KR101224270B1 - 강수량 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강수량 측정장치에 관한 것으로, 원통형의 몸체(13) 하부에 깔대기 형상의 집수부(11) 및 배수관(12)을 가지는 수수구(10)와, 상기 원통형의 몸체(13) 내측벽에 설치되어 상기 수수구(10) 내부의 적설을 감지하는 광감지부(20)와, 상기 집수부(11)의 바닥면 및 배수관(12)의 벽체에 설치되어 상기 광감지부(20)의 적설신호를 인가받아 작동되는 히팅부(25)와, 상기 수수구(10)의 배수관(12)에 수직으로 연결되는 연결관로(30)상에 체결되는 회전식 유량공급부(40)와, 상기 회전식 유량공급부(40) 하부의 연결관로(30)와 체결되는 배출관로(50)에 마련되어 유량을 계측하는 유량측정부(60)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

강수량 측정장치{Measuring unit for precipitation}

본 발명은 강수량 측정장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 수수구에 수집되는 비와 눈의 양을 계측함에 있어서 상기 수수구 하부에 회전식 유량공급부와 유량측정부를 마련하여 정확한 강수 측정이 가능하고 유량측정부를 별도로 분리할 수 있도록 하여 점검 수리 및 교체작업이 용이하도록 한 강수량 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 강수량 측정장치는 비나 눈의 양을 측정하는 계측기로서, 전도형 (Tipping Bucket type), 중량형(weighing type), 부표형(Float type)이 있으나

이 중에서 기계적 구성에 의한 전도형 방식이 전 세계적으로 가장 많이 사용되고 있다.

상기 전도(顚倒)형 강수 측정장치를 설명하자면, 수수구에 모인 강수가 계량컵에 낙하하여 일정량 채워지게 되면, 한쪽으로 기울어지면서 계량컵에 채워진 강수가 집수통으로 배출됨과 동시에 자력식 스위치를 작동시켜 펄스를 발생시키는 동작을 한다. 이와 같은 동작을 좌우에 설치된 계량컵이 교대로 수행하면서 발생되는 펄스의 수를 카운트하는 방식으로 강수량을 측정한다.

그러나 위와 같은 전도형 강수 측정장치는, 계량컵이 전도되는 과정에 있어서 기계적인 동작에 의해 마찰이 생기고 그에 따른 오차로 인해 측정 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 유지보수 및 교정, 점검을 위해서 복잡한 장비와 다량의 증류수를 현장으로 운반해야 하므로 인력 소모 및 장시간의 작업시간이 소요되며, 벌레나 모래와 같은 이물질이 측정장치 내에 축적되면서 고장을 일으키는 문제점 등을 안고 있다.

이와 같은 강수량 측정장치는 현재 우리나라에도 약 2700대 정도가 설치되어 있고 하천법에 의거하여 3년마다 교정을 해야하며, 대부분 강수량 측정장치가 험난한 산악지형에 설치되어 있기 때문에 측정장치의 유지보수가 힘들고 인력이 낭비되는 실정이다.

관련 선행기술로서 실용신안 20-0351474호(무접점 우량측정장치)가 안출된 바 있는데, 이는 강우를 수집하는 깔대기 모양의 우량 수수구(11)와; 상기 우량 수수구(11)하단의 배출관(11a)에 설치되어 강우량의 과다에 따라 상,하로 움직이면서 배출관(11a)으로 배출되는 물의 양을 일정하게 유지시키기 위한 정량배출수단(13)과; 상기 우량 수수구(2)에서 떨어지는 강우량을 받아 일정량이 되면 한쪽으로 전도되어 우량을 계측하는 물받이(14)와; 상기 물받이(14)가 전도될 때 펄스를 발생하도록 하는 무접점 광 인터럽트 소자(15a,15b,15c)와; 강우 계측후 밖으로 상기 물받이 (14)에 고인 물을 배수하는 배수구(16a, 16b);를 포함하여 구성된다.

그러나 상기와 같은 구성은 강수가 계량컵에 받아져 측정되기 때문에 소량의 강수시 계량컵 내에 잔류 되거나 그 후에 내린 비로 인해 이전 강수량과 더해져 측정되는 문제점이 있고 기계식 장치 특성상 유지보수의 곤란성을 여전히 안고 있다.

다른 예로서 특허 제10-0957242호(강수량 계측 장치)는, 강우(降雨)를 수집하는 수수구; 상기 수수구로부터 배출되는 강우를 담아 일정량이 되면 한쪽으로 기울어져 쏟아내는 계량컵; 상기 계량컵이 기울어지면 펄스를 발생시키는 펄스 발생부;를 포함하는 강우량 계측 장치에 있어서,상기 수수구의 적어도 일부에 열을 전달하는 히팅부; 강설을 감지하기 위해 상기 수수구 내측에 쌓이는 강설을 통해 전기적으로 단락되는 도전체를 포함하는 강설 감지부; 및 상기 강설 감지부에 의해 강설이 감지되면, 상기 수수구에 수집되는 강설을 녹이기 위해 상기 히팅부를 히팅시키는 제어부로 구성된다.

상기와 같은 기술 역시 기계적 구성에 의한 측정방식으로 계량컵의 작동에 의한 오차범위는 여전히 존재하고, 강설 감지부의 구성은 온도로 감지하게 되는데, 겨울철과 같은 기온이 내려간 상태에서 비가 오면 이를 강설로 인지하고 히팅부가 작동되는 경우가 발생할 수 있고,

반대로 날씨가 따뜻하여 온도가 올라 있는 경우에는 수수구에 눈이 쌓인 상태임에도 불구하고 히팅부가 작동되지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로,

기계적 가동부를 제거하여 강수량 측정 오차를 최소화하고 계측 정확도가 향상된 강수량 측정장치를 제공함에 목적이 있다.

또한 측정장치의 구조를 단순화하고 유량측정부를 탈부착가능도록 하여, 유지보수 및 교정 작업의 편의성을 제고함에 또 다른 목적이 있다.

아울러 강설시 외부 온도가 비교적 높은 상태일지라도 이를 효과적으로 감지하여 강수량으로 측정할 수 있도록 한 강수량 측정장치를 제공한다.

본 발명의 강수량 측정장치는, 원통형의 몸체하부에 깔대기 형상의 집수부 및 배수관을 가지는 수수구와, 상기 원통형의 몸체 내측벽에 설치되어 수수구 내부의 적설을 감지하는 광감지부와, 상기 집수부의 바닥면 및 배수관의 벽체에 설치되어 상기 광감지부의 적설신호를 인가받아 작동되는 히팅부와, 상기 수수구의 배수관에 수직으로 연결되는 연결관로상에 체결되는 회전식 유량공급부와, 상기 회전식 유량공급부 하부의 연결관로와 체결되는 배출관로에 마련되어 유량을 계측하는 유량측정부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전식 유량공급부는, 회전축을 중심으로 다수의 물받이가 방사상으로 배치된 수차(水車)형태로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 배출관로는 회전식 유량공급부의 하부에 위치된 연결관로에 수평으로 분기된 구성으로 이루어지며, 상기 유량측정부는 상기 배출관로를 하향 절곡한 부위에 설치되되, 양측에 체결구를 구비하여 상기 배출관로와 체결되는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명의 측정장치는 상기 연결관로 하단부에 포집부를 형성하고, 상기 포집부의 저면에는 이물질을 배출하는 배출캡이 구비되는 것을 또 다른 특징으로 가진다.

본 발명에 따른 강수량 측정장치는

기계적 가동부를 제거함으로써 마찰에 따른 측정 오차를 최소화하고, 소량의 강수시에도 정확히 계측할 수 있으며, 고장발생율을 감소시켜 장치의 내구연한을 연장하는 효과가 있다.

또한 측정장치의 구조가 단순화될 뿐만 아니라 유량측정부를 탈부착할 수 있는 구조를 가짐으로써 유지보수 및 교정 작업의 편의성이 제고되는 효과가 있으며,

아울러 강설시 외부 온도가 비교적 높은 상태일지라도 이를 감지하여 히팅부를 작동시킴으로써 강수량으로 정확히 측정할 수 있으며, 관로 내에 포집부를 형성하여 수수구로부터 유입되는 이물질 걸러 냄으로써 유량만을 정확히 계측할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 강수량 측정장치의 전체 구성을 나타낸 전면도.
도 2는 본 발명에 따른 강수량 측정장치의 수수구를 나타낸 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 강수량 측정장치의 회전식 유량공급부와 포집부를 나타낸 확대 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 강수량 측정장치의 수수구의 상부에 차단망이 설치된 상태를 나타낸 전면도.

본 발명의 강수량 측정장치는, 원통형의 몸체(13) 하부에 깔대기 형상의 집수부(11) 및 배수관(12)을 가지는 수수구(10)와, 상기 원통형의 몸체(13) 내측벽에 설치되어 수수구(10) 내부의 적설을 감지하는 광감지부(20)와, 상기 집수부(11)의 바닥면 및 배수관(12)의 벽체에 설치되어 광감지부(20)의 적설신호를 인가받아 작동되는 히팅부(25)와, 상기 수수구(10)의 배수관(12)에 수직으로 연결되는 연결관로(30)상에 체결되는 회전식 유량공급부(40)와, 상기 회전식 유량공급부(40) 하부의 연결관로(30)와 체결되는 배출관로(50)에 마련되어 유량을 계측하는 유량측정부(60)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전식 유량공급부(40)는, 수차(水車)형태로 구성되되 중심에 회전축(41)을 구비하고 상기 회전축(41)을 중심으로 다수의 물받이(42)가 방사상으로 배치되는 구성을 가지는데, 이는 수수구(10)에 집수된 비나 눈의 양이 적을 경우에는 관로 내부를 흐르는 시간이 길어짐에 따라 관로 내에서 마르게 되는 것을 방지하기 위한 것으로 소정의 유량이 상기 물받이(42)에 채워질 때 상기 물받이(42)가 회전하여 하부로 공급될 수 있도록 한 것이다.

상기 배출관로(50)는, 회전식 유량공급부(40)의 하부에 위치된 연결관로(30)로부터 수평으로 분기된다. 이는 유량측정부에 유체가 수직으로 낙하하게 되면 측정장치에 오류가 발생되는 것을 방지하기 위한 것인 한편 상기 배출관로(50) 하부에 이물질 포집부를 설치할 공간을 마련하기 위한 것이기도 하다.

본 발명의 유량측정부(60)로서는 공지의 전자식 또는 초음파식 유량계가 사용되며, 상기 배출관로(50)를 하향 절곡시킨 부위에 설치하되 배출관로(50)보다 낮게 위치되도록 한다. 그로 인해 상기 유량측정부(60) 내로 공기가 유입되는 것을 방지하고 항상 관로 내에 물이 충만한 상태로 만들어 유량을 정확히 측정할 수 있다.

또한 본 발명의 유량측정부(60) 양측에는 체결구(65)가 구비되어 있다. 종래의 전도식 측정장치에 있어서는 그 교정 및 유지보수를 위하여 시험용 유체를 직접 설치현장으로 인력 운반하여 현장에서 측정 시험하거나 교정하여 왔으나, 본 발명의 유량측정부(60)는 배출관로(50)에서 분리 가능한 구성이므로 사전에 실내 시험 및 교정을 거친 유량측정장치를 현장으로 운반하여 곧바로 교체할 수 있어 작업공정 및 인력소모를 획기적으로 줄일 수 있게 된다.

또한 상기 연결관로(30) 하단부에 하부방향으로 공간을 형성하되, 상기 배출관로의 높이보다 낮게 형성하는 포집부(70)가 구비된다. 그로 인해 수수구(10)로부터 들어온 벌레나 강수에 섞여있는 모래 등과 같은 이물질을 포집부(70) 하부로 침전시키게 됨으로써 배출관로(50) 방향으로 이물질이 넘어가는 것을 방지하여 유량만을 정확히 계측할 수 있고 침전된 이물질은 배출캡(71)을 열어 외부로 배출할 수 있다.

상기 유량측정부(60)의 하향 절곡되어진 배출관로(50) 부분과 포집부(70)는 평상시 물이 충만되어 있는 상태이며, 강수량이 유입되면 수두차에 의해 유입된 양만큼 유량측정부(60)를 통과하게 되므로 유량 측정에 어떠한 오차도 발생하지 않는다.

본 발명의 강수량 측정장치의 작동과정은 아래와 같다.

본 발명에 따른 강수량 측정장치의 수수구(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 원통형 몸체(13) 하부에 깔대기 형태의 집수부(11)를 통해 하부의 배수관(12)으로 강수가 흐르고 상기 수수구(10) 내부 측벽에 광감지부(20)가 설치되고 상기 집수부(11)와 배수관(12)의 벽체 내부에 코일형 관체로 형성된 히팅부(25)가 구비되어 있어, 강우시에는 유량공급부(40)를 거쳐 유량측정부(50)로 유체가 안내되어 유량 측정이 되며, 강설시 수수구(10) 내부에 적설된 눈에 대해서는 상기 광감지부(20)가 이를 감지하여 히팅부(25)를 작동시키고 눈을 녹인 후에 이어서 유량공급부(40)를 거쳐 유량측정부(50)로 유체가 안내되어 유량이 측정된다.

본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 수수구(10)의 상부에 원뿔형태의 차단망(80)을 설치하여 수수구(10) 내부로 떨어지는 낙엽과 같은 이물질이 수수구(10) 내부로 유입되는 것을 방지하여 유량측정의 편의성과 정확성을 도모할 수도 있다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 상기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시한 것일 뿐 그에 한정되지 않고 본 발명의 기술사상 범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 수수구 11 : 집수부
12 : 배수관 13 : 몸체
20 : 광감지부 25 : 히팅부
30 : 연결관로 40 : 회전식 유량공급부
41 : 회전축 42 : 물받이
50 : 배출관로 60 : 유량측정부
65 : 체결구 70 : 포집부
71 : 배출캡 80 : 차단망

Claims (5)

1. 원통형의 몸체(13) 하부에 깔대기 형상의 집수부(11) 및 배수관(12)을 가지는 수수구(10)와,
   상기 원통형의 몸체(13) 내측벽에 설치되어 상기 수수구(10) 내부의 적설을 감지하는 광감지부(20)와,
   상기 집수부(11)의 바닥면 및 배수관(12)의 벽체에 설치되어 상기 광감지부(20)의 적설신호를 인가받아 작동되는 히팅부(25)와,
   상기 수수구(10)의 배수관(12)에 수직으로 연결되는 연결관로(30)상에 체결되는 회전식 유량공급부(40)와,
   상기 회전식 유량공급부(40) 하부의 연결관로(30)와 체결되는 배출관로(50)에 마련되어 유량을 계측하는 유량측정부(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 강수량 측정장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 회전식 유량공급부(40)는,
   회전축(41)을 중심으로 다수의 물받이(42)가 방사상으로 배치된 수차(水車)형태인 것을 특징으로 하는 강수량 측정장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 배출관로(50)는,
   상기 회전식 유량공급부(40)의 하부에 위치된 연결관로(30)로부터 수평으로 분기된 것을 특징으로 하는 강수량 측정장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 유량측정부(60)는,
   상기 배출관로(50)를 하향 절곡한 부위에 설치되되,
   양측에 체결구(65)를 구비하여 상기 배출관로(50)와 체결되는 것을 특징으로 하는 강수량 측정장치.
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 연결관로(30) 하단부에 포집부(70)를 형성하고, 상기 포집부(70)의 저면에는 이물질을 배출하는 배출캡(71)이 구비되는 것을 특징으로 하는 강수량 측정장치.

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