KR100535922B1 - 수중 물체 낙하속도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중으로 낙하하는 물체의 속도를 측정하는 수중물체 낙하속도 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원형바퀴의 회전속도를 측정하여 간접적으로 수중에 낙하하는 물체의 속도를 간단하게 측정할 수 있는 수중물체 낙하속도 측정장치에 관한 것으로, 수중이나 유체에 낙하하는 물체의 속도를 측정하는 장치에 있어서, 밑판(1)의 상부쪽으로 스틸와이어(2)를 감을 수 있는 바퀴 지지대(3)에 설치된 감기바퀴(4)와, 이 감기바퀴(4)에서 고정대(5)를 사이에 두고 이격된 보조바퀴(6), 이 보조바퀴(6)에 이격된 RPM 측정 반사테이프(7)를 갖춘 제 1 바퀴(8), 이 제 1 바퀴(8)에 이격되어 측정 물체(9)에 연결된 스틸와이어(2)가 도르래(10)를 매개로 감겨지고 풀려지는 제 2 바퀴(11)로 이루어지는 구조로 되어 있다.

Description

수중 물체 낙하속도 측정장치{Velocity measurement system for falling body under water}

본 발명은 수중으로 낙하하는 물체의 속도를 측정하는 수중물체 낙하속도 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원형바퀴의 회전속도를 측정하여 간접적으로 수중에 낙하하는 물체의 속도를 간단하게 측정할 수 있는 수중물체 낙하속도 측정장치에 관한 것이다.

종래 일반적인 물체의 속도를 측정하는 측정장치는 투수가 던지는 야구공의 속도, 또는 차량의 속도를 측정하기 위하여는 물체의 전방 등에서 초음파를 발생시켜 반사되는 신호를 취득하여 속도를 계산하는 초음파 방법이 있었다.

또한, 차량에 설치된 속도계의 경우는 엔진 회전수를 감지하는 RPM 속도계를 이용하여 속도를 계산하고, 수류의 속도는 물체에 프로펠러형 유속계를 설치하여 유속을 측정함으로서 물체의 속도를 측정할 수 있다.

그러나 수중에 낙하하는 물체의 속도를 측정하기 위해서는 수중에서 초음파 센서나 RPM 속도계를 설치할 수 없고, 물체에 설치하는 유속계는 회수가 어려우며, 센서와 데이터 로거와 연결하기 위한 센서 케이블의 설치가 어려워 속도를 측정할 수 없었으며 고가의 장비를 필요로 하였다.

이에 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 하천, 호수, 바다 등 자연환경 조건의 수중에서 직접 육안으로 확인이 불가능한 물체의 낙하 속도를 측정하기 위한 것으로, 물체의 자중 및 낙하속도를 고려하여 속도에 주요한 영향을 줄 수 없을 정도의 무게를 갖는 와이어를 물체에 연결하고 와이어가 지나가는 속도를 측정하기 위해서 중간에 원형 바퀴를 이용하여 지지하고 RPM 측정 장치에 의하여 원형바퀴의 회전속도를 측정하여 간접적으로 수중에 낙하하는 물체의 속도를 간단하게 측정하는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수중에 낙하하는 물체에 스틸와이어를 매어 수중에 낙하하는 물체와 동일한 속도로 이 스틸와이어가 이동하도록 하고 스틸와이어가 지나가는 경로의 중간에 바퀴를 설치하여 스틸와이어가 바퀴를 회전시키면서 이동하게 하여 수중에 낙하하는 물체에 비례하여 바퀴가 미끄럼 없이 회전하고, 바퀴의 RPM을 측정하기 위해서 바퀴의 표면에 반사판을 붙이고 RPM 측정시스템에 의하여 RPM을 측정하여 수중에 낙하하는 물체의 속도를 측정할 수 있도록 되어 있다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 측면도이고, 도 2는 도 1의 A방향 후면도, 도 3은 RPM 측정장치를 설치한 구성 상태도이다.

본 발명은 수중이나 유체에 낙하하는 물체의 속도를 측정하는 장치에 있어서, 밑판(1)의 상부쪽으로 스틸와이어(2)를 감을 수 있는 바퀴 지지대(3)에 설치된 감기바퀴(4)와, 이 감기바퀴(4)에서 고정대(5)를 사이에 두고 이격된 보조바퀴(6), 이 보조바퀴(6)에 이격된 RPM 측정 반사테이프(7)를 갖춘 제 1 바퀴(8), 이 제 1 바퀴(8)에 이격되어 측정 물체(9)에 연결된 스틸와이어(2)가 도르래(10)를 매개로 감겨지고 풀려지는 제 2 바퀴(11)로 이루어지는 구조로 되어 있다.

그리고, 도 3과 같이 상기 제 1 바퀴(8)에는 RPM 측정 반사테이프(7)에 의하여 회전수를 측정할 수 있게 광센서(12)와 분석장치(13)를 갖춘 RPM 측정부(14)가 설치되어 있다.

한편, 도 1에서와 같이 바퀴 등의 장치를 설치하는 밑판(1)과 이 밑판에 스틸와이어(2)를 감을 수 있는 감기바퀴(4)와 이 감기바퀴(4)에서 RPM 반사테이프(7)를 붙일 수 있는 제 1 바퀴(8)와 제 2 바퀴(11)에 스틸와이어(2)의 이동속도를 미끄럼 없이 전달하기 위하여 보조바퀴(6)를 설치하고 보조바퀴에서 제 1 바퀴(8)로 스틸와이어(2)에 의하여 회전력이 전달된다.

이때 상기 스틸와이어(2)의한 바퀴의 회전에 대한 미끄럼 저항력을 크게 하기 위하여 반대방향으로 스틸와이어를 감아서 제 2 바퀴(11)로 전달되도록 한다.

각 바퀴의 표면에 표시된 화살표는 각 바퀴의 회전방향을 나타내며, 스틸와이어와 각 바퀴 표면의 마찰력을 크게 하여 미끄러짐 없이 회전하기 위해서는 전단과 후단의 바퀴 회전방향은 반대가 되도록 한다.

또한 이와 같은 장치에 의하여 스틸와이어(2)가 제 1 바퀴(8)와 제 2 바퀴(11)에서 미끄러짐 없이 이동하기 위해서는 이 제 1 바퀴(8)와 제 2 바퀴(11)에서 팽팽하게 긴장되면서 풀려져야 한다.

이와 같은 스틸와이어에 팽팽한 긴장력을 부과하기 위해서는 감기바퀴(4)의 회전을 방해하는 적당한 마찰력을 주어야 하며 마찰력을 주는 방법은 감기바퀴 표면에 공지의 브레이크 장치를 설치하여 일정한 저항력을 가지고 회전하도록 한다.

즉, 수중에 낙하하는 물체가 낙하하는 속도와 동일하게 제 1 바퀴(8)와 제 2 바퀴(11)가 회전할 수 있도록 하기 위하여 감기바퀴(4)가 제 1 바퀴(8)와 제 2 바퀴(11)와 같은 속도로 회전하여야 하며, 이를 위하여 감기바퀴(4)에 적당한 마찰을 주여야 한다.

만약 이러한 마찰력이 없다면 감기바퀴(4)는 최초의 가속 회전력에 의하여 관성력에 따라 계속 회전되기 때문에 수중에 낙하하는 물체의 속도에 가속도의 증가가 없더라도 계속 같은 속도로 회전되기 때문에 감기바퀴(4)에 감겨진 스틸와이어(2)가 풀려져서 정확한 속도 계측이 되지 않는다.

또한, 감기바퀴(4)에 감겨져 있는 스틸와이어의 풀림을 방지하고 직선으로 안내하기 위해 안내 및 고정대(5)를 설치한다.

본 발명에 따른 수중물체 낙하속도 측정장치의 작동방법은 수중에 낙하하는 물체에 스틸와이어(2)를 고정하고 낙하용 도르래(10)에 거치하여 낙하시키게 되면, 이 스틸와이어(2)에 연결된 제 1 바퀴(8) 및 제 2 바퀴(11)가 감기바퀴(4)의 저항력에 의하여 수중에 낙하하는 물체와 동일한 속도로 회전하게 되고, 회전수를 제 1 바퀴(4) 또는 제 2 바퀴(11)의 표면에 공지의 RPM을 측정할 수 있는 시스템으로서 바퀴의 표면에 반사 테이프(7)를 붙이고 RPM 측정장치(14)에 의하여 RPM을 측정하여 속도를 계산한다.

상기 RPM을 측정할 수 있는 측정장치(14)는 도 3과 같이 RPM을 측정할 수 있는 센서로서 반사판을 이용하는 광센서(12)와 반사 테이프(7), 센서신호를 취득하여 속도로 변환시킬 수 있는 분석장치(13)로 이루어져 있다.

상기와 같이 본 발명품에 따른 수중물체 낙하속도 측정 장치는 하천, 호수, 바다 등 자연환경 조건에서 수중에 낙하하는 물체의 속도를 간단히 측정할 수 있으므로, 양식업에서 이용하는 말목, 배의 닻, 해상 투기물 등의 물의 저항에 따른 수중에 낙하하는 물체의 속도를 측정할 수 있게 되어, 해저면에 매설되어 있는 전력케이블이나 하천 바닥에 매설되어 있는 관로, 케이블 등의 낙하물체에 의한 손상 가능성 검토에 이용할 수 있으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 기타 연구 목적으로도 이용할 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 수중물체 낙하속도 측정장치 전체를 나타낸 측면도,

도 2는 도 1의 A방향 후면도,

도 3은 RPM 측정장치의 설치 상태를 보여주는 설치상태도이다.

-도면의 주요 부분에 대한 설명-

1 : 밑판, 2 : 스틸와이어,

3 : 바퀴 지지대, 4 : 감기바퀴,

5 : 고정대, 6 : 보조바퀴,

7 : 반사 테이프, 8 : 제 1 바퀴,

9 : 측정물체, 10 : 도르래,

11 : 제 2 바퀴, 12 : 광센서,

13 : 분석장치, 14 : RPM 측정부.

Claims (2)

1. 수중이나 유체에 낙하하는 물체의 속도를 측정하는 장치에 있어서,

   밑판(1)의 상부쪽으로 스틸와이어(2)를 감을 수 있는 바퀴 지지대(3)에 설치된 감기바퀴(4)와, 이 감기바퀴(4)에서 고정대(5)를 사이에 두고 이격된 보조바퀴 (6), 이 보조바퀴(6)에 이격된 RPM 측정 반사테이프(7)를 갖춘 제 1 바퀴(8), 이 제 1 바퀴(8)에 이격되어 측정 물체(9)에 연결된 스틸와이어(2)가 도르래(10)를 매개로 감겨지고 풀려지는 제 2 바퀴(11)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수중물체 낙하속도 측정장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 바퀴(8)에는 RPM 측정 반사테이프(7)에 의하여 회전수를 측정할 수 있게 광센서(12)와 분석장치(13)를 갖춘 RPM 측정부(14)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수중물체 낙하속도 측정장치.