KR101221646B1 - 소하천용 수질 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치는, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 고정되며, 물이 유입되는 입구의 단면적이 물이 배출되는 출구의 단면적 보다 넓은 센서 하우징; 상기 센서 하우징의 일측 벽면에 삽입 설치되어, 상기 센서 하우징을 통과하는 물의 수질을 감지하는 수질센서; 상기 베이스 플레이트의 둘레에 고정되어, 상기 수질센서의 전후좌우 및 상측면을 보호하는 스크린 유닛; 및 상기 수질센서에 전원을 공급하고, 측정값을 저장하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

소하천용 수질 모니터링 장치{WATER QUALITY MONITORING APPARATUS FOR SMALL RIVER}

본 발명은 하천, 강, 호소 등 수질을 모니터링 하는 장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는, 수심이 깊지 않은 소하천에서 간편하게 사용할 수 있는 소하천용 수질 모니터링 장치에 관한 것이다.

하천, 강, 호소 등의 수질을 모니터링 하기 위해서는 측정이 필요한 위치에 시료가 되는 물이 유입될 수 있는 장비 등을 설치하고, 이 장비 내부에 수질센서를 설치하는 것이 일반적이다. 이러한 수질 모니터링 장치로는, 교량형 수질 모니터링 장치와 수중 계류형 수질 모니터링 장치가 많이 사용된다.

교량형 수질 모니터링 장치는, 수심이 깊은 지역에서 많이 사용되는 것으로, 교량에 지지대를 장착하고, 상기 지지대의 하단에 수질을 감지할 수 있는 수질센서를 설치하여, 교량 아래를 지나는 물의 수질을 측정한다.

이와 같은 교량형 수질 모니터링 장치는 교량과 같이 안정된 구조물을 이용하기 때문에 수질센서가 유실될 우려가 없다는 장점이 있으나, 대형 교량의 경우, 센서 유지보수를 위한 접근성이 용이하지 않으며, 수질 모니터링 장치의 설치시 교량안전 진단 등 인허가 과정이 복잡하고 고비용이 요구된다는 문제점이 있다.

수중 계류형 모니터링 장치는 소형 부이나 바지선에 수질센서를 장착하여, 수질을 모니터링하는 장치이다. 수중 계류형 수질 모니터링 장치는, 수심의 변동에 상관없이 수질감시센서가 일정 수위를 유지하는 것이 가능하며, 자체 구조물을 이용하므로 설치가 용이하다는 장점이 있다. 하지만, 하천의 수위가 낮은 곳에는 설치가 불가능하며, 수위는 깊지만 유속이 빠른 하천에서는 유실의 우려가 있고, 유지 보수를 위한 접근시 안전성이 확보되지 않는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 인허가가 용이하며, 유속 변동에 상관없이 수심이 낮은 하천에서 사용 가능한 소하천용 수질 모니터링 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 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.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치는, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트에 고정되며, 물이 유입되는 입구의 단면적이 물이 배출되는 출구의 단면적 보다 넓은 센서 하우징; 상기 센서 하우징의 일측 벽면에 삽입 설치되어, 상기 센서 하우징을 통과하는 물의 수질을 감지하는 수질센서; 및 상기 베이스 플레이트의 둘레에 고정되어, 상기 수질센서의 전후좌우 및 상측면을 통해 물 이외의 이물질의 유입을 차단하는 스크린 유닛;을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 센서 하우징은, 사각형상을 가지는 상기 입구를 형성하는 제 1 몸체; 상기 입구보다 작은 면적을 가지며, 사각형상을 가지는 상기 출구를 형성하는 제 2 몸체; 및 상기 제 1 및 제 2 몸체를 서로 연결하는 깔대기 형상의 제 3 몸체;를 포함하는 것이 좋다.

이때, 상기 제 1 내지 제 3 몸체는, 각각의 중심이 상기 베이스 플레이트에 대하여, 동일한 높이를 유지하도록 고정되는 것이 바람직하다.

상기 수질센서는, 상기 센서 하우징의 입구를 통해 유입된 물의 흐름 방향에 대하여, 예각을 이루도록 상기 제 2 몸체에 삽입 설치되는 것이 좋으며, 수질 감지면이 상기 제 2 몸체의 중심 부근에 위치되도록 삽입되는 것이 바람직하다.

상기 제 2 몸체는, 일측 벽면에 상기 수질센서의 형상과 대응되며, 수질센서보다 큰 너비를 가지는 수질센서 삽입부가 결합되는 것이 좋으며, 상기 센서의 형태에 적합하도록 마련되는 것이 바람직하다.

상기 스크린 유닛은, 상기 베이스 프레임의 둘레에 고정되는 복수 개의 창문형 프레임 부재; 및 상기 창문형 프레임 부재에 설치되는 매쉬(mesh) 형태의 스크린 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 창문형 프레임 부재는, 상기 입구와 마주보는 소하천용 수질 모니터링 장치의 전면에 해당되는 위치에 제 1 및 제 2 창문형 프레임이 일정 각도를 이루도록 연결되어 상기 베이스 프레임에 고정되고, 상기 베이스 프레임의 양 측면에는 제 3 및 제 4 창문형 프레임이 서로 평행한 상태로, 상기 제 1 및 제 2 창문형 프레임과 일정 각도를 가지도록 연결되어 상기 베이스 프레임에 결합되는 것이 좋다.

상기 스크린 부재는, 상기 제 1 내지 제 4 창문형 프레임에 결합되는 제 1 내지 제 4 스크린 부재; 소하천용 수질 모니터링 장치의 후면에 해당되는 위치로서, 양단이 상기 제 3 및 제 4 창문형 프레임에 결합되는 제 5 스크린 부재; 및 소하천용 수질 모니터링 장치의 상부면에 해당되는 위치로서, 상기 제 1 내지 제 4 창문형 프레임의 상측에 결합되는 제 6 스크린 부재;를 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 창문형 프레임 및 스크린 부재는 스테인레스 스틸 재질로 마련되는 것이 좋으며, 상기 스크린 부재는, 나사와 같은 체결유닛을 이용하여, 상기 창문형 프레임에 결합되는 것이 바람직하다.

상기 베이스 프레임은, 적어도 4개 이상의 볼트 또는 앵커 삽입을 위한 고정용 통공을 가지는 것이 좋다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 베이스 프레임에는, 상기 수질센서에 전원을 공급하고, 측정값을 저장하는 제어유닛이 더 설치될 수 있는데, 상기 제어유닛은, 상기 수질센서에 외부 전원 공급 및 외부 장비와의 통신을 위한 방수형 통신 케이블을 연결하기 위한 단자를 구비할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 소하천과 같이 수심이 낮은 장소에 설치하여 수질을 모니터링 하는 것이 가능하며, 스크린 유닛과 센서 하우징을 이용하여 2중으로 수질센서를 보호하므로, 수질 모니터링 장치의 안전성과 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 센서 하우징의 입구 단면적에 비하여 수질센서가 장착되는 출구 단면적이 상대적으로 작기 때문에, 수질측정면 부근을 통과하는 유속이 증가한다. 따라서, 수질측정면에 생물 부착으로 인한 측정기능 저하를 최소화하여, 장기간 무인 운영이 가능하다.

또한, 유사시 하천변에서 수질 모니터링 장치에 직접 전원을 공급하거나, 방수형 통신 케이블을 이용하여 실시간으로 자료 전송받는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사시도,
도 2는 도 1의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 후면 사시도,
도 4는 도 1의 평면도, 그리고,
도 5는 도 1의 V-V 단면도이다.

이하, 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치를 도면과 함께 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치는, 베이스 플레이트(100), 센서 하우징(200), 수질센서(300), 스크린 유닛(400) 및 제어유닛(500)을 포함한다.

베이스 플레이트(100)는 판상의 스테리인레스 스틸과 같이 물속에서도 녹이 발생되지 않는 내부식성 금속재질로 마련되는 것이 좋다. 내부식성 만을 감안하면, 금속이 아닌 플라스틱과 같은 합성수지로 마련하는 것도 고려해볼 수 있지만, 베이스 플레이트(100)의 무게가 지나치게 가벼우면, 수질 모니터링 장치가 유속을 이기지 못하고 유실될 수 있기 때문에, 가급적 일정 무게 이상을 가지는 금속재질로 마련하는 것이 바람직하다.

한편, 소하천용 수질 모니터링 장치를 유속이 빠른 하천에 설치할 경우에는, 상기 베이스 플레이트(100)를 별도의 체결유닛을 이용하여, 하천 바닥면에 고정하는 것도 가능하다. 예컨대, 상기 베이스 플레이트(100)에 적어도 4개 이상의 통공(110)을 구비하고, 볼트나 앵커와 같은 체결유닛을 상기 통공(110)을 통과시켜 바닥면에 박아 넣어, 하천의 바닥면과 상기 베이스 플레이트(100)를 단단하게 고정할 수 있다.

이와 같은 방법으로 소하천용 수질 모니터링 장치를 하천 바닥면에 고정 설치하면, 유속이 빠른 하천에서도 소하천용 수질 모니터링 장치를 유실의 우려 없이 사용할 수 있다.

센서 하우징(200)은, 상기 베이스 플레이트(100)에 고정되며, 물이 유입되는 입구(201)보다 물이 배출되는 출구(202)의 단면적이 넓게 마련된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 센서 하우징(200)은 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 몸체(210), 제 2 몸체(220) 및 제 3 몸체(230)로 마련된다.

제 1 몸체(210)는 상기 입구(201)를 형성하고, 상기 제 2 몸체(220)는 상기 출구(202, 도 5 참조)를 형성한다. 예컨대, 도시된 바와 같이 상기 입구(201)와 출구(202)가 사각형으로 형성되면, 상기 제 1 몸체(210)와 제 2 몸체(220) 역시 길이방향으로 일정한 폭을 가지는 덕트 형상으로 마련되는 것이 좋다. 이때, 제 1 몸체(210)는 매우 짧게 구성되어도 상관없으나, 제 2 몸체(220)는 센서 하우징(200) 내부를 통과하는 물이 와류를 형성하지 않도록 일정 길이를 가지는 것이 좋다.

상기 제 3 몸체(230)는 상기 제 1 및 제 2 몸체(210)(220) 사이에 개재되며, 깔대기 형태로 마련될 수 있다. 상기 제 3 몸체(230)는 상기 제 1 몸체(210)의 입구(201)의 단면적을 상기 제 2 몸체(220)의 출구(202)의 단면적으로 점진적으로 줄여, 상기 출구(202) 부근에서의 유속이 상기 입구(201) 부근에서의 유속보다 빠르게 형성되도록 한다. 이와 같이 출구(202) 부근에서의 유속을 빠르게 하는 이유는, 상기 제 2 몸체(220) 측면에 설치되는 수질센서(300)의 생물오염에 의한 손상을 방지하기 위한 것이다. 즉, 유속이 빨라지면, 수질센서(300)의 끝부분에 형성되어 있는 수질측정면(310)에 생물학적 오염물질들이 흡착될 가능성을 줄여, 오염에 따른 수질센서(300)의 오작동 가능성을 줄일 수 있다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 3 몸체(210)(220)(230)는 각각의 중심(CL)이 상기 베이스 플레이트(100)에 대하여, 평행하도록 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 입구(201)를 통해 유입된 물은 상기 베이스 플레이트(100)에 대하여 평행한 방향으로 이동하면서, 상기 출구(202)를 통해 배출되는데, 만일 상기 제 1 내지 제 3 몸체(210)(220)(230)의 각각의 중심(CL)이 베이스 플레이트(100)에 대하여 평행하지 않고, 입구(201)가 출구(202)보다 높게 형성되면, 물이 상기 센서 하우징(200)의 출구(202)를 통해 배출되면서, 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치를 수면측으로 밀어 올릴 수 있다. 또한 그 반대의 경우로서, 입구(201)보다 출구(202) 측의 높이가 높게 형성될 경우, 소하천용 수질 모니터링 장치의 후면부가 들릴 수도 있다. 그러면, 상기 베이스 프레임(100)의 후면이 바닥면에 밀착되지 못하고 들리면서, 흐르는 물의 유속의 영향을 더 크게 받아 유실될 수도 있다.

따라서, 상기 제 1 몸체(210)와 제 2 몸체(220)는 서로 다른 높이를 가지는 제 1 지지부재(240) 및 제 2 지지부재(250)를 이용하여, 각각의 중심(CL)을 상기 베이스 플레이트(100)와 평행이 되도록 배치한다. 상기 제 1 및 제 2 지지부재(240)(250)의 높이는 상기 입구(201)와 출구(202)의 크기 차이 등을 고려하여 적절히 조절될 수 있다. 예컨대, 입구(201)의 너비가 A, 제 1 지지부재(240)의 높이를 a, 출구(202)의 너비가 B, 제 2 지지부재(250)의 높이를 b, 그리고 베이스 프레임(100)으로부터 중심선(CL)까지의 높이를 h라고 한다면, 다음의 수학식을 만족하도록 구성할 수 있다.

이상에서는, 상기 센서 하우징(200)의 입구(201)와 출구(202)가 사각형으로 형성된 경우를 일 예로 하여 설명하였으나, 이를 한정하는 것은 아니며, 필요에 따라 상기 입구(201)와 출구(202)가 원형 또는 타원형을 이루도록 형성하는 것도 가능하다.

한편, 상기 센서 하우징(200)은 상기 베이스 프레임(100)에 대하여, 일측에 치우친 위치에 배치되는 것이 좋다. 이는 센서 하우징(200)이 설치되지 않은 빈 공간에 후술할 제어유닛(500)을 설치하기 위한 것이다. 하지만, 필요에 따라, 동일 또는 유사한 구성을 가지는 센서 하우징(200) 한 쌍을 상기 베이스 프레임(100)의 중심에 대하여 대칭으로 배치하여, 복수 개의 수질센서(300)를 설치하는 것도 가능하다.

상기 수질센서(300)는, 상기 센서 하우징(200)의 일측 벽면에 설치되며, 그 일측 단부면에는 물과 접촉하여 수질을 감지하는 수질측정면(310)이 마련된다. 상기 수질측정면(310)은 수질센서(300)의 종류에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있다. 일반적으로, 상기 수질측정면(310)은 전극으로 구성되어, 상기 전극을 통과하는 물의 전류변화를 감지하여 수질을 측정한다. 수질센서(300)의 작동방법 및 구성은 본 발명의 요지와는 관련이 적으므로, 자세한 설명은 생략한다.

상기 수질센서(300)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 센서 하우징(200)의 입구를 통해 유입된 물의 흐름 방향에 대하여, 예각(α)을 이루도록 상기 제 2 몸체(220)에 삽입 설치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 예각(α)을 이루도록 배치하는 이유는, 상기 수질측정면(310)의 오손을 최소화하기 위함이다. 즉, 수질측정면(310)을 통과하는 물과 마주보거나 수직으로 배치하면, 외부로부터 생물학적 오염물질이 유입될 경우, 이 유입된 오염물질이 수질측정면(310)에 부착될 우려가 있고, 물리적으로 충격을 줄 수 있는 물질이 유입되면, 수질측정면에 물리적인 손상을 주어, 정확한 수질을 측정하지 못할 수도 있기 때문이다.

상기 수질센서(300)는 베이스 프레임(100)으로부터 일정 높이 이격되며, 바람직하게는, 센서 지지부재(260)에 의해 상기 베이스 프레임(100)과 평행이 되도록 설치된다. 이와 함께, 상기 수질센서(300)는 상기 수질측정면(310)이 상기 제 2 몸체(220)의 내측에 위치하도록 상기 제 2 몸체(220)의 일측면에 마련된 수질센서 삽입부(221)에 삽입되어 고정된다.

상기 수질센서 삽입부(221)는 상기 수질센서(300)의 형태에 대응되도록 구성되는 것이 좋다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 수질센서(300)가 원통형으로 마련될 경우, 상기 수질센서 삽입부(221) 역시, 상기 수질센서(300)와 대응되는 원통형으로 마되는 것이 좋다. 이때, 상기 수질센서 삽입부(221)의 지름은 상기 수질센서(300)보다 수 mm 가량 크게 형성하는 것이 좋다. 그러면, 상기 수질센서(300)는, 상기 수질센서 삽입부(221) 내측에서 자유롭게 위치 이동이 가능하므로, 상기 제 2 몸체(220)의 내부에 위치한 상기 수질측정면(310)의 위치를 용이하게 변경할 수 있다. 본 발명의 최적 실시예에 따르면, 상기 수질측정면(310)은 유속이 가장 빠른 제 2 몸체(220)의 중심(CL)에 배치되는 것이 좋다.

또한, 상기 수질센서(300)는 상기한 바와 같이, 센서 지지부재(260)에 의해 상기 수질측정면(310)의 중심이 상기 제 1 내지 제 3 몸체(210)(220)(230)의 중심(CL)과 일치되도록 배치되는 것이 좋다. 이는, 앞서 설명한 제 1 내지 3 몸체(210)(220)(230)의 중심(CL)이 베이스 플레이트(100)와 평행하도록 배치하는 이유와 같다. 즉, 수질센서(300) 역시 일정한 유속으로 흐르는 물속에 배치되므로, 상기 베이스 플레이트(100)에 대하여, 수평하게 배치되지 않을 경우, 수질센서(300)가 설치 위치에서 이탈할 수 있기 때문에 가급적 베이스 플레이트(100)와 평행하게 배치되는 것이 좋다.

한편, 상기 수질센서(300)와 센서 지지부재(260)는 서로 본딩 또는 용접할 수도 있으나, 수질센서(300)를 센서 지지부재(260) 위에 올려놓아 배치하는 것도 가능하다. 수질센서(300)와 센서 지지부재(260)를 본딩 또는 용접할 경우, 센서의 메인터넌스가 불편해질 수 있기 때문이다.

상기 스크린 유닛(400)은 상기 베이스 플레이트(100)의 둘레에 고정되어, 상기 수질센서(300)의 전후좌우 및 상측면을 통해 물 이외의 이물질의 유입을 차단하는 역할과, 외부 충격 등에 의해, 상기 수질센서(300)가 손상되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

상기 스크린 유닛(400)은, 복수 개의 창문형 프레임 부재(410) 및 상기 창문형 프레임 부재(410)에 결합되는 매쉬(mesh) 형태의 스크린 부재(420)를 포함한다.

창문형 프레임 부재(410)는 상기 입구(201)와 마주보는 소하천용 수질 모니터링 장치의 전면에 해당하는 위치에, 제 1 및 제 2 창문형 프레임(410a)(410b)이 일정 각도를 이루도록 연결되어 상기 베이스 프레임(100)에 고정결합된다. 이와 같이, 소하천용 수질 모니터링 장치의 전면을 "<" 형태로 구성하면, 물의 흐름을 마주하는 소하천용 수질 모니터링 장치의 전면부에 작용하는 수압을 양쪽 방향으로 분산할 수 있다. 따라서, 유속이 빠르지 않은 물속 바닥면에 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치를 배치할 때, 상기 베이스 플레이트(100)를 별도의 체결유닛을 이용하여 고정하지 않더라도, 물의 흐름에 의해 소하천용 수질 모니터링 장치가 떠내려가는 것을 최대한 억제할 수 있다.

그리고, 상기 베이스 프레임(100)의 양 측면에는 제 3 및 제 4 창문형 프레임(410c)(410d)이 서로 평행한 상태로, 상기 제 1 및 제 2 창문형 프레임(410a)(410b)과 각각 일정 각도를 가지도록 연결되어 상기 베이스 프레임(100)에 결합된다.

상기 스크린 부재(420)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 4 창문형 프레임(410a)(410b)(410c)(410d)에 각각 결합되는 제 1 내지 제 4 스크린 부재(420a)(420b)(420c)(420d)와, 소하천용 수질 모니터링 장치의 후면에 해당되는 위치로써, 양단이 상기 제 3 및 제 4 창문형 프레임(410c)(410d)에 결합되는 제 5 스크린 부재(420e) 및 소하천용 수질 모니터링 장치의 상부면에 해당되는 위치로서, 상기 제 1 내지 제 4 창문형 프레임(410a)(410b)(410c)(410d) 각각의 상측에 결합되는 제 6 스크린 부재(420f)를 포함한다.

상기 제 1 내지 제 4 스크린 부재(420a)(420b)(420c)(420d)는, 상기 제 1 내지 제 4 창문형 프레임(410a)(410b)(410c)(410d)에 대응되는 형상으로 마련되는 것이 좋으며, 도시된 바와 같이 직사각형으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 내지 제 4 스크린 부재(420a)(420b)(420c)(420d)는 사각형의 판재에 일정한 직경 및 거리로 다수개의 통공을 관통형성하여 구성할 수도 있고, 도시된 바와 같이, 일정 굵기의 와이어들을 이용하여 그물망으로 구성하는 것도 가능하다.

상기 제 5 스크린 부재(420e)는 상기 제 3 및 제 4 창문형 프레임(410c)(410d)의 일측 단부에 각각 결합되지만, 그 형상은 도시된 바와 같이, 상기 제 1 내지 제 4 스크린 부재(420a)(420b)(420c)(420d)와 같이 직사각형으로 마련되는 것이 좋다.

상기 제 6 스크린 부재(420f)는 상기 제 1 내지 제 4 창문형 프레임(410a)(410b)(410c)(410d)의 상측면에 결합되므로, 도시된 바와 같이, 적어도 2개의 내각이 직각을 가지는 오각형을 가지도록 구성된다.

창문형 프레임(410) 및 스크린 부재(420)는 스테인레스 스틸 재질로 마련되는 것이 좋으며, 상기 스크린 부재(420)는, 나사와 같은 체결유닛(430)을 이용하여, 상기 창문형 프레임(410)에 결합되는 것이 바람직하다. 이와 같이 체결유닛(430)을 이용하면, 필요에 따라 각각의 스크린 부재(420)들을 장착 및 탈착하기 용이하다.

한편, 상기 스크린 부재(420)는 물에 의해 부식될 우려가 적은 합성수지 재질로 형성할 수도 있으나, 다양한 부유물질 및 외부 충격에 강한 금속재질을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 금속재질을 선택할 경우, 물속에 설치되는 장치의 특성상 내부식성이 강한 스테인레스 재질로 마련하는 것이 가장 좋다.

제어유닛(500)은 내부에 배터리(미도시) 등을 설치하여, 상기 수질센서(300)에 전원을 공급하거나, 별도의 메모리 저장수단 등을 마련하여 상기 수질센서(300)에서 측정된 수질 데이터 측정값을 저장할 수도 있다. 이를 위해 상기 제어유닛(500)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 방수형 통신 케이블과 같은 내수성 신호전달 수단(501)을 이용하여, 상기 수질센서(300)와 연결되는 것이 좋다. 또한, 상기 제어유닛(500)에는, 수질센서(300)에 외부 전원 공급 및 외부 장비와의 통신을 위한 방수형 통신 케이블을 연결하기 위한 단자(510)가 마련되어, 유사시에 하천변에서 방수형 통신 케이블 등을 이용하여, 상기 수질센서(300)에 전원을 공급하고, 측정값을 전달받는 것도 가능하다.

한편, 필요에 따라 상기 제어유닛(500)은 상기 베이스 플레이트(100)가 아닌 장치 외부에 설치되는 것도 가능하다. 즉, 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치는 물속에 침잠시켜 사용하므로, 장시간 동안 물속에 있을 경우, 제어유닛(500)의 고장 등이 발생될 수 있다. 따라서, 수중이 아닌 외부의 특정 장소에 제어유닛(500)을 설치하고, 방수형 통신 케이블(501)로 연결할 수 있다. 이는 설치 장소의 상황을 고려하여 적절하게 변경 가능하다.

이하, 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치의 동작을 도면과 함께 설명한다.

도 1에 도시된 본 발명에 의한 수질 모니터링 장치는 유속 변동에 상관없이, 수심이 깊지 않은 하천의 바닥면에 고정하는 방식으로 수질을 모니터링 할 수 있도록 구성된 것이다.

만일 유속이 빠르지 않은 하천에 설치할 경우에는, 별도의 체결유닛 없이 바닥면에 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치를 침잠시켜 설치하면 되지만, 유속이 빠른 지점에 설치되어야 할 경우에는, 베이스 프레임(100)을 앵커, 볼트 또는 파일 등을 이용하여, 바닥면에 결속시킬 필요가 있다. 이러한 경우에는, 소하천용 수질 모니터링 장치의 상측면을 덮고 있는 매쉬 형태의 제 6 스크린 부재(420f)를 제거한 상태에서, 상기 베이스 프레임(100)에 관통 형성된 복수 개의 통공(110)에 앵커나 파일 등을 바닥면에 박아 넣고, 상기 베이스 프레임(100)의 고정이 완료되면, 상기 제 6 스크린 부재(420f)를 다시 결합하여 소하천용 수질 모니터링 장치의 배치를 완료한다.

이때, 상기 베이스 프레임(100)은 최대한 수평을 유지하도록 배치하여, 상기 센서 하우징(200)을 통과하는 물의 이동 방향이 상기 베이스 프레임(100)과 수평을 이루도록 한다. 이는, 물의 흐름에 따른 베이스 프레임(100)의 유동을 최소화하기 위함이다.

상기한 바와 같이, 소하천용 수질 모니터링 장치의 배치가 완료되면, 제어유닛(500)의 전원을 인가하여, 상기 수질센서(300)로부터 수질 측정값을 측정하고, 측정된 수질 데이터는 유선 또는 무선을 이용하여, 원격지에 있는 서버 측으로 전달할 수 있다. 이러한 데이터 전송을 위해 유선을 이용할 경우, 상기 단자(510)에 미도시된 방수형 통신 케이블을 연결하여, 주변 육지에 설치된 서버 측에 측정값을 전달할 수 있으며, 무선을 이용할 경우, 상기 제어유닛(500)의 내부에 별도의 통신수단을 구비하여, 원격지에 있는 서버측으로 측정값을 무선으로 전송한다.

이상과 같이 구성된 본 발명에 의한 소하천용 수질 모니터링 장치는, 수질 측정이 필요한 하천의 바닥면에 밀착되도록 설치하거나, 바닥면에 앵커 또는 파일 등으로 고정하는 간단한 설치 작업만으로 사용이 가능하므로, 기존의 교량형 수질 모니터링 장치와 같이 교량안전 진단 등 인허가 과정 등과 같은 복잡하고 고비용이 요구되는 설치 프로토콜을 필요로 하지 않는다.

또한, 낮은 수심의 강에도 설치할 수 있기 때문에, 기존의 수중 계류형 모니터링 장치를 사용할 수 없는 측정 지점에도 설치하여 수질을 모니터링할 수 있다.

100; 베이스 플레이트 200; 센서 하우징
210; 제 1 몸체 220; 제 2 몸체
230; 제 3 몸체 240; 제 1 지지부재
250; 제 2 지지부재 260; 센서 지지부재
300; 수질센서 400; 스크린 유닛
410a ~ 410d; 제 1 내지 제 4 창문형 프레임
410a ~ 420d; 제 1 내지 제 6 스크린 부재
500; 제어유닛 510; 단자

Claims (9)

1. 소하천의 바닥면에 고정 설치되는 베이스 플레이트;
   상기 베이스 플레이트의 편심된 위치에 고정되며, 물이 유입되는 입구의 단면적이 물이 배출되는 출구의 단면적 보다 넓은 센서 하우징;
   상기 센서 하우징의 일측 벽면에 삽입 설치되어, 상기 센서 하우징을 통과하는 물의 수질을 감지하는 수질센서; 및
   상기 베이스 플레이트의 둘레에 고정되어, 상기 수질센서의 전후좌우 및 상측면을 통해 물 이외의 이물질의 유입을 차단하는 스크린 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 소하천용 수질 모니터링 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 하우징은,
   사각형상을 가지는 상기 입구를 형성하는 제 1 몸체;
   상기 입구보다 작은 면적을 가지며, 사각형상을 가지는 상기 출구를 형성하는 제 2 몸체; 및
   상기 제 1 및 제 2 몸체를 서로 연결하는 깔대기 형상의 제 3 몸체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소하천용 수질 모니터링 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 3 몸체는,
   각각의 중심이 상기 베이스 플레이트에 대하여, 동일한 높이를 유지하도록 고정되는 것을 특징으로 하는 소하천용 수질 모니터링 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 수질센서는,
   상기 센서 하우징의 입구를 통해 유입된 물의 흐름 방향에 대하여, 예각을 이루도록 상기 제 2 몸체에 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 소하천용 수질 모니터링 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 스크린 유닛은,
   상기 베이스 프레임의 둘레에 고정되는 복수 개의 창문형 프레임 부재; 및
   상기 창문형 프레임 부재에 설치되는 매쉬(mesh) 형태의 스크린 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소하천용 수질 모니터링 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 창문형 프레임 부재는,
   상기 입구와 마주보는 수질 모니터링 장치의 전면에 해당되는 위치에 제 1 및 제 2 창문형 프레임이 일정 각도를 이루도록 결합되어 상기 베이스 프레임에 결합되고,
   상기 베이스 프레임의 양 측면에는 제 3 및 제 4 창문형 프레임이 서로 평행한 상태로, 상기 제 1 및 제 2 창문형 프레임과 일정 각도를 가지도록 연결되어 상기 베이스 프레임에 결합된 것을 특징으로 하는 소하천용 수질 모니터링 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 스크린 부재는,
   상기 제 1 내지 제 4 창문형 프레임에 결합되는 제 1 내지 제 4 스크린 부재;
   수질 모니터링 장치의 후면에 해당되는 위치로서, 양단이 상기 제 3 및 제 4 창문형 프레임에 결합되는 제 5 스크린 부재; 및
   수질 모니터링 장치의 상부면에 해당되는 위치로서, 상기 제 1 내지 제 4 창문형 프레임의 상측에 결합되는 제 6 스크린 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소하천용 수질 모니터링 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 프레임은,
   상기 수질센서에 전원을 공급하고, 측정값을 저장하는 제어유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소하천용 수질 모니터링 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어유닛은,
   상기 수질센서에 전원 공급 및 외부 장비와의 통신을 위한 방수형 통신 케이블을 연결하기 위한 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 소하천용 수질 모니터링 장치.

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