KR102119871B1 - Standalone type exploratory sensor management apparatus - Google Patents
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Abstract
독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치는 시추공을 따라 상승 또는 하강하며 지반의 물리적 특성을 측정하는 검층봉에 내장되며, 검층봉 내부에서 복수의 센서의 작동을 제어하고, 각각의 센서에 의해 계측되는 데이터를 수신하여 정렬하는 전자회로 기판; 전자회로 기판에 의해 정렬된 데이터를 저장하는 저장부; 및 전자회로 기판, 저장부, 및 복수의 센서에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 검층봉은 저장부를 전자회로 기판에 장착하고, 복수의 센서 및 전원 공급부와 전기적으로 연결한 후, 내부로 이물질이 들어가지 않도록 밀봉되는 것을 특징으로 한다.An independent measuring borehole physical exploration sensor operating device is disclosed. The independent measurement type borehole physical exploration sensor operating apparatus according to the present invention is built in a sample layer rod that rises or falls along a borehole and measures physical properties of the ground, controls the operation of a plurality of sensors inside the sample layer rod, and controls each sensor An electronic circuit board for receiving and sorting data measured by the; A storage unit for storing data arranged by the electronic circuit board; And an electronic circuit board, a storage unit, and a power supply unit for supplying power to a plurality of sensors, and the probe rod mounts the storage unit on the electronic circuit board, electrically connects the plurality of sensors and power supply units, and then introduces foreign matter into it. It is characterized by being sealed so as not to enter.
Description
본 발명은 독립 계측 가능 시추공 탐사 센서 운용 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 검층봉에 연결된 케이블의 느슨해짐이나 꼬임으로 발생되는 측정 오차를 줄이고, 케이블로 연결되는 전원과 통신 송수신 시 발생되는 노이즈의 영향을 배제하여 측정 신호의 정확도를 높일 수 있는 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an independent measurement capable borehole sensing sensor operating device, and more particularly, to reduce measurement errors caused by loosening or twisting of cables connected to the sampler bar, and to reduce the noise generated when transmitting and receiving communication with a power supply connected by a cable. It relates to an independent measurement borehole physical exploration sensor operating device that can increase the accuracy of the measurement signal by excluding the influence.
물리탐사란, 대지를 구성하고 있는 물질들의 물리적 성질의 차이에 기인한 물리적 현상들을 직간접적으로 측정하고 해석함으로써 지질구조 및 지층의 성질을 조사하는 방법으로서, 석유, 천연가스, 금속, 지열 들의 각종 에너지자원 탐사, 토목 및 건축 자원 분야의 토질 밑 암반역학 조사, 지하매질의 오염조사에 적용되는 중요한 탐사 방법이다.Physical exploration is a method of examining the properties of geological structures and strata by directly and indirectly measuring and interpreting physical phenomena caused by differences in physical properties of materials constituting the land. Various types of oil, natural gas, metal, and geothermal heat It is an important exploration method applied to the exploration of rock resources under the soil in the field of energy resource exploration, civil engineering and construction resources, and pollution investigation of underground media.
특히, 물리검층은 시추공에 각종 물성 측정 장비를 투입하여 심도에 따른 암석의 물성을 연속적으로 측정하는 물리탐사 기법이며, 지층의 역학적수리적 특성 및 암반상태에 관한 유용 정보를 획득하는 탐사법이다. 물리검층법은 그 기본 원리에 따라 전기 검층, 방사능 검층, 음파 검층 그리고 기타 검층법 등으로 나누어진다.In particular, the physical layer is a physical exploration technique that continuously measures the physical properties of rocks according to depths by inserting various physical property measurement equipment into the borehole, and is an exploration method that obtains useful information about the mechanical and hydraulic properties of the strata. According to the basic principle, physical sampling method is divided into electric sampling, radioactive sampling, sonic sampling, and other sampling methods.
광물자원탐사, 환경오염 및 지하수조사, 지열탐사 및 지반조사 등을 위해 지표에서 지하로 탐사공을 시추할 때, 탐사 대상의 심도에 따라 시추공의 깊이는 수십 내지 수천 미터이며, 시추공의 크기는 탐사 기술의 특성에 따라 다양한 크기로 설계된다.When drilling an exploration hole from the surface to the ground for mineral resource exploration, environmental pollution and groundwater investigation, geothermal exploration, and ground investigation, the depth of the borehole is several tens to thousands of meters depending on the depth of the exploration object, and the size of the borehole It is designed in various sizes depending on the characteristics of the technology.
시추공이 확보되면 시추공 내 영상촬영이나 지반의 물성측정을 위해 수 미터 길이의 봉 형태로 된 물리탐사용 센서(이하, 검층봉으로 지칭한다)를 시추공 바닥까지 하강시켰다가 상승시키면서 각종 데이터를 측정한다. 이때, 검층봉은 다수의 케이블로 연결되며, 측정되는 데이터를 케이블을 통하여 지상의 관측 단말기로 전송한다.When a borehole is secured, various data are measured while descending the bottom of the borehole to the bottom of the borehole to increase the physical exploration sensor (hereinafter referred to as a sampler rod) in the form of a rod several meters long for imaging the borehole or measuring the properties of the ground. . At this time, the geombong is connected by a number of cables, and transmits the measured data to the observation terminal on the ground through the cable.
한편, 검층봉에 연결된 다수의 케이블은 검층봉의 무게로 인해 장력을 받아 느슨해지는 경우가 종종 발생한다. 그런데, 일반적으로 시추공 탐사 장비의 심도는 윈치 케이블의 길이를 이용하여 파악하기 때문에 케이블의 길이가 장력을 받아 느슨해진 경우에는 정확한 심도를 파악할 수 없다는 문제점이 있다.On the other hand, the number of cables connected to the inspection rod is often loosened under tension due to the weight of the inspection rod. However, in general, since the depth of the borehole exploration equipment is grasped using the length of the winch cable, there is a problem that it is impossible to grasp the exact depth when the cable length is loosened by tension.
또한, 일반적인 시추공 장비의 경우, 시추공 탐사가 진행될 때에 윈치로부터 케이블을 푸는 과정에서 케이블의 꼬임으로 인한 회전력이 발생할 수 있으며, 이로 인하여 시추공 탐사 장비들로 회전력이 전달되어 갑작스런 회전이 발생할 수 있다. 이와 같은 회전은 정밀 자세 계측장비로 측정이 가능하지만, 회전 속도가 계측 간격보다 빨라지게 되면 정확하게 측정하기가 어려우며, 측정된 값을 보정하더라도 많은 오차를 가지게 되는 문제점이 있다.In addition, in the case of the general borehole equipment, when the borehole exploration is in progress, the rotational force due to the twisting of the cable may be generated in the process of unwinding the cable from the winch, and as a result, the rotational force is transmitted to the borehole exploration equipment and sudden rotation may occur. Such rotation can be measured with a precision posture measuring device, but if the rotation speed becomes faster than the measurement interval, it is difficult to accurately measure, and there is a problem in that even if the measured value is corrected, there are many errors.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 검층봉에 연결된 케이블의 느슨해짐이나 꼬임으로 발생되는 측정 오차를 줄이고, 검층봉의 심도를 직접 측정하며, 케이블로 연결되는 전원과 통신 송수신 시 발생되는 노이즈의 영향을 배제하여 측정 신호의 정확도를 높일 수 있는 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, reduces measurement errors caused by loosening or twisting of cables connected to the sampler bar, directly measures the depth of the sampler bar, and occurs when transmitting and receiving communication with a power supply connected by a cable. An object of the present invention is to provide an independent measuring borehole physical exploration sensor operating device that can increase the accuracy of a measurement signal by excluding the influence of noise.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치는 시추공을 따라 상승 또는 하강하며 지반의 물리적 특성을 측정하는 검층봉에 내장되며, 상기 검층봉 내부에서 복수의 계측 센서의 작동을 제어하고, 각각의 상기 계측 센서에 의해 계측되는 데이터를 수신하여 정렬하는 전자회로 기판; 상기 전자회로 기판에 의해 정렬된 데이터를 저장하는 저장부; 상기 전자회로 기판, 상기 저장부, 및 복수의 상기 계측 센서를 포함하는 각각의 구성요소에 전원을 공급하는 전원 공급부; 및 상기 검층봉의 상단에 설치되며, 상기 검층봉을 상승 또는 하강시키는 견인부와 연결되는 연결부를 포함하며, 상기 검층봉은 상기 저장부를 상기 전자회로 기판에 장착하고, 복수의 상기 계측 센서 및 상기 전원 공급부와 전기적으로 연결한 후, 내부로 이물질이 들어가지 않도록 밀봉되고, 상기 연결부는 상기 견인부가 일정한 방향으로 설정된 횟수 미만 회전하는 경우에 상기 견인부의 회전력이 상기 검층봉에 전달되지 않도록 차단하되, 상기 견인부가 일정한 방향으로 상기 설정된 회수 이상 회전하는 경우에 상기 검층봉에 고정되어 회전력을 전달하는 것을 특징으로 한다.An independent measuring borehole physical exploration sensor operating apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is built in a sampler rod measuring the physical properties of the ground while rising or falling along the borehole, and multiple in the sampler rod An electronic circuit board that controls the operation of the measurement sensors of the apparatus and receives and arranges data measured by each of the measurement sensors; A storage unit for storing data sorted by the electronic circuit board; A power supply unit supplying power to each component including the electronic circuit board, the storage unit, and the plurality of measurement sensors; And a connection part installed on the upper end of the sample layer rod and connected to a traction unit for raising or lowering the sample layer rod, wherein the sample layer rod mounts the storage unit on the electronic circuit board, and includes a plurality of the measurement sensors and the power supply unit. After being electrically connected with, it is sealed to prevent foreign matter from entering, and the connection part blocks the rotational force of the traction unit from being transmitted to the sample layer rod when the traction unit rotates less than a set number of times in the predetermined direction. When the part rotates in the predetermined direction more than the set number of times, it is fixed to the sample layer rod and is characterized in that it transmits rotational force.
전술한 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치는 상기 검층봉의 자세를 계측하는, 3축 고정밀의 자이로 센서를 더 포함하며, 상기 저장부는 상기 자이로 센서에 의해 계측되는 자세 정보 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 전술한 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치는 지하수면으로부터의 심도를 계측하는 압력 센서를 더 포함하며, 상기 저장부는 상기 압력 센서에 의해 계측되는 수중 심도 정보를 저장할 수도 있다.The above-described independent measurement-type borehole physical exploration sensor operating apparatus further includes a three-axis high-precision gyro sensor for measuring the posture of the sampler rod, and the storage unit may store posture information data measured by the gyro sensor. In addition, the above-described stand-alone borehole physical exploration sensor operating apparatus further includes a pressure sensor for measuring the depth from the water surface, and the storage unit may store underwater depth information measured by the pressure sensor.
상기 검층봉은 다양한 종류의 범용 윈치(winch)에 연결되어 상승 또는 하강이 가능하다.The geombong is connected to a variety of general-purpose winch (winch) can be raised or lowered.
본 발명에 따르면, 검층봉 내부에 독립 전원이 있고, 측정 신호를 처리 및 저장하는 기능을 자체적으로 수행할 수 있기 때문에, 지상과 연결된 케이블을 통한 전원 공급이나 데이터 통신이 필요 없고, 따라서 검층봉과 견인부의 결합 방식에 제한이 없다. According to the present invention, since there is an independent power source inside the sampler rod and can perform the function of processing and storing a measurement signal itself, there is no need for power supply or data communication through a cable connected to the ground, and thus the sampler rod and tow There is no limit to the way of bonding.
또한, 본 발명에 따르면, 검층봉과 견인부의 결합방식에 자유도가 있기 때문에, 검층봉에 연결된 케이블의 꼬임으로 발생되는 회전이 그대로 전달되지 않으며, 케이블이 늘어지는 등의 검층봉의 위치변화가 발생했을 때에도 검층봉의 자세 계측 기술에 따라 그 변화를 정확하게 측정할 수 있어, 보다 정확한 물리탐사가 가능하게 된다.In addition, according to the present invention, since there is a degree of freedom in the coupling method between the inspection rod and the traction unit, rotation caused by the twisting of the cable connected to the inspection rod is not transmitted as it is, and even when the position change of the inspection rod occurs, such as the cable being stretched. The change can be accurately measured according to the posture measurement technology of the sample bar, enabling more accurate physical exploration.
도 1은 본 발명이 적용되는 검층봉의 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 검층봉에 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치를 설치하는 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 검층봉에 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치를 설치하는 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 저장부의 장착 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 4의 자이로 센서에 의한 자세측정의 원리를 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an example of a specimen layer to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a view schematically showing an example of installing an independent measurement borehole physical exploration sensor operating apparatus according to an embodiment of the present invention on the geombong rod of FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram schematically showing another example of installing an independent measurement borehole physical exploration sensor operating apparatus according to an embodiment of the present invention on the geombong rod of FIG. 1.
4 is a view schematically showing the configuration of an independent measuring borehole physical exploration sensor operating apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view schematically showing an example of mounting the storage unit of FIG. 4.
FIG. 6 is a view illustrating the principle of posture measurement by the gyro sensor of FIG. 4.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described through exemplary drawings. In describing reference numerals in the components of each drawing, the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible even though they are displayed in different drawings. In addition, in describing embodiments of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known configurations or functions interfere with understanding of the embodiments of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected, coupled or connected to the other component, but the component and the other components It will be understood that another component may be "connected", "coupled" or "connected" between the elements.
도 1은 본 발명이 적용되는 검층봉의 예를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing an example of a specimen layer to which the present invention is applied.
지층에 시추공(10)이 확보되면, 수 미터의 봉 형태로 이루어진 검층봉(20)이 시추공(10) 내에 투입된다. 이때, 검층봉(20)은 윈치(winch) 케이블과 견인부(30)를 통해 연결되며, 시추공(10)을 따라 바닥까지 하강하였다가 상승하면서 시추공(10) 내의 영상을 포함한 지구물리적 특성을 측정한다. 한편, 지구물리적 특성을 측정하는 장치에 있어서 정확한 데이터의 취득은 가장 중요한 요건 중의 하나이다. 일반적인 물리탐사 장치의 경우, 검층봉과 지상의 관측 단말기 사이에 연결된 케이블을 통하여 데이터가 송수신되며, 관측 단말기가 연결 케이블을 통해 검층봉에 전원을 공급하고, 제어 데이터를 송신하며, 검층봉으로부터 계측 데이터를 수신한다. When the
그런데, 이와 같은 일반적인 물리탐사 장치는 계측 데이터가 연결 케이블을 통해 관측 단말기로 전송되는 도중의 시간 지연, 케이블을 통한 전원 공급과 데이터 송수신에 의해 발생하는 전기적 잡음 발생 등에 의해 변질될 수 있으며, 이로 인해 데이터의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.However, such a general physical exploration device may be deteriorated due to a time delay during which measurement data is transmitted to an observation terminal through a connection cable, power supply through a cable, and electrical noise generated by data transmission/reception. There is a problem that the reliability of data is poor.
또한, 일반적인 물리탐사 장치의 연결 케이블은 윈치로부터 케이블을 푸는 과정에서 케이블의 꼬임으로 인한 회전력이 발생할 수 있으며, 이러한 회전력이 검층봉의 각종 센서들에 전달되는 경우에는 검층봉의 각종 센서들에 의해 측정되는 데이터 자체를 보정해야하며, 계측 간격이 충분하지 않을 때에는 보정을 위한 자세 계측 자료가 정확하지 않을 수 있다는 문제점도 발생한다.In addition, the connection cable of a general physical exploration device may generate a rotational force due to the twisting of the cable in the process of unwinding the cable from the winch, and when this rotational force is transmitted to various sensors of the sampler rod, it is measured by various sensors of the sampler rod. The data itself needs to be calibrated, and when the measurement interval is not enough, there is also a problem that the posture measurement data for calibration may not be accurate.
따라서, 본 발명에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용장치는 검층봉과 지상의 관측 단말기 사이의 케이블을 통한 전원 공급과 통신 연결을 배제함으로써 정확한 지구물리적 측정 데이터를 획득하고자 한다.Therefore, the independent measurement borehole physical exploration sensor operating apparatus according to the present invention seeks to obtain accurate geophysical measurement data by excluding power supply and communication connection through a cable between the geom pole and the ground observation terminal.
도 2는 도 1의 검층봉에 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치를 설치하는 예를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view schematically showing an example of installing an independent measurement borehole physical exploration sensor operating apparatus according to an embodiment of the present invention on the geombong rod of FIG. 1.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 검층봉(20)은 적어도 둘 이상의 부분으로 분리가 가능하다. 예를 들어, 검층봉(20)은 제1부분과 제2부분으로 분리될 수 있다. 이때, 제1부분은 대향하는 방향의 제2부분(36)의 내부로 끼워져 삽입되는 삽입부(34)를 포함하며, 삽입부(34)의 외주면에는 삽입부(34)가 제2부분(36)의 내부로 끼워져 삽입되었을 때에 제2부분(36)의 내측면과 밀착하며 이물질이 삽입되는 것을 방지하기 위한 다중의 고무 링(32)이 장착될 수 있다.Referring to Figure 2, the geombongbong 20 according to an embodiment of the present invention can be separated into at least two or more parts. For example, the
또한, 검층봉(20)과 견인부(30)를 연결하는 연결부(33)는 검층봉(20)이 시추공(10) 내에서 상승 또는 하강하는 도중에 견인부(30)가 회전을 하더라도, 견인부(30)의 회전이 검층봉(20)에 전달되지 않도록, 검층봉(20)과 움직임이 분리되는 것이 바람직하다. 그러나 경우에 따라서는 검층봉(20)을 시추공(10)의 내부에서 설정된 방향으로 설정된 각도만큼 회전시켜야 할 필요가 있다. 이와 같은 경우의 검층봉(20)의 회전제어를 위하여, 연결부(33)는 선택적으로 검층봉(20)에 고정되어 견인부(30)의 회전을 검충봉(20)에 전달할 수도 있다. 이때, 연결부(33)를 검층봉(20)에 고정하는 방법은 연결부(33)를 일정한 방향으로 설정된 회수 이상 회전시키는 경우에 검층봉(20)에 고정되도록 할 수 있다. 그러나 여기에 기재된, 연결부(33)를 검층봉(20)에 고정하는 방법은 이해를 돕기 위한 예시일 뿐이며, 다양하게 변형된 방법으로 연결부(33)를 검층봉(20)에 선택적으로 고정시킬 수 있음은 물론이다.In addition, the connecting
본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치는 검층봉(20)을 제1부분과 제2부분으로 분리한 후, 제1부분 또는 제2부분의 내측에 고정되어 설치된다.Independent measuring borehole physical exploration sensor operating device according to an embodiment of the present invention is installed after being fixed to the inner side of the first part or the second part after separating the
도 3은 도 1의 검층봉에 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치를 설치하는 다른 예를 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view schematically showing another example of installing an independent measurement borehole physical exploration sensor operating apparatus according to an embodiment of the present invention on the geombong rod of FIG. 1.
도 3을 참조하면, 검층봉(20)은 일 측면에 투입구(22)를 구비하며, 투입구(22)를 통해 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치를 검층봉(20)의 내부에 투입하도록 구현될 수 있다. 이때, 검층봉(20)은 투입구(22)를 통해 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치를 내부에 투입하여 고정한 후, 덮개(24)로 투입구(22)를 밀봉하여 지하수, 흙 등의 이물질이 검층봉(20)의 내부로 들어가지 못하도록 하는 것이 바람직하다.Referring to Figure 3, the geombong (20) is provided with an inlet (22) on one side, through the inlet (22), the independent measurement-type borehole physical exploration sensor operating device according to an embodiment of the present invention through the sampler (20 ). At this time, the
여기서, 도 2 및 도 3에 도시하고 설명한, 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치를 검층봉(20)의 내부에 장착하는 방법은 이해를 돕기 위한 예시일 뿐이며, 검층봉(20)의 내부에 장착하기 위해 다양하게 변형된 방법이 이용될 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3에는 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치가 검층봉(20)의 상단 내부에 장착되는 것으로 도시하였으나, 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치가 장착되는 위치는 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.Here, the method of mounting and operating the independent measurement-type borehole physical exploration sensor operating apparatus shown in FIGS. 2 and 3 to the inside of the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.4 is a view schematically showing the configuration of an independent measuring borehole physical exploration sensor operating apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치(100)는 전자회로 기판(110), 저장부(120), 전원 공급부(130), 자이로 센서(140), 압력 센서(150) 및 복수의 계측 센서(160)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the independent measurement-type borehole physical exploration
전자회로 기판(110)은 시추공(10)을 따라 상승 또는 하강하며 지반의 물리적 특성을 측정하는 검층봉(20)에 내장되며, 검층봉(20)의 내부에서 복수의 계측 센서(160)의 작동을 제어하고, 각각의 계측 센서(160)에 의해 측정되는 데이터를 수신한다. 즉, 전자회로 기판(110)은 복수의 계측 센서(160)에 의해 측정되는 전기전도도, 밀도, 탄성파속도, 방사능, 공경 변화, 유속, 온도 등의 지구물리 정보를 수신한다. 이때, 전자회로 기판(110)은 검층봉(20)의 각각의 계측 센서(160)로부터 수신되는 데이터를 각각의 계측 센서의 종류, 수신시간 등에 따라 정렬하여 저장부(120)로 송신한다.The
저장부(120)는 전자회로 기판(110)에 의해 정렬된 데이터를 저장한다. 이때, 저장부(120)는 각종 계측 센서(160)에 의해 계측된 데이터들을 전자회로 기판(110)을 통해 수신하여 실시간으로 저장한다. 이 경우, 전자회로 기판(110)은 각각의 계측 센서(160)에 대한 식별정보와 각각의 계측 센서(160)로부터 수신되는 데이터의 수신시각정보를 함께 매핑하여 저장부(120)로 송신하는 것이 바람직하다. 또한, 저장부(120)는 착탈이 가능하게 전자회로 기판(110)에 연결되어 각각의 계측 센서(160)에 의해 측정된 데이터를 저장하도록 구현되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 저장부(120)는 SD(Secure Digital) 메모리 카드로 구현되거나, USB(Universal Serial Bus) 메모리로 구현될 수 있으며, 도 5에 도시한 바와 같이, 전자회로 기판(110)의 연결단자(122)와 착탈이 가능하게 연결될 수 있다. 이를 통해, 검층봉(20)을 이용한 시추공(10)의 물리탐사가 완료된 후, 사용자는 전자회로 기판(110)으로부터 저장부(120)만을 분리하여 계측된 데이터를 용이하게 확인할 수 있다.The
전원 공급부(130)는 전자회로 기판(110), 저장부(120)를 포함하는 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치(100)의 각종 구성요소에 설정된 전압의 전원을 공급한다. 이때, 전원 공급부(130)는 전자회로 기판(110)을 통해 자이로 센서(140), 압력 센서(150), 복수의 계측 센서(160)를 포함하는 각각의 구성요소에 대한 전원 공급 상태를 모니터링 하며, 전원공급 상태에 따라 각각의 구성요소 별로 전원을 분리하여 공급할 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치(100)는 독립적인 방식으로 계측 센서(160)들에 의해 측정되는 측정 데이터를 검층봉(20)에서 자체적으로 수신하여 저장할 수 있다.The
또한, 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치(100)는 케이블의 움직임과 검층봉(200)의 움직임을 분리할 수 있기 때문에, 케이블의 꼬임으로 인한 회전력이 검층봉에 전달되지 않아 측정 데이터에 오차가 발생할 수 있는 문제점을 방지하며, 정확한 측정 데이터들을 안정적으로 얻을 수 있게 된다.In addition, since the independent measurement type borehole physical exploration
자이로 센서(140)는 검층봉(20)의 자세를 측정한다. The
검층봉(20)은 시추공(10)을 따라 상승 또는 하강하는 도중에 그 기울기, 상승 또는 하강 속도 변화, 회전 등이 발생할 수 있다. 이와 같이 기울기, 상승 또는 하강 속도 변화, 회전 등이 발생한 상태에서 측정된 데이터는 기울기, 상승 또는 하강 속도 변화, 회전 등으로 인한 오차를 포함할 수 있다. 따라서, 자이로 센서(140)는 도 6에 도시한 바와 같이, 검층봉(20)에 기울기, 상승 또는 하강 속도 변화, 회전 등의 움직임이 발생한 경우에 검층봉(20)의 자세 변화를 감지하여 기울기, 기울기의 변화, 각속도, 각속도의 변화 등을 실시간으로 측정한다. 이 경우, 저장부(120)는 자이로 센서(140)에 의해 계측되는 데이터를 전자회로 기판을 통해 구조화하여 저장한다. 이때, 저장부(120)는 자이로 센서(140)에 의해 계측되는 데이터를 기울기의 변화, 각속도의 변화 등의 이벤트의 발생시점과 매칭하여 저장하는 것이 바람직하다.The geombong (20) may have its slope, ascending or descending speed change, rotation, or the like during the ascent or descent along the borehole (10). As described above, data measured in a state in which a slope, a rise or fall speed change, or rotation occurs may include errors due to a slope, a rise or fall speed change, rotation, and the like. Therefore, as shown in FIG. 6, the
이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치(100)는 3축 고정밀의 자이로 센서를 이용하여 검층봉(20)의 자세를 정밀하게 계측함으로써, 검층봉(20)의 기울기, 각속도의 변화 등의 발생으로 인한 오차를 보정할 수 있도록 한다.Through this, the independent measurement-type borehole physical exploration
압력 센서(150)는 지하수면으로부터의 심도를 계측한다. 이때, 압력센서(150)는 설정된 주기로 심도를 계측하며, 계측된 심도를 실시간으로 전자회로 기판을 통해 저장부(120)에 전송한다. 이 경우, 저장부(120)는 압력 센서(150)로부터 수신한 심도를 이벤트의 발생시점과 매칭하여 저장한다. The
한편, 검층봉과 윈치 케이블의 연결에 있어서, 독립 계층형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치는 케이블을 통한 전원 공급이나 데이터 송수신이 필요없기 때문에, 윈치 케이블의 움직임과 검층봉의 움직임을 분리하여, 윈치 케이블의 회전력이 검층봉에 직접 전달되지 않도록 하는 디커플러가 부착될 수 있다.On the other hand, in the connection of the inspection rod and the winch cable, since the independent layered borehole physical exploration sensor operating device does not need to supply or transmit data through the cable, it separates the movement of the winch cable and the movement of the inspection rod, and the rotational force of the winch cable A decoupler may be attached that prevents direct transfer to this sample layer.
이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 독립 계층형 시추공 물리탐사 센서 운용장치(100)는 검층봉(20)과 관리자 단말기 사이의 케이블로 인한 오차가 발생하지 않기 때문에 실제 장비의 심도를 정확하게 파악할 수 있다.Through this, the independent layered borehole physical exploration
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the embodiments according to the present invention have been described above, they are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent ranges of the embodiments are possible therefrom. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined not only by the following claims, but also by the equivalents thereof.
10: 시추공 20: 검층봉
30: 견인부
100: 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치
110: 전자회로 기판 120: 저장부
130: 전원 공급부 140: 자이로 센서
150: 압력 센서 160: 계측 센서10: borehole 20: geombong
30: towing unit
100: stand-alone borehole physical exploration sensor operating device
110: electronic circuit board 120: storage unit
130: power supply 140: gyro sensor
150: pressure sensor 160: measurement sensor
Claims (4)
상기 전자회로 기판에 의해 정렬된 데이터를 저장하는 저장부;
상기 전자회로 기판, 상기 저장부, 및 복수의 상기 계측 센서를 포함하는 각각의 구성요소에 전원을 공급하는 전원 공급부; 및
상기 검층봉의 상단에 설치되며, 상기 검층봉을 상승 또는 하강시키는 견인부와 연결되는 연결부를 포함하며,
상기 검층봉은 상기 저장부를 상기 전자회로 기판에 장착하고, 복수의 상기 계측 센서 및 상기 전원 공급부와 전기적으로 연결한 후, 내부로 이물질이 들어가지 않도록 밀봉되고,
상기 연결부는 상기 견인부가 일정한 방향으로 설정된 횟수 미만 회전하는 경우에 상기 견인부의 회전력이 상기 검층봉에 전달되지 않도록 차단하되, 상기 견인부가 일정한 방향으로 상기 설정된 회수 이상 회전하는 경우에 상기 검층봉에 고정되어 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치.
It is built in a sample layer measuring the physical properties of the ground as it rises or falls along a borehole, controls the operation of a plurality of measurement sensors inside the sample layer, and receives and sorts data measured by each measurement sensor. Electronic circuit boards;
A storage unit for storing data sorted by the electronic circuit board;
A power supply unit supplying power to each component including the electronic circuit board, the storage unit, and the plurality of measurement sensors; And
It is installed on the upper end of the specimen layer rod, and includes a connecting portion connected to a traction unit for raising or lowering the specimen layer rod,
The sample layer rod is mounted on the electronic circuit board and electrically connected to a plurality of the measurement sensors and the power supply unit, and then sealed to prevent foreign matter from entering therein.
The connecting portion is blocked so that the rotational force of the traction portion is not transmitted to the sample layer rod when the traction portion rotates less than a set number of times in a certain direction, but is fixed to the sample layer rod when the traction portion rotates more than the set number of times in a certain direction. Independent measuring borehole physical exploration sensor operating device, characterized in that to transmit the rotating force.
상기 검층봉의 자세를 계측하는, 3축 고정밀의 자이로 센서를 더 포함하며,
상기 저장부는 상기 자이로 센서에 의해 계측되는 자세 정보 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치.According to claim 1,
Further comprising a three-axis high-precision gyro sensor for measuring the posture of the sample layer,
The storage unit is an independent measurement type borehole physical exploration sensor operating device, characterized in that for storing posture information data measured by the gyro sensor.
지하수면으로부터의 심도를 계측하는 압력 센서를 더 포함하며,
상기 저장부는 상기 압력 센서에 의해 계측되는 수중 심도 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치.According to claim 1,
Further comprising a pressure sensor for measuring the depth from the ground water level,
The storage unit is an independent measurement type borehole physical exploration sensor operating device characterized in that it stores underwater depth information measured by the pressure sensor.
상기 검층봉은 다양한 종류의 범용 윈치(winch)에 연결되어 상승 또는 하강이 가능한 것을 특징으로 하는 독립 계측형 시추공 물리탐사 센서 운용 장치.According to claim 1,
The geombong is connected to a variety of general-purpose winch (winch), the independent measurement type borehole physical exploration sensor operating device, characterized in that it can be raised or lowered.
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