KR101295851B1

KR101295851B1 - 원격수위관리장치

Info

Publication number: KR101295851B1
Application number: KR1020120125074A
Authority: KR
Inventors: 정태선
Original assignee: 정태선; 드림텍시스템 주식회사
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2013-08-12

Abstract

본 발명은 원격수위관리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장탱크내의 수면 높이와 온도를 감지하여 수위를 정확하게 체크할 수 있음으로써 모터펌프를 효율적으로 제어할 수 있는 원격수위관리장치에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 취수정에 설치되어 원수를 끌어올려 배관을 통해 원격지에 있는 저장탱크로 공급하는 모터펌프와, 상기 저장탱크의 수위를 감지하도록 상기 저장탱크의 내부 상측에 설치되고 외주면에 동결방지를 위해 히터가 설치된 초음파센서와, 상기 저장탱크의 내부에 설치되어 저장탱크 내의 온도를 측정하는 온도감지센서와, 상기 저장탱크의 외부에 설치되어 상기 초음파센서로부터 측정된 수위정보와 온도감지센서로부터 측정된 온도정보를 받아 모터펌프제어기로 전달하는 감지정보송출기와, 상기 모터펌프를 제어하기 위한 모터펌프제어기를 포함하여 이루어진 원격수위관리장치에 있어서, 상기 저장탱크는, 내부에서부터 내부탱크, 단열재, 외부 마감재로 구성되고, 상기 내부탱크의 외주면에는 열선이 설치되며, 상기 모터펌프제어기는 모터펌프를 가동시키기 위한 온/오프스위치와, 수동 및 자동으로 변환시켜 조작할 수 있는 모드스위치와, 저장탱크의 수위를 나타내는 레벨게이지와, 수위정보와 온도정보를 근거로 수위를 계산하는 수위계산부와, 모터펌프제어기의 이상 유무를 감지하는 제어기감지부를 포함하여 구성되고, 상기 저장탱크와 연결되는 배관은, 저장탱크의 저면 일측을 관통하여 단부가 내부 상측에 위치되어 지되, 단부가 상기 저장탱크에 저장되는 만수위보다 높게 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

원격수위관리장치{Remote water level regulator}

본 발명은 원격수위관리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장탱크내의 수면 높이와 온도를 감지하여 수위를 정확하게 체크할 수 있음으로써 모터펌프를 효율적으로 제어할 수 있는 원격수위관리장치에 관한 것이다.

일반적으로 도서, 산간벽지에는 상수도가 설치되어 있지 않아서, 거의 지하수에 의존하고 있으며, 이러한 지하수에서 끌어올린 물은 일정한 지역에 설치된 저장탱크까지 배관으로 연결하여 공급하는 한편, 이 저장탱크에 공급되는 물을 다시 각 가정으로 공급하고 있다.

따라서, 지하수나 상수도 및 침출오폐수등의 원수를 저장탱크에 집수하기 위한 종래의 수위조절장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 취수정(1)내에 원수를 끌어올리는 모터펌프(3)가 설치되고, 상기 모터펌프(3)로부터 분출되는 원수를 배관(4)에 의해 원거리에 있는 저장탱크(6)에 공급토록 연결되며, 상기 저장탱크(6)의 내부에는 수위를 감지하는 수위감지센서(7)가 설치되고, 저장탱크(6)의 외측에는 상기 수위감지센서(7)에 의해 취수정(1)내에 설치된 모터펌프(3)를 제어하기 위한 콘트롤러(8)가 설치되며, 상기 콘트롤러(8)와 모터펌프(3)를 제어전선(5)으로 연결시켜 이루어진 구성이다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 수위조절장치는 먼저 콘트롤러(8)를 조작하여 제어전선(5)을 통해 먼 거리에 떨어져 있는 모터펌프(3)에 구동전원을 인가하면 상기 모터펌프(3)에 의해 원수를 끌어올림으로써 밸브와 체크밸브 및 배관(4)을 통해 원거리에 있는 저장탱크(6)에 원수를 공급한다.

한편, 상기 저장탱크(6)에 집수되는 원수가 일정수위에 도달하면 수위감지센서(7)로부터 소정의 신호가 출력되고, 이 신호는 콘트롤러(8)에 감지되어 제어전선(5)을 통해 공급하던 모터펌프(3)의 구동전원을 차단시켜 급수가 중단되며, 저장탱크(6)의 수위가 일정레벨 이하로 감소될 경우에는 수위감지센서(7)의 출력이 저레벨로 떨어짐으로써, 콘트롤러(8)에서는 제어전선(5)을 통해 다시 모터펌프(3)에 구동전원을 공급하는 과정으로 작동된다.

상기한 바와 같이 작동되는 종래의 수위조절장치는 취수정(1)내에 원수를 끌어올리는 모터펌프(3)와 상기 모터펌프(3)를 제어하고 저장탱크(6) 주변에 설치되는 콘트롤러(8)가 서로 제어전선(5)으로 연결되며, 상기 모터펌프(3)와 저장탱크(6)의 거리가 수백m~수㎞로 멀리 떨어져 있을 경우에는 그에 비례하는 제어전선(5)이 필요하게 된다.

따라서, 이러한 제어전선(5)은 땅속에 매설됨으로써 많은 설치비용이 소요될 뿐만 아니라 모터펌프(3)와 콘트롤러(8)의 거리가 멀수록 원활한 작동이 이루어지지 않으며, 또한 지중에 매설된 제어전선(5)의 노후화로 수명이 단축됨은 물론 이에 따른 유지보수 비용이 추가적으로 발생되는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 본 발명자는 등록실용신안 제206236호(원격수위조절장치, 2000.12.01)를 등록받은 바 있다.

상기 고안의 경우, 저장탱크 내의 수위를 감지하기 위해 일정 높이에 등간격으로 다수개의 감지센서(오뚜기형 레벨센서)가 설치되어 있고, 수위가 고수위 또는 저수위인 경우 이를 감지하도록 하여 모터펌프를 제어하도록 하고 있다.

그러나 수위감지를 위해 오뚜기형 레벨센서를 사용함에 따라 설치비용 증가 및 최초 설치시 번거로운 작업을 하여야 하며, 동절기에 각 레벨센서를 연결하는 케이블이 얼어 레벨센서가 정확하게 수위를 감지하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 모터펌프제어기의 오동작 및 파손시 이를 확인하거나 감지할 수 있는 수단이 없어 원격으로 수위관리가 원활히 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 수위감지센서와 온도감지센서를 통해 저장탱크내의 수면 높이와 온도를 감지함으로써 수위를 정확하게 체크할 수 있어 저장탱크로의 송수량을 효과적으로 제어할 수 있고, 수위감지센서를 초음파센서로 사용함으로써 계절에 상관없이 정확하게 수위를 감지할 수 있음은 물론 파손이나 오동작으로 인해 수위를 잘못 감지하는 것을 미연에 방지할 수 있는 원격수위관리장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 취수정에 설치되어 원수를 끌어올려 배관을 통해 원격지에 있는 저장탱크로 공급하는 모터펌프와, 상기 저장탱크의 수위를 감지하도록 상기 저장탱크의 내부 상측에 설치되고 외주면에 동결방지를 위해 히터가 설치된 초음파센서와, 상기 저장탱크의 내부에 설치되어 저장탱크 내의 온도를 측정하는 온도감지센서와, 상기 저장탱크의 외부에 설치되어 상기 초음파센서로부터 측정된 수위정보와 온도감지센서로부터 측정된 온도정보를 받아 모터펌프제어기로 전달하는 감지정보송출기와, 상기 모터펌프를 제어하기 위한 모터펌프제어기를 포함하여 이루어진 원격수위관리장치에 있어서, 상기 저장탱크는, 내부에서부터 내부탱크, 단열재, 외부 마감재로 구성되고, 상기 내부탱크의 외주면에는 열선이 설치되며, 상기 모터펌프제어기는 모터펌프를 가동시키기 위한 온/오프스위치와, 수동 및 자동으로 변환시켜 조작할 수 있는 모드스위치와, 저장탱크의 수위를 나타내는 레벨게이지와, 수위정보와 온도정보를 근거로 수위를 계산하는 수위계산부와, 모터펌프제어기의 이상 유무를 감지하는 제어기감지부를 포함하여 구성되고, 상기 저장탱크와 연결되는 배관은, 저장탱크의 저면 일측을 관통하여 단부가 내부 상측에 위치되어 지되, 단부가 상기 저장탱크에 저장되는 만수위보다 높게 설치된 것을 특징으로 한다.

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상기 저장탱크가 설치된 원격지에는 저장탱크로의 무단 침입시 이를 감지하여 관리자서버로 전달하는 침입감지센서가 설치되고, 그 침입감지센서의 감지신호에 의해 작동되는 경보기와, 주변의 영상을 촬영하여 그 영상정보를 관리자서버로 전달하는 촬영장치가 설치된다.

삭제

상기와 같은 구성으로 이루어진 원격수위관리장치에 따르면, 저장탱크내의 수면 높이와 온도감지를 통해 수위를 정확하게 체크함으로써 모터펌프를 효과적으로 제어할 수 있어 불필요한 구동에 따른 전력낭비를 최소화할 수 있게 되고, 초음파센서의 사용으로 계절 및 결빙여부에 상관없이 정확하게 수위를 감지할 수 있게 되며, 모터펌프제어기의 오동작 및 파손시 이를 감지할 수 있음으로써 효율적인 수위관리가 가능하게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 수위조절장치의 설치상태를 보인 상태도,
도 2는 본 발명에 따른 원격수위관리장치의 설치상태를 보인 상태도,
도 3은 본 발명에 따른 원격수위관리장치의 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 원격수위관리장치에서 모터펌프제어기를 보인 상태도,
도 5는 본 발명에 따른 원격수위관리장치에서 초음파센서에 히터가 설치된 상태도,
도 6은 본 발명에 따른 원격수위관리장치에서 저장탱크의 단면상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원격수위관리장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 원격수위관리장치의 설치상태를 보인 상태도이고, 도 3은 본 발명에 따른 원격수위관리장치의 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 원격수위관리장치에서 모터펌프제어기를 보인 상태도이고, 도 5는 본 발명에 따른 원격수위관리장치에서 초음파센서에 히터가 설치된 상태도이며, 도 6은 본 발명에 따른 원격수위관리장치에서 저장탱크의 단면상태도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원격수위관리장치는 취수정(10)에 설치되어 원수를 끌어올리는 모터펌프(15)와, 모터펌프(15)에 배관(12)으로 연결되며 원격지에 배치되어 물을 집수시키는 저장탱크(20)와, 상기 저장탱크(20) 내에 설치되어 수위를 감지하는 수위감지센서와, 상기 모터펌프(15)를 제어하기 위한 모터펌프제어기(40)를 포함한다.

이때, 상기 수위감지센서는 상기 저장탱크(20)의 내부 상측에 설치되어 수면의 높이를 측정하는 초음파센서(30)인 것이 바람직하다.

상기 초음파센서(30)는 설치가 간단함은 물론, 동절기에도 수면의 높이를 정확하게 측정할 수 있어 원격지에서 수위관리를 효과적으로 할 수 있게 된다.

한편, 상기 초음파센서(30)는 저장탱크(20) 내부에 설치됨에 따라 동절기에도 동결되지 않으나, 온도가 급격하게 하강된 경우 동결될 수 있는 여지가 있음에 따라 이를 방지하고자 도 5와 같이 초음파센서(30)의 외주면에 히터(32)가 설치될 수 있다.

상기 히터(32)는 자동 또는 수동동작되도록 구성될 수 있고, 자동동작시에는 동작설정온도를 미리 저장해놓도록 하여 그 설정온도 이하로 온도가 하강된 경우에 동작하도록 하면 되고, 수동동작시에는 관리자가 임의로 동작시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 저장탱크(20)의 내부에는 저장탱크 내의 온도를 측정하는 온도감지센서(25)가 설치되는데, 상기 온도감지센서(25)는 겨울철 또는 여름철 저장탱크 내의 온도변화에 따라 초음파센서(30)가 오동작할 수 있는 것을 미연에 차단함은 물론, 온도보상을 통해 정확한 수면 높이 값을 모터펌프제어기(40)로 전달할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 저장탱크(20)는 단열 및 파손방지를 위해 단면구조가 저장탱크의 내부에서부터 내부탱크(21)와 단열재(22) 및 외부 마감재(23)로 구성되어 있고, 상기 내부탱크(21)의 외주면에는 동절기에 저장된 물이 얼리지 않도록 열선(24)이 설치될 수 있다.

상기 저장탱크(20)와 연결되는 배관(12)은 동절기에 얼지 않도록 저장탱크(20)의 저면 일측을 관통하여 저장탱크(20)와 연결되는데, 이때 배관(12)의 단부가 저장탱크(20)의 내부 상측에 저장탱크(20)에 저장되는 만수위보다 높게 설치된다.

상기 배관(12)은 저장탱크에 저장되는 물을 지나 단부가 상방에 위치하도록 설치됨에 따라 동절기에 배관의 얼림현상을 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 저장탱크(20)의 외부에는 모터펌프제어기(40)로 상기 초음파센서(30)로부터 측정된 수위정보와 온도감지센서(25)로부터 측정된 온도정보를 전달하기 위해 감지정보송출기(35)가 설치되어 있다.

상기 감지정보송출기(35)는 원격지에 설치됨에 따른 전원공급의 어려움으로 인해 도 2에 도시된 바와 같이, 태양전지를 통해 발생된 전기를 전원으로 공급받아 작동되도록 이루어져 있고, 통신모듈을 통해 원거리에 위치한 모터펌프제어기(40)에 감지정보를 전달하게 된다.

상기 모터펌프제어기(40)는 도 4와 같이 모터펌프(15)를 가동시키기 위한 온/오프 스위치(41)와, 수동 및 자동으로 변환시켜 조작할 수 있는 모드스위치(42) 및 저장탱크의 수위를 나타내는 레벨게이지(43)를 포함하고 있다.

상기 레벨게이지(43)는 디지털화되어 아라비아숫자로 표시되고, 만수위를 100으로 하여 수위에 따라 표시되어 진다.

또한, 상기 모터펌프제어기(40)는 상기 초음파센서에 의한 수위정보와 온도감지센서에 의한 온도정보를 근거로 수위를 계산하는 수위계산부(44)를 포함하는데, 이 수위계산부(44)에서 계산된 수위에 따라 상기 레벨게이지(43)에 수위를 표시함과 아울러 모터펌프(15)를 구동을 제어하게 된다.

이때, 상기 모터펌프제어기(40)에는 모터펌프제어기의 이상유무를 감지하기 위한 제어기감지부(45)가 설치되어 있다.

따라서, 상기 제어기감지부(45)를 통해 모터펌프제어기(40)의 오동작이나 파손 및 손상을 항시 체크할 수 있게 됨으로써 모터펌프제어기(40)의 오동작이나 동작불능시 즉시 감지하여 관리할 수 있게 된다.

상기한 모터펌프제어기(40)의 작동과 제어기감지부(45)의 감지정보는 관리자서버(60)로 모두 전달되고, 또한 효과적인 관리를 위해 관리자단말기로도 전달될 수 있도록 한다.

한편, 상기 저장탱크(20)가 설치된 원격지의 어느 일측 바람직하게는 출입문이 설치된 부위에는 산짐승이나 외부인이 저장탱크(20)가 설치된 장소에 무단으로 침입한 경우 이를 감지하여 관리자서버(60)로 전달하기 위한 침입감지센서(50)가 설치된다.

또한, 상기 침입감지센서(50)에서 침입자를 감지한 경우 그 감지신호에 의해 작동되는 경보기(52)가 설치되어 있고, 침입감지센서에 의한 감지신호 발생시 주변의 영상을 촬영하는 촬영장치(54)가 설치된다. 상기 촬영장치(54)에서 촬영된 영상정보는 관리자서버(60)로 전달되어 진다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 원격수위관리장치는 초음파센서(30)에 의해 측정된 신호가 저수위인 경우, 모터펌프제어기(40)는 모터펌프(15)를 구동시켜 원수를 배관(12)을 통해 저장탱크(20)로 이동시켜 저장하게 된다.

저장탱크(20)에 저장되는 물의 수위는 초음파센서(30)가 계속해서 측정하게 되는데, 초음파센서(30)에서 측정된 수위가 예로서 만수위에 90% 도달하면 모터펌프제어기(40)는 모터펌프(15)를 정지시켜 저장탱크로 물이 공급되는 것을 중지시키게 된다.

이때, 상기 모터펌프제어기(40)는 초음파센서(30)에서 측정된 수위정보와 온도감지센서(25)에서 측정된 온도정보를 전달받아 저장탱크(20) 내의 수위를 정확하게 검출하게 되며, 그 수위 값을 레벨게이지에 표시함은 물론, 상기 모터펌프(15)의 구동을 제어하게 되는 것이다.

한편, 동절기 온도가 설정된 온도 이하로 하강되는 경우에는 히터(32)가 동작하여 초음파센서가 동결되는 것을 방지하게 된다.

상기와 같이 모터펌프제어기(40)의 제어를 통해 모터펌프(15)가 동작하면서 원수를 저장탱크(20)에 공급하게 되는데, 모터펌프제어기의 이상발생시 제어기감지부(45)가 감지하여 관리자서버(60)에 그 감지정보를 전달하게 되고, 관리자는 모터펌프제어기(40)의 이상 여부를 단시간내에 인지할 수 있게 되며, 모터펌프제어기(40)를 정비할 수 있어 모터펌프제어기의 고장으로 인한 피해를 줄일 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 원격수위관리장치는 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

10: 취수정 12: 배관
15: 모터펌프 20: 저장탱크
21: 내부탱크 22: 단열재
23: 외부 마감재 24: 열선
25: 온도감지센서 30: 초음파센서
32: 히터 35: 감지정보송출기
40: 모터펌프제어기 41: 온/오프 스위치
42: 모드스위치 43: 레벨게이지
44: 수위계산부 45: 제어기감지부
50: 침입감지센서 52: 경보기
54: 촬영장치 60: 관리자서버

Claims

취수정(10)에 설치되어 원수를 끌어올려 배관(12)을 통해 원격지에 있는 저장탱크(20)로 공급하는 모터펌프(15)와, 상기 저장탱크(20)의 수위를 감지하도록 상기 저장탱크(20)의 내부 상측에 설치되고 외주면에 동결방지를 위해 히터(32)가 설치된 초음파센서(30)와, 상기 저장탱크(20)의 내부에 설치되어 저장탱크 내의 온도를 측정하는 온도감지센서(25)와, 상기 저장탱크(20)의 외부에 설치되어 상기 초음파센서(30)로부터 측정된 수위정보와 온도감지센서(25)로부터 측정된 온도정보를 받아 모터펌프제어기(40)로 전달하는 감지정보송출기(35)와, 상기 모터펌프(15)를 제어하기 위한 모터펌프제어기(40)를 포함하여 이루어진 원격수위관리장치에 있어서,
상기 저장탱크(20)는, 내부에서부터 내부탱크(21), 단열재(22), 외부 마감재(23)로 구성되고, 상기 내부탱크(21)의 외주면에는 열선(24)이 설치되며,
상기 모터펌프제어기(40)는 모터펌프(15)를 가동시키기 위한 온/오프스위치(41)와, 수동 및 자동으로 변환시켜 조작할 수 있는 모드스위치(42)와, 저장탱크의 수위를 나타내는 레벨게이지(43)와, 수위정보와 온도정보를 근거로 수위를 계산하는 수위계산부(44)와, 모터펌프제어기(40)의 이상 유무를 감지하는 제어기감지부(45)를 포함하여 구성되고,
상기 저장탱크(20)와 연결되는 배관(12)은, 저장탱크(20)의 저면 일측을 관통하여 단부가 내부 상측에 위치되어 지되, 단부가 상기 저장탱크(20)에 저장되는 만수위보다 높게 설치된 것을 특징으로 하는 원격수위관리장치.
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제1항에 있어서,
상기 저장탱크(20)가 설치된 원격지에는 저장탱크(20)로의 무단 침입시 이를 감지하여 관리자서버(60)로 전달하는 침입감지센서(50)가 설치되고,
그 침입감지센서(50)의 감지신호에 의해 작동되는 경보기(52)와, 주변의 영상을 촬영하여 그 영상정보를 관리자서버(60)로 전달하는 촬영장치(54)가 설치된 것을 특징으로 하는 원격수위관리장치.
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