KR101378889B1 - 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치 - Google Patents

고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토양에 존재하는 수분을 탐지하는 장치에 대한 것으로서 특히 고공에서 낙하하여 토양에 삽입된 후 상기 토양의 수분을 탐지하는 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치이다.

Description

고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치 {DETECTING DEVICE OF WATER TYPED HIGH ALTITUDE DROP}
본 발명은 토양에 존재하는 수분을 탐지하는 장치에 대한 것으로서 특히 고공에서 낙하하여 토양에 삽입된 후 상기 토양의 수분을 탐지하는 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치이다.
일반적으로 토양(또는 표토층)에 존재하는 수분을 탐지하기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 수분 탐지 센서(10)를 이용한다.
상기 수분 탐지 센서(10)는 하우징(11)상에서 돌출된 2개의 프로브(P)사이의 신호를 감지하여 수분을 탐지하는 것으로서, TDR(Time Domain Reflectometry) 센서와, FDR(Frequency Reflectometry) 센서를 이용한다.
상기 TDR센서는 하나의 프로브에서 고주파를 발생한 후 나머지 프로브에 도달하는 시간을 이용하여 측정하는 것이다. 즉, 수분이 많은 경우 도달하는 시간이 느리고 수분이 적은 경우 도달하는 시간이 빠른 특성을 이용하여 수분을 탐지하는 방식이다.
또한, 상기 FDR센서는 하나의 프로브에서 고주파를 발생한 후 되돌아 오는 고주파의 세기를 이용하여 측정하는 것이다. 즉, 수분이 많은 경우 되돌아오는 고주파의 세기가 상대적으로 강하고 수분이 적은 경우 되돌아 오는 고주파의 세기가 상대적으로 적은 특성을 이용하여 수분을 탐지하는 방식이다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 수분 탐지 장치(10)는 사용자가 직접 토양에 설치하는 방식인 관계로, 사용자가 근접하기 어려운 험한 지형에서는 사용하기가 어려운 문제점이 있다.
특히 토양이 지구가 아닌 외계의 행성(또는 위성)인 경우 상기 수분 탐지 장치(10)를 직접 외계 행성의 토양까지 이동을 해야하므로 사용상의 어려움은 더한 문제점이 있다.
한편, 상술한 수분 탐지 센서는 널리 알려진 기술로서 예를 들어 아래의 특허문헌에 자세히 기재되어 있으므로 자세한 설명과 도시는 생략한다.
한국 공개 특허 제2012-0007238호 한국 공개 특허 제2011-0017617호 한국 등록 특허 제0287296호 한국 등록 실용신안 제0354371호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 사용자가 직접 소지, 설치하는 것이 아닌 고공에서 낙하하여 토양에 설치될 수 있어 사용자가 도달하기 힘든 험지나 외계 행성 등에서도 사용할 수 있는 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수분 탐지 장치의 프로브(P)가 저면에 돌출되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110) 저면에 설치되는 가열부(130)와, 상기 프로브(P)를 감싸는 보호부(150)를 포함하며, 상기 하우징(110)의 하부 일 측에 설치되어 상기 프로브(P)가 토양을 향하는 자세로 낙하하게 하는 중량부(120)를 더 포함하는 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치에 일 특징이 있다.
삭제
또한, 상기 보호부(150)는 상기 프로브(P)가 내부에 설치되는 중공 형상이되 상기 프로브(P)사이 공간은 개방되어 토양이 상기 프로브(P)사이로 유입되어 수분을 탐지하는 것도 가능하다.
또한, 상기 보호부(150)는 상기 하우징(110) 저면에 마름모 형상의 단면으로 돌출되되 양 모서리 내측에 상기 프로브(P)가 배치되고, 상기 양 모서리 사이 부분은 개방되되 상기 양 모서리의 하단부가 뾰족하게 형성되며, 상기 양 모서리의 길이는 상기 프로브(P)의 길이보다 길게 형성되는 것도 가능하다.
또한, 상기 하우징(110) 내부에 설치되는 것으로서 상기 프로브(P)와 연결되어 상기 프로브(P)에서 발생한 신호를 분석하는 한편 분석된 데이터를 외부로 송신하거나 혹은 외부 신호를 수신하는 컨트롤러(160)를 더 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 프로브(P) 일 측 또는 하우징(110) 일 측에 배치되어 토양의 온도를 측정하는 한편 상기 컨트롤러(160)에 연결되는 온도 감지부(170)를 더 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 하우징(110)과 가열부(130) 그리고 보호부(150)는 부도체로 코팅하는 것도 가능하다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다라는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 사용자가 직접 소지, 설치하기 힘든 험지나 외계 행성의 토양에도 보다 용이하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 수분 탐지 장치를 설명하는 개념도,
도 2는 본 발명의 수분 탐지 장치에 대한 분리 사시도,
도 3은 본 발명의 수분 탐지 장치를 설명하는 개념도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, "제1", "제2", "일면", "타면"등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 상세히 설명하기로 한다.
첨부된 도 1은 수분 탐지 장치를 설명하는 개념도, 도 2는 본 발명의 수분 탐지 장치에 대한 분리 사시도, 도 3은 본 발명의 수분 탐지 장치를 설명하는 개념도이다.
본 발명의 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 수분 탐지 장치의 프로브(P)가 저면에 돌출되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110) 저면에 설치되는 가열부(130)와, 상기 프로브(P)를 감싸는 보호부(150)를 포함한다.
즉, 본 발명은 수분 탐지를 위한 프로브(P)가 하우징(110)에 장치된 상태에서 고공에서 낙하하게 되며, 상기 프로브(P)를 보호하기 위해 상기 프로브(P)를 감싸는 보호부(150)를 포함하는 것이다.
이와 같은 구성에 의해 고공에서 낙하하여 수분 탐지 장치를 토양에 장착할 수 있어, 사용자가 접근하기 힘든 험지의 경우 항공기를 이용하여 낙하하여 설치할 수 있으며 외계 행성의 경우 우주선에서 낙하하여 외계 행성의 토양에 설치할 수 있다.
한편, 본 발명의 수분 탐지 장치(100)가 설치되는 토양이 얼어있는 경우가 있다. 특히 주위 조건이 가혹한 행성의 경우 더욱 그러하다. 따라서 본 발명에서는 상기 얼어있는 토양을 해동하기 위해 상기 하우징(110) 저면에 설치되는 가열부(130)를 포함하며, 상기 가열부(130)는 널리 알려진 열선 등을 사용할 수 있다
즉, 상기 프로브(P)가 토양에 삽입된 후 가열부(130)가 토양을 해동하여 상기 토양에 포함되어 있는 수분을 탐지하는 것이며, 상기 프로브(P)에 의해 수분을 탐지하는 기술은 상술한 바와 같이 널리 알려진 기술이므로 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 하우징(110)의 하부 일 측에 설치되어 상기 프로브(P)가 토양을 향하는 자세로 낙하하게 하는 중량부(120)를 포함하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 수분 탐지 장치(100)는 고공에서 낙하하는 방식인 관계로 상기 프로브(P)가 토양에 먼저 도달해야 하므로 이를 위해 상술한 중량부(120)를 하우징(110) 하부에 설치하는 것이다.
이때, 상기 중량부(120)는 중량이 상기 하우징(110) 보다 상대적으로 무거운 물질로 구성되는 것으로서, 도시된 바와 같이 하우징(110) 외부에 설치하는 것도 가능하고 하우징(110) 내부에 설치하는 것도 가능하다. 또한 상기 중량부(120)는 하우징(110) 외부에 밀착되는 방식으로 설치하는 것도 가능하고 별도의 연결장치를 이용하여 일정 거리 이격된 상태로 설치되는 것도 가능하다.
즉, 본 발명의 중량부(120)는 상기 프로브(P)가 토양을 향하는 자세로 낙하하도록 하는 것을 목적으로 하는 바, 이러한 목적을 달성하는 한, 상기 중량부(120)의 설치 위치나 방법이 달라지는 경우라도 모두 본 발명의 범주에 속함은 당연하다.
한편, 상기 보호부(150)는 상기 프로브(P)가 내부에 설치되는 중공 형상이되 상기 프로브(P)사이 공간은 개방되어 토양이 상기 프로브(P)사이로 유입되도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 보호부(150)는 프로브(P)를 보호하는 것이 목적이므로 상기 프로브(P)를 감싸는 형태로 설치되는데, 이때 상기 프로브(P)사이에 토양이 유입되어야 수분을 탐지할 수 있으므로 상술한 바와 같이 상기 프로브(P)사이에 해당하는 보호부(150)에는 개방부(150A)가 형성된다.
한편, 상기 보호부(150)는 도시된 바와 같이 상기 하우징(110) 저면에 마름모 형상의 단면으로 돌출되되 양 모서리(151) 내측에 상기 프로브(P)가 배치된다.
이때, 상기 양 모서리(151) 사이 부분(150A)은 개방되되 상기 양 모서리(151)의 하단부 꼭지점(152)이 뾰족하게 형성되며, 상기 양 모서리(151)의 길이(L1)는 상기 프로브(P)의 길이(L2)보다 길게 형성되도록 할 수 있다.
이를 위해 도시된 바와 같이 상기 보호부(150)는 접혀진 삼각형 형상의 보호부 본체를 포함하되, 상기 보호부 본체의 밑변(153)은 상기 하우징(110) 저면에 설치된다. 이때, 상기 보호부 본체는 도시된 바와 같이 상호 대칭(150B,150C)되게 설치되어 그 사이에 개방부(150A)가 형성될 수 있다.
이러한 형상에 의해 상기 보호부(150)가 상기 프로브(P)를 보호하며, 토양에 낙하한 후 상기 개방부(150A)를 통해 토양이 유입되어 상술한 바와 같이 토양의 수분을 탐지한다.
또한, 상기 양 모서리(151)의 길이(L1)는 상기 프로브(P)의 길이(L2)보다 길게 형성되어 있으므로 토양 충돌시 보호부(150)가 먼저 충돌하게 되어 프로브(P)를 보다 안정적으로 보호할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 하우징(110) 내부에 설치되는 것으로서 상기 프로브(P)와 연결되어 상기 프로브(P)에서 발생한 신호를 분석하는 한편 분석된 데이터를 외부로 송신하거나 혹은 외부 신호를 수신하는 컨트롤러(160)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 프로브(P)에 의해 고주파의 도달시간이나 되돌아오는 세기를 측정하며 컨트롤러(160)가 상기 측정된 데이터를 분석, 송신하게 된다.
물론 상기 컨트롤러(160)가 외부로부터 전달되는 신호를 수신하여 본 발명의 탐지 장치를 제어하는 것도 가능하다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 프로브(P) 일 측 또는 하우징(110) 일 측에 배치되어 토양의 온도를 측정하는 한편 상기 컨트롤러(160)에 연결되는 온도 감지부(170)를 포함하는 것도 가능하다.
즉, 측정 대상이 되는 토양의 온도가 낮아서 얼어있는지 여부를 판단하거나 또는 온도 변화에 대해 프로브(P)의 측정값을 보정하기 위해 상술한 온도 감지부(170)를 이용하여 토양의 온도를 측정하는 것이다.
상기 온도 감지부(170)는 널리 알려진 온도 센서(171,172,173)를 사용할 수 있으며, 부착되는 위치도 상기 프로브(P)에 설치하거나 혹은 하우징(110)의 저면 또는 보호부(150) 일 측에 설치할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 탐지 장치에 의해 토양의 수분을 탐지할 수 있으며, 이때 수분 탐지의 정확성을 향상시키기 위해 프로브(P)를 제외한 하우징(110)과 가열부(130) 그리고 보호부(150)는 부도체로 코팅할 수 있다.
이는 상기 하우징(110)과 가열부(130) 그리고 보호부(150)에 의해 노이즈가 발생할 수 있기 때문에 이를 차단할 수 있도록 부도체로 코팅하는 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상을 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
또한, 본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 수분 탐지 장치 110 : 하우징
120 : 중량부 130 : 가열부
150 : 보호부 151 : 모서리
152 : 모서리 160 : 컨트롤러
170 : 온도 감지부 P : 프로브

Claims (7)

  1. 수분 탐지 장치의 프로브(P)가 저면에 돌출되는 하우징(110)과,
    상기 하우징(110) 저면에 설치되는 가열부(130)와,
    상기 프로브(P)를 감싸는 보호부(150)를 포함하며,
    상기 하우징(110)의 하부 일 측에 설치되어 상기 프로브(P)가 토양을 향하는 자세로 낙하하게 하는 중량부(120)를 더 포함하는 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보호부(150)는 상기 프로브(P)가 내부에 설치되는 중공 형상이되 상기 프로브(P)사이 공간은 개방되어 토양이 상기 프로브(P)사이로 유입되는 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보호부(150)는 상기 하우징(110) 저면에 마름모 형상의 단면으로 돌출되되 양 모서리 내측에 상기 프로브(P)가 배치되고,
    상기 양 모서리 사이 부분은 개방되되 상기 양 모서리의 하단부가 뾰족하게 형성되며,
    상기 양 모서리의 길이는 상기 프로브(P)의 길이보다 길게 형성된 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징(110) 내부에 설치되는 것으로서 상기 프로브(P)와 연결되어 상기 프로브(P)에서 발생한 신호를 분석하는 한편 분석된 데이터를 외부로 송신하거나 혹은 외부 신호를 수신하는 컨트롤러(160)를 더 포함하는 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로브(P) 일 측 또는 하우징(110) 일 측에 배치되어 토양의 온도를 측정하는 한편 상기 컨트롤러(160)에 연결되는 온도 감지부(170)를 더 포함하는 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치.
  7. 제1항에 있어서
    상기 하우징(110)과 가열부(130) 그리고 보호부(150)는 부도체로 코팅된 고공 낙하 방식의 수분 탐지 장치.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11281601A (ja) * 1998-03-28 1999-10-15 Ibaraki Prefecture 水分センサ、水分測定装置及びそれを使用した給水方法
KR20110017617A (ko) * 2009-08-14 2011-02-22 정명주 고주파 토양 수분 측정 장치
KR20120007238A (ko) * 2010-07-14 2012-01-20 서명훈 토양의 수분측정장치

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