KR100978211B1 - 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기 - Google Patents

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Abstract

상기 본 발명은 시각적으로 확인 할 수 있는 LED를 이용하여 수위나 기상 이변 등으로 인한 정보를 빠르게 알 수 있어서 각종 피해에 대응할 수 있으며, 위치와 시설물에 설치되던 기존의 수위계의 한계를 벗어나 어느 위치라도 간단한 장비로 설치가능하고 태양전지를 이용하여 전원의 효율을 높이는 자동수위계측기이다.
또한 상부에 설치된 송ㆍ수신용 안테나를 이용하여 무선통신망을 이용 중앙서버로 정보를 송ㆍ수신하여 관리자가 관리자단말기로 자동수위계측기의 위치 및 데이터를 실시간으로 확인할 수 있어 여름철 댐이나 저수지의 방류, 게릴라성 강우로 인해 설치된 자리를 이탈하여도 위치를 쉽게 찾을 수 있으며, 수위의 상승에도 유동적으로 대응 할 수 있어 하천이나 수심이 깊은 저수지에서의 사용도 가능하도록 했으며, 계측기의 상태를 원격으로 확인함으로써 시설물의 유지보수 및 관리가 용이하게 되는 효과를 가진다.

Description

육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기{Automatic water level instrument knowing water level visually}
본 발명은 LED를 이용하여 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상부의 태양전지에 의해 생산된 전기를 이용하여 전력을 공급하며, LED를 이용하여 수위표시와 각종 정보를 육안으로 쉽게 확인할 수 있고 중앙서버로 실시간 수위의 변화와 수위계측기의 위치 및 상태를 송신하여 계측기의 유지보수와 각종 정보를 원격으로 제어 및 관리할 수 있고, 댐 긴급 방류로 인한 하류지역이나, 피서지의 수위가 상승하는 경우를 대비하여 하천에 일정간격으로 설치해 놓으면 수위상승에 따른 위험성을 알 수 있을 뿐 아니라, 상류부 수위 상승에 따른 하류부의 수위 상승도 알 수 있어 홍수예경보시설 등 재해 대책운영 관리에 간접효과를 가진다.
대부분 강이나 하천의 범람을 감시하기 위하여 하천 교각 주변에는 수위/강우 계측 장치가 설치되어 있다. 현재 수위를 측정하는 방법으로는 레이저, 영상정보 및 부표 등을 이용하여 수위를 계측하고 있다.
공개특허 제10-2006-0025450 (고안의 명칭: 수위 측정장치 및 이를 이용한 자동 수위 측정시스템)는 교량의 교각에 설치되어 지속적으로 정확한 수위를 측정하는 레이저 수위 측정장치와, 상기 수위 측정장치에 의해 측정된 데이터를 송신 및 수신하여 웹기반에서 데이터 베이스화 하였다. 하지만 상기 기술과 같이 수위 측정장치 및 이를 이용한 자동 수위 측정시스템은 교각에 설치가 되어 하천의 자연적인 세굴이나 인위적인 채굴로 인하여 수위가 높아지는 곳의 수위는 측정을 할 수 없었으며 댐이나 저수지의 방류로 인한 수위의 변동으로 인한 경고를 하류지역이나 피서지 이용주민에게 하기에는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로,
본 발명은 수위의 높이를 자동으로 측정함에 있어서, LED를 사용하여 수위와 정보의 판독을 용이하게 하고, 유지보수를 간편하게 하고 태양전지를 이용하여 전원의 효율을 높이도록 개선하였다.
또한, 장소와 구조물에 제약을 받던 수위계측의 어려움을 해소시키도록 원하는 하류지역이나 피서지에 임의로 설치가능하며, 중앙서버로 계측기의 상태와 측정한 데이타를 전송하여 하천의 수위 및 계측기의 상태를 실시간으로 관리하도록 한다. 그리고 중앙서버에서 계측기의 제어부로 신호를 전송하여 LED를 통해 각종 정보나 광고의 내용을 원격으로 조정할 수 있는 육안으로 수위나 정보를 알 수 있는 자동수위계측기를 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 자동수위계측기는,
자료의 송ㆍ수신을 할 수 있는 안테나(20)와; 상기 안테나(20)를 포함하고 태양전지로 구성되어진 태양전지 모듈(10)과; 상기 태양전지 모듈(10)로부터 전원을 공급받아 충전되는 축전지(68)와; 상기의 전원으로 수위표시와 광고를 표시할 수 있는 LED모듈(11)과; 상기 자동수위계측기의 직립상태를 유지하기 위해 케이폭(33)이 설치되고 수위를 변화를 측정하기 위해 설치된 부자(38)를 포함하고 있는 상단 원통형 파이프(12)와; 상기 상단 원통형 파이프(12)와 결합되며 수위를 측정할 수 있도록 센서가 설치되어 있는 하단 원통형 파이프(13)와; 상기 하단 원통형 파이프(13)와 연결되어 있고 자동수위계측기의 무게 중심이 되며 수위의 변동에 따른 와이어(66)의 길이를 유지하게 하기 위한 기어(67)가 포함된 웨이트(15)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명은 시각적으로 확인 할 수 있는 LED를 이용하여 수위나 기상 이변 등으로 인한 정보를 빠르게 알 수 있어서 각종 피해에 대응할 수 있으며, 위치와 시설물에 설치되던 기존의 수위계의 한계를 벗어나 어느 위치라도 간단한 장비로 설치 가능하고 태양전지를 이용하여 전원의 효율을 높이는 효과를 가진다.
또한, 상부에 설치된 송ㆍ수신용 안테나와 무선통신망을 이용하여 중앙서버로 정보를 송ㆍ수신하여 자동수위계측기의 위치를 실시간으로 나타내어 여름철 댐이나 저수지의 방류, 게릴라성 강우로 인해 설치된 자리를 이탈하여도 위치를 쉽게 찾을 수 있으며, 수위의 상승에도 유동적으로 대응 할 수 있어 하천이나 수심이 깊은 저수지에서의 사용도 가능하도록 했으며, 계측기의 상태를 원격으로 확인함으로써 시설물의 유지보수 및 관리가 용이하게 되는 효과를 가진다.
도1은 본 발명 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기 따른 외부사시도이다.
도2는 본 발명 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기 따른 내부 블록도이다.
도3은 본 발명 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기의 상단 원통형 파이프 사시도이다.
도4는 본 발명 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기의 통수구멍 파이프와 웨이트의 내부를 도시한 사시도이다.
도5는 본 발명 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기의 신호전달체계를 표시한 블록 구성도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 자동수위계측기의 외부 사시도이고, 도 2는 자동수위계측기의 내부 블록도이다.
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 자료의 송ㆍ수신을 할 수 있는 안테나(20)와; 상기 안테나(20)를 포함하고 태양전지로 구성되어진 태양전지 모듈(10)과; 상기 태양전지 모듈(10)로부터 전원을 공급받아 충전되는 축전지(68)와; 상기의 전원으로 수위표시와 광고를 표시할 수 있는 LED모듈(11)과; 상기 LED모듈(11)의 직립상태를 유지하기 위해 케이폭(33)이 설치되고 수위를 변화를 측정하기 위해 설치된 부자(38)를 포함하고 있는 상단 원통형 파이프(12)와; 상기 상단 원통형 파이프(12)와 결합되며 수위를 측정할 수 있도록 센서가 설치되어 있는 하단 원통형 파이프(13)와; 상기 하단 원통형 파이프(13)와 연결되어 있고 상기 하단 원통형 파이프의 무게 중심이 되며 수위의 변동에 따른 와이어(66)의 길이를 유지하게 하기 위한 기어(67)가 포함된 웨이트(15)로 구성된다.
상기 도 1과 2에서 도시한 바와 같이, 태양전지모듈(10)로부터 생산된 전력은 태양전지모듈(10)의 하단에 설치된 1차 전원 커넥터(21)를 통해서 흐르고, 상기 태양전지 모듈(10)과 LED모듈(11)이 결합되는 부분에 설치되어 있는 1차 전원 소켓(24)으로 전력이 이동되어서 LED모듈(11)에 있는 배전장치를 통해 LED의 전원을 공급하게 되며 잉여 생산된 전력은 LED모듈(11)의 하단에 설치된 2차 전원 커넥터(25)를 통해서 흐르고 상기 LED모듈(11)과 상단 원통형 파이프(12)와 결합되는 부분에 설치된 2차 전원 소켓(31)으로 전력이 이동되며 상기 전력은 2차 전원 소켓(31)에서 상단 원통형 파이프(12)에 설치된 파이프 케이블(32)을 통해 축전지 전원 케이블(65)로 이동한다. 따라서 상기 축전지 케이블(65)을 통해 이동된 전력은 웨이트(15)에 위치한 축전지(68)를 충전하고 충전된 전력은 인버터를 통해 자동수위계측기의 동력원이 된다.
또한, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 상단 원통형 파이프(12)안에 설치된 부자(38)는 수위의 변화에 따라 상하로 이동하며 부자(38)에는 제1전극(39)을 설치하고 물과 접촉하는 하단 원통형 파이프(13)에 수위의 변화량을 측정하기 위해 제2전극(52)을 일정한 간격으로 설치하여 수위의 변화에 따른 전극의 위치가 변화하도록 구성되며, 상기 부자 전극 케이블(37)을 통해서 제1전극(39)으로 전류를 보내고 제1전극(39)에서 나오는 전류가 제2전극(52)으로 전도되어 상부에 있는 제어기(300)가 수위변화를 감지한다. 상기 제2전극(52)은 수위의 변하는 위치에 따라 변함으로 제어기(300)에서 변화된 수위를 감지하여 LED모듈(11)로 감지된 수위를 문자로 표시하고 상기 LED모듈(11)에 표시된 문자가 일정한 속도로 회전함으로써 모든 방향에서 문자를 확인이 가능하도록 하여 시야의 사각지대가 생기는 문제를 제거하였다.
상기 도 2에서 보는 봐와 같이, 하단 원통형 파이프(13)안의 수위가 상승하거나 하강하는 경우 하단 원통형 파이프(13)안에 위치한 부자(38)가 수위의 변동에 따라 움직이며 수위를 감지하는 센서가 부자(38)를 중심으로 부자(38)의 상단과 하단에 위치하여 수위가 상승할 경우 상단 센서(51)가 수위의 상승을 감지하여 제어기(300)로 신호를 전송하고, 제어기(300)는 웨이트(15)에 설치된 기어챔버(64)안의 기어(67)에 신호를 전송하여 기어(67)를 구동시켜 와이어(66)를 풀어서 하단 원통형 파이프(13)를 상승시켜 부자(38)가 하강하도록 작동되며, 상기 하강된 부자(38)는 하단 원통형 파이프(13) 안에 설치된 하단센서(53)가 부자(38)를 감지하여 상기 제어기(300)로 신호를 전송하여 상기 자동수위계측기가 수면으로부터 일정 높이를 유지하도록 한다.
또한, 도 3에서 보는 봐와 같이, 상기 케이폭(33)은 직립상태를 유지하기 위해 상단 원통형 파이프(12)에 설치되었고, 부분별 탈부착이 가능하도록 원터치 밴드(35)로 조립되어 있어, 외부충격이나 내구성의 약화로 부분별 교체가 필요한 경우 부분별 교체가 가능하도록 하였으며, 상단 원통형 파이프(12)에는 에어호스(34)를 설치하여 수위 변화에 따라 부자(38)의 이동 및 유수의 유입이 가능하도록 하였다.
또한, 도 4에서 보는 봐와 같이, 하단 원통형 파이프(13)의 끝에는 통수구멍 파이프로 다수의 작은 구멍을 가지는 원통형 형상을 가진 통수구멍 파이프(14)로써 하부에 웨이트(15)를 연결할 수 있도록 와이어 후크(63)를 설치하고 상기 통수구멍에 이물질이 들어가지 않도록 통수구멍 파이프(14)를 둘러싸는 통수구멍 보호망(62)을 설치한다.
또한, 도 5에서 보는 봐와 같이, 하단 원통형 파이프(13)에서 감지된 수위가 측정되어 제어기(300)로 송신되고 상기 안테나(20)를 통하여 중앙서버(302)로 전송되어 중앙서버(302)에서 네트워크를 이용해서 관리자 단말기(303)로 데이터를 전송하여 관리자가 확인하고 수위의 상승으로 위험이 예상되는 경우 관리자가 관리자 단말기(303)를 이용하여 자동수위계측기의 제어기(300)로 원격으로 신호를 송신하여 LED모듈(11)에 수위의 위험 표시를 하도록 하며, 상기 제어부에 GPS(301) 수신장치를 설치하여 중앙서버(302)로 실시간으로 위치를 송신하여 상기 자동수위계측기의 위치를 관리자가 관리자 단말기(303)를 이용하여 쉽게 알 수 있어 수위 변화를 정확하게 측정하여 판독할 수 있다.
또한, 상기 제어기(300)에서 축전지(68)의 충전상태를 감지하여 중앙서버(302)로 상태를 전송하여 축전지(68)의 노후나 외부의 충격으로 인해 정상적인 기능을 못하는 경우 축전지(68)의 고장과 동시에 교체가 가능하도록 하였다.
10:태양전지모듈 11:LED 모듈 12:상단 원통형 파이프
13:하단 원통형 파이프 14:통수구멍 파이 프 15:웨이트
20:안테나 21:1차 전원 커넥터 22:송수신 커넥터
23:송수신 소켓 24:1차 전원 소켓 25:2차 전원 커넥터
26:수위 감지 커넥터
30:수위 감지 소켓 31:2차 전원 소켓 32:파이프 전원 케이블
33:케이폭 34:에어호스 35:원터치 밴드 36:상단 파이프 커넥터
37:부자 전극 케이블 38:부자
50:하단 파이프 소켓 51:상단센서 52:제2전극 53:하단센서
54:하단 파이프 커넥터
60:통수구멍 파이프 61:통수구멍 소켓 62:통수구멍 보호망
63:와이어 후크 64:기어 챔버 65:축전지 전원 케이블
66:와이어 67:기어 68:축전지
300:제어기 301:GPS 302:중앙서버 303:관리자 단말기

Claims (7)

  1. 자료의 송ㆍ수신을 할 수 있는 안테나(20)를 포함하고 태양전지로 구성된 태양전지모듈(10)과;
    상기 태양전지 모듈(10)에서 생산된 전원으로 수위표시와 광고를 표시할 수 있는 LED모듈(11)과;
    상기 LED모듈(11)의 하단에 결합되며 직립상태를 유지하기 위해 케이폭(33)이 설치된 상단 원통형 파이프(12)와;
    상기 상단 원통형 파이프(12)의 하단에 결합되며 수위를 측정할 수 있는 센서가 설치되어 있는 하단 원통형 파이프(13)와;
    상기 하단 원통형 파이프(13)의 하단에 결합되며 웨이트(15)와 연결하도록 와이어 후크(63)가 달려있고 이물질이 들어가지 않도록 통수구멍보호망(62)이 설치되어 있는 통수구멍 파이프(14)와;
    상기 통수구멍 파이프(14)의 와이어 후크(63)에 와이어(66)로 연결되며 수위의 변화에 따라 상기 와이어(66)의 길이를 조절 할 수 있는 기어(67)가 설치되어 있으며 상기 태양전지모듈(10)로부터 생산된 전력을 충전할 수 있는 축전지(68)를 포함하는 웨이트(15)로 구성되는 것을 특징으로 하는 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 태양전지 모듈(10)은 태양광의 면적을 넓게 하기 위해 원형으로 구성한 것을 특징으로 하는 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 LED모듈(11)은 태양전지를 전원으로 하도록 제어기에 배전장치와 인버터가 설치되어 있고, 상기 제어기에 GPS(301)가 포함되어 위치를 송신하고, 원통형 모양으로 수위표시와 정보를 문자로 나타낼 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상단 원통형 파이프(12)는 부분 탈부착이 가능한 케이폭(33)이 원터치 밴드(35)로 조립되어 있고, 수위에 따라 움직이며 수위를 감지할 수 있도록 전극이 설치된 부자(38)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하단 원통형 파이프(13)는 수위의 변화에 따라 움직이는 부자(38)와 전극의 감지가 가능하도록 일정한 간격으로 센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 통수구멍파이프(14)는 하단과 측면에 유수의 유입이 유용하도록 다수의 구멍을 가지는 원통형 형상으로 하단에는 웨이트(15)와 연결되는 와이어 후크(63)가 설치되어 있고 이물질의 유입을 막도록 상기 통수구멍파이프(14)를 둘러 싸고 있는 통구구멍보호망(62)이 설치된 것을 특징으로 하는 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 웨이트(15)는 원기둥형상의 형태이며 다수의 기어 챔버를 구성하고 있어서 챔버안에 설치된 기어(67)에 있는 와이어(66)로 상기 통수구멍파이프(14)에 설치된 와이어 후크(63)와 연결되며 수위가 상승 또는 하강하는 경우 기어(67)가 구동되어 와이어(66)의 길이를 조정할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 육안으로 수위를 알 수 있는 자동수위계측기.

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