ground to reduce the measurement error. As a result, a current corresponding to a potential difference applied to the sensing line 210 flows almost to the ground portion, so that the current flowing through the insulation resistance R3 flows when the insulation resistance R3 is small and excessive current flows. Due to the chemical reaction of water (electrolyte), the insulation resistance (R3) changes rapidly, making accurate leak detection and leak location measurement impossible.
본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 감지선(210)을 흐르는 전류를 통해 절연저항(R3)을 측정하는 대신에 기준저항기(310)에 인가되는 전압을 통해 절연저항(R3)을 간접적으로 측정함으로써, 절연저항(R3)이 정확하게 측정되도록 하여 누수감지와 누수위치측정이 보다 정밀하게 이루어지도록 하는 것을 본 고안의 목적으로 하고 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, instead of measuring the insulation resistance (R3) through the current flowing through the sensing line 210 through the voltage applied to the reference resistor 310, the insulation resistance (R3) ) Is to indirectly measure the insulation resistance (R3) to accurately measure the leakage detection and leakage position measurement to be more precise.
따라서, 본 고안은 소정 저항값(R4)을 포함하는 기준저항기(310)를 감지선에 적당하게 직렬 연결하고 누수감지측정도 전류측정기가 아닌 전압측정기를 이용하여 측정함으로써 절연저항(R3)에 흐르는 전류(Ip)가 작게 흐르도록 하여 전류에 의한 영향을 배제할 수 있어 종래의 불안정한 측정 정밀도를 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.Therefore, according to the present invention, the reference resistor 310 including the predetermined resistance value R4 is properly connected in series to the sensing line, and the leak detection measurement also flows through the insulation resistance R3 by measuring the voltage using a voltage meter rather than a current meter. By making the current Ip flow small, the influence of the current can be eliminated, and the conventional unstable measurement accuracy can be greatly improved.
도1은 본 고안에 의한 열배관 누수감지 및 누수위치측정 시스템(100)을 나타내는 개략도.1 is a schematic diagram showing a heat pipe leak detection and leak position measuring system 100 according to the present invention.
도2는 본 고안의 절연저항(R3) 간접측정에 의한 열배관누수감지장치(200)의 구성을 나타내는 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the heat pipe leak detection apparatus 200 by indirect measurement of the insulation resistance (R3) of the present invention.
도3a는 본 고안에서 채용되는 파이프의 구조를 나타내는 파이프 단면도 및 단면 사시도.Figure 3a is a sectional view of the pipe and a cross-sectional perspective view showing the structure of the pipe employed in the present invention.
도3b는 파이프의 내경과 외경 사이의 절연영역에 매립되는 감지선(210)의 형상을 나타내는 개략도.3B is a schematic diagram showing the shape of a sensing line 210 embedded in an insulating region between an inner diameter and an outer diameter of a pipe.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 누수감지장치는, 감지선(210)에 소정 전압을 공급하는 전원공급부(220), 상기 전원공급부(220)로부터 접지부까지 연장되며, 접지부측 단부에 제1 스위치(SW1)를 구비하고 파이프의 외경과 내경 사이의 절연영역에 매설된 감지선(210), 제2 스위치(SW2)를 통해 누수감지점(P)과 선택적으로 연결되는 누수감지용 전압검출부(230), 상기 제2 스위치(SW2)를 통해 누수감지점(P)과 선택적으로 연결되는 누수위치측정용 전압검출부(240), 제3 스위치(SW3)를 통해 상기 누수감지용 전압검출부(230) 또는 누수위치측정용 전압검출부(240)와 선택적으로 연결되어 상기 양 전압검출부로부터 제공되는 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 A/D 변환부(250), 상기 A/D 변환부(250)로부터 제공되는 데이터를 연산처리하여 누수여부를 판정하고 누수위치를 산출하는 마이크로프로세서(260), 상기 마이크로프로세서(260)로부터 제공되는 데이터를 중계기(120)로 전송하는 통신부(270), 상기 마이크로프로세서(260)의 명령에 따라 누수발생여부 및 상태를 시각적으로 알리는 표시부(280), 상기 마이크로프로세서(260)의 명령에 따라 누수발생여부 및 상태를 청각적으로 알리는 경보발생부(290), 상기 마이크로프로세서(260)에 의해 제어되어 제1 내지 제4 스위치(SW4)를 제어하는 스위치 제어부(300), 및 상기 누수감지점(P)과 제2 스위치(SW2)를 연결하는 도선 중의 소정위치와 접지부 사이에 배치되는 기준저항기(310)를 포함하되, 상기 기준저항기(310)는 소정 값의 저항 및 제4 스위치(SW4)를 구비하며, 누수감지시 제4 스위치(SW4)를 단락한 상태에서 기준저항기(310) 양단 간의 전압을 측정하여 절연저항(R3)을 간접측정하고 상기 측정된 절연저항(R3)을 정상상태일 때의 기준 절연저항(R3)값과 비교하여 두 값이 소정 임계치 이상의 큰 차를 가지면 파이프에 이상이 발생한 것으로 판정하는 것을 특징으로 한다.Leak detection apparatus of the present invention for achieving the above object, the power supply unit 220 for supplying a predetermined voltage to the sensing line 210, extends from the power supply unit 220 to the ground portion, Leak detection voltage detection unit having a first switch (SW1) and selectively connected to the leak detection point (P) through the sensing line 210, the second switch (SW2) embedded in the insulating area between the outer diameter and the inner diameter of the pipe (230), Leakage position measurement voltage detector 240 is selectively connected to the leak detection point (P) through the second switch (SW2), the leak detection voltage detection unit 230 through a third switch (SW3) Or A / D converter 250 and the A / D converter 250 which are selectively connected to the leak position measurement voltage detector 240 to convert analog data signals provided from the voltage detectors into digital data signals. Whether or not to leak by calculating the data provided from the A microprocessor 260 for determining and calculating a leak position, a communication unit 270 for transmitting data provided from the microprocessor 260 to the repeater 120, whether or not a leak occurs according to a command of the microprocessor 260; The display unit 280 for visually notifying the status, the alarm generating unit 290 for visually notifying whether the leak occurs and the status according to the command of the microprocessor 260, the first to the control by the microprocessor 260 A switch control unit 300 for controlling the fourth switch SW4 and a reference resistor 310 disposed between a predetermined position of the conductive line connecting the leak detection point P and the second switch SW2 and the ground portion; The reference resistor 310 includes a resistor having a predetermined value and a fourth switch SW4, and measures a voltage between both ends of the reference resistor 310 in a state in which the fourth switch SW4 is short-circuited when leak detection is detected. Insulation resistance (R3) It characterized in that it is determined that the contact is measured comparing the measured insulation resistance (R3) with a reference insulation resistance (R3) value when the steady state two values generated over the pipe Having a large difference more than a predetermined threshold value.
또한, 본 고안의 누수감지장치는, Vcc를 감지선(210)에 공급되는 소정 전압, Vp'를 기준저항기(310) 양단간에서 측정되는 전압, R1을 전원공급부(220)와 누수감지점(P) 사이의 저항, R3를 절연저항(R3), R4를 기준저항기(310) 내의 소정 저항이라고 정의할 때, 전압분배법칙에 의한 하기 식을 통해In addition, the leak detection device of the present invention, Vcc is a predetermined voltage supplied to the sensing line 210, Vp 'is a voltage measured between both ends of the reference resistor 310, R1 is the power supply unit 220 and the leak detection point (P). When defining the resistance between R3, R3, and insulation resistance R3 and R4 as predetermined resistances in the reference resistor 310,
Vp'/Vcc = R4/(R1+R3+R4)Vp '/ Vcc = R4 / (R1 + R3 + R4)
절연저항(R3)을 간접측정할 수 있다.Insulation resistance R3 can be measured indirectly.
또한, 본 고안의 누수감지장치는, Vcc를 감지선(210)에 공급되는 소정 전압, Vp를 누수감지점(P)과 접지부 사이에서 측정되는 전압, R1을 전원공급부(220)와 누수감지점(P) 사이의 저항, R2를 누수감지점(P)과 접지부 사이의 저항이라고 정의할 때, 전압분배법칙에 의한 하기 식을 통해In addition, the leak detection device of the present invention, Vcc is a predetermined voltage supplied to the sensing line 210, Vp is a voltage measured between the leak detection point (P) and the ground, R1 is a leak detection and the power supply unit 220 When defining the resistance between the points P and R2 as the resistance between the leak detection point P and the ground part,
Vp/Vcc = R2/(R1+R2)Vp / Vcc = R2 / (R1 + R2)
누수위치를 측정할 수 있다.Leak position can be measured.
또한, 본 고안의 누수감지장치는, 상기 감지선(210)이 센서와이어와 리턴와이어로 구분되며, 상기 센서와이어는 소정 간격으로 피복이 벗겨진 구조를 갖고 니켈 및 크롬의 합금으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the leak detection device of the present invention, the sensing wire 210 is divided into a sensor wire and a return wire, the sensor wire is characterized in that the coating is peeled off at a predetermined interval and formed of an alloy of nickel and chromium do.
또한, 본 고안의 누수감지장치는, 누수감지 동작 시에는, 제1 스위치(SW1)는 개방되고, 제2 스위치(SW2)는 누수감지점(P)과 누수감지용 전압검출기(230)가 연결되도록 스위치레버를 이동시키고, 제3 스위치(SW3)는 누수감지용 전압검출기(230)와 A/D 변환부(250)가 연결되도록 스위치레버를 이동시키고, 제4 스위치(SW4)는 단락되도록 제어된다.In addition, the leak detection device of the present invention, during the leak detection operation, the first switch (SW1) is open, the second switch (SW2) is connected to the leak detection point (P) and the leak detection voltage detector 230 The switch lever is moved so that the third switch SW3 moves the switch lever so that the leak detection voltage detector 230 and the A / D converter 250 are connected, and the fourth switch SW4 is short-circuited. do.
또한, 본 고안의 누수감지장치는, 누수위치 측정 시에는, 제1 스위치(SW1)는 단락되고, 제2 스위치(SW2)는 누수감지점(P)과 누수위치측정용 전압검출기(240)가 연결되도록 스위치레버를 이동시키고, 제3 스위치(SW3)는 누수위치측정용 전압검출기(240)와 A/D 변환부(250)가 연결되도록 스위치레버를 이동시키고, 제4 스위치(SW4)는 개방되도록 제어된다.In addition, in the leak detection apparatus of the present invention, when the leak position is measured, the first switch SW1 is short-circuited, and the second switch SW2 is the leak detection point P and the leak position measurement voltage detector 240. The switch lever is moved to be connected, and the third switch SW3 moves the switch lever to connect the leak position measuring voltage detector 240 and the A / D converter 250, and the fourth switch SW4 is opened. Is controlled.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안의 절연저항 간접측정에 의한 열배관누수감지장치(200)를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the heat pipe leakage detecting apparatus 200 by indirect insulation resistance measurement according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 고안에 의한 열배관 누수감지 및 누수위치측정 시스템(100)을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a heat pipe leak detection and leak position measuring system 100 according to the present invention.
참조번호 10은 유체를 수송하는 파이프 라인을 나타낸 것이고, 블록들(200)은 파이프에 누수와 같은 이상이 발생하였는지를 감시(monitoring)하는 열배관누수감지장치(200)로서 이들은 중계기(120)(repeater, 120)를 통해 호스트 컴퓨터(host computer, 110)에 순차적으로 연결된다. 그리고, 각각의 중계기(120)에는 복수의 열배관누수감지장치(200)가 연결될 수 있는데, 통상 하나의 중계기(120)에 10대 이하의 열배관누수감지장치(200)가 연결되도록 하는 것이 바람직하다.Reference numeral 10 denotes a pipeline for transporting the fluid, and blocks 200 are heat pipe leak detection apparatuses 200 for monitoring whether an abnormality such as a leak occurs in the pipes, which are repeaters 120 (repeaters). 120 is sequentially connected to the host computer 110. And, each of the repeaters 120 may be connected to a plurality of heat pipe leak detection device 200, it is preferable that the heat pipe leakage detection device 200 or less than 10 to one repeater 120 is usually connected. Do.
중계기(120)는 각각의 열배관누수감지장치(200)에 전원을 공급하고 열배관누수감지장치(200)들과 호스트 컴퓨터(110)간의 통신신호를 중계하는 기능을 한다. 호스트컴퓨터(110)는 열배관누수감지장치(200)의 상태를 체크하여 출력장치(예를들면, CRT 또는 프린터)를 통하여 시스템 관리자(system operator)에게 이를 알려준다. 하나의 호스트 컴퓨터(110)는 약 200대의 열배관누수감지장치(200)를 관리할 수 있도록 구성된다.The repeater 120 supplies power to each of the heat pipe leakage detecting apparatuses 200 and relays a communication signal between the heat pipe leakage detecting apparatuses 200 and the host computer 110. The host computer 110 checks the state of the heat pipe leakage detecting apparatus 200 and informs the system administrator of the heat pipe leakage detecting apparatus 200 through an output device (for example, a CRT or a printer). One host computer 110 is configured to manage about 200 heat pipe leak detection apparatuses 200.
본 고안의 목적을 달성하기 위해 본 고안에서 채용되는 파이프의 구조는 통상적인 파이프의 구조와는 다르다.The structure of the pipe employed in the present invention to achieve the object of the present invention is different from the structure of a conventional pipe.
도3a는 본 고안에서 채용되는 파이프의 구조를 나타내는 파이프 단면도 및 단면 사시도이고, 도3b는 파이프의 내경과 외경 사이의 절연영역에 배치되는 감지도선(이하, 감지선(210)이라 한다)의 형상을 나타낸 개략도이다.3A is a cross-sectional view of the pipe and a cross-sectional perspective view showing the structure of the pipe employed in the present invention, and FIG. 3B is a shape of a sensing wire (hereinafter referred to as a sensing line 210) disposed in an insulating region between an inner diameter and an outer diameter of the pipe. It is a schematic diagram showing.
도3에 도시된 바와 같이 본 고안에서 채용되는 파이프는 내경과 외경 사이에 감지선(210)이 내장되어 있으며 감지선(210) 주위가 절연물질로 채워지는 구조를 갖는다.As shown in FIG. 3, the pipe employed in the present invention has a structure in which a sensing line 210 is embedded between an inner diameter and an outer diameter, and the periphery of the sensing line 210 is filled with an insulating material.
감지선(210)은 센서와이어(sensor wire)와 리턴와이어(return wire)로 구분되며 센서와이어는 일정간격(예컨대 1.5cm)으로 피복이 벗겨진 구조를 갖는다.The sensing wire 210 is divided into a sensor wire and a return wire, and the sensor wire has a structure in which a covering is peeled off at a predetermined interval (for example, 1.5 cm).
따라서, 유체가 누출된 경우 누출된 유체가 파이프의 절연물질에 유입되면서 파이프와 센서와이어 사이의 절연저항(R3)값이 변하게 되어 파이프의 이상을 감지할 수 있게 된다.Therefore, when the fluid leaks, the leaked fluid flows into the insulating material of the pipe and the insulation resistance (R3) between the pipe and the sensor wire is changed to detect the abnormality of the pipe.
니켈(Ni)과 크롬(Cr)의 합금으로 이루어진 센서와이어의 저항률(resitivity), 즉, 1[m]당 고유저항값은 5.7[Ω]으로, 예를 들어 길이 1[km]의 센서와이어는 5.7[㏀] 의 저항값을 갖게 된다.The resistivity of the sensor wire made of an alloy of nickel (Ni) and chromium (Cr), that is, the resistivity value per 1 [m] is 5.7 [Ω], for example, the sensor wire having a length of 1 [km] It has a resistance value of 5.7 [㏀].
반면, 동(Cu)선인 리턴와이어의 저항률은 0.03[Ω]으로 센서와이어에 비해 상대적으로 아주 작은 값을 갖는다.On the other hand, the resistivity of the copper (Cu) wire is 0.03 [kW], which is relatively small compared to the sensor wire.
도2는 본 고안의 절연저항 간접측정에 의한 열배관누수감지장치(200)의 구성을 나타내는 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of the heat pipe leak detection apparatus 200 by the insulation resistance indirect measurement of the present invention.
본 고안의 열배관누수감지장치(200)는 감지선(210)에 소정 전압을 공급하는 전원공급부(220), 전원공급부(220)로부터 접지부까지 연장되며, 접지부측 단부에 제1 스위치(SW1)를 구비하고 파이프의 외경과 내경 사이의 절연영역에 매설된 감지선(210), 제2 스위치(SW2)를 통해 누수감지점(P)과 선택적으로 연결되는 누수감지용 전압검출부(230), 제2 스위치(SW2)를 통해 누수감지점(P)과 선택적으로 연결되는 누수위치측정용 전압검출부(240), 제3 스위치(SW3)를 통해 누수감지용 전압검출부(230) 또는 누수위치측정용 전압검출부(240)와 선택적으로 연결되어 양 전압검출부로부터 제공되는 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환하는 A/D 변환부(250), A/D 변환부(250)로부터 제공되는 데이터를 연산처리하여 누수여부를 판정하고 누수위치를 산출하는 마이크로프로세서(260), 마이크로프로세서(260)로부터 제공되는 데이터를 중계기(120)로 전송하는 통신부(270), 마이크로프로세서(260)의 명령에 따라 누수발생여부 및 상태를 시각적으로 알리는 표시부(280), 마이크로프로세서(260)의 명령에 따라 누수발생여부 및 상태를 청각적으로 알리는경보발생부(290), 마이크로프로세서(260)에 의해 제어되어 제1 내지 제4 스위치(SW4)를 제어하는 스위치 제어부(300), 및 누수감지점(P)과 제2 스위치(SW2)를 연결하는 도선 중의 소정위치와 접지부 사이에 배치되는 기준저항기(310)를 포함한다.The heat pipe leakage detecting apparatus 200 according to the present invention extends from the power supply unit 220 and the power supply unit 220 supplying a predetermined voltage to the sensing line 210 to the ground portion, and the first switch ( Leakage detection voltage detection unit 230 having a sensing line 210 and SW2 is selectively connected to the leak detection point P through a second switch SW2 embedded in an insulation region between the outer diameter and the inner diameter of the pipe. Leakage position measurement voltage detection unit 240 is selectively connected to the leak detection point (P) through the second switch (SW2), Leakage detection voltage detection unit 230 or leaking position measurement through the third switch (SW3) The A / D converter 250 and the A / D converter 250 that are selectively connected to the voltage detector 240 to convert analog data signals provided from both voltage detectors into digital data signals. Microprocessor to determine the leakage by processing The processor 260, the communication unit 270 for transmitting the data provided from the microprocessor 260 to the repeater 120, the display unit 280 for visually notifying whether or not the leakage occurs in accordance with the instructions of the microprocessor 260, Switch control unit for controlling the first to fourth switch (SW4) is controlled by the alarm generating unit 290, the microprocessor 260, and the alarm generating unit 290, which informs whether or not the leak occurs according to the command of the microprocessor (260) ( 300, and a reference resistor 310 disposed between a predetermined position of the conductive line connecting the leak detection point P and the second switch SW2 and the ground portion.
기준저항기(310)는 소정 값의 저항 및 제4 스위치(SW4)를 구비하며, 누수감지시 제4 스위치(SW4)를 단락한 상태에서 기준저항기(310) 양단 간의 전압을 측정하여 절연저항(R3)을 간접측정하고 그 측정된 절연저항(R3)을 정상상태일 때의 기준 절연저항값과 비교하여 두 값이 소정 임계치 이상의 큰 차를 가지면 파이프에 이상이 발생한 것으로 판정한다.The reference resistor 310 includes a resistor having a predetermined value and a fourth switch SW4, and measures the voltage between both ends of the reference resistor 310 in a state in which the fourth switch SW4 is short-circuited when leak detection is detected. ) Is measured indirectly, and the measured insulation resistance (R3) is compared with the reference insulation resistance value in a steady state, and it is determined that an abnormality has occurred in the pipe when the two values have a large difference over a predetermined threshold.
구체적으로, 누수감지 동작 시에는, 제1 스위치(SW1)는 개방되고, 누수감지점(P)과 누수감지용 전압검출기(230)가 연결되도록 제2 스위치(SW2)의 스위치레버가 이동하여 단자(3), (4)가 연결되고, 누수감지용 전압검출기(230)와 A/D 변환부(250)가 연결되도록 제3 스위치(SW3)의 스위치레버가 이동하여 단자(6), (8)이 연결되고, 제4 스위치(SW4)는 단락되도록 제어하여 절연저항(R3)을 간접측정한다. 절연저항(R3)의 간접측정은, Vcc를 감지선(210)에 공급되는 소정 전압, Vp'를 기준저항기(310) 양단간에서 측정되는 전압, R1을 전원공급부(220)와 누수감지점(P) 사이의 저항, R3를 절연저항(R3), R4를 기준저항기(310) 내의 소정 저항이라고 정의할 때, Vcc, R4의 값은 이미 알고 있는 값이며, Vp'는 누수감지용 전압검출기(230)를 통해 측정되는 값이며, 누출지점의 절연저항값(R3)은 파이프의 다른 부분의 저항값(R1)에 비해 상대적으로 아주 크기 때문(R3 >> R1)에 R1+R3 ==R3로 치환하면, 전압분배법칙에 의한 하기 식에 의해Specifically, during the leak detection operation, the first switch SW1 is opened, and the switch lever of the second switch SW2 is moved to connect the leak detection point P and the leak detection voltage detector 230 to the terminal. (3) and (4) are connected, and the switch lever of the third switch SW3 is moved so that the leak detection voltage detector 230 and the A / D converter 250 are connected to each other. ) Is connected, and the fourth switch SW4 is controlled to short-circuit to indirectly measure the insulation resistance R3. Indirect measurement of the insulation resistance (R3), Vcc is a predetermined voltage supplied to the sensing line 210, Vp 'is a voltage measured between both ends of the reference resistor 310, R1 is the power supply 220 and the leak detection point (P) When R3, R3, and insulation resistance R3 and R4 are defined as predetermined resistances in the reference resistor 310, the values of Vcc and R4 are known values, and Vp 'is a leakage detector voltage detector 230. ) And the insulation resistance value (R3) at the leak point is relatively large compared to the resistance value (R1) of other parts of the pipe (R3 >> R1), so it is replaced by R1 + R3 == R3. The equation below by the voltage division law
Vp'/Vcc = R4/(R1+R3+R4)Vp '/ Vcc = R4 / (R1 + R3 + R4)
절연저항(R3)을 구할 수 있다.The insulation resistance R3 can be obtained.
또한, 누수위치 측정 시에는, 제1 스위치(SW1)는 단락되고, 누수감지점(P)과 누수위치측정용 전압검출기(240)가 연결되도록 제2 스위치(SW2)의 스위치레버가 이동하여 단자(3), (5)가 연결되고, 누수위치측정용 전압검출기(240)와 A/D 변환부(250)가 연결되도록 제3 스위치(SW3)의 스위치레버가 이동하여 단자(7), (8)이 연결되고, 제4 스위치(SW4)는 개방되도록 제어하여 누수위치를 측정한다. 누수위치측정은, Vcc를 감지선(210)에 공급되는 소정 전압, Vp를 누수감지점(P)과 접지부 사이에서 측정되는 전압, R1을 전원공급부(220)와 누수감지점(P) 사이의 저항, R2를 누수감지점(P)과 접지부 사이의 저항이라고 정의할 때, Vcc, R1+R2의 값은 이미 알고 있는 값이며, Vp는 누수위치측정용 전압검출기(240)를 통해 측정되는 값이므로, 전압분배법칙에 의한 하기 식에 의해In addition, during the leakage position measurement, the first switch SW1 is short-circuited, and the switch lever of the second switch SW2 is moved so that the leakage detection point P and the leakage position measurement voltage detector 240 are connected to each other. (3), (5) is connected, the switch lever of the third switch (SW3) is moved so that the voltage detector 240 for leak position measurement and the A / D converter 250 is connected to the terminal (7), ( 8) is connected, the fourth switch (SW4) is controlled to open to measure the leakage position. Leakage position measurement, Vcc is a predetermined voltage supplied to the sensing line 210, Vp is the voltage measured between the leak detection point (P) and the ground, R1 between the power supply 220 and the leak detection point (P) When the resistance of R2 is defined as the resistance between the leak detection point P and the ground portion, the values of Vcc and R1 + R2 are known values, and Vp is measured by the leak position measurement voltage detector 240. Since it is a value that is equal to
Vp/Vcc = R2/(R1+R2)Vp / Vcc = R2 / (R1 + R2)
누수위치가 전체 감지선(210) 중 어느 정도 지점인지 그 비율을 측정할 수 있게 된다.It is possible to measure the ratio of how much of the leak location is the total detection line (210).
지금까지 본 고안을 바람직한 실시예를 들어 구체적으로 설명하였으나, 이러한 실시예는 본 고안의 이해를 위한 설명을 위해 제시된 것일 뿐이며, 본 고안의 권리범위가 이 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이며, 본 고안의 범위는 첨부된 실용신안등록청구범위에 의해서 해석되어야 할 것이다.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, these embodiments are only presented for the purpose of understanding the present invention, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments. Those skilled in the art can understand that various modifications are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention, the scope of the present invention should be interpreted by the appended utility model registration claims something to do.
상술한 바와 같이, 본 고안에 의하면, 감지선(210)에 흐르는 전류를 통해 절연저항(R3)을 간접측정하는 대신에 기준저항기(310)에 인가되는 전압을 이용하여 절연저항(R3)을 간접측정함으로써 누수감지와 누수위치측정이 보다 정밀하게 이루어지도록 하기 때문에, 누수감지 및 누수위치측정의 정밀도가 우수한 누수감지장치를 제공할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, instead of indirectly measuring the insulation resistance R3 through the current flowing through the sensing line 210, the insulation resistance R3 is indirectly obtained by using a voltage applied to the reference resistor 310. Since the leak detection and the leak position measurement are made more precise by the measurement, it is possible to provide a leak detection device with excellent precision in leak detection and leak location measurement.
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| KR20-2003-0036141U KR200342560Y1 (en) | 2003-11-19 | 2003-11-19 | Pipeline leak detection apparatus detecting the leak by measuring the insulation resistance indirectly |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100696829B1 (en) * | 2005-05-19 | 2007-03-19 | 청호나이스 주식회사 | Apparatus for measuring consentration of soft water of water softening device |
| KR102062488B1 (en) | 2019-04-10 | 2020-01-03 | 한경수 | Smart test point system for automatic leak detection of heat transfer pipe and method thereof |
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| KR102062488B1 (en) | 2019-04-10 | 2020-01-03 | 한경수 | Smart test point system for automatic leak detection of heat transfer pipe and method thereof |
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