KR100772682B1

KR100772682B1 - 수위 측정 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100772682B1
Application number: KR1020050054154A
Authority: KR
Inventors: 김준배
Original assignee: 주식회사 신우엔지니어링
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2007-11-02
Also published as: KR20060134463A

Abstract

본 발명은 수위 측정 기술에 관한 것으로, 보빈에 권취되는 센서용 케이블의 선단에 전기적으로 연결되며 서로 다른 길이를 갖는 적어도 한쌍의 제1, 제2 전극을 포함하는 수위 센서부와, 수위 센서부가 상, 하 이동되도록 상기 보빈을 정, 역회전 구동시키는 모터와, 모터의 회전 정보를 검출하는 제1 회전 검출부와, 실행 프로그램 및 관련 데이터들이 저장되는 저장부와, 센서용 케이블을 통해 상기 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 제1, 제2 전극의 전위 변화를 확인하고 그 결과에 따라 모터로 정, 역회전 제어신호를 출력하는 모터 제어부와, 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 제1 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 기초로 최저 수위와 최고 수위 및 수위 변동정보를 산출하여 저장부에 저장하는 수위 산출 처리부를 포함함으로써, 강, 하천, 댐, 우물, 지하수 등의 수위를 실시간 측정할 수 있고, 물의 유동의 변화를 실시간 감시할 수 있는 것이다.

수위, 측정, 센서, 보빈, 종동풀리, 제어부

Description

수위 측정 장치 및 그 방법{Apparatus and method for measuring water level}

도 1은 본 발명의 수위 측정 장치를 도시한 일예.

도 2는 본 발명의 수위 센서부를 도시한 일예.

도 3은 본 발명의 수위 측정 장치를 도시한 다른 실시예.

도 4는 본 발명의 수위 측정 장치를 도시한 또 다른 실시예.

도 5는 본 발명의 수위 측정 장치를 도시한 또 다른 실시예.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수위 측정 장치의 구성 블록도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 수위 측정 장치에서 실행 가능한 수위 측정방법에 관한 흐름도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 측정 장치에서 실행 가능한 수위 측정방법에 관한 흐름도.

<도면부호의 간단한 설명>

10:보빈 20:종동풀리

30:제어부 40:모터

50:센서용 케이블 60:금속관

70:수위 측정자 80:이동체

본 발명은 강, 하천, 댐, 우물, 지하수 등의 수위를 측정하는 기술에 관한 것으로, 특히 지표면(혹은 해수면)에서 바닥까지의 수위, 바닥에서 수면(水面)까지의 수위를 정확하게 측정할 수 있고, 나아가 수위 측정의 정확도가 높은 수위 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

우리나라의 물의 수요는 1950년~1990년 사이에 3배나 증가했고, 앞으로 35년 이내에 현재보다 2배나 증가할 것으로 예측된다. 이에 물 공급이 한계에 이르러 더 이상 늘어날 수 없는 곳, 강우량이 불안정적이거나 불충분한 곳, 인구가 급격히 증가하고 있는 곳, 상호 경쟁적인 물 사용처(농업용수, 생활용수, 공업용수)가 상충되고 있는 곳 등이 증가할 것으로 예상된다.

이러한 때에 강, 하천, 댐, 우물, 지하수 등의 수위를 실시간 모니터링하여 주변에서 행하여 지는 개발로 물의 흐름 체계가 무너져 물의 유동 변화를 불러일으키는 현상을 방지하고 나아가 물의 고갈상태를 감시, 측정하여 새로운 물 공급체계의 개발이나 물 부족에 대비한 자료로 활용하여 효과적인 수자원 이용에 대비해야 하는 필요성이 요구되어지고 있다.

본 발명은 이 같은 배경에서 제안된 것으로서, 강, 하천, 댐, 우물, 지하수 등의 수위를 실시간 측정할 수 있는 수위 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 부가적인 목적은 물의 유동 변화를 실시간 감시할 수 있는 수위 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 수위 측정 장치는, 보빈에 권취되는 센서용 케이블의 선단에 전기적으로 연결되며 서로 다른 길이를 갖는 적어도 한쌍의 제1, 제2 전극을 포함하는 수위 센서부와, 상기 수위 센서부가 상, 하 이동되도록 상기 보빈을 정, 역회전 구동시키는 모터와, 상기 모터의 회전 정보를 검출하는 제1 회전 검출부와, 실행 프로그램 및 관련 데이터들이 저장되는 저장부와, 상기 센서용 케이블을 통해 상기 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 제1, 제2 전극의 전위 변화를 확인하고 그 결과에 따라 상기 모터로 정, 역회전 제어신호를 출력하는 모터 제어부와, 상기 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 상기 제1 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 기초로 최저 수위와 최고 수위 및 수위 변동정보를 산출하여 상기 저장부에 저장하는 수위 산출 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 지표면(혹은 해수면)에서 바닥까지의 수위, 바닥에서 수면(水面)까지의 수위를 정확하게 측정할 수 있는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 물의 유동 변화를 실시간 감시할 수 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 수위 측정 장치에서 실행 가능한 수위 측정방법은, 모터 제어부가 모터로 고속의 정회전 제어신호를 출력하여 수위 센서부를 강하시키는 단계와, 모터 제어부가 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 제1, 제2 전극의 전위 변화를 확인하는 단계와, 모터 제어부가 제1 전극과 제2 전극의 전위 변화가 순차 확인되면 모터로 저속의 정회전 제어신호를 출력하는 단계와, 모터 제어부가 제1 전극의 전위 변화가 검출되면 모터로 역회전 제어신호를 출력하여 수위 센서부를 상승시키는 단계와, 수위 산출 처리부가 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 제1 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 기초로 최저 수위를 산출하여 저장부에 저장하는 단계와, 모터 제어부가 제2 전극의 전위 변화가 확인되면 모터로 모터 정지 제어신호를 출력하는 단계와, 수위 산출 처리부가 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 제1 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 기초로 최고 수위를 산출하여 저장부에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 바닥까지 수위 센서부를 강하시킨 후 수면(水面)까지 상승시켜 수위를 측정함으로써 정확하게 지표면(혹은 해수면)에서 바닥까지의 수위, 바닥에서 수면(水面)까지의 수위를 검출할 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 양상에 따른 수위 측정 장치에서 실행 가능한 수위 측정방법은, 모터 제어부가 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되었는지를 판단하는 단계와, 모터 제어부가 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되지 않았다라고 판단되면 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되도록 모터로 정회전 또는 역회전 제어신호를 출력하는 단계와, 모터 제어부가 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되었다라고 판단되면 모터로 모터 정지 제어신호를 출력하는 단계와, 수위 산출 처리부가 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 제1 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보 및 저장부에 저장된 수위를 기초로 수위 변동정보를 산출하여 저장부에 더 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 물의 유동 변화를 실시간 측정할 수 있는 것이다. 한편 물 관리자는 본 발명에 따른 수위 측정 장치를 통해 물의 고갈상태를 감시, 측정하여 새로운 물의 개발이나 물 부족에 대비한 자료로 활용할 수 있는 것이다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 후술하는 실시예를 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

이하, 본 명세서를 기재함에 있어 당업자가 보다 용이하게 이해할 수 있도록 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 지하수에 대한 지표면(혹은 해수면)에서 바닥까지의 수위, 바닥에서 수면(水面)까지의 수위를 측정하는 것을 예시한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 지하수 뿐만 아니라 강, 하천, 댐, 우물 등의 수위를 측정하는데 적용될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 수위 측정 장치를 도시한 것이다. 도시한 바와 같이 본 실시예에 따른 수위 측정 장치는 크게 제어부(30)와, 모터(40)와, 보빈(10)에 권취되는 센서용 케이블(50)의 선단에 전기적으로 연결되는 수위 센서부를 포함한다.

제어부(30)는 전체 시스템을 제어하는 것으로, 롬과 램과 주변장치가 집적된 마이크로프로세서로 구현되는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 제어부(30)는 통상적인 입력장치로서 키조작부 및 출력장치로서 표시부 및 외부 장치와의 통신을 위한 LAN카드 또는 모뎀 등의 통신장치로 데이터 및 제어신호를 출력할 수 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 제어부(30)는 수위 센서부로부터 입력되는 전위의 변화를 검출하고, 그 결과에 따라 모터(40)를 구동한다. 또한, 제어부(30)는 모터(40)의 회전정보 예컨대 모터의 회전수나 회전각도를 이용하여 지하수(1)의 수위와, 수위의 증감 상태를 연산한다. 일 실시예에 있어서, 제어부(30)에는 모터의 1 회전수에 대한 보빈(10)에서 풀려지는 센서용 케이블의 길이가 미리 저장될 수 있다.

모터(40)는 보빈(10)에 권취되는 센서용 케이블(50)의 선단에 전기적으로 연결되는 수위 센서부가 지하수(1) 내에서 상, 하 이동되도록 상기 보빈(10)을 정, 역회전 구동한다. 일 실시예에 있어서, 모터(40)는 스테핑 모터로 구현될 수 있다. 본 실시예에 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 모터(40)의 회전 정보, 예컨대 모터 회전수 또는 회전각도를 검출하는 회전 검출수단을 더 포함할 수 있다.

수위 센서부는 공기와 물의 전기 전도도(Electric-Conductivity) 특성 차이 를 이용한 전극 센서로 구현된다. 즉, 수위 센서부가 공기 중에서 지하수(1) 내로 강하하거나 지하수(1) 내에서 공기 중으로 상승할 경우, 나아가 센서가 지하수(1) 바닥에 닿을 경우 전극 센서의 전기 전도도(Electric-Conductivity)는 달라지게 된다. 이 같은 전극 센서의 전위 변화는 센서용 케이블(50)을 통해 제어부(30)로 입력되어진다. 이에 따라 제어부(30)는 수위 센서부로부터 입력되는 전위의 변화를 검출하고, 그 결과에 따라 모터(40)를 구동한다.

여기서, 도면부호 60은 지하수(1)내에 설치되며 수위 센서부의 이동경로를 안내하는 금속관이다. 이에 따라 본 발명의 수위 측정 장치는 물의 흐름에 의해 수위 센서부가 연결된 센서용 케이블이 휘여지는 것을 방지하여 정확히 물 수위를 측정할 수 있는 것이다. 또한, 금속관(60)은 그 외주면에 다수의 관통홀이 형성되는 것이 바람직하다. 이는 지하수(1)에 설치된 수중펌프에 의해 물이 외부로 유출되거나 주변 지역 개발로 인해 물 체계가 무너져 물의 유동 변화가 일어나는 경우 금속관(60) 안에서도 동일하게 물의 유동변화가 일어날 수 있도록 하여 정확히 물 수위를 측정할 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 일 실시예에 있어서, 금속관(60)은 내측 저면에 접지부가 형성될 수 있다. 이는 수위 센서부가 바닥에 닿을 경우 보다 확실하게 전위변화가 일어나도록 하기 위함이다.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 수위 센서부를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 수위 센서부는 보빈에 권치되는 센서용 케이블(50)의 선단에 전기적으로 연결되며 서로 다른 길이를 갖는 제1 전극(51)과 제2 전극(53)을 포함한다. 이 때 수위의 최하위점을 측정하기 위해서는 금속관(도1 의 참 조부호 60)을 기준전극으로 사용하는 것이 바람직하다.

나아가 수위 센서부는 전선(52)에 연결되는 무게추(54)가 더 장착될 수 있다. 여기서 무게추(54)는 센서용 케이블(50)이 직선으로 펴지는 작용을 하는 정도의 무게를 가지는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 수위 센서부는 제1 전극(51)과 제2 전극(53) 외에도 무게추(54) 역시 1개의 기준전극으로 사용될 수 있다. 부연하면 금속관(60)을 하지 않고 지하수의 수위를 측정하는 때에는 무게추(54)를 기준전극으로 사용하는 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 무게추(54)는 제1 전극(51) 또는 제2 전극(53)과 일체로 구현될 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 본 발명의 수위 측정 장치는 지하수의 수면(水面)이 수위 센서부의 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치되도록 모터를 제어하여 지하수의 수위를 측정한다. 이 같은 실시예에 있어서, 제어부는 제1, 제2 전극의 공기중의 전기전도도에 해당하는 기준전압과 상기 제1, 제2 전극으로부터 입력되는 전압을 비교기를 통해 비교하여 지하수의 수면(水面)이 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치하는지를 확인할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 수위 센서부는 센서용 케이블 선단에 형성되는 제1 커넥터부와 전기적으로 연결되며 탈, 부착 가능한 제2 커넥부가 더 형성될 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 수위 측정 장치 사용자는 장시간 사용시 쉽게 고장날 수 있는 수위 센서부를 교체하여 사용할 수 있는 것이다. 나아가, 장치의 수명을 반영구적으로 연장시킬 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 측정 장치를 도시한다. 여기서, 도 1 과 대응되는 구성은 동일한 도면부호를 사용한다. 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 수위 측정 장치는 지하수의 수위 변화를 사용자가 인지할 수 있도록 센서용 케이블(50) 부근에 설치되는 눈금이 표시된 수위 측정자(70)를 더 포함할 수 있다. 부연하면, 수위 측정 장치를 설치하고 수위 센서부의 제1 전극과 제2 전극 사이에 지하수의 수면(水面)이 위치하도록 한 후 센서용 케이블(50)의 임의의 지점에 태그표시를 하면, 상기 태그표시가 가리키는 곳이 지하수의 수위의 변화상태를 나타내므로 관리자는 현장에서 바로 지하수의 수위변화를 확인할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 수위 측정 장치를 개략적으로 도시한다. 여기서, 도 1 과 대응되는 구성은 동일한 도면부호를 사용한다. 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 수위 측정 장치는 보빈(10)에 권취되는 센서용 케이블(50)을 걸 수 있도록 설치되며 상기 센서용 케이블(50)의 움직임에 따라 구동되는 종동풀리(20)를 더 포함할 수 있다. 이에 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 종동풀리(20)를 사용하여 보다 정확하게 지하수 수위를 측정할 수 있는 것이다. 부연하면, 보빈(10)만을 사용하다보면 모터(40)의 정, 역회전 구동에 의해 센서용 케이블(50)이 풀리고 감기는 중에 케이블이 보빈(10)에 일렬로 감기는 것이 아니라 보빈(10)에 감겨진 케이블 위에 다시 감겨지게 된다. 이에 예컨대 모터의 1 회전수에 대한 보빈(10)에서 풀려지는 센서용 케이블의 길이가 달라지게 되어 지하수 수위의 오차를 유발하는 원인이 될 수 있다. 본 실시예에 따른 수위 측정 장치는 종동풀리(20)를 추가함으로써 모터의 1 회전수에 대한 종동풀리(20)에서 풀려지는 센서용 케이블의 길이를 연산하여 지하수 수위를 측정할 수 있는 것이다.

도 5 는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 수위 측정 장치를 개략적으로 도시한다. 여기서, 도 1과 대응되는 구성은 동일한 도면부호를 사용한다. 본 실시예에 따른 수위 측정 장치는 도1 내지 도4의 실시예에서와 같이 수위 센서부를 지하수 내로 상, 하 이동시키기 위해, 센서용 케이블과 보빈과 종동풀리 등을 사용하지 않고 일측면에 모터(40)의 모터기어(41)와 맞물리는 톱니가 있는 이동체(80)를 사용한다.

바람직한 실시예에 있어서, 이동체(80)는 모터기어(41)의 축과 수직하도록 설치되어 모터기어(41)가 회전하면 상, 하 운동을 한다. 이 같은 실시예에 따라 수위 센서부는 이동체(80)의 일단에 설치된다. 한편, 제어부(30)는 도1 내지 도4의 실시예에서와 같이 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 모터(40)를 제어하여 지하수의 수위를 측정한다.

도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 수위 측정 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 수위 측정 장치(200)는 크게 수위 센서부(210)와 모터부(220)와 회전 검출부(230)와 저장부(240)와 전체 시스템에 구동전압을 공급하는 전원 공급부(250)와 시스템 전반을 제어하는 제어부(260)를 포함한다.

수위 센서부(210)는 제어부(260)와 전기적으로 연결되며 서로 다른 길이를 갖는 적어도 한쌍의 제1, 제2 전극을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 수위 센서부(210)는 센서용 케이블이 직선으로 펴지는 작용을 하는 정도의 무게를 갖는 무게추(54)를 센서용 케이블에 더 설치할 수 있다. 수위 센서부(210)는 공기와 물의 전 기 전도도(Electric-Conductivity) 특성 차이를 이용한다. 일 실시예에 있어서, 수위 센서부(210)는 공기 중에서 물 내로 강하하거나 물 내에서 공기 중으로 상승할 경우, 또는 물 바닥에 닿을 경우 전극의 전기 전도도(Electric-Conductivity)는 달라지게 된다. 이 같은 전극의 전위 변화는 제어부(260)에서 검출되어 진다.

모터부(220)는 수위 센서부(210)가 물 내에서 상, 하 이동되도록 회전 구동하는 것으로, 모터와 제어부(260)로부터 입력되는 모터 제어신호에 따라 상기 모터를 구동하는 모터구동부를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 모터부(220)는 스테핑 모터로 구현될 수 있다. 회전 검출부(230)는 모터의 회전 정보, 예컨대 모터 회전수 또는 회전각도를 검출한다. 일 실시예에 있어서, 회전 검출부(230)는 종동풀리의 회전 정보를 검출하는 회전 검출부를 더 포함할 수 있다.

저장부(240)는 실행 프로그램과 관련 데이터들이 저장되는 것으로, 바람직하게는 제어부(260)에서 측정한 수위 데이터와 수위 변동데이터를 년/월/일/시/분/초 단위로 저장한다. 일 실시예에 있어서, 상기 저장부(240)는 예컨대 하드디스크나 플래시 메모리와 같은 상대적으로 저장용량이 큰 메모리로 구현될 수 있다.

제어부(260)는 전체 시스템을 제어하는 것으로, 롬과 램과 주변장치가 집적된 마이크로프로세서로 구현되는 것이 바람직하며, 모터 제어부(261)와, 수위 산출 처리부(263)를 포함할 수 있다.

모터 제어부(261)는 센서용 케이블을 통해 수위 센서부(210)로부터 입력되는 신호를 기초로 제1, 제2 전극의 전위 변화를 확인하고 그 결과에 따라 모터부(220)로 정, 역회전 제어신호를 출력한다. 일 실시예에 있어서, 모터 제어부(261)는 수 면(水面)이 수위 센서부(210)의 제1 전극과 제2 전극 사이에 위치되도록 모터부(220)를 제어하여 지하수의 수위를 측정한다. 이 같은 실시예에 따라 모터 제어부(261)는 제1, 제2 전극의 공기중의 전기전도도에 해당하는 기준전압과 상기 제1, 제2 전극으로부터 입력되는 전압을 비교하는 비교기가 탑재될 수 있다.

수위 산출 처리부(263)는 모터 제어부(261)로부터 입력되는 모터 제어신호와 회전 검출부(230)로부터 입력되는 모터 회전 정보를 기초로 최저 수위와 최고 수위 및 수위 변동정보를 산출하여 저장부(240)에 저장한다. 일 실시예에 있어서, 수위 산출 처리부(263)는 미리 설정된 모터의 1 회전수 또는 1 회전각도에 대한 보빈(10)에서 풀려지는 센서용 케이블의 길이를 연산하여 최저 수위와 최고 수위를 산출할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 수위 산출 처리부(263)는 모터 제어부(261)로부터 입력되는 모터 제어신호와 회전 검출부(230)로부터 입력되는 종동풀리 회전 정보를 기초로 최저 수위와 최고 수위 및 수위 변동정보를 산출하여 저장부(240)에 더 저장할 수 있다. 이에 따라 지하수 관리자는 모터의 회전정보를 기초로 측정한 저하수 수위 정보와 종동풀리 회전정보를 기초로 측정한 수위 정보를 비교하여 선택적으로 사용할 수 있는 것이다. 바람직한 실시예에 있어서, 수위 산출 처리부(263)는 종동풀리의 1 회전수 또는 종동풀리의 1 회전각도에 대한 종동풀리에서 풀려지는 센서용 케이블의 길이를 연산하여 최저 수위와 최고 수위를 산출할 수 있다.

본 발명의 다른 특징적인 양상에 따른 수위 측정 장치는 사용자 조작명령을 입력받는 조작부(270)와 표시부(280)와, 상기 조작부(270)로부터의 조작신호에 따른 처리화면을 상기 표시부(280)를 통해 표시해 주는 표시제어부(265)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라 관리자는 현장에서 수위 측정 장치에 데이터를 입력하거나 저장부에 저장된 데이터를 확인할 수 있는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징적인 양상에 따른 수위 측정 장치는 외부 장치와 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 통신부(290)와, 상기 통신부(290)를 통해 저장부(240)에 저장된 수위 데이터를 외부 장치로 전송하는 데이터 전송 처리부(267)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 원격지에 있는 관리 서버 또는 관리자 단말기로 수위 데이터를 전송할 수 있는 것이다. 이에 관리자는 본 발명에 따른 수위 측정 장치를 통해 물의 고갈상태를 감시, 측정하여 새로운 물의 개발이나 물 부족에 대비한 자료로 활용할 수 있는 것이다.

도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 수위 측정 장치에서 실행 가능한 수위 측정방법에 관한 흐름도이다. 일 실시예에 있어서, 수위 측정 장치는 적어도 한쌍의 제1 전극과 제2 전극을 포함하는 수위 센서부와, 상기 수위 센서부가 상, 하 이동되도록 정,역회전 구동되는 모터와, 상기 모터의 회전 정보를 검출하는 회전 검출부와, 저장부와, 모터 제어부와, 수위 산출 처리부를 포함한다.

도 7의 실시예는 수위 측정 장치를 사용하여 초기 수위를 측정하는 과정을 예시한 것으로, 먼저, 모터 제어부는 모터로 고속의 정회전 제어신호를 출력하여 수위 센서부를 강하시킨다(S901). 이후 모터 제어부는 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 수위 센서부의 제1, 제2 전극의 전위 변화를 확인한다(S902). 여기서, 수위 센서부는 공기와 물의 전기 전도도(Electric-Conductivity) 특성 차이를 이용한 전극 센서로 구현된다. 이에, 수위 센서부가 공기 중에서 물속으로 강하하거나 물속에서 공기 중으로 상승할 경우, 나아가 물 바닥에 닿을 경우 전극 센서의 전기 전도도(Electric-Conductivity)는 달라지게 된다. 모터 제어부는 이 같은 전극 센서의 전위 변화를 검출한다. 이후 모터 제어부는 수위 센서부의 제1 전극과 제2 전극의 전위 변화가 순차 확인되면(S903, S904) 모터로 저속의 정회전 제어신호를 출력한다(S905).

이후, 모터 제어부는 제2 전극의 전위 변화가 검출되면(S906), 즉 수위 센서부가 물 바닥에 닿을 경우 모터로 역회전 제어신호를 출력하여 상기 수위 센서부를 상승시킨다(S907). 이때 수위 산출 처리부는 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 통해 최저 수위를 산출하고, 이를 저장부에 저장할 수 있다.

이후, 모터 제어부는 수위 센서부의 제1 전극의 전위 변화가 확인되면(S908) 모터로 모터 정지 제어신호를 출력한다. 이때 수위 산출 처리부는 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 기초로 물 최고 수위를 산출한(S909) 후 저장부에 저장한다.

도 8 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수위 측정 장치에서 실행 가능한 수위 측정방법에 관한 흐름도이다. 본 실시예는 지하수에 설치된 수중펌프에 의해 물이 외부로 유출되거나 개발로 물 체계가 무너져 물의 유동 변화가 일어나는 경우 물의 수위 변동을 실시간으로 측정하는 과정을 예사한 것이다.

모터 제어부는 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 제1 전극과 제2 전극의 전위변화를 확인한다(S911). 이후 모터 제어부는 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되었는지를 판단한다(S912). 이후 모터 제어부는 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되지 않았다라고 판단되면 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되도록 상기 모터로 정회전 또는 역회전 제어신호를 출력한다(S913).

이후 모터 제어부는 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되었는지를 다시 판단한다(S914). 모터 제어부는 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되었다라고 판단되면 모터로 모터 정지 제어신호를 출력한다. 이때, 수위 산출 처리부는 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보 및 상기 저장부에 저장된 물 수위를 기초로 수위 변동정보를 산출한 후 상기 저장부에 저장한다(S915).

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 이 같은 양상에 따라 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 정확하게 지표면(혹은 해수면)에서 바닥까지의 수위, 바닥에서 수면(水面)까지의 수위를 검출할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 수위 측정 장치는 원격지에 있는 관리자가 물의 유동 변화를 실시간 감시할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 관리자는 본 발명에 따른 수위 측정 장치를 통해 물의 고갈상태를 감시, 측정하여 새로운 물의 개발이나 물 부족에 대비한 자료로 활용할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 유,무선 네트워크를 통해 원격지에 있는 관리 서버 및 관리자 단말기로 수위 데이터를 전송하여 관리자가 용이하게 수자원 상태를 감시할 수 있는 유용한 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.

Claims

물의 수위 측정이 가능한 수위 측정 장치에 있어서, 상기 장치가 :

보빈에 권취되는 센서용 케이블의 선단에 전기적으로 연결되며 서로 다른 길이를 갖는 적어도 한쌍의 제1, 제2 전극과 무게추를 포함하는 수위 센서부와;

상기 수위 센서부가 상, 하 이동되도록 상기 보빈을 정, 역회전 구동시키는 모터와;

상기 모터의 회전 정보를 검출하는 제1 회전 검출부와;

실행 프로그램 및 관련 데이터들이 저장되는 저장부와;

상기 센서용 케이블을 통해 상기 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 기초로 상기 제1, 제2 전극의 전위 변화를 확인하고 그 결과에 따라 상기 모터로 정, 역회전 제어신호를 출력하는 모터 제어부와;

상기 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 상기 제1 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 기초로 최저 수위와 최고 수위 및 수위 변동정보 중 적어도 어느 하나를 산출하여 상기 저장부에 저장하는 수위 산출 처리부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 수위 측정 장치가 :

상기 보빈에 권취되는 센서용 케이블을 걸 수 있도록 설치되며 상기 센서용 케이블의 움직임에 따라 구동되는 종동풀리;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 수위 측정 장치가 :

상기 종동풀리의 회전 정보를 검출하는 제2 회전 검출부; 를 더 포함하되,

상기 수위 산출 처리부가 상기 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 상기 제2 회전 검출부로부터 입력되는 종동풀리 회전 정보를 기초로 최저 수위와 최고 수위 및 수위 변동정보 중 적어도 어느 하나를 산출하여 상기 저장부에 더 저장하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수위 측정 장치가 :

물의 수위 변화를 사용자가 인지할 수 있도록 센서용 케이블 부근에 설치되는 눈금이 표시된 수위 측정자;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수위 측정 장치가 :

외부 장치와 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 통신부와;

상기 통신부를 통해 상기 저장부에 저장된 수위 데이터를 외부 장치로 전송하는 데이터 전송 처리부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수위 측정 장치가 :

상기 수위 센서부의 이동경로를 안내하며 외주면에 다수의 관통홀이 형성되고, 내측 저면에 접지부가 형성되는 금속관;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수위 센서부가 센서용 케이블 선단에 형성되는 제1 커넥터부와 전기적으로 연결되며 탈, 부착 가능한 제2 커넥부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
물의 수위를 측정하는 수위 측정 장치에 있어서, 상기 장치가 :

일측면에 모터 기어와 맞물리는 톱니가 형성되며 모터의 정, 역회전 구동에 따라 상, 하로 이동되는 이동체와;

상기 이동체의 일단에 설치되며 서로 다른 길이를 갖는 적어도 한쌍의 제1, 제2 전극과 무게추를 포함하는 수위 센서부와;

상기 수위 센서부가 물 내에서 상, 하 이동되도록 정, 역회전 구동되는 모터와;

상기 모터의 회전 정보를 검출하는 회전 검출부와;

실행 프로그램 및 관련 데이터들이 저장되는 저장부와;

상기 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 상기 제1, 제2 전극의 전위 변화를 확인하고 그 결과에 따라 상기 모터로 정, 역회전 제어신호를 출력하는 모 터 제어부와;

상기 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 상기 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 기초로 최저 수위와 최고 수위 및 수위 변동정보 중 적어도 어느 하나를 산출하여 상기 저장부에 저장하는 수위 산출 처리부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
제 8 항에 있어서, 상기 수위 측정 장치가 :

외부 장치와 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 통신부와;

상기 통신부를 통해 상기 저장부에 저장된 수위 데이터를 외부 장치로 전송하는 데이터 전송 처리부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 수위 측정 장치가 :

상기 수위 센서부의 이동경로를 안내하며 외주면에 다수의 관통홀이 형성되고, 내측 저면에 접지부가 형성되는 금속관;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 장치.
수위 측정 장치에서 실행 가능한 물의 수위 측정 방법에 있어서,

상기 수위 측정 장치가 :

적어도 한쌍의 제1 전극과 제2 전극과 무게추를 포함하는 수위 센서부와, 상기 수위 센서부가 상, 하 이동되도록 정,역회전 구동되는 모터와, 상기 모터의 회전 정보를 검출하는 제1 회전 검출부와, 저장부와, 모터 제어부와, 수위 산출 처리부를 포함하고,

상기 수위 측정 방법이 :

상기 모터 제어부가 상기 모터로 고속의 정회전 제어신호를 출력하여 상기 수위 센서부를 공기중에서 물속으로 강하시키는 단계와;

상기 모터 제어부가 상기 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 상기 제1, 제2 전극의 전위 변화를 확인하는 단계와;

상기 모터 제어부가 상기 제1 전극과 제2 전극의 전위 변화가 순차 확인되면 상기 모터로 저속의 정회전 제어신호를 출력하는 단계와;

상기 모터 제어부가 상기 제2 전극의 전위 변화가 검출되면 상기 모터로 역회전 제어신호를 출력하여 상기 수위 센서부를 상승시키는 단계와;

상기 수위 산출 처리부가 상기 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 상기 제1 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 통해 최저 수위를 산출하여 상기 저장부에 저장하는 단계와;

상기 모터 제어부가 상기 제1 전극의 전위 변화가 확인되면 상기 모터로 모터 정지 제어신호를 출력하는 단계와;

상기 수위 산출 처리부가 상기 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 상기 제1 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보를 기초로 최고 수위를 산출하여 상기 저장부에 저장하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 방법.
제 11 항에 있어서, 상기 수위 측정 방법이 :

상기 모터 제어부가 상기 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 상기 제1 전극과 제2 전극의 전위 변화를 확인하는 단계와;

상기 모터 제어부가 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되었는지를 판단하는 단계와;

상기 모터 제어부가 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되지 않았다라고 판단되면 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되도록 상기 모터로 정회전 또는 역회전 제어신호를 출력하는 단계와;

상기 모터 제어부가 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되었는지를 다시 판단하는 단계와;

상기 수위 센서부로부터 입력되는 신호를 통해 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 수면(水面)이 위치되었다라고 판단되면 상기 모터로 모터 정지 제어신호를 출력하는 단계와;

상기 수위 산출 처리부가 상기 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 상기 제1 회전 검출부로부터 입력되는 모터 회전 정보 및 상기 저장부에 저장된 수위정보를 기초로 수위변동정보를 산출하여 상기 저장부에 더 저장하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 방법.
제 12 항에 있어서, 상기 수위 측정 장치가 :

보빈에 권취되는 센서용 케이블을 걸 수 있도록 설치되며 상기 센서용 케이블의 움직임에 따라 구동되는 종동풀리와, 상기 종동풀리의 회전 정보를 검출하는 제2 회전 검출부를 더 포함하고,

상기 수위변동정보를 산출하여 상기 저장부에 더 저장하는 단계가 :

상기 수위 산출 처리부가 상기 모터 제어부로부터 입력되는 모터 구동 제어신호와 상기 제2 회전 검출부로부터 입력되는 종동풀리의 회전 정보를 기초로 수위를 산출하여 상기 저장부에 더 저장하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 방법.
제 13 항에 있어서, 상기 수위변동정보를 산출하여 상기 저장부에 더 저장하는 단계가 :

상기 수위 산출 처리부가 상기 모터 제어부로부터 입력되는 모터 제어신호와 상기 제2 회전 검출부로부터 입력되는 종동풀리의 회전 정보 및 상기 저장부에 저장된 수위정보를 기초로 수위 변동정보를 산출하여 상기 저장부에 더 저장하는 단계;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 방법.