KR100989054B1 - 발광 다이오드를 이용한 수위 표시 장치 및 그를 포함한 수위 측정 시스템 - Google Patents

발광 다이오드를 이용한 수위 표시 장치 및 그를 포함한 수위 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

발광 다이오드를 이용하여 시인성을 높인 수위 측정 시스템 및 그 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 수위 표시 장치는, 복수의 공통 단자, 세로 방향을 따라 일정 간격으로 배열되는 복수의 수위 측정 단자, 복수의 공통 단자에 전류를 흘려 보낸 후, 복수의 수위 측정 단자로 흐르는 전류 상태를 읽어 들여 수위 측정 대상의 수위를 측정하는 수위 측정 제어부; 및 수위 측정 결과를 읽어 들여 복수의 발광 다이오드를 통해 표시하는 발광 다이오드부를 포함한다. 본 발명에 따른 수위 측정 시스템은 전술한 수위 표시 장치; 수위 표시 장치로부터 수위 측정 결과를 읽어 들이고, 복수의 발광 다이오드를 통해 숫자 및 눈금으로 수위 측정 결과를 표시하도록 수위 표시 장치를 제어하는 주 제어 모듈; 주 제어 모듈의 제어에 따라 수위 표시 장치로 전원을 공급하는 전원 공급 모듈; 주 제어 모듈의 제어에 따라 수위 측정 결과를 표시하는 디스플레이 모듈을 포함한다.
수위 측정, LED, 시인성

Description

발광 다이오드를 이용한 수위 표시 장치 및 그를 포함한 수위 측정 시스템{DEVICE FOR WATER LEVEL DISPLAY USING LIGHT EMITTING DIODE AND SYSTEM FOR WATER LEVEL MEASUREMENT USING THE SAME}
본 발명은 수위 표시 장치 및 이를 이용한 수위 측정 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 다이오드를 이용하여 시인성을 높인 수위 표시 장치 및 이를 이용한 수위 측정 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 강이나 호수, 하천 등과 같은 유체의 수위를 측정하기 위하여 수위 측정 시스템이 설치되어 사용된다. 현재 수위와 수위 변화 등 수위 측정 시스템에 의해 측정된 자료는 교량의 유지 관리에 쓰이거나, 또는 하절기 홍수의 발생을 예측하거나, 수위가 일정 수준 이상이 될 때 안전을 위해 교통을 통제하기 위한 지표로 쓰이는 등 다양한 방식으로 활용되고 있다. 수위 측정 시스템에 구비되어 수위를 측정하는 수위계로는 물에 직접 접촉하여 수위를 측정하는 접촉식 수위계와, 물의 외측에서 초음파나 레이저 등을 이용하여 수위를 측정하는 비접촉식 수위 계가 있다.
이러한 수위 측정 시스템은 주로 하천이나 호수 등에 위치한 교량의 기둥에 설치되는데, 홍수의 발생을 예측하거나, 교통을 안전하게 통제하기 위한 기준이 되는 등과 같은 수위 측정 시스템의 활용분야를 고려할 때, 강이나 하천의 수위가 일정 수준 이상으로 높아지거나 급격한 수위 변화가 있는 경우, 최대한 빠른 시간 내에 교량을 통행하는 사람들이나 관리자에게 이러한 사실을 인식시켜야 한다.
그런데, 종래의 수위 측정 시스템은 야간이나 우천 시 또는 수위 급변 시 육안으로 관측하는 것이 매우 어렵고, 설혹 육안 관측이 가능하더라도 시인성이 부족해 수위 측정 결과에 오차가 발생할 위험이 높을 뿐만 아니라, 측정의 정확도가 현저히 떨어지게 된다. 특히, 홍수가 발생하는 현장에서 측정할 경우, 수시로 변하는 수위를 즉각적으로 눈으로 관측해야만 하므로 종래 수위 측정 시스템은 거의 활용이 불가능하다는 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 야간이나 우천 시에도 시인성을 확보하여 평균 수위를 시인성 높게 표시하고, 자동 수위 인식 기능을 제공하여 측정 결과를 실시간 계측과 분석에 활용할 수 있도록 하는 발광 다이오드를 이용한 수위 표시 장치, 수위 측정 시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 수위 표시 장치는, 복수의공통 단자; 세로 방향을 따라 일정 간격으로 배열되는 복수의 수위 측정 단자; 상기 복수의 공통 단자에 전류를 흘려 보낸 후, 상기 복수의 수위 측정 단자로 흐르는 전류 상태를 읽어 들여 수위 측정 대상의 수위를 측정하여 수위 측정 결과를 생성하는 수위 측정 제어부; 및 상기 수위 측정 결과를 읽어 들여 복수의 발광 다이오드를 통해 표시하는 발광 다이오드부를 포함한다.
본 발명에 따른 수위 측정 시스템은, 복수의 공통 단자를 통해 수위 측정 대상 속으로 전류를 흘려 보내고, 세로 방향을 따라 일정 간격으로 배열된 복수의 수 위 측정 단자로 들어오는 전류를 읽어 수위를 측정한 후, 숫자 및 눈금을 형성하도록 배치된 복수의 발광 다이오드의 온/오프를 제어하여 수위 측정 결과를 표시하는 수위 표시 장치; 상기 수위 표시 장치로부터 상기 수위 측정 결과를 읽어 들이고, 상기 복수의 발광 다이오드를 통해 숫자 및 눈금으로 상기 수위 측정 결과를 표시하도록 상기 수위 표시 장치를 제어하는 주 제어 모듈; 상기 주 제어 모듈의 제어에 따라 상기 수위 표시 장치로 전원을 공급하는 전원 공급 모듈; 및 상기 주 제어 모듈의 제어에 따라 상기 수위 측정 결과를 표시하는 디스플레이 모듈을 포함한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따른 발광 다이오드를 이용한 수위 표시 장치 및 수위 측정 시스템은, 야간이나 우천 시 시인성을 확보하여 평균 수위를 시인성 높게 표시할 수 있으며, 자동 수위 인식 기능을 제공하여 측정 결과를 실시간 계측과 분석에 활용할 수 있도록 한다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수위 표시 장치 및 그를 포함한 수위 측정 시스템에 대하여 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 측정 시스템의 전체 구성도이다.
도면에 도시된 것처럼 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 측정 시스템은, 수 위 표시 장치(100), 주 제어 모듈(210), 디스플레이 모듈(220) 및 전원 공급 모듈(230)을 포함한다.
수위 표시 장치(100)는 강이나 하천 등에 설치되어 현재의 수위를 측정하고, 측정된 수위 정보를 주 제어 모듈(210)로 전송하는 장치로서, 눈금 부분과 숫자 부분이 온/오프 가능한 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)로 구성되어 있고, 수위에 따라 발광 다이오드가 부분적으로 발광함으로써 시인성을 높여 야간이나 우천 시 등의 열악한 환경에서도 관리자나 통행자가 육안으로 수위를 쉽게 식별할 수 있도록 구성되어 있다.
이러한 본 발명에 따른 수위 표시 장치(100)는, 출력 단자인 공통 단자를 통해 수위 측정 대상 속으로 전류를 흘려 보내고, 입력 단자인 수위 측정 단자가 수위 측정 대상(물 등의 유체) 속에 잠겼을 때, 그 속에 흐르는 미세한 전류를 증폭하여 읽어 들임으로써 측정 대상의 수위를 측정한 후, 숫자 부분, 눈금 부분 등과 같은 표시 부분을 형성하도록 배치된 복수의 발광 다이오드의 온/오프를 제어하여 수위 측정 결과를 표시한다.
주 제어 모듈(210)은 복수 개의 수위 표시 장치(100)로부터 수위 측정 결과를 읽고, 읽어 들인 수위 측정 결과를 종합적으로 분석한 후, 각각의 수위 표시 장치(100)로 분석 결과에 따른 수위 정보를 전달하여, 각각의 수위 표시 장치(100)가 복수의 발광 다이오드를 통해 숫자, 눈금 등을 이용하여 수위 측정 결과를 표시할 수 있도록 한다.
전원 공급 모듈(230)은 주 제어 모듈(210)의 제어에 따라 수위 표시 장치(100)로 전원을 공급하기 위한 것이다. 수위 표시 장치(100)는 발광 다이오드의 구동을 기초로 하여 자체의 전력 소비가 크지 않으므로 태양 전지만으로도 구동 가능하다.
디스플레이 모듈(220)은 주 제어 모듈(210)의 제어에 따라 수위 측정 결과를 표시하는 전광판으로써, 홍수 시 또는 수위 관측 시 관리자나 통행자가 현재 수위에 관한 정보를 쉽게 인식할 수 있도록 한다.
전원 공급 모듈(230)로부터 수위 표시 장치(100)로 직류(DC) 전원이 공급되면, 주 제어 모듈(210)이 각각의 장소에 설치된 여러 개(예를 들면, 32개)의 수위 표시 장치(100)로부터 현재 수위에 대한 정보를 수집하여 분석한 후, 현재 수위를 디스플레이 모듈(220)에 표시하고, 내장된 통신 라인(예를 들면, RS??232 통신)을 통하여 다른 시스템으로 수위 정보를 제공하게 된다.
도 2 및 도 3은 도 1에 나타난 수위 표시 장치의 세부 구성도이다.
도 2에 도시된 실시예에서, 수위 표시 장치(100)에는 수위 측정 제어부(110), 센서 출력 관리부(120), 센서 입력 관리부(130) 및 발광 다이오드부(140)가 포함되어 있다.
센서 출력 관리부(120)는 복수의 공통 단자(122)와 센서 출력 구동부(121)를 포함하고, 센서 입력 관리부(130)는 복수의 수위 측정 단자(133)와 아날로그 스위치부(132), 그리고 신호 비교 수행부(131)를 포함한다.
수위 표시 장치(100)의 내부에는 수위 측정 제어부(110)가 구비되어 있어, 상기 수위 측정 제어부(110)를 통하여 정확한 수위 인식, 평균 수위 계산, 표시 등 의 기능을 수행할 수 있고, 관리자 요구에 따라 특성화된 프로그래밍도 가능하게 된다.
수위 측정 제어부(110)는 복수의 공통 단자(122)에 전류를 흘려 보낸 후, 각 수위 측정 단자(133)로 흐르는 전류 상태를 읽음으로써, 수위 측정 대상의 수위를 측정하여 수위 측정 결과를 생성한다.
구체적으로 살펴보면, 외부로 노출된 출력 단자인 공통 단자(122)에 저주파의 교류(AC) 신호가 인가되면, 센서 출력 구동부(121)에서 증폭된 교류 신호가 만들어진다. 수위 측정 단자(133)는 입력 단자로서, 일정 개수(예를 들면, 100개)의 수위 측정 단자(133)가 일정 간격(예를 들면, 10cm마다)으로 외부로 노출되도록 형성되어 있다. 공통 단자(122)와 수위 측정 단자(133)가 동시에 측정 대상에 잠겼을 때, 공통 단자(122)의 신호가 측정 대상 속의 불순물들을 통해 수위 측정 단자(133)에 전달되면서 수위 측정 단자(133)로 미세한 전류가 흐르게 된다. 수위 측정 단자(133)로 들어온 교류 신호는 신호 비교 수행부(131)를 통해 수위 측정 제어부(110)에 전달되며, 수위 측정 제어부(110)는 이 교류 신호를 통해 수위를 검지할 수 있게 된다.
공통 단자(122)는 일정 개수(예를 들면, 16개)가 일정한 간격으로 나열되어 있으며, 전기적으로 동일한 위상의 똑같은 교류 신호가 공통 단자(122)로 입력된다. 센서 출력 관리부(120)는 복수의 공통 단자(122)로 동일한 위상을 갖는 저주파의 교류 신호를 인가한다.
복수의 수위 측정 단자(133)는 도 3에서와 같이 세로 방향을 따라 일정 간격 으로 배열되어 눈금을 형성하고, 수위를 읽을 수 있는 눈금은 수위 측정 단자(133)의 배치 간격에 따라 결정된다. 예를 들면, 10cm마다 수위 측정 단자(133)가 배치된 경우, 10cm 간격으로 수위를 읽을 수 있다.
아날로그 스위치부(132)는 복수 개(예를 들면, 100개)의 수위 측정 단자(133)와 수위 측정 제어부(110)를 연결하기 위한 전기적인 스위치로, 복수의 수위 측정 단자(133)를 순차적으로 선택하여 수위 측정 단자(133)로 입력되는 신호를 수위 측정 제어부(110)와 연결해 준다. 아날로그 스위치부(132)에서 복수의 수위 측정 단자(133)를 순차적으로 선택하여 각 수위 측정 단자(133)에 흐르는 전류를 신호 비교 수행부(131)로 전달하면, 신호 비교 수행부(131)가 복수의 수위 측정 단자(133) 각각에 흐르는 전류를 증폭하여 수위 측정 제어부(110)로 입력한다.
이후, 수위 측정 제어부(110)는 신호 비교 수행부(131)로부터 읽어 들인 각 수위 측정 단자(133)의 전류 값을 통해 각 수위 측정 단자(133)가 수위 측정 대상 속에 잠겨 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 수위를 인식하게 된다.
발광 다이오드부(140)는 수위 측정 제어부(110)로부터 읽어 들인 수위 측정 결과에 따라 숫자 및 눈금을 형성하도록 배치된 복수의 발광 다이오드의 온/오프를 제어하여 수위 측정 결과를 표시하기 위한 것으로, 도면에 도시된 실시예에서는 바 타입(bar type) 표시부(142)와 숫자 타입 표시부(143), 발광 다이오드 구동부(141)를 포함하고 있다. 그러나 발광 다이오드부(140)에 의해 표시되는 형태는 위와 같이 바 타입, 숫자 타입에 한정되지 아니하며, 다양한 형태로 변형될 수 있다.
이와 같이, 수위 표시 장치(100)는 공통 단자(122)를 통해 수위 측정 대상 속으로 전류를 흘려 보내고, 수위 측정 단자(133)가 측정 대상 속에 잠겼을 때 흐르는 미세한 전류를 증폭하여 수위 측정 제어부(110)를 통해 읽음으로써 측정 대상의 수위를 측정한 후, 수위 측정 결과를 주 제어 모듈(210)로 전달하며, 주 제어 모듈(210)의 요청에 따라 수위 측정 결과를 표시하도록 발광 다이오드부(140)를 제어한다.
도 3을 참조하면, 수위 표시 장치(100)는 일정 길이(예를 들면, 1m)의 기본 플레이트(PL#0 내지 PL#9, 이하 PL로 통칭함)를 단위로 하여, 여러 개의 기본 플레이트(PL)를 원하는 길이만큼 붙여서 사용할 수 있도록 구성될 수 있다. 각각의 기본 플레이트(PL)는 복수 개의 발광 다이오드로 이루어져 수위 측정 결과를 눈금과 숫자로 각각 표시하기 위한 바 타입 표시부(142)와 숫자 타입 표시부(143)를 포함한다.
수위 표시 장치(100)를 구성하는 기본 플레이트(PL)가 1m이고, 1cm마다 눈금이 형성된 경우를 가정하면, 1m 길이에 1cm 간격으로 수위 측정 단자(133)들을 배치하고, 소정 간격으로 배치된 수위 측정 단자(133)들을 순차적으로 선택하여 수위 측정 제어부(110)와 연결하는 아날로그 스위치부(132)를 구성함으로써 1cm의 해상도(resolution)로 수위를 감지할 수 있다. 수위 측정 제어부(110)는 아날로그 스위치부(132)의 상태를 읽어 주 제어 모듈(210)로 전송하고, 주 제어 모듈(210)에 의해 전송된 수위 측정 결과에 따라 위치 별로 발광 다이오드를 켜 주게 된다. 또한, 수위 측정 제어부(110)는 주 제어 모듈(210)의 요구에 의해 결빙 방지용 열선을 온/오프하는 기능을 가질 수 있다.
바 타입 표시부(142)의 구성을 살펴보면, 복수의 수위 측정 단자(133)와 일직선 상에 위치하는 소정 간격의 눈금이 형성되고, 각 눈금마다 가로 방향으로 복수의 발광 다이오드가 배열되어 있다. 이러한 바 타입 표시부(142)는 수위 측정 결과에 따라 각 눈금을 형성하는 가로 방향의 복수의 발광 다이오드에 대한 온/오프 여부를 달리함으로써, 수위 측정 결과를 숫자로 표시한다. 숫자 타입 표시부(143)에는 숫자를 표시하기 위한 복수의 발광 다이오드가 배치되며, 발광 다이오드 구동부(141)의 제어에 의해 수위 측정 결과가 숫자로 표시된다.
전술한 발광 다이오드 구동부(141)는 수위 측정 결과에 따라 바 타입 표시부(142) 및 숫자 타입 표시부(143)를 제어하여 수위 측정 결과가 눈금 및 숫자로 표시되도록 한다.
한편, 수위 표시 장치(100)에는 유입부(153)와 결빙 방지부(155)가 추가로 구성될 수 있다. 유입부(153)에는 수위 측정 대상의 유체가 드나들 수 있는 복수의 통로가 세로 방향으로 일정 간격마다 배치된다. 결빙 방지부(155)에는 동절기나 온도가 낮은 지역에서도 수위 표시 장치(100)를 사용할 수 있도록 결빙 방지용 열선이 형성된다.
전술한 바와 같이, 발광 다이오드는 구동 시 전력 소비가 크지 않으므로, 태양 전지를 전원 공급 모듈(230)로 사용하여 태양 전지에 의한 충전으로 수위 표시 장치(100)를 동작시키는 것이 충분히 가능하다. 즉, 전기 공급이 어렵거나 비용적으로 전기 수용이 어려운 경우, 태양 전지에 충전 가능한 배터리를 내장하여 해가 떠 있는 낮 시간 동안 배터리를 충전하여 사용하도록 할 수 있다. 다만, 수위 표시 장치(100)의 부근의 결빙을 방지하기 위해 열선이 설치된 결빙 방지부(155)를 구성하는 경우, 태양 전지 이외의 별도 전원이 필요할 수도 있다. 또한, 발광 다이오드를 구동하기 위한 전기적인 회로를 포함하는 수위 표시 장치(100)는 측정 대상 속에 장기간 설치되어야 하므로, 방수 처리에 주의를 기울여야 한다.
도 3에 도시된 실시예를 참조하여 수위 표시 장치(100)를 이루는 기본 플레이트(PL)의 구성을 보다 세부적으로 살펴보면 다음과 같다.
기본 플레이트(PL)에서, 접합 부재(151)는 기본 플레이트(PL)들을 서로 연결할 때 전선 처리를 위해 필요한 공간이다. 공통 단자(122)는 수위를 측정하기 위한 도전체로서, 인쇄 회로 기판(PCB: Printed Circuit Board)의 동박 표면에 형성되며, 녹을 방지하고, 전도도를 높이기 위해 금도금 처리된다. 공통 단자(122)는 전류의 소스가 되며, 아래쪽에서부터 적당한 간격으로 배열된다.
바 타입 표시부(142)는 수위 표시를 위해 가로 방향으로 복수의 발광 다이오드를 배열한 것으로, 각 눈금(예를 들면, 1cm)마다 하나씩 바 타입 표시부(142)가 형성된다.
수위 측정 단자(133)는 각 눈금마다 하나씩 배열되는 것으로, 수위를 측정하기 위한 도전체로서 인쇄 회로 기판의 동박 표면에 형성되며, 부식을 방지하고 전도도를 높이기 위해 금 도금 처리된다.
유입부(153)는 수위 측정 대상이 드나들 수 있는 여러 개의 통로(154)가 형성되어 있는 것으로, 공통 단자(122)와 수위 측정 단자(133)와 인접하도록 위치한다. 기본 플레이트(PL)의 몸체 상에 형성되는 홀(hole)(152)은 나사 등을 이용해 기본 플레이트(PL)를 교량의 기둥 등의 구조물에 부착하기 위해 필요한 것이다.
수위 표시 장치(100)는 이와 같이 구성된 기본 플레이트(PL)의 공통 단자(122)에 전류를 흘려 보내, 각 눈금마다 배열된 수위 측정 단자(133)의 상태를 읽어 들임으로써, 현재 수위를 측정하고, 그 결과를 내장된 수위 측정 제어부(110)에 의해 주 제어 모듈(210)로 전송한 후, 주 제어 모듈(210)의 요구에 따라 복수의 발광 다이오드를 온/오프 해 준다.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 1에 나타난 수위 표시 장치의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 것으로서, 수위 표시 장치(100)의 개략도(도 4a)와 수위 표시 장치(100)의 사진(도 4b)이다.
수위 측정 시스템의 주 제어 모듈(210)은 하나 이상의 수위 표시 장치(100)로부터 수집된 수위 정보를 종합적으로 분석하고, 분석 결과에 따라 각 수위 표시 장치(100)에서 현재 수위에 해당하는 바 타입 표시부(142)와 숫자 타입 표시부(143)를 켜 주며, 디스플레이 모듈(220)을 통해 수위에 대한 정보를 표시하거나, 원하는 곳으로 수위 측정 결과를 전송해 준다.
각 수위 표시 장치(100)의 수위 측정 제어부(110)는 신호 비교 수행부(131)를 통해 검지된 수위 정보를 보관하고, 주 제어 모듈(210)의 요구가 있을 때, 주 제어 모듈(210)로 수위 정보를 전송하며, 주 제어 모듈(210)의 요구에 의해 도 4a 및 도 4b와 같이 수위 위치를 표시하는 발광 다이오드들을 점등한다.
수위 표시 장치(100)는 공통 단자(122)와 수위 측정 단자(133)를 형성하는 전기 도전체에 의해 자동으로 수위를 인식할 수 있으며, 숫자 부분과 눈금 부분의 발광 다이오드에 의해 시인성을 높임으로써, 육안 식별이 용이하도록 수위 값을 표출할 수 있다.
발광 다이오드 구동 시, 모든 기본 플레이트(PL)에서 숫자 부분은 항상 발광되고, 눈금 부분은 현재 수위의 상단에 있는 부분만 발광되도록 수위 표시 장치(100)를 설계한 경우, 도 4a 및 도 4b에서와 같이, 모든 숫자 타입 표시부(143)의 발광 다이오드들이 점등된 상태에서, 수면(AL)의 윗부분(BL)에 위치하는 바 타입 표시부(142)의 발광 다이오드들이 점등된다.
수위 측정 시스템은 교량의 기둥 등 강이나 하천에 있는 구조물에 설치된 하나 이상의 수위 표시 장치(100)를 통해 현재 수위, 또는 일정 기간 동안의 수위를 자동으로 측정한 후, 관리자나 통행자가 그 수위 레벨을 쉽게 볼 수 있도록 수위 표시 장치(100)의 발광 다이오드부(140)로 표출하며, 나아가 그 값을 중앙 통제 센터 등 수위 측정 결과를 필요로 하는 다른 시스템으로 전송함으로써, 해당 시스템이 수신된 결과를 디스플레이 모듈(220)에 표시하거나, 자료로 수집하는 등 다양하게 활용할 수 있도록 한다.
도 5는 도 1의 수위 표시 장치가 교각에 설치된 모습을 예시한 도면이다.
교량의 상부에 있는 디스플레이 모듈(220)에는 주 제어 모듈(210)과, 직류 전원을 공급하기 위한 전원 공급 모듈(230)이 내장되어 있다. 복수 개(예를 들면, 5개)의 수위 표시 장치(100)를 교량의 특정 영역에 있는 각 교각마다 설치한 후, 주 제어 모듈(210)로 각 수위 표시 장치(100)에서 측정된 수위를 공급한다면, 주 제어 모듈(210)이 여러 장소의 수위 측정 결과를 실시간으로 계측하면서 종합적으 로 분석하여, 집중 호우/홍수 대비, 교통 통제 등 전방위에서 활용할 수 있다.
수위 표시 장치(100)의 성능 향상을 위해서 몇 가지 요소를 추가적으로 고려할 수 있다.
예를 들면, 수위 표시 장치(100)에서 전기 도전체를 제외한 전체를 방수 구조를 제작하여 장기간 수위 측정 대상 속에 놓여지는 회로 부분을 보호할 수 있도록 하고, 외부의 충격에 내부 회로가 손상되지 않도록 내구성을 확보하여 충격에 버틸 수 있도록 한다. 수위 표시 장치(100)에서 발광되는 모든 부분은 소모 전력이 낮은 발광 다이오드를 사용하므로, 저전력 구조로 설계가 가능하다. 기본 플레이트(PL)에는 전기에 의한 발열로 결빙을 방지하는 결빙 방지부(155)를 부착하여 결빙 시에도 수위를 측정할 수 있도록 한다.
다음의 표 1은 수위 표시 장치(100)의 성능 평가 기준을 예시한 것이다.
기능 평가 기준 결과
발광 다이오드의
발광		 주/야간 발광 다이오드의 발광에 의한
가시거리		 주야간 가시거리 20m
수위 자동 인식 수위 변화에 따른 인식 해상도 1cm, 수위 급변 시 이
전 10분 측정 평균값 표시 가
능, 마이크로프로세서를 이용
한 다양한 프로그래밍 가능
방수 기능 회로 보호를 위한 완전 방수 실리콘에 의한 인쇄 회로 기판
의 1차 방수, 외부 몰딩에 의
한 2차 방수로 구성
내구성 하천 유하물 충돌에 대한 내구성,
온도 변화에 따른 내구성		 수위 표시 장치의 전면을 내충
격성, 내열성, 내한성이 강한
PC(Poly Carbonate)로 제작
저전력 구조 사용 최대 전력(결빙 방지부 미부
착 시)		 소비 전력 10W(기본 플레이트
1기당)
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수위 측정 시스템의 전체 구성도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 나타난 수위 표시 장치의 세부 구성도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1에 나타난 수위 표시 장치의 동작을 예시적으로 설명하기 위한 수위 표시 장치의 개략도와 사진이다.
도 5는 도 1의 수위 표시 장치가 교량의 기둥에 설치된 모습을 예시한 도면이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
100: 수위 표시 장치 110: 수위 측정 제어부
120: 센서 출력 관리부 130: 센서 입력 관리부
140: 발광 다이오드부 210: 주 제어 모듈
220: 디스플레이 모듈 230: 전원 공급 모듈

Claims (11)

  1. 복수의 공통 단자
    세로 방향을 따라 간격을 두고 배열되는 복수의 수위 측정 단자;
    상기 복수의 공통 단자에 전류를 흘려 보낸 후, 상기 복수의 수위 측정 단자로 흐르는 전류 상태를 읽어 들여 수위 측정 대상의 수위를 측정하는 수위 측정 제어부;
    상기 수위 측정 제어부로부터 수위 측정 결과를 읽어 들여 복수의 발광 다이오드를 통해 표시하는 발광 다이오드부; 및
    상기 복수의 공통 단자로 동일한 위상을 갖는 저주파의 교류 신호를 인가하는 센서 출력 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 발광 다이오드부는,
    상기 복수의 수위 측정 단자와 일직선 상에 위치하여 간격을 가진 눈금을 형성하고, 각 눈금마다 가로 방향으로 복수의 발광 다이오드가 배열되어 있으며, 상기 수위 측정 결과에 따라 각 눈금을 형성하는 가로 방향의 복수의 발광 다이오드에 대한 온/오프 여부를 달리하여 상기 수위 측정 결과를 눈금으로 표시하는 바 타입 표시부;
    숫자를 표시하기 위한 복수의 발광 다이오드를 포함하여 상기 수위 측정 결과를 숫자로 표시하는 숫자 타입 표시부; 및
    상기 수위 측정 결과에 따라 상기 바 타입 표시부 및 상기 숫자 타입 표시부 를 제어하여 상기 수위 측정 결과가 눈금 및 숫자로 표시되도록 하는 발광 다이오드 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 수위 측정 단자 각각에 흐르는 전류를 증폭하여 상기 수위 측정 제어부로 전달하는 신호 비교 수행부; 및
    상기 복수의 수위 측정 단자를 순차적으로 선택하여 각 수위 측정 단자에 흐르는 전류를 상기 신호 비교 수행부로 전달하는 아날로그 스위치부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 표시 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 수위 측정 제어부는,
    상기 신호 비교 수행부로부터 읽어 들인 각 수위 측정 단자의 전류 값을 통해 각 수위 측정 단자가 수위 측정 대상의 내부에 잠겨 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 수위를 인식하는 것을 특징으로 하는 수위 표시 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    수위 측정 대상이 드나들 수 있는 복수의 통로가 세로 방향으로 일정 간격마다 배치되어 있는 유입부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 표시 장치.
  7. 복수의 공통 단자를 통해 수위 측정 대상 속으로 전류를 흘려 보내고, 세로 방향을 따라 간격을 두고 배열된 복수의 수위 측정 단자로 들어오는 전류를 읽어 들여 수위를 측정한 후, 복수의 발광 다이오드의 온/오프를 제어하여 수위 측정 결과를 표시하는 수위 표시 장치;
    상기 수위 표시 장치로부터 상기 수위 측정 결과를 읽어 들이고, 상기 복수의 발광 다이오드를 통해 상기 수위 측정 결과를 표시하도록 상기 수위 표시 장치를 제어하는 주 제어 모듈;
    상기 주 제어 모듈의 제어에 따라 상기 수위 표시 장치로 전원을 공급하는 전원 공급 모듈; 및
    상기 주 제어 모듈의 제어에 따라 상기 수위 측정 결과를 표시하는 디스플레이 모듈을 포함하며;
    상기 수위 표시 장치는,
    복수의 공통 단자;
    세로 방향을 따라 간격을 두고 배열되는 복수의 수위 측정 단자;
    상기 복수의 발광 다이오드를 온/오프하여 상기 수위 측정 결과를 표시하는 발광 다이오드부; 및
    상기 복수의 공통 단자에 전류를 흘려 보내며, 상기 복수의 수위 측정 단자로 흐르는 전류 상태를 읽어 들여 수위를 측정한 후 상기 수위 측정 결과를 상기 주 제어 모듈로 전달하며, 상기 주 제어 모듈의 요청에 따라 상기 수위 측정 결과를 표시하도록 상기 발광 다이오드부를 제어하는 수위 측정 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 7항에 있어서, 상기 수위 표시 장치에서,
    단위 길이의 기본 플레이트가 복수 개 연결되며, 상기 기본 플레이트는 복수의 발광 다이오드로 이루어져 수위 측정 결과를 눈금과 숫자로 표시하는 바 타입 표시부와 숫자 타입 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 시스템.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 수위 표시 장치는,
    결빙 방지용 열선이 형성되어 있는 결빙 방지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 시스템.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 주 제어 모듈은,
    복수의 수위 표시 장치로부터 수위 측정 결과를 읽어 들이고, 읽어 들인 수위 측정 결과를 종합적으로 분석한 후, 분석 결과에 따라 각 수위 표시 장치로 발광 다이오드를 점등하기 위한 수위 정보를 전달하는 것을 특징으로 하는 수위 측정 시스템.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103575356A (zh) * 2013-10-28 2014-02-12 江苏迅创科技有限公司 外贴多点式液位计
US9525309B2 (en) 2013-11-26 2016-12-20 Beacon Technical Systems, Llc Battery-powered backup power system for a sump pump installation
US9534606B2 (en) 2013-11-26 2017-01-03 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation including trend analysis of pump performance
US9528523B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation having a variable test cycle time out
US9528512B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a battery-powered DC pump installation
US9528873B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation having a self-monitoring liquid level sensing module
US9523366B2 (en) 2013-11-26 2016-12-20 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation having a self-protecting valve assembly for admitting water to the sump container
US9404501B2 (en) 2013-11-26 2016-08-02 Beacon Technical Systems, Llc Sump pump test and monitoring system
US9534593B2 (en) 2013-11-26 2017-01-03 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation operable from a remote location
US9528520B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a dual sump pump system
US9528522B2 (en) 2013-11-26 2016-12-27 Beacon Technical Systems, Llc Test and monitoring system for a sump pump installation having a self-monitoring valve module for admitting water to the sump pit
US9279711B1 (en) 2015-07-21 2016-03-08 Eric Guldalian Optical sensor for a conventional tank gauge
WO2017088041A1 (en) * 2015-11-27 2017-06-01 COURNIERE, Henri Electronic caliper for assessing patient biomechanics
US10208747B2 (en) 2016-02-09 2019-02-19 Beacon Technical Systems, Llc Trap for pump testing and monitoring systems
CN105651343B (zh) * 2016-04-01 2018-08-10 郑州黄淮水利科贸有限公司 带有姿态传感器的数字远传水位水温监测仪
US20170352266A1 (en) * 2016-06-02 2017-12-07 Kyle Lynn Watson Advanced flood gauge
TWI573099B (zh) * 2016-09-09 2017-03-01 義守大學 區域性水位監測方法
CN106643915A (zh) * 2017-03-08 2017-05-10 北京禹冰水利勘测规划设计有限公司 防洪监测管理系统
CN107228698A (zh) * 2017-05-24 2017-10-03 国网天津市电力公司 电力设备防水淹监测装置
CN110967090B (zh) * 2019-12-17 2020-12-11 嘉兴华维新能源有限公司 一种智能微波物位计
KR102158597B1 (ko) * 2020-04-23 2020-09-22 주식회사 이노퀘스트 전극간 저항 측정방식을 적용한 수위 계측장치 및 수위 계측방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0128493Y1 (ko) * 1995-04-04 1998-12-01 김충일 보일러제어용 다목적 수면계기
KR200394329Y1 (ko) 2005-06-07 2005-09-01 이범천 하천수위 전광 표시시스템
KR100771156B1 (ko) 2006-11-16 2007-10-29 캣츠아이산업 주식회사 발광 다이오드를 이용한 안전 유도등

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2570451A (en) * 1948-08-17 1951-10-09 Penn Electric Switch Co Liquid level control system
US4383444A (en) * 1980-04-21 1983-05-17 Robertshaw Controls Company Microprocessor based capacitance level detection system
KR910002960Y1 (ko) * 1988-05-28 1991-05-03 최대열 다목적 수위검출 기능을 가진 수위 조절장치
US4978560A (en) 1989-07-13 1990-12-18 The Mead Corporation Hot roll glosser method with glossing temperature below free air glass transistion temperature of resin utilized
KR0128493B1 (ko) 1994-04-30 1998-04-04 박대규 장원 연질캅셀의 제조방법
US5503533A (en) * 1994-05-26 1996-04-02 Metropolitan Pump Company Fluid level control panel structure for multi-pump system
JP3656326B2 (ja) 1996-06-28 2005-06-08 松下電工株式会社 水位監視システム
CN2641604Y (zh) * 2003-09-01 2004-09-15 蒯晓雷 数字式水位显示装置
US7584656B2 (en) * 2007-09-12 2009-09-08 Electrolab, Inc. Floatless rain gauge

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0128493Y1 (ko) * 1995-04-04 1998-12-01 김충일 보일러제어용 다목적 수면계기
KR200394329Y1 (ko) 2005-06-07 2005-09-01 이범천 하천수위 전광 표시시스템
KR100771156B1 (ko) 2006-11-16 2007-10-29 캣츠아이산업 주식회사 발광 다이오드를 이용한 안전 유도등

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Publication number Publication date
KR20100066840A (ko) 2010-06-18
WO2010068036A2 (ko) 2010-06-17
US20110030470A1 (en) 2011-02-10
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