KR101438577B1

KR101438577B1 - 레이저 조위측정장치 및 레이저를 이용한 조위 측정방법

Info

Publication number: KR101438577B1
Application number: KR1020140087240A
Authority: KR
Inventors: 김성환
Original assignee: 김성환
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2014-09-12

Abstract

레이저 조위측정장치 및 레이저를 이용한 조위 측정방법이 개시된다. 본 레이저 조위측정장치는 직선광(光)이 송출되도록 하는 광발생부; 상기 직선광이 평면광으로 변환되도록 하며, 산란광이 집광되도록 하는 광학부; 상기 집광된 광을 수신되도록 하는 광수신부; 상기 광발생부로부터 관정(管井)의 내부를 향해 연장형성되는 와이어부; 상기 와이어부 선단에 장착되어 수면위로 부유할 수 있도록 원뿔형상으로 마련되되 중심에 상기 와이어부를 수용할 수 있는 관통공이 형성되며, 상기 수면의 높이에 따라 상기 와이어부의 길이방향을 따라 유동되도록 하는 부표부; 상기 부표부의 상면에 마련되어 상기 송출된 광이 반사되도록 하는 반사부; 상기 와이어부의 선단에 마련되어 수중에 잠김으로써, 상기 와이어부의 유동이 억제되어 상기 반사부의 위치가 고정되도록 하는 무게추부;상기 송출된 광과 상기 수신된 광의 위상차를 검출하는 위상검출부; 상기 송출된 광과 상기 수신된 광의 위상차를 계산하여 조위가 측정되도록 하는 데이타처리부; 및 외부 전원을 공급받아 전원이 공급되도록 하는 전원공급부;를 포함한다. 이에 의해, 부표부를 이용한 검조장치의 부식 및 손상에 의한 측정된 조위 데이타의 오차, 검조원이라는 인력에 의한 측정 데이타의 오차 및 오류 등을 경감함으로써, 측정 비용을 절감할 수 있고 보다 정확하고 신뢰도 높은 조위 측정을 가능하게 할 수 있다.

Description

레이저 조위측정장치 및 레이저를 이용한 조위 측정방법{Laser measuring device for Tide level and laser measuring method for Tide level}

본 발명은 레이저 조위측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수면위로 부유하는 부표에 반사판을 마련하고, 상기 반사판에 레이저를 출사하여 되돌아 오는 시간을 측정하여 거리를 계산함으로써, 조위를 측정하는 레이저 조위측정장치에 관한 것이다.

해수는 지속적으로 유동하고, 시간의 흐름에 따라 해수면의 높이는 반복적으로 변한다. 이러한 해수면의 높이 변화는 여러 가지 원인에 의해 발생하지만, 일반적으로 태양, 달, 별 등의 상호 작용에 의해 나타나며, 이러한 해수면의 높이를 조위라 하고, 해수면의 높이를 측정하는 것을 조위 측정 또는 조위 관측이라 한다.

일반적으로 조위를 측정하기 위해서는 검조기가 사용된다. 검조소 내부에 마련되는 검조기는 검조원이 물 위에 부표를 띄워서 그 부표의 높이 변화를 이용하여 조위를 측정하는 가장 원시적이면서 오랫동안 사용된 방식으로, 리샤르형, 후스형 및 오스형 등이 있다.

부표를 이용한 검조 방식은 무게추가 설치된 부표를 조위를 측정하기 위한 수면에 도르래를 이용해 낙하시켜, 부표 및 무게추를 지지하고 연결하는 와이어의 길이를 측정하여 조위로 환산함으로써, 시간의 변화에 따른 조위의 변화를 측정 또는 관측하는 것이다.

그러나, 전술한 부표를 이용한 검조 방식은 검조원이 항시 상주해야 하기에 인력의 소모와 인건비 등의 비용이 소모되고, 검조원에 의해 조위가 관측되고 측정됨으로써, 조위 측정 데이터의 정확도나 신뢰도가 저하된다.

또한, 도르래를 이용해 부표와 검조기 간의 거리를 측정함으로써, 부표를 낙하시킬 때의 와이어와 도르래 간의 슬립현상에 따른 측정오차 문제와 와이어의 손상으로 인한 측정된 거리가 신장되거나 축소되는 등의 측정오차 문제 및 해수의 유동에 따른 부표의 유동으로 인한 측정 데이타의 보정이 필요할 만큼의 측정편차 문제 등이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 검조기와 부표부 간의 거리를 와이어부의 길이가 아닌 부표부에 출사되는 레이저가 되돌아오는 시간을 거리로 환산하여 조위를 측정할 수 있는 레이저 조위측정장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 레이저 조위측정장치는, 직선광(光)이 송출되도록 하는 광발생부; 상기 직선광이 평면광으로 변환되도록 하며, 산란광이 집광되도록 하는 광학부; 상기 집광된 광을 수신되도록 하는 광 수신부; 상기 광발생부로부터 관정(管井)의 내부를 향해 연장형성되는 와이어부; 상기 와이어부 선단에 장착되어 수면위로 부유할 수 있도록 원뿔형상으로 마련되되 중심에 상기 와이어부를 수용할 수 있는 관통공이 형성되며, 상기 수면의 높이에 따라 상기 와이어부의 길이방향을 따라 유동되도록 하는 부표부; 상기 부표부의 상면에 마련되어 상기 송출된 광이 반사되도록 하는 반사부; 상기 와이어부의 선단에 마련되어 수중에 잠김으로써, 상기 와이어부의 유동이 억제되어 상기 반사부의 위치가 고정되도록 하는 무게추부; 상기 송출된 광과 상기 수신된 광의 위상차를 검출하는 위상검출부; 상기 송출된 광과 상기 수신된 광의 위상차를 계산하여 조위가 측정되도록 하는 데이타처리부; 및 외부 전원을 공급받아 전원이 공급되도록 하는 전원공급부;를 포함한다.

그리고, 레이저를 이용하여 조위를 측정하는 방법에 있어서, 상면에 반사부가 장착된 부표부가 수면 위에 안착되도록 하는 단계; 상기 반사부로 직선광이 송출되도록 하는 단계; 상기 송출된 직선광이 평면광으로 변환되도록 하는 단계; 상기 평면광이 수면 위의 상기 반사부에 의해 반사되도록 하는 단계; 상기 반사된 평면광이 집광되도록 하는 단계; 상기 집광된 평면광이 광수신부에 수신되도록 하는 단계; 상기 집광된 광과 상기 송출된 광의 위상차가 검출되도록 하는 단계; 상기 검출된 위상차로 상기 조위가 측정되도록 하는 단계; 상기 측정된 조위가 저장장치를 통해 저장되도록 하는 단계; 및 저장된 상기 조위가 외부서버로 전송되도록 하는 단계;를 포함할 수 있다.

이에 의해, 부표부를 이용한 검조장치의 부식 및 손상에 의한 측정된 조위 데이타의 오차, 검조원이라는 인력에 의한 측정 데이타의 오차 및 오류 등을 경감함으로써, 측정 비용을 절감할 수 있고 보다 정확하고 신뢰도 높은 조위 측정을 가능하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정장치의 설치 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사장치의 확대도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 통한 거리 측정 원리를 나타내는 개념도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정장치의 개요도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정방법의 동작 순서 및 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정방법 과정을 보여주는 흐름도, 및
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정방법 과정을 보여주는 개략도이다.

이하에서는 본 발명의 실시예들은 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 실시예에 따른 레이저 조위측정장치(100)는, 검조기와 부표부(124) 간의 거리를 측정하여 수면의 조위를 측정함에 있어, 부표부(124)로 레이저를 송출하여 송출된 레이저가 반사되어 되돌아 오는 시간을 측정하여 거리로 환산함으로써, 수면 높이의 주기적인 조위 측정을 가능하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정장치의 설치 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 조위측정장치(100)는 송출된 레이저가 반사부(126)에 의해 반사되어 되돌아 오는 시간을 거리로 환산하여 수면의 높이 변화를 측정 또는 관측하기 위한 것으로, 송출장치(110), 반사장치(120), 데이터 처리장치, 저장장치(140) 및 외부서버(150)를 포함한다.

송출장치(110)는 레이저를 송출하고 반사된 레이저를 수신하는 것으로, 관정의 입구측에 마련되며, 광발생부(112), 광학부(114) 및 광수신부(116)를 포함한다.

광발생부(112)는 자연광 이외의 특정 파장이나 에너지를 갖는 광원을 만들어 내는 것으로, 광학부(114)에 광(光)이 직선광으로 송출되도록 한다.

광학부(114)는 빛의 반사나 굴절을 이용해서 물체의 상(像)을 만들거나 빛 에너지를 전송하기 위해 반사경, 렌즈 및 프리즘 등으로 구성되며, 광발생부(112)에서 생성되는 광의 송출 방향 전면에 마련되어 직선광으로 송출되는 광을 평면광으로 변환되도록 하며, 후술 될 반사부(126)에 의해 반사되어 되돌아온 산란광이 수신되도록 산란광을 집광되도록 한다.

광수신부(116)는 광발생부(112)와 함께 광의 송출 및 수신경로 방향의 광학부(114) 후면에 마련되어 집광된 광을 수신한다.

반사장치(120)는 측정하고자 하는 수면 위에 부유하며 상기 송출되는 광을 반사하여 수면의 거리가 측정되도록 하는 것으로, 와이어부(122), 부표부(124), 반사부(126) 및 무게추부(128)를 포함한다.

와이어부(122)는 상기 송출장치로부터 관정(管井) 내부로 연장형성되어 부표부(124)를 지지하여 검조기와 부표부(124) 간의 거리를 측정하기 위한 것이였으나, 본 발명의 일 실시예에서는 부표부(124)를 관정 내부로 낙하시키고 다시 끌어올리는 역할 및 부표부(124)가 측정을 위한 수면 위의 일 지점에 고정되도록 하는 역할을 하는 것으로, 선단에는 무게추부(128)가 마련된다.

부표부(124)는 수면의 높이를 측정하기 위해, 부력을 형성할 수 있는 형상, 즉, 상광하협의 원뿔 형태 형상으로 마련되어 수면 위를 부유하는 것으로, 와이어부(122)의 선단에 마련되어 와이어부(122)의 길이방향을 따라 유동되며, 원뿔 형상의 중심에 상기 와이어부(122)를 통한 상기 유동이 가능하도록 하는 관통공(124a)을 포함한다.

관통공(124a)은 상광하협의 원뿔형상인 부표부(124)의 원주 중심에서 부표의 길이방향으로 형성되며, 와이어부(122)의 직경보다 넓게 형성되어 와이어부(122)와의 끼임 현상이 일어나지 않도록 마련되되, 부표부(124)의 수면 위에서의 좌우로의 유동이 한정되도록 일정 크기로 마련된다.

반사부(126)는 광발생부(112)에서 송출된 레이저가 반사되도록 하는 것으로, 부표부(124)의 상면에서 부표부(124)와 결합된다.

무게추부(128)는 상기 부표부(124)가 수면의 유동에 의해 함께 유동되는 것을 억제하여 반사부(126)가 송출되는 광의 출사각을 벗어나지 않도록 하는 것으로, 부표부(124)의 부력보다 낮은 무게로 마련되어 와이어부(122)의 선단과 결합된다.

제어장치(130)는 레이저가 송출되는 시간과 수신되는 시간을 측정하여 측정된 시간차를 거리로 환산하는 것으로, 위상검출부(132), 데이터 처리부(134), 전원공급부(136)를 포함한다.

위상검출부(132)는 입력 신호와 출력 신호의 위상 차를 검출하는 것으로, 송출된 CW(Continuous Wave)광과 수신된 CW광의 위상차를 검출한다.

데이터 처리부(134)는 상기 위상검출부(132)에서 검출된 위상차를 디지털화하고 위상차를 거리로 환산한다.

전원공급부(136)는 광범위한 외부 전원을 공급받아 안정된 전원을 공급한다.

저장장치(140)는 습도, 유량, 액위(液位), 압력, 온도, 속도, 점도 등의 여러 가지 양이나 각종 기기의 동작의 시간적 변화 등을 기억해 두는 장치로, 검조소에서 필요로 하는 측정된 조위 등의 데이터를 기억해 두는 장치이다.

저장장치(140)는 일반적으로 3660 로거(Logger)가 사용된다.

외부서버(150)는 저장장치(140)에 의해 저장된 각 검조소의 물성 데이터들이 합산되고 보관되며, 분석되도록 하는 것으로, 물성데이터들이 A.W.S(automatic weather system)를 통해 집계되어 기상청 데이터 베이스를 저장된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사장치의 확대도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 반사장치(120)는 상기 송출장치(110)에서 송출된 광이 수면의 최상단에서 반사되어 다시 수신되도록 하는 것으로, 와이어부(122), 부표부(124), 반사부(126) 및 무게추부(128)를 포함한다.

전술한 바와 같이, 검조원에 의한 제어 또는 자동 제어되는 반사장치(120)는 검조기에서 부표부(124)가 장착된 무게추부(128)를 도르래를 이용해 수면 위로 낙하시키고, 와이어부(122)로 연결하여 지지함으로써, 부표부(124)의 상면에 마련된 반사부(126)가 수면 위에 상주하도록 할 수 있다.

상기 무게추부(128)와 부표부(124)는 일체화되어 마련될 수 있으나 일체화되어 마련될 경우, 수면 위로 부유하는 부표부(124)에 의해 와이어부(122)는 텐션이 일정치 않아 부유하는 부표부(124)의 수면 위 좌우의 유동을 억제하지 못할 수 있다. 즉, 반사부(126)는 송출되는 광의 출사각을 벗어나거나 수면 위에서 좌우 또는 상하로 유동됨으로써, 반사되는 광이 상기 송출장치(110)에 일정하게 도달하지 못하게 되어 측정되어야 할 물성치의 신뢰도가 저하될 가능성이 있다.

따라서, 무게추부(128)는 부표부(124)와 일체화되어 형성되는 것이 아니라, 부표부(124)는 부표부(124)대로 수면 위에서 부유할 수 있도록 하되, 무게추부(128)와 와이어부(122)에 의해 구속되어 수면의 유동에 따라 함께 유동되는 범위가 제한됨으로써, 측정되는 물성치의 오차가 최소화될 수 있도록 한다.

이를 위해, 부표부(124)는 수면 위에서 부유할 수 있도록, 원뿔 형상의 상광하협형 구조를 이루어 부력을 생성할 수 있도록 마련되며, 중심에는 부표부(124)의 상면과 하면을 가로지르는 관통공(124a)이 형성되어, 선단에 무게추가 마련된 와이어부(122)가 인입되어 관통됨으로써, 무게추부(128)의 무게에 구속된 와이어부(122)의 고정효과에 의해 부표부(124)는 수면 위에서의 유동이 한정되게 된다. 이에 송출된 광이 반사되어 송출장치(110)에 수신되는 측정된 물성의 신뢰도를 높일 수 있다.

이때, 상기 관통공(124a)의 크기는 부표부(124)의 유동을 한정할 정도로 작아야 하나, 와이어부(122)에 부표부(124)가 구속되어 반사부(126)가 광의 출사각과 수평을 이룰 수 있도록, 일정 간격의 너비를 가질 수 있어야 한다. 또한 무게추 역시 수중에 잠겨 물결에 의해 유동되지 않을 만큼의 무게를 지녀야 하나 와이어부(122)가 견딜 수 있을 만큼의 하중으로 마련되어야 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 통한 거리 측정 원리를 나타내는 개념도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 송출장치(110)는 광을 출사하고 반사된 레이저를 수신하여 거리를 측정하는 것으로, 광발생부(112), 광학부(114) 및 광수신부(116)를 포함한다.

레이저를 통한 거리측정은 광발생부(112)가 지향성이 우수한 광을 생성하여 발사한 뒤, 이 광이 표적으로부터 반사되어 돌아온 시간을 측정하여 거리를 산출하여 조위를 계측하는 것으로, 두 지점 간에 광이 왕복하는 시간을 측정한다.

다시 말해, "거리 = 광의 속도*시간"의 원리를 이용하여 반사된 광의 왕복 시간을 T라 하면, 거리 D는 2D = S * T로 나타낼 수 있다. 여기서 S는 빛의 속도이다. 이 방식을 그대로 사용하면 1mm의 거리 정밀도를 얻기 위해서 왕복 거리는 2mm가 되고 빛의 속도 299,792,458 m/sec가 된다. 이를 상기 공식에 적용하면 시간은 T = 2mm / 299,792,458 m/sec =

가 된다.

또한, V = f * λ 이다. 여기서 v : 파의 진행 속도 m/s 이고, f : 파의 주파수 Hz 이고, λ : 1파장의 길이 m(변조주파수의 파장)이다. 1회 파동으로 λm 진행하는 광을 이용하여 1초간 f회 진동을 했다면 1초간에 fλm 거리를 진행했다고 표시할 수 있다.

이것은 다시 말해, λm 진행하기 위해서는 1/f 초의 시간이 필요하다는 의미이기도 하다.

이와 같이, 일 실시예의 송출장치(110)는 광발생부(112)에서 생성되어 송출된 광이 반사부(126)에 반사되어 광수신부(116)에 수신되는 시간 T를 거리 D로 산출하여 수면의 조위를 측정하는 원리이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정장치의 개요도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 조위측정의 레이저 측정 모듈은 위상검출부(132), 데이터 처리부(134), 전원공급부(136)를 포함하는 제어장치(130)로 구성된다.

제어장치(130)는 광발생부(112)와 연결되어 레이저광을 출력하고 CW 신호를 발생하는 광 구동회로와, 광수신부(116)에 마련되어 반사된 광을 전기신호로 바꾸는 수광회로를 포함하며, 데이터 처리장치는 송출된 광과 반사되어 수신된 광의 위상차를 검출하는 위상검출부(132)를 제어하고, 반사 펄스를 검출하고 그것을 지시하는 출력 신호를 제공하는 수광회로의 동작을 제어하며, 수신된 광을 재측정할 수 있게 한다.

제어장치(130)는 광 검출기의 바이어스를 조정하기 위하여 데이터 처리장치로부터 상승 및 하강 전류 제어신호에 응답한다. 오프셋 전압과 수신기 오경보율은 광 검출기 상에 빛이 없음에 따라 감시되고 측정 전압은 수신기를 재측정하기 위해 조정된다.

제어장치(130)를 포함한 레이저 측정 모듈은 광원에 해당하는 레이저를 구동하는 구동회로, 반사부(126)에 반사된 신호를 재처리하는 수광회로 및 신호 복원회로, 그리고, 이 두 부분의 효율도와 정밀도를 높이는 광학부(114), 이들의 신호를 부호화하여 해석하고 분석하는 데이터 처리부(134), 및 안정된 전원을 장시간 쓸 수 있는 전원공급부(136)를 포함한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정방법의 동작 순서 및 흐름도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 레이저를 이용한 조위측정방법은 목표물인 반사부(126)가 마련된 부표부(124)를 관정에 낙하시켜 수면 위로 부유하게 하고, 이에 광을 송출 및 반사된 광을 수신하여 수신된 시간을 거리로 환산함으로써, 수면의 조위를 측정한다.

레이저를 송출하고 반사되는 광을 측정하기 전 광 정보를 입력하고, 상기 송출되는 광과 수신되는 광을 감시하며, 상기 광의 송출과 수신 시에 영향을 미칠 수 있는 요인들에 대한 변수정보들을 함께 입력하여 예상되는 오차를 저감하는 단계를 포함한다.

그리고, 10회 이상의 측정 횟수를 예상하여 보정 데이타를 입력할 수 있도록 하고, 측정이 시작되면, 보정정보들을 입력하여 목적한 물성치에 근접할 수 있는 데이타를 산출가능하게 한다.

반사부(126)가 마련된 부표부(124)를 관정 내부로 낙하시켜, 부표부(124)가 수면 위에서 유동이 감소한 상태에서 광발생부(112)에 의해 광이 송출되면, 수면 위에 부유하는 반사부(126)에 의해 광이 반산되어 광수신부(116)에 의해 광이 수신됨으로써, 측정이 시작된다.

이때, 신뢰도 높은 데이타를 획득하기 위해 기설정된 횟수만큼 반복하여 광의 송출 및 수신 시간이 측정되고, 측정데이타는 위상검출부(132)에 의해 위상차에 따른 연산 및 데이터 처리부(134)에 의한 시간이 거리로 환산되는 과정을 거친다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정방법 과정을 보여주는 흐름도, 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조위측정방법 과정을 보여주는 개략도이다.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 조위측정방법은 관정 내부의 수면 높이인 조위를 측정하여 측정된 데이타를 최종적으로 A.W.S(automatic weather system)로 전송되도록 하여 기상청 데이타 베이스인 외부서버로 전송하는 것을 목적으로 한다.

조위측정방법은 상면에 반사부(126)가 마련된 부표부(124)를 와이어부(122)를 통해 낙하시켜 부표부(124)가 수면 위에 안착된 상태에서(S100), 부표부(124)가 수면 위에서 유동이 한정될때까지의 일정 시간이 소모된 후, 상기 목표물인 반사부(126)로 상기 광이 광발생부(112)에 의해 송출된다.(S200)

송출된 광은 광학부(114)에 의해 기설정된 각도로 평면광으로 변환되어 반사부(126)에 출사되며(S300), 부표부(124)의 상면에 위치한 반사부(126)에 의해 다시 광수신부(116)로 반사되게 된다.(S400)

수신되는 산란광은 다시 광학부(114)에 의해 집광되어(S500) 광수신부(116)에 의해 수신되며(S600), 송출된 광과 수신된 광의 위상차를 위상검출부(132)에 의해 검출(S700)되도록 하여, 검출된 데이터는 데이터 처리부(134)에 의해 거리로 환산되어 조위가 측정된다.(S800)

측정된 물성치인 수면 높이는 로거(logger)에 의해 저장되며(S900), 저장된 데이타는 무선 통신에 의해 A.W.S(automatic weather system)로 전송(S1000)되어 기상청 데이터 베이스에 저장됨으로써, 상기 레이저를 이용한 조위측정은 완료되게 된다.

이에 의해, 부표를 이용한 검조장치의 부식 및 손상에 의한 측정된 조위 데이타의 오차, 검조원이라는 인력에 의한 측정 데이타의 오차 및 오류 등을 경감함으로써, 측정 비용을 절감할 수 있고 보다 정확하고 신뢰도 높은 조위 측정을 가능하게 할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

100 : 레이저 조위측정장치 110 : 송출장치
112 : 광발생부 114 : 광학부
116 : 광수신부 120 : 반사장치
122 : 와이어부 124 : 부표부
124a : 관통공 126 : 반사부
128 : 무게추부 130 : 제어장치
132 : 위상검출부 134 : 데이타 처리부
136 : 전원 공급부 140 : 저장장치
150 : 외부서버 S100 : 부표부 안착단계
S200 : 광 송출단계 S300 : 평면광 변환단계
S400 : 광 반사단계 S500 : 광 집광단계
S600 : 광 수신단계 S700 : 위상차 검출단계
S800 : 조위 측정단계 S900 : 조위 저장단계
S1000 : 조위 전송단계

Claims

직선광(光)이 송출되도록 하는 광발생부;
상기 직선광이 평면광으로 변환되도록 하며, 산란광이 집광되도록 하는 광학부;
상기 집광된 광을 수신되도록 하는 광수신부;
상기 광발생부로부터 관정(管井)의 내부를 향해 연장형성되는 와이어부;
상기 와이어부 선단에 장착되어 수면위로 부유할 수 있도록 원뿔형상으로 마련되되 중심에 상기 와이어부를 수용할 수 있는 관통공이 형성되며, 상기 수면의 높이에 따라 상기 와이어부의 길이방향을 따라 유동되도록 하는 부표부;
상기 부표부의 상면에 마련되어 상기 송출된 광이 반사되도록 하는 반사부;
상기 와이어부의 선단에 마련되어 수중에 잠김으로써, 상기 와이어부의 유동이 억제되어 상기 반사부의 위치가 고정되도록 하는 무게추부;
상기 송출된 광과 상기 수신된 광의 위상차를 검출하는 위상검출부;
상기 송출된 광과 상기 수신된 광의 위상차를 계산하여 조위가 측정되도록 하는 데이타처리부; 및
외부 전원을 공급받아 전원이 공급되도록 하는 전원공급부;를 포함하는 레이저 조위측정장치.
레이저를 이용하여 조위를 측정하는 방법에 있어서,
상면에 반사부가 장착된 부표부가 수면 위에 설치되도록 하는 단계;
상기 반사부로 직선광이 송출되도록 하는 단계;
상기 송출된 직선광이 평면광으로 변환되도록 하는 단계;
상기 평면광이 수면 위의 상기 반사부에 의해 반사되도록 하는 단계;
상기 반사된 평면광이 집광되도록 하는 단계;
상기 집광된 평면광이 광수신부에 수신되도록 하는 단계;
상기 집광된 광과 상기 송출된 광의 위상차가 검출되도록 하는 단계;
상기 검출된 위상차로 상기 조위가 측정되도록 하는 단계;
상기 측정된 조위가 저장장치를 통해 저장되도록 하는 단계; 및
저장된 상기 조위가 외부서버로 전송되도록 하는 단계;를 포함하는 레이저를 이용한 조위 측정방법.