KR102224252B1 - 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치 - Google Patents

휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치 Download PDF

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Abstract

휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치가 개시된다. 본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치는, 서로 거리를 유지하여 마주보는 한 쌍의 지지부재와, 소정의 길이로 형성되고 양쪽의 상기 지지부재 사이에 서로 평행하게 배치되어 각 상기 지지부재에 결합되는 한 쌍의 가이드와, 상기 가이드의 하부에 위치하도록 양단이 상기 지지부재에 각각 결합되어 빙하 코어의 하부를 지지하고 단열구조를 갖는 안착부재를 포함하는 지지부; 한쪽에 상기 가이드와 같은 평행한 방향으로 형성되는 결합공을 구비하고, 반대쪽은 상기 가이드에 각각 슬라이딩 가능하게 결합되는 한 쌍의 슬라이딩 블럭; 및 길이방향 한쪽에 상기 안착부재에 안착되는 빙하에 접촉되기 위한 한 쌍의 전극을 구비하고 상기 가이드에 안내되어 빙하 코어의 길이방향을 따라 이동하도록 폭 방향 양쪽이 연결 브라켓에 의해 각 상기 슬라이딩 블럭에 각각 결합되는 전도도 측정기를 포함하고, 상기 전극은, 접철수단에 의해 미 사용시에는 상기 전도도 측정기의 저면에 위치하고, 상기 접철수단은, 일단이 상기 전도도 측정기의 저면에 고정되는 고정체와, 상기 고정체의 타단과 회전 가능하게 축으로 결합되고 내장되는 탄성체에 의해 항상 상기 고정체에 탄력적으로 접촉된 상태를 유지하는 회전체로 이루어진 회전지지부; 일단에는 상기 전극이 결합되고 상기 전극이 상기 전도도 측정기의 저면에 위치하도록 상기 회전체에 결합되고 타단에는 결합단이 마련된 전극 지지체; 및 상기 전극 지지체의 결합단에 선택적으로 탈부착되도록 구성되어 상기 전극 지지체를 선택적으로 하향 회전시켜 상기 전극이 상기 안착부재에 안착된 빙하 코어에 접촉되도록 하고 상기 전도도 측정기를 상기 빙하 코어의 길이방향으로 이동시키기 위한 전극 손잡이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치{PORTABLE ELECTRICAL CONDUCTIVITY METER FOR POLAR ICE CORES}
본 발명은 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 극지의 실외 극한 환경에 대한 휴대성, 내구성 및 정밀성 유지하도록 구성함으로써 남극의 빙하 코어를 시추한 현장에서 손쉽게 빙하 코어의 전기 전도도를 측정하고 그 결과를 신속하게 확인할 수 있도록 된 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치에 관한 것이다.
빙하 코어는 과거의 기후·환경 변화 기록을 지니고 있어 ‘냉동 타임캡슐’로 불린다. 이러한 빙하 코어에서 물안정동위원소, 입자성 물질, 미량금속, 미량기체, 해염 등 다양한 성분들을 분석하여 과거 지구 기후·환경 변화의 프록시(proxy)로 활용하고 있다. 특히 고기후·환경을 연구하기 위해서는 빙하코어의 연대를 정확하게 측정하는 것이 중요한데, 여러 프록시 자료를 종합하여 연대측정의 신뢰도를 높인다.
한편, 빙하코어의 연대측정에 있어 가장 기본적인 방법은 물안정동위원소 조성비(2H/1H와 18O/16O)를 측정하는 것이다. 이는 강설의 물안정동위원소비가 계절에 따라 변동하는 특성을 이용한다. 그러나 이 방법은, 많은 수의 시료를 분석하여야 하고, 오랜 분석 시간이 필요하다는 단점이 있다. 다른 방법으로는, 빙하내 존재하는 주이온과 미량 금속의 농도로부터 계절적인 변동 양상이나 화산활동 기록을 복원하여 연대측정에 활용하는 것이다. 그러나 이 역시 시료 분석에 소요되는 시간이 길고, 얼음 내 농도가 ppb (10-9g g-1) 또는 ppt (10-12g g-1)수준으로 낮아 분석과정에서 세심한 주의가 필요하다. 반면, 쉽고 빠르게 빙하코어의 깊이-연대 관계를 추정할 수 있는 방법으로는 펀 압축 모델(firn densification model)이 있다. 널리 활용되는 헤론랑웨이(Herron-Langway) 모델은 시추지의 깊이에 따른 밀도변화와 연평균기온을 변수로 갖는 경험적 모델로서 오차가 큰 편으로 추정한 연간적설량은 관측 값과 비교할 때 ±20%의 오차를 가진다.
한편, 전기 전도도 측정법(Electrical Conductivity Measurement, ECM)은 매우 신속하게 빙하코어의 화학적 특성을 판별하고, 고해상도 자료를 시료의 소모 없이 얻을 수 있는 장점이 있다. 얼음의 전기 전도도는 수소이온농도([H+])에 비례하는 것으로 알려져 있어, 이를 통해 깊이에 따라 상대적인 산성도 변동을 측정할 수 있다. 빙하 내 수소이온농도는 주로 대기중의 H2SO4, HNO3, HCl, HF등이 침적되어 증가하는데, 대기중의 산성물질 농도를 증가시키는 대표적인 자연현상으로는 화산활동이 있다. 빙하코어의 전기 전도도 기록 내 화산활동의 영향은 일반적으로 피크형태로 나타난다. 이를 과거 화산활동 기록 복원에 활용할 수 있고, 또한 알려진 화산활동 기록을 이용하여 빙하코어의 연대측정에 활용할 수 있다.
이와 같은 빙하의 전기 전도도 측정방법은 '동남극 GV7 천부 빙하코어의 전기 전도도 특성'(지질학회지 제53권 P.521-531(2017년8월))에 개시되어 있다.
그러나, 이러한 전기 전도도 측정법을 진행하기 위해서는, 현장 여러 곳에 빙하 코어 샘플들을 시추하고 이를 아이스 박스에 담아 헬리콥터로 실내 빙하 전도도 측정기가 설치되어 있는 연구소로 이송하여 2인 1조의 구성으로 전기 전도도를 측정해야 하는 불편함이 있었다.
따라서, 현장에서 연구원 1인이 단독으로 빙하 코어의 전기전도도를 정밀 측정한 후 현장에서 연구가치가 있는 빙하 코어만 선별하여 연구소로 이송함으로써 빙하 코어 이송에 소요되는 불필요한 에너지와 시간을 획기적으로 줄여 연구에 효율성을 증대시킬 수 있는 수단제공이 절실하게 요구되었다.
. 지질학회지 제53권 P.521-531(2017년8월) - 동남극 GV7 천부 빙하코어의 전기 전도도 특성
본 발명의 목적은, 극한 환경의 실외에서 1인이 단독으로 빙하 코어의 전기 전도도 정밀 측정을 수행할 수 있도록 휴대성 및 사용법이 용이한 수단을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 서로 거리를 유지하여 마주보는 한 쌍의 지지부재와, 소정의 길이로 형성되고 양쪽의 상기 지지부재 사이에 서로 평행하게 배치되어 각 상기 지지부재에 결합되는 한 쌍의 가이드와, 상기 가이드의 하부에 위치하도록 양단이 상기 지지부재에 각각 결합되어 빙하 코어의 하부를 지지하고 단열구조를 갖는 안착부재를 포함하는 지지부; 한쪽에 상기 가이드와 같은 평행한 방향으로 형성되는 결합공을 구비하고, 반대쪽은 상기 가이드에 각각 슬라이딩 가능하게 결합되는 한 쌍의 슬라이딩 블럭; 및 길이방향 한쪽에 상기 안착부재에 안착되는 빙하에 접촉되기 위한 한 쌍의 전극을 구비하고 상기 가이드에 안내되어 빙하 코어의 길이방향을 따라 이동하도록 폭 방향 양쪽이 연결 브라켓에 의해 각 상기 슬라이딩 블럭에 각각 결합되는 전도도 측정기를 포함하고, 상기 전극은, 접철수단에 의해 미 사용시에는 상기 전도도 측정기의 저면에 위치하고, 상기 접철수단은, 일단이 상기 전도도 측정기의 저면에 고정되는 고정체와, 상기 고정체의 타단과 회전 가능하게 결합되고 내장되는 탄성체에 의해 항상 상기 고정체에 탄력적으로 접촉된 상태를 유지하는 회전체로 이루어진 회전지지부; 일단에는 상기 전극이 결합되고 상기 전극이 상기 전도도 측정기의 저면에 위치하도록 상기 회전체에 결합되고 타단에는 결합단이 마련된 전극 지지체; 및 상기 전극 지지체의 결합단에 선택적으로 탈부착되도록 구성되어 상기 전극 지지체를 선택적으로 하향 회전시켜 상기 전극이 상기 안착부재에 안착된 빙하 코어에 접촉되도록 하고 상기 전도도 측정기를 상기 빙하 코어의 길이방향으로 이동시키기 위한 전극 손잡이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치에 의해 달성된다.
상기 연결 브라켓은, 상기 전도도 측정기의 측면에 결합되는 고정단; 상기 결합공에 삽입되도록 상기 결합공과 같은 방향으로 고정단에서 연장 형성되는 삽입단; 및 상기 결합공을 관통하여 노출된 상기 삽입단에 체결되는 너트부재를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연결 브라켓에는, 상기 전도도 측정기의 이동거리를 측정하기 위한 거리 측정기가 마련되고, 상기 거리 측정기는, 상기 지지부재에 일단이 고정되는 와이어; 및 상기 와이어가 권취되고 상기 와이어의 감김과 풀림을 와이어센서로 검출하여 검출신호를 상기 전도도 측정기로 전송하도록 상기 전도도 측정기와 전기적으로 연결되는 권취기를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가이드에는, 상기 슬라이딩 블럭의 이동을 제한하기 위한 집게형 이동방지체가 마련될 수 있다.
상기 지지부재에는, 상기 슬라이딩 블럭의 임의 이동을 제한하기 위한 이동방지수단이 마련되되, 상기 이동방지수단은, 상기 슬라이딩 블럭의 외측면에 돌출 형성되는 걸림돌기; 및 상기 지지부재에 일단이 결합되고 타단에는 상기 걸림돌기가 선택적으로 걸리기 위한 걸림공이 형성된 이동 방지부재로 이루어질 수 있다.
상기 이동 방지부재는, 전체 또는 일부가 탄성끈으로 이루어질 수 있다.
상기 전극은, 상기 전극 지지체의 일단에 고정 결합되는 고정단; 및 빙하에 접촉되도록 상기 고정단에서 연장 형성되는 접촉단으로 이루어지거나, 상기 전극 지지체의 일단에 고정 결합되는 고정단; 빙하에 접촉되도록 상기 고정단에서 연장 형성되는 접촉단; 및 상기 고정단과 접촉단 사이에 형성되어 상기 접촉단이 빙하에 탄력적으로 접촉되도록 탄성을 발생시키는 탄성발생부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 탄성발생부는, 코일 스프링 형태로 감겨져 형성되거나, 판 스프링 형태로 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 전도도 측정장치가 한 쌍의 지지부재와 한 쌍의 가이드 및 안착부재로 이루어짐으로써, 휴대 및 조작이 용이하여 극한 환경의 실외에서 1인이 단독으로 빙하 코어의 전기 전도도 정밀 측정을 수행할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 빙하 코어에 접촉되는 전극이 접철수단에 의해 미 사용시에는 항상 전도도 측정기의 저면에 위치하도록 구성됨으로써 안전성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 전극을 외력으로부터 보호할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 가이드에 집게형 이동방지체 또는 이동방지수단이 마련됨으로써 전도도 측정장치를 운반하는 경우에 전도도 측정기가 임의로 움직이는 현상을 방지하여 부품들의 파손을 방지할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
또한, 전극의 중간부에 탄성발생부가 구비됨으로써, 빙하의 표면이 고르지 않더라도 한 쌍의 전극이 들뜸없이 안정적으로 밀착될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치의 결합상태 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치를 설명하기 위한 개략적 블럭도이다.
도 6은 본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치의 전원부를 설명하기 위한 개략적 구성도이다.
도 7은 따른 본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치에 집게형 이동방지체가 마련된 상태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치에 이동방지수단이 마련된 상태를 표현한 일부확대도이다.
도 9는 도 1에 도시된 전극의 다른 실시예를 도시한 도면으로, (a)는 사시도이고, (b)는 사용상태 확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
그리고, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치의 결합상태 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B선 단면도이다. 그리고, 도 5는 본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치를 설명하기 위한 개략적 블럭도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치(10)는, 극한 환경의 실외에서 1인이 단독으로 빙하 코어의 전기 전도도를 정밀하게 측정할 수 있도록 휴대성 및 안전성이 확보되고 사용법이 용이하도록 구성된 것으로, 빙하 코어가 안착되는 지지부(20)와, 빙하 코어의 길이 방향을 따라 왕복 이동하도록 지지부(20)에 설치되는 한 쌍의 슬라이딩 블럭(30)과, 양쪽의 슬라이딩 블럭(30)에 결합되어 빙하 코어의 길이방향을 따라 이동하면서 전극(42)을 빙하 코어에 접촉시켜 빙하 코어의 전기 전도도를 측정하기 위한 전도도 측정기(40)를 포함한다.
이를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
지지부(20)는, 빙하 코어가 안착되고 전도도 측정기(40)가 빙하 코어의 길이방향을 따라 왕복 이동하도록 된 것으로, 거리를 유지하여 마주보도록 배치되는 한 쌍의 지지부재(22)와, 소정의 길이로 형성되고 양쪽의 지지부재(22) 사이에 서로 간격을 유지하여 평행하게 배치되어 양단이 각 지지부재(22)에 결합되는 한 쌍의 가이드(24)와, 가이드(24)의 하부에 위치하도록 양단이 지지부재(22)에 각각 결합되어 빙하 코어의 하부를 지지하고 단열구조를 갖는 안착부재(26)를 포함하여 구성된다.
안착부재(26)는, 양단이 양쪽의 지지부재(22)에 결합되어 양쪽 지지부재(22)의 간격을 유지하고 지지하기 위한 한 쌍의 지지체(28)를 구비한다. 이러한 안착부재(26)는 양쪽의 지지체(28) 사이에 배치된다.
이러한 지지부(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 지지체(28)와 안착부재(26) 및 가이드(24)에 의해 빙하 코어가 안착되어 위치하는 공간(S)이 형성된다.
한편, 전술한 지지부재(44)는, 휴대성 및 사용시 무게를 가볍게 하기 위하여 알루미늄을 포함한 경량의 비철금속 또는 합성수지재로 구성하고, 가이드(46)는 알루미늄을 포함한 경량의 비철금속 또는 카본섬유로 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 지지부(20)가 경량의 재질로 이루어짐으로써 휴대성이 향상될 수 있다.
슬라이딩 블럭(30)은, 전도도 측정기(40)를 안정적으로 왕복 이동시키기 위한 것으로, 한쪽에 가이드(24)와 같은 평행한 방향으로 형성되는 결합공(32)을 구비하고, 반대쪽은 가이드(24)에 각각 슬라이딩 가능하게 결합된다. 즉, 슬라이딩 블럭(30)은 양쪽에 서로 평행한 결합공(32)이 각각 형성된 구조를 갖으며, 각 슬라이딩 블럭(30)의 한쪽 결합공(32)은 한쪽의 가이드(24)에 슬라이딩 가능하게 결합되되, 반대쪽의 각 결합공(32)이 서로 근접하도록 각각 가이드(24)들에 슬라이딩 가능하게 결합 된다. 이때, 가이드(24)와 결합되는 결합공(32)의 내부에는 구름이 원활하고 유격이 발생되지 않도록 볼 베어링이 구비될 수 있다.
전도도 측정기(40)는, 공급되는 전원을 한 쌍의 전극(42)에 공급하여 전극(42)이 빙하 코어에 접촉될 때 전기 전도도를 측정하기 위한 것으로, 빙하 코어의 길이 방향을 따라 왕복 이동하도록 지지부(20)의 가이드(24)에 설치되는 한 쌍의 슬라이딩 블럭(30)에 결합되어 빙하 코어의 길이방향을 따라 이동하면서 전극(42)을 빙하 코어에 접촉시킬 때 빙하 코어의 전기 전도도를 측정하도록 구성된다. 즉, 길이방향 한쪽에 안착부재(26)에 안착되는 빙하에 접촉되기 위한 한 쌍의 전극(42)을 구비하고 가이드(24)에 안내되어 빙하 코어의 길이방향을 따라 이동하도록 폭 방향 양쪽이 연결 브라켓(44)에 의해 각 슬라이딩 블럭(30)에 각각 결합된다.
여기서 전극(42)은, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전극 지지체(72)의 일단에 고정 결합되는 고정단(42A)과, 빙하(I)에 접촉되도록 고정단(42A)에서 연장 형성되는 접촉단(42B)으로 이루어질 수 있다.
또한, 전극(42)은, 도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 전극 지지체(42)의 일단에 고정 결합되는 고정단(42A)과, 빙하(I)에 접촉되도록 고정단(42A)에서 연장 형성되는 접촉단(42B)과, 고정단(42A)과 접촉단(42B) 사이에 형성되어 접촉단(42B)이 빙하(I)에 탄력적으로 접촉되도록 탄성을 발생시키는 탄성발생부(42C)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 양쪽의 접촉단(42B)은 벌어짐방지부재(42D)에 의해 서로 연결되되, 절연된 상태로 연결될 수 있다. 이와 같은 벌어짐방지부재(42D)에 의해 양쪽의 접촉단(42B)이 벌어지는 현상이 방지될 수 있다.
그리고, 고정단(42A)과 접촉단(42B) 사이에 코일 스프링 형태 또는 판 스프링 형태의 탄성 발생부(42C)가 형성됨으로써, 빙하(I)의 표면이 고르지 않더라도 양쪽의 접촉단(42B)는 안정적으로 빙하(I)의 표면에 접촉될 수 있게 된다. 예를 들면, 즉, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 양쪽의 접촉단(42B)이 접촉되는 영역이 서로 불규칙한 경우에, 전극(42)을 이동(전도도 측정기를 이동)시키게 되면, 평편한 쪽의 접촉단(42B)은 정상적으로 빙하(I)에 접촉되고, 돌출된 쪽의 접촉단(42B)는 빙하(I)의 돌출부를 따라 빙하(I)의 표면에 밀착된 상태를 유지하면서 돌출부를 타고 넘게 된다. 이는 탄성발생부(42C)가 탄성을 발생시키면서 상향으로 변형되고 접촉단(42B)이 탄력적으로 빙하(I)의 표면에 밀착되도록 하기 때문이다. 따라서, 빙하(I)의 표면이 불규칙하더라도 양쪽의 전극(42)들은 탄성발생부(42C)에 의해 항상 빙하(I)의 표면에 밀착된 상태를 유지할 수 있게 된다.
이러한 전도도 측정기(40)에서, 빙하 코어에 접촉되는 전극(32)으로 전원을 공급하고, 전극(32)이 빙하 코어에 접촉되었을 때 전기 전도도를 측정하도록 구성된다.
한편, 전도도 측정기(40)의 전원부는 도 6에 도시된 바와 같이, 12V 전원 아답터를 연결하면 배터리 충전과 동시에 전도도 측정기(40)에 전원에 공급된다. 12V 전원 아답터를 제거하면 베터리 전원(96V)으로 전도도 측정기(40)이 구동된다. 입력된 전원은 각 전원공급장치(SMPS : switched mode power supply) 들을 통해 각 전원으로 출력된다. 높은 전압의 직류 컨버터의 경우 입력 전원과 컨트롤 핀의 전압을 동시에 제어해줘야 500V/800V/1000V/1200V 의 출력을 낼 수 있다. 그리고 ㅍ파워 온 스위치가 오프되어도 베터리는 충전될 수 있도록 구성된다.
전도도 측정기(40)에 구비된 제어부(41)는, 빙하 코어로부터 감지되는 고전압(High Voltage), 마이크로 암페어(Micro Ampere ), 온도 등의 감지값을 수신하고, 거리 측정기(60)의 와이어센서가 감지한 거리값(Length)을 각각 수신하여 이를 저장하거나 서버로 송신하도록 구성된다.
한편, 연결 브라켓(44)은, 한 쌍으로 이루어져 전도도 측정기(40)를 양쪽 가이드(24)에 슬라이딩 가능하게 결합된 각 슬라이딩 블럭(30)에 결합하기 위한 것으로, 전도도 측정기(40)의 몸체 측면에 결합되는 고정단(44A)과, 결합공(32)에 삽입되도록 결합공(32)과 같은 방향으로 고정단(44A)에서 연장 형성되는 삽입단(44B)과, 결합공(32)을 관통하여 노출된 삽입단(44B)에 체결되는 너트부재(44C)를 포함하여 구성된다. 이와 같이 양쪽의 삽입단(44B)이 양쪽 슬라이딩 블럭(30)의 각 결합공(32)에 삽입되어 결합되거나 분리되도록 구성됨으로써, 전기 전도도 측정장치(10)의 운반이나 보관시 전도도 측정기(40)를 지지부(20)로부터 용이하게 분리할 수 있고, 사용시에는 신속하고 용이하게 결합할 수 있게 된다.
전술한 연결 브라켓(44)에는, 전도도 측정기(40)의 이동거리를 측정하기 위한 거리 측정기(60)가 마련된다. 이러한 거리 측정기(60)는, 한쪽의 지지부재(22)에 일단이 고정되는 와이어(64)와, 와이어(64)가 권취되고 와이어(64)의 감김과 풀림을 와이어센서(62)로 검출하여 검출신호를 전도도 측정기(40)로 전송하도록 전도도 측정기(40)와 전기적으로 연결되는 권취기(66)를 포함하여 구성된다. 따라서, 전도도 측정기(40)를 가이드(24)를 따라 이동시키면 와이어(64)가 풀리게 되고 와이어센서(62)는 와이어(64)의 풀리는 길이를 감지하여 전도도 측정기(40)의 이동거리를 검출하게 된다.
한편, 전도도 측정기(40)에 마련되는 전극(42)은, 접철수단(70)에 의해 미 사용시에는 전도도 측정기(40)의 저면에 위치하고, 사용시에는 저면으로 인출되어 빙하 코어에 접촉되는 것이다.
이러한 접철수단(70)은, 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일단이 전도도 측정기(40)의 저면에 고정되는 고정체(72A)와, 고정체(72A)의 타단과 축(73)으로 회전 가능하게 결합되고 내장되는 탄성체(72B : 토션 스프링 또는 비틀림 스프링)에 의해 항상 고정체(72A)에 탄력적으로 접촉된 상태를 유지하는 회전체(72C)로 이루어진 회전지지부(72)와, 일단에는 전극(42)이 결합되고 전극(42)이 전도도 측정기(40)의 저면에 위치하도록 회전체(72C)에 결합되고 타단에는 결합단(74A)이 마련된 전극 지지체(74)와, 전극 지지체(74)의 결합단(74A)에 선택적으로 탈부착되도록 구성되어 전극 지지체(74)를 선택적으로 축을 중심으로 하향 회전시켜 전극(42)이 안착부재(26)에 안착된 빙하 코어(I)에 접촉되도록 하고 전극(42)이 빙하 코어에 접촉된 상태에서 전도도 측정기(40)를 빙하 코어(I)의 길이방향으로 이동시키기 위한 전극 손잡이(76)를 포함하여 구성된다.
이러한 구조의 접철수단(70)은, 전극(42)이 결합된 회전체(72C)가 고정체(72A)에 축으로 결합되어 있고, 탄성체(72B)에 의해 항상 접힌 상태, 즉 회전체(72C)가 탄성체(72B)의 탄성에 의해 축을 기준으로 전도도 측정기(40)의 저면 쪽으로 회전된 상태를 유지하도록 한다. 그리고 사용시에 전극 손잡이(76)를 축을 기준으로 전극(42)의 반대쪽에 마련된 결합단(74A)에 결합시켜 누르게 되면, 즉 축을 기준으로 전극(42)이 하향을 향하도록 전극 손잡이(76)를 시계방향으로 회전시키게 되면, 회전체(72C)는 축을 기준으로 하향으로 회전되기 때문에 회전체(72C)의 한쪽 단부에 마련된 전극(42)이 안착부재(26)에 안착된 빙하 코어(I)의 표면에 접촉될 수 있게 된다.
한편, 지지부(20)의 가이드(24)에는, 도 7에 도시된 바와 같이, 슬라이딩 블럭(30)의 임의 이동을 제한하기 위한 집게형 이동방지체(80)가 마련된다. 이러한 집게형 이동방지체(80)는, 집게형으로 구성되어 필요시에 가이드(24)에 결합되어 전도도 측정기(40)의 이동을 방지하게 된다. 즉, 전기 전도도 측정장치(10)의 운반시 가이드(24)에 결합된 전도도 측정기(40)가 자유롭게 움직지게 되면 부품의 파손이 발생할 수 있으나, 집게형 이동방지체(80)를 가이드(24)에 결합시키게 되면 전도도 측정기(40)가 집게형 이동방지체(80)에 간섭되어 전도도 측정기(40)의 임의 이동(움직임)이 방지되어 부품의 파손 및 손상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 첨부된 도면 중에서 도 8에 도시된 바와 같이, 지지부재(22)에는, 전도도 측정기(40)가 결합되어 일체화된 슬라이딩 블럭(30)의 임의 이동을 제한하기 위한 이동방지수단(90)이 마련된다.
이동방지수단(90)은, 양쪽 슬라이딩 블럭(30)들 중에서 어느 한쪽의 슬라이딩 블럭(30)의 외측면에 돌출 형성되는 걸림돌기(92)와, 지지부재(22)에 일단이 결합되고 타단에는 걸림돌기(92)가 선택적으로 걸리기 위한 걸림공(94A)이 형성된 이동 방지부재(94)로 이루어진다. 이때, 이동 방지부재(94)는, 전체 또는 일부가 탄성끈으로 이루어질 수도 있고, 와이어로 이루어질 수도 있으며 얇은 막대로 이루어질 수도 있다.
한편, 지지부(20)의 지지체(28)에는 안착부재(26)에 안착된 빙하 코어의 움직임을 고정하기 위한 스토퍼(ST)가 마련된다. 이 스토퍼(ST)는 양단이 양쪽의 지지체(28)에 고정되고 중간부가 양쪽 지지체(28) 사이에서 안착부재(26)보다 더 높게 상향으로 돌출된 구조를 갖는다. 즉, 전극(42)(탐침)이 내려오는 곳에 스토퍼(ST)가 마련되므로 빙하(I)의 끝을 전극(42)의 시작점과 일치시킬 수 있다. 따라서, 안착부재(26)에 안착된 빙하 코어의 단부가 스토퍼(ST)에 간섭되므로 빙하 코어의 움직임이 고정될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치(10)의 작용을 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치(10)는, 휴대 및 운반이 용이하도록 경량재질로 이루어지고, 컴팩트하게 구성된 것으로, 1인의 실험자가 빙하 코어의 채취가 이루어지는 극한 환경의 실외에서 운반 및 사용(측정)을 할 수 있다.
즉, 가이드(24)와 지지부재(22) 및 안착부재(26) 등이 경량의 재질로 구성되고, 빙하 코어의 크기(굵기 및 길이)를 수용할 수 있는 크기로 컴팩트하게 구성됨으로써, 1인 실험자가 용이하게 휴대하여 현장으로 이동할 수 있다.
한편, 실험자는 채취된 빙하 코어를 안착부재(26)에 안착한 후 스토퍼로 움직임을 고정한다.
이어서, 전극 손잡이(76)를 회동시켜 한 쌍의 전극(42)이 빙하 코어의 표면에 접촉되도록 한다. 이때, 실험자는 전극 손잡이(76)를 회전시키는 강도를 조절하여 전극(42)이 빙하 코어의 표면에 적절한 압력으로 접촉되도록 한다.
전술한 과정으로 전극(42)이 빙하 코어의 표면에 접촉되면, 전도도 측정기(40)를 조작하여 전극(42)에 전원을 공급한다.
이와 같이 전극(42)에 전원이 공급되는 상이어서 실험자가 전극 손잡이(76)를 취부한 상태로 전도도 측정기(40)를 서서히 이동시켜 빙하 코어의 전기 전도도를 측정한다.
이 과정으로 현장에서 채취한 빙하 코어의 전기 전도도를 현장에서 측정한 후 추가 연구를 위하여 연구실로 이송할 유효한 빙하 코어만 선별할 수 있게 되고, 따라서 유효한 빙하 코어만 연구소로 이송함으로써 빙하 코어 이송에 소요되는 불필요한 에너지와 시간을 획기적으로 줄여 연구에 효율성을 증대시킬 수 있게 된다.
한편, 전기 전도도 측정이 완료되면, 전극 손잡이(76)를 회전시켰던 힘을 제거한다. 이러한 작용으로 전극(42)이 구비된 회전체(72C)는 탄성체(72B)의 탄성에 의해 다시 전도도 측정기(40)의 저면으로 회전하여 전극(42)을 빙하 코어로부터 이격시킴과 동시에 전도도 측정기(40)의 저면에 근접하도록 한다.
이와 같이 전극(42)을 사용하지 않을 경우에 전극(42)이 외부로 돌출되어 노출되지 않고 전도도 측정기(40)의 저면에 위치하게 됨으로써 전극(42)을 외력으로부터 보호할 수 있을 뿐만 아니라, 감전과 같은 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
그리고, 휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치(10)의 사용이 완료되면, 삽입단(44C)을 슬라이딩 블럭(30)과 일체화시키도록 삽입단(44C)에 체결된 각 너트부재(44B)를 풀어 각 삽입단(44C)을 각 슬라이딩 블럭(30)의 각 결합공(32)으로부터 빼낸다. 이 과정으로 전도도 측정기(40)를 지지부(20)로부터 용이하게 분리하여 운반 및 보관할 수 있게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 전도도 측정장치(10)가 경량화되고 컴팩트하게 구성됨으로써 휴대 및 조작이 용이하여 극한 환경의 실외에서 1인이 단독으로 빙하 코어의 전기 전도도 정밀 측정을 수행할 수 있게 되고, 빙하 코어에 접촉되는 전극(42)이 접철수단(70)에 의해 미 사용시에는 항상 전도도 측정기(40)의 저면에 위치하도록 구성됨으로써 안전성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 전극(42)을 외력으로부터 보호하여 파손 등을 방지할 수 있게 된다. 또한, 가이드(24)에 집게형 이동방지체(80)이 구비되거나, 지지부재(22)에 이동방지수단(90)이 마련됨으로써 전도도 측정장치(10)를 운반하는 경우에 전도도 측정기(40) 또는 슬라이딩 블럭(30)이 임의로 움직이는 현상을 방지하여 부품들의 파손을 방지할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 전기 전도도 측정장치 20 : 지지부
22 : 지지부재 24 : 가이드
26 : 안착부재 28 : 지지체
30 : 슬라이딩 블럭 32 : 결합공
40 : 전도도 측정기 42 : 전극
44 : 연결 브라켓 44A : 고정단
44B : 너트부재 44C : 삽입단
70 : 접철수단 72 : 회전지지부
72A : 고정체 72B : 탄성체
72C : 회전체 73 : 축
74 : 회전체 74A : 결합단
76 : 전극 손잡이 80 : 집게형 이동방지체
90 : 이동방지수단 92 : 걸림돌기
94 : 이동 방지부재 94A : 걸림공

Claims (8)

  1. 서로 거리를 유지하여 마주보는 한 쌍의 지지부재와, 소정의 길이로 형성되고 양쪽의 상기 지지부재 사이에 서로 평행하게 배치되어 각 상기 지지부재에 결합되는 한 쌍의 가이드와, 상기 가이드의 하부에 위치하도록 양단이 상기 지지부재에 각각 결합되어 빙하 코어의 하부를 지지하고 단열구조를 갖는 안착부재를 포함하는 지지부;
    한쪽에 상기 가이드와 같은 평행한 방향으로 형성되는 결합공을 구비하고, 반대쪽은 상기 가이드에 각각 슬라이딩 가능하게 결합되는 한 쌍의 슬라이딩 블럭; 및
    길이방향 한쪽에 상기 안착부재에 안착되는 빙하에 접촉되기 위한 한 쌍의 전극을 구비하고 상기 가이드에 안내되어 빙하 코어의 길이방향을 따라 이동하도록 폭 방향 양쪽이 연결 브라켓에 의해 각 상기 슬라이딩 블럭에 각각 결합되는 전도도 측정기를 포함하고,
    상기 전극은,
    접철수단에 의해 미 사용시에는 상기 전도도 측정기의 저면에 위치하고,
    상기 접철수단은,
    일단이 상기 전도도 측정기의 저면에 고정되는 고정체와, 상기 고정체의 타단과 회전 가능하게 축으로 결합되고 내장되는 탄성체에 의해 항상 상기 고정체에 탄력적으로 접촉된 상태를 유지하는 회전체로 이루어진 회전지지부;
    일단에는 상기 전극이 결합되고 상기 전극이 상기 전도도 측정기의 저면에 위치하도록 상기 회전체에 결합되며 타단에는 결합단이 마련된 전극 지지체; 및
    상기 전극 지지체의 결합단에 선택적으로 탈부착되도록 구성되어 상기 전극 지지체를 선택적으로 하향 회전시켜 상기 전극이 상기 안착부재에 안착된 빙하 코어에 접촉되도록 하고 상기 전도도 측정기를 상기 빙하 코어의 길이방향으로 이동시키기 위한 전극 손잡이를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는,
    휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 브라켓은,
    상기 전도도 측정기의 측면에 결합되는 고정단;
    상기 결합공에 삽입되도록 상기 결합공과 같은 방향으로 고정단에서 연장 형성되는 삽입단; 및
    상기 결합공을 관통하여 노출된 상기 삽입단에 체결되는 너트부재를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 브라켓에는,
    상기 전도도 측정기의 이동거리를 측정하기 위한 거리 측정기가 마련되고, 상기 거리 측정기는,
    상기 지지부재에 일단이 고정되는 와이어; 및
    상기 와이어가 권취되고 상기 와이어의 감김과 풀림을 와이어센서로 검출하여 검출신호를 상기 전도도 측정기로 전송하도록 상기 전도도 측정기와 전기적으로 연결되는 권취기를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가이드에는,
    상기 슬라이딩 블럭의 임의 이동을 제한하기 위한 집게형 이동방지체가 마련되는 것을 특징으로 하는,
    휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지부재에는,
    상기 슬라이딩 블럭의 임의 이동을 제한하기 위한 이동방지수단이 마련되되,
    상기 이동방지수단은,
    상기 슬라이딩 블럭의 외측면에 돌출 형성되는 걸림돌기; 및
    상기 지지부재에 일단이 결합되고 타단에는 상기 걸림돌기가 선택적으로 걸리기 위한 걸림공이 형성된 이동 방지부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이동 방지부재는, 전체 또는 일부가 탄성끈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극은,
    상기 전극 지지체의 일단에 고정 결합되는 고정단; 및 빙하에 접촉되도록 상기 고정단에서 연장 형성되는 접촉단으로 이루어지거나,
    상기 전극 지지체의 일단에 고정 결합되는 고정단;
    빙하에 접촉되도록 상기 고정단에서 연장 형성되는 접촉단; 및
    상기 고정단과 접촉단 사이에 형성되어 상기 접촉단이 빙하에 탄력적으로 접촉되도록 탄성을 발생시키는 탄성발생부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성발생부는,
    코일 스프링 형태로 감겨져 형성되거나, 판 스프링 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    휴대용 빙하 전기 전도도 측정장치.









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