KR102243227B1 - 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치에 관한 것으로, 분체 및 유체가 저장되는 저장탱크의 상부 중앙에 개폐되는 부분으로 설치되어 있으며, 개폐 여부를 감지하고, 상기 저장탱크의 내부를 조사하는 복수 위치에 발산되는 광을 기설정된 시간으로 점멸하면서 발광되는 광과 반사 후 수광되는 광을 각각 센싱하는 측정부; 상기 측정부에 전기적으로 연결되어 있으며, 점멸주기를 제어하면서, 발광되는 광의 센싱 시간과 반사 후 수광되는 광의 센싱 시간을 비교하여 상기 저장탱크 내에 적재된 적재물의 레벨과 부피를 측정하고, 이전의 측정된 적재량과 비교하여 적재량을 측정하는 제어분석부; 상기 제어분석부와 전기적으로 연결되어 있으며, 점멸주기를 제어하는 제어신호를 전송받아 상기 제어분석부로 전달하고, 상기 제어분석부에서 분석된 적재량 정보를 무선으로 송신하여 실시간으로 모니터링하면서 제어하는 무선통신부; 및 상기 측정부, 상기 제어분석부 및 상기 무선통신부에 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전력을 공급하는 전력공급부;를 포함한다.
Description
본 발명은 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저장용 탱크 내부의 분체와 유체 적재물의 적재량을 측정하는 구조를 개선하여 측정의 정확도를 향상시키면서 원격에서 적재물의 정도를 확인할 수 있어 자재의 유지관리를 용이하게 할 수 있는 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 유체 및 분체와 같은 원료물질이 저장되는 저장탱크는 용량에 맞는 저장량 유지와 사용량을 확인하기 위한 목적으로 저장된 원료물질의 적재량의 확인이 요구된다.
이런, 저장탱크의 적재량을 측정하는 장치는 분체와 유체의 원료 물질이 저장된 적재물의 적재량을 사용에 따라 지속적으로 측정하기 하여야 하나 분체의 경우에는 표면이 고르지 않고 접촉에 의해 분진이 발생되고, 유체의 경우에는 외부 충격이나 작은 진동에 의해서도 흔들리고, 접촉하게 되면 표면이 변형되는 특성을 가지고 있어 측정이 어려웠다.
이에, 종래 기술의 저장탱크 적재물 부피 측정장치는 초음파를 이용한 비접촉 방식으로 적재물의 높이인 레벨을 측정하는 장치가 사용되고 있다.
그러나, 종래 기술의 초음파를 이용한 적재물 부피 측정 장치는 초음파가 불규칙하게 적재된 분체의 표면에 조사될 경우 급격하게 산란되어 반사되는 신호가 미약하므로 정확한 측정이 어렵다는 문제점이 있었다.
이에, 최근에는 단일 광을 이용하여 회전수단에 의해 회전되면서 적재물의 레벨과 레벨을 측정하여 산란을 최소화하면서 반사파에 의한 측정 효율을 향상시키는 장치가 개발되어 사용되고 있다.
그러나, 단일 광을 사용하는 장치는 회전수단이 포함되어 있어 전력이 많이 사용됨에 따라 외부에서 전력을 공급하기 위해 배선이 연결되게 되는데 우천 시에 누전이 발생되거나 낙뢰에 전도체 역할을 수행하여 파손이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 단일 광이 회전에 의해 표면의 레벨을 측정함에 따라 레벨 측정 시간이 오래걸리고, 표면이 불규칙한 경우에는 한번의 회전으로 측정이 불가능하여 정확도가 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 저장용 탱크 내부의 분체와 유체 적재물의 적재량을 점멸되는 광을 복수 위치에서 영역을 분할한 상태에서 발광과 반사광을 통해서 레벨과 부피를 3차원 형태로 측정함에 따라 측정의 정확도를 향상시키면서 원격에서 적재물의 정도를 확인할 수 있어 자재의 유지관리를 용이하게 할 수 있는 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명이 일 실시예에 따른 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치는 분체 및 유체가 저장되는 저장탱크의 상부 중앙에 개폐되는 부분으로 설치되어 있으며, 개폐 여부를 감지하고, 상기 저장탱크의 내부를 조사하는 복수 위치에 발산되는 광을 기설정된 시간으로 점멸하면서 발광되는 광과 반사 후 수광되는 광을 각각 센싱하는 측정부; 상기 측정부에 전기적으로 연결되어 있으며, 점멸주기를 제어하면서, 발광되는 광의 센싱 시간과 반사 후 수광되는 광의 센싱 시간을 비교하여 상기 저장탱크 내에 적재된 적재물의 레벨과 부피를 측정하고, 이전의 측정된 적재량과 비교하여 적재량을 측정하는 제어분석부; 상기 제어분석부와 전기적으로 연결되어 있으며, 점멸주기를 제어하는 제어신호를 전송받아 상기 제어분석부로 전달하고, 상기 제어분석부에서 분석된 적재량 정보를 무선으로 송신하여 실시간으로 모니터링하면서 제어하는 무선통신부; 및 상기 측정부, 상기 제어분석부 및 상기 무선통신부에 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전력을 공급하는 전력공급부;를 포함한다.
또한, 상기 측정부는, 상기 저장탱크의 개폐부분에 설치되어 있으며, 상기 저장탱크의 내부에 형성된 저장공간의 상부를 개폐하도록 개폐힌지체로 힌지 결합되어 회전에 의해 개폐되는 저장개폐체의 하부면에 위치하여 폐쇄 시 상기 저장공간에 저장된 적재물의 적재량을 측정하는 측정몸체; 상기 측정몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 저장개폐체의 개방과 폐쇄되는 각도를 측정하여 폐쇄 시에 측정을 진행하도록 설치된 측정각도센서; 상기 측정몸체의 하부면에 복수로 배치되어 있으며, 상기 저장공간의 적재량을 센싱하기 위해서 상기 제어분석부의 제어신호에 의해 점멸 주기가 제어되면서 점멸에 의해 광을 조사하는 발광체; 상기 측정몸체의 하부면에 복수로 배치되어 있으며, 종방향과 횡방향에 격자로 배열된 어레이 형태로 구비되어 각각의 위치에서 상기 발광체에서 발광되는 광을 센싱하여 상기 제어분석부로 발광정보를 제공하는 발광감지센서; 및 상기 측정몸체의 하부면에 복수로 배치되어 있으며, 상기 발광감지센서와 한쌍을 이루도록 종방향과 횡방향에 격자로 배열된 어레이 형태로 구비되어 각각에 위치에서 상기 발광체에서 발광된 광이 적재물에서 반사되어 수광되는 광을 센싱하여 상기 제어분석부로 수광정보를 제공하는 수광감지센서;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 측정몸체의 하부에 복수로 배치되어 있으며, 상기 발광체에서 발광되어 적재물에 접촉되어 반사되는 광을 상기 수광감지센서 방향으로 굴절에 의해 집중하도록 각각의 상기 수광감지센서에서 광이 수광되는 위치에 설치된 수광렌즈;를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 제어분석부는, 상기 측정부와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 측정부의 발광되는 점멸주기를 상기 무선통신부의 작동 신호에 따라 제어하면서 발광되는 광의 발광정보, 적재물에서 반사된 광의 수광정보, 및 상기 저장개폐체의 개폐 여부 정보를 수신하는 메인제어체; 상기 메인제어체와 상기 측정부의 발광 부분에 각각 연결되어 있으며, 상기 메인제어체의 제어 신호에 따라 상기 측정부의 발광부분의 점멸주기를 제어하는 점멸제어부; 상기 메인제어체와 상기 측정부의 발광 센싱부분에 각각 연결되어 있으며, 상기 측정부의 발광 센싱부분에서 수신된 발광정보를 상기 메인제어부로 송신하는 발광수신부; 상기 메인제어체와 상기 측정부의 수광 센싱부분에 각각 연결되어 있으며, 상기 측정부의 수광 센싱부분에서 수신된 수광정보를 상기 메인제어부로 송신하는 수광수신부; 및 상기 메인제어부에 연결되어 있으며, 상기 메인제어부에서 수신된 발광정보와 수광정보를 분석하여 상기 저장공간을 발광센싱 위치와 수광센싱 위치에 따라 영역을 분할하고, 분할된 영역에 따라 발광과 수광의 시간차를 측정하고, 시간차를 기초로 하여 상기 측정부와 적재물의 거리 별로 적재물의 레벨과 부피를 측정하여 상기 무선통신부를 통해서 무선으로 측정정보를 송신하는 측정분석부;를 포함할 수 있다.
더불어, 상기 측정분석부와 연결되어 있으며, 상기 측정분석부에서 분석된 영역별 적재물의 레벨과 부피 정보에 따라 3차원 이미지로 합성하는 3차원합성부; 및 상기 3차원합성부에서 합성된 3차원 이미지를 디스플레이하여 적재물의 상태를 확인하는 디스플레이부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 측정분석부는, 상기 메인제어체에 연결되어 있으며, 상기 저장공간의 발광센싱 위치와 수광센싱 위치에 따라 발광과 적재물의 반사에 의해 수광되는 영역을 분할하는 영역분할부; 상기 영역분할부로 분할된 영역별로 상기 메인제어체에서 발광이 센싱된 시간과 발광된 광이 적재물에서 반사되어 되돌아온 광을 수광한 시간을 각각 측정한 후에 측정된 발광시간과 수광시간의 시간차를 측정하는 시간측정부; 상기 시간측정부에서 영역별로 측정된 시간차를 기초로 하여 적재물의 영역별 레벨을 측정하기 위해서 영역별로 거리를 각각 측정하는 거리측정부; 및 상기 거리측정부에서 측정된 영역별 거리를 기초로 하여 상기 저장공간의 전체 부피에서 적재물의 레벨에 따른 부피를 연산하여 적재물의 부피를 측정하는 부피측정부;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전력공급부는, 상기 측정부의 일측에 배치되어 있으며, 상기 측정부, 상기 제어분석부, 및 상기 무선통신부에 내부에 축전된 전력이 독립적으로 공급되도록 구비된 축전배터리;로 이루어질 수 있다.
아울러, 상기 전력공급부는, 상기 측정부의 일측에 배치되어 있으며, 상기 측정부, 상기 제어분석부, 및 상기 무선통신부에 태양광을 이용하여 생산된 전력을 각각 공급하도록 구비된 태양발전체;로 이루어질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 저장용 탱크 내부의 분체와 유체 적재물의 적재량을 점멸되는 광을 복수 위치에서 영역을 분할한 상태에서 발광과 반사광을 통해서 레벨과 부피를 3차원 형태로 측정함에 따라 측정의 정확도를 향상시키면서 원격에서 적재물의 정도를 확인할 수 있어 자재의 유지관리를 용이하게 할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 점멸과 센싱에 의해 적재물의 레벨과 부피를 측정함에 따라 전력 소모를 줄일 수 있어 축전된 전력이나 태양발전을 통해 공급되는 전력으로 공급이 가능함에 따라 외부의 배선이 배제되어 우천에 의한 누전이나 낙뢰의 전도에 따른 파손을 최소화하여 수명을 증대하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치를 나타내는 사용상태 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치의 사용상태를 나타내는 사용상태 정면도이다.
도 3은 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치가 저장개폐체가 설치된 상태를 나타내는 확대도이다.
도 4는 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치의 주요부분인 측정부를 나타내는 저면도이다.
도 5는 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치의 작동 상태를 나타내는 작동상태도이다.
도 6은 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치에서 측정된 3차원의 적재물을 디스플레이하는 상태를 나타내는 상태도이다.
도 7은 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치에서 전원공급부의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치의 사용상태를 나타내는 사용상태 정면도이다.
도 3은 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치가 저장개폐체가 설치된 상태를 나타내는 확대도이다.
도 4는 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치의 주요부분인 측정부를 나타내는 저면도이다.
도 5는 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치의 작동 상태를 나타내는 작동상태도이다.
도 6은 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치에서 측정된 3차원의 적재물을 디스플레이하는 상태를 나타내는 상태도이다.
도 7은 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치에서 전원공급부의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며, 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치를 나타내는 사용상태 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치의 사용상태를 나타내는 사용상태 정면도이며, 도 3은 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치가 저장개폐체가 설치된 상태를 나타내는 확대도이고, 도 4는 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치의 주요부분인 측정부를 나타내는 저면도이며, 도 5는 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치의 작동 상태를 나타내는 작동상태도이고, 도 6은 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치에서 측정된 3차원의 적재물을 디스플레이하는 상태를 나타내는 상태도이다.
도 1 내지 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치(100)는 분체 및 유체가 저장되는 저장탱크(10)의 내부에 저장공간(11)을 가지고, 상부의 중앙으로 개폐힌지체(13)로 힌지 결합되어 회전에 의해 개폐되는 저장개폐체(12)의 하부면에 위치하여 개폐상태를 점검하면서 폐쇄 시 저장공간(11)의 적재되어 있는 적재물의 레벨과 부피를 측정하는 장치이다.
이런, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치(100)는 저장개폐체(12)의 하부면에 설치되어 상부에서 하부 방향으로 점멸되는 광의 발광 시간과 발광 후 적재물에서 반사된 광을 수광한 수광 시간의 차이로 적재물의 레벨과 부피를 측정하는 장치이다.
이런, 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치(100)는 측정부(110), 제어분석부(120), 무선통신부(130), 및 전력공급부(140)를 포함한다.
측정부(110)는 분체 및 유체가 저장되는 저장탱크(10)의 상부 중앙에 개폐되는 부분으로 설치되어 있으며, 개폐 여부를 감지하고, 저장탱크(10)의 내부를 조사하는 복수 위치에 발산되는 광을 기설정된 시간으로 점멸하면서 발광되는 광과 반사 후 수광되는 광을 각각 센싱하도록 구비된다.
이런, 측정부(110)는 측정몸체(111), 측정각도센서(112), 발광체(113), 발광감지센서(114), 수광감지센서(115), 및 수광렌즈(116)를 포함한다.
측정몸체(111)는 저장탱크(10)의 개폐부분에 설치되어 있으며, 저장탱크(10)의 내부에 형성된 저장공간(11)의 상부를 개폐하도록 개폐힌지체(13)로 힌지 결합되어 회전에 의해 개폐되는 저장개폐체(12)의 하부면에 위치하여 폐쇄 시 저장공간(11)에 저장된 적재물의 적재량을 측정하도록 구비된다.
측정각도센서(112)는 측정몸체(111)의 일측에 배치되어 있으며, 저장개폐체의 개방과 폐쇄되는 각도를 측정하여 폐쇄 시에 측정을 진행하도록 설치된다.
이런, 측정각도센서(112)는 저장개폐체(12)가 개폐힌지체(13)로 힌지 결합된 상태에서 저장개폐체(12)의 개폐되는 각도를 측정하는 것으로, 측정된 각도에 따라 개폐여부를 판단할 수 있다. 여기서, 측정각도센서(112)는 각도를 측정하는 모든 수단이 포함될 수 있는 것으로, 예를 들어, 각속도를 측정하여 유동 시에도 각도를 측정하는 수단이 사용될 수 있다.
이런, 측정각도센서(112)는 제어분석부(120)와 무선통신부(130)에 각각 연결되어 저장개폐체(12)의 개폐 여부를 제어분석부(120)에 전달하여 측정부(110)를 제어할 수 있고, 무선통신부(130)를 통해서 원격에서 저장개폐체(12)의 개폐여부를 모니터링할 수 있다.
발광체(113)는 측정몸체(111)의 하부면에 복수로 배치되어 있으며, 저장공간(11)의 적재량을 센싱하기 위해서 제어분석부(120)의 제어신호에 의해 점멸 주기가 제어되면서 점멸에 의해 광을 조사하도록 구비된다.
발광감지센서(114)는 측정몸체(111)의 하부면에 복수로 배치되어 있으며, 종방향과 횡방향에 격자로 배열된 어레이 형태로 구비되어 각각의 위치에서 발광체(113)에서 발광되는 광을 센싱하여 제어분석부(120)로 발광정보를 제공하도록 구비된다.
여기서, 발광정보는 발광체(113)에서 점멸되는 점멸주기와 점등되는 시간이 포함되어 발광체(113)의 상태를 모니터링하면서 점등되는 시간을 제어분석부(120)로 송신하도록 구비된다.
수광감지센서(115)는 측정몸체(111)의 하부면에 복수로 배치되어 있으며, 발광감지센서(114)와 한쌍을 이루도록 종방향과 횡방향에 격자로 배열된 어레이 형태로 구비되어 각각에 위치에서 발광체(113)에서 발광된 광이 적재물에서 반사되어 수광되는 광을 센싱하여 제어분석부(120)로 수광정보를 제공하도록 구비된다.
이런, 수광정보는 발광체(113)에서 발광된 광이 적재물에서 반사되어 수광되는 광이 도착되는 시간을 제어분석부(120)로 송신하도록 구비된다.
수광렌즈(116)는 측정몸체(111)의 하부에 복수로 배치되어 있으며, 발광체(113)에서 발광되어 적재물에 접촉되어 반사되는 광을 수광감지센서(115) 방향으로 굴절에 의해 집중하도록 각각의 수광감지센서(115)에서 광이 수광되는 위치에 설치된다.
제어분석부(120)는 측정부(110)에 전기적으로 연결되어 있으며, 점멸주기를 제어하면서, 발광되는 광의 센싱 시간과 반사 후 수광되는 광의 센싱 시간을 비교하여 저장탱크(10) 내에 적재된 적재물의 레벨과 부피를 측정하고, 이전의 측정된 적재량과 비교하여 적재량을 측정하도록 구비된다.
이런, 제어분석부(120)는 메인제어체(121), 점멸제어부(122), 발광수신부(123), 수광수신부(124), 측정분석부(125), 3차원합성부(126), 및 디스플레이부(127)를 포함한다.
메인제어체(121)는 측정각도센서(112), 발광체(113), 발광감지센서(114), 및 수광감지센서(115)에 전기적으로 연결되어 있으며, 발광체(113)의 발광되는 발광주기를 무선통신부(130)의 작동 신호에 의해 제어하면서, 발광감지센서(114)에서 센싱된 발광되는 광의 발광정보, 수광감지센서(115)에서 적재물에서 반사된 광의 수광정보, 및 측정각도센서(112)에 센싱되는 저장개폐체(12)의 개폐 여부 정보를 수신하여 무선통신부(130)를 통해서 외부로 송신함에 따라 원격에서 송신된 각종 정보를 통해서 모니터링을 실시할 수 있다.
점멸제어부(122)는 메인제어체(121)와 발광체(113)에 각각 연결되어 있으며, 메인제어체의 제어 신호에 따라 발광체의 점멸주기를 제어하도록 구비된다.
발광수신부(123)는 메인제어체(121)와 발광감지센서(114)에 각각 연결되어 있으며, 발광수신센서()에서 수신된 발광정보를 메인제어부()로 송신하도록 구비된다.
수광수신부(124)는 메인제어체(121)와 수광감지센서(115)에 각각 연결되어 있으며, 수광감지센서(115)에서 수신된 수광정보를 상기 메인제어부()로 송신하도록 구비된다.
측정분석부(125)는 메인제어부()에 연결되어 있으며, 메인제어부()에서 수신된 발광정보와 수광정보를 분석하여 저장공간을 어레이 형태로 복수로 배열된 한쌍의 발광감지센서(114)와 수광감지센서(115)의 각각의 위치에 따라 영역을 분할하고, 분할된 영역에 따라 발광과 수광의 시간차를 측정하고, 시간차를 기초로 하여 측정몸체(111)와 적재물의 거리 별로 적재물의 레벨과 부피를 측정하여 무선통신부(130)를 통해서 무선으로 측정정보를 송신하도록 구비된다.
이런, 측정분석부(125)는 영역분할부(125a), 시간측정부(125b), 거리측정부(125c), 및 부피측정부(125d)를 포함한다.
영역분할부(125a)는 메인제어체(121)에 연결되어 있으며, 저장공간(11)의 발광감지센서(114) 위치와 수광감지센서(115)의 위치에 따라 발광과 적재물의 반사에 의해 수광되는 영역을 분할하도록 구비된다.
시간측정부(125b)는 영역분할부(125a)로 분할된 영역별로 메인제어체(121)에서 발광감지센서(114)에서 센싱된 시간과 발광된 광이 적재물에서 반사되어 되돌아온 광을 수광감지센서(115)에서 수광한 시간을 각각 측정한 후에 측정된 발광시간과 수광시간의 시간차를 측정하도록 구비된다.
거리측정부(125c)는 시간측정부(125b)에서 영역별로 측정된 시간차를 기초로 하여 적재물의 영역별 레벨을 측정하기 위해서 영역별로 거리를 각각 측정하도록 구비된다.
부피측정부(125d)는 거리측정부(125c)에서 측정된 영역별 거리를 기초로 하여 저장공간(11)의 전체 부피에서 적재물의 레벨에 따른 부피를 연산하여 적재물의 부피를 측정하도록 구비된다.
즉, 저장탱크(10)의 적재량의 측정을 위해서 적재물의 적재 이전에 비어있는 저장공간(11)을 전제적인 공간을 점멸되는 발광체(113)의 광의 발광을 발광감지센서(114)에서 센싱하고, 발광된 광이 저장공간(11)에 반사되어 수광감지센서(115) 위치에 도달하면 센싱하며, 센싱된 시간차를 통해서 레벨을 측정하고, 측정한 레벨을 근거로 부피를 연산하여 저장공간(11)의 전체 부피 정보를 생성한다.
이렇게, 저장공간(11)에 적재물을 적재한 후에 복수의 위치에서 발광시간과 수광시간의 차에 따라 거리를 측정하여 적재물의 높이인 레벨을 측정하고, 측정된 레벨에 따라 전체 부피정보와 비교하여 부피를 측정한다.
이때, 발광감지센서(114)와 수광감지센서(115)는 종방향과 횡방향에 격자로 배열된 어레이 형태로 구비되어 복수의 위치별로 레벨을 측정할 수 있어 적재물의 불규칙한 형상으로 구비되어 있어도 서로 다른 레벨을 영역별로 측정하여 부피 측정의 정확도를 높일 수 있다.
3차원합성부(126)는 측정분석부(125)와 연결되어 있으며, 측정분석부(125)에서 분석된 영역별 적재물의 레벨과 부피 정보에 따라 3차원 이미지로 합성하도록 구비된다.
디스플레이부(127)는 3차원합성부(126)에서 합성된 3차원 이미지를 디스플레이하여 적재물의 상태를 확인하도록 구비된다.
무선통신부(130)는 제어분석부(120)와 전기적으로 연결되어 있으며, 점멸주기를 제어하는 제어신호를 전송받아 제어분석부(120)로 전달하고, 제어분석부(120)에서 분석된 적재량 정보를 무선으로 송신하여 실시간으로 모니터링하면서 제어하도록 구비된다. 이런, 무선통신부(130)는 무선으로 각종 정보를 송수신하는 모든 수단이 포함될 수 있는 것으로, 예를 들어, LTE 이동통신망을 통해 저전력 광역망(Low Power Wide Area Network, LPWAN)을 지원하는 NB-IoT(Narrowband-IoT, 협대역 사물인터넷)를 기반으로 사용할 수 있다.
전력공급부(140)는 측정부(110), 제어분석부(120) 및 무선통신부(130)에 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전력을 공급하도록 구비된다.
이런, 전력공급부(140)는 측정부(110)의 일측에 배치되어 있으며, 측정부(110), 제어분석부(120), 및 무선통신부(130)에 내부에 축전된 전력이 독립적으로 공급되도록 구비된 축전배터리(141)로 이루어진다.
상술된 축전배터리(141)는 외부 전력이 상시적으로 공급되지 않아도 용량에 따라 주기적으로 충전하여 사용할 수 있고, 교체로 사용이 가능함으로써, 외부 배선을 제거하여 우천이나 낙뢰에 의해 파손이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 도 1의 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치에서 전원공급부의 다른 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 7을 참고하면, 전력공급부(140)의 다른 실시예로써, 측정부(110)의 일측에 배치되어 있으며, 측정부(110), 제어분석부(120), 및 무선통신부(130)에 태양광을 이용하여 생산된 전력을 각각 공급하도록 구비된 태양발전체(142)로 이루어진다.
이런, 태양발전체(142)는 태양광을 전력으로 전환하여 지속적으로 공급하는 것으로, 단독적으로 설치 사용됨에 따라 외부 배선을 제거하여 우천이나 낙뢰에 의해 파손이 발생되는 것을 방지할 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 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 저장탱크 11 : 저장공간
12 : 저장개폐체 13 : 개폐힌지체
100 : 측정장치 110 : 측정부
111 : 측정몸체 112 : 측정각도센서
113 : 발광체 114 : 발광감지센서
115 : 수광감지센서 116 : 수광렌즈
120 : 제어분석부 121 : 메인제어체
122 : 점멸제어부 123 : 발광수신부
124 : 수광수신부 125 : 측정분석부
125a : 영역분할부 125b : 시간측정부
125c : 거리측정부 125d : 부피측정부
126 : 3차원합성부 127 : 디스플레이부
130 : 무선통신부 140 : 전력공급부
141 : 축전배터리 142 : 태양발전체
10 : 저장탱크 11 : 저장공간
12 : 저장개폐체 13 : 개폐힌지체
100 : 측정장치 110 : 측정부
111 : 측정몸체 112 : 측정각도센서
113 : 발광체 114 : 발광감지센서
115 : 수광감지센서 116 : 수광렌즈
120 : 제어분석부 121 : 메인제어체
122 : 점멸제어부 123 : 발광수신부
124 : 수광수신부 125 : 측정분석부
125a : 영역분할부 125b : 시간측정부
125c : 거리측정부 125d : 부피측정부
126 : 3차원합성부 127 : 디스플레이부
130 : 무선통신부 140 : 전력공급부
141 : 축전배터리 142 : 태양발전체
Claims (8)
- 분체 및 유체가 저장되는 저장탱크의 상부 중앙에 개폐되는 부분으로 설치되어 있으며, 개폐 여부를 감지하고, 상기 저장탱크의 내부를 조사하는 복수 위치에 발산되는 광을 기설정된 시간으로 점멸하면서 발광되는 광과 반사 후 수광되는 광을 각각 센싱하는 측정부;
상기 측정부에 전기적으로 연결되어 있으며, 점멸주기를 제어하면서, 발광되는 광의 센싱 시간과 반사 후 수광되는 광의 센싱 시간을 비교하여 상기 저장탱크 내에 적재된 적재물의 레벨과 부피를 측정하고, 이전의 측정된 적재량과 비교하여 적재량을 측정하는 제어분석부;
상기 제어분석부와 전기적으로 연결되어 있으며, 점멸주기를 제어하는 제어신호를 전송받아 상기 제어분석부로 전달하고, 상기 제어분석부에서 분석된 적재량 정보를 무선으로 송신하여 실시간으로 모니터링하면서 제어하는 무선통신부; 및
상기 측정부, 상기 제어분석부 및 상기 무선통신부에 각각 전기적으로 연결되어 있으며, 전력을 공급하는 전력공급부;를 포함하되,
상기 제어분석부는,
상기 측정부와 전기적으로 연결되어 있으며, 상기 측정부의 발광되는 점멸주기를 상기 무선통신부의 작동 신호에 따라 제어하면서 발광되는 광의 발광정보, 적재물에서 반사된 광의 수광정보, 및 상기 측정부에서 센싱된 개폐 여부 정보를 수신하는 메인제어체;
상기 메인제어체와 상기 측정부의 발광 부분에 각각 연결되어 있으며, 상기 메인제어체의 제어 신호에 따라 상기 측정부의 발광부분의 점멸주기를 제어하는 점멸제어부;
상기 메인제어체와 상기 측정부의 발광 센싱부분에 각각 연결되어 있으며, 상기 측정부의 발광 센싱부분에서 수신된 발광정보를 상기 메인제어체로 송신하는 발광수신부;
상기 메인제어체와 상기 측정부의 수광 센싱부분에 각각 연결되어 있으며, 상기 측정부의 수광 센싱부분에서 수신된 수광정보를 상기 메인제어체로 송신하는 수광수신부; 및
상기 메인제어체에 연결되어 있으며, 상기 메인제어체에서 수신된 발광정보와 수광정보를 분석하여 상기 저장탱크 내부를 발광센싱 위치와 수광센싱 위치에 따라 영역을 분할하고, 분할된 영역에 따라 발광과 수광의 시간차를 측정하고, 시간차를 기초로 하여 상기 측정부와 적재물의 거리 별로 적재물의 레벨과 부피를 측정하여 상기 무선통신부를 통해서 무선으로 측정정보를 송신하는 측정분석부;를 포함하는
실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 측정부는,
상기 저장탱크의 개폐부분에 설치되어 있으며, 상기 저장탱크의 내부에 형성된 저장공간의 상부를 개폐하도록 개폐힌지체로 힌지 결합되어 회전에 의해 개폐되는 저장개폐체의 하부면에 위치하여 폐쇄 시 상기 저장공간에 저장된 적재물의 적재량을 측정하는 측정몸체;
상기 측정몸체의 일측에 배치되어 있으며, 상기 저장개폐체의 개방과 폐쇄되는 각도를 측정하여 폐쇄 시에 측정을 진행하도록 설치된 측정각도센서;
상기 측정몸체의 하부면에 복수로 배치되어 있으며, 상기 저장공간의 적재량을 센싱하기 위해서 상기 제어분석부의 제어신호에 의해 점멸 주기가 제어되면서 점멸에 의해 광을 조사하는 발광체;
상기 측정몸체의 하부면에 복수로 배치되어 있으며, 종방향과 횡방향에 격자로 배열된 어레이 형태로 구비되어 각각의 위치에서 상기 발광체에서 발광되는 광을 센싱하여 상기 제어분석부로 발광정보를 제공하는 발광감지센서; 및
상기 측정몸체의 하부면에 복수로 배치되어 있으며, 상기 발광감지센서와 한쌍을 이루도록 종방향과 횡방향에 격자로 배열된 어레이 형태로 구비되어 각각에 위치에서 상기 발광체에서 발광된 광이 적재물에서 반사되어 수광되는 광을 센싱하여 상기 제어분석부로 수광정보를 제공하는 수광감지센서;를 포함하는
실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 측정몸체의 하부에 복수로 배치되어 있으며, 상기 발광체에서 발광되어 적재물에 접촉되어 반사되는 광을 상기 수광감지센서 방향으로 굴절에 의해 집중하도록 각각의 상기 수광감지센서에서 광이 수광되는 위치에 설치된 수광렌즈;를 더 포함하는
실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 측정분석부와 연결되어 있으며, 상기 측정분석부에서 분석된 영역별 적재물의 레벨과 부피 정보에 따라 3차원 이미지로 합성하는 3차원합성부; 및
상기 3차원합성부에서 합성된 3차원 이미지를 디스플레이하여 적재물의 상태를 확인하는 디스플레이부;를 더 포함하는
실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 측정분석부는,
상기 메인제어체에 연결되어 있으며, 상기 저장탱크 내의 발광센싱 위치와 수광센싱 위치에 따라 발광과 적재물의 반사에 의해 수광되는 영역을 분할하는 영역분할부;
상기 영역분할부로 분할된 영역별로 상기 메인제어체에서 발광이 센싱된 시간과 발광된 광이 적재물에서 반사되어 되돌아온 광을 수광한 시간을 각각 측정한 후에 측정된 발광시간과 수광시간의 시간차를 측정하는 시간측정부;
상기 시간측정부에서 영역별로 측정된 시간차를 기초로 하여 적재물의 영역별 레벨을 측정하기 위해서 영역별로 거리를 각각 측정하는 거리측정부; 및
상기 거리측정부에서 측정된 영역별 거리를 기초로 하여 상기 저장탱크 내의 전체 부피에서 적재물의 레벨에 따른 부피를 연산하여 적재물의 부피를 측정하는 부피측정부;를 포함하는
실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전력공급부는,
상기 측정부의 일측에 배치되어 있으며, 상기 측정부, 상기 제어분석부, 및 상기 무선통신부에 내부에 축전된 전력이 독립적으로 공급되도록 구비된 축전배터리;로 이루어진
실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전력공급부는,
상기 측정부의 일측에 배치되어 있으며, 상기 측정부, 상기 제어분석부, 및 상기 무선통신부에 태양광을 이용하여 생산된 전력을 각각 공급하도록 구비된 태양발전체;로 이루어진
실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020190096368A KR102243227B1 (ko) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치 |
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| KR1020190096368A KR102243227B1 (ko) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 실시간으로 모니터링되는 저장 탱크 적재물 부피 측정장치 |
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| US9658096B2 (en) * | 2014-06-30 | 2017-05-23 | Rosemount Tank Radar Ab | Radar level gauge inclination system |
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2019
- 2019-08-07 KR KR1020190096368A patent/KR102243227B1/ko active IP Right Grant
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| GRNT | Written decision to grant |