KR102084734B1 - 배수관로의 수위 및 유량 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배수관로의 수위 및 유량 측정장치에 관한 것으로, 하수관거 또는 우수관거 또는 폐수관거의 배수관로에 고정 설치되어, 상기 배수관로를 흐르는 하수 또는 우수 또는 폐수의 수위에 따른 전극에 흐르는 전기 저항과 흐르는 전류의 변화를 이용하여 배수관로의 수위를 및 유량을 측정가능하도록 구성함으로써, 모든 배수관로에 범용으로 적용하여 배수관로의 상태를 효율적으로 관리가 가능하도록 구성된다.

Description

배수관로의 수위 및 유량 측정장치{Water level and flow measuring device of drainage pipe}
본 발명은 배수관로의 수위 및 유량 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하수관거 또는 우수관거 또는 폐수관거의 배수관로에 고정 설치되어, 상기 배수관로를 흐르는 하수 또는 우수 또는 폐수의 수위에 따른 전극의 저항과 전류의 변화를 측정하여 배수관로의 수위를 및 유량을 측정가능하도록 구성함으로써, 배수관로의 상태를 효율적으로 관리가 가능하도록 한 배수관로의 수위 및 유량 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 배수관로의 유량측정방법으로는, 하수관거 내에 위어형 측정판을 설치하여 유량을 측정하는 방법과, 일정시간 유하수심을 측정하여 유하 단면적을 계산하고 유속계 또는 부표로 유속을 측정한 후 이를 환산하는 방법 그리고 계량용기를 이용하여 측정하는 방법 등이 있다.
그러나, 이러한 종래의 측정방법은 유량측정의 신뢰도 및 정확도가 낮고, 상시 혹은 24시간 실시간으로 유량을 측정하기 곤란한 단점이 있다.
이러한 종래의 방법들의 단점을 해결하기 위하여 기계적인 방법에 의해 유량을 측정하는 방법으로 고안된 장치들이 있다.
이는 관수로의 유량을 측정하기 위한 장치로서 '하수관거의 하수 유량측정장치'와, '개수로용 초음파 유량 측정장치 및 방법' 및 '개수로의 파마보라스 유량측정장치 및 그 유량측정방법' 등의 명칭으로 특허출원된 바 있다.
그러나, 상기와 같은 장치들도 관수로 또는 개수로에 동시에 적용하는 것이 불가능하고, 설치비용이 고가이며, 측정 및 설치가 어렵고, 자동화 및 실시간 측정이 불가능하므로 도입이 제한적이거나 신뢰성이 낮은 한계를 안고 있다.
이러한 점을 감안하여, 특허출원번호 10-2011-0093600호에 위어와 수위측정유닛을 이용한 관수로 또는 개수로의 실시간 유량측정장치가 출원된 바 있다.
살펴보면 종래의 일반적인 위어와 수위측정유닛을 이용한 관수로 또는 개수로의 실시간 유량측정장치는, 관수로 또는 개수로에 설치되는 위어와, 무접촉방식 또는 수압방식에 의해 상기 위어 내의 수심을 측정하는 수심측정유닛과, 상기 수심측정유닛과 연결되고, 상기 수심측정유닛에 의해 측정된 수심 데이터를 송신하는 송신유닛과, 상기 송신유닛과 유선 또는 무선에 의해 연결되고, 상기 송신유닛으로부터 상기 수심 데이터를 수신하는 수신유닛과, 상기 수신유닛에 의해 수신된 수심 데이터를 저장하고, 상기 위어의 형태에 따른 유량 환산공식을 저장하는 저장유닛 및 상기 저장유닛에 의해 저장된 수심 데이터에 의해 월류수심을 계산하고, 상기 월류수심과 상기 유량 환산공식에 의해 유량데이터를 산출하는 연산유닛을 포함하는 것으로 구성된다.
그러나, 이와 같이 구성된 종래의 일반적인 위어와 수위측정유닛을 이용한 관수로 또는 개수로의 실시간 유량측정장치는 상기한 바와 같이 위어와, 수심측정유닛과, 송신유닛과, 수신유닛과, 저장유닛 및 연산유닛을 통하여 관수로 또는 개수로의 유량을 실시간으로 측정할 수는 있으나, 관수로의 내부에 위어를 형성하여야 하는 단점이 있을 뿐만 아니라 위어의 형상 즉, 직각삼각형 위어일 경우와 역사다리꼴 위어일 경우 유량 데이터의 산출 방식이 달라지게 되므로 범용으로 사용하기에는 어려운 점이 있다.
특허출원번호 10-2011-0093600호, 출원일; 2011년09월16일
이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 하수관거 또는 우수관거 또는 폐수관거의 배수관로에 고정 설치되어, 상기 배수관로를 흐르는 하수 또는 우수 또는 폐수의 수위에 따른 전극에 흐르는 전기 저항과 흐르는 전류의 변화를 이용하여 배수관로의 수위를 및 유량을 측정가능하도록 구성함으로써, 모든 배수관로에 범용으로 적용하여 배수관로의 상태를 효율적으로 관리가 가능하도록 한 배수관로의 수위 및 유량 측정장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 기술이 진행되면서 명확해질 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명 배수관로의 수위 및 유량 측정장치는, 전기가 통하지 않으면서도 하수 또는 우수 또는 폐수가 흐르는 배수관로의 내주면에 설치가능하게 플렉시블한 재질의 띠 형상으로 형성되되, 일면에는 종방향으로 삽입홈이 일정 간격으로 복수 형성되는 것에 의해 상기 삽입홈과 삽입홈 사이에는 돌출부가 종방향으로 돌출 형성되어 구비되는 절연부재와, 상기 절연부재의 삽입홈 중 최일측과 최타측 그리고 상기 최일측 삽입홈과 최타측 삽입홈 사이의 삽입홈에는 일단으로부터 중간부까지 등간격으로 구비되되, 최일측에서 최타측으로 갈수록 하부로부터 배제되어 배수관로의 내주면에 고정 설치되는 것에 의해 수위 변화에 대응되게 전극에 흐르는 전기 저항과 전류의 변화를 측정가능하도록 구비되는 복수의 전극부재와, 상기 절연부재의 좌,우측단에 고정 연결되어 상기 전극부재가 고정된 상기 절연부재를 배수관로의 내주면에 고정 설치시킬 수 있도록 일정 간격으로 복수의 좌,우측용 고정홀이 형성되어 구비되는 블렉시블한 재질의 좌,우측용 고정부재와, 상기 전극부재 각각에 일단이 접속 연결되고 타단은 맨홀의 내측면에 고정 설치된 측정통신부와 접속 연결되어 구비되는 전선을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 절연부재의 일측과 타측에 고정된 상기 좌,우측용 고정부재의 각 상면은, 낙엽 또는 종이류, 또는 비닐류와 같은 이물질이 걸리는 것을 방지하도록 테이퍼진 좌,우측용 이물질 걸림방지경사면이 더 형성되어 구비된 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 하수관거 또는 우수관거 또는 폐수관거의 배수관로에 고정 설치되어, 상기 배수관로를 흐르는 하수 또는 우수 또는 폐수의 수위에 따른 전극에 흐르는 전기 저항과 흐르는 전류의 변화를 이용하여 배수관로의 수위를 및 유량을 측정가능하도록 구성함으로써, 모든 배수관로에 범용으로 적용하여 배수관로의 상태를 효율적으로 관리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치를 도시한 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치가 배수관거에 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치가 배수관거에 설치된 상태를 도시한 도 따른 도면이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치의 일실시 예를 들어 상세하게 설명한다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치는, 배수관로를 흐르는 하수 또는 우수 또는 폐수의 수위에 따른 전극에 흐르는 전기 저항과 흐르는 전류의 변화를 이용하여 배수관로의 수위를 및 유량을 측정가능하도록 구성함으로써, 모든 배수관로에 범용으로 적용하여 배수관로의 상태를 효율적으로 관리가 가능하도록 구비된다.
즉, 상기한 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치(100)는, 전기가 통하지 않으면서도 하수 또는 우수 또는 폐수가 흐르는 배수관로(10)의 내주면에 설치가능하게 굽힘가능도록 플렉시블한 재질의 띠 형상으로 형성되되, 일면에는 종방향으로 삽입홈(111)이 일정 간격으로 복수 형성되는 것에 의해 상기 삽입홈과 삽입홈 사이에는 돌출부(112)가 종방향으로 돌출 형성되어 구비되는 절연부재(110)와, 상기 절연부재(110)의 삽입홈(111) 중 최일측과 최타측 그리고 상기 최일측 삽입홈과 최타측 삽입홈 사이의 삽입홈에는 일단으로부터 중간부까지 등간격으로 구비되되, 최일측에서 최타측으로 갈수록 하부로부터 배제되어 배수관로의 내주면에 고정 설치되는 것에 의해 수위 변화에 대응되게 전극에 흐르는 전기 저항과 전류의 변화를 측정가능하도록 구비되는 복수의 전극부재(120)와, 상기 절연부재(110)의 좌,우측단에 고정 연결되어 상기 전극부재(120)가 고정된 상기 절연부재(110)를 배수관로(10)의 내주면에 고정 설치시킬 수 있도록 일정 간격으로 복수의 좌,우측용 고정홀(131,131')이 형성되어 구비되는 블렉시블한 재질의 좌,우측용 고정부재(130,130')와, 상기 전극부재(120) 각각에 일단이 접속 연결되고 타단은 맨홀(20)의 내측면에 고정 설치된 측정통신부와 접속 연결되어 구비되는 전선(140)을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기한 좌,우측용 고정부재(130,130')의 각 상면은 낙엽 또는 종이류, 또는 비닐류와 같은 이물질이 걸리는 것을 방지하도록 테이퍼진 좌,우측용 이물질 걸림방지경사면(132,132')이 더 형성되어 구비된다.
이하에서, 상기한 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기한 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치의 절연부재(110)는 복수의 전극부재(120)를 일면에 고정 설치할 수 있도록 형성되면서 하수 또는 우수 또는 폐수가 흐르는 배수관로(10)의 내주면을 따라 설치가능하게 굽힘가능도록 플렉시블한 재질의 띠 형상으로 형성되어 구비된다.
즉, 상기한 절연부재(110)는 전기가 통하지 않으면서도 배수관로의 내주면을 따라 설치가능하게 굽힘가능도록 플렉시블한 고무플라스틱 재질의 띠 형상으로 형성되어, 일면 즉, 상기 배수관로(10)에 설치시 내측면에는 상기 전극부재(120)를 설치할 수 있도록 종방향으로 삽입홈(111)이 일정 간격으로 복수 형성되고, 상기 삽입홈(111)으로 인해 상기 삽입홈과 삽입홈 사이에는 종방향의 돌출부(112)가 일정 간격으로 돌출 형성되어 구비된다.
여기서, 상기한 돌출부(112)의 상면은 낙엽 또는 종이류, 또는 비닐류와 같은 이물질의 부착을 방지가능하도록 볼록하게 돌출된 곡면(112a)으로 형성되어 구비된다.
또한, 상기한 절연부재(110)는 복수의 삽입홈(111)에 상기 전극부재(120)가 각각 고정되었을 때, 상기 절연부재(110)와 접촉되지 않도록 표면은 절연코팅되어 구비된다.
상기한 전극부재(120)는 상기 절연부재(110)의 삽입홈(111) 중 최일측과 최타측 즉, 좌측과 우측 그리고 상기 좌측 삽입홈과 우측 삽입홈 사이의 삽입홈에는 일단으로부터 중간부까지 등간격으로 구비되되, 좌측에서 우측으로 갈수록 하부로부터 전극부재(120)가 배제되는 것에 의해 상기 절연부재(110)를 횡방향으로 위치시키는 것에 의해 상기 전극부재(120)가 계단 형상으로 구비되어 상기 배수관로(10)의 내주면에 고정 설치되는 것에 의해 수위 변화에 대응되게 전극에 흐르는 전기 저항과 전류의 변화를 측정가능하도록 구비된다.
좀더 자세하게는,
즉, 상기 전극부재(120)는 상기 절연부재(110)에 형성된 삽입홈(111) 중 가장 좌측에 형성된 삽입홈 일단으로부터 중간부분까지 등간격으로 배치되고, 상기 가장 좌측에 형성된 삽입홈 일측에 형성된 삽입홈에는 일단부를 제외하고 상기한 가장 좌측에 형성된 삽입홈에 배치되는 것과 동일하게 배치되는 순으로 가장 우측에 형성된 삽입홈에는 중간에 하나만 배치되도록 구성되어, 배수관로 내주면에 고정 설치시 수위 변화에 대응되게 전극에 흐르는 전기 저항과 전류의 변화를 측정가능하게 구비된다.
상기한 좌,우측용 고정부재(130,130')는, 상기 절연부재(110)를 배수관로(10)의 내주면에 고정 설치시킬 수 있도록 상기 절연부재(110)의 좌,우측단에 고정되게 구비된다.
즉, 상기한 좌,우측용 고정부재(130,130')는 상기 절연부재(110)의 좌,우측단에 고정 연결되어 상기 전극부재(120)가 고정된 절연부재(110)를 배수관로(10)의 내주면에 고정 설치시킬 수 있도록 일정 간격으로 복수의 좌,우측용 고정홀(131,131')이 각각 형성되어 구비된다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 배수관로의 수위 및 유량 측정장치를 배수관로 내주면에 고정 설치하고자 할 경우에는, 첨부된 도면 도 1 내지도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 절연부재(110)의 일단 즉, 전극부재(120)가 고정된 부분의 일단을 배수관(10)로 내주면 바닥면에 위치시킨 후, 좌,우측용 고정부재(130,130')에 형성된 좌,우측용 고정홀(131,131')들 중 가장 하단에 형성된 좌,우측용 고정홀(131,131')을 통하여 고정볼트로 고정시키는 것에 의해 상기 절연부재(110)의 일단이 배수관(10)로 내주면 바닥면에 고정된다.
상기와 같이 상기 절연부재(110)의 일단이 배수관(10)로 내주면 바닥면에 고정되면, 좌,우측용 고정부재(130,130')에 형성된 다른 좌,우측용 고정홀(131,131')을 통하여 고정볼트로 고정시키는 것에 의해, 첨부된 도면 도 3과 같이 상기 절연부재(110)가 배수관로(10)의 내주면을 따라 링 형상으로 고정 설치된다.
이후, 상기 절연부재(110)의 삽입홈(111)에 고정 설치된 전극부재(120)와 각 일단이 접속된 전선(140)의 타단을 맨홀(20)의 내측면에 고정 설치된 측정통신부와 접속 연결시키는 것에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이 배수관로(10)의 수위 및 유량 측정장치(100)의 설치가 완료된다.
상기와 같이 배수관로의 수위 및 유량 측정장치(100)가 고정 설치되어 배수관로측으로 폐수가 흐르게 되면, 상기 절연부재(110)의 삽입홈(111)에 고정 설치된 전극부재(120)와 접촉하게 되고 그로 인해, 전극에 흐르는 전기 저항과 전류의 변화를 측정하는 것에 의해 배수관로(10)의 수위 및 유량 측정할 수 있어서, 배수관로의 상태를 효율적으로 관리할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 ; 배수관로 20 ; 맨홀
100 ; 배수관로의 수위 및 유량 측정장치 110 ; 절연부재
120 ; 전극부재 130 ; 좌측용 고정부재
130' ; 우측용 고정부재 140 ; 전선

Claims (3)

  1. 배수관로의 수위 및 유량 측정장치는,
    전기가 통하지 않으면서도 하수 또는 우수 또는 폐수가 흐르는 배수관로(10)의 내주면에 설치가능하게 플렉시블한 재질의 띠 형상으로 형성되되, 일면에는 종방향으로 삽입홈(111)이 일정 간격으로 복수 형성되는 것에 의해 상기 삽입홈과 삽입홈 사이에는 돌출부(112)가 종방향으로 돌출 형성되어 구비되는 절연부재(110)와;
    상기 절연부재(110)의 삽입홈(111) 중 최일측과 최타측 그리고 상기 최일측 삽입홈과 최타측 삽입홈 사이의 삽입홈에는 일단으로부터 중간부까지 등간격으로 구비되되, 최일측에서 최타측으로 갈수록 하부로부터 배제되어 배수관로의 내주면에 고정 설치되는 것에 의해 수위 변화에 대응되게 전극에 흐르는 전기 저항과 전류의 변화를 측정가능하도록 구비되는 복수의 전극부재(120)와;
    상기 절연부재(110)의 좌,우측단에 고정 연결되어 상기 전극부재(120)가 고정된 상기 절연부재(110)를 배수관로(10)의 내주면에 고정 설치시킬 수 있도록 일정 간격으로 복수의 좌,우측용 고정홀(131,131')이 형성되어 구비되는 블렉시블한 재질의 좌,우측용 고정부재(130,130')와;
    상기 전극부재(120) 각각에 일단이 접속 연결되고 타단은 맨홀(20)의 내측면에 고정 설치된 측정통신부와 접속 연결되어 구비되는 전선(140)을
    포함하는 것을 특징으로 하는 배수관로의 수위 및 유량 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연부재(110)의 일측과 타측에 고정된 상기 좌,우측용 고정부재(130,130')의 각 상면은, 낙엽 또는 종이류, 또는 비닐류와 같은 이물질이 걸리는 것을 방지하도록 테이퍼진 좌,우측용 이물질 걸림방지경사면(132,132')이 더 형성되어 구비된 것을 특징으로 하는 배수관로의 수위 및 유량 측정장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절연부재(110)의 돌출부(112) 상면은, 낙엽 또는 종이류, 또는 비닐류와 같은 이물질의 부착을 방지가능하도록 볼록하게 돌출된 곡면(112a)으로 형성되어 구비된 것을 특징으로 하는 배수관로의 수위 및 유량 측정장치.
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