KR101451779B1 - Fluid storage facilities comprising function of water level measurement and multi blocking by wireless network and fluid providing system of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동수위계측 및 무선네트워크를 통한 다중차단기능을 구비한 유체저장소 및 이를 포함하는 유체공급시스템에 관한 발명이다.The present invention relates to a fluid reservoir having an automatic level meter and a multi-block function through a wireless network, and a fluid supply system including the fluid reservoir.
농어촌지역의 각 가구에서 생활용수를 공급받거나 경작을 위해서 필요한 농업용수를 공급받기 위해서 지하수 관정에 취수펌프를 설치하고 지하수를 끌어올려 물을 공급받는다. 취수펌프를 통해서 지상으로 올라온 지하수는 수도관로를 통해서 필요한 지역으로 이송된다. In order to receive drinking water from each household in farming and fishing villages or to supply agricultural water necessary for cultivation, a water intake pump is installed in the groundwater well and water is supplied by raising groundwater. The groundwater that has been raised to the ground through the intake pump is transferred to the required area through the water pipe route.
도1은 경작지에 물을 공급하기 위해 설치한 취수시설의 개략적인 도면이다.1 is a schematic view of a water intake facility installed to supply water to a cultivated land.
도1에 도시된 바와 같이 수도관로를 통해서 운반되어진 지하수는 물탱크와 같은 저장시설에 모이게 되고 생활용수로 필요하거나 논, 밭에 물을 공급해야 하는 상황이 발생하면 물탱크의 밸브를 열어 사용하게 된다.As shown in FIG. 1, the groundwater transported through the water pipe is collected in a storage facility such as a water tank, and when a situation that needs water for living or water supply to the rice field is generated, the water tank valve is opened and used .
이와 같이 저장시설로 활용되고 있는 물탱크는 일반적으로 수위를 감지하는 감지장치가 설치되어 있으며, 수위를 감지하는 장치에서 발신하는 유무선 신호에 의해서 원거리에 떨어져 있는 취수펌프를 제어한다. 예상하다시피 물탱크의 수위가 만수위에 이른 경우에는 감지장치에서 취수펌프의 작동을 중지시키는 신호를 전송하고, 물탱크의 수위가 내려가 저수위에 이른 경우에는 중지되어 있는 취수펌프를 작동시키거나 취수펌프의 출력을 늘려 보다 많은 양의 물이 물탱크로 유입될 수 있도록 한다.The water tank, which is used as a storage facility, generally has a sensing device for detecting the water level, and controls the water intake pump which is distant from the distance by the wired / wireless signal transmitted from the device for sensing the water level. As expected, when the water level of the water tank reaches the full water level, a signal for stopping the operation of the water intake pump is transmitted from the sensing device. If the water level of the water tank is lowered to reach the low water level, So that a larger amount of water can be introduced into the water tank.
그러나 이와 같은 저장시설로서 물탱크와 취수펌프가 설치되는 위치의 특성상 대다수가 서로 원거리에 설치되고, 그 사이에는 갖가지 장애물이 놓여있다. 유무선 네트워크를 이용하여 원거리의 취수펌프를 제어하는 것은 설치환경적인 특성상 다양한 문제점을 내포하고 있다.However, as a storage facility like this, the majority of the water tank and the water intake pump are installed at a remote location, and various obstacles are placed therebetween. Control of the remote water intake pump using wired / wireless network has various problems due to the nature of installation environment.
사실상 유선설비인 케이블 등을 통해 물탱크와 취수펌프를 연결하여 취수펌프 제어하는 시설은 원거리에 설치되는 취수펌프의 위치특성상 설치비용이 많이 들고, 케이블이 파손된 경우 파손부위를 찾기 쉽지 않아 새로운 케이블을 재시공해야 하는 문제가 있어 최근에는 무선통신을 활용한 무선 신호에 의한 취수펌프를 제어하는 방법이 대부분을 차지한다.In fact, facilities that control water intake pump by connecting water tank and water intake pump through cables such as wired facilities are expensive to install due to the location characteristics of water intake pump installed at a long distance, and it is not easy to find the damaged area when the cable is broken. In recent years, a method of controlling a water intake pump by a wireless signal using wireless communication is the most common method.
그러나 무선 신호를 활용하여 취수펌프를 제어할 경우 전파방해, 장애물로 인한 수신율 저하 등의 문제가 발생하고, 취수펌프가 제어되지 않아 물탱크의 물이 넘치는 사고가 발생하거나 물탱크에 물이 저장되지 않아 물을 사용할 수 없는 문제가 발생한다. 또한 대부분이 전자장비로 이루어진 수위감지장치는 공기 중에 수분함량이 높은 환경에서 오작동 및 고장의 확률이 높고, 수위감지장치가 고장나거나 오류가 발생하게 되면 취수펌프의 동작을 제어할 수 없어 물탱크의 물이 넘치고, 가옥이나 경작지가 침수되는 등의 문제가 발생한다.
However, when the water pump is controlled by using the wireless signal, problems such as interference with the radio waves and lowering of the reception ratio due to the obstacles occur and the water pump is not controlled and the water tank is flooded or water is stored in the water tank There is a problem that water can not be used. In addition, most of the water level sensing devices made of electronic equipment have high possibility of malfunction and failure in an environment of high moisture content in the air, and when the water level sensing device fails or fails, the operation of the water intake pump can not be controlled, Water is flooded, and houses and farmland are flooded.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명은 수위감지센서의 오작동이나 고장의 확률을 줄이고, 무선망을 통한 제어신호 송출오류가 발생하여 취수펌프를 제어할 수 없는 상황이 발생하더라도 물이 범람하여 가옥이나 경작지가 침수되지 않도록 하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a water level sensor capable of reducing a probability of malfunction or failure of a water level sensor, The purpose is to flood the water so that houses and farmland are not flooded.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 자동수위계측 및 무선네트워크를 통한 다중 차단기능을 구비한 유체저장소는 유체의 유입구와 배출구를 구비하고, 유체저장소의 상부에 형성되어 유체저장소 내 유체의 수위를 감지하는 제1 수위센서, 제1 수위센서와 이격된 위치에서 유체저장소의 상부에 형성되어 유체저장소 내 유체의 수위를 감지하는 제2 수위센서, 제2 수위센서를 밀폐시키는 챔버, 유체저장소의 내부에 형성되어 유체의 수위증가 또는 감소에 따라 유체표면에서 상하운동을 하는 부력체, 유체저장소 내부의 상부면과 하부면에 고정 설치되어 부력체의 상하운동을 유도하는 부력체 지지부재, 부력체에 부착되고, 상측에 자석이 형성되며, 제2 수위센서에 자계신호를 전달하는 마그넷(magnet) 지지부재, 유입구 외부 표면에 형성되어 유체의 유입유무를 감지하는 유입감지센서, 유입구를 자동으로 개폐시키는 유입구 차단장치, 제1 수위센서, 제2 수위센서로부터 센싱된 신호를 입력받아 취수 모터를 제어하는 무선신호를 생성하고, 유입감지센서로부터 신호를 입력받아 유입구 차단장치를 제어하는 유체저장소 제어장치, 유체저장소 제어장치로부터 생성된 무선신호를 송신하는 송신장치를 포함하며, 제1 수위센서는 초음파 센서 또는 레이더 센서이고, 제2 수위센서는 유체저장소의 상부면에 일측이 고정되는 센서지지부재와 센서지지부재의 길이방향으로 소정 간격으로 이격되어 고정 설치되는 제1자기센서, 제2자기센서 및 제3자기센서를 포함하며, 마그넷 지지부재의 상측에 형성되는 자석은 유체저장소의 상부면에 형성된 개방홀을 통해 유체저장소의 외부로 노출되어 상하이동함으로써 제1자기센서, 제2자기센서 및 제3자기센서 중 적어도 어느 하나에 자계신호를 전달한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a fluid reservoir having an automatic level meter and a multi-block function through a wireless network, the fluid reservoir having an inlet and an outlet for the fluid, A second level sensor formed on the top of the fluid reservoir at a position spaced apart from the first level sensor to sense the level of the fluid in the fluid reservoir, a chamber for sealing the second level sensor, A buoyant body that is formed inside the fluid reservoir and moves up and down on the fluid surface in accordance with the increase or decrease of the fluid level, a buoyant body that is fixed to the upper and lower surfaces of the fluid reservoir and induces up- Member, a magnet supporting member attached to the buoyancy member, a magnet formed on the upper side, a magnet supporting member for transmitting a magnetic field signal to the second water level sensor, A first water level sensor, and a second water level sensor, and generates a radio signal for controlling the water intake motor. The water level sensor generates a radio signal for controlling the water intake motor by receiving a sensed signal from the first water level sensor and the second water level sensor, A fluid storage control device for receiving a signal from the inflow detection sensor and controlling the inflow port blocking device, and a transmission device for transmitting a radio signal generated from the fluid storage control device, wherein the first level sensor is an ultrasonic sensor or a radar sensor, The second water level sensor includes a first sensor, a second sensor, and a third sensor, which are fixedly installed at predetermined intervals in the longitudinal direction of the sensor supporting member and the sensor supporting member, , The magnet formed on the upper side of the magnet supporting member is exposed to the outside of the fluid reservoir through the opening hole formed in the upper surface of the fluid reservoir By moving up and down and the first pass the magnetic sensor, and the second magnetic sensor and the third magnetic field signal to at least one of the magnetic sensor.
여기서, 제1자기센서, 제2자기센서 및 제3자기센서는 홀센서일 수 있다.Here, the first magnetic sensor, the second magnetic sensor, and the third magnetic sensor may be hall sensors.
또한, 유체저장소는 유입구의 수위에 따라 상하운동을 하는 플롯터(floater), 플롯터를 고정시키는 플롯터 지지부재 및 플롯터의 표면에 형성되어 유입감지센서에 자계신호를 전달하는 자성체를 더 포함할 수 있다.The fluid reservoir further includes a floater that moves up and down according to the level of the inlet, a plotter support member that fixes the plotter, and a magnetic body that is formed on the surface of the plotter and transmits a magnetic field signal to the inlet sensor can do.
여기서, 자성체의 유체에 의한 부식을 방지하기 위해 플롯터와 자성체의 표면에 형성되는 밀봉제를 더 포함할 수 있다.Here, in order to prevent corrosion by the fluid of the magnetic body, it may further include a sealing agent formed on the surface of the magnet and the plotter.
본 발명의 또 다른 양태에 따른 유체 공급 시스템은 유체저장소, 유체저장소에 전력을 공급하는 전원공급장치, 전원공급장치를 충전시키는 발전장치, 유체저장소의 송신 장치를 통해 전송되는 상기 무선신호를 수신하는 수신장치, 수신장치와 연결되어 취수모터의 동작을 제어하는 취수모터 제어장치를 포함한다. A fluid supply system according to yet another aspect of the present invention includes a fluid reservoir, a power supply for supplying power to the fluid reservoir, a generator for charging the power supply, And a water intake motor control device connected to the reception device and the reception device for controlling the operation of the water intake motor.
여기서, 발전장치는 태양광 발전기, 풍력 발전기 및 유체이동을 이용한 소수력 발전기를 포함한다.Here, the power generation apparatus includes a solar power generator, a wind power generator, and a small hydro power generator using fluid movement.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 유체공급 시스템은 태양광 발전기, 풍력발전기 및 소수력 발전기를 제어하고 전력생산량을 감지하며, 전원공급장치의 충전상태 및 이상 유무를 감지하는 충전제어장치를 더 포함할 수 있다.Further, the fluid supply system according to an embodiment of the present invention further includes a charge control device for controlling the solar generator, the wind turbine, and the small hydro generator, detecting the amount of electric power generated, and detecting the state of charge or abnormality of the power supply can do.
여기서, 소수력 발전기는 유체저장소의 배출구를 통해 배출되는 유체를 이용하여 터빈을 회전시킬 수 있다.Here, the small hydrostatic generator can rotate the turbine using the fluid discharged through the outlet of the fluid reservoir.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 유체공급 시스템은 유체저장소의 유체 범람, 제1수위센서, 제2수위센서 또는 배출감지센서의 고장시 유체 저장소 제어장치로부터 경보신호를 수신하여 음성경보신호를 출력하는 알람장치를 더 포함할 수 있다.
The fluid supply system according to an embodiment of the present invention also receives an alarm signal from the fluid reservoir control device in the event of a fluid overflow of the fluid reservoir, a first level sensor, a second level sensor or a discharge sensor and outputs a voice alarm signal And an alarm device.
본 발명의 일실시예에 따른 자동수위계측 및 무선네트워크를 통한 다중 차단기능을 구비한 유체저장소에 의하면 수위센서의 고장이나 오작동 확률이 줄어들거나 대체센서를 통한 취수펌프의 제어가 가능하고, 유체저장소의 유체범람이 발생하지 않는다. 또한 전원공급장치의 방전이나 고장 확률이 줄어들고, 방전이나 고장이 발생한 경우 유체저장소에 발생할 수 있는 문제를 사전에 차단할 수 있다.According to the present invention, the fluid reservoir having the automatic shutoff function and the multi-shutoff function through the wireless network can reduce the failure or malfunction probability of the water level sensor or control the water intake pump through the substitute sensor, The fluid overflow of the fluid does not occur. In addition, the probability of discharge or failure of the power supply is reduced, and problems that might occur in the fluid reservoir can be prevented in the event of discharge or failure.
도1은 경작지에 물을 공급하기 위해 설치한 취수시설의 개략적인 도면이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 유체저장소의 사시도이다.
도3은 제1 수위센서가 설치된 유체저장소의 투명사시도이다.
도4는 홀센서의 작동원리를 설명하는 개념도이다.
도5는 유입감지센서가 포함된 유입구의 측단면도이다.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 공급 시스템의 블록도이다.1 is a schematic view of a water intake facility installed to supply water to a cultivated land.
2 is a perspective view of a fluid reservoir in accordance with one embodiment of the present invention.
3 is a transparent perspective view of the fluid reservoir in which the first level sensor is installed;
4 is a conceptual diagram for explaining the operation principle of the Hall sensor.
5 is a side cross-sectional view of an inlet containing an inlet sensor.
6 is a block diagram of a fluid supply system in accordance with an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional description of embodiments of the present invention disclosed herein is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the inventive concept But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and can take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example, without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element may be referred to as a second element, The component may also be referred to as a first component.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there are features, numbers, steps, operations, elements, parts or combinations thereof described herein, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 본 명세서에 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings attached hereto.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 유체저장소의 사시도이다.2 is a perspective view of a fluid reservoir in accordance with one embodiment of the present invention.
도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 유체저장소(10)는 유체의 유입구(100)와 배출구(200)를 구비하고, 유체저장소(10)의 상부에 형성되어 유체저장소(10) 내 유체의 수위를 감지하는 제1 수위센서(300), 제1 수위센서(300)와 이격된 위치에서 유체저장소(10)의 상부에 형성되어 유체저장소(10) 내 유체의 수위를 감지하는 제2 수위센서(400), 제2 수위센서(400)를 밀폐시키는 챔버(500), 유체저장소(10)의 내부에 형성되어 유체의 수위증가 또는 감소에 따라 유체표면에서 상하운동을 하는 부력체(600), 유체저장소(10) 내부의 상부면과 하부면에 고정 설치되어 부력체(600)의 상하운동을 유도하는 부력체 지지부재(700), 부력체(600)에 부착되고, 상측에 자석(810)이 형성되며, 제2 수위센서(400)에 자계신호를 전달하는 마그넷(magnet) 지지부재(800), 유입구(100) 외부 표면에 형성되어 유체의 유입유무를 감지하는 유입감지센서(110), 유입구(100)를 자동으로 개폐시키는 유입구 차단장치(120), 제1 수위센서(300), 제2 수위센서(400)로부터 센싱된 신호를 입력받아 취수 모터를 제어하는 무선신호를 생성하고, 유입감지센서(110)로부터 신호를 입력받아 유입구 차단장치(120)를 제어하는 유체저장소 제어장치(900), 유체저장소 제어장치로부터 생성된 무선신호를 송신하는 송신장치(920)를 포함한다.2, a
본 발명의 일실시예에 따른 유체저장소(10)는 내부가 비어 있는 다면체의 형상을 갖거나 원통형상이나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 원통형상을 갖는 유체저장소(10)는 상부면과 하부면, 옆면으로 이루어져 있다. 도2에 도시된 바와 같이 유체저장소(10)는 상부면에 유입구(100)가 연결되어 있으며, 옆면에 배출구(200)가 연결될 수 있다. 취수시설에서 취수된 유체는 관로를 타고 유입구(100)를 통해 유체저장소(10)에 저장된다. 옆면에 연결되어 있는 배출구(200)는 사용지역에 따라 다수개가 연결될 수 있으며, 배출구(200)의 위치는 유체저장소의 하부면에 형성될 수 있다. 배출구(200)의 단부에는 배출밸브(220)가 설치될 수 있다. 배출구(200)의 배출밸브(220)를 개방하면 유체저장소(10)에 저장되어 있는 유체는 외부로 배출된다.The
제1 수위센서(300)는 유체저장소(10)에 저장되어 있는 물의 높이를 계측하는 장치로서 초음파 센서 또는 레이더 센서일 수 있다. The
도3은 제1 수위센서가 설치된 유체저장소의 투명사시도이다.3 is a transparent perspective view of the fluid reservoir in which the first level sensor is installed;
도3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 제1 수위센서(300)가 레이더 센서인 경우 작동원리를 설명하면 제1 수위센서(300)에서 발신하는 마이크로파 펄스신호는 유체면에 닿게 되고 마이크로파 펄스신호는 다른 매질(공기→물)을 만남으로 인하여 유체면에서 반사되는 마이크로파 펄스신호가 발생하고 이 신호를 안테나로 수신한다. 탱크상부에 설치된 안테나에서 반사하는 마이크로파 펄스 신호검출하여 유체면과의 거리를 측정하되, "거리 = 속도×시간" 식을 이용한다.3, when the
제2 수위센서(400)는 자력의 세기를 검출하여 신호를 센싱하는 복수개의 자기센서를 포함하며, 특히 자기센서는 홀센서 일 수 있다. The second
도4는 홀센서의 작동원리를 설명하는 개념도이다.4 is a conceptual diagram for explaining the operation principle of the Hall sensor.
도4에 도시된 바와 같이 홀센서는 홀소자(n형 반도체)와 홀소자의 양단에 연결되어 전류를 공급하는 단자가 연결된다. 전류를 공급하는 단자와 수직으로 자계가 인가된 경우 홀소자 내부에 포함되어 있는 정공과 전자는 양단으로 분리되고, 소정의 전압 즉 홀전압(VH)을 형성한다. 홀전압에 의해서 전류가 흐르게 되고, 홀센서는 홀전압에 의해서 흐르는 전류량을 검출하여 인가된 자계의 세기를 감지하게 된다.As shown in FIG. 4, the Hall sensor is connected to both the Hall element (n-type semiconductor) and the terminals of the Hall element for supplying current. When a magnetic field is vertically applied to a terminal for supplying a current, holes and electrons contained in the Hall element are separated at both ends to form a predetermined voltage, that is, a Hall voltage (V H ). Current flows through the Hall voltage, and the hall sensor detects the amount of current flowing by the Hall voltage to sense the intensity of the applied magnetic field.
본 발명의 일실시예에 따른 제2 수위센서(400)는 복수개의 자기센서를 포함하며, 도2에 도시된 바와 같이 복수개의 자기센서는 센서지지부재(420)에 길이방향 소정간격으로 이격되어 고정 설치된다. 제2 수위센서(400)는 제2 수위센서(400)가 포함하는 센서지지부재(420)에 의해 유체저장소(10)의 상부면 외부 표면에 고정 설치되며, 제2 수위센서(400)가 포함하는 센서지지부재(420)의 길이는 유체저장소(10)의 높이와 같을 수 있으며, 제2 수위센서(400)는 저수위, 중수위, 만수위를 각각 감지하여 신호를 생성할 수 있도록 제1자기센서(440), 제2자기센서(450) 및 제3자기센서(460)를 포함할 수 있다.The
제2 수위센서(400)는 유체저장소(10)의 상부면 외부 표면에 설치되는 챔버(500)에 의해서 외부와 밀폐되고 챔버(500)에 의해서 제2 수위센서(400)는 외부환경으로부터 보호된다.The second
제2 수위센서(400)가 포함하는 제1자기센서(440), 제2자기센서(450), 제3자기센서(460)에 자계를 인가할 자석(810)은 마그넷(magnet) 지지부재(800)의 상측에 형성되고, 마그넷 지지부재(800)의 일측은 유체의 표면상에 위치해 있는 부력체(600)에 부착된다. 특히 마그넷 지지부재(800)는 유체저장소(10)의 상부면에 형성되는 개방홀(820)을 통해 유체저장소(10)의 상부면으로부터 돌출되어 유체저장소(10) 내부 유체면의 높낮이에 따라 자유롭게 상하운동이 가능하게 된다. 센서지지부재(420)와 마그넷 지지부재(800)는 액체에 의해 부식되지 않는 알루미늄과 같은 금속재질이거나 플라스틱 재질일 수 있다.The
부력체(600)는 스티로폼 재질일 수 있으며, 유체저장소(10) 내부의 상부면과 하부면에 고정설치되어 부력체(10)의 상하운동을 유도하는 부력체 지지부재(700)에 의해서 고정된다. The
결국 유체저장소(10)의 유입구(100)를 통해 유입되는 유체량에 따라서 유체저장소(10)에 담지되어 있는 유체의 높이는 올라가고, 부력체(600) 또한 유체의 표면을 따라 함께 상승한다. 부력체(600)가 상승하면 마그넷 지지부재(800)도 함께 상승하고, 마그넷 지지부재(800)의 상측에 형성된 자석(810)은 제2 수위센서(400)가 포함하는 제1자기센서(440), 제2자기센서(450) 또는 제3자기센서(460)에 자계신호를 인가한다.As a result, the height of the fluid carried in the
유입감지센서(110)는 유입구의 하부, 외부표면에 형성되어 유체의 유입유무를 감지한다. 유입감지센서(110)는 앞선 제2 수위센서(400)와 같은 자기센서일 수 있으며, 특히 홀센서 일 수 있다. 유입감지센서(110)는 자계신호를 입력받아 유입구(100)를 통해 유체가 흐르고 있는지를 판정한다. The
도5는 유입감지센서가 포함된 유입구의 측단면도이다. 5 is a side cross-sectional view of an inlet containing an inlet sensor.
도5에 도시된 바와 같이 유체가 존재하는지 여부에 따라서 유입감지센서(110)에 자계를 인가하는 장치는 유체의 표면에서 상하운동을 하는 플롯터(floater)(112)와 플롯터(112)를 고정시키는 플롯터 지지부재(114), 플롯터(112)의 표면에 형성되어 유입감지센서(110)에 자계신호를 전달하는 자성체(116)를 포함한다. 또한 자성체(116)의 부식을 막기 위해서 플롯터(112)와 자성체(116)의 표면은 밀봉제(118)로 둘러쌓여 있다.As shown in FIG. 5, the apparatus for applying a magnetic field to the
유체가 소정의 높이로 유입구를 흐르는 경우 플롯터(112)의 하부에 형성된 자계는 유입감지센서(110)에 자계를 인가하지 못하고, 유입감지센서(110)에는 신호가 입력되지 않는다. 만약 유입구(100)에 유체가 흐르지 않는 경우 플롯터(112)의 하부에 형성되어 있는 자성체(116)가 유입감지센서(110)에 자계신호를 인가하여 유입감지센서(110)를 통해 유입구(100)에 유체가 유입되고 있지 않음을 판정할 수 있다.When the fluid flows through the inlet port at a predetermined height, the magnetic field formed at the lower portion of the
유입구 차단장치(120)는 유입구(100) 내에 설치되고, 유입구(100)에서 유체가 더 이상 흐르지 않아야 함에도 불구하고 원거리에 떨어져 있는 취수모터의 작동이상 또는 신호전달이상으로 인하여 계속 동작하는 경우 물리적으로 유체가 유체저장소(10)에 유입되지 않도록 유입구(100)를 차단하는 기능을 한다. 유입구 차단장치(120)는 유입구(100)의 내부 단면과 같은 형상으로 유입구(100)의 외부에 부착되는 개폐수단(122) 등에 의해서 소정각도로 회전, 고정됨으로서 유입구(100)를 차단시킬 수 있다.The
유체저장소 제어장치(900)는 제1 수위센서(300), 제2 수위센서(400)로부터 센싱된 신호를 입력받아 취수 모터를 제어하는 무선신호를 생성하고, 유입감지센서(110)로부터 신호를 입력받아 유입구 차단장치(120)를 제어한다. 또한 제1 수위센서(300), 제2 수위센서(400) 또는 유입감지센서(110)의 고장이 감지된 경우 경보신호를 알람장치에 발신한다.The fluid
송신장치(920)는 무선네트워크를 통해 외부장치에 유체저장소 제어장치(900)로부터 생성된 신호를 전달한다. 일반적으로 취수 모터 제어장치를 통제하기 위한 신호를 전달한다. The transmitting
이상 본 발명의 일실시예에 따른 유체저장소의 각 구성요소를 살펴보았다. 이하 본 발명의 일실시예에 따른 유체저장소(10)의 각 구성요소의 결합관계와 동작상태에 대해서 수위센서의 고장 등을 상정하여 살펴본다.The components of the fluid reservoir according to one embodiment of the present invention have been described above. Hereinafter, a failure or the like of the water level sensor will be described with respect to the coupling relationship and the operation state of each component of the
유체저장소(10)의 유체 저장은 원거리에 있는 취수모터의 작동에 의해서 관로를 타고 유입구(100)로 유체를 유입시킴으로서 가능하다. 유체가 유입되면 유체저장소(10) 내부의 유체수위는 상승하게 되고, 제1 수위감지센서(300)는 초음파, 마이크로파 등을 통해서 수위를 감지한다. 또한 제2 수위감지센서(400)는 유체의 수위 상승에 따라 부력체(600)가 함께 상승하고, 부력체(600)에 부착된 마그넷 지지부재(800)가 따라 상승하며, 마그넷 지지부재(800)의 상측에 형성된 자석(810)은 제1 자기센서(440)에 자계를 인가한 후 연속적인 상승에 의해서 제2 자기센서(450), 제3자기센서(460)에 자계를 인가하고, 각 센서에 인가된 자계에 의해 홀전압이 형성되어 전류가 흐르게 되며, 전류의 유무 또는 전류의 세기를 검출하여 유체저장소(10) 내 유체 수위를 판단한다.Fluid storage of the
그러나 앞서 설명했던 바와 같이 제1 수위감지센서(300)로 사용되는 초음파센서, 레이더 센서가 오작동이나 고장난 경우 취수모터의 동작을 정지시킬 수 있는 신호를 발신하지 않게 되고, 유체저장소(10) 내의 수위는 계속해서 상승하며, 도2에 도시된 유체저장소의 덮개를 통해 범람하게 된다. 유체저장소(10)를 범람한 유체는 논이나 밭을 침수시켜 또 다른 피해를 야기한다. 그러나 본 발명에 따른 유체저장소(10)는 제1 수위감지센서(300)가 오작동하거나 고장난 경우 제2 수위센서(400)가 만수위를 감지하여 유체저장소 제어장치(900)로 신호를 전달하고 유체저장소 제어장치(900)는 송신장치(920)를 통해 취수모터를 제어하는 신호를 송신한다.However, as described above, when the ultrasonic sensor or the radar sensor used as the
또한 유체저장소 제어장치(900)의 취수모터를 제어하는 신호의 송신에도 불구하고 원거리 수신불량이나 수신장치의 고장으로 인하여 취수모터의 제어가 불가능한 상태가 발생하게 되면, 유입구(100)에 설치되어 있는 플롯터(112)가 계속 상승해 있게 되고, 유입감지센서(110)는 자성체(116)에 의한 신호를 감지할 수 없다.Further, if a state in which the control of the intake motor is impossible due to the remote reception failure or the failure of the reception device occurs despite the transmission of the signal for controlling the intake motor of the fluid
이에 유체저장소 제어장치(900)는 타이머(미도시)를 포함하고 있어, 취수모터를 정지시키는 신호를 송신하였음에도 불구하고 소정시간 내에 유입구(100)를 통해 유체가 계속 유입되는 경우(유체감지센서(110)를 통해 신호가 유입되지 않는 경우) 유입구 차단장치(120)를 동작시켜 유입구(100)를 기계적으로 차단시킨다. The fluid
이상 본 발명의 일실시예에 따른 유체저장소(10)의 구성 및 자동제어동작에 대해서 살펴보았다. 이하 본 발명의 또 다른 양태에 따른 유체 공급 시스템에 대해서 살펴본다.The configuration and automatic control operation of the
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 공급 시스템의 블록도이다.6 is a block diagram of a fluid supply system in accordance with an embodiment of the present invention.
도6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 유체 공급 시스템은 유체저장소(10), 유체저장소(10)에 전력을 공급하는 전원공급장치(20), 전원공급장치(20)를 충전시키는 발전장치(30), 유체저장소(10)의 송신장치(920)를 통해 전송되는 무선신호를 수신하여 취수모터 제어장치(70)에 전달하는 수신장치(60), 수신장치(60)와 연결되어 취수모터를 제어하는 취수모터 제어장치(70)를 포함한다. 또한 유체 공급 시스템은 유체저장소(10)의 유체 범람시 유체 저장소 제어장치(900)로부터 경보신호를 수신하여 음성경보신호를 출력하는 알람장치(50)를 포함한다.6, a fluid supply system according to an embodiment of the present invention includes a
유체저장소(10)는 앞서 설명한 본 발명의 일실시예에 따른 유체저장소(10)이며, 전원공급장치(20)는 유체저장소(10)의 제1 수위센서(300), 제2 수위센서(400), 유입구 차단장치(120), 유입감지센서(110), 유체저장소 제어장치(900), 송신장치(920)를 동작시키기 위한 전력을 공급하는 전원이다. 전원공급장치(20)는 충전설비일 수 있으며, 발전장치(30)로부터 전력을 공급받아 저장한다.The
발전장치(30)는 태양광 발전기(31), 풍력 발전기(32), 유체이동을 이용한 소수력 발전기(33)를 포함한다. 태양광 발전기(31), 풍력 발전기(32), 소수력 발전기(33)를 통해 생산된 전력이 전원공급장치(20)에 저장된다. 소수력 발전기(33)는 유체저장소(10)의 배출구(200)에 터빈을 설치하여 유체의 이동으로 인해 터빈을 회전시켜 전력을 생산한다.The
충전제어장치(40)는 태양광 발전기(31), 풍력 발전기(32) 및 소수력 발전기(33)를 제어하고 전력생산량을 감지한다. 또한 전원공급장치(20)의 충전상태 및 이상 유무를 감지하여 유체 저장소 제어장치(900)에 충전정보를 전송한다. The
수신장치(60)는 무선네트워크 망을 이용하여 유체저장소(10)의 송신장치(920)로부터 송신된 취수모터 제어신호를 입력받아 취수모터를 제어한다. The receiving
본 발명의 일실시예에 따른 유체 공급 시스템에 의하면 유체저장소(10)에 전력을 공급하는 별도의 설비가 필요 없으며 무공해 친환경 에너지인 태양광 발전기(31), 풍력 발전기(32), 소수력 발전기(33)를 통해서 전원을 자가 생산하고 이를 활용하여 유체저장소(10) 및 알람장치(50)를 동작시킨다. 특히 본 발명의 일실시예에 따른 유체 공급 시스템은 충전 제어장치(40)를 포함하고 있어 태양광 발전기(31)에 의한 전력생산이 가능한 낮에 전력생산이 가능하고, 바람이 부는 날에는 풍력발전기(32)를 통해 전력을 생산하며, 소수력발전기(33)는 도2를 참고하면 배출구(200)에 설치되어 있는 배출밸브(220)를 개방하여 유체를 배출할 때 전력생산이 가능한 발전장치이다. The fluid supply system according to the embodiment of the present invention does not require a separate facility for supplying electric power to the
충전제어장치(40)는 각 발전기에 의해서 전원공급장치(20)에 충전된 충전량을 계속 모니터링하고, 전원공급장치(20)에 충전된 전력이 유체저장소(10)의 작동이 가능한 최소 충전 전력 이하로 떨어진 경우 유체저장소(10)의 유체 저장소 제어장치(900)는 유체저장소(10)의 유입구 차단장치(20)를 동작시켜 취수모터에 의한 유체의 유입을 기계적으로 차단시켜 유체저장소(10) 내의 유체의 범람을 미리 차단한다.The
또한 본 발명의 일실시예에 따른 유체 공급 시스템에 포함되어 있는 알람장치(50)는 유체저장소(10)의 범람이나 제1 수위센서(300), 제2 수위센서(400) 또는 유입감지센서(110)의 고장시에 유체저장소 제어장치(900)로부터 경보신호를 수신하여 음성경보신호를 출력하고, 유체저장소 제어장치(900)가 충전제어장치(40)로부터 유체저장소(10)에 공급될 전원이 부족하다는 신호를 수신한 경우에도 음성경보신호를 출력할 수 있다. The
이상 본 발명의 일실시예에 따른 유체저장소(10)는 유체의 수위에 따라서 원거리에 있는 취수모터를 자동으로 제어하고 수위센서의 오류나 고장 또는 수신불량에 따른 통제불가 상황에서 유체의 범람을 자동으로 감지하여 피해를 미연에 방지할 수 있으며, 본 발명의 또 다른 양태인 유체 공급 시스템에 의하면 다양한 전원공급원에 의해서 안정적으로 유체저장소에 전력을 공급하고 유체의 범람이나 기기의 오류시에 음성경보를 출력하는 시스템이 제공된다.
The
10 유체저장소 20 전원공급장치
30 발전장치 31 태양광 발전기
32 풍력 발전기 33 소수력 발전기
40 충전제어장치 50 알람장치
60 수신장치 70 취수모터 제어장치
100 유입구 110 유입감지센서
112 플롯터 114 플롯터 지지부재
116 자성체 118 밀봉제
120 유입구 차단장치 122 개폐수단
200 배출구 220 배출밸브
300 제1 수위센서 400 제2 수위센서
420 센서지지부재 440 제1자기센서
450 제2자기센서 460 제3자기센서
500 챔버 600 부력체
700 부력체 지지부재 800 마그넷 지지부재
810 자석 820 개방홀
900 유체저장소 제어장치 910 송신장치 10
30
32
40
60
100
112
116
120
200
300 first
420
450 second
500
700 float
810
900 Fluid storage control device 910 Transmitter
Claims (8)
상기 유체저장소의 상부에 형성되어 상기 유체저장소 내 유체의 수위를 감지하는 제1 수위센서;
상기 제1 수위센서와 이격된 위치에서 상기 유체저장소의 상부에 형성되어 상기 유체저장소 내 유체의 수위를 감지하는 제2 수위센서;
상기 제2 수위센서를 밀폐시키는 챔버;
상기 유체저장소의 내부에 형성되어 유체의 수위증가 또는 감소에 따라 유체표면에서 상하운동을 하는 부력체;
상기 유체저장소 내부의 상부면과 하부면에 고정 설치되어 상기 부력체의 상하운동을 유도하는 부력체 지지부재;
상기 부력체에 부착되고, 상측에 자석이 형성되며, 상기 제2 수위센서에 자계신호를 전달하는 마그넷(magnet) 지지부재;
상기 유입구 외부 표면에 형성되어 유체의 유입유무를 감지하는 유입감지센서;
상기 유입구를 자동으로 개폐시키는 유입구 차단장치;
상기 제1 수위센서, 상기 제2 수위센서로부터 센싱된 신호를 입력받아 취수 모터를 제어하는 무선신호를 생성하고, 상기 유입감지센서로부터 신호를 입력받아 상기 유입구 차단장치를 제어하는 유체저장소 제어장치;
상기 유체저장소 제어장치로부터 생성된 무선신호를 송신하는 송신장치를 포함하며,
상기 제1 수위센서는 초음파 센서 또는 레이더 센서이고,
상기 제2 수위센서는 상기 유체저장소의 상부면에 일측이 고정되는 센서지지부재와 상기 센서 지지부재의 길이방향으로 소정의 간격으로 이격되어 고정 설치되는 제1자기센서, 제2자기센서 및 제3자기센서를 포함하며,
상기 마그넷 지지부재의 상측에 형성되는 자석은 상기 유체저장소의 상부면에 형성된 개방홀을 통해 상기 유체저장소의 외부로 노출되어 상하이동함으로써 상기 제1자기센서, 제2자기센서 및 제3자기센서 중 적어도 어느 하나에 자계신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 유체저장소.A fluid reservoir having an inlet and an outlet for the fluid,
A first level sensor formed on the top of the fluid reservoir and sensing a level of the fluid in the fluid reservoir;
A second level sensor formed on the fluid reservoir at a position spaced apart from the first level sensor and sensing a level of fluid in the fluid reservoir;
A chamber for sealing the second level sensor;
A buoyant body formed inside the fluid reservoir and moving up and down on the surface of the fluid as the level of the fluid increases or decreases;
A buoyant body supporting member fixedly installed on the upper and lower surfaces of the fluid reservoir to guide up and down movement of the buoyant body;
A magnet supporting member attached to the buoyant body and having a magnet formed on an upper side thereof and transmitting a magnetic field signal to the second water level sensor;
An inflow detection sensor formed on the outer surface of the inflow port to detect the inflow of the fluid;
An inlet blocking device for automatically opening and closing the inlet;
A fluid storage control device that receives a signal sensed by the first water level sensor and the second water level sensor to generate a radio signal for controlling the water intake motor and receives the signal from the water intake sensor to control the water inlet blocking device;
And a transmitting device for transmitting a radio signal generated from the fluid storage control device,
Wherein the first level sensor is an ultrasonic sensor or a radar sensor,
The second level sensor may include a sensor support member having one side fixed to the upper surface of the fluid reservoir and a first magnetic sensor spaced apart from the sensor support member by a predetermined distance in a longitudinal direction of the sensor support member, Comprising a magnetic sensor,
The magnet formed on the upper side of the magnet support member is exposed to the outside of the fluid reservoir through an opening formed in the upper surface of the fluid reservoir and moves up and down, Wherein the magnetic field signal is transmitted to at least one of the fluid reservoirs.
상기 제1자기센서, 상기 제2자기센서 및 상기 제3자기센서는 홀센서인 것을 특징으로 하는 유체저장소.The method according to claim 1,
Wherein the first magnetic sensor, the second magnetic sensor, and the third magnetic sensor are Hall sensors.
상기 유입구의 수위에 따라 상하운동을 하는 플롯터(floater);
상기 플롯터를 고정시키는 플롯터 지지부재; 및
상기 플롯터의 표면에 형성되어 상기 유입감지센서에 자계신호를 전달하는 자성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체저장소.The method according to claim 1,
A floater that moves up and down according to the level of the inlet;
A plotter support member for fixing the plotter; And
Further comprising a magnetic body formed on a surface of the plotter for transmitting a magnetic field signal to the inflow detecting sensor.
상기 자성체의 유체에 의한 부식을 방지하기 위해 상기 플롯터와 자성체의 표면에 형성되는 밀봉제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체저장소.The method of claim 3,
Further comprising a sealant formed on the surface of the magnetic field and the plotter to prevent corrosion of the magnetic material by the fluid.
상기 유체저장소에 전력을 공급하는 전원공급장치;
상기 전원공급장치를 충전시키는 발전장치;
상기 유체저장소의 송신 장치를 통해 전송되는 상기 무선신호를 수신하는 수신장치;
상기 수신장치와 연결되어 취수모터의 동작을 제어하는 취수모터 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 공급 시스템.The fluid reservoir of claim 1;
A power supply for supplying power to the fluid reservoir;
A power generator for charging the power supply;
A receiving device for receiving the radio signal transmitted through a transmitting device of the fluid reservoir;
And a water intake motor control device connected to the reception device for controlling the operation of the water intake motor.
상기 발전장치는 태양광 발전기, 풍력 발전기 및 유체이동을 이용한 소수력 발전기를 포함하며,
상기 유체공급 시스템은 상기 태양광 발전기, 상기 풍력발전기 및 상기 소수력 발전기를 제어하고 전력생산량을 감지하며, 상기 전원공급장치의 충전상태 및 이상 유무를 감지하는 충전제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 공급 시스템.6. The method of claim 5,
The power generation apparatus includes a solar power generator, a wind power generator, and a small hydro power generator using fluid movement,
Wherein the fluid supply system further comprises a charge control device for controlling the solar generator, the wind turbine, and the small hydropower generator, for sensing the amount of power production, and for detecting the state of charge and the abnormality of the power supply device Fluid supply system.
상기 소수력 발전기는 상기 유체저장소의 배출구를 통해 배출되는 유체를 이용하여 터빈을 회전시키는 것을 특징으로 하는 유체 공급 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the small hydrostatic generator rotates the turbine using fluid discharged through an outlet of the fluid reservoir.
상기 유체저장소의 유체 범람, 제1수위센서, 제2수위센서 또는 배출감지센서의 고장시 상기 유체 저장소 제어장치로부터 경보신호를 수신하여 음성경보신호를 출력하는 알람장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 공급 시스템.6. The method of claim 5,
Further comprising an alarm device for receiving an alarm signal from the fluid storage control device and outputting a voice alarm signal when the fluid flooding of the fluid reservoir, the first level sensor, the second level sensor or the discharge sensor fails, Fluid supply system.
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