KR101089863B1 - 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템 - Google Patents

수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 하천이나 호수 등의 수위변동에 따라 축소 및 신장이 가능한 다단 접이식 연동부재에 수온 및 유속을 측정하기 위한 감지센서를 각각 설치하여 수위변동시에도 다수의 지점에 설치된 감지센서는 동일하게 신축되는 간격에 의해 수심별로 정확한 측정이 이루어져서 모니터링할 수 있도록 한 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 수면에 부유하며 그 수위에 따라 연직방향으로 이동하는 부이와, 상기 부이의 직하방에 다수의 연결간이 교호로 배치되어 중심축부로 연결되고 양단은 길이방향으로 연결축부로 연결되어 신축되게 한 다단 접이식 연동부재와, 상기 연동부재에 다단으로 설치되어 수온 및 유속을 수심별로 측정하기 위한 감지센서와, 상기 연동부재의 하단에 설치되어 연동부재 하단부가 하상 부분에서 연직선상으로 고정되도록 하는 앵커와, 상기 앵커에 설치되어 전체수심을 측정할 수 있도록 한 수위계와, 상기 연동부재의 길이방향 하단 중심축부에 와이어로프의 일측단을 연결하고 와이어로프의 타측단은 연동부재의 상단에 설치된 수평지지대에 구비되어 있는 가이드롤러를 거쳐 장력유지용 무게추와 연결하여서 된 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템을 특징으로 한다.

Description

수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템{Waterlevel interlocking type Water temperature and Flow velocity Monitoring system}
본 발명은 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 하천이나 호수 등의 수위변동에 따라 축소 및 신장이 가능한 다단 접이식 연동부재에 수온 및 유속을 측정하기 위한 감지센서를 각각 설치하여 수위변동시에도 다수의 지점에 설치된 감지센서는 동일하게 신축되는 간격에 의해 수심별로 정확한 측정이 이루어져서 모니터링할 수 있도록 한 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 우리나라의 기후는 중위도에 위치한 온대와 냉대에 걸친 계절풍 지역에 속하기 때문에 봄, 여름, 가을 그리고 겨울이라는 사계절의 변화가 뚜렷하며, 장마가 시작하는 6월부터 8월까지의 우기에는 연평균 강우량의 약 60%에 달하는 700 mm 이상의 비가 내린다. 또한 우리나라 국토는 삼면이 바다로 둘러싸인 반도국이면서 전국토 중 평야는 약 30%에 불과한 산악지형으로 이루어져 있다. 그러므로 구배가 큰지형적 특성과 여름철에 집중된 강우 특성을 고려해 볼 때 우리나라에서의 수자원확보 및 관리는 세계 어느 곳에서도 그 유례를 찾아보기 힘든 열악한 자연환경 속에서 이루어지고 있다.
일례로, 홍수피해 방지 및 수자원 확보를 최우선으로 고려한 다목적 댐의 저수지 운영에 따른 홍수기 및 갈수기의 호내 수위 변동 폭은 30 m 이상이며 기존의써미스터체인을 이용한 호수내 수온모니터링에 있어서 많은 어려움이 있다.
이러한 하천이나 호수의 수위변동에 대응함으로서 일정한 수심별로 취득한 수온 및 유속 등의 정밀한 실측자료에 근거한 수자원관리를 실현하기 위해서는 수위변동시에도 정확한 수심별 모니터링이 가능한 측정수단을 필요로 하고 있다.
종래에는 도 6에서 보는 바와 같이 소정길이의 와이어로프(50)에 수온 및 유속을 감지하기 위한 감지센서(30)를 다단으로 설치하고 그 와이어로프의 상부에 부이(10)를 부착하고 하부는 앵커(40)를 부착하여 관측지점의 바닥면에 도달하도록 투하한 다음 와이어로프(50)에 다단으로 설치된 감지센서(30)를 이용해 수심별로 수온 및 유속을 측정하도록 하고 있는바, 이러한 측정방식은 부이(10)에 매달린 와이어로프(50)가 수위가 변동함에 따라 부이(10)와 연직상태를 이루지 못하고 옆으로 느슨한 형태가 되면서 와이어로프(50)에 설치된 다단의 감지센서(30)는 불규칙한 간격을 유지하게 되므로 각 감지센서에 의해 모니터링되는 수심별 측정 결과의 신뢰성을 확보할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 수면위에 뜨는 부이의 직하방에 다단 접이식 연동부재를 설치하여 연동부재에 수온 및 유속을 측정하기 위한 감지센서를 각각 설치하고 연동부재의 최하단에 앵커를 부착하되 상기 앵커 상단에 와이어로프의 일측단을 연결하고 와이어로프의 타측단은 연동부재의 중심선상 길이방향으로 상단에 설치된 수평지지대에 구비되어 있는 가이드롤러를 거쳐 장력유지용 무게추와 연결하여서 된 도르레에 의해 수위에 따라 접이식 연동부재가 동일한 간격으로 신축되게 한 구성으로 수심별로 정확한 측정이 이루어질 수 있도록 한 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
본 발명은 수면에 부유하며 그 수위에 따라 연직방향으로 이동하는 부이와, 상기 부이의 직하방에 다수의 연결간이 교호로 배치되어 중심축부로 연결되고 양단은 길이방향으로 연결축부로 연결되어 신축되게 한 다단 접이식 연동부재와, 상기 연동부재에 다단으로 설치되어 수온 및 유속을 수심별로 측정하기 위한 감지센서와, 상기 연동부재의 하단에 설치되어 연동부재 하단부가 하상 부분에서 연직선상으로 고정되도록 하는 앵커와, 상기 앵커에 설치되어 전체수심을 측정할 수 있도록 한 수위계와, 상기 연동부재의 길이방향 하단 중심축부에 와이어로프의 일측단을 연결하고 와이어로프의 타측단은 연동부재의 상단에 설치된 수평지지대에 구비되어 있는 가이드롤러를 거쳐 장력유지용 무게추와 연결하여서 된 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템을 특징으로 한다.
본 발명의 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템은 하천이나 호수 등에 설치되어 수위변동에 따라 축소 및 신장이 가능한 다단 접이식 연동부재에 수온 및 유속을 측정하기 위한 감지장치를 각각 설치하여 수위변동시에도 연동부재는 길이방향으로 다단으로 설치된 연결간의 신축간격이 동일하므로 각 연결간에 설치되어 수온 및 유속을 측정할 수 있도록 일정간격을 유지하고 있는 감지센서는 수위계에 의해 정확한 수심간격을 측정하여 수심별로 수온 및 유속을 정확하게 측정할 수 있게 되고, 이렇게 수심별로 측정된 감지신호를 송출하여 모니터링을 할 수 있게 되므로 정확한 분석을 통한 수자원 관리를 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수위 연동장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 수위 연동장치의 구성을 나타낸 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 수위 연동장치의 연동부재가 길이방향으로 축소된 상태를 나타낸 전면 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 수위 연동장치의 연동부재가 길이방향으로 신장된 상태를 나타낸 전면 예시도,
도 5는 본 발명의 수위 연동장치를 이용한 수온 및 유속을 수심별로 측정하기 위한 사용상태 예시도.
도 6은 종래의 수온 및 유속을 수심별로 측정하는 것을 나타낸 예시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템은, 하천이나 호수 등에 설치하여 수심별로 수온 및 유속을 측정하기 위한 것으로서 크게 부이(10)와 연동부재(20), 감지센서(30), 앵커(40), 수위계(45), 와이어로프(50), 무게추(60)로 이루어져 있다.
이러한 본 발명은 수면에 부유하며 그 수위에 따라 연직방향으로 이동하는 부이(10)와, 상기 부이(10)의 직하방에 다수의 연결간(22)이 교호로 배치되어 중심축부(23)로 연결되고 양단은 길이방향으로 연결축부(24)로 연결되어 신축되게 한 다단 접이식 연동부재(20)와, 상기 연동부재(20)에 다단으로 설치되어 수온 및 유속을 수심별로 측정하기 위한 감지센서(30)와, 상기 연동부재(20)의 하단에 설치되어 연동부재(20) 하단부가 하상 부분에서 연직선상으로 고정되도록 하는 앵커(40)와, 상기 앵커(40)에 설치되어 전체수심을 측정할 수 있도록 한 수위계(45)와, 상기 연동부재(20)의 길이방향 하단 중심축부(23)에 와이어로프(50)의 일측단을 연결하고 와이어로프(50)의 타측단은 연동부재(20)의 상단에 설치된 수평지지대(62)에 구비되어 있는 가이드롤러(64)(64')를 거쳐 장력유지용 무게추(60)와 연결하여서 된 도르레에 의해 수위에 따라 접이식 연동부재(20)가 동일한 간격으로 신축되게 한 것을 특징으로 한다.
상기 부이(10)는, 부이몸체(12)를 결합구(14)에 끼워 고정하되 결합구(14)의 상단은 표식지(16) 등을 설치할 수 있도록 하고 결합구(14)의 하단 중앙은 연직으로 하향 돌출된 고정편(18)을 구비하여 고정편(18)의 중간부에는 양측으로 횡설되는 수평지지대(62)를 고정하고 하단부에는 연동부재(20)의 상단부를 연결설치할 수 있도록 한다.
상기 연동부재(20)는, 다수의 연결간(22)이 "X" 자형으로 교호되게 배치되어 중심축부(23)로 연결되고 양단은 연결축부(24)로 연결되어 길이방향으로 신축되게 하되 연결간(22)이 전,후로 2열 배치되어 2열 배치된 연결간(22) 사이로 와이어로프(50)가 통과될 수 있도록 하여 연결간(22)에 와이어로프(50)가 접촉되지 않고 신축작용을 할 수 있게 한다.
연동부재(20)의 하단은 하상에 접지되는 앵커(40)와 연결되고 상단은 수면에 부유된 부이(10)와 연결되어 수위에 따라 연동부재(20)가 길이방향으로 신축되어 연직상태를 유지하되 연동부재(20)에 다단으로 설치된 각각의 연결간(22)은 항상 동일한 간격으로 축소되거나 신장된다.
상기 감지센서(30)는 연동부재(20)의 길이방향으로 다단 연결되어 신축되게 한 연결간(22)의 중심축부(23) 또는 연결축부(24) 일측에 각각 설치되어 수온 및 유속을 감지할 수 있는 감지센서(30)가 설치되며, 이러한 연결간(22)에 다단으로 설치된 감지센서(30)에 의해 수심별로 수온 및 유속을 측정하여서 된 감지신호를 송출하여 모니터링을 할 수 있도록 한다.
감지센서(30)는 다단의 연결간(22)에 각각 설치하여 측정할 수 있도록 하거나 임의의 설정간격에 설치하여 측정할 수 있도록 한다.
상기 앵커(40)는, 수중 투하시에 하상에 접지되어 고정상태를 유지할 수 있는 중량체로 구비되어 앵커(40)에 연결된 연동부재(20)가 연직으로 고정설치될 수 있도록 하며, 앵커(40)의 상면에 수위계(45)가 설치되어 수온 및 유속 측정시에 수심별로 측정할 수 있도록 하되 하나의 수위계(45)에 의해 전체수심을 측정하고 연결간(22)에 설치된 감지센서(30)의 각 수심별 측정은 측정된 전체수심에서 다단으로 설치된 연결간(22)의 관절수를 통해 환산할 수 있게 됨은 물론이다.
상기 와이어로프(50)의 일측단은 연동부재(20)의 길이방향 하단 중심축부(23)에 2줄로 각각 연결하여 연동부재(20)를 신장할 수 있도록 하고 타측단은 다단의 중심축부(23) 양측으로 2열 배치된 연결간(22) 사이를 일직선상으로 통과하여 수평지지대(62)의 중앙부와 측단부에 형성된 가이드롤러(64)(64')를 거쳐 장력유지용 무게추(60)와 연결하여 도르레 작용을 하도록 한 와이어로프(50)에 의해 신축되는 연동부재(20)가 길이방향으로 연직상태를 유지할 수 있도록 한다.
이와 같이 된 본 발명의 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템에 따른 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 하천이나 호수 등에 설치하여 수심별로 수온 및 유속을 측정하기 위해 부이(10)와 연동부재(20), 감지센서(30), 앵커(40), 와이어로프(50), 무게추(60)로 이루어져 있는 모니터링 시스템을 측정지점에 설치하게 될 때 앵커(40)를 하상에 접지될 수 있도록 투하하는 형태로 설치하게 된다.
이때 앵커(40)의 상단에 연결된 다단 접이식 연동부재(20)의 상단부는 수면에 부유하는 부이(10)의 하단에 매달림 형태로 연결되어 길이방향으로 신축될 수 있게 됨과 아울러 연동부재(20)의 길이방향 하단 중심축부(23)에 연결되어 연동부재(20)를 신장할 수 있도록 한 와이어로프(50)는 연동부재(20)의 상부에 설치된 수평지지대(62)의 가이드롤러(64)(64')를 거쳐 장력조절용 무게추(60)에 의해 와이어로프(50)를 당겨 연동부재(20)를 신장시키는 도르레 작용으로 수위에 따라 접이식 연동부재(20)는 길이방향으로 신축되어 연직상태를 유지하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 다단 접이식 연동부재(20)는 길이방향으로 하단은 하상에 접지되는 앵커(40)에 연결되어 지지된 상태이고 연동부재(20)의 상단은 부이(10)에 연결되어 신축되되 상기 연동부재(20)의 하단에 와이어로프(50)가 연결되어 와이어로프(50)를 연직상태로 당김작용하는 무게추(60)에 의해 연동부재(20)를 신장시키게 되며, 이러한 연동부재(20)는 수면에 부유하고 있는 부이(10)의 수위에 따라 길이방향으로 설치되어 다단으로 연결되어 신축되도록 한 각각의 연결간(22)은 동일간격을 유지하게 된다.
이렇게 연동부재(20)는 길이방향으로 다단의 연결간(22)이 동일간격으로 신축이 되므로 다단의 연결간(22)에 설치되어 수온 및 유속을 측정할 수 있도록 한 감지센서(30)는 신축되는 연결간격이 변동되더라도 그 변동된 연결간격을 일정하게 유지하게 되므로 앵커(40)의 상명에 설치된 수위계(45)에 의해 전체수심을 측정하여 이를 다단으로 설치된 연결간(22)의 관절수를 환산하는 수단으로 하나의 수위계(45)에 측정된 전체수심에서 연결간(22)에 설치된 각 감지센서(30)의 정확한 수심간격을 측정하여 수심별로 수온 및 유속을 정확하게 측정할 수 있게 되고, 이렇게 수심별로 측정된 감지신호를 송출하여 모니터링을 할 수 있게 되므로 정확한 분석을 통한 수자원 관리를 할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
10 : 부이 12 : 부이몸체
14 : 결합구 16 : 표식지
18 : 고정편 20 : 연동부재
22 : 연결간 23 : 중심축부
24 : 연결축부 30 : 감지센서
40 : 앵커 45 : 수위계
50 : 와이어로프 60 : 무게추
62 : 수평지지대 64,64' : 가이드롤러

Claims (5)

  1. 수면에 부유하며 그 수위에 따라 연직방향으로 이동하는 부이(10)와,
    상기 부이(10)의 직하방에 다수의 연결간(22)이 교호로 배치되어 중심축부(23)로 연결되고 양단은 길이방향으로 연결축부(24)로 연결되어 신축되게 한 다단 접이식 연동부재(20)와,
    상기 연동부재(20)에 다단으로 설치되어 수온 및 유속을 수심별로 측정하기 위한 감지센서(30)와,
    상기 연동부재(20)의 하단에 설치되어 연동부재(20) 하단부가 하상 부분에서 연직선상으로 고정되도록 하는 앵커(40)와,
    상기 앵커(40)에 설치되어 전체수심을 측정할 수 있도록 한 수위계(45)와,
    상기 연동부재(20)의 길이방향 하단 중심축부(23)에 와이어로프(50)의 일측단을 연결하고 와이어로프(50)의 타측단은 연동부재(20)의 상단에 설치된 수평지지대(62)에 구비되어 있는 가이드롤러(64)(64')를 거쳐 장력유지용 무게추(60)와 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부이(10)는,
    부이몸체(12)를 결합구(14)에 끼워 고정하되 결합구(14)의 상단은 표식지(16)를 설치할 수 있도록 하고 결합구(14)의 하단 중앙은 연직으로 하향 돌출된 고정편(18)을 구비하여 고정편(18)의 중간부에는 양측으로 횡설되는 수평지지대(62)를 고정하고 하단부에는 연동부재(20)의 상단부를 연결설치할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연동부재(20)는,
    다수의 연결간(22)이 "X" 자형으로 교호되게 배치되어 중심축부(23)로 연결되고 양단은 연결축부(24)로 연결되어 길이방향으로 신축되게 하되 연결간(22)이 전,후로 2열 배치되어 2열 배치된 연결간(22) 사이로 와이어로프(50)가 통과될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 감지센서(30)는 연결간(22)의 중심축부(23) 또는 연결축부(24) 일측에 다단으로 설치되어 수심별로 수온 및 유속을 측정하여서 된 감지신호를 송출하여 모니터링을 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 와이어로프(50)의 일측단은 연동부재(20)의 길이방향 하단 중심축부(23)에 2줄로 각각 연결하여 연동부재(20)를 신장할 수 있도록 하고 타측단은 다단의 중심축부(23) 양측으로 2열 배치된 연결간(22) 사이를 일직선상으로 통과하여 수평지지대(62)의 중앙부와 측단부에 형성된 가이드롤러(64)(64')를 거쳐 장력유지용 무게추(60)와 연결하여서 된 것을 특징으로 하는 수위연동형 수온 및 유속 모니터링 시스템.
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