KR100973789B1

KR100973789B1 - 강수량관측 시스템 및 강수량계 점검방법

Info

Publication number: KR100973789B1
Application number: KR1020100001636A
Authority: KR
Inventors: 남재현
Original assignee: (주)정한전자시스템
Priority date: 2010-01-08
Filing date: 2010-01-08
Publication date: 2010-08-03

Abstract

본 발명은 강수량계를 주기적으로 원격지에서 체크하여 전송되는 통신상의 물리적 또는 논리적 문제나 강수량계의 고장으로 인하여 강수량을 측정하지 못하는 오류를 방지하는 강수량 관측시스템 및 강수량계 점검방법에 관한 것이다.
강수량계의 동작상태를 주기적으로 원격 확인하여 강수상황 시 강수량계의 고장으로 인한 강수량 측정을 하지 못하는 오류를 방지할 수 있는 본 발명의 강수량 관측 시스템은, 강수를 집수하기 위한 집수용기와, 상기 집수용기의 하부에 설치되어 낙하되는 물의 유속을 완화하기 위한 유속완화구와, 상기 유속완화구로부터 낙하된 물의 무게에 의해 회전축을 중심으로 한쪽으로 기울어지는 전도컵과, 상기 전도컵이 기울어질 때 전도(轉倒)되어 자석에 의해 펄스를 발생하는 리드스위치와, 상기 전도컵에 고인물을 배수하는 배수구와, 상기 리드스위치로부터 발생된 펄스를 카운팅하여 강수량을 계측하고 외부로부터 강수공급제어신호를 받아 솔레노이드밸브구동신호를 출력하고, 외부로부터 전도컵 구동신호를 받아 스텝핑모터구동신호를 출력하며, 외부로부터 리드스위치 구동신호를 받아 전자석 구동신호를 출력하는 제어부로 이루어진 강수량계와; 강수를 공급하기 위한 배수관 상에 설치되어 상기 제어부의 제어에 의해 강수테스트물을 공급하도록 하는 솔레노이드밸브와; 상기 제어부의 제어에 의해 구동되어 상기 리드스위치를 일시적으로 온시키는 전자석과; 상기 제어부로부터 측정된 강수량 카운팅신호를 원격지로 전송하고 원격지로부터 강수공급점검명령, 전도컵 점검명령, 리드스위치 점검명령을 수신하여 강수공급제어신호, 전도컵 구동신호, 리드스위치 구동신호를 상기 제어부로 전송하는 데이터 로거와; 상기 데이터 로거와 연결되어 상기 데이터 로거로부터 수신된 강수량값을 확인하고 주기적으로 강수량계를 점검하기 위한 강수공급점검명령, 전도컵 점검명령, 리드스위치 점검명령을 발생하여 상기 데이터 로거로 전송하고 상기 데이터 로거로부터 수신된 강수량계를 점검하기 위한 응답신호를 받아 강수량계의 고장유무를 처리하여 표시하는 강수측정관리서버;를 포함한다.
본 발명은 강수량계를 원격으로 유지관리하여 인건비를 줄일 수 있고 주기적으로 강수량계를 원격으로 점검하여 장애 발생상황을 사전에 확인하여 실제 강수상황 발생 시 강수량계의 고장으로 인하여 강수량을 측정하지 못하는 오류를 방지할 수 있으며, 주기적인 강수량계의 점검으로 데이터 신뢰성을 확보할 수 있고, 또한 비정상적인 데이터 수집 시 즉각적인 원격점검에 의한 환경요인을 분석할 수 있는 효과가 있다.

Description

강수량관측 시스템 및 강수량계 점검방법{Rainfall observation system and rainfall measuring instrument check method}

본 발명은 강수량 관측 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강수량계를 주기적으로 원격지에서 체크하여 전송되는 통신상의 물리적 또는 논리적 문제나 우량계의 고장으로 인하여 강수량을 측정하지 못하는 오류를 방지하는 강수량 관측시스템 및 강수량계 점검방법에 관한 것이다.

일반적으로 우량계는 대기 중에 일어나는 기상현상 중 강우현상(비, 눈 등)을 측정하는 계기로, 보통 지름 20cm의 원통에 빗물을 받아서 그 깊이를 측정하여 mm 단위로 표시한다.

이렇게 강우량을 측정하는 우량계의 종류는 저수형 원통 우량계, 저수형 자기우량계, 전도형 우량계, 중량형 우량계, 로드 셀(load cell)형 우량계 등 여러 종류가 있으며, 관측원리에 따라 무게에 의한 방법과 부피에 의한 방법으로 분류된다. 저수형 원통 우량계, 저수형 자기우량계 등은 부피측정에 의한 방법이며, 전도형 우량계, 중량형 우량계, 로드셀형 우량계 등은 무게 측정에 의한 방법에 속한다.

세계기상기구(WMO)에서는 현재 보편적으로 사용하고 있는 자동기상관측장비(ASOS, Automated Surface Observing System)의 관측 데이터에 대해 우량 관측의 최소 단위를 0.2mm를 권장하고 있으며, 0.1mm를 권고하고 있다. 이에 따라 기상청에서 설치/운영중인 자동기상관측장비의 우량관측은 분해능이 0.1mm, 0.5mm급의 전도형 우량계를 가장 많이 사용하고 있다. 그러나 유관기관에서는 0.2mm, 1.0mm급을 사용하기도 한다.

우리나라 기상관측소의 관측은 0.1㎜와 0.5㎜ 전도형 우량계 두 개를 설치하여 운영하고 있는데, 2002년 1월 23일부터 누적 강우 0.5㎜ 미만은 0.1㎜ 우량계로 관측하고, 그 이상은 0.5㎜ 우량계로 관측을 하게 되어 있어 WMO의 권고 사항을 만족시키지 못하고 있다.

상술한 방법은 로드셀을 이용한 200㎜ 급 중량식의 경우 200㎜가 되면 강제 배수 시켜야 하는 문제점을 가지고 있고, 바람이 강한 경우엔 바람에 의해 로드셀에 하중이 가해지는 구조로, 오차가 발생할 수 있다고 지적하였다.

한편, 자동기상관측장비는 강우 강도가 계속 증가할수록 우량계 관측 값에 대한 정확도는 떨어지는 것으로 나타났으며, 이러한 단점을 극복하기 위해서 미국과 유럽에서 무게식 우량계(rain-gauge using the weighing principle, 이하 'weighing rain-gauge'라 표기)가 사용되고 있고, 이에 대한 네덜란드기상청(KNMl)은 야외테스트 결과 무게식 우량계는 고체 강우를 바로 감지할 수 있으며, 무게식 우량계는 불순물에 덜 민감하여 곤충, 나뭇잎, 먼지, 새의 배설물 등으로 인한 강우량 측정 오류를 줄일 수 있고, 전자식 우량계에 비해 측정이 쉬우며, 전자식 우량계에 비해 철거 및 유지 보수가 쉬운 장점이 있다고 보고하면서, 단점으로 바람에 의한 오류들이 발생되고, 야외에서의 강우감지 부분에서는 적당하지 않다고 하였다.

여기서, 전도형 우량계(Tipping bucket rain gauge)는 현재 기상청에서 사용하고 있으며, 무게식 측정방법으로 수수구에 들어간 빗물이 수수구관을 통하여 삼각형의 전도 컵에 담기게 되고 2개의 전도 컵이 시소처럼 교대로 전도되면서 리드 스위치가 작동되어 강우량을 기록한다. 일정한 빗물이 한쪽 전도 컵에 차면 전도컵이 아래로 기울어져 전도 컵에 있던 빗물을 배수구로 버리고, 이때 다른 쪽 전도 컵에 빗물이 채우도록 설계되어 있다. 한쪽 전도 컵에서 다른 쪽 전도 컵으로 교대되는 데 약 0.3초 정도 소요되는데, 이때 빗물이 전도 컵에 담기지 않고 직접 배수구로 빠져 나가 강우량 측정에 오차가 발생한다. 따라서 전도형 우량계의 측정값은 실제 강우량보다 적게 관측되는 특성이 있다. 수수기를 통해 강우량이 누수기 속에 들어가면 물은 배수관을 통하여 삼각형의 전도컵(물받이)에 고이게 되며, 0.5mm 또는 0.1mm가 되면 무게에 의하여 전도된다. 전도컵은 한 쌍으로 되어 있으며 교대로 전도되면서 Lead Switch(또는 수은)를 동작시켜 Pulse신호를 발생시킨다.

상기와 같은 종래의 전도형 우량계는 가격대비 계측성능이 우수한 반면, 동작특성 상 평상시엔 출력이 없다가 전도 컵이 전도할 때만 출력이 확인되므로 비가올 경우에만 출력이 확인된다. 그러므로 평상시에 고장이 나더라도 확인이 불가하여 방치되다가 정작 비가 오는 상황에서야 고장이 발생되었음을 인지하게 되어 강수량을 측정하지 못하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 강수량계의 동작상태를 주기적으로 원격 점검하여 강수상황 시 강수량계의 고장으로 인한 강수량 측정을 하지 못하는 오류를 방지할 수 있는 강수량 관측 시스템 및 강수량계 점검방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 강수량 관측 시스템은,

강수를 집수하기 위한 집수용기와, 상기 집수용기의 하부에 설치되어 낙하되는 물의 유속을 완화하기 위한 유속완화구와, 상기 유속완화구로부터 낙하된 물의 무게에 의해 회전축을 중심으로 한쪽으로 기울어지는 전도컵과, 상기 전도컵이 기울어질 때 전도(轉倒)되어 자석에 의해 펄스를 발생하는 리드스위치와, 상기 전도컵에 고인물을 배수하는 배수구와, 상기 리드스위치로부터 발생된 펄스를 카운팅하여 강수량을 계측하고 외부로부터 강수공급제어신호를 받아 솔레노이드밸브구동신호를 출력하고, 외부로부터 전도컵 구동신호를 받아 스텝핑모터구동신호를 출력하며, 외부로부터 리드스위치 구동신호를 받아 전자석 구동신호를 출력하는 제어부로 이루어진 강수량계와; 강수를 공급하기 위한 배수관 상에 설치되어 상기 제어부의 제어에 의해 강수테스트물을 공급하도록 하는 솔레노이드밸브와; 상기 제어부의 제어에 의해 구동되어 상기 리드스위치를 일시적으로 온시키는 전자석과; 상기 제어부로부터 측정된 강수량 카운팅신호를 원격지로 전송하고 원격지로부터 강수공급점검명령, 전도컵 점검명령, 리드스위치 점검명령을 수신하여 강수공급제어신호, 전도컵 구동신호, 리드스위치 구동신호를 상기 제어부로 전송하는 데이터 로거와; 상기 데이터 로거와 연결되어 상기 데이터 로거로부터 수신된 강수량값을 확인하고 주기적으로 강수량계를 점검하기 위한 강수공급점검명령, 전도컵 점검명령, 리드스위치 점검명령을 발생하여 상기 데이터 로거로 전송하고 상기 데이터 로거로부터 수신된 강수량계를 점검하기 위한 응답신호를 받아 강수량계의 고장유무를 처리하여 표시하는 강수측정관리서버;를 포함함을 특징으로 한다.

삭제

상기 제어부의 제어에 의해 구동되어 상기 전도컵을 강제적으로 회전시키는 스텝핑모터와, 상기 스텝핑모터의 회전축에 설치되어 미리 설정된 각만큼 회전하는 구동기어와, 상기 전도컵의 회전축에 설치되어 상기 구동기어와 맞물리도록 설치되어 상기 구동기어의 회전에 의해 상기 전도컵을 정회전 또는 역회전시키는 피동기어를 더 구비함을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 강수량계 점검 방법에 있어서, 강수측정관리서버에서 강수량계 점검주기와 리드스위치 점검방식, 전도컵 점검방식, 강수공급점검방식 중 하나를 세팅하는 단계와, 상기 세팅한 강수량계 점검주기가 도달될 때 상기 강수량계 점검방식이 리드스위치 점검방식이면 강수측정관리서버에서 리드스위치 점검명령을 데이터 로거로 전송하는 단계와, 상기 데이터 로거에서 리드스위치 점검명령을 수신한 후 상기 강수측정관리서버로 점검명령응답신호를 전송하는 단계와, 상기 점검명령응답신호를 전송한 후 상기 리드스위치를 온시키기 위한 전자석 구동신호를 제어부로 출력하여 상기 리드스위치가 일시적으로 온되도록 하여 펄스를 발생하는 단계와, 상기 리드스위치가 온되어 펄스가 발생될 시 상기 데이터 로거는 제어부로부터 강수량카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와, 상기 강수량 카운팅신호가 수신될 시 강수측정관리서버로 강수량 카운팅신호를 전송하는 단계와, 상기 강수량 카운팅신호가 수신되지 않을 시 상기 강수측정관리서버로 강수량계 불량신호를 전송하는 단계와, 상기 강수측정관리서버에서 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 리드스위치 점검명령응답신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버와 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 표시하는 단계와, 상기 강수측정관리서버에서 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 강수측정관리서버로 리드스위치 점검명령응답신호가 수신될 시 강수량 카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와, 상기 강수량카운팅신호가 수신될 시 강수량계 점검결과 정상상태로 처리하고 그 처리 데이터를 저장한 후 상기 강수량계 정상상태임을 모니터에 표시하는 단계와, 상기 강수량카운팅신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버에서 데이터 로거로부터 강수량계 불량신호가 수신되는지 검색하는 단계와, 상기 강수량계 불량신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버와 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 모니터에 표시하는 단계와, 상기 강수량계 불량신호가 수신될 시 강수측정관리서버에서 강수량계 불량상태로 처리하고 모니터에 강수량계 불량상태를 표시하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 양태에 따른 강수량계 점검 방법에 있어서, 강수측정관리서버에서 강수량계 점검주기와 리드스위치 점검방식, 전도컵 점검방식, 강수공급점검방식 중 하나를 세팅하는 단계와, 상기 세팅한 강수량계 점검주기가 도달될 때 상기 강수량계 점검방식이 전도컵 점검방식이면 강수측정관리서버에서 전도컵 점검명령을 데이터로거로 전송하는 단계와, 상기 데이터 로거에서 전도컵 점검명령을 수신한 후 상기 강수측정관리서버로 전도컵 점검명령응답신호를 전송하는 단계와, 상기 점검명령응답신호를 전송한 후 전도컵을 회전시키기 위한 스텝핑모터 구동신호를 제어부로 출력하여 전도컵이 미리 설정된 각도만큼 회전되도록 하여 리드스위치가 온되어 펄스를 발생하는 단계와, 상기 리드스위치가 온되어 펄스가 발생될 시 상기 데이터 로거는 제어부로부터 강수량카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와, 상기 강수량 카운팅신호가 수신될 시 상기 강수측정관리서버로 강수량 카운팅신호를 전송하는 단계와, 상기 강수량 카운팅신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버로 강수량계 불량신호를 전송하는 단계와, 상기 강수측정관리서버에서 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 전도컵 점검명령응답신호가 수신되지 않을 시 상기 강수측정관리서버와 상기 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 표시하는 단계와, 상기 강수측정관리서버에서 상기 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 상기 강수측정관리서버로 전도컵 점검명령응답신호가 수신될 시 강수량 카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와, 상기 강수량카운팅신호가 수신될 시 강수량계 점검결과 정상상태로 처리하고 그 처리 데이터를 저장한 후 상기 강수량계 정상상태임을 모니터에 표시하는 단계와, 상기 강수량카운팅신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버에서 데이터 로거로부터 강수량계 불량신호가 수신되는지 검색하는 단계와, 상기 강수량계 불량신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버와 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 모니터에 표시하는 단계와, 상기 강수량계 불량신호가 수신될 시 강수측정관리서버에서 강수량계 불량상태로 처리하고 모니터에 강수량계 불량상태를 표시하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 양태에 따른 강수량계 점검 방법에 있어서, 강수측정관리서버에서 강수량계 점검주기와 리드스위치 점검방식, 전도컵 점검방식, 강수공급점검방식 중 하나를 세팅하는 단계와, 상기 세팅한 강수량계 점검주기가 도달될 때 상기 강수량계 점검방식이 강수공급 점검방식이면 강수측정관리서버에서 강수공급 점검명령을 데이터 로거로 전송하는 단계와, 상기 데이터 로거에서 강수공급 점검명령을 수신한 후 상기 강수측정관리서버로 강수공급 점검명령응답신호를 전송하는 단계와, 상기 강수공급 점검명령응답신호를 전송한 후 리드스위치를 온시키기 위한 솔레노이드밸브 구동신호를 제어부로 출력하여 솔레노이드밸브가 일시적으로 개방되도록 하여 강수 테스트물을 공급하여 전도컵에 의해 리드스위치를 온시켜 펄스를 발생하는 단계와, 상기 리드스위치가 온되어 펄스가 발생될 시 상기 데이터 로거는 제어부로부터 강수량카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와, 상기 강수량 카운팅신호가 수신될 시 강수측정관리서버로 강수량 카운팅신호를 전송하는 단계와, 상기 강수량 카운팅신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버로 강수량계 불량신호를 전송하는 단계와, 상기 강수측정관리서버에서 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 강수공급 점검명령응답신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버와 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 표시하는 단계와, 상기 강수측정관리서버에서 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 강수측정관리서버로 강수공급 점검명령응답신호가 수신될 시 강수량 카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와, 상기 강수량카운팅신호가 수신될 시 강수량계 점검결과 정상상태로 처리하고 그 처리 데이터를 저장한 후 상기 강수량계 정상상태임을 모니터에 표시하는 단계와, 상기 강수량카운팅신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버에서 데이터 로거로부터 강수량계 불량신호가 수신되는지 검색하는 단계와, 상기 강수량계 불량신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버와 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 모니터에 표시하는 단계와, 상기 강수량계 불량신호가 수신될 시 강수측정관리서버에서 강수량계 불량상태로 처리하고 모니터에 강수량계 불량상태를 표시하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 강수량계를 원격으로 유지관리하여 인건비를 줄일 수 있고 주기적으로 강수량계를 원격으로 점검하여 장애 발생상황을 사전에 확인하여 실제 강수상황 발생 시 강수량계의 고장으로 인하여 강수량을 측정하지 못하는 오류를 방지할 수 있으며, 주기적인 강수량계의 점검으로 데이터 신뢰성을 확보할 수 있고, 또한 비정상적인 데이터 수집 시 즉각적인 원격점검에 의한 환경요인을 분석할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 강수량 측정 관리 시스템의 구성도
도 2는 도 1의 전도컵(14)을 강제회전시키기 위한 구조도
도 3은 도 1의 리드스위치(16)를 전자석으로 구동시키기 위한 구성도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격지에서 강수량계(100)를 주기적으로 점검 처리하기 위한 강수측정관리서버(40)의 제어 흐름도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격지에서 강수량계(100)를 주기적으로 점검 처리하기 위한 데이터 로거(30)의 제어 흐름도

이하 본 발명의 바람직한 실시 예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 복수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다. 하기에 설명되는 본 발명의 실시 예는 당업자에게 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것에 불과하다는 것에 유의하여야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 당 업계의 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명이 생략됨에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 강수량 측정 관리 시스템의 구성도이고,

강수를 집수하기 위한 집수용기(10)와, 상기 집수용기(10)의 하부에 설치되어 낙하되는 물의 유속을 완화하기 위한 유속완화구(12)와, 상기 유속완화구(12)로부터 낙하된 물의 무게에 의해 회전축을 중심으로 한쪽으로 기울어지는 전도컵(14)과, 상기 전도컵(14)이 기울어질 때 전도(轉倒)되어 자석에 의해 스위칭 온되어 펄스를 발생하는 리드스위치(16)와, 상기 전도컵(14)에 고인물을 배수하는 배수구(18)와, 상기 리드스위치(16)로부터 발생된 펄스를 카운팅하여 강수량을 계측하고 외부로부터 강수공급제어신호를 받아 강수를 공급하기 위한 솔레노이드밸브구동신호를 출력하고, 외부로부터 전도컵 구동신호를 받아 스텝핑모터구동신호를 출력하며, 외부로부터 리드스위치 구동신호를 받아 전자석 구동신호를 출력하는 제어부(20)로 이루어진 강수량계(100)와,

상기 제어부(20)의 제어에 의해 구동되어 상기 리드스위치(16)를 온시키는 전자석(22)과, 상기 제어부(20)의 제어에 의해 구동되어 상기 전도컵(14)을 강제적으로 회전시키는 스텝핑모터(24)와, 강수를 공급하기 위한 배수관 상에 설치되어 상기 제어부(20)의 제어에 의해 강수테스트물을 일시적으로 공급하도록 하는 솔레노이드밸브(26)와,

상기 제어부(20)로부터 측정된 강수량을 원격지로 전송하고 원격지로부터 강수공급점검명령, 전도컵 점검명령, 리드스위치 점검명령을 수신하여 강수공급제어신호, 전도컵 구동신호, 리드스위치 구동신호를 상기 제어부(20)로 전송하는 데이터 로거(30)와,

상기 데이터 로거(30)와 연결되어 상기 데이터 로거(30)로부터 수신된 강수량값을 확인하고 주기적으로 강수량계를 점검하기 위한 강수공급점검명령, 전도컵 점검명령, 리드스위치 점검명령을 발생하여 상기 데이터 로거로 전송하고 상기 데이터 로거로부터 수신된 강수량계를 점검하기 위한 응답신호를 받아 강수량계의 고장유무를 처리하여 표시하는 강수측정관리서버(40) 로 구성되어 있다.

상기 데이터 로거(30)와 강수측정관리서버(40) 간의 통신은 모뎀과 PSTN을 통해 인터넷 접속, 광랜 인터넷 접속 또는 전용선 접속, ISDN 망을 이용한 유선방식과 셀룰러, PCS 통신, 마이크로 웨이퍼브통신이나 위성통신망을 통해 무선 인터넷 접속을 모두 수용할 수 있다.

도 2는 도 1의 전도컵(14)을 강제회전시키기 위한 구조도이고,

스텝핑모터(24)와, 상기 스텝핑모터(24)의 회전축에 설치된 구동기어(21)와,

전도컵(14)의 회전축(25)에 설치되어 상기 구동기어(21)와 맞물리도록 설치되어 상기 구동기어(21)의 회전에 의해 전도컵(14)을 정회전 또는 역회전시키는 피동기어(25)로 구성되어 있다. 상기 구동기어(21)는 일정각도만 기어가 형성되어 미리 설정된 각도만큼 회전하도록 하는 구성을 갖는다. 스텝핑모터(24)는 제어부(20)의 제어에 의해 일시적으로 정회전 또는 역회전 하도록 한다.

도 3은 도 1의 리드스위치(16)를 전자석으로 구동시키기 위한 구성도이다.

전도컵(14)가 기울어질 때 전도(轉倒)되어 펄스를 발생하는 리드스위치(16)와, 상기 리드스위치(16)와 근접 설치되어 제어부(20)의 제어에 의해 구동되어 자력에 의해 상기 리드스위치(16)를 온시키는 전자석(22)으로 구성되어 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격지에서 강수량계(100)를 주기적으로 점검 처리하기 위한 강수측정관리서버(40)의 제어 흐름도이고,

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원격지에서 강수량계(100)를 주기적으로 점검 처리하기 위한 데이터 로거(30)의 제어 흐름도이다.

상술한 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 바랍직한 일 실시 예의 원격지에서 강수량계(100)를 주기적을 점검처리하는 동작을 상세히 설명한다.

사용자는 강수측정관리서버(40)에서 본 발명의 강수량계(100)를 점검하기 위한 프로그램을 실행하여 강수량계 점검주기와 점검방식을 선택하면 101단계에서 강수량계 점검주기와 점검방식을 세팅한다. 상기 점검주기는 1일에 한번 또는 두번 또는 1주일에 한번 또는 2번 할 수도 있고 그외에 임의로 세팅 가능하다. 강수량계(100)의 점검방식은 리드스위치(16) 점검방식과 전도컵(14) 점검방식과, 강수공급제어방식이 있다. 이 세방식 중에 하나를 세팅한다.그런 후 102단계에서 강수측정관리서버(40)는 상기 세팅한 점검주기에 도달되었는지 검사하여 점검주기에 도달되었으면 103단계로 진행한다. 상기 103단계에서 강수측정관리서버(40)는 리드스위치 점검방식으로 세팅되었는지 검사하여 리드스위치 점검방식으로 세팅되었으면 104단계로 진행한다. 상기 104단계에서 리드스위치(16)의 점검명령을 데이터 로거(30)로 전송하고 전송하고 109단계로 진행한다. 상기 103단계에서 리드스위치 점검방식으로 세팅되어 있지 않으면 105단계로 진행하여 강수측정관리서버(40)는 전도컵(14) 점검방식으로 세팅되었는지 검사하여 전도컵(14) 점검방식으로 세팅되어 있으면 106단계로 진행한다. 상기 106단계에서 전도컵(14) 점검명령을 데이터 로거(30)로 전송하고 109단계로 진행한다. 상기 105단계에서 전도컵 점검방식으로 세팅되어 있지 않으면 107단계로 진행하여 강수측정관리서버(40)는 강수공급제어방식으로 세팅되었는지 검사하여 강수공급제어방식으로 세팅되어 있으면 108단계로 진행한다. 상기 108단계에서 강수측정관리서버(40)는 데이터 로거(30)로 전송하고 109단계로 진행한다. 상기 강수측정관리서버(40)에서 리드스위치(16)의 점검명령, 전도컵(14) 점검명령, 강수공급 점검명령 중에 하나의 명령이 전송하면 데이터 로거(30)에서 이를 수신한다. 201단계에서 데이터 로거(30)는 리드스위치(16)의 점검명령, 전도컵(14) 점검명령, 강수공급 점검명령 중에 하나의 명령이 수신되는지 검사하여 점검명령이 수신되면 202단계로 진행한다. 상기 202단계에서 데이터 로거(30)는 점검명령 응답신호를 강수측정관리서버(40)로 전송한다.

그러면 109단계에서 강수측정관리서버(40)는 데이터 로거(30)로부터 점검명령 응답신호가 수신되는지 검사하여 점검명령응답신호가 수신되지 않으면 110단계로 진행한다. 상기 110단계에서 강수측정관리서버(40)는 강수측정관리서버(40)와 데이터 로거(30)간의 통신불량상태로 처리한다. 이때 강수측정관리서버(40)는 강수측정관리서버(40)와 데이터 로거(30)간의 통신불량상태임을 경보하고 모니터에 표시할 수도 있다.

또한 202단계에서 상기 점검명령응답신호를 강수측정관리서버(40)로 전송한 후 203단계에서 데이터 로거(30)는 강수공급 점검명령인가 검사하여 강수공급 점검명령이면 204단계로 진행한다. 상기 204단계에서 데이터 로거(30)는 솔레노이드 밸브제어신호를 솔레노이드밸브(26)를 구동하여 배수관으로 공급되는 강수 테스트물이 집수용기(10)로 공급되도록 한다. 상기 집수용기(10)로 물이 공급되면 집수용기(10)에서 수집된 물이 유속완화구(12)로 낙하되고 유속완화구(12)는 물의 유속을 완화하여 전도컵(14)으로 낙하시킨다. 상기 유속완화구(12)에서 물이 낙하되면 전도컵(14)이 물의 무게에 의해 회전하여 낙하된 물을 배수구(18)로 떨어뜨리게 된다. 이때 전도컵(14)이 회전하면서 전도컵(14)의 회전축에 설치된 자석(도시하지 않음)이 시계추처럼 움직이면서 리드스위치(16)를 일시적으로 스위칭 온시키게 되면 펄스가 발생된다. 제어부(20)는 리드스위치(16)로부터 발생된 펄스를 카운팅하여 강수량을 측정하게 된다. 그러나 상기 솔레노이드밸브(26)에 의해 강수 테스트물이 공급될 때 유속완화구(12)의 배출구가 막히게 되면 전도컵(14)으로 강수테스트 물이 낙하되지 않거나 전도컵(14)의 회전축에 녹이 슬게 되면 유속완화구(12)로부터 강수 테스트물이 낙하되더라도 전도컵(14)이 회전하지 않게 되어 리드스위치(16)에서 펄스가 발생되지 않는 불량상태가 발생한다. 따라서 제어부(20)는 솔레노이드밸브(26)를 일시 구동하여 강수 테스트물이 공급되도록 한 후 리드스위치(16)로부터 펄스가 발생되지 않으면 강수량계 불량상태로 판단한다.

또한 상기 203단계에서 강수공급 점검명령이 아니면 205단계로 진행하여 리드스위치 점검명령인가 검사하여 리드스위치 점검명령이면 206단계로 진행한다. 상기 206단계에서 데이터 로거(30)는 전자석 구동신호를 제어부(20)로 출력한다. 이때 제어부(20)는 전자석(22)을 구동하여 전자석(22)에 전류가 흐르게 되면 자력이 발생하여 전자석(22)에 근접설치되어 있는 리드스위치(16)를 일시적으로 온시키게 되어 리드스위치(16)에서 펄스를 발생하게 된다. 제어부(20)는 리드스위치(16)로부터 발생된 펄스를 카운팅하여 강수량을 측정하게 된다. 그러나 제어부(20)는 전자석(22)를 일시 구동하여 리드스위치(16)로부터 펄스가 발생되지 않으면 강수량게 불량상태로 판단한다.

그리고 상기 205단계에서 리드스위치 점검명령이 아니면 207단계로 진행하여 전도컵 점검명령인가 검사하여 전도컵 점검명령이면 208단계로 진행한다. 상기 208단계에서 데이터 로거(30)는 스텝핑모터 구동신호를 제어부(20)로 출력한다. 이때 제어부(20)는 스텝핑모터(24)를 구동한다. 상기 스텝핑모터(24)가 구동되면 구동기어(21)가 회전하고 구동기어(21)의 회전력이 피동기어(23)에 전달된다. 상기 피동기어(23)가 회전하면 전도컵(14)이 회전하여 기울어지게 되고 상기 전도컵(14)의 회전축에 설치된 자석에 의해 리드스위치(16)를 일시적으로 온시키게 되면 리드스위치(16)에서 펄스가 발생된다. 제어부(20)는 리드스위치(16)로부터 발생된 펄스를 카운팅하여 강수량을 측정하게 된다. 그러나 제어부(20)는 스텝핑모터(24)를 일시 구동하여 리드스위치(16)로부터 펄스가 발생되지 않으면 강수량계 불량상태로 판단한다.

상기와 같은 방식으로 리드스위치(16)로부터 펄스가 발생되면 제어부(20)는 펄스를 카운팅하여 강수량을 측정하게 되고 만약 리드스위치(16)로부터 펄스가 발생되지 않으면 강수량계 불량상태로 판단한다. 이때 제어부(20)는 리드스위치(16)로부터 펄스가 발생되면 강수량 카운팅신호를 데이터 로거(30)로 출력하고, 리드스위치(16)로부터 펄스가 발생되지 않으면 강수량계 불량상태로 판단하여 강수량계 불량신호를 데이터 로거(30)로 전송하게 된다.

따라서 상기 209단계에서 데이터 로거(30)는 강수량 카운팅신호가 수신되는지 검사하여 강수량 카운팅신호가 수신되지 않으면 210단계로 진행한다. 상기 210단계에서 데이터 로거(30)는 강수량계 불량신호를 강수측정관리서버(40)로 전송한다.

그러나 상기 209단계에서 강수량 카운팅신호가 수신되면 211단계로 진행하여 데이터 로거(30)는 강수량 카운팅신호를 강수측정관리서버(40)로 전송한다.

이렇게 하여 111단계에서 강수측정관리서버(40)는 강수량 카운팅신호가 수신되는지 검사하여 강수량 카운팅신호가 수신되지 않으면 112단계로 진행한다. 상기 112단계에서 강수측정관리서버(40)는 강수량계 불량신호가 수신되는지 검사하여 강수량계 불량신호가 수신되면 114단계로 진행한다. 상기 114단계에서 강수측정관리서버(40)는 강수량계 불량처리를 하고 모니터에 강수량계 불량상태임을 표시한다.

그러나 상기 112단계에서 강수량계 불량신호가 수신되지 않으면 113단계로 진행하여 강수측정관리서버(40)는 강수측정관리서버(40)와 데이터 로거(30)간의 통신불량상태로 처리하여 모니터에 표시한다. 그러나 상기 111단계에서 강수량 카운팅신호가 수신되면 115단계로 진행하여 강수량계 점검결과 정상상태로 처리하고 이를 데이터 저장부에 저장하고 116단계로 진행한다. 상기 116단계에서 강수측정관리서버(40)는 강수량계 점검결과 정상상태임을 모니터에 표시하여 관리자가 확인할 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이 강수측정관리서버(40)는 데이터 로거(30)로 주기적으로 강수량계(100)를 점검하기 위해 세팅된 리드스위치 점검명령, 전도컵 점검명령, 강수공급점검명령 중 하나의 점검명령을 데이터 로거(30)로 보내어 점검결과 응답신호를 받아 강수량계(100)의 동작상태를 원격지에서 점검관리할 수 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대하여만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 수정할 수 있은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10: 집수용기 12: 유속완화구
14: 전도컵 16: 리드스위치
18: 배출구 20: 제어부
22: 전자석 24: 스테핑모터
26: 솔레노이드밸브 30: 데이터 로거
40: 강수측정관리서버

Claims

강수량 관측 시스템에 있어서,
강수를 집수하기 위한 집수용기와, 상기 집수용기의 하부에 설치되어 낙하되는 물의 유속을 완화하기 위한 유속완화구와, 상기 유속완화구로부터 낙하된 물의 무게에 의해 회전축을 중심으로 한쪽으로 기울어지는 전도컵과, 상기 전도컵이 기울어질 때 전도(轉倒)되어 자석에 의해 펄스를 발생하는 리드스위치와, 상기 전도컵에 고인물을 배수하는 배수구와, 상기 리드스위치로부터 발생된 펄스를 카운팅하여 강수량을 계측하고 외부로부터 강수공급제어신호를 받아 솔레노이드밸브구동신호를 출력하고, 외부로부터 전도컵 구동신호를 받아 스텝핑모터구동신호를 출력하며, 외부로부터 리드스위치 구동신호를 받아 전자석 구동신호를 출력하는 제어부와,
강수를 공급하기 위한 배수관 상에 설치되어 상기 제어부의 제어에 의해 강수테스트물을 일시적으로 공급하도록 하는 솔레노이드밸브와,
상기 제어부의 제어에 의해 구동되어 상기 리드스위치를 일시적으로 온시키는 전자석과,
상기 제어부로부터 측정된 강수량 카운팅신호를 원격지로 전송하고 원격지로부터 강수공급 점검명령, 전도컵 점검명령, 리드스위치 점검명령을 수신하여 강수공급제어신호, 전도컵 구동신호, 리드스위치 구동신호를 상기 제어부로 전송하는 데이터 로거와,
상기 데이터 로거와 연결되어 상기 데이터 로거로부터 수신된 강수량값을 확인하고 주기적으로 강수량계를 점검하기 위한 강수공급 점검명령, 전도컵 점검명령, 리드스위치 점검명령을 발생하여 상기 데이터 로거로 전송하고 상기 데이터 로거로부터 수신된 강수량계를 점검하기 위한 응답신호를 받아 강수량계의 고장유무를 처리하여 표시하는 강수측정관리서버를 포함함을 특징으로 하는 강수량 관측시스템.
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청구항 1에 있어서,
상기 제어부의 제어에 의해 구동되어 상기 전도컵을 강제적으로 회전시키는 스텝핑모터와,
상기 스텝핑모터의 회전축에 설치되어 미리 설정된 각만큼 회전하는 구동기어와,
상기 전도컵의 회전축에 설치되어 상기 구동기어와 맞물리도록 설치되어 상기 구동기어의 회전에 의해 상기 전도컵을 정회전 또는 역회전시키는 피동기어를 더 구비함을 특징으로 하는 강수량 관측시스템.
강수량계 점검 방법에 있어서,
강수측정관리서버에서 강수량계 점검주기와 리드스위치 점검방식, 전도컵 점검방식, 강수공급점검방식 중 하나를 세팅하는 단계와,
상기 세팅한 강수량계 점검주기가 도달될 때 상기 강수량계 점검방식이 리드스위치 점검방식이면 상기 강수측정관리서버에서 리드스위치 점검명령을 데이터 로거로 전송하는 단계와,
상기 데이터 로거에서 리드스위치 점검명령을 수신한 후 상기 강수측정관리서버로 점검명령응답신호를 전송하는 단계와,
상기 점검명령응답신호를 전송한 후 상기 리드스위치를 온시키기 위한 전자석 구동신호를 제어부로 출력하여 상기 리드스위치가 일시적으로 온되도록 하여 펄스를 발생하는 단계와,
상기 리드스위치가 온되어 펄스가 발생될 시 상기 데이터 로거는 상기 제어부로부터 강수량카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와,
상기 강수량 카운팅신호가 수신될 시 상기 강수측정관리서버로 강수량 카운팅신호를 전송하는 단계와,
상기 강수량 카운팅신호가 수신되지 않을 시 상기 강수측정관리서버로 강수량계 불량신호를 전송하는 단계와,
상기 강수측정관리서버에서 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 리드스위치 점검명령응답신호가 수신되지 않을 시 강수측정관리서버와 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 표시하는 단계와,
상기 강수측정관리서버에서 상기 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 상기 강수측정관리서버로 리드스위치 점검명령응답신호가 수신될 시 강수량 카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와,
상기 강수량카운팅신호가 수신될 시 강수량계 점검결과 정상상태로 처리하고 그 처리 데이터를 저장한 후 상기 강수량계 정상상태임을 모니터에 표시하는 단계와,
상기 강수량카운팅신호가 수신되지 않을 시 상기 강수측정관리서버에서 상기 데이터 로거로부터 강수량계 불량신호가 수신되는지 검색하는 단계와,
상기 강수량계 불량신호가 수신되지 않을 시 상기 강수측정관리서버와 상기 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 모니터에 표시하는 단계와,
상기 강수량계 불량신호가 수신될 시 상기 강수측정관리서버에서 강수량계 불량상태로 처리하고 모니터에 강수량계 불량상태를 표시하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 강수량계 점검 방법.
강수량계 점검 방법에 있어서,
강수측정관리서버에서 강수량계 점검주기와 리드스위치 점검방식, 전도컵 점검방식, 강수공급점검방식 중 하나를 세팅하는 단계와,
상기 세팅한 강수량계 점검주기가 도달될 때 상기 강수량계 점검방식이 전도컵 점검방식이면 상기 강수측정관리서버에서 전도컵 점검명령을 데이터로거로 전송하는 단계와,
상기 데이터 로거에서 상기 전도컵 점검명령을 수신한 후 상기 강수측정관리서버로 점검명령응답신호를 전송하는 단계와,
상기 점검명령응답신호를 전송한 후 상기 전도컵을 회전시키기 위한 스텝핑모터 구동신호를 제어부로 출력하여 상기 전도컵이 미리 설정된 각도만큼 회전되도록 하여 상기 리드스위치가 온되어 펄스를 발생하는 단계와,
상기 리드스위치가 온되어 펄스가 발생될 시 상기 데이터 로거는 제어부로부터 강수량카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와,
상기 강수량 카운팅신호가 수신될 시 상기 강수측정관리서버로 강수량 카운팅신호를 전송하는 단계와,
상기 강수량 카운팅신호가 수신되지 않을 시 상기 강수측정관리서버로 강수량계 불량신호를 전송하는 단계와,
상기 강수측정관리서버에서 상기 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 전도컵 점검명령응답신호가 수신되지 않을 시 상기 강수측정관리서버와 상기 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 표시하는 단계와,
상기 강수측정관리서버에서 데이터로거로 점검명령 신호를 전송한 후 상기 강수측정관리서버로 전도컵 점검명령응답신호가 수신될 시 강수량 카운팅신호가 수신되는지 검색하는 단계와,
상기 강수량카운팅신호가 수신될 시 강수량계 점검결과 정상상태로 처리하고 그 처리 데이터를 저장한 후 상기 강수량계 정상상태임을 모니터에 표시하는 단계와,
상기 강수량카운팅신호가 수신되지 않을 시 상기 강수측정관리서버에서 데이터 로거로부터 강수량계 불량신호가 수신되는지 검색하는 단계와,
상기 강수량계 불량신호가 수신되지 않을 시 상기 강수측정관리서버와 데이터 로거간 통신불량상태로 처리하여 모니터에 표시하는 단계와,
상기 강수량계 불량신호가 수신될 시 상기 강수측정관리서버에서 강수량계 불량상태로 처리하고 모니터에 강수량계 불량상태를 표시하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 강수량계 점검 방법.
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