[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101821652B1 - The measurement system and method of underground conduit line - Google Patents

The measurement system and method of underground conduit line Download PDF

Info

Publication number
KR101821652B1
KR101821652B1 KR1020160038604A KR20160038604A KR101821652B1 KR 101821652 B1 KR101821652 B1 KR 101821652B1 KR 1020160038604 A KR1020160038604 A KR 1020160038604A KR 20160038604 A KR20160038604 A KR 20160038604A KR 101821652 B1 KR101821652 B1 KR 101821652B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
measuring
underground
distance
inner diameter
sensor
Prior art date
Application number
KR1020160038604A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170112074A (en
Inventor
이명수
최삼순
Original Assignee
이명수
최삼순
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이명수, 최삼순 filed Critical 이명수
Priority to KR1020160038604A priority Critical patent/KR101821652B1/en
Publication of KR20170112074A publication Critical patent/KR20170112074A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101821652B1 publication Critical patent/KR101821652B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/26—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor
    • G01N29/265—Arrangements for orientation or scanning by relative movement of the head and the sensor by moving the sensor relative to a stationary material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/28—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00—Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • G01C15/002—Active optical surveying means
    • G01C15/008—Active optical surveying means combined with inclination sensor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

본 발명은 지중관로 내부를 따라 이동하면서 내경을 측정하기 위한 장치(100)에 관한 것으로서, 통형의 몸체(110)와; 상기 몸체(110)의 외측 둘레를 따라 대향되게 배치되며 스프링(122,123,132,133)의 작용으로 전개 및 절첩 가능하도록 구성되어 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치되는 가이드 날개(120,130)와; 상기 몸체(110)와 가이드 날개(120,130)의 사이에 지중관로의 내경 변화에 따라 기울기가 변화할 수 있도록 비스듬히 설치되어 지중관로의 내경 변화에 따른 기울기 변화를 측정하는 기울기 측정 센서(140,150)와; 상기 기울기 측정 센서(140,150)에서 측정되는 값을 이용하여 내경을 산출하는 내경 산출 보드(160,170)를 포함하고, 상기 기울기 측정 센서(140,150)는 위치 변위 센서로서 수평 기울기 측정 센서이고, 상기 내경 산출 보드(160,170)는 상기 기울기 측정 센서(140,150)의 측정값을 보정하기 위하여 장치(100)의 자체 기울기를 측정할 수 있는 중력 가속도 센서를 구비한 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 지중관로의 내부를 따라 이동하면서 지중관로의 내경을 측정하여 관로의 변형을 측정할 수 있다. The present invention relates to an apparatus (100) for measuring an inner diameter while moving along an underground channel, comprising: a tubular body (110); Guide vanes (120, 130) disposed opposite to each other along the outer circumference of the body (110) so as to be openable and collapsible by the action of the springs (122, 123, 132, 133) A tilt measuring sensor 140 installed between the body 110 and the guide vanes 120 and 130 to obliquely vary the inclination according to an inner diameter change of the underground pipe to measure a change in inclination according to an inner diameter change of the underground pipe; And an inner diameter calculation board (160, 170) for calculating an inner diameter by using a value measured by the tilt measurement sensor (140, 150), wherein the tilt measurement sensor (140, 150) is a horizontal tilt measurement sensor as a position displacement sensor, (160,170) is provided with a gravitational acceleration sensor capable of measuring the self-tilt of the device (100) to correct the measured values of the tilt measurement sensors (140,150). According to the present invention, the deformation of the pipe can be measured by measuring the inner diameter of the underground pipe while moving along the inside of the underground pipe.

Description

지중관로 내부 측정장치 및 방법{The measurement system and method of underground conduit line}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for measuring an underground conduit,

본 발명은 지중관로 내부 측정장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 지중관로 내부를 따라 이동하면서 관로 내경이나 곡률 반경, 이동 거리 등을 측정하는 지중관로 내부 측정장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for measuring an underground channel, and more particularly, to an apparatus and a method for measuring an inner diameter of a pipe, a radius of curvature, and a travel distance while moving along an underground channel.

일반적으로, 지중케이블 관로공사는 제반 규정에 의하여 도로를 굴착하고 합성수지 파형관(ELP전선관)을 매립한 후 관로 내부로 지중 전력케이블을 포설하여 시행한다. Generally, underground cable channel construction shall be carried out by excavating roads according to the general regulations, filling in synthetic resin wave tube (ELP conduit), and installing underground power cable inside the channel.

그런데, 지중케이블의 절연체는 굴곡에 약하므로 굴곡이 심한 관로에 인위적으로 포설하면 절연이 파괴되어 사고를 발생할 수 있다. 따라서 매설 지중 관로의 곡률 및 내경이 허용 오차 안에 시공되었는지를 확인하여야 한다. However, since the insulator of the underground cable is weak in bending, if it is artificially installed in a pipe having a great bend, insulation may be broken and an accident may occur. Therefore, it is to be confirmed whether the curvature and inner diameter of the underground channel are installed within the tolerance.

또한 관로 내부의 변형 및 이물질의 침투 상태도 확인하여야 안전한 케이블 포설작업을 시행할 수 있다. 따라서 지중관로 공사에서는 단장(30m)의 관로를 제외하고는 관로의 도통시험을 전수검사를 원칙으로 시행하고 있다.In addition, it is necessary to confirm the deformation of the inside of the pipe and the infiltration of foreign matter, so that a safe cable installation work can be carried out. Therefore, in case of underground pipeline construction, the conduction test of the pipeline is carried out in principle, except for the pipeline of 30m length.

그러나 현재 이러한 도통시험을 실시할 수 있는 전문 업체는 제한되어 있고,시험설비의 구입 또한 현실적으로 불가능한 상태이다.However, at present, there is a limited number of specialized companies that can conduct such continuity tests, and the purchase of testing equipment is also impossible in reality.

종래 지중에 매설된 관로의 상태를 탐사 및 측정하는 관련 분야 특허 기술로서 지중관로를 직접 주행하면서 지중관로의 2차원 좌표 데이터를 경제적으로 정확하게 획득할 수 있고, 2차원 좌표데이터와 기측량 자료에 따라 지중관로의 위치를 3차원으로 디스플레이시킬 수 있는 지중관로 위치정보 획득 장치가 제공된다. 지중관로 위치정보 획득 장치는, 수평 방향으로 매설된 지중관로의 위치정보를 획득하는 장치에 있어서, 지중관로의 적어도 일측 벽면에 접촉하여 진행하고, 지중관로를 따라 주행하면서 주행거리에 대응하여 지중관로의 길이방향 거리를 측정하는 거리 측정부; 지중관로를 따라 주행하면서 지중관로의 2차원 기울기를 측정하는 센서 모듈; 본체 하부에 배치되어 지중관로를 따라 주행하는 주행부; 주행부가 지중관로를 따라 주행할 수 있도록 구동하는 구동부; 및 측정된 지중관로의 거리 및 2차원 기울기에 따른 2차원 좌표 데이터를 일정 주행길이별로 저장하고, 구동부의 구동을 제어하는 제어 모듈을 포함하며, 거리 측정부는 바퀴의 회전에 대응하여 지중관로의 거리를 측정하도록 특정 원둘레를 갖는 거리측정 바퀴인 것을 특징으로 하는 지중관로 위치정보 획득 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).It is a patented technique for exploring and measuring the condition of a pipeline buried in the ground. It is possible to economically and accurately acquire the two-dimensional coordinate data of the underground pipeline while directly traveling the underground pipeline, There is provided an apparatus for acquiring an underground channel position information capable of three-dimensionally displaying a position of an underground channel. An apparatus for acquiring position information of an underground pipe embedded in a horizontal direction, comprising: at least one wall surface of an underground pipe running in contact with the underground pipe; A distance measuring unit for measuring a distance in the longitudinal direction; A sensor module for measuring a two-dimensional gradient of an underground channel while traveling along an underground channel; A running portion disposed at a lower portion of the main body and running along the underground pipeline; A driving unit for driving the traveling part to travel along an underground channel; And a control module that stores the two-dimensional coordinate data according to the distance and the two-dimensional gradient of the measured underground pipe by a predetermined running length and controls the driving of the driving unit. The distance measuring unit measures the distance And the distance measuring wheel has a specific circumference to measure the distance between the ground and the ground.

또한, ⅰ) 지하매설물에 부착된 자기마커의 유형 및 상기 자기마커로부터 발생하는 자기장의 세기를 검출하기 위한 검출센서와 자기마커 사이의 거리에 따른 자속밀도의 기준값을 선정하여 마스터 프로세서에 저장하는 단계와, ⅱ) 상기 검출센서를 이용하여 탐사지역으로부터 발생하는 자속밀도의 실측값을 측정 및 저장하는 단계와, ⅲ) 상기 기준값 및 상기 실측값의 차가 상기 마스터 프로세서에 미리 입력된 제1오차값 이내인지 판단하는 단계 및 ⅳ) 상기 기준값 및 상기 실측값의 차가 상기 제1오차값 이내이면 탐사지역에 연자성체와는 구별되는 자기마커가 존재하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 구성을 마련한다. 또한, 본 발명은 상기 단계 ⅳ)후에 ⅴ) 보정된 거리에 따른 자속밀도의 기준값을 계산하는 단계와, ⅵ) 상기 자기마커가 존재하는 것으로 판단되는 자속밀도의 상기 실측값과 보정된 거리에 따른 자속밀도 기준값의 차가 제2오차값 이내인지 판단하는 단계 및 ⅶ) 상기 단계 ⅵ)에서 상기 실측값과 상기 기준값의 차가 제2오차값 이내라고 판단되면 상기 기준값의 z값을 상기 자기마커가 존재하는 심도로 결정하는 단계를 포함하는 지하매설물 탐지기 및 이를 이용한 지하매설물 탐지방법이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조). I) selecting a reference value of the magnetic flux density according to a distance between the magnetic sensor and the detection sensor for detecting the type of the magnetic marker attached to the underground buried substance and the intensity of the magnetic field generated from the magnetic marker, and storing the reference value in the master processor And measuring and storing an actual value of the magnetic flux density generated from the probe area using the detection sensor, and iii) calculating a difference between the reference value and the measured value within a first error value previously input to the master processor And iv) determining that a magnetic marker distinguishable from the soft magnetic material exists in the exploration area if the difference between the reference value and the measured value is within the first error value. Further, the present invention is characterized by further comprising the steps of: (iv) calculating a reference value of the magnetic flux density according to the corrected distance after the step (iv); (vi) calculating a reference value of the magnetic flux density, Determining whether the difference between the magnetic flux density reference value and the magnetic flux density reference value is within a second error value; and (vi) determining whether the difference between the measured value and the reference value is within a second error value, (See Patent Document 2). [Background Art] [0002] The present invention relates to an underground submersible detector and a method for detecting an underground submass using the same.

국내등록특허 10-1041780호Korean Patent No. 10-1041780 국내등록특허 10-0947659호Korean Patent No. 10-0947659

본 발명은 지중관로의 내부를 따라 이동하면서 내경을 측정하여 관로의 변형을 측정하고, 지중관로의 곡률 반경을 3자원으로 측정하여 수직, 수평 곡률 반경 및 포설경로에 대한 3차원 공간좌표를 산출하며, 지중관로 내부를 따라 이동하면서 거리를 실측하여 지중관로 포설길이를 측정하고, 지표 평면에서 지중관로의 포설경로 위치를 정확하게 산출할 수 있는 지중관로 내부 측정장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention measures the deformation of a pipe by measuring the inner diameter while moving along the inside of the underground pipe, measures the radius of curvature of the underground pipe as three resources, calculates the three-dimensional space coordinates of the vertical and horizontal radius of curvature, And an object of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring an underground channel in which the length of the underground pipe is measured by measuring the distance while moving along the inside of the underground channel and accurately calculating the position of the underground channel in the ground plane.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치는, 지중관로 내부를 따라 이동하면서 내경을 측정하기 위한 장치로서, 통형의 몸체와; 상기 몸체의 외측 둘레를 따라 대향되게 배치되며 스프링의 작용으로 전개 및 절첩 가능하도록 구성되어 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치되는 가이드 날개와; 상기 몸체와 가이드 날개의 사이에 지중관로의 내경 변화에 따라 기울기가 변화할 수 있도록 비스듬히 설치되어 지중관로의 내경 변화에 따른 기울기 변화를 측정하는 기울기 측정 센서와; 상기 기울기 측정 센서에서 측정되는 값을 이용하여 내경을 산출하는 내경 산출 보드를 포함하고, 상기 기울기 측정 센서는 위치 변위 센서로서 수평 기울기 측정 센서이고, 상기 내경 산출 보드는 상기 기울기 측정 센서의 측정값을 보정하기 위하여 장치의 자체 기울기를 측정할 수 있는 중력 가속도 센서를 구비한 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, an apparatus for measuring an inner diameter of a subway tube according to a first embodiment of the present invention includes: a tubular body; A guide vane disposed opposite to the outer periphery of the body and configured to be able to expand and collapse by the action of a spring and to move in close contact with the inner surface of the underground pipe; A tilt measuring sensor installed at an angle between the body and the guide vane so as to change the inclination according to an inner diameter change of the underground channel to measure a change in the inclination according to an inner diameter change of the underground channel; Wherein the tilt measuring sensor is a horizontal tilt measuring sensor as a positional displacement sensor, and the inner diameter calculating board calculates a measured value of the tilt measuring sensor as a tilt measuring sensor And a gravitational acceleration sensor capable of measuring the self-tilt of the apparatus for correcting.

삭제delete

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치는, 지중관로 내부를 따라 이동하면서 곡률 반경을 측정하기 위한 장치로서, 통형의 몸체와; 상기 몸체의 외측 둘레를 따라 배치되며 완충 스프링에 의해 탄성 지지되어 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치되는 가이드 날개와; 상기 몸체에 곡률 반경을 측정하기 위하여 설치되는 곡률 측정 센서를 포함하고, 상기 곡률 측정 센서는 센서 PCB 및 3축 중력각을 측정하기 위하여 센서 PCB 상에 실장되는 3축 중력 가속도 센서를 구비하고, 상기 3축 중력 가속도 센서는 상기 가이드 날개에 대향하는 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다. According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a radius of curvature while moving along an inside of an underground channel, the apparatus comprising: a tubular body; A guide vane disposed along the outer periphery of the body and elastically supported by a buffer spring so as to be closely attached to the inner surface of the underground pipe and to be moved; Wherein the curvature measuring sensor comprises a sensor PCB and a triaxial gravitational acceleration sensor mounted on a sensor PCB for measuring a triaxial gravity angle, And the triaxial gravitational acceleration sensor is installed at a position facing the guide vanes.

삭제delete

또한, 상기 몸체의 이동방향을 Y방향, 중력이 작용하는 방향을 Z방향, Y,Z 평면과 직교하는 방향을 X방향이라 가정할 때, 상기 3축 중력 가속도 센서의 X,Y 평면의 중심이 상기 가이드 날개의 X,Y축의 중심과 일치되고, 3축 중력 가속도 센서의 Z,Y 평면의 중심이 상기 가이드 날개의 Z,Y축의 중심과 일치되게 설치될 수 있다. It is also assumed that the center of the X, Y plane of the triaxial gravitational acceleration sensor is the center of gravity of the triaxial gravitational acceleration sensor when assuming that the moving direction of the body is the Y direction, the direction in which gravity acts is the Z direction, and the direction orthogonal to the Y, And the center of the Z, Y plane of the triaxial gravity acceleration sensor is aligned with the center of the Z and Y axes of the guide vane.

삭제delete

삭제delete

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 지중관로 내부 측정방법은, 상기 지중관로 내부 측정정치에 의해 측정된 X, Y, Z축의 회전각과, 통형의 몸체와; 상기 몸체의 외측 둘레를 따라 배치되며 완충 스프링에 의해 탄성 지지되어 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치되는 가이드 날개와; 상기 가이드 날개에 이동 거리를 측정하기 위하여 설치되는 거리 측정 회전자와; 상기 거리 측정 회전자의 회전량에 따른 거리를 측정하는 거리 측정 센서를 포함하고, 상기 가이드 날개는 각각 1개 이상의 거리 측정 회전자를 구비하고, 상기 거리 측정 센서는 엔코더이고, 상기 거리 측정 센서를 통해 1개 이상의 거리 측정 회전자의 회전량에 따른 엔코더 출력을 연산하여 거리를 산출하는 거리 산출 보드를 구비한 지중관로 내부 측정장치에서 측정된 이동 거리 변위량에 의해 일정 거리 간격으로 관로의 측정 시작점을 기준으로 상대 공간좌표(X, Y, Z)를 산출하여 곡률 반경을 산출하고, 관로의 포설경로 위치를 산출하고, 측정된 관로 공간죄표(X, Y, Z)에 의하여 관로의 측정 시작점을 기준으로 X, Y 평면 좌표에 의해서 지표상에서 지중관로 포설경로 위치를 표시하고, 이상개소의 위치를 관로 측정 시작점을 기준으로 X, Y 평면 좌표에 의해 직선거리 위치 및 방위각을 산출하고, 지중관로 포설경로를 따라 Z축의 변화량으로 시작점 기준 매설깊이를 산출하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of measuring an inner diameter of an underground pipe, the method comprising: measuring a rotation angle of the inner diameter of the underground pipe; A guide vane disposed along the outer periphery of the body and elastically supported by a buffer spring so as to be closely attached to the inner surface of the underground pipe and to be moved; A distance measuring rotor installed to measure a moving distance of the guide vane; And a distance measuring sensor for measuring a distance in accordance with the amount of rotation of the distance measuring rotor, wherein each of the guide wings includes at least one distance measuring rotor, the distance measuring sensor is an encoder, Measuring distance of at least one of the at least one distance measuring rotor to calculate an output of the encoder to calculate the distance to the distance calculating board, (X, Y, Z) to calculate the radius of curvature, calculate the position of the pipeline route, calculate the position of the pipeline from the measurement start point of the pipeline by the measured pipeline movement coordinates (X, Y, Z) , The position of the underground pipe laying path is displayed on the surface by the X, Y plane coordinates, and the position of the abnormal position is indicated on the X and Y plane coordinates And calculating a depth of embankment based on the start point based on the amount of change of the Z axis along the underground pipe laying path.

삭제delete

본 발명에 따르면, 지중관로의 내부면에 밀착되어 이동하면서 지중관로의 내경을 측정하여 관로의 변형을 측정할 수 있고, 지중관로의 포설위치에 대한 3차원 공간좌표를 측정하여 수직, 수평 곡률 반경을 산출하고, 지중관로의 내부에서 포설경로를 따라 이동하며 실측하여 관로의 포설길이를 정확히 측정할 수 있으며, 3차원 공간좌표와 관로 포설길이의 측정을 통해 지중관로의 포설경로를 3차원으로 산출할 수 있다. 또한, 측정 데이터를 통해 지중케이블의 인입장력 및 측압을 산출할 수 있다. 결과적으로, 매설된 지중관로의 시공 상태를 3차원 입체적으로 확인하여 대처함으로써 시공 품질을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, it is possible to measure the deformation of a pipe by measuring the inner diameter of the underground pipe while moving in close contact with the inner surface of the underground pipe, measure the three-dimensional space coordinate with respect to the position of the underground pipe, And it is possible to measure the length of the pipeline to be measured accurately by moving along the pipeline in the underground pipeline. By measuring the three-dimensional space coordinates and the pipeline length, the route of the underground pipeline can be calculated in three dimensions can do. It is also possible to calculate the pulling tension and the side pressure of the underground cable through the measurement data. As a result, the construction quality of the buried underground pipe can be improved by checking the construction state of the buried underground pipe three-dimensionally and coping with it.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치를 이용하여 내경을 측정하는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 사시도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 단면도.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치에서 중력 가속도 센서와 가이드 날개의 설치 관계를 나타내는 도면.
도 7,8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치에서 중력 가속도 센서의 측정 원리를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 사시도.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 단면도.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 거리 측정 회전자 및 거리 측정 센서의 상세도.
도 12는 본 발명에 따른 지중관로 내부 측정장치의 운용 개념도.
도 13은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치가 3차원 곡률 반경을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면.
도 14는 본 발명에 따라 지표면에서의 관로 위치 산출을 설명하기 위한 도면. 1 is a perspective view of an underground channel internal measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention;
2 is a sectional view of an underground channel internal measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention;
3 is a view for explaining the principle of measuring an inner diameter by using an underground channel measurement device according to the first embodiment of the present invention.
4 is a perspective view of an underground channel internal measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
5 is a sectional view of an underground channel internal measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
6 is a view showing an installation relationship between a gravity acceleration sensor and a guide vane in an underground channel internal measurement apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams for explaining the principle of measurement of a gravity acceleration sensor in an underground channel internal measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention.
9 is a perspective view of an underground channel internal measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
10 is a sectional view of an underground channel internal measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
11 is a detailed view of a distance measuring rotor and a distance measuring sensor of an underground channel internal measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a conceptual view of operation of an underground channel internal measuring apparatus according to the present invention. FIG.
13 is a view for explaining a process of calculating the three-dimensional radius of curvature of the underground channel measuring device according to the second embodiment of the present invention.
Fig. 14 is a diagram for explaining the calculation of a pipeline position on an earth surface according to the present invention; Fig.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 사시도, 도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 단면도, 도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치를 이용하여 내경을 측정하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 1 is a perspective view of an underground channel internal measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of an underground channel internal measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view for explaining the principle of measuring an inner diameter by using an underground channel measurement device according to FIG.

본 발명에 따른 지중관로 내부 측정장치 및 방법은 지중관로 내부를 따라 이동하면서 지중관로의 내경을 측정하여 관로의 변형을 측정하거나, 지중관로의 곡률 반경을 3자원으로 측정하여 수직, 수평 곡률 반경을 산출하거나, 지중관로 포설경로를 실측하여 관로 포설길이 및 포설경로 위치를 측정할 수 있도록 구성된 것을 그 기술적 요지로 한다. The apparatus and method for measuring the inside of the underground pipe according to the present invention measure the deformation of the pipe by measuring the inner diameter of the underground pipe and measure the radius of curvature of the underground pipe as three resources, And the length of the pipe installation length and the position of the installation route can be measured by measuring the installation route of the underground pipe.

도 1,2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치(100)는 지중관로 내부를 따라 이동하면서 내경을 측정하기 위한 장치로서, 크게 몸체(110), 가이드 날개(120,130), 기울기 측정 센서(140,150) 및 내경 산출 보드(160,170)를 포함하여 이루어진다. 1 and 2, an underground channel internal measuring apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention is an apparatus for measuring an inner diameter while moving along an inside of an underground channel, and includes a body 110, Blades 120 and 130, tilt measurement sensors 140 and 150, and inner diameter calculation boards 160 and 170.

상기 몸체(110)는 지중관로 내부를 따라 이동할 수 있도록 대략적으로 일정한 길이를 갖는 통형으로 되어 있다. The body 110 has a cylindrical shape having a substantially constant length so as to move along the inside of the underground pipe.

상기 가이드 날개(120,130)는 상기 몸체(110)의 외측 둘레를 따라 몸체(110)를 중심으로 대향되게 배치되는데, 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치된다. 즉, 후술하는 스프링(122,123,132,133)의 작용으로 전개 및 절첩 가능하도록 구성되어 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치되는 것이다. The guide vanes 120 and 130 are disposed to face each other around the body 110 along the outer circumference of the body 110 and are installed so as to be in close contact with the inner surface of the underground pipe. That is, it is installed so that it can be expanded and collapsed by the action of the springs 122, 123, 132, and 133 described later, and can be moved in close contact with the inner surface of the underground pipe.

상기 기울기 측정 센서(140,150)는 지중관로의 내경 변화에 따라 기울기가 변화할 수 있도록 상기 몸체(110)와 가이드 날개(120,130)의 사이에 비스듬히 설치되어 지중관로의 내경 변화에 따른 기울기 변화를 측정한다. 즉, 지중관로 내경의 변화(증가/감소)에 따라 가이드 날개(120,130)가 몸체(110)의 중심에 가까워지거나 몸체(110)의 중심에서 멀어짐에 따라 변화하는 기울기를 측정하는 것이다. 이때, 상기 기울기 측정 센서(140,150)는 수평 기울기를 측정하는 위치 변위 센서로서 중력 가속도 센서일 수 있다. The inclination measuring sensors 140 and 150 are installed at an angle between the body 110 and the guide vanes 120 and 130 so as to change the inclination according to the inner diameter change of the underground channel, . That is, the slope is measured as the guide vanes 120 and 130 approach the center of the body 110 or change away from the center of the body 110 according to the change (increase / decrease) of the inner diameter of the underground pipe. Here, the tilt measurement sensors 140 and 150 may be a gravity acceleration sensor as a position displacement sensor for measuring the horizontal inclination.

상기 기울기 측정 센서(140,150)를 이용하여 4~6 포인트를 측정할 수 있다. 4 to 6 points can be measured using the inclination measuring sensors 140 and 150.

상기 내경 산출 보드(160,170)는 상기 기울기 측정 센서(140,150)에서 측정되는 값을 이용하여 내경을 산출한다. 이때, 상기 내경 산출 보드(160,170)는 상기 기울기 측정 센서(140,150)의 측정값을 보정하기 위하여 내부 측정장치(100)의 자체 기울기를 측정할 수 있는 중력 가속도 센서를 구비하는 것이 바람직하다. The inner diameter calculation boards 160 and 170 calculate inner diameters using values measured by the tilt measurement sensors 140 and 150. The inner diameter calculating board 160 and 170 may include a gravity acceleration sensor capable of measuring a tilt of the inner measuring device 100 to correct the measured values of the tilt measuring sensors 140 and 150.

참고적으로, 도면부호 '122','132'는 내경 증감에 따른 주 완충 스프링이고, '123','133'은 가이드 날개(120,130)에 기울기 측정 센서(140,150)를 밀착되게 하는 스프링으로서, 가이드 날개(120,130)와 기울기 측정 센서(140,150)를 적절히 탄성 지지한다.Reference numerals 122 and 132 denote main buffer springs according to inner diameter increase and decrease and reference numerals 123 and 133 denote springs that make the tilt measurement sensors 140 and 150 come into close contact with the guide vanes 120 and 130, The guide vanes 120 and 130 and the tilt measurement sensors 140 and 150 are elastically supported appropriately.

도 3을 참조하여 지중관로의 내경(D)을 산출하는 원리를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 내경(D)을 구하는 식은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. The principle of calculating the inner diameter D of the underground channel will be described with reference to FIG. First, the equation for obtaining the inner diameter (D) can be expressed by the following equation (1).

Figure 112017056659733-pat00001
Figure 112017056659733-pat00001

(여기서, H : 2개의 기울기 측정 센서 사이의 기준 거리)(Where H is a reference distance between two tilt measurement sensors)

도 3에서 A의 길이는 고정되어 있고, θ1, θ2의 각도는 내경(D)에 따라 변화하게 된다. In FIG. 3, the length of A is fixed, and the angles of? 1 and? 2 change according to the inner diameter D.

본 발명에 따른 지중관로 내부 측정장치(100)가 지중관로 내부를 따라 이동할 때 내경(D)이 변화하게 되면 기울기 측정 센서(140,150)의 기울기가 변화하면서 θ1, θ2의 각도가 변화한다. 따라서, 기울기 측정 센서(140,150)에서 θ1, θ2의 각도 변화량을 측정하고, 내경 산출 보드(160,170)에서 수학식 2에 의해 내경(D)을 산출하게 된다. As the inner diameter D changes when the underground channel measurement device 100 according to the present invention moves along the inside of the underground channel, the tilt of the tilt measurement sensors 140 and 150 changes, and the angles of? 1 and? 2 change. Therefore, the tilt measurement sensors 140 and 150 measure the angular variation of? 1 and? 2, and the inner diameter calculation boards 160 and 170 calculate the inner diameter D by the equation (2).

Figure 112017056659733-pat00002
Figure 112017056659733-pat00002

도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 사시도, 도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 단면도, 도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치에서 중력 가속도 센서와 가이드 날개의 설치 관계를 나타내는 도면, 도 7,8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치에서 중력 가속도 센서의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a perspective view of an underground channel internal measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a sectional view of an underground channel internal measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention, And FIG. 7 and FIG. 8 illustrate the principle of measurement of the gravity acceleration sensor in the underground channel internal measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. FIG.

도 4,5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 본 발명에 따른 지중관로 내부 측정장치(200)는 지중관로 내부를 따라 이동하면서 곡률 반경을 3차원 절대각(중력각) 측정방식으로 측정하기 위한 장치로서, 크게 몸체(210), 가이드 날개(220,230) 및 곡률 측정 센서(240)를 포함하여 이루어진다. 참고적으로, 도면부호 '202', '212'는 가이드 날개(220,230)를 탄성 지지하는 완충 스프링이다. As shown in FIGS. 4 and 5, the underground channel internal measuring apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention moves the radius of curvature along the inside of the underground channel to a three-dimensional absolute angle (gravity angle) And includes a body 210, guide vanes 220 and 230, and a curvature measurement sensor 240. The body 210 includes a body 210, Reference numerals 202 and 212 denote buffer springs that elastically support the guide vanes 220 and 230.

상기 몸체(210)는 지중관로 내부를 따라 이동할 수 있도록 대략적으로 일정한 길이를 갖는 통형으로 되어 있다. The body 210 has a cylindrical shape having a substantially constant length so as to move along the inside of the underground pipe.

상기 가이드 날개(220,230)는 상기 몸체(210)의 외측 둘레를 따라 배치되는데, 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치된다. The guide vanes 220 and 230 are disposed along the outer circumference of the body 210, and are installed so as to be in close contact with the inner surface of the underground pipe.

상기 곡률 측정 센서(240)는 곡률 반경을 측정하기 위하여 상기 몸체(210)에 설치된다. 이때, 상기 곡률 측정 센서(240)는 센서 PCB(242) 및 센서 PCB(242) 상에 실장되는 X,Y,Z축으로 구성되는 3축 중력 가속도 센서(244)를 구비할 수 있다. The curvature measuring sensor 240 is installed on the body 210 to measure a radius of curvature. The curvature measurement sensor 240 may include a triaxial gravitational acceleration sensor 244 having X, Y, and Z axes mounted on the sensor PCB 242 and the sensor PCB 242.

이때, 상기 중력 가속도 센서(244)는 가이드 날개(220,230)가 지중관로에 밀착하여 관로를 따라 이동할 때 3축 중력각 즉, 지중관로 포설경로의 위치에 공간좌표(X,Y,Z) 위치를 측정하여 곡률 반지름 및 관로 포설경로 위치를 측정하기 위하여 상기 가이드 날개(220,230)에 대향하는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. At this time, the gravitational acceleration sensor 244 detects the position of the spatial coordinates (X, Y, Z) at the three-axis gravity angle, that is, the position of the underground pipe laying route when the guide vanes 220, 230 move along the underground channel, It is preferable that the guide vanes 220 and 230 are installed at positions facing the guide vanes 220 and 230 in order to measure the radius of curvature and the position of the pipeline installation path.

즉, 상기 중력 가속도 센서(244)와 상기 가이드 날개(220,230)가 평행한 상태에서 중력 가속도 센서(244)의 중심과 가이드 날개(220,230)의 중심이 일치되도록 설치된다. 또한 상기 중력 가속도 센서(244)와 몸체(210)가 평행한 상태에서 중력 가속도 센서(244)의 중심과 몸체(210)의 중심이 일치되도록 설치된다. That is, the center of the gravity acceleration sensor 244 and the center of the guide vanes 220 and 230 coincide with each other when the gravity acceleration sensor 244 and the guide vanes 220 and 230 are parallel to each other. The center of the gravity acceleration sensor 244 and the center of the body 210 coincide with each other in a state where the gravity acceleration sensor 244 and the body 210 are parallel to each other.

다시 말해, 도 6에 도시한 바와 같이, 몸체(210)의 축방향인 이동방향을 Y방향, 중력이 작용하는 방향을 Z방향, Y,Z 평면과 직교하는 방향을 X방향이라고 가정할 때, 상기 3축 중력 가속도 센서(244)의 X,Y 평면의 중심이 상기 가이드 날개(22O,230)의 X,Y축의 중심과 일치되고, 3축 중력 가속도 센서(244)의 Z,Y 평면의 중심이 상기 가이드 날개(22O,230)의 Z,Y축의 중심과 일치되게 설치되는 것이다. 6, assuming that the moving direction of the body 210 in the axial direction is the Y direction, the direction in which the gravity acts is the Z direction, and the direction orthogonal to the Y and Z planes is the X direction, The centers of the X and Y planes of the triaxial gravity acceleration sensor 244 coincide with the centers of the X and Y axes of the guide vanes 230 and 230 and the centers of the Z and Y planes of the triaxial gravity acceleration sensor 244 Are provided so as to coincide with the centers of the Z and Y axes of the guide vanes (230 and 230).

.지중관로를 따라 내부 측정장치(200)가 이동할 때, 도 7에 도시한 바와 같이, X, Y, Z축 방향으로 곡률에 의한 기울기가 발생하면 곡률 측정 센서(240)의 센서 PCB(242)가 기울어지면서 중력 가속도 센서(244)에 의해 측정되게 된다. 7, when the internal measuring apparatus 200 moves along the underground channel, if a curvature-based gradient occurs in the X, Y, and Z axis directions, the sensor PCB 242 of the curvature measuring sensor 240 is moved, Is measured by the gravitational acceleration sensor 244 while being inclined.

또한, 지중관로를 따라 내부 측정장치(200)가 이동할 때, 도 8에 도시한 바와 같이, X, Y, Z축을 중심으로 회전하게 되면 중력 가속도 센서(244)가 X, Y, Z축의 회전각을 측정하여 수학식 3에 의해 산출한다. 8, when the internal measuring apparatus 200 moves along the underground channel, when the gravity acceleration sensor 244 rotates about the X, Y and Z axes, the rotation angles of the X, Y and Z axes And is calculated by Equation (3).

Figure 112017056659733-pat00003
Figure 112017056659733-pat00003

도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 사시도, 도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 단면도, 도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치의 거리 측정 회전자 및 거리 측정 센서의 상세도이다. Fig. 9 is a perspective view of an underground channel measurement device according to a third embodiment of the present invention, Fig. 10 is a cross-sectional view of an underground channel measurement device according to a third embodiment of the present invention, Fig. 11 is a third embodiment Fig. 3 is a detailed view of a distance measuring rotor and a distance measuring sensor of an underground pipe measuring device according to the present invention.

도 9~11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 본 발명에 따른 지중관로 내부 측정장치(300)는 지중관로 내부를 따라 이동하면서 이동 거리를 측정하여 관로포설 길이를 측정하기 위한 장치로서, 크게 몸체(310), 가이드 날개(320,330), 거리 측정 회전자(340,350), 거리 측정 센서(360,370) 및 거리 산출 보드(380)를 포함하여 이루어진다. 참고적으로, 도면부호 '312', '322'는 가이드 날개(320,330)를 탄성 지지하는 완충 스프링이다. 9 to 11, the apparatus 300 for measuring an underground channel according to the third embodiment of the present invention measures the travel distance while moving along the inside of the underground channel, And includes a body 310, guide vanes 320 and 330, distance measuring rotors 340 and 350, distance measuring sensors 360 and 370, and a distance calculating board 380. For reference, reference numerals 312 and 322 denote buffer springs that elastically support the guide vanes 320 and 330.

상기 몸체(310)는 지중관로 내부를 따라 이동할 수 있도록 대략적으로 일정한 길이를 갖는 통형으로 되어 있다. The body 310 is of a cylindrical shape having a substantially constant length so as to move along the inside of the underground pipe.

상기 가이드 날개(320,330)는 상기 몸체(310)의 외측 둘레를 따라 배치되는데, 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치된다. 이때, 상기 가이드 날개(320,330)는 필요에 따라 각각 1개 이상의 거리 측정 회전자(340,350)를 구비할 수 있다. The guide vanes 320 and 330 are disposed along the outer circumference of the body 310, and are installed so as to be in close contact with the inner surface of the underground pipe. At this time, the guide vanes 320 and 330 may include one or more distance measuring rotors 340 and 350, respectively, as needed.

상기 거리 측정 회전자(340,350)는 상기 가이드 날개(320,330)에 이동 거리를 측정하기 위하여 설치된다. 이때, 측정장치(300)가 지중관로를 따라 이동 시, 관로의 포설거리를 곡률을 포함하여 경로를 측정할 때 도 10에 도시한 바와 같이 주름관 형태의 관로(10)를 따라 이동 거리를 측정할 때 주름 굴곡에 의한 거리 오차를 없게 하기 위하여 측정 회전자의 형태로 설치될 수 있다.The distance measuring rotors 340 and 350 are installed to measure the moving distance to the guide vanes 320 and 330. At this time, when the measurement apparatus 300 moves along the underground conduit, when measuring the path including the curvature, the conduction distance of the conduit is measured along the conduit 10 of the corrugated pipe type as shown in FIG. 10 It can be installed in the form of a measuring rotor to eliminate the distance error caused by wrinkle bending.

상기 거리 측정 센서(360,370)는 일종의 엔코더로서 상기 거리 측정 회전자(340,350)의 회전량에 따른 거리를 측정한다. The distance measuring sensors 360 and 370 measure a distance according to the amount of rotation of the distance measuring rotors 340 and 350 as an encoder.

상기 거리 산출 보드(380)는 상기 거리 측정 센서(360,370)를 통해 1개 이상의 거리 측정 회전자(340,350)의 회전량에 따른 엔코더 출력을 연산하여 거리를 산출한다. 부연하자면, 관로(10)와 거리 측정 회전자(340,350)의 슬립에 의한 오차를 줄이기 위하여 각각의 가이드 날개(320,330)마다 거리 측정 회전자(340,350)를 1개 이상 설치하여 거리 측정 센서(360,370)를 통해 회전량에 따른 엔코더 출력을 거리 산출 보드(380)에서 연산하여 이동거리를 실시간 측정하는 것이다. The distance calculating board 380 calculates an encoder output according to the amount of rotation of one or more distance measuring rotors 340 and 350 through the distance measuring sensors 360 and 370 to calculate a distance. In order to reduce the error caused by the slip of the pipeline 10 and the distance measuring rotors 340 and 350, at least one distance measuring rotor 340 or 350 may be provided for each of the guide vanes 320 and 330, And calculates an encoder output according to the amount of rotation on the distance calculation board 380 to measure the moving distance in real time.

또한, 관로(10)의 곡률이 발생하면 곡률 중심을 따라 안쪽 회전곡선 길이와 바깥 회전곡선 길이가 다르므로 3개 이상의 거리 측정 회전자(340,350) 및 거리 측정 센서(360,370)를 설치하여 관로 중심의 이동거리를 정확하게 산출할 수 있다. When the curvature of the duct 10 is generated, since the length of the inner rotation curve and the length of the outer rotation curve are different along the center of curvature, three or more distance measuring rotors 340 and 350 and distance measuring sensors 360 and 370 are installed, The moving distance can be accurately calculated.

도 12는 본 발명에 따른 지중관로 내부 측정장치의 운용 개념도, 도 13은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 지중관로 내부 측정장치가 3차원 곡률 반경을 산출하는 과정을 설명하기 위한 도면, 도 14는 본 발명에 따라 지표면에서의 관로 위치 산출을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 12 is a conceptual view for explaining operation of an underground channel internal measuring apparatus according to the present invention, FIG. 13 is a view for explaining a process of calculating a three-dimensional radius of curvature by an underground channel internal measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention, Is a diagram for explaining the calculation of the pipeline position on the surface of the earth according to the present invention.

본 발명에서는, 도 12에 도시한 바와 같이, 내경 촬영용 카메라를 구비한 지중관로 내부 측정장치(400)와 함께 지중관로 내부 측정장치(100,200,300)를 별도의 고리없이 측정장치 내부를 관통하는 통공에 케이블을 삽입하여 일렬, 즉 플렉시블한 마디 구조로 연결한 상태에서 관로(10)의 전방에서 로프 등으로 견인함으로써 운용할 수 있다. In the present invention, as shown in Fig. 12, the underground channel internal measuring device (100, 200, 300) is connected to the underground channel internal measuring device (400) provided with the internal- And then pulled by a rope or the like in front of the pipeline 10 in a state of being connected in a row, that is, in a flexible barrel structure.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 곡률 반경 및 지중관로 위치를 산출하는 과정을 설명하기로 한다. Hereinafter, the process of calculating the radius of curvature and the location of the underground pipe will be described in order to facilitate understanding of the present invention.

본 발명에서는 곡률 반경을 측정하는 지중관로 내부 측정장치(200)에 의해 측정된 X, Y, Z축의 회전각과 이동 거리를 측정하는 지중관로 내부 측정장치(300)에서 측정된 이동 거리 변위량에 의해 일정 거리 간격으로 관로의 측정 시작점을 기준으로 상대 공간좌표(X, Y, Z)를 산출하여 곡률 반경을 산출하고, 관로의 포설경로 위치를 산출할 수 있다.In the present invention, the amount of displacement of the moving distance measured by the in-groove-line internal measuring apparatus 300 that measures the rotation angle and the moving distance of the X, Y, Z axes measured by the in- It is possible to calculate the radius of curvature by calculating the relative space coordinates (X, Y, Z) based on the measurement start point of the pipeline at the distance interval, and to calculate the position of the pipeline installation path.

1. 측정값1. Measured value

Figure 112017056659733-pat00004
Figure 112017056659733-pat00004

2. 3축 회전각과 이동거리 변위값에 의한 3차원 좌표 계산2. Three-dimensional coordinate calculation by 3-axis rotation angle and displacement distance displacement value

(1) Y축 중심 회전(1) Rotation about Y axis

Figure 112017056659733-pat00005
Figure 112017056659733-pat00005

(2) Z축 중심 회전(2) Rotation around Z axis

Figure 112017056659733-pat00006
Figure 112017056659733-pat00006

(3) X축 중심 회전(3) Rotation around X axis

Figure 112017056659733-pat00007
Figure 112017056659733-pat00007

(4) 3축 공간좌표 산출(4) Calculation of 3-axis space coordinates

Figure 112017056659733-pat00008
Figure 112017056659733-pat00008

(5) 총 이동거리(5) Total travel distance

Figure 112017056659733-pat00009
Figure 112017056659733-pat00009

3. 위치 산출3. Position calculation

·

Figure 112017056659733-pat00010
에 의한 3차원 공간벡터를 산출하여 관로의 포설 경로를 표시한다. ·
Figure 112017056659733-pat00010
Dimensional spatial vector of the pipe is calculated to display an installation route of the pipe.

·산출된 공간좌표를 이용하여 특정 위치(곡선위치, 내경 이상위치, 관로변형위치 등)를 지표상에서 직선거리를 확인할 수 있다.· It is possible to confirm the straight line distance on the landmark at a specific position (curved line position, inner diameter abnormal position, pipe deformation position, etc.) using the calculated spatial coordinates.

· 또한 관로의 포설위치를 지표 평면에서 확인할 수 있다.· You can also check the location of pipeline installation on the ground plane.

4. 3차원 곡률반경 산출4. Calculation of 3-D Curvature Radius

·측정장치(200)가 도 13에 도시한 세 위치(A,B,C)를 통과하며 3차원 절대각(중력각)을 측정하여

Figure 112017056659733-pat00011
의 세 위치를 공간좌표를 산출한 후 다음 식에 의해서 a, b, c의 벡터길이를 산출한다.The measuring apparatus 200 passes three positions A, B and C shown in Fig. 13 and measures a three-dimensional absolute angle (gravity angle)
Figure 112017056659733-pat00011
The vector coordinates of a, b, and c are calculated by the following equations.

Figure 112017056659733-pat00012
Figure 112017056659733-pat00012

·제2cos법칙을 이용하여

Figure 112017056659733-pat00013
를 구하여
Figure 112017056659733-pat00014
를 산출한다.· Using the second cosine law
Figure 112017056659733-pat00013
To obtain
Figure 112017056659733-pat00014
.

Figure 112017056659733-pat00015
Figure 112017056659733-pat00015

Figure 112017056659733-pat00016
Figure 112017056659733-pat00016

·다음 (식9)에 의하여 곡률 반지름 R을 구한다. · Calculate the radius of curvature R by the following formula (9).

Figure 112017056659733-pat00017
Figure 112017056659733-pat00017

5. 수평, 수직 곡률반경 산출5. Calculation of horizontal and vertical radius of curvature

·XY평면 좌표에 의한 수평 곡률을 산출한다. Calculate the horizontal curvature by XY plane coordinates.

Figure 112017056659733-pat00018
Figure 112017056659733-pat00018

위 (식10)에 의해 XY평면(수평) a,b,c를 산출하고 (식7)과 (식8)에 의해서

Figure 112017056659733-pat00019
를 산출한다.By calculating the XY plane (horizontal) a, b, c by the above equation (10) and by using (Equation 7) and (Equation 8)
Figure 112017056659733-pat00019
.

(식9)에 의하여 수평 곡률

Figure 112017056659733-pat00020
를 산출한다. (9), the horizontal curvature
Figure 112017056659733-pat00020
.

·YZ평면 좌표에 의한 수직 곡률을 산출한다. · Calculate vertical curvature by YZ plane coordinates.

Figure 112017056659733-pat00021
Figure 112017056659733-pat00021

위 (식11)에 의해 YZ평면(수직) a,b,c를 산출하고 (식7)과 (식8)에 의해서

Figure 112017056659733-pat00022
를 산출한다.By calculating the YZ plane (vertical) a, b, c by the above equation (11) and by using (equation 7) and (equation 8)
Figure 112017056659733-pat00022
.

(식9)에 의하여 수평 곡률

Figure 112017056659733-pat00023
를 산출한다. (9), the horizontal curvature
Figure 112017056659733-pat00023
.

한편, 본 발명에서는, 측정된 관로 공간죄표(X, Y, Z)에 의하여 관로(10)의 측정 시작점을 기준으로 X, Y 평면 좌표에 의해서 지표상에서 지중관로 포설경로 위치를 표시하고, 이상개소의 위치를 관로 측정 시작점을 기준으로 X, Y 평면 좌표에 의해 직선거리 위치 및 방위각을 산출하고, 지중관로 포설경로를 따라 Z축의 변화량으로 시작점 기준 매설깊이를 산출할 수 있다. 따라서, 도 14에 도시한 바와 같이, 지표면에서의 관로 위치를 산출할 수 있다. On the other hand, according to the present invention, the underground pipe laying path position is displayed on the surface of the earth by the X, Y plane coordinates based on the measurement start point of the channel 10 by the measured channel space mark (X, Y, Z) Can calculate the straight line distance position and the azimuth angle based on the X and Y plane coordinates based on the pipeline measurement starting point and calculate the buried depth based on the starting point with the amount of change of the Z axis along the underground pipe laying route. Therefore, as shown in Fig. 14, the position of the pipeline on the surface of the earth can be calculated.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 지중관로의 내경을 측정하여 관로의 변형을 측정할 수 있고, 지중관로의 곡률 반경을 3자원으로 측정하여 수직, 수평 곡률 반경을 산출할 수 있으며, 지중관로 포설경로를 실측하여 정확한 거리를 측정할 수 있다. 또한, 측정 데이터를 통해 지중케이블의 인입장력 및 측압을 산출할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to measure the deformation of the duct by measuring the inner diameter of the underground duct, calculate the vertical and horizontal radius of curvature by measuring the radius of curvature of the underground duct as three resources, The accurate distance can be measured by measuring the installation route. It is also possible to calculate the pulling tension and the side pressure of the underground cable through the measurement data.

한편, 본 발명에 따른 지중관로 내부 측정장치 및 방법를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Various modifications, alterations, and alterations can be made within the scope of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100,200,300,400 : 측정장치
110,210,310 : 몸체
122,123,132,133 : 스프링
120,130,220,230,320,330 : 가이드 날개
140,150 : 기울기 측정 센서
160,170 : 내경 산출 보드
240 : 곡률 측정 센서
242 : 센서 PCB
244 : 중력 가속도 센서
340,350 : 거리 측정 회전자
360,370 : 거리 측정 센서
380 : 거리 산출 보드100, 200, 300, 400: Measuring device
110, 210,
122, 123, 132, 133:
120, 130, 220, 230, 320,
140,150: tilt measurement sensor
160, 170: Internal diameter calculation board
240: Curvature measuring sensor
242: Sensor PCB
244: Gravitational acceleration sensor
340,350: Distance measuring rotor
360,370: Distance measuring sensor
380: Distance calculation board

Claims (9)

지중관로 내부를 따라 이동하면서 내경을 측정하기 위한 장치(100)로서,
통형의 몸체(110)와;
상기 몸체(110)의 외측 둘레를 따라 대향되게 배치되며 스프링(122,123,132,133)의 작용으로 전개 및 절첩 가능하도록 구성되어 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치되는 가이드 날개(120,130)와;
상기 몸체(110)와 가이드 날개(120,130)의 사이에 지중관로의 내경 변화에 따라 기울기가 변화할 수 있도록 비스듬히 설치되어 지중관로의 내경 변화에 따른 기울기 변화를 측정하는 기울기 측정 센서(140,150)와;
상기 기울기 측정 센서(140,150)에서 측정되는 값을 이용하여 내경을 산출하는 내경 산출 보드(160,170)를 포함하고,
상기 기울기 측정 센서(140,150)는 위치 변위 센서로서 수평 기울기 측정 센서이고,
상기 내경 산출 보드(160,170)는 상기 기울기 측정 센서(140,150)의 측정값을 보정하기 위하여 장치(100)의 자체 기울기를 측정할 수 있는 중력 가속도 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 지중관로 내부 측정장치. An apparatus (100) for measuring an inner diameter while moving along an underground channel,
A tubular body (110);
Guide vanes (120, 130) disposed opposite to each other along the outer circumference of the body (110) so as to be openable and collapsible by the action of the springs (122, 123, 132, 133)
A tilt measuring sensor 140 installed between the body 110 and the guide vanes 120 and 130 to obliquely vary the inclination according to an inner diameter change of the underground pipe to measure a change in inclination according to an inner diameter change of the underground pipe;
And an inner diameter calculation board (160, 170) for calculating an inner diameter by using a value measured by the tilt measurement sensor (140, 150)
The tilt measurement sensors 140 and 150 are horizontal tilt measurement sensors as positional displacement sensors,
Wherein the inner diameter calculating board (160, 170) comprises a gravity acceleration sensor capable of measuring a self-tilt of the apparatus (100) to correct a measured value of the tilt measuring sensor (140, 150). 삭제delete 지중관로 내부를 따라 이동하면서 곡률 반경을 측정하기 위한 장치(200)로서,
통형의 몸체(210)와;
상기 몸체(210)의 외측 둘레를 따라 배치되며 완충 스프링(202,212)에 의해 탄성 지지되어 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치되는 가이드 날개(220,230)와;
상기 몸체(210)에 곡률 반경을 측정하기 위하여 설치되는 곡률 측정 센서(240)를 포함하고,
상기 곡률 측정 센서(240)는 센서 PCB(242) 및 3축 중력각을 측정하기 위하여 센서 PCB(242) 상에 실장되는 3축 중력 가속도 센서(244)를 구비하고,
상기 3축 중력 가속도 센서(244)는 상기 가이드 날개(220,230)에 대향하는 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 지중관로 내부 측정장치. An apparatus (200) for measuring a radius of curvature while moving along an underground channel,
A tubular body (210);
Guide wings (220, 230) disposed along the outer circumference of the body (210) and elastically supported by buffer springs (202, 212) so as to be closely contacted with the inner surface of the underground pipe and can be moved;
And a curvature measuring sensor 240 installed to measure the radius of curvature of the body 210,
The curvature measuring sensor 240 includes a sensor PCB 242 and a triaxial gravitational acceleration sensor 244 mounted on the sensor PCB 242 for measuring the triaxial gravitational angle,
Wherein the triaxial gravitational acceleration sensor (244) is installed at a position opposite to the guide vanes (220, 230). 삭제delete 청구항 3에 있어서,
몸체(210)의 이동방향을 Y방향, 중력이 작용하는 방향을 Z방향, Y,Z 평면과 직교하는 방향을 X방향이라 가정할 때, 상기 3축 중력 가속도 센서(244)의 X,Y 평면의 중심이 상기 가이드 날개(22O,230)의 X,Y축의 중심과 일치되고, 3축 중력 가속도 센서(244)의 Z,Y 평면의 중심이 상기 가이드 날개(22O,230)의 Z,Y축의 중심과 일치되게 설치되는 것을 특징으로 하는 지중관로 내부 측정장치. The method of claim 3,
It is assumed that the moving direction of the body 210 is the Y direction, the direction in which the gravity acts is the Z direction, and the direction orthogonal to the Y and Z planes is the X direction, the X, Y plane of the triaxial gravity acceleration sensor 244 The centers of the Z and Y planes of the triaxial gravitational acceleration sensor 244 coincide with the centers of the X and Y axes of the guide vanes 230 and 230, And the center of gravity of the underground channel is set to coincide with the center of gravity. 삭제delete 삭제delete 청구항 3 또는 5에 기재된 지중관로 내부 측정정치(200)에 의해 측정된 X, Y, Z축의 회전각과, 통형의 몸체(310)와; 상기 몸체(310)의 외측 둘레를 따라 배치되며 완충 스프링(312,322)에 의해 탄성 지지되어 지중관로 내부면에 밀착되어 이동할 수 있도록 설치되는 가이드 날개(320,330)와; 상기 가이드 날개(320,330)에 이동 거리를 측정하기 위하여 설치되는 거리 측정 회전자(340,350)와; 상기 거리 측정 회전자(340,350)의 회전량에 따른 거리를 측정하는 거리 측정 센서(360,370)를 포함하고, 상기 가이드 날개(320,330)는 각각 1개 이상의 거리 측정 회전자(340,350)를 구비하고, 상기 거리 측정 센서(360,370)는 엔코더이고, 상기 거리 측정 센서(360,370)를 통해 1개 이상의 거리 측정 회전자(340,350)의 회전량에 따른 엔코더 출력을 연산하여 거리를 산출하는 거리 산출 보드(380)를 구비한 지중관로 내부 측정장치(300)에서 측정된 이동 거리 변위량에 의해 일정 거리 간격으로 관로의 측정 시작점을 기준으로 상대 공간좌표(X, Y, Z)를 산출하여 곡률 반경을 산출하고, 관로의 포설경로 위치를 산출하고,
측정된 관로 공간죄표(X, Y, Z)에 의하여 관로의 측정 시작점을 기준으로 X, Y 평면 좌표에 의해서 지표상에서 지중관로 포설경로 위치를 표시하고, 이상개소의 위치를 관로 측정 시작점을 기준으로 X, Y 평면 좌표에 의해 직선거리 위치 및 방위각을 산출하고, 지중관로 포설경로를 따라 Z축의 변화량으로 시작점 기준 매설깊이를 산출하는 것을 특징으로 하는 지중관로 내부 측정방법. A rotation angle of the X, Y, and Z axes measured by the underground channel internal measurement value set forth in claim 3 or 5; a cylindrical body 310; Guide wings (320, 330) disposed along the outer periphery of the body (310) and elastically supported by buffer springs (312, 322) so as to be closely attached to the inner surface of the underground pipe and moveable; A distance measuring rotor (340, 350) installed to measure a moving distance to the guide vanes (320, 330); And a distance measuring sensor (360, 370) for measuring a distance in accordance with the rotation amount of the distance measuring rotator (340, 350), wherein each of the guide vanes (320, 330) comprises one or more distance measuring rotors The distance measuring sensors 360 and 370 are encoders and are provided with a distance calculating board 380 for calculating an encoder output according to the amount of rotation of one or more distance measuring rotors 340 and 350 through the distance measuring sensors 360 and 370, (X, Y, Z) based on the measurement start point of the pipeline at a predetermined distance by the movement distance displacement measured by the underground pipe internal measuring device 300, calculates the radius of curvature, Calculates the position of the installed route,
Based on the measurement start point of the channel by the measured channel space mark (X, Y, Z), the position of the underground channel laying path is displayed on the surface by the X and Y plane coordinates, Calculating a straight line distance position and an azimuth angle based on the X and Y plane coordinates, and calculating a buried depth based on the starting point based on the amount of change of the Z axis along the underground channel laying path. 삭제delete
KR1020160038604A 2016-03-30 2016-03-30 The measurement system and method of underground conduit line KR101821652B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160038604A KR101821652B1 (en) 2016-03-30 2016-03-30 The measurement system and method of underground conduit line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160038604A KR101821652B1 (en) 2016-03-30 2016-03-30 The measurement system and method of underground conduit line

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170112074A KR20170112074A (en) 2017-10-12
KR101821652B1 true KR101821652B1 (en) 2018-01-24

Family

ID=60141791

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160038604A KR101821652B1 (en) 2016-03-30 2016-03-30 The measurement system and method of underground conduit line

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101821652B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220169515A (en) 2021-06-18 2022-12-28 박민하 Position Measurement System And Its Measuring Method For Underground Cable Pipe-Line

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102266812B1 (en) * 2020-12-01 2021-06-17 안상로 Three Dimension Location Mapping System of Underground Passage Using Gyro Sensors and Encoder
KR102330645B1 (en) * 2021-02-22 2021-11-24 (주)이우티이씨 Apparatus for Measuring Move Distance in Corrugate Pipe for Three Dimensional Measurement
KR102696793B1 (en) * 2024-01-24 2024-08-19 유우준 Vibration angle displacement meter using acceleration sensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006118971A (en) * 2004-10-21 2006-05-11 Jfe Engineering Kk Method for measuring and evaluating pipeline shape and its apparatus
KR100917876B1 (en) * 2009-04-16 2009-09-16 일진파워텍(주) Automatic traveling equipment for detecting passage of power cable pipe line

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006118971A (en) * 2004-10-21 2006-05-11 Jfe Engineering Kk Method for measuring and evaluating pipeline shape and its apparatus
KR100917876B1 (en) * 2009-04-16 2009-09-16 일진파워텍(주) Automatic traveling equipment for detecting passage of power cable pipe line

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220169515A (en) 2021-06-18 2022-12-28 박민하 Position Measurement System And Its Measuring Method For Underground Cable Pipe-Line

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170112074A (en) 2017-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2760897B2 (en) Method and apparatus for determining the course direction of a passage
KR101821652B1 (en) The measurement system and method of underground conduit line
JP3855951B2 (en) Pipeline shape measuring apparatus and method
JP5362994B2 (en) Centralizer-based surveying and guidance apparatus and method
CN107218942B (en) Small-diameter pipeline defect positioning device and positioning method based on fast orthogonal search algorithm
CN104315346B (en) A kind of in-pipeline detector moves towards measurement method of parameters with channel bend
JP6202559B2 (en) Buried pipe measuring device and buried pipe measuring method
GB2088554A (en) Pipeline route surveying device
US20210131615A1 (en) Pipeline Following Sensor Arrangement
KR101860262B1 (en) Location and depth measuring method of a underground objects
CN106855410A (en) A kind of underground piping positioning measurement equipment based on inertial technology
Chen et al. Internal deformation monitoring for earth-rockfill dam via high-precision flexible pipeline measurements
Wang et al. A dead reckoning localization method for in-pipe detector of water supply pipeline: an application to leak localization
KR101499173B1 (en) Device for measuring position and displacement of facility
AU2012101210A4 (en) Drill hole orientation apparatus
US20110182138A1 (en) Method and system for streamer depth control
JP5468315B2 (en) Drilling position measuring method and system
KR102275670B1 (en) A device that calculates the trajectory of the underground pipeline simultaneously with geological exploration in four directions around the underground pipeline
CN107120532A (en) Pipe jointer detection method based on fast orthogonal searching algorithm
JP5060382B2 (en) Pipe burial position measurement system, pipe burial position measurement method
CN103411603B (en) Electric-field sensor posture position measuring method in ship electric field protection
JP5165808B1 (en) Differential magnetic exploration system
KR101846314B1 (en) A system for measuring 3-dimension installed shape of underground pipelines by using three axis rotation sensors
WO2020138544A1 (en) Method for location exploration and depth measurement of underground pipeline
JPS61219827A (en) Apparatus for measuring position in pit for tunnel construction method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant