KR101563074B1 - 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적설감지장치 및 방법에 관한 것으로, 그 구성을 살펴보면, 강수를 수집하는 수수판과, 상기 수수판의 상부에 부착된 원통형망과, 상기 수수판 하부에 부착된 로드셀과 제어장치, 수수판 외부에 설치된 바람막이를 포함한다.
상술한 구성의 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치에 따르면, 강수가 수수판에 수집되면 하부에 로드셀을 이용하여 무게를 측정하고, 측정된 무게 값으로 비, 눈, 우박의 강수형태를 구별하고, 적설의 유무를 판별하며, 적설의 강설량을 산출할 수 있는 특징이 있다.

Description

강수형태 구별이 가능한 적설감지장치 및 방법{Distinguish the type precipitation, snow cover sensing apparatus and method}

본 발명은 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치 및 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 수수판 하부에 로드 셀(load cell)을 설치하고 무게를 측정하여, 강수형태를 구별하고, 적설의 유무를 판별하는 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치 및 방법에 관한 것이다.

적설이란 지면에 쌓인 눈을 말한다. 눈이 내려 쌓인 기간에는 관계없이 관측 시에 실제 지면에 쌓여 있는 눈의 깊이 전부를 뜻한다. 기상관측을 할 때 관측노장의 2분의 1 이상이 눈으로 덮여 있어야 적설이라 관측하며, 싸락눈이나 가루눈 등도 포함된다.

일반적으로 강우감지장치는 비, 이슬비, 눈 등의 강수 현상을 감지하여, 현재의 강수 상태를 인지하기 위한 장치이다. 통상적으로, 상기 강우감지 장치는 간격이 좁은 두 개의 철선을 외부에 노출시켜 비가 오면 철선 사이의 물방울이 맺혀 두 전극 사이의 흐르는 전류를 포착하는 방식을 이용한다. 하지만, 상기한 방식의 강우감지장치는 이슬, 안개에 의한 오작동이 발생하는 문제와 고체 강수(눈, 우박)는 이용이 불가능 하다는 문제가 있다.

현재 세계적으로 강수입자를 관측하기 위해 고안된 대표적인 장비는 광학방식을 이용한 강수입자관측장비(Disdrometer)가 개발되어 사용되고 있다.

이러한 강수입자관측장비(Disdrometer)는 강수입자의 크기, 낙하속도, 강우강도, 시정 그리고 강수형태 등을 측정하는 장비로 레이저 발신기에서 광선의 수평 빔(beam)을 발생시켜 이를 수신 장치에서 전기신호로 전환한다.

그럼에도 강수입자관측장비(Disdrometer)는 비, 눈, 우박의 정확한 형태를 관측하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 비, 눈, 우박을 구별하고, 적설의 유무를 판별하며, 적설의 강설량을 산출할 수 있는 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치 및 방법을 제공하는 것이 목적이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치에 있어서 강수를 수집하는 수수판과, 상기 수수판 상부에 설치된 원통형망과, 상기 수수판 하부에 설치된 로드 셀(load cell)과, 상기 수수판 하부에 설치된 제어장치와 상기 수수판 외부에 설치된 바람막이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 강수를 수집하는 수수판은 백색 도장된 원형의 나무판으로 수수판의 상면은 볼록한 형상으로 형성되어 있고, 하부의 결빙방지면은 안쪽 면을 밖으로 경사지게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수수판 상부에 싸라기눈, 우박을 수집할 수 있는 원통형 망이 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람의 영향을 받지 않고 수수판에 눈이 쌓이도록 하기 위한

바람막이가 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 강수형태 구별이 가능한 적설감지 방법은 (A) 수수판 하부에 로드 셀(load cell)을 이용하여 무게값과 시간에 따른 무게의 파형을 측정하는 단계; (B) 상기 측정된 시간-무게의 파형에서 파의 진폭의 크기를 비교하여 비, 눈, 우박을 구별하는 단계; (C) 상기 측정된 무게 값을 수수판이 물에 젖는 무게값과 비교하여 적설의 유무를 판별하는 단계; (D) (C)단계에서 적설로 판별된 경우 적설의 무게값을 강수량으로 환산하여 강설량을 산출하는 단계;를 포함한다.

본 발명에 의한 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치 및 방법은 무게 값을 측정하여 비, 눈, 우박을 구별하며, 적설의 유무를 판별하고, 적설의 강설량을 산출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 바람막이에 설치된 적설감지장치의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 적설감지장치의 평면도와 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 적설감지장치의 조립단면도,
도 4는 본 발명에 따른 비, 눈, 우박의 구별과 적설의 유무를 판별하는 방법에 관한 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 비, 눈, 우박의 구별과 적설의 유무를 판별하는 방법의 예시도 이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 바람막이에 설치된 적설감지장치의 사시도 이고, 도 2는 적설감지장치의 평면도와 단면도이며, 도 3은 적설감지장치의 조립단면도이고, 도 4는 비, 눈, 우박의 구별과 적설의 유무를 판별하는 방법에 관한 순서도이고, 도 5는 비, 눈, 우박의 구별과 적설의 유무를 판별하는 방법의 예시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 강수가 있으면 원통형망(30)이 구비된 수수판(10)에 수집되면 수수판(10) 하부에 설치된 로드셀(22)에 의해 무게가 측정되고, 측정된 무게 값은 제어장치(20)로 전송하여 저장된다.

상기 수수판(10)은 백색 도장된 원형의 나무판으로, 사람이 직접 목측을 이용한 적설판과 같은 재질이 바람직하다.

상기 수수판(10) 상면의 수수면(12)은 물이 고이지 않도록 볼록한 형상으로 형성된다. 수수판(10) 하부의 결빙방지면(14)은 안쪽 면을 밖으로 경사지게 하여 수수판(10)에서 내려온 물이 로드셀(22)과 제어장치(20)의 면에 닿아 결빙되지 않도록 하기 위한 것이다.

원통형망(30)은 철 또는 플라스틱의 재질로 수수판(10)의 상부에 부착하여 빗물은 통과하고 싸라기눈이나 우박은 수수판(10)에 부딪쳐 수수판(10) 밖으로 나가지 않도록 하기 위한 것이다.

바람막이(40)는 바람막이지지대(42)와 바람막이판(44)을 구비하여 바람의 영향을 받지 않고 수수판(10)에 눈이 쌓이도록 하기 위한 것이다.

도 3을 참조하면, 수수판(10)과 원통형망(30), 로드셀(22)은 나사로 결합된다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 비, 눈, 우박의 구별방법과 적설의 유무를 판별하는 방법은 아래와 같다.

강수가 시작되어 무게가 감지되면 수수판(10) 하부에 로드셀(22)을 이용하여 무게값과 시간에 따른 무게의 파형을 측정하고 제어장치(20)로 전송하여 저장한다(S1).

비, 눈, 우박은 각각의 낙하속도와 강수강도 차이로 수수판(10)에 가해지는 충격량이 달라 측정된 시간-무게의 파형(가)에서 각각 다른 진폭의 크기로 나타난다.

제어장치(20)는 측정된 시간-무게의 파형(가)에서 파의 진폭의 크기를 비교하여 비, 눈, 우박을 구별한다(S2).

상기 제어장치(20)에 저장된 무게 값을 수수판(10)이 물에 젖는 무게값(나)과 비교하여 적설의 유무를 판별한다(S3).

비는 초기에 무게가 증가하다가 볼록한 수수면(12)에 의해 빗물은 고이지 않고 흘러내리고 수수판(10)이 물에 젖는 무게값(나)에서 유지되지만, 눈과 우박은 무게가 계속 증가하여 수수판(10)이 물에 젖는 무게값(나)을 초과하게 되면 적설이 있는 것으로 판단한다.

이때, 적설이 있는 것으로 판단되면 측정된 무게값을 강수량으로 환산하여 강설량을 산출한다.

또한, 쌓인 고체강수의 무게도 측정 할 수 있다.

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이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 수수판 30: 원통형망
12: 수수면 40: 바람막이
14: 결빙방지면 42: 바람막이지지대
20: 제어장치 44: 바람막이판
22: 로드셀
가: 시간-무게의 파형
나: 수수판이 물에 젖는 무게 값

Claims (6)

1. 강수를 수집하는 수수판;
   상기 수수판의 상부에 부착된 원통형망;
   상기 수수판의 하부에 설치된 로드셀;
   상기 수수판의 하부에 설치된 제어장치;
   상기 수수판 외부에 설치된 바람막이를 포함하는 것을 특징으로 하는 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 수수판은 백색 도장된 원형의 나무판으로 상면의 수수면이 볼록한 형상으로 형성되고, 하부의 결빙방지면은 안쪽 면을 밖으로 경사지게 한 것을 특징으로 하는 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치.
3. 제 1항에 있어서,
   철 또는 플라스틱의 재질로 된 원통형망을 포함하는 것을 특징으로 하는 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치.
4. 제 1항에 있어서,
   바람막이지지대와 바람막이판으로 구성된 바람막이를 설치하는 것을 특징으로 하는 강수형태 구별이 가능한 적설감지장치.
5. (A) 로드 셀(load cell)을 이용하여 무게값과 시간에 따른 무게의 파형을 측정하는 단계; (B) 상기 측정된 시간-무게의 파형(가)에서 파의 진폭의 크기를 비교하여 비, 눈, 우박을 구별하는 단계; (C) 상기 측정된 무게 값을 수수판(10)이 물에 젖는 무게값과 비교하여 적설의 유무를 판별하는 단계; (D) (C)단계에서 적설이 있는 것으로 판별되면 측정된 무게 값을 강수량으로 환산하여 강설량을 산출하는 단계; 를 포함하는 강수형태 구별이 가능한 적설감지방법.
   
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