KR100880380B1 - 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강우량 계측 장치에 관한 것으로서 강우량 감지모듈을 통해 수수구에서의 강우량 정상 계측 여부가 표시되고 강우량 계측모듈을 통해 강우량 계측모듈과 수수구 사이에 연결된 신호선의 단선 및 합선 여부를 체크하여 표시하도록 함으로써 강우량 계측 불량 여부의 신속한 확인이 가능하고, 단선 및 합선이 원인이 되는 강우량 계측 불량에 대한 빠른 조치가 가능하여 강우량 계측에 따른 신뢰성이 향상된 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치를 제공한다.

이에 본 발명은 빗물을 집하하는 완속 수구, 양단에 시소 형태로 위치하여 완속 수구로부터 집하된 빗물에 의해 전도되는 계량컵, 계량컵의 중심축에 매달려 계량컵의 전도에 따라 포물선 운동을 하는 영구자석 및 영구자석의 운동에 따라 대응하는 강우량 감지 신호를 출력하는 강우량 감지모듈을 갖는 수수구와, 강우량 감지 신호를 통해 강우량을 계측하되 수수구와 전기적으로 연결된 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태를 판독하는 강우량 계측모듈과, 강우량 계측모듈의 강우량 정상 계측 여부를 표시하는 표시 모듈을 포함하여 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치를 개시한다.

이에 따라, 본 발명은 강우량 감지모듈이 홀소자를 포함하여 영구적인 강우량 감지가 가능하며, 강우량 감지 상황의 자가진단이 가능하고 강우량 정상 계측 여부를 신속하게 확인 가능한 효과가 있다.

감지모듈, 강우량, 계측모듈, 자가진단, 표시 모듈, 홀소자

Description

자가진단이 가능한 강우량 계측 장치{SELF-CHECKING APPARATUS FOR MEASURING AMOUNT OF RAINFALL}

본 발명은 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강우량 감지모듈을 통해 수수구에서의 강우량 정상 계측 여부가 표시되고 강우량 계측모듈을 통해 강우량 계측모듈과 수수구 사이에 연결된 신호선의 단선 및 합선 여부를 체크하여 표시하도록 함으로써 강우량 계측 불량 여부의 신속한 확인이 가능하고, 단선 및 합선이 원인이 되는 강우량 계측 불량에 대한 빠른 조치가 가능하여 강우량 계측에 따른 신뢰성이 향상된 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치에 관한 것이다.

전도형 자기우량계(Tipping-Bucket Rain Recorder)는 강우량을 연속적으로 자동 기록하는 계측기계로, 비교적 구조가 간단하며 원격 측정이 가능하고 계측 신호의 디지털화가 용이한 이점이 있으며, 자동 기상계측 시스템에 널리 이용되고 있다.

종래의 강우량 계측 장치는 강우량 감지 역할을 하도록 건물의 외부에 설치되는 수수구와 상기 수수구로부터 전달받은 강우량 감지 신호에 의해 강우량을 계 측하여 표시하는 강우량 계측모듈로 이루어진다. 이때, 상기 수수구는 일정 넓이의 공간에 떨어지는 빗물을 집하하는 깔때기 모양의 완속 수구와, 깔때기 모양으로 이루어져 양단에 시소 형태로 위치하는 두 개의 계량컵(Tipping Bucket)과, 두 계량컵의 중심축에 매달린 영구자석과, 영구자석의 하단에 배치되어 자성에 의해 접점을 형성하는 리드 스위치(Reed Switch)와, 리드 스위치의 접점 신호를 상기 강우량 계측모듈로 전달하기 위한 신호 단자를 포함하여 이루어진다. 상기 계량컵은 한쪽에 일정양의 빗물이 집하되면 기울어져 빗물을 배출한 후 다시 반대쪽에 빗물을 집하하도록 설계되었다. 따라서, 두 계량컵의 시소 운동에 의해 영구자석은 포물선 운동을 하고, 영구자석이 리드 스위치 위를 지나가는 순간에 리드 스위치가 접점이 된다. 따라서 상기 강우량 계측모듈은 상기 수수구의 신호 단자를 통해 수신된 접점 신호를 카운트하여 강우량을 계측하게 된다.

그러나, 상술한 강우량 계측 장치는 리드 스위치와 영구자석의 장시간 사용 시 리드 스위치의 자화 현상과 산화로 인하여 접점 불량이 발생될 수 있으나 건물 내부에 설치된 강우량 계측모듈의 측정값을 확인하는 방법으로만 접점 불량 상태를 확인할 수 있는 등 강우량 계측 불량 상태를 빠른 시간에 확인하는 방법이 없었으며 이에 따라 강우량 계측의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 강우량 계측 장치는 수수구와 강우량 계측모듈 사이의 신호선 단선 또는 합선으로 인하여 강우량 계측이 불가한 상황이 발생되어도 이를 신속하게 인식할 길이 없어 계측 불량 상태로 방치되는 경우가 자주 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히 강우량 감지모듈을 통해 수수구에서의 강우량 정상 계측 여부가 표시되고 강우량 계측모듈을 통해 신호선의 단선 및 합선 여부를 체크하여 표시하도록 함으로써 강우량 계측 불량 여부의 신속한 확인이 가능하고, 단선 및 합선이 원인이 되는 강우량 계측 불량에 대한 빠른 조치가 가능하여 강우량 계측에 따른 신뢰성이 향상된 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 강우량 계측 장치는 빗물을 집하하는 완속 수구(110), 양단에 시소 형태로 위치하여 상기 완속 수구(110)로부터 집하된 빗물에 의해 전도되는 계량컵(120), 상기 계량컵(120)의 중심축(C)에 매달려 상기 계량컵(120)의 전도에 따라 포물선 운동을 하는 영구자석(140) 및 상기 영구자석(140)의 운동에 따라 대응하는 강우량 감지 신호를 출력하는 강우량 감지모듈(150)을 갖는 수수구(100)와, 상기 강우량 감지 신호를 통해 강우량을 계측하되 상기 수수구(100)와 전기적으로 연결된 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태를 판독하는 강우량 계측모듈(300)과, 상기 강우량 계측모듈(300)의 강우량 정상 계측 여부를 표시하는 표시 모듈(500)을 포함하여 이루어지는 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치(1)에 있어서, 상기 강우량 감지모듈(150)은 전원단(X1, X2)으로부터 입력되는 전압을 정류하는 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)와, 상기 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)의 양단에 병렬로 연결된 제1제너 다이오드(D6)와, 상기 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)의 양단에 병렬로 연결되어 상기 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)의 출력 전압을 평활하는 평활 커패시터(C1)와, 상기 평활 커패시터(C1)의 양단에 병렬로 연결되어 출력 전압을 바이패스하는 바이패스 커패시터(C2)를 갖는 전원부(151) 및 상기 전원부(151)로부터 전압을 공급받되 상기 계량컵(120)의 전도에 따라 이동하는 영구자석(140)의 자성을 감지함에 따라 강우량 감지 신호를 출력하여 영구적으로 강우량 감지가 가능하게 하는 홀소자(H)와, 상기 홀소자(H)의 출력단(o)에 전기적으로 연결되어 상기 강우량 감지 신호에 의해 턴 온되어 강우량 감지 상황을 육안으로 확인 가능하게 하는 발광 다이오드 소자(LD1) 및 상기 홀소자(H)와 상기 발광 다이오드 소자(LD1) 사이에 직렬로 연결된 보호저항(R1)을 갖는 감지부(153)를 포함하고, 상기 강우량 계측모듈(300)은 상기 감지모듈(150)에 전기적으로 연결되어 상기 강우량 감지 신호를 수신하는 커넥터(CT)와, 상기 커넥터(CT)의 일단에 전기적으로 연결되며 일정 전압을 공급하는 제1전원(+12V)과, 상기 커넥터(CT)의 타단에 전기적으로 연결되어 그라운드 전압을 공급하는 제2전원(GND)과, 상기 커넥터(CT)의 일단과 제1전원(+12V) 사이에 직렬로 연결된 제1저항(R21)과, 애노드가 상기 커넥터(CT)의 타단에 연결되고 캐소드가 상기 커넥터(CT)의 일단에 연결된 제1다이오드(D21)와, 애노드가 상기 제2전원(GND)에 연결되고 캐소드가 상기 커넥터(CT)의 타단에 연결된 제2다이오드(D22)와, 상기 제1전원(+12V) 및 상기 제2전원(GND) 사이에 전기적으로 연결된 제2제너다이오드(D23)와, 상기 제2다이오드(D22)의 캐소드와 상기 제2전원(GND) 사이에 각각 전기적으로 연결된 제2저항(R22) 및 커패시터(C21)를 갖는 신호 수신부(310), 상기 제1전원(+12V) 및 상기 제2전원(GND) 사이에 전기적으로 연결되어 상기 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태 여부를 판별하는 기준 전압을 생성하여 출력하는 기준 전압 발생부(330), 상기 신호 수신부(310) 및 상기 기준 전압 발생부(330)의 출력 전압을 비교하여 상기 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태 여부를 판별하되, 반전단자(a)에 합선 기준 전압(Vs)이 입력되고 비반전단자(b)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되는 제1비교기(OP1)와, 반전단자(a)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되고 비반전단자(b)에 강우량 감지 기준 전압(Vn)이 입력되는 제2비교기(OP2)와, 반전단자(a)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되고 비반전단자(b)에 합선 기준 전압(Vs)이 입력되는 제3비교기(OP3)와, 반전단자(a)에 단선 기준 전압(Vo)이 입력되고 비반전단자(b)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되는 제4비교기(OP4)와, 두 개의 입력단(a, b)이 상기 제1비교기(OP1) 및 상기 제2비교기(OP2)의 출력단자(c)에 각각 연결된 OR게이트(G)와, 상기 제1비교기(OP1) 및 상기 제2비교기(OP2)의 출력단자(c)와 상기 제1전원(+12V) 사이에 각각 전기적으로 연결된 제3저항(R41) 및 제4저항(R42)을 갖는 신호 판독부(350) 및 상기 OR게이트(G)의 출력단(c), 상기 제3비교기(OP3)의 출력단자(c) 및 상기 제4비교기(OP4)의 출력단자(c) 사이에 각각 전기적으로 연결되어 상기 신호 판독부(350)의 출력 전압을 계측단(Mr, FX1, FX2)에 각각 전달하는 제1 내지 제3포토커플러(PC1 내지 PC3)로 이루어지는 출력부(370)를 포함하며, 상기 표시 모듈(500)은 상기 제1전원(+12V)과 상기 OR게이트(G)의 출력단(c), 상기 제3비교기(OP3)의 출력단자(c) 및 상기 제4비교기(OP4))의 출력단자(c) 사이에 각각 전 기적으로 연결된 제1 내지 제3표시부(510 내지 550)를 포함하되, 상기 제1 내지 제3표시부(510 내지 550))는 각각, 서로 직렬 연결된 보호저항(R5, R6, R7) 및 발광다이오드 소자(L2, L3, L4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 기준 전압 발생부(330)는 일단이 상기 제1전원(+12V)에 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제2전원(GND)에 전기적으로 연결된 제5저항(R31)과, 상기 제5저항(R31)의 타단과 상기 제2전원(GND) 사이에 각각 병렬 연결되는 제1 및 제2커패시터(C31, C32)와, 애노드(b)가 상기 제2전원(GND)에 전기적으로 연결되며 캐소드(a) 및 기준 단자(r)가 상기 제5저항(R31)의 타단에 전기적으로 연결된 션트 레귤레이터(SR)를 갖는 전원 공급부(331)와, 상기 션트 레귤레이터(SR)의 기준 단자(r)와 애노드(b) 사이에 연결되되, 상기 션트 레귤레이터(SR)의 기준 단자(r)에 일단이 연결된 제1분배저항(R32, R34, R36)과, 상기 제1분배저항(R32, R34, R36)의 타단에 일단이 연결된 가변저항(VR1, VR2, VR3)과, 상기 가변저항(VR1, VR2, VR3)의 타단과 상기 션트 레귤레이터(SR)의 애노드(b) 사이에 전기적으로 연결된 제2분배저항(R33, R35, R37)으로 인하여 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 강우량 감지 기준 전압(Vn)이 제공되는 제1 내지 제3전압 조정부(333, 334, 335)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 강우량 감지모듈(150)의 전원단(X1, X2)은 상기 커넥터(CT)의 일단(a)과 상기 커넥터(CT)의 타단(b)에 각각 전기적으로 연결되어 상기 강우량 계측모듈(300)로부터 구동 전압을 공급받을 수 있다.

본 발명에 의한 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치는 홀소자를 포함하여 영구적인 강우량 감지가 가능하며, 강우량 감지모듈을 통해 건물 외부에서 강우량 감지 상황을 육안으로 쉽게 확인 가능한 효과가 있다.

또한, 수수구와 강우량 계측모듈을 전기적으로 연결하는 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태 여부를 판독하고, 표시 모듈을 통해 신호선의 상태를 표시하도록 함으로써 강우량 정상 계측 여부를 신속하게 확인 가능한 효과가 있다.

이에 따라, 본 발명은 단선 및 합선이 원인이 되는 강우량 계측 불량에 대한 빠른 조치가 가능해져 강우량 계측에 따른 신뢰성이 향상된 효과가 있다.

이하에서 첨부된 도면과 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용하여 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치에 대해서 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 강우량 계측 장치가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강우량 계측 장치(1)는 수수구(100), 강우량 계측모듈(300) 및 표시 모듈(500)을 포함하여 이루어질 수 있다. 먼저, 수수구(100)는 건물(A)의 외부에 설치되며, 우천시 빗물을 집하하고 이에 따른 강우량 감지 신호를 강우량 계측모듈(300)에 출력한다. 수수구(100)는 빗물을 집하하는 깔때기 모양으로 이루어진 완속 수구(110)와, 깔때기 모양으로 이루어져 양단에 시소 형태로 위치하는 두 개의 계량컵(120, Tipping Bucket)과, 계량컵(120)으로부터 떨어지는 빗물을 받는 받침대(130)와, 두 계량컵의 중심축(C)에 매달린 영구자석(140)과, 영구자석(140)의 하단에 배치된 강우량 감지모듈(150)을 포함하여 이루어질 수 있다. 수수구(100)는 강우량 감지모듈(150)을 통해 두 개의 계량컵(120)의 전도에 따라 포물선 운동을 하는 영구자석의 자성을 감지하고, 강우량 감지 신호를 출력시킴으로써 강우량이 계측될 수 있도록 이루어진다. 수수구(100)의 홀소자는 근접하는 영구자석(120)의 자기력에 의해 출력 전압이 변경되는 무접점 방식의 센서로 점접 불량으로 인한 리드 스위치의 수리 및 교체 없이 영구적으로 사용이 가능하다. 강우량 감지모듈(150)은 영구자석의 자성을 감지하는 홀소자의 작동 상태를 표시하도록 함으로써, 계측 관리자가 건물(A) 내로 진입하지 않아도 수수구(100)의 작동 상태를 파악할 수 있게 된다. 강우량 감지모듈(150)에 대해서는 이하의 다른 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

상기 강우량 계측모듈(300) 및 표시 모듈(500)은 각각 건물(A)의 내부에 설치되며 강우량 감지모듈(150)과 전기적으로 연결된다. 즉, 강우량 계측모듈(300)은 강우량 감지 신호를 수신하여 강우량을 계측하고 강우량 정상 계측 여부를 판별하여 출력한다. 또한, 강우량 계측모듈(300)은 강우량 정상 계측 여부와 카운트된 강우량 계측 결과를 표시창(300d)을 통해 표시할 수 있다. 또한, 표시 모듈(500)은 강우량 계측모듈(300)에 전기적으로 연결됨으로써 강우량의 정상 계측 여부를 표시할 수 있다. 즉, 강우량 계측모듈(300)은 일정한 길이의 신호선을 통해 건물(A) 외에 설치된 수수구(100)와 전기적으로 연결되므로 수수구(100)로부터 전달되는 강우량 감지 신호를 통해 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태를 판별함으로써 강우량 계측 불량에 대해 신속하게 대응할 수 있도록 이루어진다. 또한, 단선, 합선 및 강우량 감지 상태로 구분되는 강우량 계측 상태는 표시 모듈(500)을 통해 쉽게 확인할 수 있도록 이루어짐으로써 강우량 계측에 따른 신뢰성을 높일 수 있다. 강우량 계측모듈(300) 및 표시 모듈(500)에 대해서는 이하의 다른 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 강우량 계측 장치(1) 중 강우량 감지모듈(150)을 나타낸 회로도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 강우량 계측 장치(1) 중 강우량 계측모듈(300)을 개략적으로 나타낸 회로도가 도시되어 있다. 또한, 도 4에는 도 3의 강우량 계측모듈(300) 중 기준 전압 발생부를 보다 상세하게 나타낸 회로도가 도시되어 있다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강우량 감지모듈(150)은 강우량 계측모듈(300)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받는 전원부(151) 및 전원부(151)를 통해 구동되는 감지부(153)를 포함하여 이루어질 수 있다. 전원부(151)는 전원단(X1, X2), 브릿지 다이오드(D1 내지 D4), 제1제너 다이오드(D6), 평활 커패시터(C1) 및 바이패스 커패시터(C2)를 포함한다. 전원단(X1, X2) 은 신호선을 통해 강우량 계측모듈(300)과 전기적으로 연결되어 강우량 감지모듈(150)의 구동에 필요한 전원을 공급받는다. 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)는 전원단(X1, X2)에 전기적으로 연결되어 입력되는 전압을 정류하여 전원단(X1, X2)의 극성과 상관없이 감지부(153)의 구동이 가능하게 한다. 제1제너 다이오드(D6)는 정류 전압을 출력하는 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)의 양단(1, 2)에 병렬로 연결된다. 또한, 평활 커패시터(C1) 및 바이패스 커패시터(C2)는 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)의 양단(a, b)에 각각 병렬로 연결된다. 제1제너 다이오드(D6), 평활 커패시터(C1) 및 바이패스 커패시터(C2)는 각각 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)로부터 보다 안정된 전압이 공급되도록 돕는다. 이때, 평활 커패시터(C1)는 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)의 출력 전압을 평활시키며, 바이패스 커패시터(C2)는 다시 평활 커패시터(C1)의 출력 전압을 바이패스하는 역할을 한다. 이에 따라 전원부(151)는 대략 12V의 직류 전압을 감지부(153)에 일정하게 공급할 수 있다.

상기 감지부(153)는 영구자석(120) 하부에 배치되는 홀소자(H), 홀소자(H)의 출력단에 전기적으로 연결된 발광 다이오드 소자(LD1) 및 홀소자(H)와 발광 다이오드 소자(LD1) 사이에 직렬로 연결된 보호저항(R1)을 포함하여 이루어질 수 있다. 본 발명에서 사용되는 홀소자(H)는 영구자석(120)의 포물선 이동을 감지한 강우량 감지 신호를 출력하는 센서이다. 홀소자(H)는 감지부(153)의 전원단(X1, X2)에 각각 전기적으로 연결되는 제1단(a)과 제2단(b) 및 제3단(o)을 포함하여 이루어지며, 자기력을 감지한 경우 출력단인 제3단(o)이 전원부(151)에 전기적으로 연결되어 신호를 출력하며 자기력을 감지하지 않을 때에는 제3단(o)이 전원부(151)로부터 차단 되어 있는 오픈 컬렉터(Open Collector) 형식으로 이루어진 소자이다. 본 발명에 사용되는 홀소자(H)는 평상시 6㎃의 정격 전류를 사용하도록 내부적으로 정의될 수 있다. 이러한 홀소자(H)는 통상적으로 사용되며 당업자에 의해 설계가 가능하기에 구체적인 홀소자(H)의 내부 회로도는 기재하지 않기로 한다. 한편, 홀소자(H)의 출력단인 제3단(o)과 제1단(a) 사이에 직렬로 연결된 발광 다이오드 소자(LD1)는 자성을 감지한 홀소자(H)의 제3단(o)이 전원부(151)와 전기적으로 연결됨에 따라 턴 온(Turn On)되어 빛을 발한다. 이때, 보호저항(R1)은 발광 다이오드 소자(LD1)가 손상되는 것을 보호하기 위하여 전원부(151)와 발광 다이오드 소자(LD1)의 애노드 사이에 전기적으로 연결된다. 보호저항(R1)은 대략 1.2㏀의 저항을 갖도록 선정될 수 있으며, 이에 따라 발광 다이오드 소자(LD1)의 턴 온 시 대략 10㎃의 전류가 발광 다이오드 소자(LD1)를 통해 흐르게 된다. 즉, 감지부(153)는 평상시 발광 다이오드 소자(LD1)가 전원부(151)로부터 오픈(Open)된 상태이므로 6㎃의 전류가 흐르며, 계량컵(120)의 전도를 감지한 경우 합계 16㎃의 전류가 감지부(153)를 통해 흐르게 된다.

상기 강우량 계측모듈(300)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 수신부(310), 기준 전압 발생부(330), 신호 판독부(350) 및 출력부(370)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 신호 수신부(310)는 제1전원(+12V), 제2전원(GND), 커넥터(CT), 제1 및 제2저항(R21, R22), 제1 및 제2 다이오드(D21, D22), 제2제너 다이오드(D23) 및 커패시터(C21)를 포함하여 이루어질 수 있다. 제1전원(+12V)은 도시된 바와 같이, 강 우량 계측모듈(300) 및 표시 모듈(500)에 대략 12V의 일정한 직류 전압을 공급하되 이때 전류값은 최대 24㎃로 제한된 상태로 공급된다. 또한, 제2전원(GND)은 마찬가지로 강우량 계측모듈(300) 및 표시 모듈(500)에 기준 전압이 되는 그라운드 전압을 공급한다. 커넥터(CT)는 감지부(153)에 전기적으로 연결되어 자성 감지 신호를 수신함과 동시에 강우량 감지모듈(150)의 구동에 필요한 전압을 공급하는 역할을 한다. 커넥터(CT)의 일단(a)은 제1전원(+12V)에 전기적으로 연결되고 타단(b)은 제2전원(GND)에 전기적으로 연결된다. 또한, 커넥터(CT)의 일단(a) 및 타단(b)은 각각 강우량 감지모듈(150)의 전원단(X1, X2) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1저항(R21)은 커넥터(CT)의 일단(a)과 제1전원(+12V) 사이에 직렬로 연결되며, 제1다이오드(D21)는 애노드가 커넥터(CT)의 타단(b)에 연결되고 캐소드가 커넥터(CT)의 일단(a)에 연결되고, 제2다이오드(D22)는 애노드가 제2전원(GND)에 연결되고 캐소드가 커넥터(CT)의 일단(a)에 전기적으로 연결된다. 또한, 제2제너 다이오드(D23)는 애노드가 제2전원(GND)에 전기적으로 연결되며 캐소드가 제1전원(+12V)에 전기적으로 연결된다. 또한, 제2저항(R22)은 커넥터(CT)의 타단과 제2전원(GND) 사이에 전기적으로 연결되고, 커패시터(C21)는 제2저항(R22)과 마찬가지로 커넥터(CT)의 타단과 제2전원(GND) 사이에 전기적으로 연결된다. 제1저항(R21) 및 제2저항(R22)으로 인하여 신호 수신부(310)로부터 강우량 감지모듈(150)을 통해 흐르는 전류는 일정하게(24㎃) 제한되며, 수수구(100)와 강우량 계측모듈(300) 사이의 신호선 단선, 합선 및 강우량 감지 상태 여부에 따라 신호 수신부(310)는 서로 다른 전압을 출력하도록 이루어진다.

상기 기준 전압 발생부(330)는 제 1전원(+12V)과 제2전원(GND) 사이에 전기적으로 연결되며 강우량 정상 계측 여부를 판독하기 위한 기준 전압을 생성하여 하술할 신호 판독부(350)에 출력한다. 본 발명에 따르면, 기준 전압 발생부(330)는 수수구(100)와 강우량 계측모듈(300) 사이 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태의 여부를 판독하기 위해 기준이 되는 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 강우량 감지 기준 전압(Vn)을 생성하여 출력한다. 보다 상세하게 설명하면 기준 전압 발생부(330)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1전원(+12V)과 제2전원(GND)에 전기적으로 연결된 전원 공급부(331) 및 전원 공급부(331)로부터 공급된 전압을 조정하여 각각 출력하는 제1 내지 제3전압 공급부(333, 334, 335)를 포함한다. 먼저, 전원 공급부(331)는 제5저항(R31), 제1 및 제2커패시터(C31, C32) 및 션트 레귤레이터(SR)를 포함한다. 제5저항(R31)은 일단(a)이 제1전원(+12V)에 전기적으로 연결되고 타단(b)이 션트 레귤레이터(SR)에 전기적으로 연결되어, 션트 레귤레이터(SR)에 전압이 안정적으로 공급되도록 한다. 이때, 제1 및 제2커패시터(C31, C32)는 각각 제5저항(R31)의 타단(b)과 제2전원(GND) 사이에 병렬로 연결된다. 션트 레귤레이터(SR)는 캐소드(a) 및 기준 단자(r)가 제5저항(R31)의 타단(b)에 전기적으로 연결되며 애노드(b)가 제2전원(GND)에 전기적으로 연결된다. 션트 레귤레이터(SR)는 기준 단자(r)를 통해 제1 내지 제3 전압 공급부(333, 334, 335) 각각에 일정한 기준 전압을 제공하는 역할을 한다.

상기 제1 내지 제3 전압 공급부(333, 334, 335) 각각은 하술할 신호 판독부(350)에 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 강우량 감지 기준 전압(Vn) 각각을 출력한다. 즉, 제1 내지 제3 전압 공급부(333, 334, 335)는 션트 레귤레이터(SR)의 기준 단자(r)에 일단이 연결된 제1분배저항(R32, R34, R36)과, 제1분배저항(R32, R34, R36)의 타단에 일단이 연결된 가변저항(VR1, VR2, VR3)과, 가변저항(VR1, VR2, VR3)의 타단과 션트 레귤레이터(SR)의 애노드(b) 사이에 전기적으로 연결된 제2분배저항(R33, R35, R37)으로 이루어진다. 제1 내지 제3 전압 공급부(333, 334, 335)는 각각 제1분배저항(R32, R34, R36) 및 제2분배저항(R33, R35, R37)과 가변저항(VR1, VR2, VR3) 각각에 의해 션트 레귤레이터(SR)로부터 공급되는 기준 전압을 분배하여 하술할 신호 판독부(350)에서 신호 판독의 기준이 되는 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 정상 기준 전압(Vn)을 제공한다. 이때, 가변저항(VR1, VR2, VR3)은 각각, 수수구(100)와 강우량 계측모듈(300) 간의 신호선의 종류 또는 길이의 변화에 따른 전류값의 변화에 대응하여 신호 판독부(350)의 비교 대상이 되는 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 정상 기준 전압(Vn)을 보정하는 역할을 한다. 본 발명에 따라 기준 전압 발생부(330)에서 출력되는 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 강우량 감지 기준 전압(Vn)은 각각 100Ω 임피던스를 기준으로 한 경우 0.4V, 2V 및 1V로 각각 선정될 수 있다. 이는 신호가 단선, 합선 및 강우량 감지 상태의 경우 강우량 감지모듈(150)을 통해 소비되는 전류값을 기준으로 선정되는데, 실제 전류값은 단선의 경우 0㎃, 합선의 경우 24㎃, 강우량 감지 상태의 경우 12㎃가 소비된다. 따라서, 본 발명에서는 4㎃ 이하의 전류값을 단선 기준값으로 판단하기로 하며, 20㎃ 이상의 전류값을 합선 기준값으로 판단하기로 하며, 10㎃이상 20㎃ 이하의 전류값을 강우량 감지 상태 기준값으 로 판단하기로 한다. 그러나, 본 발명에서 기준 전압 발생부(330)를 통해 발생되는 전압의 크기를 이에 한정하는 것은 아니며, 전원 및 신호선 상태에 의해 변경될 수 있음은 물론이다.

상기 신호 판독부(350)는 신호 수신부(310)의 출력 전압과 기준 전압 발생부(330)의 출력 전압을 비교하여 강우량 감지모듈(150)과 강우량 계측모듈(300) 간의 신호선 단선, 합선 및 정상 여부를 판별한다. 보다 상세하게 설명하면, 신호 판독부(350)는 제1 내지 제4비교기(OP1 내지 OP4), OR게이트(G), 제3저항(R41) 및 제4저항(R42)으로 이루어질 수 있다. 제1비교기(OP1)는 반전단자(a)에 합선 기준 전압(Vs)이 입력되고 비반전단자(b)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되도록 신호 수신부(310) 및 기준 전압 발생부(330)에 전기적으로 연결된다. 또한, 제2비교기(OP2)는 반전단자(a)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되고 비반전단자(b)에 강우량 감지 기준 전압(Vn)이 입력되고, 제3비교기(OP3)는 반전단자(a)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되고 비반전단자(b)에 합선 기준 전압(Vs)이 입력된다. 제4비교기(OP4)는 반전단자(a)에 단선 기준 전압(Vo)이 입력되고 비반전단자(b)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력된다. 제1 내지 제4 비교기(OP1 내지 OP4)는 통상적인 OP앰프로 이루어지며, 전압 비교 결과에 따라 로우(GND) 또는 하이(+12V) 전압을 출력하도록 설계된다. 이때, 제1비교기(OP1) 및 제2비교기(OP2)는 강우량 감지 상태임을 검출하기 위한 것으로 신호 수신부(310)의 출력 전압이 기준 전압 발생부(330)의 강우량 감지 기준 전압(Vn) 보다 크고 합선 기준 전압(Vs)보다 작은 경우를 강우량 감지 상태로 인지하도록 이루어진다. 즉, 제1비교 기(OP1) 및 제2비교기(OP2)의 출력단자(c)는 각각 OR게이트(G)의 두 입력단(a, b)에 전기적으로 연결되어 제1비교기(OP1) 및 제2비교기(OP2)의 출력이 모두 로우(GND)일 경우에만 정상 강우량 감지로 판정된다. OR게이트(G)는 정상 강우량 계측을 위해 제2전원(GND)에 의해 공급되는 로우(OV) 전압을 출력부(370)에 출력한다. 한편, 제3비교기(OP3) 및 제4비교기(OP4)는 각각, 신호선의 단선 및 합선 상태를 판독하기 위한 것이다. 제3비교기(OP3)는 신호 수신부(310)의 출력 전압이 합선 기준 전압(Vs)보다 큰 경우 합선 상태임을 판독하고 로우(GND)에 해당하는 출력을 제공한다. 또한, 제4비교기(OP4)는 신호 수신부(310)의 출력 전압이 단선 기준 전압(Vo)보다 작은 경우 단선 상태임을 판독하여 로우(GND)에 해당하는 출력을 제공한다. 한편, 수수구(100)와 강우량 계측모듈(300) 사이의 신호선이 강우량 감지 상태로 판정된 경우 출력 전압의 안정화를 위해 제1전원(+12V)과 제1비교기(OP1) 및 제2비교기(OP2)의 출력단자(c)에는 각각 제3저항(R41) 및 제4저항(R42)이 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, OR게이트(G)의 출력단(c)과 제3비교기(OP3) 및 제4비교기(OP4)의 출력단자(c)는 각각 출력부(370)에 전기적으로 연결되어, 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태 여부를 출력하도록 이루어진다.

상기 출력부(370)는 신호 판독부(350)의 출력 전압을 각 계측단(Mr, FX1, FX2)에 전달하기 위한 것으로, 신호 판독부(350)에 전기적으로 연결된 제1 내지 제3포토커플러(PC1 내지 PC3)를 포함하여 이루어진다. 제1포토커플러(PC1)는 제1전원(+12V)과 OR게이트(G)의 출력단(c) 사이에 전기적으로 연결된 입력단(a, b)과 입력단(a, b)으로부터 전기적으로 분리되어 계측단(Mr)을 통해 신호 판독부(350)의 출력 전압을 전달하는 출력단(c, d)을 포함한다. 또한, 제2포토커플러(PC2)는 제1전원(+12V)과 제3비교기(OP3)의 출력단자(c) 사이에 전기적으로 연결된 입력단(a, b)과 입력단(a, b)으로부터 전기적으로 분리되어 계측단(FX1)을 통해 신호 판독부(350)의 출력 전압을 전달하는 출력단(c, d)을 포함한다. 제3포토커플러(PC3)는 제1전원(+12V)과 제4비교기(OP4)의 출력단자(c) 사이에 전기적으로 연결된 입력단(a, b)과 입력단(a, b)으로부터 전기적으로 분리되어 계측단(FX2)을 통해 신호 판독부(350)의 출력 전압을 전달하는 출력단(c, d)을 포함한다. 실질적으로 강우량은 제1포토커플러(PC1)에 연결된 계측단(Mr)을 통해 계측되며, 제2 및 제3포토커플러(PC2, PC3)에 연결된 계측단(FX1, FX2)은 합선 및 단선 상태의 전압을 출력하므로 계측되지 않는다.

상기 표시 묘듈(500)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 신호 판독부(350)의 판독 결과를 표시하기 위한 것으로 강우량 감지 상태를 표시하는 제1표시부(510), 합선 상태를 표시하는 제2표시부(530) 및 단선 상태를 표시하는 제3표시부(550)를 포함한다. 여기서, 제1표시부(510)는 제1전원(+12V)과 OR게이트(G)의 출력단(c) 사이에 전기적으로 연결되고, 제2 및 제3표시부(530, 550)는 각각 제1전원(+12V)과 제3비교기(OP3) 및 제4비교시(OP4)의 출력단자(c) 사이에 전기적으로 연결된다. 제1 내지 제3표시부(510 내지 550)는 각각 애노드가 제1전원(+12V)에 전기적으로 연결되며 캐소드가 OR게이트(G)의 출력단(c), 제3비교기(OP3)의 출력단자(c) 및 제4비교기(OP4)의 출력단자(c)에 전기적으로 연결된 발광다이오드 소자(L2, L3, L4)와 제1전원(+12V) 및 발광다이오드 소자(L2, L3, L4) 사이에 전기적으로 연결된 보호저 항(R5, R6, R7)으로 이루어질 수 있다. 각각의 발광다이오드 소자(L2, L3, L4)는 OR게이트(G), 제3비교기(OP3) 및 제4비교기(OP4)의 출력 전압이 로우(GND)인 경우에 턴 온 되므로 신호 판독부(350)에서의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태의 판독 결과를 표시할 수 있다.

다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 강우량 계측 장치(1)의 구동 방법에 대해 설명하기로 한다. 이하에서는 설명되는 구동 방법은 도 1 내지 도 4의 강우량 계측 장치(1)를 기준으로 한다.

본 발명의 강우량 계측 장치(1)는 강우량 감지 단계, 감지 신호 판독 단계, 강우량 정상 계측 여부 표시 단계 및 강우량 계측 단계를 포함하여 구동된다.

먼저, 강우량 감지 단계는 수수구(100)를 통해 강우량을 감지하는 단계이다. 수수구(100)는 완속 수구(110)를 통해 흐르는 빗물을 시소 운동을 하는 계량컵(120)으로 집하하고, 일정 빗물이 집하되면 계량컵(120)이 전도되면서 영구자석(140)이 포물선 운동을 하게 된다. 강우량 감지모듈(150)의 홀소자(H)는 자성 감지에 따라 강우량 감지 신호를 출력하고 이와 동시에 강우량 감지모듈(150)에 설치된 발광 다이오드 소자(LD1)가 턴 온되어 강우량 감지 신호가 정상 출력되었음을 표시하게 된다. 강우량 감지모듈(150)은 전원부(151)를 통해 대략 12V의 직류 전압을 감지부(153)에 공급하며, 감지부(153)는 강우량이 감지되지 않는 평소에는 홀소자(H)에만 전압이 인가되어 6㎃의 전류를 소비하고, 강우량 감지 시 발광 다이오드 소자(LD1)와 홀소자(H)가 전기적으로 연결되면서 보호저항(R1, 1.2㏀으로 가정)을 통해 10㎃의 전류가 더 소비된다. 따라서, 강우량 감지 신호의 출력을 위해 강우량 감지모듈(150)은 대략 16㎃의 전류를 소비하게 된다.

상기 감지 신호 판독 단계는 수수구(100)의 강우량 감지모듈(150)과 전기적으로 연결된 강우량 계측모듈(300) 및 표시 모듈(500)을 통해 강우량의 정상 계측 여부를 판독하는 단계이다. 먼저, 강우량 계측모듈(300)은 기준 전압 발생부(330)를 통해 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 강우량 감지 기준 전압(Vn)을 각각 생성하여 출력한다. 본 발명에 따르면, 강우량 감지모듈(150)은 평상시(강우량이 감지되지 않은 경우) 6㎃의 전류를 소비하므로 신호선에 대략 4㎃의 전류가 흐른 경우 신호선이 단선된 것으로 여겨 단선 기준 전압(Vo)이 선정된다. 또한, 강우량이 정상적으로 감지된 경우 신호선에는 대략 16㎃의 전류가 흐르며, 강우량 감지모듈(150)을 통해 최대 소비될 전류를 24㎃로 제한되어 있으므로, 10㎃ 내지 20㎃의 전류가 흐른 경우 강우량이 정상 계측되는 상태인 것으로, 20㎃ 이상의 경우 신호가 합선된 것으로 여겨 강우량 감지 기준 전압(Vn) 및 합선 기준 전압(Vs)이 선정된다. 한편, 강우량 감지모듈(150)에서 전류의 소비량이 16㎃보다 적은 경우 강우량이 감지된 상태가 아니므로, 5㎃ 내지 10㎃의 전류에서는 별도의 신호 판독이 이루어지지 않는다.

다음으로 강우량 계측모듈(300)은 수수구(100)로부터 강우량 감지 신호를 수신하여 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 강우량 감지 기준 전압(Vn)과 수신 전압을 비교 판독한다. 강우량 감지 신호는 신호 수신부(310)를 통해 전압값으로 변경되어 출력되며, 신호 판독부(350)는 제1 내지 제4비교기(OP1 내지 OP4)를 통해 신호 수신부(310)의 출력 전압과 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 강우량 감지 기준 전압(Vn)을 각각 비교 출력한다. [표 1]은 신호 수신부(310)에서의 출력 전압(Vr)에 따른 각 비교기(OP1 내지 OP4)에서의 전압 비교 결과(OPc)를 나타낸 것이다.

	전압 비교	OPc
OP1	Vs ≥ Vr	로우(GND)
OP2	Vn ≤ Vr	로우(GND)
OP3	Vs ≤ Vr	로우(GND)
OP4	Vo ≥ Vr	로우(GND)

[표 1]과 같이, 제1비교기(OP1) 및 제2비교기(OP2)의 출력 전압(Vr)이 합선 기준 전압(Vs)보다 작고 강우량 감지 기준 전압(Vn)보다 큰 경우에 로우(GND) 전압을 출력하여, OR게이트(G)를 통해 다시 하나의 출력으로 변환되어 출력부(370)와 표시 모듈(500)에 판독 결과가 전달된다. 또한, 제3비교기(OP3)는 출력 전압(Vr)이 합선 기준 전압(Vs)보다 큰 경우 로우(GND)에 해당하는 출력을 제공하고, 제4비교기(OP4)는 출력 전압(Vr)이 단선 기준 전압(Vo)보다 작은 경우 로우(GND)에 해당하는 출력을 제공한다.

상기 강우량 정상 계측 여부 표시 단계는 신호 판독부(350)의 출력에 따라 제1 및 제3표시부(510 내지 550)의 발광 다이오드 소자(L2, L3, L4)가 턴 온되어 강우량 계측 상태가 표시되는 단계이다. 발광 다이오드 소자(L2, L3, L4)는 신호 판독부(350)로부터 로우(GND) 전압이 출력되는 경우 턴 온되며, 제1표시부(510)의 발광 다이오드 소자(L2)는 OR게이트(G)의 출력단(c)에 연결되므로 강우량이 정상으로 계측된 상태임을 나타내고, 제2 및 제3표시부(530, 550)의 발광 다이오드 소자(L3, L4)는 각각 제3 및 제4비교기(OP3, OP4)의 출력단자(c)에 연결되므로 각각 신호선이 합선 상태, 단선 상태임을 나타낸다.

마지막으로 강우량 계측 단계는 출력부(370)의 계측단(Mr, FX1, FX2)을 통해 강우량을 계측하는 단계이다. 출력부(370)는 제1 내지 제3포토커플러(PC1 내지 PC3) 각각을 통해 신호 판독부(350)의 출력 전압을 계측단(Mr, FX1, FX2)에 각각 전달한다. 실질적인 강우량 계측은 OR게이트(G)에 연결된 제1포토커플러(PC1)와 연결된 계측단(Mr)을 통해 이루어지며, 나머지 계측단(FX1, FX2)의 결과는 단선 및 합선으로 인한 불량 계측값이므로 강우량 계측값에 반영되지는 않는다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 강우량 계측 장치(1)는 홀소자(H)를 포함하여 영구적인 강우량 감지가 가능하며, 이를 포함한 강우량 감지모듈(150)을 통해 건물(A) 외부에 설치된 수수구(100)에서의 강우량 정상 계측 여부가 표시되어 강우량 계측모듈(300)의 상태를 확인하지 않고도 강우량 감지 신호가 정상적으로 출력되고 있음을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명은 건물(A) 외부에 설치된 수수구(100)와 내부에 설치된 강우량 계측모듈(300)을 전기적으로 연결하는 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태 여부를 판독하고, 표시 모듈(500)을 통해 신호선의 상태를 표시하도록 함으로써 강우량 계측 불량 여부를 신속하게 확인할 수 있는 강우량 계측 장치(1)를 제공할 수 있다. 따라서, 계측 관리자는 강우량 계측 장치(1)의 사용 시 단선 및 합선이 원인이 되는 강우량 계측 불량에 대해 빠른 조치를 취할 수 있으므로 강우량 계측에 따른 신뢰성이 보다 향상된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강우량 계측 장치의 개략도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 강우량 계측 장치 중 강우량 감지모듈의 회로도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 강의 우량 계측 장치 중 강우량 계측모듈의 회로도.

도 4는 도 3의 강우량 계측모듈 중 기준 전압 발생부의 회로도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 강우량 계측 장치 100 : 수수구

110 : 완속 수구 120 : 계량컵

130 : 받침대 140 : 영구자석

150 : 강우량 감지모듈 300 : 강우량 계측모듈

310 : 신호 수신부 330 : 기준 전압 발생부

350 : 신호 판독부 370 : 출력부

500 : 표시부

Claims (3)

1. 빗물을 집하하는 완속 수구(110), 양단에 시소 형태로 위치하여 상기 완속 수구(110)로부터 집하된 빗물에 의해 전도되는 계량컵(120), 상기 계량컵(120)의 중심축(C)에 매달려 상기 계량컵(120)의 전도에 따라 포물선 운동을 하는 영구자석(140) 및 상기 영구자석(140)의 운동에 따라 대응하는 강우량 감지 신호를 출력하는 강우량 감지모듈(150)을 갖는 수수구(100)와, 상기 강우량 감지 신호를 통해 강우량을 계측하되 상기 수수구(100)와 전기적으로 연결된 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태를 판독하는 강우량 계측모듈(300)과, 상기 강우량 계측모듈(300)의 강우량 정상 계측 여부를 표시하는 표시 모듈(500)을 포함하여 이루어지는 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치(1)에 있어서,

   상기 강우량 감지모듈(150)은,

   전원단(X1, X2)으로부터 입력되는 전압을 정류하는 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)와, 상기 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)의 양단에 병렬로 연결된 제1제너 다이오드(D6)와, 상기 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)의 양단에 병렬로 연결되어 상기 브릿지 다이오드(D1 내지 D4)의 출력 전압을 평활하는 평활 커패시터(C1)와, 상기 평활 커패시터(C1)의 양단에 병렬로 연결되어 출력 전압을 바이패스하는 바이패스 커패시터(C2)를 갖는 전원부(151); 및

   상기 전원부(151)로부터 전압을 공급받되 상기 계량컵(120)의 전도에 따라 이동하는 영구자석(140)의 자성을 감지함에 따라 강우량 감지 신호를 출력하여 영 구적으로 강우량 감지가 가능하게 하는 홀소자(H)와, 상기 홀소자(H)의 출력단(o)에 전기적으로 연결되어 상기 강우량 감지 신호에 의해 턴 온되어 강우량 감지 상황을 육안으로 확인 가능하게 하는 발광 다이오드 소자(LD1) 및 상기 홀소자(H)와 상기 발광 다이오드 소자(LD1) 사이에 직렬로 연결된 보호저항(R1)을 갖는 감지부(153)를 포함하고,

   상기 강우량 계측모듈(300)은,

   상기 감지모듈(150)에 전기적으로 연결되어 상기 강우량 감지 신호를 수신하는 커넥터(CT)와, 상기 커넥터(CT)의 일단에 전기적으로 연결되며 일정 전압을 공급하는 제1전원(+12V)과, 상기 커넥터(CT)의 타단에 전기적으로 연결되어 그라운드 전압을 공급하는 제2전원(GND)과, 상기 커넥터(CT)의 일단과 제1전원(+12V) 사이에 직렬로 연결된 제1저항(R21)과, 애노드가 상기 커넥터(CT)의 타단에 연결되고 캐소드가 상기 커넥터(CT)의 일단에 연결된 제1다이오드(D21)와, 애노드가 상기 제2전원(GND)에 연결되고 캐소드가 상기 커넥터(CT)의 타단에 연결된 제2다이오드(D22)와, 상기 제1전원(+12V) 및 상기 제2전원(GND) 사이에 전기적으로 연결된 제2제너다이오드(D23)와, 상기 제2다이오드(D22)의 캐소드와 상기 제2전원(GND) 사이에 각각 전기적으로 연결된 제2저항(R22) 및 커패시터(C21)를 갖는 신호 수신부(310);

   상기 제1전원(+12V) 및 상기 제2전원(GND) 사이에 전기적으로 연결되어 상기 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태 여부를 판별하는 기준 전압을 생성하여 출력하는 기준 전압 발생부(330);

   상기 신호 수신부(310) 및 상기 기준 전압 발생부(330)의 출력 전압을 비교 하여 상기 신호선의 단선, 합선 및 강우량 감지 상태 여부를 판별하되, 반전단자(a)에 합선 기준 전압(Vs)이 입력되고 비반전단자(b)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되는 제1비교기(OP1)와, 반전단자(a)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되고 비반전단자(b)에 강우량 감지 기준 전압(Vn)이 입력되는 제2비교기(OP2)와, 반전단자(a)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되고 비반전단자(b)에 합선 기준 전압(Vs)이 입력되는 제3비교기(OP3)와, 반전단자(a)에 단선 기준 전압(Vo)이 입력되고 비반전단자(b)에 신호 수신부(310)의 출력 전압이 입력되는 제4비교기(OP4)와, 두 개의 입력단(a, b)이 상기 제1비교기(OP1) 및 상기 제2비교기(OP2)의 출력단자(c)에 각각 연결된 OR게이트(G)와, 상기 제1비교기(OP1) 및 상기 제2비교기(OP2)의 출력단자(c)와 상기 제1전원(+12V) 사이에 각각 전기적으로 연결된 제3저항(R41) 및 제4저항(R42)을 갖는 신호 판독부(350); 및

   상기 OR게이트(G)의 출력단(c), 상기 제3비교기(OP3)의 출력단자(c) 및 상기 제4비교기(OP4)의 출력단자(c) 사이에 각각 전기적으로 연결되어 상기 신호 판독부(350)의 출력 전압을 계측단(Mr, FX1, FX2)에 각각 전달하는 제1 내지 제3포토커플러(PC1 내지 PC3)로 이루어지는 출력부(370)를 포함하며,

   상기 표시 모듈(500)은 상기 제1전원(+12V)과 상기 OR게이트(G)의 출력단(c), 상기 제3비교기(OP3)의 출력단자(c) 및 상기 제4비교기(OP4))의 출력단자(c) 사이에 각각 전기적으로 연결된 제1 내지 제3표시부(510 내지 550)를 포함하되, 상기 제1 내지 제3표시부(510 내지 550))는 각각, 서로 직렬 연결된 보호저항(R5, R6, R7) 및 발광다이오드 소자(L2, L3, L4)를 포함하여 이루어진 것을 특징 으로 하는 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 전압 발생부(330)는,

   일단이 상기 제1전원(+12V)에 전기적으로 연결되고 타단이 상기 제2전원(GND)에 전기적으로 연결된 제5저항(R31)과, 상기 제5저항(R31)의 타단과 상기 제2전원(GND) 사이에 각각 병렬 연결되는 제1 및 제2커패시터(C31, C32)와, 애노드(b)가 상기 제2전원(GND)에 전기적으로 연결되며 캐소드(a) 및 기준 단자(r)가 상기 제5저항(R31)의 타단에 전기적으로 연결된 션트 레귤레이터(SR)를 갖는 전원 공급부(331)와,

   상기 션트 레귤레이터(SR)의 기준 단자(r)와 애노드(b) 사이에 연결되되, 상기 션트 레귤레이터(SR)의 기준 단자(r)에 일단이 연결된 제1분배저항(R32, R34, R36)과, 상기 제1분배저항(R32, R34, R36)의 타단에 일단이 연결된 가변저항(VR1, VR2, VR3)과, 상기 가변저항(VR1, VR2, VR3)의 타단과 상기 션트 레귤레이터(SR)의 애노드(b) 사이에 전기적으로 연결된 제2분배저항(R33, R35, R37)으로 인하여 단선 기준 전압(Vo), 합선 기준 전압(Vs) 및 강우량 감지 기준 전압(Vn)이 제공되는 제1 내지 제3전압 조정부(333, 334, 335)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 강우량 감지모듈(150)의 전원단(X1, X2)은,

   상기 커넥터(CT)의 일단(a)과 상기 커넥터(CT)의 타단(b)에 각각 전기적으로 연결되어 상기 강우량 계측모듈(300)로부터 구동 전압을 공급받는 것을 특징으로 하는 자가진단이 가능한 강우량 계측 장치.

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