KR100957242B1 - 강우 및 강설량 계측 장치 - Google Patents

Abstract

강우 및 강설량을 계측하는 강우 및 강설량 계측 장치가 개시된다. 본 발명의 강우 및 강설량 계측 장치는, 강우(降雨)를 수집하는 수수구; 상기 수수구로부터 배출되는 강우를 담아 일정량이 되면 한쪽으로 기울어져 쏟아내는 계량컵; 상기 계량컵이 기울어지면 펄스를 발생시키는 펄스 발생부;를 포함하는 강우량 계측 장치에 있어서, 상기 수수구의 적어도 일부에 열을 전달하는 히팅부; 강설(降雪)을 감지하기 위한 강설 감지부; 및 상기 강설 감지부에 의해 강설이 감지되면, 상기 수수구에 수집되는 강설을 녹이기 위해 상기 히팅부를 히팅시키는 제어부;를 더 포함한다. 이에 의해 강우량은 물론 강우량 계측 방식과 동일하게 강설량을 계측할 수 있게 한다.

Description

강우 및 강설량 계측 장치{Apparatus for rainfall and snowfall gauge}

본 발명은 강우량을 측정하는 강우량 계측기에 관한 것으로, 특히 전도형 방식의 강우량 계측기에 관한 것이다.

일반적으로 우량 관측에 사용되는 계측기로는 전도형(Tipping Bucket type), 중량형(Weighing type), 부표형(Float type)이 있다. 이들 중에서 전도형 방식의 강우량 계측기는 우량을 연속적으로 자동 기록하는 관측 시스템에 이용되는 계측기로써, 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 계측기이다. 이 전도형 방식의 이 강우량 계측기는 비교적 장치가 간단하며, 원격측정이 가능하고 관측신호의 디지털화가 용이하므로 자동 기상관측 시스템에 널리 사용되고 있다.

한편, 종래 강설량을 측정하는 방식은 단순히 적설 높이를 측정하는 적설량 측정 방식이다. 그러나 이러한 적설량 측정 방식은 설(雪)의 밀집도를 고려하지 않은 단순 높이 측정 방식이기 때문에 정확도가 많이 떨어진다. 예를 들어, 함박눈과 싸라기눈의 경우를 비교해 보았을 때 단순히 적설량만을 측정한다면 실제 강설량과는 많은 차이를 보일 것이기 때문이다.

본 발명은 이러한 배경에서 도출된 것으로, 수량 계측 방식을 통해 강우량은 물론 강설량 또한 계측할 수 있는 전도형 방식의 계측 장치를 제공함을 목적으로 한다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 강우(降雨)를 수집하는 수수구; 상기 수수구로부터 배출되는 강우를 담아 일정량이 되면 한쪽으로 기울어져 쏟아내는 계량컵; 상기 계량컵이 기울어지면 펄스를 발생시키는 펄스 발생부;를 포함하는 강우량 계측 장치에 있어서, 상기 수수구의 적어도 일부에 열을 전달하는 히팅부; 강설(降雪)을 감지하기 위한 강설 감지부; 및 상기 강설 감지부에 의해 강설이 감지되면, 상기 수수구에 수집되는 강설을 녹이기 위해 상기 히팅부를 동작시키는 제어부;를 포함한다.

나아가 상기 장치는, 현재 온도가 설정 온도 이하인지를 감지하는 온도 감지부; 및 상기 온도 감지부에 의해 현재 온도가 설정 온도 이하로 감지되면, 상기 계량컵의 적어도 일부에 열을 전달하는 온도 연계 히팅부;를 더 포함한다.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 강우(降雨)를 수집하는 수수구; 상기 수수구로부터 배출되는 강우를 담아 일정량이 되면 한쪽으로 기울어져 쏟아내는 계량컵; 상기 계량컵이 기울어지면 펄스를 발생시키는 펄스 발생부;를 포함하는 강우량 계측 장치에서 실행되는 강설량 계측 방법에 있어서, 현 재 온도가 설정 온도 이하인지를 감지하는 단계; 설정 온도 이하로 감지되면, 상기 계량컵의 적어도 일부를 히팅시키는 단계; 강설(降雪)을 감지하는 단계; 및 강설이 감지되면, 상기 수수구의 적어도 일부를 히팅시키는 단계;를 포함한다.

본 발명의 강우 및 강설량 계측 장치는 강우량 계측은 물론 강우량 계측 방식과 동일하게 강설량 계측을 가능하게 한다. 강설량에 대해 강우량 계측 방식과 동일하게 계측이 가능해지므로, 계측의 정확도에 신뢰성이 부여되며 종래 적설량 측정 방식에 따른 문제점을 해소할 수 있다.

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

도 1은 강우량 계측 장치의 사시도이다. 수수구(100)는 일반적으로 깔때기 모양으로써, 강우를 집수하여 계량컵(Tipping Bucket)(200)으로 보낸다. 계량컵(200)은 수수구(100)로부터 떨어지는 강우를 받아 일정량이 되면 한쪽으로 기울어져 물을 쏟아낸다. 펄스 발생부(300)는 계량컵(200)이 기울어짐을 감지하여 하나의 펄스(pulse)를 발생시키는 구성으로써, 일 예로 마그네틱 리드 스위치(Magnetic Reed Switch)가 될 수 있다. 계량컵의 크기에 따라 펄스가 발생할 때마다 0.1mm, 0.5mm, 1mm 단위로 강우량을 계측하게 된다. 그리고 배수구(400)는 계량컵(200)으로부터 쏟아진 물을 외부로 흘러보낸다. 이 같은 구성들을 포함하는 우량계의 동작 원리는 다음과 같다. 우선 깔때기 모양으로 이루어진 우량 수수구(100)에 강우를 집수하고, 수수구(100) 하단에 형성된 배출관을 통해 삼각형 모양의 계량컵(200)에 고이게 되며, 고인 물이 일정량(0.1mm, 0.5mm, 1mm)이 되면 물의 무게에 의하여 계량컵(200)이 회전축을 중심으로 일측으로 기울어진다. 여기서 계량컵(200)은 좌우대칭의 한쌍으로 이루어져 있으며, 좌우 교대로 기울어지면서 마그네특 리드 스위치(300)를 동작시켜 한번 기울어질 때마다 1개의 펄스 신호를 발생시킨다.

도 2는 본 발명에 따른 강우 및 강설량 계측 장치의 블록도이다.

히팅부(500)는 수수구의 적어도 일부에 열을 전달한다. 일 실시예에 있어서, 히팅부(500)는 도 3에서와 같이 수수구(100)의 외측 둘레에 형성되며, 전압 12V, 전류 1.8~2.2A 규격으로 히팅된다. 강설 감지부(600)는 강설을 감지한다. 일 실시예에 있어서, 강설 감지부(600)는 수수구(100) 내측에 쌓인 강설을 통해 전기적으로 단락되는 구성이다. 도 4에 도시된 예에서와 같이, 강설 감지부(600)는 제어부(700)와 전기적으로 연결되는 도전체(610)를 둘러싸는 절연체(620)가 구성되며, 수수구(100) 내측에 쌓인 강설(10)에 의해 단락이 되는 구성으로 이루어진다. 강설에 의해 수수구(100)를 관통한 도전체(610)와 수수구(100)에 연결된 도전체가 수수구(100)를 통해 단락되어 전기적으로 연결된다. 통상적으로 수수구(100)는 전기가 흐를 수 있는 금속 재질인 것을 이용하여 이 같이 구현한 것이다.

강설 감지부(600)에 의해 강설이 감지되면, 제어부(700)는 전원(DC12V)을 히 팅부(500)에 공급하여 히팅부(500)를 히팅시킨다. 구체적으로 제어부(700)는 강설 감지부(600)와 전기적으로 연결되어 강설 감지부(600)의 단락 여부를 판단하며, 그에 따라 히팅부(500)의 히팅 동작을 제어하게 된다. 이에 따라 강설이 감지되면, 수수구(100)를 히팅시켜 수수구(100)에 쌓이는 강설을 녹여 계량컵(200)으로 흘려보낼 수 있게 된다. 따라서 기존의 우량 계측 방식과 동일하게 강설량 또한 계측할 수 있다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라, 본 발명에 따른 강우 및 강설량 계측 장치는 온도 감지부(800) 및 온도 연계 히팅부(900)를 더 포함한다. 온도 감지부(800)는 온도 센서로써, 현재 온도가 설정 온도 이하인지를 감지한다. 일 실시예에 있어서, 설정 온도는 섭씨 온도로 3 ~ 6도 사이로 설정한다. 그리고 온도 연계 히팅부(900)는 온도 감지부(800)에 의해 감지된 온도가 설정 온도 이하이면, 전원(DC 12V)을 공급받아 계량컵(200)의 적어도 일부에 열을 전달한다. 일 예로, 온도 센서는 현재 온도가 설정 온도 이하로 떨어지는 경우에 스위칭되어 공급 전원(DC 12V)이 온도 연계 히팅부(900)로 인가되도록 하는 소자일 수 있다. 그리고 일 실시예에 있어서, 온도 연계 히팅부(900)는 도 1에서와 같이 계량컵(200)에 가까이 위치한 지지대(50)의 일측에 형성되며, 전압 12V, 전류 0.4A ~ 0.6A 규격으로 히팅된다. 이 같은 본 발명의 추가적인 양상은, 통상 0도 이하에서 눈이 내린다는 점을 고려하여 사전에 설정 온도 이하인지를 감지하고 계량컵(200)에 담아지는 물이 어는 것을 방지하고자 계량컵(200)을 히팅시키는 것이다.

나아가 본 발명은 제2온도 연계 히팅부(910)를 더 포함한다. 제2온도 연계 히팅부(910)는 강설 감지부(600)에 의해 감지되는 강설을 녹이기 위한 것으로, 이를 위해 도 4에서와 같이 강설 감지부(600) 구성에 가까이 위치하여 열을 전달할 수 있음이 바람직하다. 이 같이 하는 이유는 눈이 가진 저항 크기의 특성으로 인해 강설이 제대로 감지하지 못할 수 있기 때문에, 눈을 녹여서 감지할 수 있도록 한 것이다. 그리고 도면에 명확히 도시되어 있지는 않으나, 이들 온도 연계 히팅 구성은 전원 공급단과 전기적으로 연결되어 전원을 공급받아 히팅된다.

한편, 상술한 강설 감지부(600)가 도 3의 예시와 같은 방식에 의해 강설을 감지한다면, 강우에 대해서도 강설로 감지하여 히팅부(500)를 히팅시키는 경우가 발생할 수도 있다. 따라서 이러한 오동작을 방지하기 위해, 제어부(700)는 강설 감지부(600)에 의한 강설 감지뿐만 아니라 온도 감지부(800)에 의해 현재 온도가 설정 온도 이하로 감지된 경우가 모두 만족되었을 때, 히팅부(500)를 히팅 제어토록 할 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른 강설량 계측을 위한 동작 흐름도이다.

본 발명에 따른 강우 및 강설량 계측 장치는 온도 센서 및 강설 센서를 구비하며, 이를 통해 현재 온도와 강설을 감지한다(단계 S100). 현재 온도가 설정 온도(통상 섭씨온도로 3 ~ 6도) 이하이면, 공급 전원(DC12V)이 온도 연계 히팅부(900)로 공급되어 계량컵(200)의 적어도 일부에 열을 전달하게 된다(단계 S200)(단계 S300). 이후 현재 온도가 설정 온도를 초과하는 것으로 감지되면, 공급 전원이 온도 연계 히팅부(900)로 공급됨이 중단되게 된다(단계 S400)(단계 S500). 한편, 강설이 감지되면, 제어부(700)는 히팅부(500)에 공급 전원을 인가하 여 수수구(100)의 적어도 일부를 히팅시킨다(단계 S600)(단계 S700). 이후 강설이 감지되지 않으면, 제어부(700)는 히팅부(500)에 공급 전원을 인가하는 것을 중단한다(단계 S800)(단계 S900). 전술하였듯이, 제어부(700)는 현재 온도가 설정 온도 이하이고 강설이 감지되는 두 조건이 모두 만족되는 경우에만 히팅부(500)를 히팅시킬 수도 있다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 강우량 계측 장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 강우 및 강설량 계측 장치의 블록도.

도 3은 본 발명에 따른 수수구의 외관 예시도.

도 4는 도 3의 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 강설량 계측을 위한 동작 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

500 : 히팅부 600 : 강설 감지부

700 : 제어부 800 : 온도 감지부

900 : 온도 연계 히팅부

Claims (8)

1. 삭제
2. 강우(降雨)를 수집하는 수수구; 상기 수수구로부터 배출되는 강우를 담아 일정량이 되면 한쪽으로 기울어져 쏟아내는 계량컵; 상기 계량컵이 기울어지면 펄스를 발생시키는 펄스 발생부;를 포함하는 강우량 계측 장치에 있어서,

   상기 수수구의 적어도 일부에 열을 전달하는 히팅부;

   강설을 감지하기 위해 상기 수수구 내측에 쌓이는 강설을 통해 전기적으로 단락되는 도전체를 포함하는 강설 감지부; 및

   상기 강설 감지부에 의해 강설이 감지되면, 상기 수수구에 수집되는 강설을 녹이기 위해 상기 히팅부를 히팅시키는 제어부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강우 및 강설량 계측 장치.
3. 제2항에 있어서,

   현재 온도가 설정 온도 이하인지를 감지하는 온도 감지부; 및

   상기 온도 감지부에 의해 현재 온도가 설정 온도 이하로 감지되면, 상기 계량컵의 적어도 일부에 열을 전달하는 온도 연계 히팅부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강우 및 강설량 계측 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 온도 감지부에 의해 현재 온도가 설정 온도 이하로 감지되면, 상기 수수구 일부에 열을 전달하여 상기 강설 감지부가 강설을 감지할 수 있도록 보조하는 제2온도 연계 히팅부;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강우 및 강설량 계측 장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 강설 감지부에 의해 강설 감지 및 상기 온도 감지부에 의해 설정 온도 이하로 감지되면, 상기 히팅부를 동작시키는 것을 특징으로 하는 강우 및 강설량 계측 장치.
6. 강우(降雨)를 수집하는 수수구; 상기 수수구로부터 배출되는 강우를 담아 일정량이 되면 한쪽으로 기울어져 쏟아내는 계량컵; 상기 계량컵이 기울어지면 펄스를 발생시키는 펄스 발생부;를 포함하는 강우량 계측 장치에서 실행되는 강설량 계측 방법에 있어서,

   a) 현재 온도가 설정 온도 이하인지를 감지하는 단계;

   b) 설정 온도 이하로 감지되면, 상기 계량컵의 적어도 일부를 히팅시키는 단계;

   c) 상기 수수구 내측에 쌓이는 강설(降雪)을 통해 상기 수수구에 물리적으로 연결된 도전체가 전기적으로 단락되면, 강설(降雪)임을 감지하는 단계; 및

   d) 강설이 감지되면, 상기 수수구의 적어도 일부를 히팅시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 강설량 계측 방법.
7. 제6항에 있어서,

   설정 온도 이하로 감지되면, 상기 단계 c)에서 강설을 감지할 수 있도록 보조하기 위해 상기 수수구의 일부를 히팅시키는 단계;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 강설량 계측 방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 단계 d)는, 상기 현재 온도가 설정 온도 이하임이 추가적으로 만족되는 경우에 상기 수수구의 적어도 일부를 히팅시키는 것을 특징으로 하는 강설량 계측 방법.

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