KR101180136B1 - 간이 지하온도 측정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간이 지하온도 측정시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연결케이블의 일정 길이마다 온도센서가 내장된 온도센서모듈을 체결하고, 상기 연결케이블의 상측단에는 온도표시부에 연결하여, 지하수 관정의 수심별 수온변화를 실시간으로 파악할 수 있도록 함으로써, 지하수의 정상수온인 섭씨 15도를 기준으로 지하수 외의 오염물질의 유입여부와 이동경로를 파악할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 간이 지하온도 측정시스템에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 지하수의 온도를 감지하는 다수 개의 온도센서모듈과; 상기 다수 개의 온도센서모듈이 일정한 길이간격으로 연결체결되는 연결케이블과; 상기 연결케이블의 상측단에 연결되어 각 온도센서모듈별 온도측정정보를 표시하는 온도표시부; 로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

간이 지하온도 측정시스템{A measuring system for subsurface temperature}

본 발명은 간이 지하온도 측정시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연결케이블의 일정 길이마다 온도센서가 내장된 온도센서모듈을 체결하여, 수심별 수온변화정보를 간편하면서도 정확하게 수득할 수 있도록 함으로써, 지하수의 정상수온인 섭씨 15도를 기준으로 지하수 외의 오염물질의 유입여부와 이동경로를 파악할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 간이 지하온도 측정시스템에 관한 것이다.

일반적으로 토양 및 지하수는 오염이 되더라도 표면적으로 뚜렷하게 표시가 되지 아니하여 그 오염여부를 알기가 매우 어렵다.

즉, 토양 및 지하수의 오염은 주로 지하에서 발생하기 때문에 오염이 진행되는 것을 사람이 확인하기가 쉽지 않으므로, 오염이 언제 시작되었고 어느 정도 진행되었는지 인지하기 어렵다.

또한, 지질의 복잡성과 지하수의 다양한 흐름으로 인하여 향후 어느 방향으로 오염이 진행될지 파악하기 쉽지 않으며, 오염에 대해서 확인하였을 때는 이미 오염이 상당부분 진행되어 조치하기가 쉽지 않다는 문제점이 있다.

또한, 토양이 오염되면 그 토양에 부존하는 지하수 역시 오염되어 주변으로 오염물질을 확산시키며, 오염물질이 토양에 흡착된 경우에는 복원공사를 해주게 되면, 오염물질의 일부분은 제거가능하나, 곧 다시 흡착된 오염물질이 녹아나와 다시 오염이 진행되는 경우가 많다.

특히, 유류와 중금속 등 여러 가지 오염물질이 혼합하여 영향을 끼치는 경우가 많으며, 오염지역의 토양 및 지하수 특성에 따라 서로 다른 오염 양상을 보이므로 획일적인 정화공법을 적용하기 어려운 실정이다.

따라서, 토양과 지하수의 오염은 그 발생과 확산을 사전에 예방하는 것이 가장 중요하며, 오염유발시설이 설치되어 있는 현장의 경우에는 현장의 관리자의 자발적이고 지속적인 현장오염원 관리 및 이상 징후 감시파악이 무엇보다 중요하다.

한편, 토양 및 지하수 오염이 발생하였을 경우에는 확산을 차단하는 것이 가장 큰 과제이며 지하수를 통한 오염물질의 주요 이동경로를 파악하는 것이 무엇보다 중요하다.

즉, 대부분의 오염물질이 지하수에 의해 이동된다고 보았을 때, 지하수의 주 이동 경로를 파악하고, 집중적인 모니터링을 통해 오염을 사전에 예방하는 것이 가장 경제적인 오염정화 방법이라고 할 수 있다.

이와 관련하여, 지하수의 주요 이동 경로를 파악하는 방법은 여러 가지가 있으나 그 중 온도를 이용하는 것이 가장 저렴하다고 할 수 있는데, 그 원리를 간단하게 설명하자면, 지하수의 경우 연중 섭씨 15도를 유지하여 주변의 지표수와 차이를 보이므로, 지하수의 주요 이동 경로를 온도를 통하여 분석하게 되면, 오염물질의 이동 경로 파악은 물론 현장의 지하수-지표수 연계 분석이 가능하게 되며, 강우의 유입이나 기타 다른 용도의 연구에도 널리 활용될 수 있다.

이와 관련하여, 온도를 이용하여 지하수를 통해 이동하는 오염물질의 유입여부와 상기 지하수의 이동경로를 파악하기 위한 종래의 방법을 살펴보면, 일반적으로 추적자를 이용하는 방법을 주로 사용하였다.

그러나, 추적자 시험의 경우 비용이 많이 소요된다는 경제적인 부담이 있으며, 오랜 기간 동안 시험을 반복할 수 없어 지속적인 온도변화의 관찰이 어렵다는 문제점이 있다.

한편, 시추 및 착정시 수행하는 주수시험으로도 지하수 이동 경로를 파악할 수 있으나 이 방법 역시 1회성 시험에 그치는 경우가 많고, 추가시험시 경제적인 부담이 매우 커서 자주 사용할 수 없다는 단점이 있고, 이로 인해 지속적인 온도변화의 관찰이 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 외면에 눈금이 형성된 연결케이블의 일정 길이마다 온도센서가 내장된 온도센서모듈을 체결하여, 상기 온도센서로 하여금 일정 수심별 온도변화를 감지하도록 하고, 상기 온도센서를 온도정보인식기에 연결하여 일정 시간동안 누적된 온도변화정보를 수득할 수 있도록 함으로써, 저렴하고 간소한 구성으로도 지하수의 온도변화를 정확하게 파악할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 간이 지하온도 측정시스템을 제공하고자 하는 데에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명은, 물의 온도를 감지하는 온도 센서가 내장된 다수 개의 온도센서모듈과; 상기 다수 개의 온도센서모듈이 일정한 길이간격으로 연결체결되는 연결케이블과; 상기 온도센서모듈을 연결케이블에 체결하는 체결부와; 상기 온도센서가 끼움연결이 가능하도록 형성되어 상기 온도센서에 저장된 온도변화정보를 인식하는 온도정보인식기; 로 이루어지는 간이 지하온도 측정시스템을 특징으로 한다.

여기서, 상기 온도센서모듈은 일정 형상의 함체로서 내부가 비어있는 방수통과; 상기 방수통에 내장되는 온도센서와; 상기 온도센서가 내장된 방수통 내부의 여유공간을 채워 방수통 내외부의 온도차이를 최소화한 충진재; 로 이루어짐을 특징으로 한다.

이 때, 상기 방수통은, 내부가 비어 있고 상면은 개방된 일정 형상의 본체)와; 상기 개방된 상면을 개폐가능하게 체결되는 덮개; 로 이루어짐을 특징으로 한다.

이 때, 상기 충진재는 유리알 비드 혹은 모래 중 하나를 선택하여 형성하거나 복합형성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 이하와 같은 효과를 제공할 수 있다.

첫째, 오랜 시간동안의 지속적인 반복측정이 어려운 종래의 구성에 비해 온도표시부에 연결되는 연결케이블과 상기 연결케이블에 일정 길이간격으로 체결되는 다수개의 온도센서모듈로 이루어지는 간소한 구성으로도 수심별 수온의 지속적인 반복측정이 가능한 효과가 있다.

둘째, 1회용으로 형성되어 지속적인 온도측정이 어렵고 추가시험을 할 경우 비용이 과다하게 발생하는 종래의 구성에 비해, 상술한 바와 같은 간소한 구성으로도 지속적이고도 반복적인 측정이 가능하여 비용 대비 측정효율이 획기적으로 향상되는 경제적 효과가 있다.

즉, 지속적인 반복측정이 어려운 종래의 구성에 비해 오랜 시간동안 지속적인 반복측정이 가능하여 지속적으로 측정된 데이터의 누적이 용이하고, 누적된 데이터를 통해 지하수가 이동하는 경로와 오염물질의 확산경로에 대한 정확한 데이터를 저렴한 비용으로 용이하게 파악할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 온도센서모듈과 온도표시부에 무선통신부를 각각 탑재하여 무선통신으로 온도측정정보를 파악할 수 있도록 함으로써, 다수개의 현장에서 실측된 온도변화정보를 통해 지하수의 이동경로 및 오염물질의 확산경로를 더욱 용이하게 파악할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 전체 시스템도
도 2는 본 발명에 의한 온도센서모듈이 체결된 연결케이블의 사시도
도 3, 4는 본 발명에 의한 온도센서모듈의 상세도
도 5는 본 발명에 의한 온도센서가 끼움연결된 온도정보인식기를 이용한 온도정보 수득예시도

상기와 같은 효과를 제공하는 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 물의 온도를 감지하는 온도 센서(11)가 내장된 다수 개의 온도센서모듈(10)과; 상기 다수 개의 온도센서모듈(10)이 일정한 길이간격으로 연결체결되는 연결케이블(20)과; 상기 온도센서모듈(10)을 연결케이블(20)에 체결하는 체결부(30)와; 상기 온도센서(11)가 끼움연결이 가능하도록 형성되어 상기 온도센서(11)에 저장된 온도변화정보를 인식하는 온도정보인식기(40); 로 이루어진다.

보다 구체적으로, 지하수의 관정에 투입되는 연결케이블(20)에는 일정 길이간격으로 온도센서모듈(10)이 연결체결되어 있으며, 상기 연결케이블(20)의 외면에는 길이눈금이 형성되어 있어서, 상기 온도센서모듈(10)이 체결된 연결케이블(20)이 지하수 관정(A)에 투입되는 깊이를 용이하게 파악할 수 있다.

또한, 상기 연결케이블(20)에 일정 길이간격으로 체결되는 온도센서모듈(10)은 일정 형상의 방수통(12)에 온도센서(11)가 내장되고, 상기 온도센서(11)가 내장된 방수통(12) 내부의 여유공간에는 충진재(13)가 충진되어 방수통(12) 외부의 온도와 방수통(12) 내부의 온도차이를 최소화하는 구조로 형성되어 있다.

상기 방수통(12)은 내부가 비어 있는 일정 함체 형상의 본체(12a)와 상기 본체(12a)의 개방된 상면을 개폐하는 덮개(12b)로 이루어져 있다.

이 때, 상기 충진재(13)는 방수통(12) 외부의 온도와 방수통(12) 내부의 온도차이를 최소화할 수 있는 재질로 형성되는 것이 바람직한데, 보다 구체적으로는 유리알 비드 혹은 모래로 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 온도센서모듈(10)은 체결부(30)으로써 상기 연결케이블(20)에 체결되는 구조로 되어 있어, 연결케이블(20)과 함께 지하수에 투입되면, 상기 온도센서(11)는 지하수의 온도정보변화를 일정 시간 단위마다 감지하여 저장하게 된다.

이 때, 상기 온도센서모듈(10)을 구성하는 방수통(12)의 내부에는 온도센서(11) 외에도 비열이 낮고 온도전달효율이 매우 우수한 충진재(13)가 충진되어 있어, 상기 충진재(13)를 통해 수온의 측정이 보다 정확해지게 된다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 다수개의 온도센서모듈(10)은 연결케이블(20)에 일정 길이간격으로 체결되어 있어 수심별로 온도변화정보가 감지가능하다.

한편, 상기와 같은 구조로 이루어지는 간이 지하온도 측정시스템이 지하수 관정(A)을 통과하는 지하수의 온도변화를 용이하게 측정하기 위해서는 해당 온도센서모듈(10)의 부근에 지하수의 유동이 원활하게 이루어져야 지하수의 이동경로를 정확하게 파악하는 데에 도움이 되는 수온변화의 정확한 측정이 가능해진다.

이에 따라, 상기 지하수 관정(A)의 측면에 형성되어 지하수가 통과하여 흐르는 스크린을 상기 온도센서모듈(10)이 위치하는 수심에 대응되는 위치에 형성함으로써 해당 온도센서모듈(10) 부근에 지하수의 원활한 유동이 이루어지도록 하여 해당 온도센서모듈(10)로 하여금 지하수의 온도변화를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 것도 좋다.

이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명을 지하수 관정(A)에 적용한 시스템의 실시예를 구체적으로 설명하고자 한다.

먼저, 10개의 온도센서모듈(10)이 0.5미터 간격으로 체결된 연결케이블(20)을 지하수 관정(A)에 투입하게 되면, 수심 4.5미터의 범위 내에서 0.5미터 간격으로 수심별 온도를 측정할 수 있게 된다.

한편, 상기와 같이 온도센서모듈(10)이 체결된 연결케이블(20)이 투입되는 지하수 관정(A)의 측면에는 다수개의 스크린이 상하 일정 간격으로 배치형성되어 있는데, 상기 스크린이 배치형성되는 상하 간격을 연결케이블(20)에 연결체결되는 온도센서모듈(10)의 체결간격인 0.5미터에 맞추어 형성하게 되면, 상기 각 온도센서모듈(10)의 부근에는 원활한 지하수의 유동이 이루어지고 이는 지하수의 이동경로를 파악하는 데에 도움이 되는 정확한 온도변화를 측정할 수 있게 되는 것으며, 꼭 대등한 수평위치에 형성할 필요는 없고 물이 해당 온도센서모듈(10)의 주변이 원활하게 흐르도록 하면 족하다.

상기와 같은 측정 후, 연결케이블(20)을 통해 온도센서모듈(10)을 끌어올린 다음, 상기 온도센서모듈(10)로부터 온도센서(11)를 꺼내어 온도정보인식기(40)에 연결하게 되면, 온도센서(11)에 누적된 온도변화정보는 상기 온도정보인식기(40)에 인식되어 수심별로 시간당 온도변화를 고스란히 파악할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 온도정보인식기(40)는 통상적으로 상기 온도센서(11)가 끼움연결이 가능한 USB 형태로 형성하는 것이 바람직하고, 상기 온도센서(11)가 끼움체결된 온도정보인식기(40)를 컴퓨터(50)에 연결하여 상기 온도센서(11)에 시간별로 저장된 온도변화정보를 고스란히 파악할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예에 한하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.

A : 지하수 관정 10 : 온도센서모듈
11 : 온도센서 12 : 방수통
13 : 충진재 20 : 연결케이블
30 : 체결부 40 : 온도정보인식기
50 : 컴퓨터

Claims (4)

1. 일정 형상의 함체로서 내부가 비어있고 상면은 개방된 일정 형상의 본체(12a)와, 상기 개방된 상면을 개폐가능하게 체결되는 덮개(12b)로 구성되는 방수통(12)과; 상기 방수통(12)에 내장되는 온도센서(11)와; 상기 온도센서(11)가 내장된 방수통(12) 내부의 여유공간을 채워 방수통(12) 내외부의 온도차이를 최소화한 충진재(13); 로 이루어진 다수 개의 온도센서모듈(10)과;
   상기 다수 개의 온도센서모듈(10)이 일정한 길이간격으로 연결체결되는 연결케이블(20)과;
   상기 온도센서모듈(10)을 연결케이블(20)에 체결하는 체결부(30)와;
   상기 온도센서(11)가 끼움연결이 가능하도록 형성되어 상기 온도센서(11)에 저장된 온도변화정보를 인식하는 온도정보인식기(40);로 이루어짐을 특징으로 하는 간이 지하온도 측정시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 충진재(13)는 유리알 비드 혹은 모래 중 하나를 선택하여 형성하거나 복합하여 형성됨을 특징으로 하는 간이 지하온도 측정시스템.
   

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