KR101881934B1

KR101881934B1 - 토양수분 감지장치

Info

Publication number: KR101881934B1
Application number: KR1020180049608A
Authority: KR
Inventors: 정종구; 윤도섭; 강재원
Original assignee: 주식회사 수리이엔씨
Priority date: 2018-04-30
Filing date: 2018-04-30
Publication date: 2018-07-30

Abstract

본 발명은 토양에 박히는 폴(10); 상기 폴(10)의 상단에 설치되며 상면이 개방되는 하우징(20); 상기 하우징(20)의 내부에 설치되는 RTU 기반의 메인보드(30); 및 토양의 특정 지점에 설치되며 상기 메인보드(30)로 토양의 수분 함유율을 측정한 측정 신호를 전송하는 수분감지센서(40);를 포함하는 토양수분 감지장치에 관한 것이다.

Description

토양수분 감지장치{Soil moisture detection device}

본 발명은 토양에 함유된 수분을 감지할 수 있는 토양수분 감지장치에 관한 것이다.

국민들의 삶의 질이 좋아지면서 쌀의 수요가 감소하고 있다. 이에 따라, 논을 밭으로 사용하는 농지범용화가 진행되고 있다.

한편, 농경지에서는 작물생육에 적절한 수분의 유지가 필수적이므로, 농경지의 토양수분을 계측할 목적으로 토양수분 감지장치가 설치되며, 토양수분 감지장치가 계측한 토양 수분 계측 정보를 바탕으로 스프링클러를 구동하여 농경지에 생육조건에 필요한 정도의 물을 공급하고 있다.

그러나 작물파종기에는 토양수분 감지장치를 포함하는 각종 시설물을 설치할 수 있으나, 작물수확기에는 토양수분 감지장치를 포함하는 각종 시설물을 철거하여야 하며, 다시 작물파종시에는 토양수분 감지장치를 포함하는 각종 시설물을 설치하는 작업을 반복해야 하므로 여러 문제가 발생하였는데, 토양수분 감지장치의 전원연결에 필요한 각종 전선과 통신 장비가 농경지의 토양에 그대로 노출되어 영농작업을 방해하였으며, 토양수분 감지장치를 현장에 설치할 경우 토양수분 감지장치가 설치된 인입깊이를 정확하게 파악하기 어려운 문제점이 있었다.

한편, 이러한 토양수분 감지장치에 관한 것으로는 한국공개특허 제2017-0041398호의 내부에 공간이 형성된 제1몸체; 상기 제1몸체와 연결되며 미세공이 형성된 제2몸체; 상기 제2몸체의 내부에 배치되며, 수분을 흡수하여 팽창하는 팽창부; 및 일단은 상기 팽창부에 고정되고 타단은 상기 제1몸체의 내부 공간에 위치되며, 상기 팽창부가 팽창 또는 수축할 때 상기 제1몸체의 내부에서 이동하는 안내부를 포함하는 수분 확인 장치가 공개된 적이 있었다.

위 기술은 팽창부가 토양의 수분을 흡수하여 팽창하는 팽창률을 이용하여 토양의 수분 함유율을 측정하는 것이 특징이다.

한국공개특허 제2017-0041398호(2017.04.17)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 토양 수분 계측, 토양 수분 계측 정보 통신, 전원공급이 동시에 가능하며 전원연결을 위한 별도의 전선이 불필요하므로 농경지에 설치하고 철거하는 과정이 원활하게 진행될 수 있어서 농경지의 영농작업에 불편을 최소화할 수 있는 토양수분 감지장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 수분감지센서의 토양 수분 계측 정보를 이용하여 스프링클러가 농경지에 적절한 생육조건으로 용수를 공급할 수 있는 토양수분 감지장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 폴의 눈금을 이용하여 수분감지센서의 토양 인입깊이를 용이하게 파악할 수 있는 토양수분 감지장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 토양수분 감지장치는 토양에 박히는 폴(10); 상기 폴(10)의 상단에 설치되며 상면이 개방되는 하우징(20); 상기 하우징(20)의 내부에 설치되는 RTU 기반의 메인보드(30); 및 토양의 특정 지점에 설치되며 상기 메인보드(30)로 토양의 수분 함유율을 측정한 측정 신호를 전송하는 수분감지센서(40);를 포함한다.

또한, 상기 메인보드(30)에 결합되어 상기 메인보드(30)로 전력을 공급하는 배터리팩; 및 상기 메인보드(30)의 상단에 설치되며 태양광을 이용한 전력을 생산하여 상기 배터리팩으로 공급하는 태양광발전기(50);를 더 포함한다.

또한, 상기 폴(10)의 외주면 양측에 결합되는 한 쌍의 손잡이(60); 및 상기 폴(10)의 외주면에 나선형으로 배열되어 결합되는 다수의 굴착턱(15);을 더 포함한다.

또한, 상기 수분감지센서(40)가 내장되는 센서케이스(70); 상기 센서케이스(70)의 개구된 일면에 설치되는 센서도어(80); 및 일단이 상기 센서도어(80)의 외면에 결합되며 타단이 토양의 상측으로 노출되어 잡아당김에 의해 상기 센서도어(80)를 개방하는 센서와이어(90);를 더 포함한다.

또한, 상기 센서도어(80)는 외면에 돌출 형성되는 도어단턱(85)을 포함하며, 상기 센서케이스(70)는 상기 센서도어(80)의 개방상태가 유지되도록 상기 센서도어(80) 개방시 상기 도어단턱(85)이 삽입되어 억지 끼움되는 케이스홀(75)이 형성된다.

또한, 상기 도어단턱(85)은 단면이 일방향으로 갈수록 점점 좁아지는 구조로 형성된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 토양수분 감지장치는 토양 수분 계측, 토양 수분 계측 정보 통신, 전원공급이 동시에 가능하며 전원연결을 위한 별도의 전선이 불필요하므로 농경지에 설치하고 철거하는 과정이 원활하게 진행될 수 있어서 농경지의 영농작업에 불편을 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 토양수분 감지장치는 수분감지센서의 토양 수분 계측 정보를 이용하여 스프링클러가 농경지에 적절한 생육조건으로 용수를 공급할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 토양수분 감지장치는 폴의 눈금을 이용하여 수분감지센서의 토양 인입깊이를 용이하게 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 토양수분 감지장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 토양수분 감지장치를 나타낸 단면도.
도 3는 본 발명의 실시예 3에 따른 토양수분 감지장치를 나타낸 단면도(센서도어 폐쇄 상태).
도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 센서케이스를 나타낸 확대단면도(센서도어 폐쇄 상태).
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 토양수분 감지장치를 나타낸 단면도(센서도어 개방 상태).
도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 센서케이스를 나타낸 확대단면도(센서도어 개방 상태).

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 토양수분 감지장치를 나타낸 단면도, 도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 토양수분 감지장치를 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 토양수분 감지장치는 폴(10), 하우징(20), 메인보드(30), 수분감지센서(40)를 포함한다.

상기 폴(10)은 토양에 박히는 통상의 지주로서, 원통형으로 형성되며, 하단이 뾰족한 구조로 형성된다. 또한, 상기 폴(10)은 토양에 박히는 깊이가 표시되도록 외주면에 눈금(11)이 표시될 수 있다.

상기 하우징(20)은 상기 메인보드(30)가 수납되는 것으로, 상기 폴(10)의 상단에 설치되며 상면이 개방된다. 또한, 상기 하우징(20)의 하부에는 지지대(25)가 설치되어 상기 메인보드(30)가 안착될 수 있다.

상기 메인보드(30)는 상기 하우징(20)의 내부에 설치되며 RTU(Remote Terminal Unit) 기반으로 구성된다.

상기 수분감지센서(40)는 토양의 특정 지점에 설치되며 상기 메인보드(30)와 전기적으로 연결되어 상기 메인보드(30)로 토양의 특정 지점에서 토양의 수분 함유율을 측정한 측정 신호를 전송한다. 한편, 상기 메인보드(30)는 상기 측정 신호를 관리실용 모니터링 장비나 관리자용 스마트폰에 전송하여, 관리실용 모니터링 장비나 관리자용 스마트폰이 스프링클러의 용수공급을 제어하게 할 수 있다. 이 때, 상기 수분감지센서(40)는 토양의 특정 지점에 설치될 때, 상기 폴의 눈금을 이용하여 정확한 인입깊이를 알 수 있다.

또한, 상기 토양수분 감지장치는 배터리팩(미도시) 및 태양광발전기(50)를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리팩은 충방전이 가능한 다수의 이차전지가 연결된 것으로, 상기 메인보드(30)에 결합되어 상기 메인보드(30)로 전력을 공급한다.

상기 태양광발전기(50)는 상기 메인보드(30)의 상단에 설치되며 태양광을 이용한 전력을 생산하여 상기 배터리팩으로 공급한다.

이에 따라, 상기 토양수분 감지장치는 별도의 전원 공급이 불필요한 장점이 있다.

<실시예 2>

도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 토양수분 감지장치를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 토양수분 감지장치는 상기 폴(10)을 좀 더 간편하게 토양에 박기 위한 것으로, 실시예 1의 구성에 손잡이(60) 및 굴착턱(15)이 더 포함된다.

상기 손잡이(60)는 한 쌍이 상기 폴(10)의 상부 외주면 양측에 결합된다. 이에 따라, 상기 토양수분 감지장치는 상기 손잡이(60)를 이용하여 상기 폴(10)을 토양에 수동으로 박을 수 있다,

상기 굴착턱(15)은 다수가 상기 폴(10)의 하부 외주면에 나선형으로 배열되어 결합된다. 이 때, 상기 굴착턱(15)의 외주면에는 나사산이 형성된다.

한편, 상기 폴(10)은 상기 손잡이(60)를 이용하여 토양에 수동으로 박히게 되는데, 토양의 경도에 따라 토양에 잘 박히지 않는 경우가 발생하게 되는데, 상기 폴(10)을 토양에 수동으로 박으면서 회전시키면 상기 폴(10)의 외주면에 구성된 굴착턱(15)이 토양의 주변 지반을 굴착시키면서 상기 폴(10)이 잘 박히게 할 수 있다.

<실시예 3>

도 3는 본 발명의 실시예 3에 따른 토양수분 감지장치를 나타낸 단면도(센서도어(80) 폐쇄 상태), 도 4는 본 발명의 실시예 3에 따른 센서케이스(70)를 나타낸 확대단면도(센서도어(80) 폐쇄 상태), 도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 토양수분 감지장치를 나타낸 단면도(센서도어(80) 개방 상태), 도 6은 본 발명의 실시예 3에 따른 센서케이스(70)를 나타낸 확대단면도(센서도어(80) 개방 상태)이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예 3에 따른 토양수분 감지장치는 토양의 특정 지점에 상기 수분감지센서(40)를 매설한 후 토양으로 다시 덮는 과정에서 상기 수분감지센서(40)가 토양이 낙하에 의해 파손되거나 토양 굴착 장비와 부딪혀서 파손되는 것을 방지하려는 것으로, 실시예2의 구성에 센서케이스(70), 센서도어(80), 센서와이어(90)가 더 포함된다.

상기 센서케이스(70)는 상기 수분감지센서(40)가 내장되며, 판구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 센서케이스(70)는 다공성으로 형성되어 외부에서 수분이 유입될 수 있다.

상기 센서도어(80)는 상기 센서케이스(70)의 개구된 일면에 개폐 가능하게 설치된다.

상기 센서와이어(90)는 일단이 상기 센서도어(80)의 외면에 결합되며 타단이 토양의 상측으로 노출되어 잡아당김에 의해 상기 센서도어(80)를 개방할 수 있다. 한편, 상기 센서와이어(90)는 토양의 상측으로 노출되는 타단이 원형으로 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 토양수분 감지장치는 상기 수분감지센서(40)를 토양의 특정 지점에 매설할 때, 상기 센서케이스(70)에 내장하여 매설함에 따라, 상기 수분감지센서(40)가 주변 충격에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 상기 토양수분 감지장치는 상기 수분감지센서(40)의 매설이 완료되면 상기 센서와이어(90)를 잡아당기는 것으로 상기 센서도어(80)를 개방하여 주변 토양이 상기 센서케이스(70)의 내부로 난입되게 한다.

이에 따라, 상기 토양수분 감지장치는 상기 센서와이어(90)를 1번 잡아당기는 것으로 상기 센서도어(80)의 도어단턱(85)이 상기 센서케이스(70)의 케이스홀(75)에 억지 끼움되어 상기 센서도어(80)의 개방상태가 유지되면서 상기 센서케이스(70)에 내장된 수분감지센서(40)가 토양에 함유된 수분 함유율을 지속적으로 측정할 수 있다.

또한, 상기 도어단턱(85)은 단면이 일방향으로 갈수록 점점 좁아지는 구조로 형성되어 상기 센서케이스(70)의 케이스홀(75)에 좀 더 간편하게 끼워질 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

10 : 폴
15 : 굴착턱
20 : 하우징
25 : 지지대
30 : 메인보드
40 : 수분감지센서
50 : 태양광발전기
60 : 손잡이
70 : 센서케이스
75 : 케이스홀
80 : 센서도어
85 : 도어단턱
90 : 센서와이어

Claims

토양에 박히는 폴(10);
상기 폴(10)의 상단에 설치되며 상면이 개방되는 하우징(20);
상기 하우징(20)의 내부에 설치되는 RTU 기반의 메인보드(30);
토양의 특정 지점에 설치되며 상기 메인보드(30)로 토양의 수분 함유율을 측정한 측정 신호를 전송하는 수분감지센서(40);
상기 수분감지센서(40)가 내장되며, 판구조의 다공성으로 형성되어 외부에서 수분이 유입될 수 있는 센서케이스(70);
상기 센서케이스(70)의 개구된 일면에 설치되는 센서도어(80); 및
일단이 상기 센서도어(80)의 외면에 결합되며 타단이 토양의 상측으로 노출되어 잡아당김에 의해 상기 센서도어(80)를 개방하는 센서와이어(90);를 포함하며,
상기 센서도어(80)는 외면에 돌출 형성되는 도어단턱(85)을 포함하되,
상기 센서케이스(70)는 상기 센서도어(80)의 개방상태가 유지되도록 상기 센서도어(80) 개방시 상기 도어단턱(85)이 삽입되어 억지 끼움되는 케이스홀(75)이 형성되며,
상기 도어단턱(85)은 단면이 일방향으로 갈수록 점점 좁아지는 구조로 형성되며,
상기 센서와이어(90)는 토양의 상측으로 노출되는 타단이 원형으로 형성되는 토양수분 감지장치.
제1항에 있어서,
상기 메인보드(30)에 결합되어 상기 메인보드(30)로 전력을 공급하는 배터리팩; 및
상기 메인보드(30)의 상단에 설치되며 태양광을 이용한 전력을 생산하여 상기 배터리팩으로 공급하는 태양광발전기(50);를 더 포함하는 토양수분 감지장치.
제1항에 있어서,
상기 폴(10)의 외주면 양측에 결합되는 한 쌍의 손잡이(60); 및
상기 폴(10)의 외주면에 나선형으로 배열되어 결합되는 다수의 굴착턱(15);을 더 포함하는 토양수분 감지장치.
제1항에 있어서,
상기 수분감지센서(40)가 내장되는 센서케이스(70);
상기 센서케이스(70)의 개구된 일면에 설치되는 센서도어(80); 및
일단이 상기 센서도어(80)의 외면에 결합되며 타단이 토양의 상측으로 노출되어 잡아당김에 의해 상기 센서도어(80)를 개방하는 센서와이어(90);를 더 포함하는 토양수분 감지장치.
제4항에 있어서,
상기 센서도어(80)는 외면에 돌출 형성되는 도어단턱(85)을 포함하며,
상기 센서케이스(70)는 상기 센서도어(80)의 개방상태가 유지되도록 상기 센서도어(80) 개방시 상기 도어단턱(85)이 삽입되어 억지 끼움되는 케이스홀(75)이 형성되는 토양수분 감지장치.
제5항에 있어서, 상기 도어단턱(85)은
단면이 일방향으로 갈수록 점점 좁아지는 구조로 형성되는 토양수분 감지장치.