KR100936470B1 - 해수의 수위정보와 해저면의 굴곡을 확인해서 해저지형변화를 실시간으로 관측하는 해저지형 확인시스템 - Google Patents

해수의 수위정보와 해저면의 굴곡을 확인해서 해저지형변화를 실시간으로 관측하는 해저지형 확인시스템 Download PDF

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박태호
황성수
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(주)새한지오텍
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Abstract

본 발명은 해저지형 확인시스템에 관한 것으로, 상방으로 개구되며 내벽에 형성된 걸림부(112a)를 갖추고서 상부에 구비되는 부력체설치부(112)와, 걸림부(112a)와 맞물리는 돌부(113a)를 갖추고서 부력체설치부(112)를 개폐하는 덮개(113)를 구비한 탐지기바디(110)와; 부력체설치부(112)에 배치되는 신축재질의 부력체(126)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 부력체(126)와 연통되는 압축탱크(121)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 압축탱크(121)에 고압의 가스를 압축해 공급하는 컴프레서(122)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 압축탱크(121)로부터 부력체(126)로의 압축가스공급을 제어하는 밸브(123)와, 탐지기바디(110)에 설치되어 수압을 측정하며 수압에 따른 수압신호를 출력하는 수압센서(124)와, 탐지기바디(110)에 내설되며 수압센서(124)로부터 수압신호를 수신하여 기준값을 벗어나는 수압을 나타내는 수압신호가 수신되면 밸브(123)를 개방하는 제어유닛(125)을 갖춘 부양장치(120)와; 탐지기바디(110)에 설치되어 해저면과의 거리를 측정하는 거리측정유닛(130)과; 탐지기바디(110)에 설치되어 탐지기바디(110)의 위치를 측정하는 위치추적장치(140)와; 거리측정유닛(130)로부터의 거리측정신호와 위치추적장치(140)로부터의 위치측정신호를 무선송출하는 송신유닛(150)으로 구성된 수중탐지기(100)와, 수면 위를 이동하는 선박바디(211)와, 선박바디(211)에 수직방향으로 설치되어 회전하는 지지체(213)와, 지지체(213)에 수평방향으로 설치되는 수평체(214)와, 지지체(213) 또는 수평체(214)에 설치되는 다수의 가이드체(215)를 갖 춘 탐사선박(210)과; 선박바디(211)에 설치되며, 지지체(213)를 회전시키는 구동장치(220)와; 선박바디(112)에 설치되고, 가이드체(215)에 의해 안내되며 탐지기바디(110)에 연결되는 인양와이어(231)를 갖추고서 인양와이어(231)를 감거나 푸는 인양장치(230)와; 선박바디(211)에 설치되며 송신유닛(150)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하는 수신부(240)와; 선박바디(211)에 설치되며, 수신부(240)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하여 측정해저영상을 생성하고, 기존해저영상을 업데이트하는 제어부(250)와; 선박바디(211)에 설치되며, 제어부(250)에 의해 작동제어되어, 해저영상을 디스플레이하는 출력부(260)를 갖춘 탐사장치(200)로 이루어져, 분실된 수중탐지기(100)를 용이하게 찾을 수 있는 효과가 있다.

Description

해수의 수위정보와 해저면의 굴곡을 확인해서 해저지형변화를 실시간으로 관측하는 해저지형 확인시스템{Subsurface Topography Confirmation System}
본 발명은 해수의 수위정보와 해저면의 굴곡을 확인해서 해저지형변화를 실시간으로 관측하는 해저지형 확인시스템에 관한 것이다.
일반적으로 해저 지형변화 조사는, 수중탐지기를 탐사선박으로 끌고 가면서 수중탐지기로부터 생성된 해저영상을 매개로 지형변화를 확인함으로써 이루어진다.
이러한 지형변화 확인을 위해 대한민국 등록실용신안(20-0415471; 수중탐지기)가 고안되었다.
상기 수중탐지기는, 탐사선박에 의해 끌려가면서 해저지형에 따른 해저영상을 생성한다.
하지만 상기와 같은 수중탐지기는, 탐사선박과 연결해주는 와이어가 끊어질 경우, 수중탐지기가 가라앉으면서 분실되기 쉬웠다.
따라서, 고가의 수중탐지기를 찾기 위해 많은 시간과 노동력이 소비되었다.
이에, 상기 수중탐지기의 분실을 방지하며, 안정적으로 해저지형을 확인할 수 있는 해저지형 확인시스템이 요구되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수중탐지기의 분실을 방지하며, 안정적으로 해저지형을 확인할 수 있는 해저지형 확인시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 상방으로 개구되며 내벽에 형성된 걸림부(112a)를 갖추고서 상부에 구비되는 부력체설치부(112)와, 걸림부(112a)와 맞물리는 돌부(113a)를 갖추고서 부력체설치부(112)를 개폐하는 덮개(113)를 구비한 탐지기바디(110)와; 부력체설치부(112)에 배치되는 신축재질의 부력체(126)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 부력체(126)와 연통되는 압축탱크(121)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 압축탱크(121)에 고압의 가스를 압축해 공급하는 컴프레서(122)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 압축탱크(121)로부터 부력체(126)로의 압축가스공급을 제어하는 밸브(123)와, 탐지기바디(110)에 설치되어 수압을 측정하며 수압에 따른 수압신호를 출력하는 수압센서(124)와, 탐지기바디(110)에 내설되며 수압센서(124)로부터 수압신호를 수신하여 기준값을 벗어나는 수압을 나타내는 수압신호가 수신되면 밸브(123)를 개방하는 제어유닛(125)을 갖춘 부양장치(120)와; 탐지기바디(110)에 설치되어 해저면과의 거리를 측정하는 거리측정유닛(130)과; 탐지기바디(110)에 설치되어 탐지기바디(110)의 위치를 측정하는 위치추적장치(140)와; 거리측정유닛(130)로부터의 거리측정신호와 위치추적장 치(140)로부터의 위치측정신호를 무선송출하는 송신유닛(150)으로 구성된 수중탐지기(100)와, 수면 위를 이동하는 선박바디(211)와, 선박바디(211)에 수직방향으로 설치되어 회전하는 지지체(213)와, 지지체(213)에 수평방향으로 설치되는 수평체(214)와, 지지체(213) 또는 수평체(214)에 설치되는 다수의 가이드체(215)를 갖춘 탐사선박(210)과; 선박바디(211)에 설치되며, 지지체(213)를 회전시키는 구동장치(220)와; 선박바디(112)에 설치되고, 가이드체(215)에 의해 안내되며 탐지기바디(110)에 연결되는 인양와이어(231)를 갖추고서 인양와이어(231)를 감거나 푸는 인양장치(230)와; 선박바디(211)에 설치되며 송신유닛(150)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하는 수신부(240)와; 선박바디(211)에 설치되며, 수신부(240)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하여 측정해저영상을 생성하고, 기존해저영상을 업데이트하는 제어부(250)와; 선박바디(211)에 설치되며, 제어부(250)에 의해 작동제어되어, 해저영상을 디스플레이하는 출력부(260)를 갖춘 탐사장치(200)로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 수중탐지기에 부양장치를 구비함으로써, 수중탐지기와 탐사선박의 연결이 끊어지더라도, 수중탐지기를 용이하게 찾을 수 있으며, 안정적으로 해저지형을 확인할 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 해저지형 확인시스템을 나타내기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 해저지형 확인시스템을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 수중탐지기를 나타낸 도면으로, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 해저지형 확인시스템은 해저를 수평이동하는 수중탐지기(100)와, 수중탐지기(100)와 연결되는 탐사장치(200)를 포함한다.
상기 수중탐지기(100)는, 수중을 이동하는 유선형의 탐지기바디(110)와, 탐지기바디(110)에 내설되는 부양장치(120)와, 탐지기바디(110)에 설치되는 거리측정유닛(130)과, 탐지기바디(110)에 설치되는 위치추적장치(140)와, 탐지기바디(110)에 설치되는 송신유닛(150)으로 구성된다.
상기 탐지기바디(110)는, 내부에 형성되는 룸 형상의 설치부(111)와, 설치부(111)의 상부에 형성되며 설치부(111)와 연통되는 부력체설치부(112)와, 부력체설치부(112)를 개폐하는 덮개(114)로 구성된다.
상기 부력체설치부(112)는, 상면이 개구되며, 내벽에 홈 형상의 걸림부(112a)가 다수개 구비되고, 상부에 홈 형상의 안착부(112c)가 형성되며, 하부에 상하로 관통된 관통부(112b)가 형성된다.
상기 덮개(114)는, 부력체설치부(112)의 안착부(112c)에 안착되는 개폐판(113c)과, 개폐판(113c)로부터 연장되어 부력체설치부(112)에 삽입되는 다수의 삽입바(113b)와, 삽입바(113b)의 끝단에 형성되어 부력체설치부(112)의 걸림부(112a)과 맞물리는 돌부(113a)로 구성된다. 이때, 삽입바(113b)는 약간의 탄성을 가져 외력이 가해질 경우 내측으로 오므라든다.
상기 부양장치(120)는, 부력체설치부(112)에 배치되는 부력체(126)와, 설치부(111)에 설치되는 압축탱크(121)와, 압축탱크(112)와 연결된 컴프레서(122)와, 압축탱크(112)로부터 배출되는 압축공기를 제어하는 밸브(123)와, 탐지기바디(110)에 설치되는 수압센서(124)와, 수압센서(124) 및 밸브(123)를 작동제어하는 제어유닛(125)를 갖춘다.
상기 부력체(126)는, 신축재질을 갖는 튜브형상의 부양부(126a)와, 부양부(126a)와 연통되며 하단이 부력체설치부(112)의 관통부(112b)의 상단과 나사산결합되는 부력체체결부(126b)로 구성된다.
상기 압축탱크(121)는 압축공기를 수용하는 통상의 저장탱크로서, 별도의 연결라인(L)을 매개로 부력체설치부(112)의 관통부(112b)와 연통된다. 이때, 연결라인(L)의 단부에는 나사산이 형성되어, 관통부(112b)의 하부와 나사산 결합된다.
상기 컴프레서(122)는, 기체를 압축하는 통상의 압축기로, 압축탱크(121)에 이웃되도록 설치부(111)에 설치되며, 공기를 압축하여, 압축된 공기를 압축탱크(121)에 공급한다.
상기 밸브(123)는, 연결라인(L) 상에 설치되며, 제어유닛(125)에 의해 작동제어되어, 연결라인(L)을 개방 또는 폐쇄시킨다.
상기 수압센서(124)는, 탐지기바디(110)의 저면에 설치되며, 탐지기바디(110)가 위치한 수압을 측정하여, 수압신호를 제어유닛(125)으로 출력한다. 이때, 수압센서(124)는 수위에 따른 수압을 측정할 수 있는 것이면 어떤 것이든 무방하다.
상기 제어유닛(125)은, 탐지기바디(110)의 설치부(111)에 설치되어, 수압센서(124)로부터 수압신호를 수신하며, 수신된 수압신호를 판독하여, 탐지기바디(110)의 현재위치 수압이 기준값을 벗어났다고 판독되면, 밸브(123)를 개방한다.
상기 거리측정유닛(130)는, 초음파를 출력하고 이로부터 돌아오는 반사파를 수신하는 통상의 초음파센서로, 해저면과의 거리를 측정하여 측정값에 따른 측정신호를 출력한다.
상기 위치추적장치(140)는, 탐지기바디(110)에 설치되어, 거리측정유닛(130)에 의해 측정되고 있는 위치를 나타내는 위치측정신호를 출력한다. 이때, 위치추적장치(140)는, 수중탐지기(100)의 위치를 나타내는 통상의 대수심용 위치추적장치로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 송신유닛(150)은, 탐지기바디(110)의 상면에 설치되며, 거리측정유닛(130)로부터의 거리측정신호와, 위치추적장치(140)로부터의 위치측정신호를 출력한다. 이때, 상기 송신유닛(150)은 각각의 신호를 음파를 이용하여 무선송출한다.
상기 탐사장치(200)는, 수면 위를 이동하는 탐사선박(210)과, 탐사선박(210)에 설치되는 구동장치(220)와, 탐사선박(210)에 설치되는 인양장치(230)와, 탐사선박(210)에 설치되는 수신부(240)와, 탐사선박(210)에 설치되는 제어부(250)와, 탐사선박(210)에 설치되는 출력부(260)로 구성된다.
상기 탐사선박(210)은, 수면 위를 이동하는 선박바디(211)와, 탐사선박(110)의 후미에 설치되는 베이스(126)와, 베이스(126)의 상부에 회전가능하게 설치되는 선회체(212)와, 선회체(212)의 상부에 수직방향으로 입설되는 지지체(213)와, 지지 체(213)의 상부에 수평방향으로 설치되는 수평체(214)와, 지지체(213)의 측면 또는 수평체(214)의 하면에 설치되는 다수의 가이드체(215)로 구성된다.
상기 구동장치(220)는, 유압 또는 전기를 이용하는 통상의 모터를 갖추고서, 베이스(216)에 내설되어, 선회체(212)를 회전시킨다. 또한, 구동장치(220)는 통상의 크레인장치에 사용되는 것으로, 선회체(212)와의 연결관계는 생략하기로 한다.
상기 인양장치(230)는, 유압 또는 전기를 이용하는 통상의 모터(미도시)와, 모터에 의해 회전하는 드럼(미도시)과, 일단이 드럼에 고정되고 타단이 탐사선박(210)의 선박바디(211)의 상부 중심에 고정되는 인양와이어(231)를 갖추고서, 탐사선박(210)의 상부에 설치된다. 이때, 인양와이어(231)는 모터의 회전에 따라 감거나 풀린다.
상기 수신부(240)는, 탐사선박(210)의 저면에 설치되며, 수중탐지기(100)의 송신유닛(150)으로부터 출력되는 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신한다.
상기 제어부(250)는, 탐사선박(210)에 설치되며, 수신부(240)로부터 거리측정신호와 위치측정신호를 수신하고, 이를 판독하여 출력부(260)를 매개로 측정된 해저지형을 해저영상으로 나타낸다. 이때, 제어부(250)는, 기존해저영상과 생성된 해저영상이 동일하면 생성된 해저영상을 삭제하고, 기존해저영상과 생성된 해저영상이 다르면 기존해저영상을 삭제함과 동시에 생성된 해저영상을 저장한다.
상기 출력부(260)는, 통상의 디스플레이장치로서, 탐사선박(210)에 설치되며, 제어부(250)에 의해 작동제어되어, 생성된 해저영상을 디스플레이한다.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 해저지형 확인시스템의 작용을 나타낸 도면으로서, 도 4 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 해저지형 확인시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.
우선, 상기 수중탐지기(100) 및 탐사장치(200)를 해저지형을 확인하고자 하는 장소에 배치시킨 후, 탐사선박(210)을 전방으로 이동시키면, 수중탐지기(100)는 탐사선박(210) 보다 후방에 배치되면서 탐사선박(210)에 의해 이끌려 수중을 이동한다.
이때, 상기 거리측정유닛(130)은 해저면으로 초음파를 송출하고, 되돌아 오는 반사파를 수신하여, 측정된 해저지형에 대한 거리측정신호를 출력하며, 거리측정신호를 수신한 송신유닛(150)이 이를 외부로 무선송출한다. 또한, 위치추적장치(140)는 현재위치를 나타내는 위치측정신호를 출력하고, 위치측정신호를 수신한 송신유닛(150)이 이를 외부로 무선 송출한다.
상기 송신유닛(150)으로부터 거리측정신호 및 위치측정신호가 출력되면, 탐사장치(200)의 수신부(240)가 이를 수신하여 제어부(250)로 송출한다. 이때, 제어부(250)는 거리측정신호와 위치측정신호를 판독하여 해저영상을 생성한 후, 생성된 해저영상이 기존해저영상과 동일하면 삭제하고 동일하지 않으면, 기존해저영상을 새로운 해저영상으로 업데이트한다.
한편, 장기간의 사용 또는 기타 외력에 의해 인양장치(230)의 인양와이어(231)가 끊어지면, 수중탐지기(100)는 탐사선박(210)과의 연결이 끊어지면서, 가라앉는다.
이때, 상기 수중탐지기(100)가 가라앉음에 따라, 수압센서(124)가 측정하는 수압이 변하며, 변화된 수압에 따른 수압신호가 수압센서(124)로부터 제어유닛(125)으로 전달된다.
여기서, 상기 제어유닛(125)이 측정수압이 기준값을 벗어났다는 수압신호를 수신하면, 제어유닛(125)은 밸브(124)를 개방한다.
상기 밸브(124)가 개방되면, 고압의 압축가스가 연결라인(L)을 경유하여, 탐지기바디(110)의 부력체(126)로 공급되고, 압축가스의 팽창력에 의해 부력체(126)가 부풀어 오르면서, 개폐판(113c)이 상방으로 힘을 받게 되면서, 덮개(113)의 돌부(113a)가 부력체설치부(112)의 걸림부(112a)로부터 이탈되어, 도 4와 같이 된다.
계속해서 상기 부력체(126)에 압축가스가 공급되면, 도 5와 같이 부력체(126)이 더욱 부풀어 오르고, 부력체(126)의 팽창력에 의해 덮개(113)가 부력체설치부(112)로부터 완전히 이탈된다.
따라서, 상기 부력체(126)에는 부력이 작용하게 되고, 부력에 의해 도 6과 같이 수중탐지기(100)가 수면으로 부양된다.
이에 따라, 유실된 상기 수중탐지기(100)를 용이하게 찾을 수 있다.
한편, 상기 해저지형 확인작업이 완료되면, 수중탐지기(100)가 탐사선박(210)으로 이동되어야 한다.
이때, 상기 작업자가 인양장치(230)를 구동시키면, 인양와이어(231)가 권취되면서 수중탐지기(100)가 수면 위로 이동하여 도 7과 같이 된다. 이후, 작업자가 구동장치(220)를 구동하여, 선회체(212)를 회전시키면, 도 8과 수중탐지기(100)가 탐사선박(210)의 상부에 위치하게 된다. 계속해서, 작업자가 인양장치(230)를 작동시켜 인양와이어(231)를 풀으면 수중탐지기(100)가 탐사선박(210)에 안착된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 해저지형 확인시스템은, 수중탐지기(100)가 탐사선박(210)으로부터 이탈되더라도, 수중탐지기(100)를 수면위로 부양시킬 수 있어, 분실된 수중탐지기(100)를 용이하게 찾을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해저지형 확인시스템을 나타내기 위한 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 해저지형 확인시스템을 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 수중탐지기를 나타낸 도면이고,
도 4는 내지 도 8은 본 발명에 따른 해저지형 확인시스템의 작용을 나타낸 도면이다.
- 첨부도면의 주요부분에 대한 용어설명 -
100; 수중탐지기 110; 탐지기바디
120; 부양장치 130; 거리측정유닛
140; 위치추적장치 150; 송신유닛
200; 탐사장치 210; 탐사선박
220; 구동장치 230; 인양장치
240; 수신부 250: 제어부
260; 출력부

Claims (1)

  1. 상방으로 개구되며 내벽에 형성된 걸림부(112a)를 갖추고서 상부에 구비되는 부력체설치부(112)와, 걸림부(112a)와 맞물리는 돌부(113a)를 갖추고서 부력체설치부(112)를 개폐하는 덮개(113)를 구비한 탐지기바디(110)와; 부력체설치부(112)에 배치되는 신축재질의 부력체(126)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 부력체(126)와 연통되는 압축탱크(121)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 압축탱크(121)에 고압의 가스를 압축해 공급하는 컴프레서(122)와, 탐지기바디(110)에 내설되어 압축탱크(121)로부터 부력체(126)로의 압축가스공급을 제어하는 밸브(123)와, 탐지기바디(110)에 설치되어 수압을 측정하며 수압에 따른 수압신호를 출력하는 수압센서(124)와, 탐지기바디(110)에 내설되며 수압센서(124)로부터 수압신호를 수신하여 기준값을 벗어나는 수압을 나타내는 수압신호가 수신되면 밸브(123)를 개방하는 제어유닛(125)을 갖춘 부양장치(120)와; 탐지기바디(110)에 설치되어 해저면과의 거리를 측정하는 거리측정유닛(130)과; 탐지기바디(110)에 설치되어 탐지기바디(110)의 위치를 측정하는 위치추적장치(140)와; 거리측정유닛(130)로부터의 거리측정신호와 위치추적장치(140)로부터의 위치측정신호를 무선송출하는 송신유닛(150)으로 구성된 수중탐지기(100)와,
    수면 위를 이동하는 선박바디(211)와, 선박바디(211)에 수직방향으로 설치되어 회전하는 지지체(213)와, 지지체(213)에 수평방향으로 설치되는 수평체(214)와, 지지체(213) 또는 수평체(214)에 설치되는 다수의 가이드체(215)를 갖춘 탐사선 박(210)과; 선박바디(211)에 설치되며, 지지체(213)를 회전시키는 구동장치(220)와; 선박바디(112)에 설치되고, 가이드체(215)에 의해 안내되며 탐지기바디(110)에 연결되는 인양와이어(231)를 갖추고서 인양와이어(231)를 감거나 푸는 인양장치(230)와; 선박바디(211)에 설치되며 송신유닛(150)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하는 수신부(240)와; 선박바디(211)에 설치되며, 수신부(240)로부터 거리측정신호 및 위치측정신호를 수신하여 측정해저영상을 생성하고, 기존해저영상을 업데이트하는 제어부(250)와; 선박바디(211)에 설치되며, 제어부(250)에 의해 작동제어되어, 해저영상을 디스플레이하는 출력부(260)를 갖춘 탐사장치(200)로 이루어진 것을 특징으로 하는 해저지형 확인시스템.
KR1020090067955A 2009-07-24 2009-07-24 해수의 수위정보와 해저면의 굴곡을 확인해서 해저지형변화를 실시간으로 관측하는 해저지형 확인시스템 KR100936470B1 (ko)

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KR101180260B1 (ko) 2011-01-25 2012-09-06 엘아이지넥스원 주식회사 해저의 지형 정보를 이용하여 해저 영상을 모자이킹하기 위한 장치 및 그 방법
KR101426536B1 (ko) * 2013-02-08 2014-08-05 인하대학교 산학협력단 모듈형 플로우팅 도크

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