KR101301743B1 - 해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비 - Google Patents

해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유선형 형태를 가지며 해상에 부유되는 부유체와, 상기 부유체에 내설되어 해수의 파도 높이를 측정하는 파고 측정부재와, 상기 파고 측정부재와 함께 부유체에 내설되되, 해수의 파도 방향으로 측정하는 파향 측정부재와, 상기 파고 측정부재 및 파향 측정부재로부터 파고 및 파향 데이터를 전달받아 지상의 기지국으로 전송하는 전송장치로 구성되어, 단일개의 해양관측장비만을 이용하여, 파도의 높낮이 및 이동방향에 대한 데이터를 동시에 모두 측정할 수 있도록 한 해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비에 관한 것이다.

Description

해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비{Oceanographic Observation Station for Height and Direction Measuring of a Wave}
본 발명은 해수의 파고 및 파향을 모두 측정할 수 있는 해양관측장비에 관한 것이다.
일반적으로 현재 해안 및 해양공학에서 사용되는 파랑의 조사에 사용되는 파랑계측법으로는, 크게 해면의 변화에 따르는 물리량의 변화를 계측하여 이로부터 간접적인 해면의 승강을 구하는 간접계측법과, 해면의 승강을 직접 측정하는 직접계측법이 있다.
다시, 전자인 간접계측법으로는, 기압변화를 이용하는 방법, 가속도변화를 이용하는 방법 (부표식 파고계), 부력변화를 이용하는 방법 (부력식 파고계), 수압변화를 이용하는 방법 (수압식 파고계) 등이 있다.
반면, 직접계측법으로는, 광학적 방법 (표주법, 실체사진법, 실체시식 파고계, 스타디아식 파고계), 음향학적 방법 (수중발사형 초음파식 파고계, 공중발사형 초음파식 파고계), 기계적 방법 (부자식 파고계), 전기식 방법 (평행선식 파고계, 저항선식 파고계, 스텝식 파고계, 용량식 파고계) 등이 있다.
물론, 파고계의 대표적인 예로는 부이(Buoy)형 파고계를 들 수 있는데, 부이형 파고계는 바다 위에 띄워진 부이가 파도에 따라 움직이는 것에 의하여 파랑정보를 측정하는 것이다. 이러한 부이형 파고계는 비교적 정확하게 파고를 측정할 수 있지만, 상기와 같이 파고계가 설치된 해양관측장비의 경우, 파고의 데이터만 수집하여 기지국으로 송신할 수 있을 뿐, 파도의 방향, 즉 파향에 대한 데이터는 수집할 수가 없었다.
이에, 해양의 다양한 정보를 수집하는 해양관측장비에 있어서, 해수의 파고 뿐만 아니라 파향에 대한 데이터 또한 용이하게 수집할 수 있는 멀티형의 해양관측장비 개발이 절실히 대두되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 해상의 다양한 파랑정보를 관측하여 지상의 지지국으로 전송하기 위한 해양관측장비에 있어서, 해상에 부유되는 단일개의 해양관측장비를 통해, 해상의 파도 높이(파고) 및 파도 진행방향(파향)을 동시에 측정할 수 있도록 한 해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시 예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 해상에 부유되어 해수의 파고와 파향을 측정하는 해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비에 있어서, 저면이 완만한 원호 형상이고, 유선형 형태를 가지며 해상에 부유되는 부유체(10); 상기 부유체(10)에 내설되어 해수의 파고를 측정하는 파고 측정부재(20); 상기 부유체(10)의 최상부에 설치되어, 해수의 파향을 측정하는 파향 측정부재(30); 상기 부유체(10)에 설치되어, 상기 파고/파향 측정부재(20, 30)의 파고 및 파향 데이터를 지상의 기지국(B)으로 전송하는 전송장치(40); 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 부유체(10)는 해수면과 항시 수직을 이루며 부유되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파향 측정부재(30)는 전자식 나침반이 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파향 측정부재(30)는 지구의 자기장을 감지하여, 해수의 파도에 의해 부유체(10)가 이동되는 방향을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용자가 사전 지정한 소정시간 간격마다 해수의 파고 및 파향 데이터가 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 단일개의 해양관측장비만으로 해수의 파고 및 파향을 모두 용이하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 파향 과 파향을 각각 측정하기 위해 다수의 해양관측장비를 해상에 부유시키지 않아도 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비를 나타낸 일실시예의 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 해양관측장비를 이용한 파고 측정모습을 나타낸 일실시예의 작동도.
도 3은 본 발명에 따른 해양관측장비를 이용한 파향 측정모습을 나타낸 일실시예의 작동도.
본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비를 상세히 설명하도록 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 해수의 파고(波高) 및 파향(波向)측정을 위한 해양관측장비(100)는 부유체(10), 파고 측정부재(20), 파향 측정부재(30), 전송장치(40)를 포함한다.
상기 부유체(10)는 후술될 파고 측정부재(20), 파향 측정부재(30), 전송장치(40)가 설치되는 곳으로, 상기와 같은 구성요소들이 설치되어 해상에 부유되는 것이다.
이를 위해, 상기 부유체(10)는 저면이 완만한 원호 형상을 가지며, 전체적인 형상이 유선형 형태를 가지며 가지도록 함으로써, 상기 부유체(10)가 해수의 파도에 의해 쓸려 전복되지 않도록 하고, 파도의 진행방향을 잘 따를 수 있도록 한다.
더불어, 해상에 부유되어 파도에 의해 이동되는 부유체(10)는 부유된 상태에서 해수면과 소정각도(θ)를 유지시켜, 해수면과 항시 수직을 이루도록 하는데, 파도에 의해 부유체(10)가 넘실거려도, 상기 부유체(10)가 항상 해수면과 수직을 이룸으로써, 파고 측정부재(20)로부터 정확한 파고 데이터를 얻기 위한 것이다.
상기 파고 측정부재(20)는 전술된 부유체(10) 내에 설치되는 것으로, 부유체(10)가 해수의 파도에 의해 넘실되는 경우, 상기 파도가 수직방향 높이를 측정하기 위한 것이다.
상기 파고 측정부재(20)에서 측정(또는 관측)된 파도의 높이(파고, H)의 데이터는 후술될 전송장치(40)로 전달이 되고, 이는 전송장치(40)를 통해 지상의 기지국(B)으로 전송된다.
더불어, 본 발명의 파고 측정부재(20)로는 모션 센서(Motion Sensor)가 사용되어 있지만, 상기 파고 측정부재(20)처럼 파도의 높낮이를 측정할 수 있는 장치라면, 사용자의 선택에 의해 모션 센서 외에 다양한 장치가 변경적용되어 사용될 수 있음이다.
상기 파향 측정부재(30)는 파고 측정부재(20)와 마찬가지로, 전술된 부유체(10) 내에 설치되는 것으로서, 해수의 파도 진행방향을 측정하기 위한 것이다.
지구는 그 내부에 마치 거대한 막대자석이 있는 것과 같이 지구의 북반구와 남반구를 가로질러 흐르는 자기장의 흐름을 가지고 있는데, 본 발명에서는 파향 측정부재(30)로 지구자기장의 변화에 의해 저항치가 변하게 되고 그 차이값을 읽어 방위값을 측정하는 전자식 나침반(Magnetic Compass)을 사용함으로써, 상기 전자식 나침판이 지구자기장을 감지(또는 측정)하여, 해수의 파도에 의해 부유체(10)가 이동되는 방향(이는 파도의 방향과 동일하다)을 측정하는 것이며, 파향 측정부재(30)를 통해 측정된 해수의 파향(파도의 방향, W) 데이터는 후술될 전송장치(40)에 전달된다.
즉, 본 발명의 부유체(10)는 파도의 진행방향에 따라, 파도의 최고봉인 파봉(crest)과, 파도의 최저단 부위인 파골(trough)의 모든 부위에서 해수면과 항시 수직을 이루는 상태를 가지며, 파도의 진행방향에 따라 부유체(10)의 유선형 길이 방향이 파도 진행방향과 직각을 유지하면서 부유체(10)의 이동방향 또한 전체적으로 바뀌게 되므로, 상기 부유체(10) 내에 설치되어 있는 파향 측정부재(30)가 지구자기장을 감지(또는 측정)하여, 파도의 진행방향에 따라 유선형 길이방향 각도(α)가 변화되는 부유체(10)의 회전 방향을 측정함으로써, 파도의 진행방향 또한 알 수 있게 되는 것이다.
더불어, 상기 파향 측정부재(30) 및 전술된 파고 측정부재(20)의 측정시기는 사용자의 다양한 실시예에 따라, 항상 측정되도록 되거나, 또는 사용자가 사전에 지정한 소정시간 간격마다 측정이 되도록 할 수 있음이다.
상기 전송장치(40)는 전술된 파고 측정부재(20) 및 파향 측정부재(30)와 전기적으로 연결되어, 상기 파고 측정부재(20)로부터는 해수의 파고(파도의 높이) 데이터를 전달받고, 파향 측정부재(30)로부터는 해수의 파향(파도의 방향) 데이터를 전달받는다.
상기와 같이 전달받은 해수의 파고 및 파향 데이터를 상기 전송장치(40)는 지상의 지지국으로 전송하는 역할을 한다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.
10: 부유체 20: 파고 측정부재
30: 파향 측정부재 40: 전송장치
H: 파고(파도의 높이) W: 파향(파도의 방향)

Claims (5)

  1. 해상에 부유되어 해수의 파고와 파향을 측정하는 해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비에 있어서,
    저면이 완만한 원호 형상이고, 유선형 형태를 가지며, 해수면과 항시 수직을 이루도록 해상에 부유되는 부유체(10);
    상기 부유체(10)에 내설되어 해수의 파고를 측정하는 파고 측정부재(20);
    상기 부유체(10)의 최상부에 설치되어, 해수의 파향을 측정하는 파향 측정부재(30);
    상기 부유체(10)에 설치되어, 상기 파고/파향 측정부재(20, 30)의 파고 및 파향 데이터를 지상의 기지국(B)으로 전송하는 전송장치(40);
    로 이루어지고,
    상기 부유체(10)는 해수면과 항시 수직을 이루며 부유되며,
    상기 파고 측정부재(20)로는 모션 센서(Motion Sensor)가 사용되며,
    상기 파향 측정부재(30)는 전자식 나침반이 사용되고,
    상기 파향 측정부재(30)는 지구의 자기장을 감지하여, 파도의 진행방향에 따라 부유체(10)의 유선형 길이방향 각도(α)가 변화되는 부유체(10)의 회전 방향을 측정함으로써, 해수의 파도에 의해 부유체(10)가 이동되는 방향을 측정하며,
    상기 파향 측정부재(30) 및 파고 측정부재(20)의 측정시기는, 항상 측정되도록 되거나, 또는 사용자가 사전에 지정한 소정시간 간격마다 측정이 되도록 하고,
    사용자가 사전 지정한 소정시간 간격마다 해수의 파고 및 파향 데이터가 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 해수의 파고 및 파향측정을 위한 해양관측장비.
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