KR101810577B1 - 연직 다 지점 gps 전자 플로터 시스템 및 이를 이용한 유속 측정방법 - Google Patents

연직 다 지점 gps 전자 플로터 시스템 및 이를 이용한 유속 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연직 다 지지점 GPS 전자 플로터 시스템 및 이를 이용한 유속 측정방법에 관한 것으로, 수표면 위에서 작용하는 바람, 파도 등의 영향을 거의 받지 않으면서 물의 흐름방향에 순응하여 이동할 수 있도록 함으로써 정확한 유속 측정이 가능하도록 한 것이다.
이러한 본 발명은 수표면에 부유하고, GPS 수신기를 탑재하여 GPS 정보를 수신하는 플로터와; 상기 플로터로부터 그 하측으로 이격된 수중에서 중량을 갖고 부유하면서 연결라인에 의해 상기 플로터와 연결되어 물에 흐름에 따라 상기 플로터를 이끌고 함께 이동하는 수중 추진부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연직 다 지점 GPS 전자 플로터 시스템 및 이를 이용한 유속 측정방법{Perpendicularity multipoint mode GPS electron floater system and method of measuring flow velocity thereby}
본 발명은 전자 플로터 시스템에 관한 것으로, 특히 수표면 위에서 작용하는 바람, 파도 등의 영향을 거의 받지 않으면서 물의 흐름방향에 순응하여 이동할 수 있도록 함으로써 정확한 유속 측정이 가능하도록 한 연직 다 지지점 GPS 전자 플로터 시스템 및 이를 이용한 유속 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 대기나 해양, 하천 등에서 유동 유체의 유동상태를 파악하기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.
이같은 연구에서 유체의 유동 특성을 파악하기 위해 컴퓨터를 이용하여 유체의 운동방정식을 푼 후 시뮬레이션을 통해 모델링을 하는 것이 한 방법이나, 이는 실제 유체가 유동하는 환경에서 발생되는 요인들을 나타내기 위해서는 한계가 있기 때문에 실제 측정을 통한 검증만큼 실제적이진 못하였다.
그러나 최근 GPS 관련 기술이 발전하면서 한국등록특허공보 제1525784호, 일본공개특허공보 제2006-284434호, 일본공개특허공보 제2001-004649호 등에 개시된 것처럼 GPS를 이용한 유속 측정기술들이 개시되고 있다.
이 중 한국등록특허공보 제1525784호에는 도 1a에 도시된 것처럼 하우징(60)의 안치 공간에 가로로 설치 고정되고, 소자가 탑재되는 기판(10)과; 상기 기판(10)의 상부에 탑재되는 GPS 수신기(20)와; 상기 기판(10)에 탑재되어 GPS 수신기(20)로부터 위치정보를 수신하여 메모리 카드(40)에 저장하는 제어부(30)와; 상기 기판(10)의 하부 또는 상부에 탑재되고, 상기 제어부(30)와 연결되어 시간정보와 GPS 위치정보를 저장하는 메모리 카드(40)와; 상기 제어부(30), GPS 수신기(20), 또는 메모리 카드(40)에 연결되어 전원을 공급하는 배터리(50)를 포함하는 구성으로 이루어져 강이나 하천의 지점별 유속, 유체가 흐르는 유선 등을 파악할 수 있도록 한 지피에스 모듈 탑재형 유선 및 유속 측정용 부유식 항해 캡슐이 개시되어 있다.
그러나 이같은 종래기술에 의한 부유식 항해 캡슐의 경우 도 1b에서 볼 수 있는 것처럼 물의 흐름보다는 수표면 위에서 가해지는 바람, 파도 등의 영향을 더 많이 받으면서 물의 흐름을 따라 이동하지 못하는 치명적인 문제점이 있었다. 특히 인공하도식 어도 입구와 같이 비교적 유속이 느린 지점에서는 미세한 역풍에도 쉽게 영향을 받으면서 정확한 측정이 이루어지지 못하였다.
한국등록특허공보 제1525784호(2015.05.29)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 수표면 위에서 작용하는 바람, 파도 등의 영향을 거의 받지 않으면서 물의 흐름방향에 순응하여 이동할 수 있도록 함으로써 정확한 유속 측정이 가능하도록 한 연직 다 지지점 GPS 전자 플로터 시스템 및 이를 이용한 유속 측정방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 연직 다 지지점 GPS 전자 플로터 시스템은, 물의 흐름을 따라 이동하면서 물의 유속을 측정할 수 있도록 한 전자 플로터 시스템으로서, 수표면에 부유하고, GPS 수신기를 탑재하여 GPS 정보를 수신하는 플로터와; 상기 플로터로부터 그 하측으로 이격된 수중에서 연결라인으로 연결되어 상기 플로터를 이끌고 함께 이동하는 수중 추진부를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 수중 추진부는, 상기 연결라인에 연결된 상태로 물의 흐름에 순응하여 이동하면서 상기 연결라인을 통해 상기 플로터를 끌고 가는 가이드볼을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가이드볼은 복수개가 구비되어 서로 이격을 두고 연결라인에 의해 직렬 연결된 상태로 수중에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 수중 추진부는, 수표면에 부유하는 상기 플로터와 별개의 것으로 추가 구비되어 연결라인에 연결된 상태로 수중에 위치하며 GPS 수신기를 탑재하여 GPS 정보를 수신하는 추가적인 플로터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 수중 추진부는, 수표면에 부유하는 상기 플로터와 별개의 것으로 복수개가 추가 구비되어 서로 이격을 두고 연결라인에 의해 직렬 연결된 상태로 수중에 위치하며 각각 GPS 수신기를 탑재하여 GPS 정보를 수신하는 추가적인 복수의 플로터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 수중 추진부는 상기 연결라인의 최하단부에 연결되어 수중에서 물의 흐름에 순응하여 이동하면서 상기 연결라인을 통해 상기 플로터를 끌고 가는 가이드볼을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가이드볼은, 두 개의 원형 링이 십자형으로 교차 결합되어 이루어진 십자 프레임과; 상기 십자 프레임의 외측을 둘러싸서 내부공간을 형성하되 상기 십자 프레임이 접촉하는 부위는 외측으로 돌출된 형상을 이루도록 둘러싸는 튜브하우징으로 이루어지고, 상기 두 개의 원형 링이 교차된 상부 교차점에 상기 연결라인이 연결되어, 수중에서 물의 흐름으로 인해 상기 연결라인을 축으로 상기 프레임과 튜브하우징이 자전하면서 이동할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 원형 링 각각에는 가장 넓은 폭을 갖는 중간부위를 수평하게 가로지르는 수평 지지바가 구비되어 상기 수평 지지바들 간에 십자형으로 교차하며, 상기 수평 지지바들 간의 교차지점에 지지되어 메달린 형태로 중심추가 더 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 튜브하우징은 투명 재질의 막으로 구비되며, 다수의 통공이 형성되어 그 통공을 통해 상기 튜브하우징의 내부로 수중의 물이 유입되도록 하여 부력을 최소화할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가이드볼의 하측으로는 상기 가이드볼의 중량을 보강하는 중량보강부재가 매달린 형태로 더 설치되며, 상기 중량보강부재는, 서로 마주하는 내측면에 각각 상하방향의 가이드홈이 형성된 한 쌍의 수직부를 구비하는 프레임과, 양단부가 상기 한 쌍의 수직부의 가이드홈에 삽입되어 상기 수직부 한 쌍의 이격된 사이에서 적층되는 다수의 단위 중량물을 포함하되, 상기 단위 중량물의 양단부는 좌편과 우편으로 각각 돌출되도록 절곡된 판형상으로 이루어지고, 상기 프레임의 전측벽에는 절곡된 판형상의 형상을 갖는 상기 단위 중량체의 양단부가 삽입되도록 한 절개부가 형성되어, 상기 단위 중량물이 적층된 개수에 의하여 중량을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 플로터는, 내부가 보이는 투명 재질로 이루어지고 외주면에는 상기 연결라인에 의해 연결 가능하도록 연결고리를 구비하며, 내부 공간을 상부와 하부로 분리하는 중간 플레이트가 구비된 투명 재질인 구형의 캡슐과; 상기 중간 플레이트의 상면에 설치된 GPS 수신기를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 유속 측정방법은, 유속을 측정하고자 하는 현장을 답사하고 측정 구간을 설정하는 단계와; 흘수를 고려하여 제1항 내지 제10항의 전자 플로터 시스템을 제작하는 단계와; 수리량을 측정하는 단계와; 상기 전자 플로터 시스템을 흐르는 물에 주입하는 단계와; 물에 주입된 상기 전자 플로터 시스템을 일정 시간 유하시키는 단계와; 상기 전자 플로터 시스템에 포함된 플로터의 GPS 수신기로부터 GPS 정보를 수거하여 유속을 산출하는 단계를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전자 플로터 시스템 및 이를 이용한 유속 측정방법은, 수표면 위에서 가해지는 바람, 파도 등의 영향을 거의 받지 않으면서 물의 흐름방향을 따라 충실하게 이동할 수 있도록 함으로써 정확한 유속 측정이 가능하다.
또한, 본 발명은 플로터를 하측에서 지지해주는 가이드볼이 물의 흐름에 의해 자연스럽게 자전할 수 있도록 구성되었기 때문에 보다 원활하게 물의 흐름에 순응하여 이동할 수 있다.
또한, 본 발명은 플로터와 가이드볼에 대하여 중량보강부재에 의해 단계적으로 중량을 보강할 수 있으므로 수심에 따라 다양한 운용이 가능해진다.
도 1a 및 도 1b는 종래기술을 설명하기 위한 참조도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템에서 플로터의 구성을 설명하기 위한 사시도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템에서 가이드볼의 구성을 설명하기 위한 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템에서 중량보강부재의 구성을 설명하기 위한 참조사시도
도 6은 본 발명의 제1변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도
도 7은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도
도 8은 본 발명의 제3변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도
도 9는 본 발명의 제4변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도
도 10은 본 발명의 제5변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도
도 11은 본 발명의 제6변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도
도 12는 본 발명의 제7변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도
도 13은 본 발명의 제8변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 유속 측정방법을 설명하기 위한 흐름도
도 15는 본 발명의 실시예에 의한 유속 측정방법을 설명하기 위한 참조도
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 전자 플로터 시스템 및 이를 이용한 유속 측정방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템에서 플로터의 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템에서 가이드볼의 구성을 설명하기 위한 사시도이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템에서 중량보강부재의 구성을 설명하기 위한 참조사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템은 연결라인(140)에 의해 수표면으로부터 수중에 이르기까지 연직방향으로 연결된 플로터(110)와 가이드볼(120)을 기본 구성으로 하며, 여기에 더해 상기 가이드볼(120)의 하측으로 가이드볼(120)의 중량을 보강할 수 있도록 중량보강부재(130)가 추가된다.
이 중 수표면에 위치하는 플로터(110)를 제외하고 수중에 위치하는 복수의 가이드볼(120) 및 중량보강부재(130)는 수중 추진부로 분류되며 상기 수중 추진부에 속한 이들은 수표면 위에서 작용하는 바람, 파도 등의 영향과 관계없이 물의 흐름에 순응하여 이동하면서 수표면에 위치하는 플로터(110)를 이끌고 함께 이동하는 역할을 한다. 이로써 GPS 수신기(112)를 탑재하고 있는 플로터(110)가 수표면 위에서 작용하는 바람이나 파도 등의 외부 영향을 거의 받지 않고 물의 흐름에 따라 이동할 수 있게 되어 정확하게 유속 측정을 할 수 있는 것이다.
이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 전자 플로터 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
먼저 플로터(110)는 수표면에 위치하고 도 3에 도시된 것처럼 구형의 캡슐(111)과, GPS 수신기(112)를 포함하여 이루어진다.
이 중 상기 캡슐(111)은 내부가 보이는 투명 재질로 이루어지고 외주면에는 상기 연결라인(140)에 의해 연결 가능하도록 연결고리(111b)를 구비한다. 또한, 캡슐(111)의 내부 공간을 상부와 하부로 분리하는 중간 플레이트(111a)가 구비되며 내부가 보여지도록 투명 재질의 플라스틱 소재로 이루어지면 좋다.
또한 상기 GPS 수신기(112)는 중간 플레이트(111a) 상면에 설치되며(중간 플레이트(111a) 기판으로 구비되는 것도 가능함), GPS 정보(위치정보)를 수신하는 역할을 한다. 그러면 플로터(110)에 함께 구비된 메모리 카드에 GPS 정보가 저장된다. 또는 플로터(110)에 메모리 카드 대신 무선통신 인터페이스를 설치하여 실시간으로 GPS 정보를 연구원에게 전달할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
상기 가이드볼(120)은 수표면에 위치한 플로터(110)를 수중에서 붙잡는 형태로 지지하면서 물의 흐름에 순응하여 이동하는 가운데 상기 플로터(110)를 이끌고 함께 이동하는 중추적인 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 가이드볼(130)은 도 4에서 볼 수 있는 것처럼 십자 프레임(122)과, 튜브하우징(121)과, 수평 지지바(123)와, 중심추(124)로 이루어지며 상기 각 구성요소들에 대해 아래에서 설명한다.
먼저 상기 가이드볼(120)의 십자 프레임(122)은, 두 개의 원형 링이 십자형으로 교차 결합되어 이루어진다. 여기서 상기 십자 프레임(122)은 도 4와 같이 튜브하우징(121)이 그 외측을 둘러싼 상태에서 외측으로 돌출된 형상을 갖도록 구성된다. 그리고 상기 십자 프레임(122)을 이루는 두 개의 원형 링이 교차되는 상부 교차점에 연결라인(140)이 연결된다. 그러면 수중에서 물의 흐름으로 인해 외부 측면에 돌출된 상기 십자 프레임(122)이 영향을 받아 연결라인(140)을 축으로 자전하게 된다. 이처럼 물의 흐름에 따라 상기 십자 프레임(122)이 자전하게 되면 물의 흐름에 대한 저항을 줄이는데 도움이 되며 물의 흐름에 더욱 더 순응하여 이동할 수 있게 된다.
또한, 상기 가이드볼(120)의 튜브하우징(121)은 상기 십자 프레임(122)의 외측을 둘러싸서 내부공간을 형성하되 상기 십자 프레임(122)이 접촉하는 부위는 외측으로 돌출된 형상을 이루도록 둘러싼다. 여기서 상기 튜브하우징(121)은 투명 재질의 비닐막 또는 플라스틱 케이싱으로 구비되며, 다수의 통공(121a)이 형성되어 그 통공(121a)을 통해 상기 튜브하우징(121)의 내부로 수중의 물이 유입되도록 하여 부력을 최소화할 수 있도록 한다.
또한, 상기 가이드볼(120)의 수평 지지바(123)가 원형 링 각각에서 가장 넓은 폭을 갖는 중간부위를 수평하게 가로지르는 형태로 설치되며, 상기 중심추(124)는 상기 수평 지지바(123)들 간의 교차지점에 메달린다. 이같이 가이드볼(120)에 설치된 중심추(124)는 상기 가이드볼(120)의 회전방향과 관계없이 하방으로 처진 상태를 유지하면서 무게중심을 안정적으로 잡아준다. 이로써 상기 가이드볼(120)이 상하로 뒤집히면서 뒤엉키는 문제를 억제할 수 있다. 단, 상기 중심추(124)는 사용환경에 따라 선택적으로 설치할 수 있다.
여기서 상기 가이드볼(120)은 도 2에 도시된 것처럼 복수개가 구비되어 서로 이격을 두고 연결라인에 의해 직렬 연결된 상태로 수중에 위치하도록 구성되는 것이 단 하나의 가이드볼(120)만으로 구성되는 것보다는 수표면에 위치한 플로터(110)을 보다 안정적으로 지지하는데 유리하지만, 하기에서 살펴볼 수 있는 것처럼 단 하나의 가이드볼(120)만으로 구성되어도 상기 플로터(110)를 무리 없이 안정적으로 지지할 수 있다.
상기 중량보강부재(130)는, 상기 가이드볼(120)의 중량을 보강해줌으로써 연결라인(140)에 달려 있는 플로터(110)들이 부력에 의해 수표면으로 부상하지 않고 수중에 연직방향으로 안정적으로 드리워질 수 있도록 해주는 역할을 한다. 이를 위해 상기 중량보강부재(130)는 서로 마주하는 내측면에 각각 상하방향의 가이드홈(131a)이 형성된 한 쌍의 수직부를 구비하는 사각 프레임(131)과, 양단부가 상기 한 쌍의 수직부의 가이드홈(131a)에 삽입되어 상기 수직부 한 쌍의 이격된 사이에서 적층되는 다수의 단위 중량물(132)을 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 단위 중량물(132)은 절곡되어 형성된 절곡 판재(133)에 안착된 형태로 하나의 모듈을 이루는데 상기 절곡 판재(133)의 좌측 단부와 우측 단부는 각각 좌측과 우측으로 돌출된 형상으로 형성되어 상기 사각 프레임(131)의 전측벽에 형성된 절개부(131b)를 통해 인입되어 상기 가이드홈(131a)에 위치하게 된다.
이같은 중량보강부재(130)의 구성에서 주목할 점은 상기 중량보강부재(130)가 하나의 덩어리로 이루어진 것이 아니라 상기 단위 중량물(132)을 적층시키면서 점진적으로 중량을 늘릴 수 있도록 구성되었다는 점이다. 따라서 상기 가이드볼(120) 중량만으로는 복수의 플로터(110)를 이끌고 도달하기 어려운 수심까지 가이드볼(120)이 정확하게 위치할 수 있도록 융통성 있게 중량을 조절하여 상기 가이드볼(120)을 보조할 수 있는 것이다.
계속해서 본 발명의 변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제1변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템은 연결라인(140)에 의해 수표면에 위치한 플로터(110)와 수중에 위치한 하나의 가이드볼(120)만으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이같은 구성은 수심이 깊지 않은 곳에 유용하며 수중에 위치하는 가이드볼(120)은 깊지 않은 수심에서 물의 흐름에 순응하여 이동하면서 상기 플로터(110)를 무리없이 이끌고 갈 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제2변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템은 변형 전 실시예와 비교하여 연결라인(140)에 의해 가이드볼(120) 복수개를 수중에 연직방향으로 배치하였으나 중량보강부재(130)는 제외한 것을 특징으로 한다.
이같은 구성은 비교적 수심이 깊은 곳일지라도 중량보강부재(130) 없이 복수의 가이드볼(120)들 간의 중량을 차별화함으로써 흘수값을 유지할 수 있음을 보여준다. 이같은 구성에 따르면 수중에서 물의 흐름에 순응하여 이동하는 가이드볼(120)의 개수가 많기 때문에 플로터(110)가 수표면 위에서 작용하는 바람 등의 영향을 덜 받으면서 이동하도록 도울 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제3변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템은 연결라인(140)에 의해 수표면에 위치한 플로터(110)와 수중 추진부로서 수중에 위치한 플로터(110)만으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이같은 구성은 수심이 깊지 않은 곳에 유용하며 수중에 위치하는 플로터(110)의 경우 캡슐(111)의 부피에 의해 발생하는 부력에 반하여 수중에 위치하도록 하여야 하므로 수표면에 위치하는 플로터(110)에 비해 더 큰 중량을 갖도록 구성되어야 한다. 이같은 문제는 단지 최하단부에 배치되는 캡슐(111)의 하단부에 충분한 중량을 갖는 중량물을 추가함으로서 해소된다. 이로써 두 개의 플로터(110)에 탑재된 GPS 수신기(112)를 통해 얻어진 GPS 정보(위치정보)를 통해 평균적인 유속을 산출할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제4변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템은 연결라인(140)에 의해 수표면에 위치한 플로터(110) 하나와 수중 추진부로서 수중에 위치한 플로터(110) 하나에 더해 수중에 위치한 플로터(110) 하측으로 가이드볼(120)이 메달린 것을 특징으로 한다.
이같은 구성은 비교적 수심이 깊지 않은 곳에 유용하며 가이드볼(120)이 바로 그 상측에 위치한 수중의 플로터(110)를 지지하고 있으므로 수표면에 위치한 플로터(110)와 수중에 위치한 플로터(110) 간 중량을 차별화할 필요가 없다. 마찬가지로 이같은 구성을 통해서도 두 개의 플로터(110)에 탑재된 GPS 수신기(112)를 통해 얻어진 GPS 정보(위치정보)를 통해 평균적인 유속을 산출할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제5변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제3변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템은 변형 전 실시예와 비교하여 연결라인(140)에 의해 수표면에 위치한 플로터(110) 하나와 수중에 위치한 플로터(110) 복수개를 연직방향으로 배치하였으나 가이드볼(120) 및 중량보강부재(130)은 제외한 것을 특징으로 한다.
이같은 구성은 비교적 수심이 깊은 곳일지라도 가이드볼(120) 및 중량보강부재(130) 없이 플로터(110)들만으로도 시스템을 구성할 수 있음을 보여준다. 다만, 이 경우에는 플로터(110)들 간의 중량을 차별화하면서 비교적 깊은 수심에도 플로터(110)를 위치시켜야 하는 관계로 수심이 더 깊어지면 제약이 따를 수 있다. 이같은 구성에 따르면 수중에서 물의 흐름에 순응하여 이동하는 플로터(110)의 개수가 많기 때문에 수표면 위에서 작용하는 바람 등의 영향에 덜 받게 되며 플로터(110)들에 탑재된 보다 많은 개수의 GPS 수신기(112)를 통해 GPS 정보(위치정보)를 얻으므로 더 정확한 유속 측정이 가능해진다.
도 11은 본 발명의 제6변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제6변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템은 변형 전 실시예와 비교하여 연결라인(140)에 의해 수표면에 위치한 플로터(110) 하나와 수중에 위치한 플로터(110) 복수개를 연직방향으로 배치하고 그 하측으로 가이드볼(120)을 추가하는 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.
이같은 구성은 비교적 수심이 깊은 곳일지라도 중량보강부재(130)의 도움 없이 플로터(110)들과 가이드볼(120)만으로 시스템을 구성할 수 있음을 보여준다. 다만, 제5변형실시예와 비교하여 가이드볼(120)을 추가적으로 구비하고 있기 때문에 플로터(110) 간 중량을 차별화할 필요가 없다는 장점이 있다. 이같은 구성의 경우에도 제5변형실시예와 마찬가지로 수중에서 물의 흐름에 순응하여 이동하는 플로터(110)의 개수가 많기 때문에 수표면 위에서 작용하는 바람 등의 영향에 덜 받게 되며 플로터(110)들에 탑재된 보다 많은 개수의 GPS 수신기(112)를 통해 GPS 정보(위치정보)를 얻으므로 더 정확한 유속 측정이 가능해진다.
도 12는 본 발명의 제7변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제7변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템은 변형 전 실시예와 비교하여 연결라인(140)에 의해 수표면에 위치한 플로터(110) 하나와 수중에 위치한 플로터(110) 복수개를 연직방향으로 배치하고 그 하측으로 가이드볼(120) 없이 중량보강부재(130)만을 추가하는 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.
이같은 구성은 비교적 수심이 깊은 곳일지라도 가이드볼(120) 없이 플로터(110)들과 중량보강부재(130)만으로 시스템을 구성할 수 있음을 보여준다. 다만, 제5변형실시예와 비교하여 중량보강부재(130)를 추가적으로 구비하고 있기 때문에 상기 중량보강부재(130)의 중량을 어느 정도로 설정하는지 여부에 따라 플로터(110) 간 중량을 차별화할 필요가 없다는 장점이 있다. 이같은 구성의 경우에도 제5변형실시예와 마찬가지로 수중에서 물의 흐름에 순응하여 이동하는 플로터(110)의 개수가 많기 때문에 수표면 위에서 작용하는 바람 등의 영향에 덜 받게 되며 플로터(110)들에 탑재된 보다 많은 개수의 GPS 수신기(112)를 통해 GPS 정보(위치정보)를 얻으므로 더 정확한 유속 측정이 가능해진다.
도 13은 본 발명의 제8변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템을 설명하기 위한 사용상태도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제8변형실시예에 의한 전자 플로터 시스템은 제7변형실시예와 비교하여 수중에 가이드볼(120)이 더 추가된 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.
이같은 구성은 비교적 수심이 깊은 곳에서 수중 추진부에 플로터(110)들과 중량보강부재(130)와 더불어 가이드볼(120)까지 추가함으로써 보다 안정적으로 수표면의 플로터(110)를 이끌고 이동할 수 있게 된다. 이같은 구성의 경우에도 수표면만 아니라 수중에서도 이동하는 플로터(110)의 개수가 많기 때문에 보다 많은 개수의 GPS 수신기(112)를 통해 GPS 정보(위치정보)를 얻으므로 더 정확한 유속 측정이 가능해진다.
전술된 것처럼 본 발명에 의한 전자 플로터 시스템의 경우 유속을 측정하고자 하는 대상에 맞게 다양한 형태로 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
계속해서, 본 발명에 의한 전자 플로터 시스템을 이용한 유속 측정방법에 대해 첨부한 도면에 의거 상세히 설명한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 의한 유속 측정방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 15는 본 발명의 실시예에 의한 유속 측정방법을 설명하기 위한 참조도이다.
도시된 바와 같이, 전자 플로터 시스템을 이용한 유속 측정방법은 먼저 유속을 측정하고자 하는 현장을 답사하고 측정 구간을 설정하는 단계로부터 이루어진다.
이후, 유속 측정 대상의 흘수를 고려하여 전자 플로터 시스템을 제작하는 단계가 진행된다. 이 단계에서는 앞서 변형실시예를 통해 소개된 것처럼 플로터(110)의 개수, 가이드볼(120) 및 중량보강부재(130)의 설치 여부 등을 결정하여 하나의 연결라인(140)으로 시스템을 구성한다.
이후, 유속을 정확하게 산출하고 전자 플로터 시스템의 운용을 위하여 수리량을 측정한다.
이후, 투입지점을 정하여 상기 전자 플로터 시스템을 흐르는 물에 주입한다.
그러면 물에 주입된 전자 플로터 시스템이 물의 흐름을 따라 이동하게 되는데 일정 시간동안 유하시킨 후 전자 플로터 시스템을 건저 올린다. 이 단계에서 상기 전자 플로터 시스템은 GPS 수신기(112)에 의해 실시간으로 GPS 정보(위치정보)를 수신받은 후 메모리 카드에 저장하거나 무선통신 인터페이스를 통해 실시간으로 연구원에게 GPS 정보를 송신하여 준다.
그러면 연구원은 미리 설정된 각 측정지점에서 얻은 GPS 정보를 기반으로 하여 유속을 산출하는 단계를 진행할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110 : 플로터 111 : 캡슐
111a : 중간 플레이트 112 : GPS 수신기
120 : 가이드볼 121 : 튜브하우징
122 : 십자 프레임 123 : 수평 지지바
124 : 중심추 130 : 중량보강부재
131 : 프레임 131a : 가이드홈
132 : 단위 중량물 140 : 연결라인

Claims (13)

  1. 물의 흐름을 따라 이동하면서 물의 유속을 측정할 수 있도록 한 전자 플로터 시스템으로서,
    수표면에 부유하고, GPS 수신기를 탑재하여 GPS 정보를 수신하는 플로터와;
    상기 플로터로부터 그 하측으로 이격된 수중에서 중량을 갖고 부유하면서 연결라인에 의해 상기 플로터와 연결되어 물에 흐름에 따라 상기 플로터를 이끌고 함께 이동하는 수중 추진부를 포함하며,
    상기 수중 추진부는, 상기 연결라인에 연결된 상태로 물의 흐름에 순응하여 이동하면서 상기 연결라인을 통해 상기 플로터를 끌고 가는 가이드볼을 더 포함하고, 상기 가이드볼은 복수개가 구비되어 서로 이격을 두고 연결라인에 의해 직렬 연결된 상태로 수중에 위치하며, 수심이 깊어짐에 따라 그 설치개수를 추가할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드볼은, 두 개의 원형 링이 십자형으로 교차 결합되어 이루어진 십자 프레임과; 상기 십자 프레임의 외측을 둘러싸서 내부공간을 형성하되 상기 십자 프레임이 접촉하는 부위는 외측으로 돌출된 형상을 이루도록 둘러싸는 튜브하우징으로 이루어지고,
    상기 두 개의 원형 링이 교차된 상부 교차점에 상기 연결라인이 연결되어, 수중에서 물의 흐름으로 인해 상기 연결라인을 축으로 상기 프레임과 튜브하우징이 자전하면서 이동할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 원형 링 각각에는 그 중간부위를 수평하게 가로지르는 수평 지지바가 구비되어 상기 수평 지지바들 간에 십자형으로 교차하며,
    상기 수평 지지바들 간의 교차지점에 지지되어 메달린 형태로 중심추가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 튜브하우징은 투명 재질의 막으로 구비되며, 다수의 통공이 형성되어 그 통공을 통해 상기 튜브하우징의 내부로 수중의 물이 유입되도록 하여 부력을 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수중 추진부는, 수표면에 부유하는 상기 플로터와 별개의 것으로 추가 구비되어 연결라인에 연결된 상태로 수중에 위치하며 GPS 수신기를 탑재하여 GPS 정보를 수신하는 추가적인 플로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수중 추진부는, 수표면에 부유하는 상기 플로터와 별개의 것으로 복수개가 추가 구비되어 서로 이격을 두고 연결라인에 의해 직렬 연결된 상태로 수중에 위치하며 각각 GPS 수신기를 탑재하여 GPS 정보를 수신하는 추가적인 복수의 플로터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 가이드볼의 하측으로는 상기 가이드볼의 중량을 보강하는 중량보강부재가 매달린 형태로 더 설치된 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 중량보강부재는,
    서로 마주하는 내측면에 각각 상하방향의 가이드홈이 형성된 한 쌍의 수직부를 구비하는 프레임과;
    양단부가 상기 한 쌍의 수직부의 가이드홈에 삽입되어 상기 수직부 한 쌍의 이격된 사이에서 적층되는 다수의 단위 중량물을 포함하며,
    상기 단위 중량물의 양단부는 좌편과 우편으로 각각 돌출되도록 절곡된 판형상으로 이루어지고, 상기 프레임의 전측벽에는 절곡된 판형상의 형상을 갖는 상기 단위 중량물의 양단부가 삽입되도록 한 절개부가 형성되어,
    상기 단위 중량물이 적층된 개수에 의하여 중량을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 플로터는,
    내부가 보이는 투명 재질로 이루어지고 외주면에는 상기 연결라인에 의해 연결 가능하도록 연결고리를 구비하며, 내부 공간을 상부와 하부로 분리하는 중간 플레이트가 구비된 투명 재질인 구형의 캡슐과;
    상기 중간 플레이트의 상면에 설치된 GPS 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  12. 물의 흐름을 따라 이동하면서 물의 유속을 측정할 수 있도록 한 전자 플로터 시스템으로서,
    수표면에 부유하고, GPS 수신기를 탑재하여 GPS 정보를 수신하는 플로터와;
    상기 플로터로부터 그 하측으로 이격된 수중에서 중량을 갖고 부유하면서 연결라인에 의해 상기 플로터와 연결되어 물에 흐름에 따라 상기 플로터를 이끌고 함께 이동하는 수중 추진부를 포함하며,
    상기 수중 추진부는, 수표면에 부유하는 상기 플로터와 별개의 것으로 추가 구비되어 연결라인에 연결된 상태로 수중에 위치하며 GPS 수신기를 탑재하여 GPS 정보를 수신하는 추가적인 플로터와; 상기 연결라인에 의해 상기 플로터의 하측으로 연결되며, 두 개의 원형 링이 십자형으로 교차 결합되어 이루어진 십자 프레임과; 상기 십자 프레임의 외측을 둘러싸서 내부공간을 형성하되 상기 십자 프레임이 접촉하는 부위는 외측으로 돌출된 형상을 이루도록 둘러싸는 튜브하우징을; 포함하며, 상기 두 개의 원형 링이 교차된 상부 교차점에 상기 연결라인이 연결되어, 수중에서 물의 흐름으로 인해 상기 연결라인을 축으로 상기 프레임과 튜브하우징이 자전하면서 이동할 수 있도록 한 가이드볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 플로터 시스템.
  13. 물의 유속을 측정하는 유속 측정방법으로서,
    유속을 측정하고자 하는 현장을 답사하고 측정 구간을 설정하는 단계와;
    흘수를 고려하여 제1항, 및 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항의 전자 플로터 시스템을 제작하는 단계와;
    수리량을 측정하는 단계와;
    상기 전자 플로터 시스템을 흐르는 물에 주입하는 단계와;
    물에 주입된 상기 전자 플로터 시스템을 일정 시간 유하시키는 단계와;
    상기 전자 플로터 시스템에 포함된 플로터의 GPS 수신기로부터 GPS 정보를 수거하여 유속을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유속 측정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001004649A (ja) * 1999-04-23 2001-01-12 Shinwa Technique Consultant Corp Ｇｐｓによる流動体移動の計測システム

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