KR101064965B1 - Flow measurement system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수공학 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 하천이나 강 등의 수체의 유속을 측정하기 위한 유속측정시스템에 관한 것이다. 본 발명은 수체(10) 속에 떠서 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20); 상기 수체(10)의 유속계산을 위해 상기 부자(20)의 이동시간, 이동거리정보를 획득할 수 있도록, 상기 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)를 측정할 수 있는 측정지점에 설치되어 상기 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)를 연속 촬영하는 촬영장비(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유속측정시스템을 제시한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of hydraulic engineering, and more particularly, to a flow rate measuring system for measuring the flow velocity of water bodies such as rivers and rivers. The present invention floats in the water body 10, the rich (20) and behaves together with the water body (10); It is installed at a measuring point that can measure the rich man 20 that works with the water body 10 so as to obtain the moving time and the moving distance information of the rich man 20 to calculate the flow rate of the water body 10. Presents a flow rate measuring system comprising a; photographing equipment 30 for continuously photographing the rich (20) to move with the water body (10).
Description
본 발명은 수공학 분야에 관한 것으로서, 상세하게는, 하천이나 강 등의 수체의 유속을 측정하기 위한 유속측정시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of hydraulic engineering, and more particularly, to a flow rate measuring system for measuring the flow velocity of water bodies such as rivers and rivers.
하천이나 강 등의 수체의 유량자료는 이수, 치수, 수질관리 등의 목적으로 널리 사용되기 때문에 여러 가지 수문관측 자료 중 가장 중요하다.The flow rate data of water bodies such as rivers and rivers are the most important among various hydrologic observation data because they are widely used for the purpose of water, water, and water quality management.
일반적인 유속측정방법은 유속계, 전자파표면유속계, 초음파유속계, 봉부자, 농도희석법이 있다. 그러나, 이와 같은 방법에 의해 측정된 유량자료는 여러 가지 한계가 있어서 수문자료로서 제대로 사용되지 못하고 있는 실정이다.Common flow rate measurement methods include flowmeters, electromagnetic surface flowmeters, ultrasonic flowmeters, sealers, and concentration dilution methods. However, the flow rate data measured by this method has various limitations and is not properly used as hydrologic data.
특히 홍수기 유량측정방법에 의해 산정된 유량자료는 측정 여건, 방법, 기기 등의 한계로 인해 그 정확도가 매우 낮다.In particular, the flow data calculated by the flood flow measurement method has very low accuracy due to limitations of measurement conditions, methods, and equipment.
따라서, 홍수피해의 정량적 분석이나 하천 등의 수체 구조물의 방재설계를 위해, 정확도가 우수하며 신속하게 유량자료를 획득할 수 있는 유량측정방법에 대한 요구가 절실한 실정이다.Therefore, for the quantitative analysis of flood damage or disaster prevention design of water structures such as rivers, there is an urgent need for a flow measurement method that can acquire flow rate data with high accuracy.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 홍수기에도 매우 신속하고 정확하게 유량자료를 획득할 수 있도록 하는 유속측정시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide a flow rate measurement system that can obtain the flow rate data very quickly and accurately even during the flood period.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 수체(10) 속에 떠서 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20); 상기 수체(10)의 유속계산을 위해 상기 부자(20)의 이동시간, 이동거리정보를 획득할 수 있도록, 상기 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)를 측정할 수 있는 측정지점에 설치되어 상기 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)를 연속 촬영하는 촬영장비(30);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유속측정시스템을 제시한다.In order to solve the above problems, the present invention floats in the
상기 부자(20)는 상기 수체(10) 위에 떠서 상기 촬영장비(30)의 촬영을 위한 부표가 되는 부표부(22) 및, 상기 부표부(22)에 연결되며 상기 수체(10)에 잠겨서 상기 부표부(22)를 지지하는 흘수부(24)를 포함할 수 있다.The
상기 부표부(22)는 구형일 수 있다.The
상기 흘수부(24)는 봉 형상일 수 있다.The
상기 본체부의 하부는 상기 본체부의 상부에 비해 중량이 크도록 중량부(26)가 구비될 수 있다.The lower portion of the main body portion may be provided with a
상기 중량부(26)는 상기 흘수부(24)에 내장될 수 있다.The
상기 촬영장비(30)는 일정한 시간 간격을 두고 연속 촬영을 하는 초고속 카메라를 포함할 수 있다.The photographing
상기 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)가 상기 수체(10)의 흐름방향을 따라 직진하도록 유도하는 가이드부재(50)를 더 포함할 수 있다.It may further include a
상기 가이드부재(50)는 상기 흘수부(24)에 부착될 수 있다.The
상기 가이드부재(50)는 평면 또는 곡면 형상일 수 있다.The
본 발명은 부자를 수체 속에 띄운 후, 육안 대신 촬영장비에 의해 실질적인 부자의 거동을 관측하여 신속하고 정확하게 유량자료를 획득할 수 있다. 특히 홍수기와 같이 수심이 깊고 유량이 많거나 유속이 빠른 경우에도 유속측정의 신속성과 정확성 모두 우수하다.The present invention can obtain the flow rate data quickly and accurately by floating the rich in the water body, by observing the behavior of the actual rich by the imaging equipment instead of the naked eye. Especially in the case of deep water, high flow rate, and high flow rate such as flooding, both the speed and the accuracy of the flow rate measurement are excellent.
도 1은 본 발명에 따른 유속측정시스템의 평면 구성도.
도 2 및 도 3은 도 1에 의해 획득한 촬영자료 일 예.
도 4는 본 발명에 따른 유속측정시스템의 부자 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 유속측정시스템의 부자 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 유속측정시스템의 가이드부재가 부착된 부자 단면도.1 is a plan view of the flow rate measuring system according to the present invention.
2 and 3 are examples of photographing data obtained by FIG. 1.
4 is a rich perspective view of the flow rate measuring system according to the present invention.
5 is a rich cross-sectional view of a flow rate measuring system according to the present invention.
Figure 6 is a rich cross-sectional view attached to the guide member of the flow rate measuring system according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 이하에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 유속측정시스템은, 수체(10) 속에 떠서 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)와; 수체(10)의 유속계산을 위해 부자(20)의 이동시간, 이동거리정보를 획득할 수 있도록, 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)를 측정할 수 있는 측정지점에 설치되어 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)를 연속 촬영하는 촬영장비(30);를 포함할 수 있다.1, the flow rate measuring system according to the present invention includes: a
즉, 부자(20)를 수체(10) 속에 투하하고, 수체(10) 속에 투하된 부자(20)를 촬영장비(30)로 촬영하여 영상자료를 획득한다. That is, the
이때, 부자(20)는 수체(10)와 함께 거동되어 촬영장비(30)로부터 점점 멀어지기 때문에 촬영장비(30)에 촬영된 영상에서 부자(20)의 크기는 부자(20)가 촬영장비(30)로부터 멀어진 거리(L1,L2)에 반비례하여 작아진다. 예컨대, 후술하는 바와 같이 부자(20)의 부표부(22)가 구형이면, 촬영시간경과에 따라 촬영영상(34)에 촬영된 촬영대상(34a)인 부자(20)의 부표부(22)의 직경(d1,d2,d3,d4)이 작아진다.(도 2 참조) At this time, since the
따라서, 촬영장비(30)의 촬영시간이 부자(20)의 이동시간정보가 되며, 촬영장비(30)에 촬영된 부자(20)의 영상 크기를 통해 부자(20)가 촬영장비(30)로부터 멀어진 거리, 즉 부자(20)의 이동거리정보를 획득할 수 있다.Therefore, the recording time of the
이와 같이 부자(20)의 이동시간정보와 부자(20)의 이동거리정보를 종합하여 수체(10)의 유속을 산출할 수 있다. 나아가, 사전에 측정된 수체(10)의 횡단면으로부터 수체(10)의 단면적을 구하여, 사전에 구한 수체(10)의 단면적과 전술한 바와 같이 산출한 유속(또는 평균유속)을 곱하여 수체(10)의 유량도 산출할 수 있다. As such, the flow velocity of the
본 발명에 따른 유속측정방법은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.The flow rate measuring method according to the present invention may have the following effects.
첫째, 육안 관측 대신 촬영장비(30)를 통해 부자(20)의 거동을 관측함으로써, 부자(20)의 이동시간정보와 부자(20)의 이동거리정보의 오차를 방지할 수 있다. First, by observing the behavior of the
특히 부자(20)는 수체(10)의 흐름(화살표 A)을 따라 직진만 하는 것이 아니고 수체(10)의 흐름에 따라 경사지게 유하할 수 있으며, 수심에 따라 요동할 수 있다. 그런데 촬영장비(30)의 촬영세팅조건(예컨대, 촬영지점, 촬영각도, 촬영시간간격 등)이 변하지 않은 상태로 촬영장비(30)를 기준으로 부자(20)의 상대 거동을 연속 촬영할 수 있기 때문에, 부자(20)의 실질적인 거동 관측이 가능하다. 즉, 부자(20)가 직진 이동하면 촬영영상(34)의 초점(34b)과 촬영영상(34)에 촬영된 촬영대상(34a)의 중심이 일치하고, 부자(20)가 경사지게 이동하거나 수심에 따라 상하방향으로 요동하면 촬영초점(34b)으로부터 촬영영상(34)에 촬영된 촬영대상(34a)의 중심이 편심된다.(도 3 참조)Particularly, the
따라서, 본 발명에 따른 부자(20)의 이동시간정보와 부자(20)의 이동거리정보는 부자(20)가 직진한다는 전제하에 획득한 정보가 아니라. 부자(20)의 실질적인 거동이 반영된 것이므로, 그 정확도가 매우 우수하다.Therefore, the movement time information of the
둘째, 촬영장비(30)가 매우 짧은 시간간격으로 연속 촬영하며 그 촬영영상(34)을 바로 확인할 수 있기 때문에, 홍수기와 같이 유속이 빠르거나 유량이 많을 때도 신속하고 정확한 유속측정이 가능하다. 따라서, 홍수의 변화에 신속하게 대응할 수 있다.Secondly, since the photographing
셋째, 촬영장비(30)를 수체(10) 속에 설치하지 않고 교량(40) 등에 설치하여 촬영할 수 있으므로, 야간이나 홍수시에도 안전하게 유속측정을 할 수 있다.Third, since the photographing
넷째, 촬영장비(30)를 이용하여 관측을 하는 바 다수의 인원이 필요 없다.Fourth, the observation using the photographing
이하, 본 발명에 따른 부자(20)에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the
부자(20)는 수체(10) 위에 떠서 촬영장비(30)의 촬영을 위한 부표가 되는 부표부(22)와, 부표부(22)에 연결되며 수체(10)에 잠겨서 부표부(22)를 지지하는 흘수부(24)를 포함하여 구성될 수 있다. The
부표부(22)는 여러가지 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 촬영대상(34a)으로서 촬영장비(30)를 기준으로 상대적인 부자(20)의 이동거리정보를 획득하기 위한 부분인 바, 촬영대상(34a)의 크기를 이용하여 부자(20)의 이동거리정보를 해석하기 용이하도록, 구형을 취하는 것이 보다 바람직하다.The
부표부(22)는 흘수부(24)에 의해 지지된 상태로 수체(10) 속에 잘 뜰 수 있다면 어떠한 소재 및 구조를 취하든 무방하다.The
흘수부(24)는 수체(10) 속에 잠기는 부분으로서, 여러가지 형상으로 형성될 수 있다. 다만 흘수부(24)는 바람 등의 영향으로 부표부(22)가 회전하거나 전도되는 것을 방지하며, 부표부(22)가 항상 수체(10) 위에 떠 있도록 지지하여 유속측정시 수체(10)의 수심에 따른 속도분포를 반영할 수 있도록, 봉 형상을 취하는 것이 보다 바람직하다. 이때, 봉 형상의 흘수부(24)는 내부가 빈 중공 구조일 수도 있고, 내부가 꽉 찬 솔리드(solid) 구조일 수도 있다. The
이와 같은 부표부(22)와 흘수부(24)는 처음부터 일체로 제조되거나, 따로 제조된 후 결합될 수 있다. 후자의 경우, 부표부(22)와 흘수부(24)는 여러가지 방법으로 상호 결합될 수 있으며, 예컨대 도시된 바와 같이 부표부(22)에 흘수부(24)가 삽입되는 홈(22a)이 형성되며, 부표부(22)의 홈(22a) 및 흘수부(24)의 상부에 각각 스크류 결합을 위한 나사가 형성될 수 있다.
한편, 부자(20)는 부자(20)의 자세 및 흘수를 유지하기 위해, 흘수부(24)의 하부가 흘수부(24)의 상부에 비해 중량이 크도록 중량부(26)가 더 구비될 수 있다.Meanwhile, the
중량부(26)는 흘수부(24)의 하부의 중량을 상대적으로 크게 할 수 있다면 모래 등 어떠한 매체이든 무방하며, 도시된 바와 같이 흘수부(24)의 중공(24h)에 삽입됨으로써 흘수부(24)에 내장될 수 있고, 도시하지 않았지만 흘수부(24)의 외측에 설치될 수도 있다.The
여기서, 중량부(26)가 흘수부(24)에 내장되는 경우, 흘수부(24)는 중공(24h)을 갖도록 형성된 본체부(24a) 및 본체부(24a)의 중공(24h)을 복개하는 뚜껑(24b)을 포함하여 구성될 수 있다.Here, when the
이하, 본 발명에 따른 촬영장비(30)에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the photographing
촬영장비(30)는 카메라, 비디오 등 촬영영상(34)을 획득할 수 있는 장비라면 어떠한 것이든 무방하다. 다만, 비용 등의 측면에서 보다 용이하게 촬영영상(34)을 얻으며, 홍수기 등과 같은 수체(10)의 거동이 급격하게 변하는 경우 등에도 신속하고 정확하게 촬영을 할 수 있도록, 매우 짧은 시간간격으로도 연속 촬영이 가능한 초고속 카메라를 포함할 수 있다. The photographing
이와 같은 촬영장비(30)는 수체(10)를 횡단하는 교량(40)을 비롯하여 어디든 설치되어 부자(20)의 거동을 촬영할 수 있다. 이때, 촬영장비(30)를 기준으로 수체(10) 속에 떠 있는 부자(20)의 거동을 상대 관측하기 위해, 촬영장비(30)의 촬영지점, 촬영각도(30'), 촬영시간간격 등은 고정값으로 세팅될 수 있다.Such photographing
한편, 본 발명에 따른 유속측정시스템은, 도 6에 도시된 바와 같이, 필요에 따라 부자(20)의 이동을 유도하고자 할 경우, 수체(10) 속에서 부자(20)의 이동이 흐름방향을 따르도록 안내하는 가이드부재(50)를 더 포함할 수 있다. 가이드부재(50)는 흘수부(24)에 처음부터 일체로 제조되거나, 따로 제조된 후 결합될 수 있다. 후자의 경우, 가이드부재(50)와 흘수부(24)는 여러가지 방법으로 상호 결합될 수 있다. 가이드부재(50)는 평면 또는 곡면 형상으로서 여러 가지 모양일 수 있다.On the other hand, in the flow rate measuring system according to the present invention, as shown in Figure 6, if you want to induce the movement of the rich 20, if necessary, the movement of the rich 20 in the
10; 수체 20; 부자
22; 부표부 24; 흘수부
26; 중량부 30; 촬영장비
50; 가이드부재10;
22;
26; Parts by
50; Guide member
Claims (8)
상기 수체(10)의 유속계산을 위해 상기 부자(20)의 이동시간, 이동거리정보를 획득할 수 있도록, 상기 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)를 측정할 수 있는 측정지점에 설치되어 상기 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)를 연속 촬영하는 촬영장비(30);
를 포함하며;
상기 부자(20)는 상기 수체(10) 위에 떠서 상기 촬영장비(30)의 촬영을 위한 부표가 되는 부표부(22) 및, 상기 부표부(22)에 연결되며 상기 수체(10)에 잠겨서 상기 부표부(22)를 지지하는 흘수부(24)를 포함하고;
상기 부표부(22)는 구형이며, 상기 흘수부(24)는 봉 형상인 것을 특징으로 하는 유속측정시스템.A rich man 20 that behaves together with the water body 10 in a part submerged in the water body 10;
It is installed at a measuring point that can measure the rich man 20 that works with the water body 10 so as to obtain the moving time and the moving distance information of the rich man 20 to calculate the flow rate of the water body 10. Photographing equipment (30) for continuously photographing the rich (20) that is behaving together with the body (10);
It includes;
The rich man 20 floats on the water body 10 and is buoyed to be a buoy for photographing the photographing equipment 30, and is connected to the buoy 22 and is locked to the water body 10 so that the A draft portion 24 supporting the buoy portion 22;
The buoy portion 22 is spherical, and the draft portion 24 is rod-shaped.
상기 흘수부(24)의 하부는 상기 흘수부(24)의 상부에 비해 중량이 크도록 중량부(26)가 구비된 것을 특징으로 하는 유속측정시스템.The method according to claim 1,
The lower portion of the draft portion (24) is a flow rate measuring system, characterized in that the weight portion 26 is provided so that the weight is greater than the upper portion of the draft portion (24).
상기 중량부(26)는 상기 흘수부(24)에 내장된 것을 특징으로 하는 유속측정시스템.The method according to claim 5,
The weight part (26) is a flow rate measuring system, characterized in that embedded in the draft part (24).
상기 촬영장비(30)는 일정한 시간 간격을 두고 연속 촬영을 하는 초고속 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 유속측정시스템.The method according to any one of claims 1,5,6,
The photographing equipment (30) is a flow rate measuring system, characterized in that it comprises a high-speed camera for continuous shooting at a predetermined time interval.
상기 수체(10)와 함께 거동되는 부자(20)가 상기 수체(10)의 흐름방향을 따라 직진하도록 안내하는 가이드부재(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유속측정시스템.The method according to any one of claims 1,5,6,
And a guide member (50) for guiding the rich (20) moving together with the water body (10) to go straight along the flow direction of the water body (10).
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