KR101264124B1 - 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강수량계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우시 실시간으로 더욱 정확한 강수량을 측정할 수 있도록 한 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법에 관한 것이다.
본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계는 베이스와, 상기 베이스 상부에 고정 설치되는 원통형의 탱크본체와; 상기 탱크본체의 상부에 결합되며 상,하부가 개방된 수집부와; 상기 수집부의 하부에 결합되어 강우를 수집하고 하단 중앙에 1차밸브가 설치된 수집구와; 상기 수집구가 설치된 하부 상기 탱크본체의 내부에 상기 베이스와 결합된 지지대와; 상기 지지대의 상부에 장착홀이 형성된 상판과; 상기 상판과 일정간격으로 이격된 하측에 중앙에 안착홀이 형성된 계량판과; 상기 계량판과 상판 사이에 연결된 로드셀과; 상기 상판의 장착홀을 통해 상기 계량판의 안착홀에 안착되며 하단 중앙에 형성된 감지센서와 2차밸브가 설치된 저수통과; 상기 계량판의 하단에 설치된 2차밸브제어부와; 상기 베이스에는 2차밸브의 연결호스가 위치되게 배수구와 일측 상부에 주제어부가 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법{Weight mode Rainfall measuring with automatic drainage function and Rainfall measurement method}
본 발명은 강수량계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우시 실시간으로 더욱 정확한 강수량을 측정할 수 있도록 한 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 우량계는 대기 중에 일어나는 기상현상 중 강우현상(비, 눈 등)을 재는 계기로, 보통 지름 20cm의 원통에 빗물을 받아서 그 깊이를 측정하여 mm 단위로 표시한다.
이렇게 강우량을 측정하는 우량계의 종류는 저수형 원통 우량계, 저수형 자기우량계, 전도형 우량계, 중량형 우량계, 로드 셀(load cell)형 우량계 등 여러 종류가 있으며, 관측원리에 따라 무게에 의한 방법과 부피에 의한 방법으로 분류된다. 저수형 원통 우량계, 저수형 자기우량계 등은 부피측정에 의한 방법이며, 전도형 우량계, 중량형 우량계, 로드셀형 우량계 등은 무게 측정에 의한 방법에 속한다.
상술한 로드셀을 이용한 200㎜ 급 중량식의 경우 200㎜가 되면 수동으로 강제 배수 시켜야 하는 문제점을 가지고 있고, 바람이 강한 경우엔 바람에 의해 로드셀에 하중이 가해지는 구조로, 오차가 발생할 수 있다고 지적하였다.
저수형 자기우량계(싸이폰식)는 강우량이 수수기를 통하여 저수탱크에 유입되면 탱크 내부에 내장된 부자가 강우량에 따라 부상되면서 부자축에 연결된 기록펜에 의하여 강우량이 자기지에 기록된다. 또한, 강우량이 20mm가 되면 자동적으로 개수(싸이폰)되어 탱크속의 물이 0선까지 내려가도록 되어있다.
이 저수형우량계는 저수탱크에 기본적으로 남아있는 물이 강우가 없는 날이 많아지면 증발을 하기 때문에 강우가 시작되기 전에 미리 싸이폰 테스트를 하여야 하며, 20mm의 강우가 싸이폰시 배수시간이 약 16초가 걸리며 이때의 강우량 관측을 못하게 된다, 또한 저수탱크에 일정한 양의 물이 저장되어 있어 겨울에는 저수탱크의 물이 동결되어 사용하지 못하는 단점이 있다.
그러므로 종래의 전도형 우량계와 저수형 우량계의 단점을 보완하고 각각의 관측장비의 장점을 가진 우량계를 개발하여 보다 더 정확한 강우량 관측이 요구되는 실정이다.
종래에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 국내 등록특허 제10-0872502호 무게 및 배수 교차식 강수량계가 개재되어 있다.
상기 무게 및 배수 교차식 강수량계는, 우량계에 있어서, 상단은 개방되고 하단에 배수구가 형성되는 제1, 2 저수탱크; 상기 제1, 2 저수탱크 중 어느 하나에 일정 시간 동안 선택적으로 강우를 공급하며, 상기 제1, 2 저수탱크의 상측에서 이 중 어느 하나의 방향으로 경사져 강우가 유동되도록 시소 운동하는 버켓부와, 상기 버켓부에 설치되어 일정시간 동안 자동으로 경사 방향이 특정 제1, 2 저수탱크를 향해 전환되도록 동력을 제공하는 타이머 전환 구동부로 이루어진 강우 공급부; 상기 강우 공급부의 양단에 연결되어 강우가 공급되지 않는 다른 저수탱크의 배수구를 개방하는 강우 배출부; 상기 제1, 2 저수탱크의 강우량을 각각 측정하는 측정부; 및 상기 측정부에서 강우량이 측정된 데이터를 실시간으로 저장하는 데이터 저장부; 를 포함하여 이루어지는 것이다.
상기 무게 및 배수 교차식 강수량계는 폭우시 전도형 우량계의 잦은 전도컵 교대로 인해 발생하는 오차와 저수형 자기우량계에서의 배수 시간에 따른 시간적 오차를 줄이기 위해 고안된 것으로 강수량을 질량으로 측정하고 타이머로 자동 전도시킴으로서 전도시간을 줄이며, 교차식 배수구조를 채택하여 정확한 우량측정과 히터를 부착하여 동절기에도 강설 측정을 목적으로 한 것이다.
본원출원인은 강우시 실시간으로 더욱 정확한 강수량을 측정할 수 있도록 한 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법을 개발한 것이다.
국내 등록특허 제10-0872502호 무게 및 배수 교차식 강수량계.
본 발명의 목적은 강우시 실시간으로 더욱 정확한 강수량을 측정할 수 있도록 한 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 실시간으로 강수량을 수집구를 통해 저수통으로 보내어 강수량을 무게에 의해 측정하며, 저수통이 저장 한계점에 도달하면 2차밸브를 제어하여 자동으로 배수가 되도록 하고, 이때, 배수 시작전에 먼저 1차밸브를 차단하여 배수소요시간 동안의 강수량을 수집구에 저장토록하여 배수시에 누락되는 강수량이 없도록 하는 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무게식 강수량계가 자동배수 구현시 밸브제어구조물로 인한 무게변화를 없애기 위해 2차밸브제어부를 저수통과 일체화 되도록 하여 외부 간섭에 의해 무게변동의 가능성을 배제하는 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계는 베이스와, 상기 베이스 상부에 고정 설치되는 원통형의 탱크본체와; 상기 탱크본체의 상부에 결합되며 상,하부가 개방된 수집부와; 상기 수집부의 하부에 결합되어 강우를 수집하고 하단 중앙에 1차밸브가 설치된 수집구와; 상기 수집구가 설치된 하부 상기 탱크본체의 내부에 상기 베이스와 결합된 지지대와; 상기 지지대의 상부에 장착홀이 형성된 상판과; 상기 상판과 일정간격으로 이격된 하측에 중앙에 안착홀이 형성된 계량판과; 상기 계량판과 상판 사이에 연결된 로드셀과; 상기 상판의 장착홀을 통해 상기 계량판의 안착홀에 안착되며 하단 중앙에 형성된 감지센서와 2차밸브가 설치된 저수통과; 상기 계량판의 하단에 설치된 2차밸브제어부와; 상기 베이스에는 2차밸브의 연결호스가 위치되게 배수구와 일측 상부에 주제어부가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 주제어부는 2차밸브제어부와 무선으로 제어하며 측정시의 간섭요인을 제거하기위해 전원공급도 무선충전방식을 이용하며, 상기 주제어부와 1차밸브는 신호선으로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 2차밸브제어부는 감지센서와 2차밸브와 각각 신호선으로 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 계량판과 상판 사이의 삼방향에 각각 로드셀이 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 탱크본체의 내부에는 단열 및 보온재를 내장하며, 히팅장치를 구비하여 겨울철 눈을 녹여서 물을 측정하도록 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 베이스와, 상기 베이스 상부에 고정 설치되는 원통형의 탱크본체와; 상기 탱크본체의 상부에 결합되며 상,하부가 개방된 수집부와; 상기 수집부의 하부에 결합되어 강우를 수집하고 하단 중앙에 1차밸브가 설치된 수집구와; 상기 수집구가 설치된 하부 상기 탱크본체의 내부에 상기 베이스와 결합된 지지대와; 상기 지지대의 상부에 장착홀이 형성된 상판과; 상기 상판과 일정간격으로 이격된 하측에 중앙에 안착홀이 형성된 계량판과; 상기 계량판과 상판 사이에 연결된 로드셀과; 상기 상판의 장착홀을 통해 상기 계량판의 안착홀에 안착되며 하단 중앙에 형성된 감지센서와 2차밸브가 설치된 저수통과; 상기 계량판의 하단에 설치된 2차밸브제어부와; 상기 베이스에는 2차밸브의 연결호스가 위치되게 배수구와 일측 상부에 주제어부가 설치된 자동배 기능을 갖는 무게식 강수량계를 이용한 강수량 측정 방법에 있어서, 상기 로드셀의 값을 통해 2차밸브제어부는 현재의 무게를 구하고 주제어부로 측정값을 전송하는 과정과, 상기 주제어부는 전송받은 값을 통해 저장된 0점세팅 값을 참조하여 보정하는 과정과, 상기 수집부를 통해 강우 발생시 빗물이 수집구로 들어와 저수통으로 모이게 되는 과정과. 상기 저수통의 강수량을 계량판에 설치된 2차밸브제어부로 부터 강수량의 무게를 실시간으로 주제어부로 전송하는 과정과, 상기 주제어부는 일정한 주기로 2차밸브제어부에 측정값을 요구하며, 2차밸브제어부는 강수량 측정값을 보내는 과정과, 상기 저수통이 넘치는 것을 방지하기 위하여 주제어부는 2차밸브제어부로 부터 연속적인 측정값 확인을 수행하며, 측정가능한 임계점을 의미하는 무게측정 값에 도달하면 배수시점이라 판단하는 과정과, 상기 주제어부는 먼저 1차밸브로 제어신호를 전송하여 1차밸브를 잠금하는 과정과, 상기 주제어부는 이어 2차밸브제어부로 제어신호를 전송하고 2차밸브제어부는 2차밸브를 제어하며 2차밸브는 열어 상기 저수통의 강우를 배수하는 과정과, 상기 저수통의 강우 배수시간은 약 30초동안 배수될 때 그 동안의 강우는 수집구에 임시 저장되는 과정과, 상기 저수통의 강우가 배수되면 감지센서에 의해 배수완료가 확인되어 주제어부로 배수종료를 알리는 과정과, 상기 주제어부는 배수종료판단에 따라 2차밸브제어부 쪽으로 밸브제어명령을 전송하는 과정과, 상기 2차밸브제어부는 전송받은 명령에 따라 2차밸브를 잠금하는 과정과, 상기 2차밸브가 잠금된 상태에서 약간의 안정화 시간을 거친 후 주제어부는 2차밸브제어부로 무게측정 명령을 전송하며, 측정되어 전송된 값을 통해 자동으로 0점세팅을 설정하는 과정과, 상기 주제어부는 1차밸브를 열어 수집부에 임시 저장되었던 강우를 높이차에 의한 낙하로 계량에 흔들림이 없도록 연결호스를 통해 저수통의 내측면을 타고 천천히 저수통으로 보내는 과정과, 상기 주제어부는 일정한 주기로 2차밸브제어부에 측정값을 요구하며, 2차밸브제어부는 강수량 측정값을 보내는 과정과, 상기 주제어부에서 강수량 측정값을 연산처리하여 데이터를 실시간으로 저장 처리하는 과정과, 상기 주제어부는 처리된 데이터를 저장하며, 외부로부터의 요청에 응답하여 데이터를 전송하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 2차밸브제어부는 강수량 측정값을 1회/10초 ~ 1회/1분 간격으로 주제어부로 보내는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 강우시 실시간으로 더욱 정확한 강수량을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한 실시간으로 강수량을 수집구를 통해 저수통으로 보내어 강수량을 무게에 의해 측정하며, 저수통이 저장 한계점에 도달하면 2차밸브를 제어하여 자동으로 배수가 되도록 하고, 이때, 배수 시작전에 먼저 1차밸브를 차단하여 배수소요시간 동안의 강수량을 수집구에 저장토록하여 배수시에 누락되는 강수량이 없도록 하는 효과가 있다.
또한 무게식 강수량계가 자동배수 구현시 밸브제어구조물로 인한 무게변화를 없애기 위해 2차밸브제어부를 저수통과 일체화 되도록 하여 외부 간섭에 의해 무게변동의 가능성을 배제하는 효과가 있다.
또한 실시간으로 강수량이 측정하기 위해 1차밸브를 이용하여 저수통으로 보내어 강수량을 무게에 의해 측정하고 저수통의 강우를 2차밸브를 이용으로 배수구를 통해 배수할 수 있도록 하여 실시간으로 강수량이 측정된 데이터를 알 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 사시도.
도 2는 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 정 단면도.
도 3은 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 일측 단면도.
도 4는 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 탱크몸체 구성도.
도 5는 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 강수량을 측정하는 블럭 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예에 제한되지 않음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 사시도 이고, 도 2는 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 정 단면도이며, 도 3은 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 일측 단면도이고, 도 4는 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 탱크몸체 구성도이며, 도 5는 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계의 강수량을 측정하는 블럭 흐름도 이다.
본 발명은 강수량계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 강우시 실시간으로 더욱 정확한 강수량을 측정할 수 있도록 한 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법에 관한 것이다.
도 1 내지 도 5을 참조하여 본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계 및 강수량 측정 방법을 설명하면 하기와 같다.
본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계(100)는 고정발이 설치된 베이스(240)와, 상기 베이스(240) 상부에 고정 설치되는 원통형의 탱크본체(110)와; 상기 탱크본체(110)의 상부에 결합되며 상,하부가 개방된 수집부(120)와; 상기 수집부(120)의 하부에 결합되어 강우를 수집하고 하단 중앙에 1차밸브(140)가 설치된 수집구(130)와; 상기 수집구(130)가 설치된 하부 상기 탱크본체(110)의 내부에 상기 베이스(240)와 결합된 지지대(150)와; 상기 지지대(150)의 상부에 장착홀(152)이 형성된 상판((151)과; 상기 상판(151)과 일정간격으로 이격된 하측 중앙에 안착홀이 형성된 계량판(180)과; 상기 계량판(180)과 상판(151) 사이에 연결된 로드셀(170)과; 상기 상판(151)의 장착홀(152)을 통해 상기 계량판(180)의 안착홀에 안착되며 하단 중앙에 형성된 감지센서(200)와 2차밸브(210)가 설치된 저수통(160)과; 상기 계량판(180)의 하단에 설치된 2차밸브제어부(190)와; 상기 베이스(240)에는 2차밸브(210)의 연결호스가 위치되게 배수구(230)와 일측 상부에 주제어부(220)가 설치된 것이다.
상기 주제어부(220)는 2차밸브제어부(190)와 무선으로 제어하며 측정시의 간섭요인을 제거하기위해 전원공급도 무선충전방식을 이용하며, 상기 주제어부(220)와 1차밸브(140)는 신호선(221)으로 연결된 것이다.
상기 2차밸브제어부(190)는 감지센서(200)와 2차밸브(210)와 각각 신호선(191,192)으로 연결된 것이다.
상기 계량판(180)과 상판(151) 사이의 삼방향에 각각 로드셀(170)이 설치된 것이다.
상기 수집구(130)는 100mm(3.14Kg)강우가 수집되며 상기 저수통(160)은 100mm/h의 조건으로 하였으나, 필요에 따라 150mm/h 도 가능하다.
상기 수집구와 저수통은 용량은 100mm(3.14Kg)가 측정가능토록 4Kg급으로 설계하며, 100mm관측시 강우를 배수한다.
Ø200mm 수집구기준으로 100mm의 용량은 3,140ml(1mm=31.4ml) 이며,
저수통을 Ø160mm으로 설계하면 높이를 최소 156.25mm 로 설계해야 3,140ml(1mm=20.096ml) 용량이 저장 가능한 것이다.
따라서, Ø160mm x H190mm으로 설계시 약 3,818ml집수가 가능해 약 21%의 여유를 가진다. 강수량계의 총 무게는 10Kg 미만으로 설계한다. 외형규격은 기존의 강수량계(Ø250mm)와 호환되게 설계한다.
상기 주제어부(220)는 강수량을 연산 처리하고 1차밸브(140)의 개폐를 제어하며 외부 전원을 공급받으며, 2차밸브제어부(190)를 무선으로 제어하는 것이다.
상기 2차밸브제어부(190)에는 전원을 충전할 수 있는 배터리가 설치된 것이다. 상기 충전은 무선충전 방식으로 설계하여 외부 간섭요인을 제거한다.
상기 주제어부(220)에는 외부전원에 의해 공급되며 상기 주제어부(220)는 필요에 따른 DC전원을 생성하며, 정전대비용 백업배터리와 무선충전부가 내장되고, 상기 무선충전부를 통해 2차밸브제어부(190)로 전원을 공급한다.
상기 주제어부(220)에 공급전원이 차단되면 내부의 백업배터리를 통해 장비는 7일간 정상구동되며, 필요에 따라 외부에 별도의 백업배터리를 추가하여 구동시간을 연장할 수 있다.
상기 2차밸브제어부(190)는 무선 전송된 전원을 통해 소형의 배터리에 충전하며, 내부 회로가 동작된다.
상기 2차밸브제어부(190)는 저수통(160)의 강우 유무를 감지센서(200)에 의해 감지하며 2차밸브(210)의 개폐를 제어하는 것이다.
상기 1차밸브(140)에는 연결호스(141)가 연결되며 상기 연결호스(141)은 직접적인 바람유입에 의한 떨림 및 낙하 높이에 의한 충격으로 인한 측정 간섭이 없도록 수집부(120)에 근접되게 설치한다.
상기 계량판(180)은 저수통(160)의 강수량을 무게를 측정한 값을 2차밸브제어부(190)를 통해 주제어부(220)로 보내면 주제어부(220)에서 강수량을 연산처리하여 데이터를 실시간으로 저장 처리한다.
상기 2차밸브제어부(190)는 자동배수를 위해 2차밸브(210)를 제어해야 하며 또한 계량된 무게를 측정하여 무선으로 주제어부(220)로 보내는 역할을 한다.
상기 주제어부(220)는 강우량이 측정된 데이터를 실시간으로 저장하며, 단위를 g에서 mm로 변환, 저장하여 결국 무게를 길이로 변환하여 저장하는 것이다.
상기 탱크본체(110)의 내부에는 단열 및 보온재를 내장하며, 히팅장치를 구비하여 겨울철 눈을 녹여서 측정토록 하며, 로드셀이 영하에서 온도특성이 취약한 것을 보완한다.
상기 계량판(180)에 의해 저수통(160)에 저장된 빗물의 무게는 정밀한 전자저울에 의해 0.05mm의 분해능을 갖는 0.1mm의 강수량으로 정밀하게 측정된다.
상기 수집구(130)의 상부에는 필터망을 설치하여 외부에서 유입되는 이물질이 수집구 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 자동배수가 가능한 무게식 강수량계(100)는 상기 탱크본체(110)의 상부에 결합된 상기 수집부(120)의 수집구(130)는 깔때기 형상으로 빗물의 유입을 안내하는 기능을 한다.
상기 베이스(240)와 체결되는 고정발은 3방향 구조로 되어있으나, 상기 베이스(240)에 원형 파이프로 4방향에 고정발을 설치할 수 있다. 상기 고정발을 바람의 영향으로 구조물이 떨리는 것을 최소화하기 위해 현재 설계는 지름 165mm 높이 500mm 의 원형 파이프로 바닥판에 체결하고 높이는 설치환경에 따라 가변될 수 있는 것이다.
본 발명의 무게식 강수량계(100)는 외부 바람에 의한 직접적인 측정오차를 최소화하기 위하여, 상부는 기존 강수량계의 모양을 살려 바람유입을 최소화 하였고, 하부는 물 배수구를 별도로 두어 영향을 최소화 하였다.
또한, 무게식 강수량계(100) 외형에 있어 기존 전도형 강수량계의 규격을 호환하여, 기존에 사용하던 바람막이를 호환할 수 있도록 고려하였다.
배수필요시 배수에 소요되는 시간은 현재 약 30초~2분으로 생각하며, 저수통의 크기결정 기준을 현재는 100mm/h의 조건으로 하였으나, 필요에 따라 150mm/h 도 가능하다.
또한, 자동배수는 두가지 상황에 의해 작동된다.
첫째, 저수통(160)의 측정한계치에 도달했을 때와, 둘째, 매일 23:59분에 비강수상황일 때 자동배수 후 초기화 한다.
또한, 강수상황이 종료되고 측정이 완료된 후 저수통(160)에 저장되어 있는 물은 설정된 주기에 의하여 이를 테면 매일 23:59분에 자동으로 배수되고 0점 조정된다. 더욱 상세하게는 주제어부(220)는 설정된 주기가 도달하면 2차밸브제어부(190)에게 현재의 측정값을 요청하며, 측정값이 0점 세팅값과 다르다면(잔여물 있음) 현재가 강수상황인지 확인하기 위하여 주제어부(220)가 저장하고 있는 최근 1시간의 강수량값들과 비교하여 강수상황이 아니라면, 배수과정을 수행하며, 0점 조정을 수행한다. 강수상황이라면 자동조정과정은 다음 설정주기로 연기된다.
상기 무게식 강수량계(100)의 경우 강우 상황에서는 시간이 지남에 따라 저수된 물의 총무게는 누적 증가하게 된다. 2차밸브제어부(190)는 총무게를 측정하여 주제어부(220)에 전송하며, 주제어부(220)는 전송받은 총무게에서 시간에 대한 무게증가분만을 선별하여 처리/저장하여 단위시간당 강수량을 연산하도록 구성된 것이다.
본 발명의 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계를 이용한 강수량 측정 방법은, 베이스(240) 상부에 고정 설치되는 원통형의 탱크본체(110)와; 상기 탱크본체(110)의 상부에 결합되며 상,하부가 개방된 수집부(120)와; 상기 수집부(120)의 하부에 결합되어 강우를 수집하고 하단 중앙에 1차밸브(140)가 설치된 수집구(130)와; 상기 수집구(130)가 설치된 하부 상기 탱크본체(110)의 내부에 상기 베이스(240)와 결합된 지지대(150)와; 상기 지지대(150)의 상부에 장착홀(152)이 형성된 상판((151)과; 상기 상판(151)과 일정간격으로 이격된 하측 중앙에 안착홀이 형성된 계량판(180)과; 상기 계량판(180)과 상판(151) 사이에 연결된 로드셀(170)과; 상기 상판(151)의 장착홀(152)을 통해 상기 계량판(180)의 안착홀에 안착되며 하단 중앙에 형성된 감지센서(200)와 2차밸브(210)가 설치된 저수통(160)과; 상기 계량판(180)의 하단에 설치된 2차밸브제어부(190)와; 상기 베이스(240)에는 2차밸브(210)의 연결호스가 위치되게 배수구(230)와 일측 상부에 주제어부(220)가 설치된 자동배수가 가능한 무게식 강수량계(100)를 이용한 강수량 측정 방법에 있어서, 상기 로드셀(170)의 값을 통해 2차밸브제어부(190)은 현재의 무게를 구하고 주제어부(220)로 측정값을 전송하는 과정과, 상기 주제어부(220)는 전송받은 값을 통해 저장된 0점세팅 값을 참조하여 보정하는 과정과, 상기 수집부(120)를 통해 강우 발생시 빗물이 수집구(130)로 들어와 저수통(160)으로 모이게 되는 과정과. 상기 저수통(160)의 강수량을 계량판(180)에 설치된 2차밸브제어부(190)로 부터 강수량의 무게를 실시간으로 주제어부(220)로 전송하는 과정과, 상기 주제어부(220)는 일정한 주기로 2차밸브제어부(190)에 측정값을 요구하며, 2차밸브제어부(190)는 강수량 측정값을 보내는 과정과, 상기 저수통(160)이 넘치는 것을 방지하기 위하여 주제어부(220)는 2차밸브제어부(190)로 부터 연속적인 측정값 확인을 수행하며, 측정가능한 임계점을 의미하는 무게측정 값에 도달하면 배수시점이라 판단하는 과정과, 상기 주제어부(220)는 먼저 1차밸브(140)로 제어신호를 전송하여 1차밸브(140)를 잠금하는 과정과, 상기 주제어부(220)는 이어 2차밸브제어부(190)로 제어신호를 전송하고 2차밸브제어부(190)는 2차밸브(210)를 제어하며 2차밸브(210)는 열어 상기 저수통(160)의 강우를 배수하는 과정과, 상기 저수통(160)의 강우 배수시간은 약 30초동안 배수될 때 그 동안의 강우는 수집구(130)에 임시 저장되는 과정과, 상기 저수통(160)의 강우가 배수되면 감지센서(200)에 의해 배수완료가 확인되어 주제어부(220)로 배수종료를 알리는 과정과, 상기 주제어부(220)는 배수종료판단에 따라 2차밸브제어부(190) 쪽으로 밸브제어명령을 전송하는 과정과, 상기 2차밸브제어부(190)는 전송받은 명령에 따라 2차밸브(210)를 잠금하는 과정과, 상기 2차밸브(210)가 잠금된 상태에서 약간의 안정화 시간을 거친 후 주제어부(220)는 2차밸브제어부(190)로 무게측정 명령을 전송하며, 측정되어 전송된 값을 통해 자동으로 0점세팅을 설정하는 과정과, 상기 주제어부(220)는 1차밸브(140)를 열어 수집구(130)에 임시 저장되었던 강우를 높이차에 의한 낙하로 계량에 흔들림이 없도록 연결호스(141)를 통해 저수통(160)의 측면을 타고 천천히 저수통(160)으로 보내는 과정과, 상기 주제어부(220)는 일정한 주기로 2차밸브제어부(190)에 측정값을 요구하며, 2차밸브제어부(190)는 강수량 측정값을 보내는 과정과, 상기 주제어부(220)에서 강수량 측정값을 연산처리하여 데이터를 실시간으로 저장 처리하는 과정과, 상기 주제어부(220)는 처리된 데이터를 저장하며, 외부로부터의 요청에 응답하여 데이터를 전송하는 과정으로 이루어지는 것이다.
상기 2차밸브제어부(190)는 강수량 측정값을 1회/10초 ~ 1회/1분 간격으로 주제어부(220)로 보내는 것이다.
본 발명은 도 5와 같이 자동배수가 가능한 무게식 강수량계의 강수량을 측정하는 블럭 흐름도로서,
강우 발생시 빗물이 수집부(120)를 통해 수집구(130)로 들어오게 된다. 이때 주제어부(220)에서 장치 초기화(S1)를 시키고 1차밸브(140)를 잠금(S2)하고 나서 2차밸브제어부(190)에 신호를 보내 2차밸브(210)를 열림(S3)하면 저수통(160)의 강우가 2차밸브(210)와 연결호스(211)를 통해 베이스(240)의 배수구(230)로 배수된다.
그후, 상기 저수통(160)의 강우를 감지센서(200)가 감지하여 배수가 다 되었는가(S4)를 감지하여 배수가 완료되면 2차밸브를 잠금(S5)하고 주제어부(220)에서 새로이 0점을 세팅한다.(S6)
그리고, 주제어부(220)에서 1차밸브(140)를 열면(S7) 상기 수집구(130)의 강우가 1차밸브(140)와 연결된 연결호스(141)에 의해 저수통(160)으로 들어오게 된다. 이때 부터 계량판(180)에 의해 저수통(160)의 강수량을 측정하고(S8) 측정한 값을 2차밸브제어부(190)를 통해 주제어부(220)로 보내면 주제어부(220)에서 강수량을 측정 연산처리하여 데이터를 실시간으로 저장 처리한다(S9).
이때 저수통(160)의 수집용량의 한계점에 도달하면(S10) 주제어부(220)에서 1차밸브를 잠금한다.
상기 계량판(180)에 의해 저수통(160)에 저장된 빗물의 무게는 정밀한 전자저울에 의해 0.05mm의 분해능을 갖는 0.1mm의 강수량으로 정밀하게 측정된다.
다음으로, 측정된 강수량의 무게는 2차밸브제어부(190)를 통해 주제어부(220)로 데이터 저장장치에 실시간으로 전송되며 데이터가 저장되기 전에 무게 단위를 g에서 mm로 변환하여 저장한다.
그리고 주제어부(220)에서 2차밸브제어부(190)에 신호를 보내 2차밸브(210)를 열림(S3)하면 저수통(160)의 강우가 2차밸브(210)와 연결호스(211)를 통해 베이스(240)의 배수구(230)로 외부로 배출된다.
상기와 같은 방식으로 실시간으로 지속되는 강수량을 오차 없이 연속적으로 강수량 관측을 할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나. 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100:무게식 강수량계 110:탱크본체
120:수집부 130:수집구
140:1차밸브 141:연결호스
150:지지대 151:상판
152:장착홀 160:저수통
170:로드셀 180:계량판
190:2차밸브제어부 191:신호선
192;신호선 200:감지센서
210:2차밸브 220:주제어부
221:신호선 230:배수구
240:베이스

Claims (7)

  1. 베이스와, 상기 베이스 상부에 고정 설치되는 원통형의 탱크본체와; 상기 탱크본체의 상부에 결합되며 상,하부가 개방된 수집부와; 상기 수집부의 하부에 결합되어 강우를 수집하고 하단 중앙에 1차밸브가 설치된 수집구와; 상기 수집구가 설치된 하부 상기 탱크본체의 내부에 상기 베이스와 결합된 지지대와; 상기 지지대의 상부에 장착홀이 형성된 상판과; 상기 상판과 일정간격으로 이격된 하측에 중앙에 안착홀이 형성된 계량판과; 상기 계량판과 상판 사이에 연결된 로드셀과; 상기 상판의 장착홀을 통해 상기 계량판의 안착홀에 안착되며 하단 중앙에 형성된 감지센서와 2차밸브가 설치된 저수통과; 상기 계량판의 하단에 설치된 2차밸브제어부와; 상기 베이스에는 2차밸브의 연결호스가 위치되게 배수구와 일측 상부에 주제어부가 설치된 것을 특징으로 하는 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주제어부는 2차밸브제어부와 무선으로 제어하며 측정시의 간섭요인을 제거하기위해 전원공급도 무선충전방식을 이용하며, 상기 주제어부와 1차밸브는 신호선으로 연결된 것을 특징으로 하는 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차밸브제어부는 감지센서와 2차밸브와 각각 신호선으로 연결된 것을 특징으로 하는 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 계량판과 상판 사이의 삼방향에 각각 로드셀이 설치된 것을 특징으로 하는 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탱크본체의 내부에는 단열 및 보온재를 내장하며, 히팅장치를 구비하여 겨울철 눈을 녹여서 물을 측정하도록 설치된 것을 특징으로 하는 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계.
  6. 베이스 상부에 고정 설치되는 원통형의 탱크본체와; 상기 탱크본체의 상부에 결합되며 상,하부가 개방된 수집부와; 상기 수집부의 하부에 결합되어 강우를 수집하고 하단 중앙에 1차밸브가 설치된 수집구와; 상기 수집구가 설치된 하부 상기 탱크본체의 내부에 상기 베이스와 결합된 지지대와; 상기 지지대의 상부에 장착홀이 형성된 상판과; 상기 상판과 일정간격으로 이격된 하측에 중앙에 안착홀이 형성된 계량판과; 상기 계량판과 상판 사이에 연결된 로드셀과; 상기 상판의 장착홀을 통해 상기 계량판의 안착홀에 안착되며 하단 중앙에 형성된 감지센서와 2차밸브가 설치된 저수통과; 상기 계량판의 하단에 설치된 2차밸브제어부와; 상기 베이스에는 2차밸브의 연결호스가 위치되게 배수구와 일측 상부에 주제어부가 설치된 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계를 이용한 강수량 측정 방법에 있어서,
    상기 로드셀의 값을 통해 2차밸브제어부는 현재의 무게를 구하고 주제어부로 측정값을 전송하는 과정과,
    상기 주제어부는 전송받은 값을 통해 저장된 0점세팅 값을 참조하여 보정하는 과정과,
    상기 수집부를 통해 강우 발생시 빗물이 수집구로 들어와 저수통으로 모이게 되는 과정과.
    상기 저수통의 강수량을 계량판에 설치된 2차밸브제어부로 부터 강수량의 무게를 실시간으로 주제어부로 전송하는 과정과,
    상기 주제어부는 일정한 주기로 2차밸브제어부에 측정값을 요구하며, 2차밸브제어부는 강수량 측정값을 보내는 과정과,
    상기 저수통이 넘치는 것을 방지하기 위하여 주제어부는 2차밸브제어부로 부터 연속적인 측정값 확인을 수행하며, 측정가능한 임계점을 의미하는 무게측정 값에 도달하면 배수시점이라 판단하는 과정과,
    상기 주제어부는 먼저 1차밸브로 제어신호를 전송하여 1차밸브를 잠금하는 과정과,
    상기 주제어부는 이어 2차밸브제어부로 제어신호를 전송하고 2차밸브제어부는 2차밸브를 제어하며 2차밸브를 열어 상기 저수통의 강우를 배수하는 과정과,
    상기 저수통의 강우 배수시간은 약 30초동안 배수될 때 그 동안의 강우는 1차 수집구에 임시 저장되는 과정과,
    상기 저수통의 강우가 배수되면 감지센서에 의해 배수완료가 확인되어 주제어부로 배수종료를 알리는 과정과,
    상기 주제어부는 배수종료판단에 따라 2차밸브제어부 쪽으로 밸브제어명령을 전송하는 과정과,
    상기 2차밸브제어부는 전송받은 명령에 따라 2차밸브를 잠금하는 과정과,
    상기 2차밸브가 잠금된 상태에서 약간의 안정화 시간을 거친 후 주제어부는 2차밸브제어부로 무게측정 명령을 전송하며, 측정되어 전송된 값을 통해 자동으로 0점세팅을 설정하는 과정과,
    상기 주제어부는 1차밸브를 열어 수집구에 임시 저장되었던 강우를 높이차에 의한 낙하로 계량에 흔들림이 없도록 연결호스를 통해 저수통의 내측면을 타고 천천히 저수통으로 보내는 과정과,
    상기 주제어부는 일정한 주기로 2차밸브제어부에 측정값을 요구하며, 2차밸브제어부는 강수량 측정값을 보내는 과정과,
    상기 주제어부에서 강수량 측정값을 연산처리하여 데이터를 실시간으로 저장 처리하는 과정과,
    상기 주제어부는 처리된 데이터를 저장하며, 외부로부터의 요청에 응답하여 데이터를 전송하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계를 이용한 강수량 측정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 2차밸브제어부는 강수량 측정값을 1회/10초 ~ 1회/1분 간격으로 주제어부로 보내는 것을 특징으로 하는 자동배수 기능을 갖는 무게식 강수량계를 이용한 강수량 측정 방법.
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