KR101059129B1

KR101059129B1 - 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치 및 그 모니터링 장치

Info

Publication number: KR101059129B1
Application number: KR1020100040606A
Authority: KR
Inventors: 김정찬; 성기성; 김구영; 채기탁; 김태희; 염병우
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-08-25
Also published as: CN102236027A; CN102236027B; JP5038516B2; JP2011237409A; US8340927B2; US20110270540A1

Abstract

본 발명은 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치 및 그 모니터링 장치에 관한 것으로서, 지하수가 유출되는 지표 영역에 고정 설치되어 지표상으로 유출되는 지하수를 보관하는 저장조와, 저장조 내에 보관된 지하수를 유입하여 수주의 상승을 유발하는 액주관 및 액주관의 상단 개구 상에 형성되어 액주관 내에서 상승한 수주(水柱)의 수두차를 통해 지하수의 유출 속도 및 유량을 검출하는 압력식 측정수단을 포함하는 구성으로 이루어져, 지표로 유출되는 지하수의 유속 및 유량을 쉽고 빠르게 측정할 수 있으며, 아울러 측정된 지하수의 유속 및 유량에 관한 데이터를 실시간 또는 시간대별로, 혹은 사용자의 요청에 따라 언제든지 사용자의 단말기를 통해 모니터링 할 수 있다.

Description

지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치 및 그 모니터링 장치{APPARATUS FOR MEASURING FLOW A VELOCITY AND A FLOW RATE OF SUBTERRANEAN WATER AND THE MONITORING DEVICE USING THEREOF}

본 발명은 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치 및 그 모니터링 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지표상으로 유출되는 지하수의 유속 및 유량을 쉽고 빠르게 측정할 수 있으며, 아울러 측정된 지하수의 유속 및 유량에 관한 데이터를 실시간 또는 시간대별로, 혹은 사용자의 요청에 따라 사용자의 단말기를 통해 모니터링 할 수 있는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치 및 그 모니터링 장치에 관한 기술이다.

지하수는 지구상 물의 1%이하로서, 기반암과 토양의 공간에 들어 있다. 대부분의 지하수의 근원은 강우인데, 이러한 강우는 땅속으로 스며들어 지하수계의 일부분이 되고, 나머지는 땅속을 경유하거나 지면을 흘러내려 바다로 유입된다.

지하에 있는 물을 모두 지하수라 정의 내리진 않는데, 우리나라 지하수 법에서도 지하수를 '지하의 지층이나 암석 사이의 빈틈을 채우고 있는 물'로 정의 내리고 있다.

이러한 지하수는 호수나 해저를 향하여 흐르고 있으며, 그 흐름은 지질의 구성성분에 의해 영향을 받는다. 그 예로서, 석회암 지역의 지하수는 시속 수(m/h)의 속도로 빠르게 이동하는 반면, 대부분의 다른 지역에서는 연간 수m 정도의 느린 속도로 이동한다.

지하수는 중요한 수자원이므로, 이에 대한 효과적인 관리와 이용을 위해서는 먼저 지표상으로 유출되는 지하수의 유속 및 유량을 정확히 측정하는 작업이 선행되어야 한다.

하지만, 이러한 지하수의 유속 및 유량은 일일이 작업자 또는 감독자의 시각에만 의존하여 측정해 낼 수는 없었기에, 아직까지도 지하수의 지표유출에 대한 정확한 유속 및 유량을 신속하게 측정하기에는 많은 어려움이 따르는 것이 사실이다.

따라서 지구상의 중요한 수자원인 지하수에 대한 활용 가치를 높이고자, 지표로부터 유출되는 지하수의 유속 및 유량을 신속하고 정확하게 실시간으로 측정할 수 있는 계측 장치에 대한 필요성이 대두되었으며, 나아가 측정된 데이터를 언제 어디서든지 손쉽게 수집하여 파악할 수 있는 모니터링 장치에 대한 요청이 시급한 실정이다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 지표로부터 유출되는 지하수의 유속 및 유량을 신속하고 정확하게 실시간으로 측정할 수 있는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 측정된 지하수의 유속 및 유량과 관련된 데이터를 언제 어디서든지 손쉽게 수집하거나 파악하기 위한 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 사상에 따르면, 지하수가 유출되는 지표 영역의 측면 및 상부면을 밀폐 하도록 고정 설치되어 지표상으로 유출되는 지하수를 보관하는 저장조; 상기 저장조 내에 보관된 지하수를 유입하여 수주(水柱)의 상승을 유발하는 액주관; 및 상기 액주관의 상단 개구 상에 형성되어 상기 액주관 내에서 상승한 수주의 수두차를 통해 차압을 감지하여, 지표로 유출되는 지하수의 유속 및 유량을 검출하는 압력식 측정수단;을 포함하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 제공한다.

이때, 상기 저장조는, 상기 지하수가 유출되는 지표 영역에 적어도 하나가 고정 설치되며, 원통의 용기 형상인 것이 좋다.

그리고 상기 저장조와 상기 액주관 사이에는, 지표 영역으로부터 유출되어 상기 저장조 내에 보관된 지하수가 상기 액주관 쪽으로 유입될 수 있도록, 상기 저장조와 상기 액주관 상호 간에 관로를 형성하는 연결호스가 연결 형성될 수 있으며, 상기 연결호스는, 일단이 상기 저장조의 상측에 연결되고, 타단이 상기 액주관의 하측에 연결되는 형태로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 액주관의 하측에는 상기 연결호스를 연결하기 위한 소켓이 구비되는 것이 좋다.

또한, 상기 액주관에는, 상기 액주관의 입설된 위치 및 자세를 고정하는 트라이포드가 더 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 액주관의 상측 또는 하측에는 자동개폐기가 구비될 수 있다.

또한, 상기 압력식 측정수단은, 차압 트랜스미터인 것이 좋다.

그리고 상기 액주관의 상단 개구에는 상기 압력식 측정수단을 고정하여 설치하기 위한 받침대가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 하나의 사상에 따르면, 지하수가 유출되는 지표 영역의 측면 및 상부면을 밀폐 하도록 고정 설치되어 지표상으로 유출되는 지하수를 보관하는 저장조; 상기 저장조 내에 보관된 지하수를 유입하여 수주의 상승을 유발하는 액주관; 상기 액주관의 상단 개구 상에 형성되어 상기 액주관 내에서 상승한 수주의 수두차를 통해 지하수의 유출 속도 및 유량을 검출하는 압력식 측정수단; 상기 압력식 측정수단으로부터 검출된 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 데이터를 케이블 또는 통신망을 실시간 또는 시간대별로 전송하는 통신인터페이스부; 및 상기 통신인터페이스부를 통해 전송 받은 데이터를 저장하고, 상기 데이터를 기 설정된 기준값과 비교함과 동시에, 실시간 또는 시간대별 또는 사용자의 요청에 따라 상기 저장되거나 기준값과 비교된 데이터를 사용자의 단말기로 전송하는 통합서버부;를 포함하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치를 포함한다.

이때, 상기 통합서버부에는, 상기 통신인터페이스부를 통해 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 데이터를 입력 받는 데이터 입력부; 상기 데이터 입력부로 입력된 데이터를 실시간 또는 시간대별로 기록하는 데이터 저장부; 상기 데이터 입력부로 입력된 데이터를 기 설정된 기준값과 비교하여, 사용자의 지령에 따른 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 통계데이터로 분석 및 연산하는 데이터 연산부; 및 상기 데이터 입력부, 상기 데이터 저장부 및 상기 데이터 연산부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

그리고 상기 통합서버부로부터 전송되는 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 상기 데이터는 사용자의 단말기를 통해 텍스트 정보, 화상 정보, 음성 정보 중 어느 하나의 형식으로 전송될 수 있다. 이때, 사용자의 단말기가 휴대용 통신 단말기일 경우, 상용화된 SMS(short messaging service) 또는 MMS(multimedia messaging service) 등을 활용하여 텍스트 정보는 물론 간단한 화상 정보까지도 동시에 전송될 수 있다.

또한, 상기 통합서버부는, 상기 통신인터페이스부를 통해 전송 받은 데이터 및 상기 데이터를 기 설정된 기준값과 비교한 데이터차를 별도로 저장하는 예비 DB 저장부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치 및 그 모니터링 장치에 따르면, 지표상으로 유출되는 지하수의 속도 및 유량을 해당 지표상에 설치되는 챔버(chamber)와, 이와 연결되어 입설된 피에조미터 형태의 긴 액주관 및 그 상부에 설치된 차압 트랜스미터와 같은 압력식 센서를 이용함으로써, 실시간으로 손쉽게 액주관을 따라 상승된 수주(水柱)의 수두차를 통하여 지하수의 유출 속도 및 유량을 측정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치 및 그 모니터링 장치에 따르면, 상기와 같이 측정된 지하수의 유속 및 유량에 관한 데이터를 실시간 또는 시간대별, 혹은 사용자의 요청이 있을 때마다, 사용자의 단말기(예: 휴대폰, PDA, PC 등)를 통해 문자, 화상, 음성 등과 같은 다양한 형태의 정보로 신속하게 알려주게 되므로, 사용자는 언제 어디서든지 지하수의 유출에 관한 정보를 손쉽게 수집하거나 파악할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 개념도,
도 2는 본 발명의 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치에서 복수의 저장조가 이용된 형태를 설명하기 위해 도시한 개념도,
도 3은 도 1에 도시된 실시예에서 모니터링 장치가 포함된 모습을 설명하기 위해 도시한 개념도,
도 4는 도 2에 도시된 실시예에서 모니터링 장치가 포함된 모습을 설명하기 위해 도시한 개념도,
도 5는 본 발명의 모니터링 장치를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 모니터링 장치에서 통합서버부를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치 및 그 모니터링 장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치의 일실시예를 도시한 사시도이다. 이러한 도면은 본 발명의 구성 관계를 개념적으로 명확히 이해하기 위해 특징되는 부분만을 도시한 것으로, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도시된 특정 형태에 본 발명은 제한될 필요는 없다.

도 1을 참조하면, 도시된 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치는 지표(S)상으로 유출되는 지하수를 보관하는 저장조(102)와, 상기 저장조(102)내에 보관된 지하수를 유입하여 수주의 상승을 유발하는 액주관(110) 및 상기 액주관(110) 내에서 상승한 수주의 수두차를 통해 차압을 감지하여 지하수의 유속 및 유량을 검출하는 압력식 측정수단(150)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

먼저, 저장조(102)에 대해 설명하기로 한다.

저장조(102)는 챔버(chamber)라고도 부를 수 있는 저장 용기 또는 저장 탱크를 말한다.

저장조(102)의 하부는 지하수가 유출되는 지표(S) 영역으로 개방 형성될 수 있으며, 측면 및 상부면은 밀폐 형성되어, 상기 저장조(102)의 바닥면 즉, 상기 저장조(102)가 고정 설치되어 밀폐 공간을 이루는 지표 영역으로부터, 유출되는 지하수를 내부 공간에 보관할 수 있는 형태로 이루어진다.

이러한 저장조(102)의 형상은 도 1을 통해 확인할 수 있듯이 원통의 용기 형상으로 이루어 질 수 있으나, 이러한 형상은 하나의 바람직한 일예에 불과할 뿐, 본 발명은 이러한 형상에 크게 제한 받지 않는다.

따라서 다양한 실시예에 따라 그 형상 및 크기가 조금씩 변형되어 실시된다 하여도 모두 본 발명의 범주에 속함이 자명하다.

또한, 이러한 저장조(102)가 설치되는 장소로는 지표수(W)가 채워져 있는 장소로서, 지하수가 유출될 수 있는 지표(S) 영역이다. 예를 들면, 지하수가 바닥면으로부터 유출될 수 있는 저수지와 같은 곳이 여기에 해당된다.

이러한 이유에서, 상기 저장조(102)는 물속에 설치되는 형태가 될 수 있으므로, 내식성 및 내마모성이 양호한 재질을 갖는 것이 좋다. 나아가, 상기 저장조(102)의 설치로 인해 수중 생태계가 오염되지 않도록 방오성이 좋은 재질로 제작될 수 있다.

또한, 상기 저장조(102)는 내부에서 유출되는 지하수의 유량 변동을 감안할 때, 소정의 내부 압력에도 그 형상이 변형되지 않아야 하므로, 강인한 자체 강도를 갖는 강성의 구조 재질을 이용하는 것이 좋다.

한편, 이러한 저장조(102)는 지하수가 유출되는 지표(S) 영역에 적어도 하나 이상이 고정되어 설치될 수 있는데, 도 2를 참조하면 3대의 저장조(102)가 동일 지표(S) 영역 상에 배치된 것을 확인할 수 있다.

도 2에 도시된 것과 같이, 해당 지표(S) 영역 상에 하나 이상의 저장조(102)를 설치할 경우, 각각의 저장조(102)로부터의 지하수 유입량을 산술 평균하여 액주관(110) 내의 수주의 수두차를 검출할 수 있으므로, 도 1의 경우와 같이 단일의 저장조(102)를 이용함에 비해 더 정확한 데이터를 검출하는 데 도움이 된다.

다시 도 1을 참조하여, 액주관(110)에 대해 설명하기로 한다.

액주관(110)은 전술한 저장조(102)와 연결되어, 저장조(102) 내에 보관된 지하수를 유입하여 수주(水柱)의 상승을 유발하며, 상승된 수주의 수두차를 통해 차압을 측정할 수 있게 해주는 장치이다.

즉, 이러한 액주관(110)은 피에조미터(piezometer) 방식을 적용한 것으로서, 그 내부로 유입된 지하수의 정압(static pressure)을 측정할 수 있게 한다.

이러한 목적에 부합되도록, 상기 액주관(110)은 전체 길이 구간에서 동일한 크기 및 형상을 이루는 원형 단면의 긴 관(管)체 형상으로 이루어지며, 그 내부 표면은 표면 거칠기가 거의 없는 매끄러운 면으로 된 형태를 가지도록 제작되는 것이 좋다.

다만, 상기 액주관(110)의 단면의 크기 및 전체 길이는 해당 지표(S) 영역에서 유출되는 지하수의 유량을 고려하여 합목적적으로 설계될 수 있다.

또한, 상기 액주관(110)은 작업자가 외부에서 내부의 수주 높이를 관찰할 수 있도록 투명한 재질로 이루어지는 것이 좋은데, 이로써, 더욱 나은 실험적 편의성을 제공할 수 있다.

이러한 액주관(110)과 저장조(102) 사이에는 연결호스(106)가 형성된다.

상기 연결호스(106)는 도1을 통해 확인 가능하듯이, 지표(S) 영역으로부터 유출되어 저장조(102) 내에 보관된 지하수가 액주관(110) 쪽으로 유입될 수 있도록, 저장조(102)와 액주관(110) 상호 간에 관로를 형성한다.

도 1에서는 단일의 저장조(102)가 지표(S) 상에 고정 배치되어 있으므로, 하나이 저장조(102)와 하나의 액주관(110)이 단일 관로를 통해 연결될 수 있어, 이러한 연결호스(106)가 하나만 사용된다.

즉, 연결호스(106)는 저장조(102)의 상측에 구비된 유출구(104)로부터 액주관(110)의 하측까지 관로를 형성한다.

이때, 액주관(110)의 하측에는 연결호스(106)를 체결하여 고정시키기 위한 소켓(112)이 더 구비될 수 있다.

다시, 도 2를 참조하면, 3대의 저장조(102)가 동일 지표(S) 영역 상에 상호 이격되어 고정 배치되는 형태로 되어 있는 것을 확인할 수 있다.

3대의 저장조(102)로부터 하나의 액주관(110)의 하측으로 지하수를 유입시키기 위해서는, 기존의 연결호스(106) 이외에 연결호스의 추가분이 필요하며, 아울러, 액주관(110)의 하측에도 많은 수의 소켓이 구비되어야 한다.

이러한 불편을 해소하고자, 액주관(110)과 연결되는 연결호스(106a)와, 각각의 저장조(102)에 연결되는 연결호스(106b)를 분리하고, 분리된 연결호스(106b)의 관로를 합치기 위해서 Y형 혹은 T형 연결배관(108)을 이용할 수 있다.

그리고 상기 액주관(110)에는 액주관(110)이 입설된 위치 및 자세를 고정시키는 트라이포드(tripod)(120)가 더 구비될 수 있다.

이러한 트라이포드(120)는 상기 액주관(110)의 외주연에 감싸 고정되는 환형고정부(122)와, 상기 환형고정부(122)로부터 지표까지 연장하여 지지되며, 상기 액주관(110)의 위치 및 자세를 설치 시와 동일하게 유지할 수 있도록 해주는 지지단부(124)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

이러한 상기 트라이포드(120)의 크기 및 형상은 액주관(110)의 크기에 따라 다양하게 변형 실시되어 적용될 수 있으며, 도 1 및 도 2에 도시된 형상에 의해 본 발명은 제한받지 않는다.

한편, 액주관(110)의 상단 또는 하단 일측 상에는 각각 적어도 하나씩의 자동 개폐기(130a, 130b)가 설치될 수 있다. 자동개폐기(130a, 130b)는 전기 또는 자기적으로 설정된 부하에 따라 자동으로 개방 또는 폐쇄되는 장치로서, 일종의 밸브라 볼 수 있으며, 이러한 자동개폐기(130a, 130b)의 작동여하에 따라 액주관(110) 내의 수주의 상승 조절이 보정 및 제어될 수 있다.

액주관(110)을 통해 유입된 지하수는 액주관(110) 내에서 수주의 상승을 유발한다. 이때 수주의 상승을 일으키는 압력의 차이를 수주의 수두차라고 할 수 있다.

만일 액주관(110) 내의 수주의 수두차를 파악하고, 그 정압의 차이를 알 수 있다면, 지표로 유출되는 지하수의 유속 및 유량을 검출할 수 있는데, 이러한 역할을 담당하는 것이 압력식 측정수단(150)이다.

이러한 압력식 측정수단(150)은 액주관(110) 내의 수주의 수두차를 통해, 정압을 측정하거나, 유량을 측정하거나, 유속을 측정할 수 있는 장치로서, 차압 트랜스미터(differential pressure transmitters)를 이용될 수 있다.

차압 트랜스미터는 액주관(110) 내의 수주의 상승을 통해, 정압, 유량, 유속을 모두 측정할 수 있는 압력 센서를 포함함은 물론, RS232등의 시리얼 통신신호를 이용하여 상용 프로토콜을 이용하기 위한 신호처리회로 및 통신출력회로를 포함하는 장치로 정의할 수 있다.

지표(S) 영역에서 유출된 지하수의 유속 및 유량에 의해 액주관(110) 내에서 수주의 수두차가 발생하면, 이러한 차압 트랜스미터와 같은 압력식 측정수단(150)에서 해당 신호를 생성하여, 데이터 전송까지 가능하게 한다.

본 실시예에서는 상기 압력식 측정수단(150)으로 차압 트랜스미터를 이용하고 있으나, 이는 예시적인 것일 뿐, 본 발명은 이에 제한된 필요가 없다.

따라서 앞서 설명한 바와 같이, 압력식 측정수단(150)으로서 굳이 차압 트랜스미터를 이용하지 않더라도, 별도의 압력 센서와, 압력 센서에서 검출된 신호를 적절히 변환하는 신호처리회로 및 변환된 신호를 송신하는 통신회로를 개개별로 구성하여, 본 발명의 목적에 부합되게 실시하여도 무방하다.

그리고 가능한 한 이러한 압력식 측정수단(150)은 액주관(110)의 상단 개구 상에 배치되는 것이 그 측정의 정확성을 높이는데 효과적이다.

이러한 압력식 측정수단(150)의 고정 배치를 위하여, 상기 액주관(110)의 상단 개구 상에는 상기 압력식 측정수단(150)을 고정하여 설치하기 위한 받침대(140)가 더 구비되는 형태로 실시되는 것이 좋다.

도 3은 도 1의 실시예에 모니터링 장치를 부가하여 포함시킨 모습을 보여주는 개념도이며, 도 4는 도 2의 실시예에 모니터링 장치를 부가하여 포함시킨 모습을 보여주는 개념도이다.

도 3 및 도 4를 병행 참조하면, 도시된 압력식 측정수단(150)을 통해 검출된 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 데이터가 케이블(152)을 통해 통신인터페이스부(160)로 전달되는 형태를 확인할 수 있다.

통신인터페이스부(160)는 상호 통신하는 시스템 사이의 자료 전송을 위해 데이터의 입력 채널에 연결된 입력 단자와 데이터의 출력 채널에 연결된 출력 단자를 연결하는 역할을 하는 장치로서, 상기 압력식 측정수단(150)으로부터 전송된 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 데이터를 케이블 또는 통신망을 통해 실시간 또는 시간대별로 통합서버부(170)로 전송하는 기능을 수행한다.

상기 통신인터페이스부(160)를 통해 전송 받은 데이터는 통합서버부(170)에서 저장되고, 기 설정된 기준값과 비교됨과 동시에, 실시간 또는 시간대별 또는 사용자의 요청에 부응하여 사용자의 단말기(180, 182)로 전송된다. 이때의 사용자의 단말기(180, 182)로는 사용자의 PC(180) 또는 사용자의 휴대용 단말기(182)가 해당될 수 있다.

이로써, 지하수가 유출되는 지표 영역에서의 지하수의 유속 및 유량에 대한 측정 데이터는 원격지에 있는 다수의 사용자 또는 감독자에게로 실시간 또는 시간대별, 혹은 사용자 또는 감독자의 요청이 있을 시에 즉시 전송될 수 있게 된다. 즉, 언제든지 원하는 시간대에 지하수의 지표 유출에 대한 유속 및 유량을 모니터링 할 수 있게 된다.

도 5는 모니터링 장치의 구성을 개념적으로 도시한 블록도이며, 도 6은 이러한 모니터링 장치에서 통합서버부만을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.

도 5 및 도 6을 병행 참조하여, 본 발명에 이용되는 모니터링 장치 및 통합서버부에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.

도 5를 참조하면, 도시된 모니터링 장치는, 압력식 측정수단(150)을 통해 검출된 지하수 유속 및 유량에 관한 데이터는 케이블 또는 통신망을 통해 유, 무선으로 통신인터페이스부(160)로 전송된다.

통신인터페이스부(160)로 전송된 데이터는 케이블 또는 통신망을 통해 통합서버부(170)로 전송되고, 통합서버부(170)에서는 데이터를 저장하거나, 데이터를 기 설정된 기준값과 비교하거나 혹은 이러한 데이터를 실시간 또는 시간대별로, 혹은 사용자의 요청에 따라 사용자의 PC(180) 또는 휴대용 단말기(182)로 전송한다.

도 6을 참조하면, 이러한 모니터링 장치 내에 포함된 통합서버부(170)에 관한 구조를 파악할 수 있다.

통합서버부(170)는 앞서 간략히 설명한 바와 같은 기능들을 수행하기 위하여, 데이터 입력부(172), 데이터 저장부(174), 데이터 연산부(176)와, 그리고 이들을 제어하는 제어부(178)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

데이터 입력부(172)는 통신인터페이스부를 통해 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 데이터를 입력 받는 입력수단이다.

그리고 데이터 저장부(174)는 상기 데이터 입력부(172)를 통해 입력된 데이터를 실시간 또는 시간대별로 기록하는 저장수단이다. 여기서, 실시간 또는 시간대별의 구분은 사용자의 지령 및 설정에 의해 조절 가능하며, 시간대별 조절에 있어서도, 데이터가 측정되는 스텝(step) 간격, 구간 등에 대한 조절은 사용자의 조작 설정에 따를 수 있다.

그리고 도 6에는 별도로 도시하진 않았으나, 데이터 저장부(174)를 제외하고서, 별도로 이러한 데이터를 기록 보관하기 위한 예비 DB 저장부(미도시)가 더 구비되는 형태로 이루어질 수 있는데, 이는 긴 기간의 자료를 축적할 수 있게 하여, 해당 지표 영역의 지질 환경을 연구하는 데 큰 도움을 줄 수 있다.

그리고 데이터 연산부(176)는 상기 데이터 입력부(172)로 입력된 데이터를 기 설정된 기준값(여기에서 "기준값"은 1주일, 1달, 1년, 3년, 10년과 같이 정해진 기간 동안의 평균적인 지하수 유출 속도 및 유량이 될 수도 있으며, 그 외 사용자가 임의로 설정해둔 디폴트(default) 값이 될 수도 있다)과 비교하여, 사용자의 지령에 따른 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 통계데이터로 분석 및 연산하는 수단이다.

한편, 이러한 데이터 입력부(172), 데이터 저장부(174), 데이터 연산부(176)의 동작을 제어하는 제어부(178)가 통합서버부(170)에는 더 구비될 수 있으며, 이로써, 통합서버부(170)는 전체적인 제어 알고리즘을 통해 안정적으로 제어 구동될 수 있다.

다시 도 5를 참조하면, 앞서 도 6을 통해 상술한 통합서버부(170)를 통해 사용자에게 전송되어도 좋을 형태의 정보로 변환된 데이터는 사용자의 PC(180) 또는 사용자의 휴대용 단말기(182)로 전송된다.

여기서 휴대용 단말기(182)는 PDA, 휴대폰 등을 비롯한 각종 휴대용 무선기기를 모두 포함하는 개념이다.

이때, 통합서버부(170)로부터 사용자의 PC(180) 또는 휴대용 단말기(182)로 전송될 수 있는 데이터 정보는 텍스트 정보, 화상 정보, 음성 정보와 같이 다양한 형태의 변환된 형식으로도 전송 가능한데, 3G 통신은 물론 곧 상용화될 4G의 기술을 이용할 경우, 이미 상용화된 SMS(short messaging service) 또는 MMS(multimedia messaging service)는 물론, 실시간으로 시뮬레이션된 화상 정보로도 사용자에게 전송될 수 있을 것이다.

이상으로, 본 발명에 따른 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치 및 그 모니터링 장치에 관한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였다.

전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

S: 지표 W: 지표수
102: 저장조 110: 액주관
120: 트라이포드 140: 받침대
150: 압력식 측정수단 160: 통신인터페이스부
170: 통합서버부

Claims

지하수가 유출되는 지표 영역의 측면 및 상부면을 밀폐 하도록 고정 설치되어 지표상으로 유출되는 지하수를 보관하는 저장조;
상기 저장조 내에 보관된 지하수를 유입하여 수주(水柱)의 상승을 유발하는 액주관; 및
상기 액주관의 상단 개구 상에 형성되어 상기 액주관 내에서 상승한 수주의 수두차를 통해 차압을 감지하여, 지표로 유출되는 지하수의 유속 및 유량을 검출하는 압력식 측정수단;을 포함하고,
상기 저장조와 상기 액주관 사이에는, 지표 영역으로부터 유출되어 상기 저장조 내에 보관된 지하수가 상기 액주관 쪽으로 유입될 수 있도록, 상기 저장조와 상기 액주관 상호 간에 관로를 형성하는 연결호스가 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 저장조는,
상기 지하수가 유출되는 지표 영역에 적어도 하나가 고정 설치되며, 원통의 용기 형상인 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 연결호스는,
일단이 상기 저장조의 상측에 연결되고, 타단이 상기 액주관의 하측에 연결되는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 액주관의 하측에는 상기 연결호스를 연결하기 위한 소켓이 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 액주관에는,
상기 액주관의 입설된 위치 및 자세를 고정하는 트라이포드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 액주관의 상측 또는 하측에는 자동개폐기가 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 압력식 측정수단은,
차압 트랜스미터인 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 액주관의 상단 개구에는 상기 압력식 측정수단을 고정하여 설치하기 위한 받침대가 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치.
지하수가 유출되는 지표 영역의 측면 및 상부면을 밀폐 하도록 고정 설치되어 지표상으로 유출되는 지하수를 보관하는 저장조;
상기 저장조 내에 보관된 지하수를 유입하여 수주의 상승을 유발하는 액주관;
상기 액주관의 상단 개구 상에 형성되어 상기 액주관 내에서 상승한 수주의 수두차를 통해 지하수의 유출 속도 및 유량을 검출하는 압력식 측정수단;
상기 압력식 측정수단으로부터 검출된 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 데이터를 케이블 또는 통신망을 실시간 또는 시간대별로 전송하는 통신인터페이스부; 및
상기 통신인터페이스부를 통해 전송 받은 데이터를 저장하고, 상기 데이터를 기 설정된 기준값과 비교함과 동시에, 실시간 또는 시간대별 또는 사용자의 요청에 따라 상기 저장되거나 기준값과 비교된 데이터를 사용자의 단말기로 전송하는 통합서버부;를 포함하고,
상기 저장조와 상기 액주관 사이에는, 지표 영역으로부터 유출되어 상기 저장조 내에 보관된 지하수가 상기 액주관 쪽으로 유입될 수 있도록, 상기 저장조와 상기 액주관 상호 간에 관로를 형성하는 연결호스가 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 통합서버부에는,
상기 통신인터페이스부를 통해 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 데이터를 입력 받는 데이터 입력부;
상기 데이터 입력부로 입력된 데이터를 실시간 또는 시간대별로 기록하는 데이터 저장부;
상기 데이터 입력부로 입력된 데이터를 기 설정된 기준값과 비교하여, 사용자의 지령에 따른 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 통계데이터로 분석 및 연산하는 데이터 연산부; 및
상기 데이터 입력부, 상기 데이터 저장부 및 상기 데이터 연산부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 통합서버부로부터 전송되는 지하수의 유출 속도 및 유량에 관한 상기 데이터는 사용자의 단말기를 통해 텍스트 정보, 화상 정보, 음성 정보 중 어느 하나의 형식으로 전송되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 통합서버부는,
상기 통신인터페이스부를 통해 전송 받은 데이터 및 상기 데이터를 기 설정된 기준값과 비교한 데이터차를 별도로 저장하는 예비 DB 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 저장조는,
상기 지하수가 유출되는 지표 영역에 적어도 하나가 고정 설치되며, 원통의 용기 형상인 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
삭제
제 10 항에 있어서,
상기 연결호스는,
일단이 상기 저장조의 상측에 연결되고, 타단이 상기 액주관의 하측에 연결되는 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 액주관의 하측에는 상기 연결호스를 연결하기 위한 소켓이 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 액주관에는,
상기 액주관의 입설된 위치 및 자세를 고정하는 트라이포드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 액주관의 상측 또는 하측에는 자동개폐기가 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 압력식 측정수단은,
차압 트랜스미터인 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 액주관의 상단 개구에는 상기 압력식 측정수단을 고정하여 설치하기 위한 받침대가 구비되는 것을 특징으로 하는 지하수 지표유출 유속 유량 측정 장치를 이용한 모니터링 장치.