KR100900472B1 - 교육용 기상 관측기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교육용 기상 관측기에 관한 것으로, 본 발명에 의한 교육용 기상 관측기는 풍속계, 풍향계 및 장/탈착식 나침반이 구비되는 기상 관측기에 있어서, 직립되면서 길이 방향으로 연장되며 부피에 의한 강우량을 측정하는 측우계; 상기 측우계의 도중에 구비되어 풍력을 측정하는 풍력 측정부; 및 상기 풍속계의 몸체 각 끝단에 구비되어 상기 몸체의 회전 길이를 측정하여 풍속을 계산하는 길이 측정부; 를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따르면, 교육 차원에서 하나의 기상 관측기에 의해 풍향, 풍속 측정 및 계산, 풍력 측정, 강수량, 풍향, 방위 및 시간 등을 다양하게 관측할 수 있으면서 생산 원가 절감과 조립이 용이하며 장비의 부피가 축소되는 효과가 있다.

기상 관측기, 교육용, 풍향계, 풍속계, 풍력 측정부, 측우계, 길이 측정부, 나침반, 해시계

Description

교육용 기상 관측기{METEOROLOGICAL OBSERVATION UTENSIL FOR EDUCATION}

본 발명은 교육용 기상 관측기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교육 차원에서 하나의 기상 관측기에 의해 풍향, 풍속 측정 및 계산, 풍력 측정, 강수량, 풍향, 방위 및 시간 등을 다양하게 관측할 수 있으면서 생산 원가 절감과 조립이 용이하며 장비의 부피를 축소할 수 있게 한 교육용 기상 관측기에 관한 것이다.

일반적으로, 기상 관측이라 함은 대기 상태나 대기 속에서 일어나는 여러 현상을 알기 위하여 기압, 기온, 습도, 바람, 구름 등의 기상 요소를 관측하는 일로 이에 해당되는 다양한 기상 관측 장비가 제작 출시되고 있다.

이러한 종래의 기상 관측기는 도면에는 도시하지 않았지만 교육용으로는 출시가 되지 않고 관측하고자 하는 기상 요소에 따라 각각 별도로 구비하여 구매 비용이 증가하며 차지 공간 또한 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 교육 차원에서 하나의 기상 관측기에 의해 풍향, 풍속 측정 및 계산, 풍력 측 정, 강수량, 풍향, 방위 및 시간 등을 다양하게 관측할 수 있으면서 생산 원가 절감과 조립이 용이하며 장비의 부피를 축소할 수 있게 한 교육용 기상 관측기를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 풍속계, 풍향계 및 장/탈착식 나침반이 구비되는 기상 관측기에 있어서, 직립되면서 길이 방향으로 연장되며 부피에 의한 강우량을 측정하는 측우계; 상기 측우계의 도중에 구비되어 풍력을 측정하는 풍력 측정부; 및 상기 풍속계의 몸체 각 끝단에 구비되어 상기 몸체의 회전 길이를 측정하여 풍속을 계산하는 길이 측정부; 를 포함하여 이루어짐으로써, 하나에 여러 가지의 기상 요소를 관측할 수 있도록 하면서 관측기의 구매 비용의 감소와 차지 공간이 감소되므로 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 교육용 기상 관측기는 교육 차원에서 하나의 기상 관측기에 의해 풍향, 풍속 측정 및 계산, 풍력 측정, 강수량, 풍향, 방위 및 시간 등을 다양하게 관측할 수 있으면서 생산 원가 절감과 조립이 용이하며 장비의 부피가 축소되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 교육용 기상 관측기를 첨부도면을 참조하여 일 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 교육용 기상 관측기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 받침대(2)와 측우계(3)와 나침반(4)과 풍력 측정부(5)와 풍속계(6) 및 풍향계(7)로 이루어지며, 이들 각각을 조립하여 사용한다.

상기 받침대(2)는 목재나 합성수지재를 사용한 원형 또는 다각형 판상으로 그 중심부에 구성이 형성되고 이 구멍을 통해 후술할 측우계(3)의 수집통(32)의 하단에 탈/부착된다.

더욱이, 상기 받침대(2)는 해시계(앙부일구:仰釜日晷) 기능을 하되 상기 측우계(3)의 수집통(32)이 영침 기능을 하고 이 표면에 동서남북의 방위 및 시각선이 표기되어 시각에 따른 상기 수집통(32)의 위치 변화를 이용하여 현재 시각을 알 수 있다.

즉, 상기 받침대(2)의 표면에는 그 중심부를 기점으로 선을 그어 8칸으로 나뉜 8간지가 표시되며 각각의 8간지에는 묘시인 토끼, 진시인 용, 사시인 뱀, 오시인 말, 미시인 양, 신시인 원숭이 및 유시인 닭과 같이 동물 캐릭터가 표기되어 아이들이 더욱 흥미롭고 쉽게 시간을 알 수 있다.

여기에서 상기 받침대(2)에 시각선 이외에 절기선이 표기될 수 있고 시간을 보는 방법은 먼저 상기 수집통(32)인 영침의 그림자가 가리키는 시간을 읽는 과정에서 가장 가까운 곳의 시각선인 12간지중 가장 가까운 곳의 간지를 읽으며 간지와 간지 사이는 8개이 선이 있는데 선 하나가 1각을 뜻하며 1각은 15분을 의미한다.

상기 측우계(3)는 직립되면서 길이 방향으로 연장되며 부피에 의한 강우량을 측정하며 수집통(32), 유입부(34) 및 온도계(36)로 세분화하여 구성된다.

상기 수집통(32)은 투명한 합성수지재로 형성되되 상부가 개구되면서 내부가 중공 형성된 상단의 직경이 하단의 직경보다 축소되는 단차 형태의 하단 표면에 부피에 대한 눈금이 표기되며 단차진 각기둥 또는 단차진 원기둥 중 어느 하나를 접목하되 본 실시 예에서는 원기둥 형태로 형성되는 것을 예시한다.

즉, 상기 수집통(32)이 각기둥일 경우 부피 V=

이고 원기둥일 경우 부피 V=

이므로 이 수집통(32) 표면에 계산식에 의해 계산된 부피 값을 눈금으로 표기하여 강우량을 용이하게 알 수 있다.

더욱이, 상기 수집통(32)이 해시계를 활용할 때 영침이 되고 상기 받침대(2)가 시반이 된다.

상기 유입부(34)는 상기 수집통(32)의 상단에 결합되는 깔때기 형상으로 빗물이 유입된다.

그리고 상기 수집통(32)의 내부에 제조시 길이 방향으로 별도의 개별 공간을 형성하고 그 공간에 온도를 측정할 수 있는 온도계(36)가 구비된다. 즉, 상기 수집통(32)의 상부에 상기 온도계(36)와 상응하는 원형 홈이 형성되거나 측벽에 이 온도계(36)와 상응하는 길이 방향의 홈이 형성될 수 있다.

상기 나침반(4)은 상기 수집통(32)의 하단 둘레면 일단에 결착구(42)에 의해 위치 고정시 재사용이 가능하도록 탈/부착되며 상기 온도계(36)를 가리지 않는 위치에 구비되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 나침반(4)은 상기 받침대(2) 및 수집통(32)에 의해 시간을 측정할 때 방위를 인지할 수 있을 뿐만 아니라 후술할 풍향 계(7)에 의해 풍향을 측정할 때에도 사용되어 방위를 인지할 수 있다.

여기서, 상기 결착구(42)는 선단이 상기 수집통(32) 둘레에 삽입되도록 상응하는 후크 형상을 하고 후단에 수직 방향의 구멍을 관통 형성하여 그 구멍에 나침반(4)을 삽입 고정하거나 후단 상면에 상기 나침반(4)이 위치 고정된다.

상기 풍력 측정부(5)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 나침반(4)에서 상측으로 이격된 수집통(32)의 둘레면 타단에 구비되어 풍력을 측정하는 기능을 하며, 측정판(52)과 다수개의 결착구(52a)와 지시부재(54)와 힌지(56) 및 마감부재(58)로 세분화하여 구성된다.

상기 측정판(52)은 직립된 부채꼴 판상으로 일면 또는 양면 가장자리에 풍력을 수치로 나타낸 눈금이 방사상으로 표기되며 수직 방향인 "0"에서 시작하여 수평 방향으로 갈수록 수치가 높아지도록 숫자가 표기된다.

즉, 상기 측정판(52)의 풍속값을 1m/s, 2m/s, 3m/s, 4m/s, 5m/s 및 6m/s 까지 측정할 수 있도록 수치가 표시되되 실험치에 의한 눈금의 간격이 상이하며 이 수치는 증감이 가능하다.

여기서, 상기 측정판(52)의 풍력 수치는 풍력 계급만 임의대로 표시한 종래와는 다르게 기상청에서 풍동계를 통해 실험하고 이에 검출된 검사값에 근거하여 표기되므로 좀더 정확한 결과를 알 수 있다.

그리고 상기 결착구(52a)는 선단이 상기 수집통(32) 둘레에 삽입되도록 상응하는 후크 형상을 하고 후단에 상기 측정판(52)의 일면에 삽입/고정될 수 있도록 뾰족한 침 형상으로 일체 형성된다.

상기 지시부재(54)는 상기 측정판(52)의 눈금이 표기된 일면 또는 양면 중심점인 꼭짓점 부위에 힌지(56)가 고정되고 상기 힌지(56)의 일단 또는 타단 또는 양단에 삽입 고정되어 회전하며 이 지시부재(54)가 힌지(56)에서 이탈하는 것을 방지하기 위해 상기 힌지(56)의 타단에 마감부재(58)로 고정시키고 바람량에 따라 표기된 눈금을 지시하여 지시된 눈금의 수치가 풍력 값이다.

더욱이, 상기 지시부재(54)는 본 실시 예에서 막대 형상으로 형성되지만 선단이 화살표 형상으로 형성되는 등의 변경 실시가 가능하다.

여기서, 상기 지시부재(54)가 힌지(56)에 고정될 때 도면에는 도시하지 않았지만 이 지시부재(54)의 상면에 금속재의 고리를 사용하여 연결하는 것도 가능하다.

도면 3에서는 상기 지시부재(54)가 상기 측정판(52)의 위치가 3m/s 보다 조금 더 상향 회전된 상태이므로 풍속값이 3m/s는 조금 넘는다.

상기 풍속계(6)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상기 수집통(32)의 상단 즉 직경이 축소되는 부위에 삽입되어 풍속을 측정하는 기능을 하며, 몸체(62), 풍배(64) 및 길이 측정부(66)로 세분화하여 구성된다.

여기서, 상기 풍속계(6)의 몸체(62)는 상기 수집통(32)의 상단에 설치 높이를 제한할 수 있도록 연질의 링(Ring: R)이 삽입 고정된다.

상기 몸체(62)는 십자 형상의 판상으로 형성되되 그 중심부에 관통 구멍이 형성되어 상기 베이스(3)에 삽입된다.

상기 풍배(64)는 합성수지재로 형성되되 상기 몸체(62)의 끝단마다 동일한 방향을 향하도록 고정되되 사용 중 이탈되지 않도록 이 몸체(62)의 접합 부위에 직경과 상응하는 홈을 형성하고 이 홈에 억지 끼움 방식으로 고정시킨다.

그리고 상기 풍배(64)의 바닥면에 홍보 인쇄물 또는 조립 순서 또는 작동 설명이 표기되거나 이러한 사항이 표기된 스티커가 접착될 수 있다.

상기 길이 측정부(66)는 상기 풍속계(6) 몸체(62)의 회전 길이를 측정하여 풍속을 계산하는 기능을 하며 가이드(68) 및 와이어(68a)로 세분화하여 구성된다.

상기 가이드(68)는 상기 몸체(62)의 가장자리에 외벽에 각각 "ㄷ" 자 형상으로 구비된다.

상기 와이어(68a)는 상기 가이드(68) 중 어느 하나에 끝단이 고정되어 이 가이드(68)에 권출된 상태로 구비되어 상기 몸체(62) 회전시 이 실(68a)이 권취된 길이를 상기 실(68a)에 표기된 눈금을 계산 측정하며 표면에 길이별로 눈금을 표기하여 용이하게 인지할 수 있다.

즉, 속도(

)의 단위는 m/sec 이므로 풍속을 측정하기 위해 상기 풍속계(6)의 몸체(62)가 회전되기 시작하면 설정된 시간 동안(초) 상기 가이드(68)에 풀린 상태로 고정된 와이어(68a)가 감기게 되고 이 감긴 길이(거리)에 따라 공식에 대입하여 계산하면 된다.

상기 풍향계(7)는 상기 풍속계(6)와 이격된 상기 수집통(32) 상단에 구비되어 풍속을 측정하는 기능을 하며, 이 풍속계(6)로부터 이격될 수 있도록 상기 수집통(32)의 상단에 설치 높이를 제한할 수 있도록 삽입 고정된 연질의 링(R)의 상부 에 안착된다.

더욱이, 상기 풍향계(7)는 선단이 화살 형상으로 형성되는 판 형상으로 후단에는 직립되어 직교되도록 직교판을 삽입 고정한다.

한편, 상기 결착구(42, 52a)와, 상기 풍력 측정부(5)의 측정판(52)과, 상기 풍속계(6)의 몸체(62)와 길이 측정부(66)의 가이드(68) 및 상기 풍향계(7)는 압착된 스티로폼(styrofoam)으로 형성되며, 합성수지재로 형성될 수도 있다. 그리고 상기 마감부재(58)도 스티로폼으로 형성된다.

그리고 상기 수집통(32)에 결착구(42, 52a)와, 측정판(52)을 부착하거나 상기 풍속계(6)의 몸체(62)에 풍배(64)를 부착하거나 상기 풍속계(6)의 몸체(62)에 가이드(68)를 부착할 경우 이 폭과 동일한 양면 테이프를 사용하거나 접착제를 사용하여도 실시할 수 있다.

더욱이, 상기 나침반(4)과 풍력 측정부(5)와 풍속계(6) 및 풍향계(7)는 그 설치 위치가 변경될 수 있다.

그리고 상기 유입부(34)에는 도 5에 도시된 바와 같이 상단 둘레면에 적어도 하나의 연장부(34a)가 돌출 형성되고 상기 연장부(34a)에 결합될 수 있도록 풍향과 일기 상태를 나타내는 풍기대 깃발(70)이 더 구비된다.

여기서, 상기 풍기대 깃발(70)은 깃발 형태가 풍향 깃발인 삼각형태와 일기깃 발인 사각형태로 이루어지며, 풍향 깃발에서 북풍은 힌색, 남풍은 적색, 서풍은 청색 및 동풍은 녹색으로 구성되고 일기 깃발에서 맑음은 힌색, 흐림은 적색, 비는 청색 및 눈은 녹색으로 구성된다.

즉, 기상 관측시 관측 상황에 따라 상기 풍향계(7) 및 나침반(4)에 의해 풍향을 알아내고 그에 해당되는 깃발(70)을 상기 연장부(34a)에 꽂아 기상 상태를 타인이 알 수 있고, 일기 상태도 마찬가지로 해당되는 일기에 해당되는 깃발(70)을 꽂아 일기 상태를 타인이 알 수 있다.

그러므로 본 발명의 교육용 기상 관측기(1)는 풍향, 풍속 측정 및 계산, 풍력 측정, 강수량, 풍향, 방위 및 시간 등과 같은 기상 요소들을 관측할 수 있으며, 상기 받침대(2)에 나침반(4)과 풍력 측정부(5)와 풍속계(6)와 길이 측정부(66) 및 풍향계(7)가 구비된 수집통(32)의 하단을 손으로 파지한 상태에서 기상 요소들을 관측할 수 있으며, 이 받침대(2)를 상기 수집통(32)의 하단에 부착하고 지면에 위치시킨 후 기상 요소들을 관측할 수도 있다.

다만, 상기 받침대(2)는 해시계 기능을 하므로 시각을 관측할 경우에는 이 받침대(2)를 부착한 상태에서만 실시가 가능하다.

시간 측정은, 상기 나침반(4)을 통해 상기 받침대(2)에 표시된 방위를 이 나침반(4)과 일치시킨 후 영침 기능을 하는 수집통(32)의 그림자를 통해 현재 시각을 알 수 있다.

온도 측정은, 상기 수집통(32) 내부에 구비된 온도계(36)를 통해 온도를 알 수 있다.

풍력 측정은, 풍력이 강할수록 상기 풍력 측정부(5)의 지시부재(54)가 측정판(52)에서의 회전 각도가 최초 수직 상태에서 커지며, 반대로 풍력이 약할수록 이 풍력 측정부(5)의 지시부재(54)가 측정판(52)에서의 회전되는 각도가 작아진다.

즉, 풍력 측정은 상기 측정판(52)에서 바람의 세기에 따라 지시부재(54)의 회전 각도가 틀려짐에 따라 상기 지시부재(54)가 지시하는 측정판(52)의 눈금(실험치에 의한 수치)의 숫자를 보고 측정자가 측정한다.

더욱이, 풍력 측정시 상기 지시부재(54)가 풍력의 강도에 따라 지시하는 측정판(52)의 풍력 수치는 실험에 의한 결과 값에 근거를 두므로 관측 결과를 수치상으로 표시할 수 있다.

풍속 측정은, 상기 풍속계(6)의 회전 속도를 측정자가 인지하여 속도의 고저에 따라 풍속의 빠르고 느림을 판단할 수 있다.

더욱이, 풍속 계산은 우선, 상기 와이어(68a)를 상기 풍속계(6)의 몸체(62) 가장자리에 부착된 가이드(68)를 따라 최대 권출시킨 상태에서 바람에 의해 상기 몸체(62)가 회전되기 시작하면 설정된 시간 동안(초) 상기 가이드(68)에 풀린 상기 와이어(68a)가 감기게 되고 이 감긴 길이(거리)를 공식에 대입하여 계산하면 된다.

강수량 측정은, 비가 올 경우 본 발명의 교육용 기상 관측기(1)를 외부에 위치시키면 빗물이 상기 유입부(34)를 따라 상기 수집통(32)의 내부로 유입되며 이 수집통(32)의 표면에 표기된 부피 값을 이용하여 강우량을 알 수 있다.

풍향 측정은, 상기 풍향계(7)가 바람에 의해 회전하여 가리키는 방위를 나침반(4)을 통해 알 수 있다.

방위 측정은, 상기 결착구(42)에 구비되는 나침반(4)을 통해 알 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 교육용 기상 관측기를 도시한 분해 사시도이다.

도 2는 상기 교육용 기상 관측기를 결합한 상태를 도시한 사시도이다.

도 3은 상기 교육용 기상 관측기의 풍력 측정부를 도시한 측면도이다.

도 4a 및 도 4b는 상기 교육용 기상 관측기의 길이 측정부에 의해 풍속 계산하는 상태를 도시한 평면도이다.

도 5는 상기 교육용 기상 관측기에 풍기대 깃발이 구비되는 상태를 도시한 사시도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 기상 관측기 2: 받침대

3: 베이스 32: 수집통

34: 유입부 36: 온도계

4: 나침반 5: 풍력 측정부

52: 측정판 54: 지시부재

6: 풍속계 62: 몸체

64; 풍배 66: 길이 측정부

68: 가이드 68a: 와이어

7: 풍향계

Claims (10)

1. 풍속계, 풍향계 및 장/탈착식 나침반이 구비되는 기상 관측기에 있어서,

   직립되면서 길이 방향으로 연장되며 부피에 의한 강우량을 측정하는 측우계;

   상기 측우계의 하단에 탈,부착 가능하며, 수집통이 영침 기능을 하고 표면에 시각선이 표기된 해시계인 받침대;

   상기 측우계의 도중에 구비되어 풍력을 측정하는 풍력 측정부; 및

   상기 풍속계의 몸체 각 끝단에 구비되어 상기 몸체의 회전 길이를 측정하여 풍속을 계산하는 길이 측정부; 를 포함하며,

   상기 측우계, 받침대, 풍력 측정부 및 길이 측정부 각각을 조립하는 것을 특징으로 하는 교육용 기상 관측기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 측우계는,

   빗물이 유입되는 유입부;

   상기 유입부의 하단에 결합되며 투명 재질로 내부가 중공 형성된 단차 형태의 표면에 부피에 대한 눈금이 표기되는 수집통; 및

   상기 수집통의 내부에 별도의 공간을 형성하고 이 공간에 구비되는 온도계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교육용 기상 관측기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 풍력 측정부는,

   직립된 판상으로 일면 또는 양면에 실치를 측정한 풍력 값을 나타낸 눈금이 표기되는 측정판; 및

   상기 측정판의 눈금이 표기된 일면 중심부에 힌지 고정되는 선형 타입으로 회전하며 풍력의 강도에 따라 표기된 눈금을 달리 지시하는 지시부재; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교육용 기상 관측기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 길이 측정부는,

   상기 풍속계의 몸체의 가장자리에 구비되는 가이드; 및

   상기 가이드 중 어느 하나에 끝단이 고정되어 풀린 상태에서 상기 몸체 회전시 감긴 길이를 측정할 수 있도록 눈금이 표시된 와이어; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교육용 기상 관측기.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,

   상기 풍향계와 풍속계 및 풍력 측정부는, 압착된 스티로폼 판재를 절개하여 상호 조립하는 것을 특징으로 하는 교육용 기상 관측기.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 풍속계의 풍배에는 홍보 인쇄물과 조립 순서 및 작동 설명 중 어느 하나가 표기되거나 이러한 사항이 표기된 스티커가 부착되는 것을 특징으로 하는 교육용 기상 관측기.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 풍력 측정부는 결착구에 의해 상기 수집통에 탈/부착되는 것을 특징으로 하는 교육용 기상 관측기.
10. 제 2항에 있어서,

    상기 유입부에는 적어도 하나의 연장부가 돌출 형성되고 상기 연장부에 결합될 수 있도록 풍향과 일기 상태를 나타내는 깃발이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 교육용 기상 관측기.

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