KR101294133B1 - 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치 - Google Patents

수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치 Download PDF

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박재영
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Abstract

본 발명은 하천을 따라 흐르는 유량을 측정하는 하천 유량 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강 하구에서 가동보의 수문을 유지 보수할 수 있도록 그 상류측에 하천바닥과 수직하게 설치된 스톱로그 가이드프레임의 가이드레일을 따라 상하 슬라이딩하면서 수중의 깊이에 따른 유속을 초음파 측정기를 통해 측정하여 해당 하천을 흐르는 유량을 자동으로 산출할 수 있도록 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치에 관한 것이다.

Description

수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치{A Measurement Device of the Flow rate}
본 발명은 하천을 따라 흐르는 유량을 측정하는 하천 유량 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강 하구에서 가동보의 수문을 유지 보수할 수 있도록 그 상류측에 하천바닥과 수직하게 설치된 스톱로그 가이드프레임의 가이드레일을 따라 상하 슬라이딩하면서 수중의 깊이에 따른 유속을 초음파 측정기를 통해 측정하여 해당 하천을 흐르는 유량을 자동으로 산출할 수 있도록 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 하천을 보다 효율적으로 관리하고 운영 유지하기 위해서는, 하드웨어적으로 수변을 잘 살펴 유량이 범람하거나 안전사고가 일어나지 않도록 하는 것은 물론 소프트웨어적으로 유속을 살펴 해당 지역을 통과하는 유량을 효율적으로 파악할 수 있도록 함으로써 필요시 적절한 조치를 취할 수 있도록 하여야 한다.
따라서 하천을 따라 흐르는 유량은 수자원 부존량 파악, 하천생태, 하천환경개선, 다목적댐 방류에 따른 하류 하천의 변화 및 전달특성 파악을 위한 중요한 자료가 된다.
이러한 하천유량을 산출하기 위한 방법으로는 여러 가지 방법들이 사용되고는 있으나, 그 중에서 가장 보편적으로 사용되고 있는 방법은 초음파 유속분포 측정기를 이용하여 유속을 측정하고 이를 토대로 유량을 산출하는 방법이다.
이와 같은 방법은 수중에 일정한 간격으로 초음파 유속분포 측정기를 고정 설치하고 해당되는 수심의 유속을 측정하는데, 측정원리는 초음파 유속분포 측정기에서 하천의 흐름방향과 수직되는 방향으로 초음파를 발생시키게 되면 유수단면내의 미세입자들과의 충돌이 일어나 반사되는 도플러(Doppler) 효과에 의해 유속을 측정하게 된다. 이 측정된 유속과 전체유량과의 관계곡선에 의해 유량을 추정 산출하게 된다.
이와 같은 유량 산출과정이 종래에는 인력에 의존했던 바, 유량산출이 부정확하게 되어 신뢰성이 떨어지게 되며, 산출시간이 많이 소요되는 문제점이 있어 실시간으로 측정한다는 것은 거의 불가능하였다.
또한, 초음파 유속분포 측정기가 일정한 간격으로 배치되어야 하며 신뢰도를 향상시키기 위해서는 유속계를 많이 설치하여야 함으로 비경제적인 문제점이 있었다.
따라서, 종래에는 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 장치로 등록특허 제10-0497228호의 '초음파 유속분포 측정기를 이용한 하천유량 자동측정 시스템'이 공지되어 있다.
상기와 같은 종래의 '초음파 유속분포 측정기를 이용한 하천유량 자동측정 시스템'은 암벽으로부터 하천의 바닥으로 설치되는 가이드레일과, 상기 가이드레일 상을 이동하는 이동활차 및 청소용활차와, 상기 이동활차에 고정되어 해당되는 수심의 유속을 측정하는 초음파 유속분포 측정기와, 측정된 유속데이터를 전송하는 유속데이터 전송장치와, 상기 이동활차의 상하 이동거리를 제어하는 라인모니터가 구비된 서보모터와, 상기 유속데이터 전송장치로부터 전송된 유속데이터와 상기 이동활차의 수심 데이터를 디지털 신호로 변환하여 전송하는 데이터 전송장치와, 상기 초음파 유속분포 측정기와 서보모터의 작동을 제어하는 인버터와, 전송된 데이터를 수신하여 복조하는 송수신장치와, 복조된 데이터를 이용하여 크리깅기법과 정밀유량산출법을 적용하여 프로그래밍된 자체개발한 프로그램에 의해 유량으로 환산하며 데이터저장, 디스플레이 및 초음파 유속분포 측정기와 서보모터를 제어하는 마이크로컴퓨터로 구성된다.
상기와 같은 종래의 시스템은 상기 가이드레일을 따라 상기 이동활차의 슬라이딩이 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 청소용활차가 먼저 상기 가이드레일을 따라 상하 슬라이딩하는 구조를 이루고 있다.
따라서 상기 청소용활차에 의해 청소된 가이드레일을 따라 상기 초음파 유속분포 측정기가 구비된 상기 이동활차가 상하 슬라이딩하면서 수심에 따라 유속을 측정하여 전송하고 이를 이용해 유량을 산출하여 활용하게 된다.
KR 10-0497228 (등록번호) 2005.06.15. KR 10-0382034 (등록번호) 2003.04.15. KR 10-1089863 (등록번호) 2011.11.29.
상기와 같은 종래의 '초음파 유속분포 측정기를 이용한 하천유량 자동측정 시스템'은 가이드레일을 청소하는 청소용활차를 추가로 설치하여야 하기 때문에 그 구조가 복잡하고 설치되는 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.
또한 암벽을 이용하여 하천바닥까지 가이드레일을 설치 구비하여야 함으로 비경제적이고 또 이를 유지 보수하는데 많은 어려움이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,
강 하구에서 가동보의 수문을 유지 보수할 수 있도록 그 상류측에 하천바닥과 수직하게 설치된 스톱로그 가이드프레임의 가이드레일을 탄력적으로 지지하면서 상하 슬라이딩하는 가이드몸체와, 상기 가이드몸체 상부에 설치 고정되되 유속을 측정하는 초음파센서가 구비되고 그 상부측에 윈치케이블이 연결되는 센서브라케트, 및 모터에의해 구동되면서 상기 가이드몸체에 고정된 상기 센서브라케트를 가이드레일을 따라 상하 슬라이딩 될 수 있도록 하는 윈치구동수단으로 구성되어, 상기 윈치구동수단에 의해 가이드몸체가 가이드레일을 따라 슬라이딩하면서 해당 수심에 대한 유속을 측청하고 이를 이용해 하천을 흐르는 유량을 자동으로 산출할 수 있도록 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 측정하고자 하는 하천수심의 유속을 실시간으로 측정하여 자동으로 유량을 산출할 수 있도록 하는 유속측정 초음파센서가 구비된 하천 유량 측정장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하천의 표면에서부터 바닥까지 수직으로 왕복 슬라이딩하면서 유속을 측정하여 유량을 산출할 수 있도록 하는 하천 유량 측정장치에 있어서,
가동보 수문의 전방에서 그 유지 보수를 위해 설치된 스톱로그 가이드프레임의 가이드레일에 삽설 구비되어 상하 수직으로 슬라이딩이 가능하도록 된 센서가이드몸체와; 상기 센서가이드몸체의 상부면에 설치 고정되고 그 상단부 중앙에 이를 상하 수직으로 슬라이딩시켜 줄 수 있도록 하는 작동케이블이 연결된 센서브라케트와; 상기 가이드프레임의 상부측에 설치되고 윈치구동모터에 의해 회전되는 구동드럼에 상기 작동케이블을 감아주거나 풀어주면서 상기 센서가이드몸체가 상기 가이드레일을 따라 상하 슬라이딩될 수 있도록 하는 윈치구동수단; 및 상기 센서브라케트의 전면에 설치되면서 하천의 흐름방향으로 초음파를 발생시켜 유속을 측정할 수 있도록 하는 초음파센서;로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치는 하천에 설치된 가동보 등의 유지 보수를 위해 설치된 스톱로그 가이드프레임의 가이드레일을 이용할 수 있어 비용이 획기적으로 절감되어 경제성이 뛰어나고,
또, 스톱로그 가이드프레임의 가이드레일을 따라 상하 슬라이딩하면서 임의의 수심에 따른 유속을 안정적으로 측정할 수 있어 산출된 유량에 대한 신뢰성이 향상되며,
또한, 하나의 초음파센서를 이용하여 전 구간의 유속을 측정하도록 함으로써 유지 및 보수가 용이할 뿐만 아니라, 고가의 초음파센서 설치 수량을 최소화함으로써 매우 경제적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치가 가이드레일에 설치되어 사용되는 상태를 개략적으로 나타낸 사용상태도이고,
도 2는 본 발명에 따른 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치가 설치된 개략적인 사시상태도이고,
도 3은 본 발명에 따른 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치의 개략적인 사시상태도이고,
도 4는 본 발명에 따른 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치의 개략적인 상태도로 평면도와 정면도 및 배면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치의 센서가이드몸체 대한 사시상태도이고,
도 6은 본 발명에 따른 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치의 요부에 대한 분리 사시상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
본 발명에 따른 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치(100)는 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이,
가동보(A) 등과 같은 수문의 전방에서 그 유지 보수를 위해 설치된 스톱로그 가이드프레임(110)의 가이드레일(111)에 삽설 구비되어 상하 수직으로 슬라이딩이 가능하도록 된 센서가이드몸체(120)와;
상기 센서가이드몸체(120)의 상부면에 설치 고정되고 그 상단부 중앙에 이를 상하 수직으로 슬라이딩시켜 줄 수 있도록 하는 작동케이블(131)이 고정 설치된 센서브라케트(130)와;
상기 가이드프레임(110)의 상부측에 설치되고 윈치구동모터(미도시)에 의해 회전되는 구동드럼(141)에 상기 작동케이블(131)을 감아주거나 풀어주면서 상기 센서가이드몸체(120)가 상기 가이드레일(111)을 따라 상하 슬라이딩될 수 있도록 하는 윈치구동수단(140);
상기 센서브라케트(130)의 전면에 설치되면서 하천의 흐름방향으로 초음파를 발생시켜 유속을 측정할 수 있도록 하는 초음파센서(150);로 구성되어 있다.
따라서, 상기 윈치구동수단(140)을 작동시키게 되면 상기 작동케이블(131)이 상기 구동드럼(141)에 감겨지거나 풀어지면서 상기 센서가이드몸체(120)가 상기 가이드레일(111)을 따라 상하 슬라이딩되고, 이에 따라 그 상부측에 구비된 상기 초음파센서(150)가 초음파를 발생시켜 해당 수심에서의 하천 유속을 측정하고 이를 이용해 해당 수심에서의 유량을 산출할 수 있게 된다.
상기와 같은 방법은 별도의 컨트롤러와 제어부 등을 구성하여 자동으로 진행될 수 있도록 할 수 있으며, 이와 같은 구성은 당업자가 공지된 기술을 이용해 용이하게 실시할 수 있다.
또한, 상기 초음파센서(150)가 초음파를 발생시켜 해당 수심에서의 하천 유속을 측정하는 방법은 공지된 도플러효과(doppler) 등을 이용하여 측정하게 된다.
여기서, 상기 가이드레일(111)은 철골구조물 또는 콘크리이트철골구조물로 설치되며 후방벽면과 양측면 및 전방의 개방면으로 하여 지상에서 하천 바닥면까지 수직하게 'ㄷ'자 모양으로 형성 구비되는 구조로 되어 있다.
그리고, 상기 가이드레일(111)의 양측면 각 후방측에는 상기 센서가이드몸체(120)의 후면 양측에 돌출 구비된 보조가이드프레임(121)이 삽설 가이드될 수 있도록 하는 안내요홈(112)이 길이방향을 따라 상부에서 바닥면까지 형성되는 구조로 되어 있다.
그리고, 상기 센서가이드몸체(120)에는 그 양측면에 각각 한 쌍씩의 가이드롤러(122)가 탄성력을 갖는 지지암(123)에 의해 연결 설치되어 있다.
또한, 상기 지지암(123)은 상기 센서가이드몸체(120)의 측면에 설치된 암지지브라케트(124)에 의해 탄성력이 발휘될 수 있도록 연결 설치된다. 따라서 상기 지지암(123)에 구비된 상기 가이드롤러(122)가 상기 가이드레일(111)의 양측면에 탄성적으로 지지 롤링되면서 상하 슬라이딩 될 수 있게 된다.
또한 상기 암지지브라케트(124)는 연결브라케트(124a)에 고정 설치되고 상기 연결브라케트(124a)는 그 길이를 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서 상기 가이드레일(111)의 폭에 따라 일차적으로 상기 연결브라케트(124a)를 신축시켜 그 폭을 조정한다.
여기서, 상기 가이드롤러(122)가 연결 설치되는 상기 지지암(123)과 상기 암지지브라케트(124)와의 탄성적 연결 구성과 상기 연결브라케트(124a)의 신축적 연결 구성은 일반적인 공지 기술에 의거 당업자가 용이하게 설치 구성할 수 있어 상세 구조는 생략한다.
또한, 상기 보조가이드프레임(121)은 상기 센서가이드몸체(120)의 후면 양측부에 설치된 연결브라케트(125)와 길이조정이 가능할 수 있도록 연결 구성된다.
즉, 상기 연결브라케트(125)에는 상부와 하부측에 길이 조정용 장홈(126)이 형성되고 상기 보조가이드프레임(121)에는 상기 장홈(126)에 고정 또는 해제시킬 수 있는 조정볼트(127)가 구비되어 있다.
따라서, 상기 보조가이드프레임(121)의 상기 조정볼트(127)를 풀어 상기 장홈(126)의 적정한 부분으로 슬라이딩 조정한 후 이를 고정하면 상기 보조가이드프레임(121)이 상기 연결브라케트(125)에서 신축 조정이 가능하게 된다. 그리고 상기 보조가이드프레임(121)의 단부에는 가이드가 용이하게 다수개의 보조롤러(121a)가 설치 구비되어 있다.
또한, 상기 센서가이드몸체(120)의 전면 상부측 양단부와 하부측 양단부에는 상기 윈치구동수단(140)의 양단부에서 하천 바닥면까지 연결 설치된 각 지지케이블(132)에 지지되면서 슬라이딩이 가능하도록 된 지지롤러(128)가 설치 구비되어 있다.
이는, 상기 작동케이블(131)의 상하 작동에 의해 상기 센서가이드몸체(120)가 상기 가이드레일(111)의 양측면을 따라 상하 슬라이딩될 때 상기 지지케이블(132)이 상기 지지롤러(128)를 지지시켜 줌으로써, 상기 센서가이드몸체(120)가 상기 가이드레일(111)의 전방 개방면측으로 이탈되지 않으면서 안정적으로 상하 슬라이딩이 가능하도록 해준다.
여기서, 상기 작동케이블(131)은 상기 윈치구동수단(140)에 구비된 다수의 보조풀리(142)에 지지되면서 상기 구동드럼(141)에 감겨지거나 풀려지도록 되어 있다.
그리고, 상기 센서가이드몸체(120)의 후면부에는 상기 가이드레일(111)의 후방벽면을 지지하면서 롤링될 수 있도록 각각 다수개의 롤러가 2열로 설치된 후면가이드롤러(129)가 구비되어 있다.
또한, 상기 후면가이드롤러(129)의 사이에는 상기 센서가이드몸체(120)가 전자적으로 상기 가이드레일(111)의 후방벽면을 지지할 수 있도록 하는 전자석체(170)가 설치되어 있다.
이는, 상기 가이드레일(111)이 철골구조물 또는 콘크리이트철골구조물로 설치되어 있는바, 상기 센서가이드몸체(120)가 상기 가이드레일(111)를 따라 상하 슬라이딩 될 때, 상기 전자석체(170)와 상기 가이드레일(111)의 후방벽면이 상호 자력에 의해 끌어당기는 인력이 작용됨으로써 상기 센서가이드몸체(120)가 상기 가이드레일(111)의 후방벽면을 따라 더욱 안정적으로 상하 슬라이딩이 가능하게 된다.
그리고, 상기 센서브라케트(130)의 상부면에는 상기 작동케이블(131)이 장착 고정되는 연결고리(131a)가 구비되어 있고, 상기 센서브라케트(130)의 후면에는 상기 가이드레일(111)의 후방벽면과 접촉되면서 상하 슬라이딩이 가능하도록 각각 다수개의 롤러로 이루어진 2열의 브라케트롤러(133)가 구비되어 있다.
여기서 2열의 상기 브라케트롤러(133)가 설치 되는 폭은 2열로 설치된 상기 후면가이드롤러(129)의 폭 보다 크게 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 센서브라케트(130)의 내측에는 그 벽면에 고정되는 설치브라케트(134)가 구비되고, 상기 설치브라케트(134)의 상단면에는 이와 수직하게 설치되는 상부브라케트(135)가 구비되고 하단면에도 상기 설치브라케트(134)와 수직하게 하부브라케트(136)가 설치 구비된다.
따라서, 상기 설치브라케트(134)는 후방면을, 상기 상부브라케트(135)는 상부면을, 상기 하부브라케트(136)는 하부면을 이루도록 구성되어, 전체적으로는 측면에서 보았을 때 'ㄷ'형상을 이루게 된다.
그리고, 상기 상부브라케트(135)와 상기 하부브라케트(136) 사이에는 초음파센서(150)가 장착 구비되어 좌우 일정 각도 만큼 왕복회전이 가능하도록 된 사다리꼴 형상의 회전체(160)가 설치 구비되어 있다. 즉, 전방면에서 후방면측으로 갈수록 점진적으로 작아지도록 되는 6면체의 사다리꼴 형상을 이루게 된다.
여기서, 상기 회전체(160)의 전방면에는 상기 초음파센서(150)가 설치되되 이를 용이하게 고정시킬 수 있도록 된 센서보조브라케트(151)가 설치 구비되어 있다.
그리고, 상기 상부브라케트(135)에는 상기 회전체(160)가 일정각도 정역회전(시계방향 또는 반시계방향)이 가능할 수 있도록 하기 위한 원호(圓弧)모양의 제1회전장홈(135a)이 중앙부 좌우측에 각각 상호 대칭으로 형성 구비되어 있다.
또한, 상기 제1회전장홈(135a)에는 상기 회전체(160)가 회전되는 각도를 측정할 수 있도록 눈금이 표시되어 있는 동시에 이의 측정을 용이하게 하는 눈금측정 기(137)가 더 구비되어 있다.
그리고, 상기 회전체(160)의 중앙부측에는 이를 회전시킬 수 있도록 하는 회동축(161)이 설치되어 있고, 상기 상부브라케트(135)에는 상기 회동축(161)이 삽설되어 회동이 가능하도록 된 축삽설구멍(135b)이 구비되어 있다.
또한, 상기 회전체(160)의 상부면에는 상기 상부브라케트(135)에 형성된 상기 제1회전장홈(135a)과 대향되도록 형성된 원호형의 제2회전장홈(162)이 형성되고, 또 상기 회동축(161)의 일단이 끼워지는 제1설치구(163)가 구비되어 있고, 상기 회전체(160)의 하부면에는 상기 회동축(161)의 타단이 끼워지는 제2설치구가 구비되어 있다.
또, 상기 회전체(160)에는 상기 제1회전장홈(135a)과 상기 제2회전장홈(162)을 통해 바닥면까지 삽설 고정되어 상기 회전체(160)를 지지하면서 상기 제1회전장홈(135a)을 따라 회전되어 그 회전각도를 용이하게 측정할 수 있도록 하는 지지로드(165)가 삽설 구비되어 있다.
그리고 상기 지지로드(165)의 상단부에는 상기 눈금측정기(137)이 설치 구비되어 있다.
그리고, 상기 회전체(160)의 내부에는 상기 회동축(161)을 구동시켜줄 수 있도록 하는 구동모터(미도시)가 설치 구비되어 있다.
또한, 상기 센서가이드몸체(120)의 내부에는 상기 회전체(160) 내부에 구비된 구동모터(미도시)를 컨트롤할 수 있도록 하는 제어장치(미도시)가 설치 구비되어 있다.
따라서 상기 제어장치(미도시)에 의해 상기 구동모터(미도시)가 작동되게 되면, 상기 회동축(161)이 회동되면서 상기 회전체(160)이 정역회전되고, 이때 상기 지지로드(165)가 상기 제1회전장홈(162)을 따라 정역회전 함으로써, 상기 초음파센서(150)가 정역회전 될 수 있게 된다.
이 경우, 상기 지지로드(165)의 회전각을 상기 제1회전장홈(135a)에 표시된 측정눈금을 통해 알 수 있고, 또 그 역으로 상기 측정눈금을 컨트롤러에서 미리 정해 두고 그 각도 만큼 상기 회전체(160)를 정역회전시킬 수도 있다.
그러나, 상기 회전체(160)가 정역회전 되는 회전각도는 제어장치나 별도의 컨트롤러를 통해 시행될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성된, 본 발명에 따른 상기 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치(100)가 작동 되는 절차를 살펴보면 다음과 같다.
가동보의 전방부에서 수중의 하천 유속을 측정하기 위해서, 별도의 컨트롤러를 통해 자동으로 또는 측정자가 수동으로, 상기 윈치구동수단(140)에 구비된 윈치구동모터를 구동시켜 상기 구동드럼(141)에 감겨진 상기 작동케이블(131)을 해당 수심만큼 풀어준다.
그러면, 상호 일체로 연결된 상기 센서가이드몸체(120)와 상기 센서브라케트(130)는 상기 가이드레일(111)을 따라 자중에 의해 서서히 하강하게 된다.
이때, 상기 센서가이드몸체(120)에 구비된 상기 후면가이드롤러(129)와 상기 센서브라케트(130)의 후면에 구비된 상기 브라케트롤러(133)가 상기 가이드레일(111)의 후면부를 롤링 지지하게 되고, 동시에 상기 센서가이드몸체(120)에 구비된 상기 가이드롤러(122)가 상기 가이드레일(111)의 양측면부를 롤링 지지하면서 하강하게 된다.
이때, 상기 센서가이드몸체(120)의 후면 양단부에 구비된 상기 보조가이드프레임(121)의 단부에 구비된 상기 보조롤러(121a)가 상기 가이드레일(111)에 형성된 상기 안내요홈(112)을 따라 상하 슬라이딩된다.
또한 상기 센서가이드몸체(120)에 구비된 상기 전자석체(170)이 상기 가이드레일(111)의 철골구조물과 인력을 작용하면서 하강하게 된다.
또한 상기 센서가이드몸체(120)의 전면 양측에 구비된 상기 지지롤러(128)가 상기 윈치구동수단(140)에 연결된 상기 지지케이블(132)에 지지되면서 하강하게 된다.
상기와 같이 상기 작동케이블(131)이 풀어지면서 상호 일체로 연결된 상기 센서가이드몸체(120)와 상기 센서브라케트(130)는 상기 가이드레일(111)을 따라 서서히 하강하여 목표지점인 수중에 도달하게 된다.
이어, 측정지점에 도달한 후 상기 센서브라케트(130)에 구비된 상기 초음파센서(130)을 통해 초음파를 발생시켜 해당 수심에서의 하천 유속을 측정함으로써 해당 수심에서의 유량을 산출할 수 있게 된다.
여기서, 해당 수심에서의 유속이 측정 되면 이에 해당하는 유량은 공지된 방법에 의해 신속하게 산출된다.
또한 상기 해당 수심에서 그 하천의 상부 또는 하류의 유속을 측정하기 위해서는 상기 상기 초음파센서(130)을 회전시켜 준다.
즉, 상기 센서가이드몸체(120)의 내부에 구비된 상기 제어장치(미도시)에 의해 상기 회전체(160) 내부에 구비된 상기 구동모터(미도시)가 작동되게 되면, 상기 회동축(161)이 회동되면서 상기 회전체(160)이 정·역회전되고, 이때 상기 지지로드(165)가 상기 제1회전장홈(162)을 따라 정·역회전하면서, 상기 초음파센서(150)가 정역회전되어 해당 수심에서 하천의 상부 또는 하류의 유속을 측정하게 된다.
그리고, 수심이 얕은 부위를 측정하기 위해서는 상기 윈치구동수단(140)에 구비된 윈치구동모터를 상기와는 역으로 구동시켜 상기 구동드럼(141)에 상기 작동케이블(131)을 감아주게 된다.
그러면, 상호 일체로 연결된 상기 센서가이드몸체(120)와 상기 센서브라케트(130)는 상기 가이드레일(111)을 따라 상기와는 역으로 서서히 상승하게 된다.
상기와 같은 측정방법으로 상기 센서가이드몸체(120)와 상기 센서브라케트(130)를 상기 가이드레일(111)을 따라 수직으로 상하 슬라이딩시켜 주면서 해당 수심에서의 유속을 신속하고 측정할 수 있도록 함으로써, 하천에 흐르는 유량을 실시간으로 간편하게 산출하게 된다.
100:수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치
110:가이드프레임 111:가이드레일 112:안내요홈
120:센서가이드몸체
121:보조가이드프레임 121a:보조롤러 122:가이드롤러 123:지지암
124:암지지브라케트 125:연결브라케트 126:장홈 127:조정볼트
128:지지롤러 129:후면가이드롤러
130:센서브라케트
131:작동케이블 132:지지케이블 133:브라케트롤러
134:설치브라케트 135:상부브라케트 135a:제1회전장홈
135b:축삽설구멍 136:하부브라케트 137:눈금표시기
140:윈치구동수단 141:구동드럼
150:초음파센서 151:센서보조브라케트
160:회전체
161:회동축 162:제2회전장홈 163:제1설치구 164:고정볼트
165:지지로드 166:고정설치구
170:전자석체

Claims (9)

  1. 하천의 표면에서부터 바닥까지 수직으로 왕복 슬라이딩하면서 유속을 측정하여 유량을 산출할 수 있도록 하는 하천 유량 측정장치에 있어서,
    가동보 수문의 전방에서 그 유지 보수를 위해 설치된 스톱로그 가이드프레임의 가이드레일에 삽설 구비되어 상하 수직으로 슬라이딩이 가능하도록 된 센서가이드몸체와;
    상기 센서가이드몸체의 상부면에 설치 고정되고 그 상단부 중앙에 이를 상하 수직으로 슬라이딩시켜 줄 수 있도록 하는 작동케이블이 연결된 센서브라케트와;
    상기 가이드프레임의 상부측에 설치되고 윈치구동모터에 의해 회전되는 구동드럼에 상기 작동케이블을 감아주거나 풀어주면서 상기 센서가이드몸체가 상기 가이드레일을 따라 상하 슬라이딩될 수 있도록 하는 윈치구동수단; 및
    상기 센서브라케트의 전면에 설치되면서 하천의 흐름방향으로 초음파를 발생시켜 유속을 측정할 수 있도록 하는 초음파센서;로 구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서가이드몸체의 양측면에는 지지암에 의해 각각 탄성력을 갖는 한 쌍의 가이드롤러가 연결 설치되되,
    상기 지지암은 상기 가이드롤러가 상기 가이드레일의 양측면에 탄성적으로 지지되면서 상하 슬라이딩이 가능할 수 있도록 상기 센서가이드몸체의 측면에 설치된 암지지브라케트과 연결 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서가이드몸체의 후면 양측부에는 상기 센서가이드몸체에 고정 설치된 연결브라케트와 길이조정이 가능할 수 있도록 보조가이드프레임이 구비되되,
    상기 연결브라케트에는 상부와 하부측에 길이 조정용 장홈이 형성되고, 상기 보조가이드프레임에는 상기 장홈에 고정 또는 해제시킬 수 있는 조정볼트가 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보조가이드프레임의 단부에는 상기 가이드레일에 형성된 안내요홈에 삽설되어 가이드될 수 있도록 된 다수개의 보조롤러가 더 설치 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 센서가이드몸체의 전면 상부측 양단부와 하부측 양단부에는 상기 윈치구동수단의 양단부에서 하천 바닥면까지 연결 설치된 각 지지케이블에 지지되면서 슬라이딩이 가능하도록 된 지지롤러가 더 설치 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서가이드몸체의 후면부에는 상기 가이드레일의 후방벽면을 지지하면서 롤링될 수 있도록 각각 다수개의 롤러가 2열로 설치된 후면가이드롤러가 설치 구비되고,
    상기 후면가이드롤러의 사이에는 상기 센서가이드몸체가 전자적으로 상기 가이드레일의 후방벽면을 지지할 수 있도록 하는 전자석체가 더 설치 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 센서브라케트의 후면에는 상기 가이드레일의 후방벽면과 접촉되면서 상하 슬라이딩이 가능하도록 각각 다수개의 롤러로 이루어진 2열의 브라케트롤러가 구비되고,
    상기 센서브라케트의 내측에는 그 벽면에 고정되는 설치브라케트가 구비되고, 상기 설치브라케트의 상단면에는 이와 수직하게 설치되는 상부브라케트가 구비되며, 하단면에는 상기 설치브라케트와 수직하게 설치되는 하부브라케트가 구비되되,
    상기 상부브라케트와 상기 하부브라케트 사이에는 상기 초음파센서가 장착 구비되어 좌우 일정 각도 만큼 왕복회전이 가능하도록 되고 전방면에서 후방면측으로 갈수록 점진적으로 작아지도록 되는 사다리꼴 6면체 형상의 회전체가 설치 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상부브라케트에는 상기 회전체가 일정각도 정역회전이 가능할 수 있도록 하기 위한 원호모양의 제1회전장홈이 중앙부 좌우측에 각각 상호 대칭으로 형성 구비되고,
    상기 회전체는, 중앙부측에는 구동모터에 의해 이를 회전시킬 수 있도록 하는 회동축이 설치되며, 상부면에는 상기 상부브라케트에 형성된 상기 제1회전장홈과 대향되도록 형성된 원호형의 제2회전장홈이 형성되고, 또 상기 회전체의 회전각도를 측정할 수 있도록 상기 제1회전장홈과 상기 제2회전장홈을 통해 바닥면까지 삽설 고정되어 상기 회전체를 지지하면서 상기 제1회전장홈의 원호를 따라 회전되는 지지로드가 더 삽설 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1회전장홈에는 상기 회전체가 회전되는 각도를 측정할 수 있도록 눈금이 표시되어 있는 동시에 이의 측정을 용이하게 하는 눈금측정기가 더 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 수문 유지보수용 스톱로그 가이드프레임을 이용한 하천 유량 측정장치.
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