KR100947450B1

KR100947450B1 - 강수량계

Info

Publication number: KR100947450B1
Application number: KR1020090083946A
Authority: KR
Inventors: 김창구
Original assignee: 김창구
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2010-03-11

Abstract

본 발명은 눈, 비등 강수량을 측정하는 강우설량계에 관한 기상관측 장비로서 종래 AC전원으로 동절기는 눈을 녹이고 하절기는 빗물을 측정하였으나 본 발명은 DC전원으로 눈의 중량이 발생할 때만 히터가 가열되고 눈이 녹으면 단전되어 전원소비가 적어 태양축전지로 사용할 수 있어 전신주가 불필요하여 관측 위치의 선정이 자유로운 장비로서, 그 주요구성은, 수수조(5), 버킷(10) 등에 히터부(21)(22)를 설치하여 주변 온도를 감지하는 온도감지센서(30)와, 수수조의 설정 무게 이상 여부를 감지하는 무게감지부(40)에 의해 구동 제어하므로 일정한 적설량 발생시 히터의 작동 제어로 최소의 전력 사용에 따른 경제성, 효율성을 극대화함은 물론 센서부(15), 전원연결부(63) 등과 같은 부품을 수납케이싱(60), 투명 덮개(65) 등으로 덮어 기밀 구성하므로 종래와 같이 이물질 끼임에 의한 고장이나 오작동 방지, 교체나 수리의 편리성을 우수하게 제공하는데 그 특징이 있다.

강수량계, 강우량, 강우설량계, 강우량계, 눈, 비, 수수조, 히팅부, 버킷, 온도센서, 무게 감지부, 센서부

Description

강수량계{RAIN GAUGE}

본 발명은 강수량계(강우량계 또는 강우설량계)에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 작동 전원을 태양열에 의한 충전 DC전원을 사용하므로 종래 AC 전원을 사용하는 것에 비해 관측 위치의 선정이 자유롭고, 동절기에는 적설된 눈을 히팅하여 적설량을 측정하고 하절기에는 강우량을 측정하되, 온도센서, 무게감지에 의해 일정한 적설량 발생시 히터의 작동 제어로 최소의 전력사용에 따른 경제성, 효율성을 극대화함은 물론 각 부품의 조립 구조를 개선하여 이물질 끼임에 의한 고장이나 오작동 방지, 교체나 수리의 편리성이 우수하게 제공되는 강수량계에 관한 것이다.

일반적으로 강수량계는 기상예보, 기상통계, 수자원 통계, 홍수 예보와 경보, 유수지 운영 등을 위해 강우량을 관측하는 가장 범용적 기기이다.

이러한 강수량계는 일정한 지름의 용기에 빗물을 받아서 깊이를 측정하는 것으로 무게 또는 부피를 측정하여 집수면적에 대한 깊이를 환산하고 ㎜단위로 표시하여 측정하는 것이다.

상기한 강수량계는 다양한 종류로 구분되는데, 국내 및 세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 것이 티핑버킷(Tipping bucket)형 타입이다.

이는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 베이스(2)와 상기 베이스 외부의 원통형 커버(4)를 결합 구성하고, 상기 커버 내부의 상하로 눈,비 등을 수집하는 수수조(5), 깔대기(6) 및 상기 깔대기에서 낙하되는 눈,비 등을 좌우 정량부에 의해 교대로 담아 회전축을 지점으로 좌우 시이소 작동하는 버킷(10), 상기 버킷의 좌우 회전에 의해 좌우 정량부에 담긴 눈,비 등을 하부로 배출하는 좌우 배수통(8)(8') 및 상기 버킷이 좌우 시이소 작동하는 횟수를 자석체(16)와 리드스위치(17)에 의해 검출하여 강우량을 측정하는 센서부(15)로 대별 구성된다.

상기 수수조(5)에는 히터부(미도시)가 내장된다.

그리고 상기 버킷(10)의 좌우 시이소 작동은 좌우 고정구에 의해 회전 제한되도록 지지된다.

이와 같은 강우량계는 비,눈 등이 수수조(5)로 유입되면, 히터부에 의해 녹인 상태로 하부 깔대기(6)로 낙하한 후, 다시 버킷(10)의 좌우 정량부에 낙하 공급하게 된다.

이때 상기 버킷(10)의 좌우 정량부는 비, 눈 등이 일정량 낙하되면 좌우로 회전하면서 배수통(8)(8')으로 배수하게 되는 것이다.

이 과정에서 상기 버킷(10)의 회전축에 설치되는 자석체가 좌우 회전하면서 리드스위치(17)에 의해 횟수를 검출하여 버킷 정량부에 의해 집수된 강우량을 측정하게 되는 것이다.

그러나 상기한 종래 강수량계는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 상기 수수조의 히터부가 AC구동 방식으로 항시 전원이 연결된 상태를 유지하여야 하기 때문에 전력 손실이 크고, 강우량계를 외진 장소에 설치함이 곤란하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 수수조 이외에 눈,비가 낙하 공급되는 버킷에 별도 히터부를 마련하고 있지 않아 수수조에서 액상으로 공급된다 하더라도 버킷에서 냉각, 얼음 상태가 되기 때문에 버킷의 오작동을 유발하여 강우량 측정의 정확성을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.

둘째, 상기 버킷의 시이소 작동을 감지하는 센서부나 센서부에 전원을 공급하는 전원연결부, 그 밖에 버킷의 회전축 등이 외부로 노출된 상태로 설치되어 이물질 끼임에 의한 고장이나 오작동을 유발하는 문제점이 있었다.

셋째, 커버와 베이스 등의 조립이 체결볼트에 의해 조립 구조로 되어 있어 분해, 조립이 용이하지 못하고, 이로 인해 교체, 수리 작업이 매우 불편한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 작동 전원을 태양열에 의한 자체 축전지의 충전 DC전원을 사용하므로 종래 AC 전원을 사용하는 것에 비해 관측 위치의 선정이 자유롭게 제공되는데 그 목적이 있다.

본 발명은 동절기에 적설된 눈을 히팅하여 적성량을 측정하고 하절기에 강우량을 측정하되, 온도센서, 무게감지에 의해 일정한 적설량 발생시 히터의 작동 제어로 최소 전력 사용에 따른 경제성, 효율성을 극대화하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 각 부품의 조립 구조를 개선하여 이물질 끼임에 의한 고장이나 오작동 방지, 교체나 수리의 편리성이 우수하게 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은,

베이스와 상기 베이스 외부의 원통형 커버를 결합 구성하고, 상기 커버 내부의 상하로 눈,비 등을 수집하는 수수조, 상기 수수조에서 낙하되는 눈,비 등을 좌우 정량부에 의해 교대로 담아 회전축을 지점으로 좌우 시이소 작동하는 버킷, 상기 버킷의 좌우 회전에 의해 좌우 정량부에 담긴 눈,비 등을 하부로 배출하는 좌우 배수통 및 상기 버킷이 좌우 시이소 작동하는 횟수를 자석체와 리드스위치에 의해 검출하여 강수량을 측정하는 센서부로 구성되는 강수량계에 있어서,

상기 수수조와 버킷에는 히터부를 내장 설치하고, 상기 히터부는 주변 온도를 감지하는 온도감지센서와, 수수조의 설정 무게 이상 여부를 감지하는 무게감지부에 의해 구동 제어하도록 함에 그 특징이 있다.

본 발명 상기 무게감지부는 깔대기 형태의 수수조 하부에 사각 지지틀을 상하로 적어도 하나 이상 삽입하여 좌우로 볼트 체결하고, 상기 사각 지지틀의 후방에 상하 회전하도록 지지브라켓에 축 결합되는 힌지축과 상기 힌지축에 연결된 무게추를 마련하여 상기 수수조가 무게추 이상의 하중 발생시 힌지축을 중심으로 일정 높낮이 회전 작동함에 의해 감지 작동하도록 함에 그 특징이 있다.

본 발명 상기 커버는 베이스의 단차부에 삽입 결합하되, 상기 커버와 베이스에는 고정고리와, 상기 고정고리에 걸림작동하는 걸림구, 상기 걸림구를 잠금 또는 잠금해제 작동하는 레버를 갖는 잠금레버를 대향 설치한 원터치 잠금수단을 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명 상기 센서부는 지지브라켓 배면에 설치되어 덮개로 개폐하는 수납케이싱 내부로 설치하여 기밀 구성하고, 상기 수납 케이싱과 상기 센서부에 전원을 연결하는 전원연결부를 투명덮개로 덮어 기밀 구성하도록 함에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 작동 전원을 태양열에 의한 자체 축전지의 충전 DC전원을 사용하므로 종래 AC 전원을 사용하는 것에 비해 관측 위치의 선정이 자유롭고, 동절기에는 적설된 눈을 히팅하여 적설량을 측정하고 하절기에는 강우량을 측정하되, 온도센서, 무게감지에 의해 일정한 적설량 발생시 히터의 작동 제어로 경제성, 효율성을 극대화함은 물론 각 부품의 조립 구조를 개선하여 이물질 끼임에 의한 고장이나 오작동 방지, 교체나 수리의 편리성이 우수하게 제공되는 효과를 갖는 것이다.

이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

즉, 본 발명의 강수량계는 도 4 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 베이스(2)와 상기 베이스 외부의 원통형 커버(4)를 결합 구성하고, 상기 커버의 수수구를 통해 비나 눈을 수집하는 수수조(5), 상기 수수조에서 낙하되는 빗물이나 눈이 녹아서 된 물을 좌우 정량부에 의해 교대로 담아 회전축을 지점으로 좌우 시이소 작동하는 버킷(10), 상기 버킷의 좌우 회전에 의해 좌우 정량부에 담긴 빗물이나 눈이 녹아서 된 물을 하부로 배출하는 좌우 배수통(8)(8') 및 상기 버킷이 좌우 시이소 작동하는 횟수를 자석체(16)와 리드스위치(17)에 의해 검출하여 강우량을 측정하는 센서부(15)로 대별 구성되어 이루어지다.

이때, 상기 수수조(5)와 버킷(10)에는 히터부(21)(22)를 각각 설치하되,

상기 히터부(21)(22)는 주변 온도를 감지하는 온도감지센서(30)와, 수수조의 설정 무게 이상 여부를 감지하는 무게감지부(40)에 의해 구동 제어하도록 이루어진다.

상기 히터부(21)(22)는 태양열 집광판(미도시)에 의해 집광된 태양열을 이용한 DC 전원에 의해 자체 구동하도록 구성된다.

상기 무게감지부(40)는 깔대기 형태의 수수조(5) 하부에 사각 지지틀(41)을 상하로 적어도 하나 이상 삽입하여 좌우로 볼트 체결하고, 상기 사각 지지틀(41)의 후방에 상하 회전하도록 지지브라켓에 축 결합되는 힌지축(42)과 상기 힌지축에 연결된 무게추(45)를 마련하여 상기 수수조가 무게추 이상의 하중 발생시 힌지축(42)을 중심으로 일정 높낮이 회전 작동함에 의해 감지 작동하도록 구성된다.

즉, 상기 무게추(45) 내측과 수수조(5) 하부에 자석체(46)와 리드스위치(47)를 대향 설치하여 수수조의 설정 무게 이상에 따라 무게추가 상하 이동함을 감지 작동하도록 구성된다.

또한, 상기 수수조(5)의 하부 전방에는 LED(43)를 마련하여 전원 인가 여부에 따라 점등 작동하도록 구성된다.

또한, 상기 센서부(15)는 베이스(2) 상부에 수직 설치되어 수수조(5)를 지지하는 지지브라켓(9) 배면에 설치되어 덮개(61)로 개폐하는 수납케이싱(60) 내부로 설치하여 기밀 구성하고,

상기 수납 케이싱(60)과 상기 센서부에 전원을 연결하는 전원연결부(63)를 투명덮개(65)로 덮어 기밀 구성하도록 이룬다.

그리고 상기 버킷(20)의 회전축(70)에 마련되는 지지베어링도 상기 수납 케이싱(60) 내부에 기밀되게 마련하도록 구성된다.

또한, 상기 커버(4)는 베이스(2)의 단차부(2a)에 삽입 결합하되, 상기 커버(4)와 베이스(2)에는 고정고리(81)와, 상기 고정고리에 걸림작동하는 걸림 구(86), 상기 걸림구를 잠금 또는 잠금해제 작동하는 레버(87)를 갖는 잠금레버(85)를 대향 설치한 원터치 잠금수단(80)을 구성하여 이룬다.

그리고 상기 원통형 커버(4) 상부의 수수구(4a)는 메쉬 형태의 망체로 형성하여 각종 이물질의 유입을 차단하도록 구성된다.

미설명부호로서, 9'는 지지브라켓, 9'a는 지지브라켓(9')의 안내장공, 44는 체결볼트, 75는 무게추, 90.90'은 버킷(10)의 좌우 시이소 작동을 지지하는 좌우 고정구를 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명은 작동 전원을 태양열을 이용한 자체 축전지의 DC전원(12V)을 사용하므로 종래 AC 전원을 사용하는 것에 비해 관측 위치의 선정이 자유롭게 제공되는 것이다.

또한, 동절기에 적설량을 히팅하여 강우량을 측정하고 하절기에 강우량을 측정하되, 온도센서, 무게감지에 의해 일정한 적설량 발생시 히터를 작동 제어하도록 사용되는 것이다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 비나 눈이 원통형 커버(4) 상부의 수수구를 통해 수수조(5)로 공급된다.

이와 같이 수수조(5)로 유입된 빗물이나 눈이 녹아서 된 물은 하부로 낙하 배출되어 버킷(10)에 의해 측정 작업을 행하게 되는 것이다.

즉, 상기 버킷(10)으로 낙하 공급되는 빗물이나 눈이 녹아서 된 물은 버킷의 좌우 정량부에 교대로 공급되기 때문에 상기 버킷(10)이 회전축(70)을 중심으로 좌우 시이소 작동하하게 되고, 상기 버킷의 빗물이나 눈이 녹아서 된 물은 좌우 배수통(8)(8')을 통해 하부로 배수하게 되는 것이다.

이 과정에서 상기 버킷(10)의 회전축(70) 후단에 설치된 센서부(15)에 의해 강우량을 측정하게 되는 것이다.

다시 말하면, 상기 버킷(10)의 회전축(70)과 함께 회전축 끝단에 설치되는 자석체(16)가 좌우 시이소 작동하기 때문에 상기 좌우 시이소 작동하는 자석체(16)의 횟수를 리드스위치(17)에 의해 검출하여 버킷의 좌우 정량부에 집수된 강우량을 측정하게 되는 것이다.

특히, 본 발명은 상기 수수조(5) 뿐만 아니라 버킷(10)에도 DC구동 히터부(21)(22)를 내장 설치하고 있기 때문에 정확한 측정을 가능하게 제공하는 것이다.

더우기 상기 수수조(5)와 버킷(10)의 히터부(21)(22)는 온도감지센서(30)에 의해 주변 온도를 감지하여 추운 겨울 날씨에만 제한적으로 작동하도록 함은 물론 상기 수수조(5)의 무게를 감지하여 일정한 적설량이 발생시에만 제한적으로 작동하므로 절전 사용이 가능하게 된다.

즉, 상기 수수조(5)에 일정 적설량이 발생하여 무게추(45) 보다 무겁게 되면, 상기 수수조(5)는 사각지지틀(41)(41)과 함께 일측 힌지축(42)을 중심으로 일정 높낮이로 상하 회동하게 되고, 이를 자석체(46)와 리드스위치(47)에 의해 감지 하여 제한적으로 히팅 제어 작동하게 되는 것이다.

이때, 상기 수수조(5)는 사각 형태의 사각 지지틀(41)이 적어도 하나 이상 상하로 삽입되어 볼트 결합되어 있기 때문에 상기 수수조의 상하 회동작동시 수수조가 기울어짐을 최대한 방지하게 되는 것이다.

그리고 상기와 같이 히팅부(21)가 온 작동하면, 수수조의 하부 전방에 마련된 LED(43)가 전원 인가 여부에 따라 점등 작동하여 확인할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 지지브라켓(9) 배면에 설치되는 센서부(15)를 덮개(61)로 개폐하는 수납케이싱(60) 내부에 기밀 설치하는 구조와, 상기 수납케이싱(60)과 센서부에 전원을 연결하는 전원연결부(63)를 투명덮개(65)로 덮어 기밀 설치하는 구조를 제공하기 때문에 각 부품에 먼지 등이 끼임으로 인한 고장이나 오작동을 최소로 방지하게 되는 것이다.

또한, 본 발명은 베이스(2)의 단차부(2a)에 삽입하는 커버(4)를 원터치 잠금수단(80)에 의해 간단하게 착탈하도록 제공하는데, 상기 베이스의 고정고리(81)에 잠금레버(85)의 걸림구(86)를 걸어 레버(87)를 상하 젖힘 작동에 의해 원터치로 잠금 또는 잠금 해제작동하도록 사용하므로 개폐 작업, 조립 및 교체 수리에 따라 작업을 수월하게 제공되는 것이다.

도 1은 종래 강우량계를 보여주는 단면 구성도.

도 2는 도 1의 요부 배면도.

도 3은 도 1의 요부 측면도.

도 4는 본 발명의 전체 외관 사시도.

도 5는 본 발명의 커버 분리 상태 내부 사시도.

도 6은 도 5의 정면 구성도.

도 7은 도 5의 측면 구성도.

도 8은 본 발명 수수조 부분의 확대 정면도.

도 9는 도 8의 요부 사시도.

도 10은 본 발명의 요부 배면도.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

2: 베이스 4: 원통형 커버

5; 수수조 80: 원터치 잠금수단

10: 버킷 8,8': 좌우 배수통

15: 센서부 16,46: 자석체

17,47: 리드스위치 21,22: 히터부

30: 온도감지센서 40: 무게감지부

41: 사각 지지틀 42: 힌지축

45: 무게추 9: 지지브라켓

43: LED 50: 노즐관

52: 설치 브라켓 55: 나비 너트

60: 수납케이싱 61: 덮개

65: 투명덮개 90,90': 좌우 고정구

Claims

베이스(2)와 상기 베이스 외부의 원통형 커버(4)를 결합 구성하고, 상기 커버의 수수구를 통해 비나 눈을 수집하는 수수조(5), 상기 수수조에서 낙하되는 빗물이나 눈이 녹아서 된 물을 좌우 정량부에 의해 교대로 담아 회전축을 지점으로 좌우 시이소 작동하는 버킷(10), 상기 버킷의 좌우 회전에 의해 좌우 정량부에 담긴 빗물이나 눈이 녹아서 된 물을 하부로 배출하는 좌우 배수통(8)(8') 및 상기 버킷이 좌우 시이소 작동하는 횟수를 자석체(16)와 리드스위치(17)에 의해 검출하여 강우량을 측정하는 센서부(15)로 구성되는 강수량계에 있어서,

상기 수수조(5)와 버킷(10)에는 히터부(21)(22)를 내장 설치하되,

상기 히터부(21)(22)는 주변 온도를 감지하는 온도감지센서(30)와, 수수조의 설정 무게 이상 여부를 감지하는 무게감지부(40)에 의해 구동 제어하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 강수량계.
제1항에 있어서,

상기 무게감지부(40)는 깔대기 형태의 수수조(5) 하부에 사각 지지틀(41)을 상하로 적어도 하나 이상 삽입하여 좌우로 볼트 체결하고, 상기 사각 지지틀(41)의 후방에 상하 회전하도록 지지브라켓에 축 결합되는 힌지축(42)과 상기 힌지축에 연결된 무게추(45)를 마련하여 상기 수수조가 무게추 이상의 하중 발생시 힌지축(42) 을 중심으로 일정 높낮이 회전 작동함에 의해 감지 작동하도록 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 강수량계.
제1항에 있어서,

상기 커버(4)는 베이스(2)의 단차부(2a)에 삽입 결합하되, 상기 커버(4)와 베이스(2)에는 고정고리(81)와, 상기 고정고리에 걸림작동하는 걸림구(86), 상기 걸림구를 잠금 또는 잠금해제 작동하는 레버(87)를 갖는 잠금레버(85)를 대향 설치한 원터치 잠금수단(80)을 구성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 강수량계.
제1항에 있어서,

상기 센서부(15)는 베이스(2)의 상부에 수직 설치되어 수수조(5)를 지지하는 지지브라켓(9) 배면에 설치되어 덮개(61)로 개폐하는 수납케이싱(60) 내부로 설치하여 기밀 구성하고,

상기 수납 케이싱(60)과 상기 센서부에 전원을 연결하는 전원연결부(63)를 투명덮개(65)로 덮어 기밀 구성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 강수량계.