JP2015105092A - 海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム及び方法 - Google Patents

海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】一定深さ以上の海底深部で発生する二酸化炭素の、流出監視のための動映像撮影システム、及び方法を提供する。
【解決手段】母船110、前記母船110に連結されるワイヤー120、前記ワイヤー120に結合され、母船の移動に従って海底深部内で位置移動し、海底深部で発生する二酸化炭素の流出及び動き監視のために、海底深部を連続して動映像撮影するための、海底CO撮影手段を含む海底深部で発生する、二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム、及びこれを用いて海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のために、動映像を撮影する方法である。
【選択図】図1

Description

本発明は海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム及び方法に関し、より詳しくは、一定深さ以上の深度を有する海底深部内で動映像撮影を遂行することができるようにし、海底深部内で二酸化炭素が流出されるか否かが監視できるようにし、海底深部内の二酸化炭素の動きを連続して動映像撮影できるようにするためのシステム及び方法に関する。
一般に、二酸化炭素(CO)は温室気体中の1つであって、大気中にその濃度が高くなれば地球大気の温度が上がり、反対に、濃度が低くなれば気温も低くなるようになる。また、海水によく溶けて、一定深さまでは沈殿されて積もるようになる。
大気中の二酸化炭素圧力(分圧)が海水中の二酸化炭素圧力より高ければ、二酸化炭素は海水に溶け込み、これとは反対に、海水中の二酸化炭素圧力が高ければ、海水から大気中に二酸化炭素が放出される。
これは、海底山脈を形成するなどの地殻循環活動を称するが、二酸化炭素が沈殿された地殻を地球内部に引き込んで火山活動や海底火山を通じてまた吹き付けて、この際、二酸化炭素は気体の形態に噴出されて海水中に溶け込むようになり、海水の二酸化炭素圧力を高める役割をする。
このような地殻循環活動により海中の二酸化炭素の圧力が維持され、大気と海との間の二酸化炭素量が均衡をなすようになる。
即ち、海水中には二酸化炭素が存在するが、前述したように、地殻循環活動により大気中の二酸化炭素が溶け込む場合があり、海洋生物の呼吸で生成される場合がある。
このように、二酸化炭素の動きを通じてなされている地殻循環活動などを調査及び研究することに有用に活用できるようにし、特に本発明では海底深部で発生する二酸化炭素の流動及び流出などを監視できるように動映像撮影する技術を模索しようとする。
これを通じて、海底試錐孔などのための海底地質探査及び調査にも有用に活用できるようにしようとする。
一方、先行技術において、海底深部で発生する二酸化炭素の監視のために連続して動映像撮影する技術は容易に探すことができず、以下の先行技術の特許文献は、pH測定用指示薬を混ぜた水に二酸化炭素ガスを注入し、これをディジタルイメージ化することによって、非接触方式により二酸化炭素が溶けた炭酸水の正確な局部的pH測定は勿論、二酸化炭素の挙動を含んだ状態変化に対して定量化した情報を得ることができる二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法の構成に対して開示している。
大韓民国登録特許第10−1225508号(2013.01.23.公告)(発明の名称:二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法)
本発明は、6000〜7000mの深い深度を有する海底深部内に投入及び動映像撮影を遂行することができるようにし、これを通じて深度の深い海底深部で二酸化炭素が流出されるか否かを監視できるようにし、深度の深い海底深部内での二酸化炭素の動きを連続して動映像撮影できるようにした海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム及び方法を提供することをその目的とする。
本発明は、一定深さ以上の深度を有する海底深部をより有用に撮影できるようにしながら海底深部内に発生する二酸化炭素の動きを連続して撮影することによって、深い深度を有する海底深部内の二酸化炭素の流出を監視することは勿論、地殻循環活動などの調査及び研究をはじめとして海底試錐孔などのための海底地質探査及び調査にも有用に活用できるようにした海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム及び方法を提供することを他の目的とする。
本発明は、海底の深い深部で発生する二酸化炭素の流出監視または動きを連続して撮影するに当たって、効率性を期することができるようにした海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム及び方法を提供することを更に他の目的とする。
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていない更に他の課題は以下の記載から通常の技術者に明確に理解されることができる。
前記の課題を解決するために、本発明の好ましい実施形態に係る海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システムは、母船、前記母船に連結されるワイヤー、前記ワイヤーに結合され、母船の移動に従って海底深部内で位置移動され、海底深部で発生する二酸化炭素の流出及び動き監視のために海底深部を連続して動映像撮影するための海底CO撮影手段を含むことを特徴とする。
ここで、前記海底CO撮影手段は、上下に位置する上部と下部とが二分されて相互間に結合される球形の本体、前記本体上に1つ以上が装着され、海底深部のCOを感知するためのCO感知センサ、前記本体の上部と下部のうち、いずれか1つの内部に1つ以上が装着されるカメラ、前記カメラに隣接配置される照明、前記本体の上部と下部のうち、いずれか1つに装着される水深測定機、前記CO感知センサによる感知信号、カメラから獲得された動映像による映像信号、水深測定機による測定信号のうち、いずれか1つ以上を母船に送信、及びカメラ駆動のための制御信号を母船から受信するための通信部を含むように構成することができる。
この際、前記本体の下部には重量体を内在させたり吊るしたりして重心及び均衡が維持できるように備えることができる。
また、前記本体の両側部の外面に重量体を装着して重心及び均衡が維持できるように備えることができる。
また、前記カメラは多数を備えて放射状構造で配列することができる。
また、前記カメラは赤外線カメラのものが好ましい。
また、前記水深測定機は音響測深機または圧力計のものが好ましい。
付け加えて、前記CO感知センサ、カメラ、照明、水深測定機、通信部に電源を供給するための電源部をさらに含むことができる。
また、前記本体は光の透過性がある透明な部分が備えられるものが好ましい。
一方、前記課題を解決するために、本発明の好ましい実施形態に係る海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影方法は、(A)母船に連結された海底CO撮影手段を海底深部に投入するステップ、(B)前記海底CO撮影手段に備えられたカメラを通じて海底深部を動映像撮影するステップ、(C)前記母船を移動して海底深部に投入した海底CO撮影手段を位置移動しながら海底深部を連続して動映像撮影するステップ、(D)前記海底深部の動映像撮影中、CO感知センサにCO感知信号があるかを確認するステップ、(E)前記CO感知センサによる感知信号時、海底深部のCO発生地点及び周辺を連続して動映像撮影するステップ、(F)前記(B)ステップ、(C)ステップ、(E)ステップを通じて撮影された動映像は、海底CO撮影手段に格納されると共に、母船にリアルタイム転送するステップを含むことを特徴とする。
ここで、前記(B)ステップ、(C)ステップ、(E)ステップの動映像撮影においては、放射状構造で配列された多数のカメラを通じて海底深部に対していろいろな方向から同時多発的に動映像を撮影するように構成することができる。
その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び添付図面に含まれている。
本発明の利点及び/又は特徴、そしてそれらを達成する方法は添付の図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になる。しかしながら、本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものでなく、互いに異なる多様な形態に具現され、単に本実施形態は本発明の開示が完全であるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に本発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。
本発明によれば、母船の位置によって海底深部に投入される海底CO撮影手段の撮影位置を異なるようにすることができ、6000〜7000m深度を有する海底深部内に球形本体を含む海底CO撮影手段を無難に投入することができ、海底CO撮影手段に備えられたカメラを通じて6000〜7000m深度を有する海底深部に対して連続して動映像撮影を実施することができ、これをリアルタイムに母船側に転送することができ、これを通じて海底の深い深部でCOが流出されているか否か、及び海底深部で発生するCOの動きを母船で容易に監視できるようにする有用性を達成することができる。
本発明は、6000〜7000m深度を有する海底深部に対していろいろな方向から同時多発的に動映像を撮影することができ、深度の深い海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視または動きを連続して撮影することに効率性を図ることができる。
本発明は、深度の深い海底深部で発生するCOの動きを監視することができ、6000〜7000m深度を有する海底深部内の物性変化を予測することができ、海底地質構造などを把握することに有用に活用することができる。
本発明の好ましい実施形態に係る海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システムを示す概略的な構成図である。 本発明の好ましい実施形態に係る海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システムを示すブロック構成図である。 本発明における海底CO撮影手段を説明するために示す斜視図である。 本発明に係る海底CO撮影手段における本体の分離状態を示す斜視図である。 本発明に係る海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システムにおける構成要素間の信号体系を説明するために示すブロック図である。 本発明における海底CO撮影手段の重心及び均衡のための構造を説明するために示す一例示図である。 本発明における海底CO撮影手段の重心及び均衡のための構造を説明するために示す他の例示図である。 本発明におけるカメラ設置の一例示を示す図である。 本発明におけるカメラ設置の他の例示を示す図である。 本発明の好ましい実施形態に係る海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影方法を説明するために示すブロック流れ図である。
以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施形態に対して詳細に説明すれば、次の通りである。
図1及び図2に示すように、本発明の好ましい実施形態に係る海底深部で発生する二酸化炭素の監視のための動映像撮影システムは、6000〜7000m深度を有する海底深部内に投入することができ、深い深度内で作用する圧力に耐えることができるようにしたものであって、母船110と、前記母船110に連結されるワイヤー120、及び前記ワイヤー120に結合され、母船110の移動に従って海底深部内で位置移動し、海底深部で発生する二酸化炭素(CO)の流出及び動きなどを監視するために海底深部を連続して動映像撮影するための海底CO撮影手段130を含んでなされる。
前記海底CO撮影手段130は、図2から図9に示すように、上下位置する上部131aと下部131bとが二分されて相互間に結合される構造を有する本体131、前記本体131の上に1つ以上が装着され、海底深部のCOを感知するためのCO感知センサ132、前記本体131の上部131aと下部131bのうち、いずれか1つの内部に1つ以上が装着されるカメラ133、前記カメラ133に隣接配置される照明134、前記本体131の上部と下部のうち、いずれか1つに装着される水深測定機135、及び前記CO感知センサ132による感知信号、カメラ133から獲得された動映像による映像信号、水深測定機135による測定信号のうちのいずれか1つ以上を母船に送信及びカメラ133の駆動のための制御信号を母船110から受信するための通信部136を含むように構成することができる。
この際、前記CO感知センサ132、カメラ133、照明134、水深測定機135、及び通信部136に電源を供給するための電源部137をさらに含む。
前記電源部137は、本体131内に装着されて備えられるバッテリーが好ましいが、時には母船110から電源の供給を受けることができるように母船に連結される電源ケーブルでありうる。
前記海底CO撮影手段130は、ワイヤー120と共に母船110の内部に備え付けることができるように備えることによって、必要によって海底に投入して使用することができるように構成することが好ましい。
ここで、前記本体131、即ち上部131aと下部131bにはその内部にカメラ133と照明134、水深測定機135、通信部136などの構成要素を容易に装着及び固定設置するためにフレームやブラケット(図示せず)などが具備できる。
前記本体131の上部131aと下部131bは、セパレーター構造で相互対応する雌雄結合構造を有し、結合状態で密閉性及び防水性を有するように備えることが好ましいが、結合部位にOリングなどが使用できる。
前記本体131の下部131bには、図6に示す例示のように、重量体142を内在させたり錘形態に外側下面に吊るしたりして海底CO撮影手段130の重心及び均衡が維持できるように備えることが好ましい。
また、図7に示す例示のように、前記本体131の両側部の外面には均等な重さを有する重量体144を装着して重心及び均衡を維持できるように備えることもできる。
ここで、前述した記載の例示から分かるように、重量体142、144の構成を通じては6000〜7000mの深度を有する海底深部内に海底CO撮影手段130をより容易に投入して配置できるようにし、機構的結合を通じて海底CO撮影手段130に対する重心及び均衡を維持できるようにすることによって、深い深度の海底深部内の動映像撮影をより有用に実施できるようにしたものである。
即ち、本体131が海底深部に位置されても上部131aが常に上側に位置するように重心及びバランスを取るためのものであって、カメラ133がどの一方向に傾く現象を防止するためのものである。
延いては、前記下部131b自体を重量体で構成することもできる。
付け加えて、前記本体131はジャイロセンサなどのセンサを装着することによって、重心を取るように構成することもできる。
前記本体131は、図示したように、深度の深い海底深部内に作用される圧力によく耐えることができ、かつ6000~7000mになる海底深部内での位置移動に従う抵抗を極小化して、移動の容易性も具現できるように、球形の形体に構成することが好ましい。
前記本体131は、カメラ133の内在を通じての動映像撮影の容易性のために光の透過性がある透明な部分が備えられるようにする。
一例に、前記本体131は海底深部内に作用する水圧などの圧力によく耐えることができるように、球形圧力容器の形態を有し、かつカメラ133が装着される位置の前方に光の透過性を有する透明部が含まれるように構成することができる。
前記CO感知センサ132は、本体131上に装着し、かつ本体の外側に露出するように装着し、海底深部内のCO感知効率を高めるために、多数個を設置することが好ましい。
前記カメラ133は、本体131の上部131aと下部131bのうち、いずれか1つの内部に装着できるが、上部131aに装着することがより好ましいということができ、多数を備えて東西南北の四方位に対して最大限多い方位がカバーできるように配列することが好ましい。
このような多数の配列を通じては海底深部に対していろいろな方向から同時多発的に動映像を撮影できるようにするので、二酸化炭素の流出監視のための効率性を高めることができる。
この際、前記カメラ133は多数を備え、かつ円周方向に対して放射状構造で配列できるが、図8の例示のように、3個のカメラを三角形態に配置することができ、時には図9の例示のように、4個のカメラを四角形態に配置することができるなど、多様な配置が可能である。
付け加えて、前記カメラ133は海底深部の暗い状況を考慮して鮮明な画質を獲得し、識別力を具現できるように赤外線カメラを使用することが好ましい。
前記照明134は、カメラ133の周辺を明るく照らして動映像撮影の解像度を一層高めるためのものであって、LEDが好ましい。
前記照明134は、カメラ133の設置個数に対応するように備えられる。
前記水深測定機135は、海底深部の水深を測定し、海底CO撮影手段130の投入位置を指定及び把握するためのものであって、音波を用いて水深を測定する音響測深機、または海底深部内に作用する圧力を用いて水深を測定する圧力計で構成することができる。
この際、前記水深測定機135は本体131の内部または本体上に装着し、かつ本体の外側に露出するように装着することができる。
前記通信部136は、有線方式または無線方式で構成することができる。
一方、図10は本発明の好ましい実施形態に係る海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影方法を説明するために示すブロック流れ図であって、前述した構成からなる海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システムを用いるものである。
図10のように、ワイヤー120を介して母船110に連結された海底CO撮影手段130を海底6000〜7000mの深度上に位置するように投入する(S10)。
この際、母船110では海底CO撮影手段130に備えられて作動する水深測定機135での信号を通じて水深を把握して海底CO撮影手段130を海底深部の所望の位置に投入するようになる。
前記母船110に連結された海底CO撮影手段130を海底深部に投入した状態では海底CO撮影手段130に備えられたカメラ133に駆動信号を転送することによって、カメラ133を駆動して深度6000~7000mになる海底深部を動映像撮影する(S20)。
この際、カメラ133を通じての海底深部の動映像撮影時、照明134を明るくすることができるように制御する。
次に、前記カメラ133を用いた海底深部の動映像撮影は、母船110を移動することによって、海底深部に投入した海底CO撮影手段130の位置を移動しながら海底深部を連続して動映像撮影する(S30)。
この際、海底CO撮影手段130はワイヤー120を介して母船110に連結された状態で母船110の移動に従ってガイドされて深度6000~7000mになる海底深部内を移動するようになる。
前記海底CO撮影手段130に備えられたカメラ133を通じて海底深部の動映像を撮影する中に、母船110ではCO感知センサ132から海底深部で発生するCOに対する感知信号があるかを確認する(S40)。
前記CO感知センサ132による感知信号が発生すれば、母船110では移動を一時停止した状態でCOが感知された海底深部のCO発生地点及びその周辺を連続し、かつ集中的に動映像撮影する(S50)。
この際、母船110では感知されたCOの濃度によって動映像撮影程度を決定するようになり、海底深部で発生するCOの流出程度や動きを監視するようになる。
また、海底深部のCO発生地点及びその周辺に対する動映像撮影データを通じて海底地殻循環活動をはじめとして海底地質状態などを確認することができる。
前記ステップS20、ステップS30、ステップS50を通じて連続して撮影される動映像は、海底CO撮影手段130に格納されると共に、通信部136を通じて母船110にリアルタイム転送する(S60)。
ここで、海底CO撮影手段130にカメラ133が放射状構造で多数配列された構造設計を有する場合には、海底深部に対していろいろな方向から同時多発的に動映像を撮影するので、海底深部に対する動映像撮影に従う効率性を高めることができる。
このように、本発明では母船110の位置によって一定深さ以上の海底深部に投入された海底CO撮影手段130の撮影位置が変わるようになり、海底CO撮影手段130ではカメラ133を通じて海底深部に対して連続して動映像撮影を実施することができ、これをリアルタイムに母船110側に転送するシステム及び方法を提供するものであって、母船110でモニターリングを通じて深度の深い海底深部内でCOが流出されているか否か、及び海底深部で発生するCOの動きを監視することができる。
以上、一部の実施形態を挙げて本発明の好ましい実施形態に対して説明したが、このような説明は例示的なものに過ぎないものであって、いかなる意味でもこれによって本発明が制限されることと解釈できず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、以上の説明から本発明を多様に変形または修正して実施するか、または本発明と均等な実施を行なうことができる点をよく理解することができる。
110 母船
120 ワイヤー
130 海底CO撮影手段
131 本体
131a 上部
131b 下部
132 CO感知センサ
133 カメラ
134 照明
135 水深測定機
136 通信部
137 電源部
142、144 重量体

Claims (11)

  1. 母船と、
    前記母船に連結されるワイヤーと、
    前記ワイヤーに結合され、母船の移動に従って海底深部内で位置移動し、海底深部で発生する二酸化炭素の流出及び動き監視のために海底深部を連続して動映像撮影するための海底CO撮影手段と、
    を含むことを特徴とする、海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム。
  2. 前記海底CO撮影手段は、
    上下に位置する上部と下部とが二分されて相互間に結合される球形の本体と、
    前記本体上に1つ以上が装着され、海底深部のCOを感知するためのCO感知センサと、
    前記本体の上部と下部のうち、いずれか1つの内部に1つ以上が装着されるカメラと、
    前記カメラに隣接配置される照明と、
    前記本体の上部と下部のうち、いずれか1つに装着される水深測定機と、
    前記CO感知センサによる感知信号、カメラから獲得された動映像による映像信号、水深測定機による測定信号のうち、いずれか1つ以上を母船に送信、及びカメラ駆動のための制御信号を母船から受信するための通信部と、
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載の海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム。
  3. 前記本体の下部には重量体を内在させたり吊るしたりして重心及び均衡を維持できるように備えることを特徴とする、請求項2に記載の海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム。
  4. 前記本体の両側部の外面に重量体を装着して重心及び均衡が維持できるように備えることを特徴とする、請求項2に記載の海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム。
  5. 前記カメラは多数を備えて放射状構造で配列することを特徴とする、請求項2に記載の海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム。
  6. 前記カメラは赤外線カメラであることを特徴とする、請求項2に記載の海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム。
  7. 前記水深測定機は音響測深機または圧力計であることを特徴とする、請求項2に記載の海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム。
  8. 前記CO感知センサ、カメラ、照明、水深測定機、通信部に電源を供給するための電源部をさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載の海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム。
  9. 前記本体は光の透過性がある透明な部分が備えられることを特徴とする、請求項2に記載の海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影システム。
  10. (A)母船に連結された海底CO撮影手段を海底深部に投入するステップと、
    (B)前記海底CO撮影手段に備えられたカメラを通じて海底深部を動映像撮影するステップと、
    (C)前記母船を移動して海底深部に投入した海底CO撮影手段を位置移動しながら海底深部を連続して動映像撮影するステップと、
    (D)前記海底深部の動映像撮影中、CO感知センサにCO感知信号があるかを確認するステップと、
    (E)前記CO感知センサによる感知信号時、海底深部のCO発生地点及び周辺を連続して動映像撮影するステップと、
    (F)前記(B)ステップ、(C)ステップ、(E)ステップを通じて撮影された動映像は海底CO撮影手段に格納されると共に、母船にリアルタイム転送するステップと、
    を含むことを特徴とする、海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影方法。
  11. 前記(B)ステップ、(C)ステップ、(E)ステップの動映像撮影において、
    放射状構造で配列された多数のカメラを通じて海底深部に対していろいろな方向から同時多発的に動映像撮影することを特徴とする、請求項10に記載の海底深部で発生する二酸化炭素の流出監視のための動映像撮影方法。
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