KR102510078B1 - 갈바노미터를 이용한 수위측정기 및 수위측정 방법 - Google Patents

갈바노미터를 이용한 수위측정기 및 수위측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 갈바노미터를 이용한 수위측정기 및 수위측정 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기는 레이저를 발생시키는 레이저 발생부(Laser emitter); 상기 발생된 레이저를 투과시키는 반투과부(Semitransparent mirror); 상기 반투과부를 투과한 레이저를 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 반사하는 제1 갈바노미터(Galvanometer); 상기 제1 갈바노미터로부터 유입되는 레이저를 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 수면의 스캔 영역 상에 반사하는 제2 갈바노미터(Galvanometer); 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저를 상기 반투과부를 통해 수신하는 감지부(Detector); 및 상기 감지부에 수신되는 레이저를 분석하여 상기 수면의 수위를 산출하는 수위 관측부;를 포함하여 구성된다.

Description

갈바노미터를 이용한 수위측정기 및 수위측정 방법{WATER LEVEL METER AND WATER LEVEL MEASUREMENT USING GALVANOMETER}
본 발명은 갈바노미터를 이용한 수위측정기 및 수위측정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실시간으로 수위를 모니터링하거나 이물질을 감지할 수 있는 갈바노미터를 이용한 수위측정기 및 수위측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 수위측정장치는 정수장, 하수처리장, 폐수처리장, 저수조, 강, 하천, 저수지, 댐 등의 수처리가 필요한 곳이나 기타 액체의 관리가 필요한 산업현장에서 수위를 측정하기 위해 기본적으로 필요한 장치이다. 이러한 수위측정장치는 수위센서를 설치하고 이 센서값을 제어하여 수위를 지속적, 연속적으로 모니터링하여 수위를 조절한다.
예를 들면, 수처리 공정에 있어서 일정량 이상의 물이 되어야만 공정이 진행되도록 하거나 일정량 이하의 수위에서는 공정을 중단하여 불필요한 작업 및 오작동이 일어나지 않도록 하기 위해서도 수위관리는 비용절감, 공정의 효율성을 제고하기 위해서도 필요한 것이다.
또한, 수위센서는 단순히 수위를 측정하기 위한 목적으로 구성할 수도 있지만, 한정된 저장소 내에 일정량 이상의 액체가 유입되면 액체를 유출시키고 일정량 이하가 되면 액체를 유입시켜 수위를 일정하게 관리하기 위해 펌프 등 다양한 제어기와 연결함으로써 복합적인 수위감지시스템을 구성할 수 있다.
수위감지센서의 종류로는 크게 접촉식과 비접촉식으로 나누어지는데 접촉식은 전극센서에 전류를 흘려보내고 액체와 닿아 통전되는 경우 신호처리를 제어하여 수위를 감지하는 센서이며, 플로트식, 접점식, 기어식 등이 있다.
접촉식 센서는 정밀도가 떨어지며 센서의 설치 및 고장 시 정비의 문제점이 있어 그 사용이 줄어들고 있는 실정이다.
이를 개선하기 위해 최근에는 초음파 방식의 비접촉식 센서가 제안되어 있다. 초음파 방식의 비접촉식 센서는 액체와 직접 닿지 않고 측정할 수 있는 것으로, 초음파가 공기 중을 통과하여 측정하고자 하는 물체의 표면을 맞고 되돌아오는 시간과 속도를 계산하는 원리를 이용하여 센서에서부터 저장소 바닥 면까지의 거리와 센서에서부터 물체표면까지의 거리의 차이를 계산함으로써 최종적으로 수위값을 알려준다.
이와 같은 단순히 수위를 측정하는데 그치지 않고, 비접촉식 센서를 더욱 개선하여, 실시간으로 수위의 모니터링뿐만 아니라 이물질의 감지 및 그에 따른 수면의 변화까지 정확하게 측정 및 감시할 수 있는 기술이 필요하다.
특허문헌 1: 등록특허 제10-1410726호(2014.06.25)
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 수위를 측정하고자 하는 수면에 갈바노미터를 제어하여 일정한 주기로 레이저를 조사하고, 수면에 반사되는 레이저를 분석하여 실시간으로 수위를 모니터링하거나 이물질의 발생 유무, 이물질로 인한 물의 유동 변화를 정확하게 측정 및 감시할 수 있도록 하고자 한다.
또한, 본 발명은 관리자가 어플리케이션 또는 웹페이지 환경을 통해 수위 정보 및 이물질의 정보의 수집 및 체계적인 관리가 가능하도록 하고자 한다.
전술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기는, 레이저를 발생시키는 레이저 발생부(Laser emitter); 상기 발생된 레이저를 투과시키는 반투과부(Semitransparent mirror); 상기 반투과부를 투과한 레이저를 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 반사하는 제1 갈바노미터(Galvanometer); 상기 제1 갈바노미터로부터 유입되는 레이저를 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 수면의 스캔 영역 상에 반사하는 제2 갈바노미터(Galvanometer); 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저를 상기 반투과부를 통해 수신하는 감지부(Detector); 및 상기 감지부에 수신되는 레이저를 분석하여 상기 수면의 수위를 산출하는 수위 관측부;를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제1 갈바노미터는 상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 상기 수면 상에서 제1 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 갈바노미터는 상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여, 상기 수면 상에서 상기 제1 방향에 대하여 수직 방향인 제2 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 감지부는 초음파 거리 센서 또는 레이더 센서로 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 수위 관측부는 상기 감지부에 수신되는 레이저를 분석하여 상기 수면 상의 이물질을 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 수위 관측부는 상기 감지부에 수신되는 레이저를 분석하여 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향과 속도를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 수위 관측부는 상기 레이저 발생부에서 발생되어 상기 반투과부를 통해 유입되는 레이저와, 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저의 수신 정보를 비교하여, 상기 수면 상의 이물질을 검출하거나, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향과 속도를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 산출된 수면의 수위, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향 및 속도를 포함하는 정보를 관리자 단말 측으로 제공하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정 방법은 레이저 발생부에 발생된 레이저가 반투과부를 통해 제1 갈바노미터로 유입되는 제1 단계; 상기 제1 갈바노미터가 상기 레이저를 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 반사하는 제2 단계; 제2 갈바노미터가 상기 제1 갈바노미터로부터 유입되는 레이저를 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 수면의 스캔 영역 상에 반사하는 제3 단계; 감지부가 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저를 상기 반투과부를 통해 수신하는 제4 단계; 및 수위 관측부가 상기 감지부에 수신되는 레이저를 분석하여 상기 수면의 수위를 산출하는 제5 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제2 단계는 상기 제1 갈바노미터가 상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 상기 수면 상에서 제1 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제3 단계는 상기 제2 갈바노미터가 상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여, 상기 수면 상에서 상기 제1 방향에 대하여 수직 방향인 제2 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제5 단계는 상기 수위 관측부가 상기 레이저 발생부에서 발생되어 상기 반투과부를 통해 유입되는 레이저와, 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저의 수신 정보를 비교하여, 상기 수면 상의 이물질을 검출하거나, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향과 속도를 검출할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따르면, 상기 제5 단계의 이후에, 관리자 단말이 상기 산출된 수면의 수위, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향 및 속도를 포함하는 정보를 제공받는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 수위를 측정하고자 하는 수면에 갈바노미터를 제어하여 일정한 주기로 레이저를 조사하고, 수면에 반사되는 레이저를 분석하여 실시간으로 수위를 모니터링하거나 이물질의 발생 유무, 이물질로 인한 물의 유동 변화를 정확하게 측정 및 감시할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 관리자가 어플리케이션 또는 웹페이지 환경을 통해 수위 정보 및 이물질의 정보의 수집 및 체계적인 관리가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기로 이루어진 수위측정 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 본 발명의 일실시예에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기로 이루어진 수위측정 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기를 설명하기 위한 도면이다.
이후부터는 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기를 설명하기로 한다.
본원 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기(100)는 갈바노미터를 이용하여 측정대상이 되는 수면(w)의 특정 사각범위(X, Y)를 다점측정 또는 스캔하는 것으로서, 액체(물)의 동적 거동을 주기적으로 파악하여 나뭇가지 등의 이상 물체로 인한 수위오류를 해결할 수 있다.
보다 구체적으로, 본원 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기(100)는 수면(w) 상에 반사되는 레이저를 수신하여 수위를 산출하며, 초음파 거리 센서 또는 레이더 센서로 구성되는 갈바노미터를 이용하여 수면(w)의 수위를 검출하거나, 수면(w) 상의 이물질을 검출할 뿐만 아니라, 상기 수면(w) 상의 이물질의 이동 방향과 속도를 검출하여, 측정하고자 하는 대상 수면(w)의 수위뿐만 아니라, 수면(w) 상의 이물질의 존재여부와 이물질의 보다 세부적인 특징까지 측정할 수 있다.
따라서, 관리자는 수위관측 제어 패널(200)을 통해 직접 상기 수위측정기(100)를 제어 및 관리할 수 있으며, 관리자 단말(300)을 통해 원거리에서 상기 수위측정기(100)를 제어 및 관리할 수 있다.
또한, 관리자는 상기 관리자 단말(300)을 통해 상기 산출된 수면(w)의 수위, 상기 수면(w) 상의 이물질의 이동 방향 및 속도를 포함하는 정보를 제공받을 수 있으며, 상기 관리자 단말(300)의 어플리케이션 또는 웹페이지 환경을 통해 수위 정보 및 이물질의 정보의 수집 및 체계적인 관리가 가능하다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정기(100)는 레이저 발생부(Laser emitter: 110), 반투과부(Semitransparent mirror: 120), 제1 갈바노미터(Galvanometer: 130), 제2 갈바노미터(Galvanometer: 140), 감지부(Detector: 150), 수위 관측부(160) 및 통신부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 레이저 발생부(110)는 레이저를 발생시키고, 상기 반투과부(120)는 상기 발생된 레이저를 투과시킨다.
상기 제1 갈바노미터(130)는 제1 조절 미러(131)를 포함하도록 구성되며, 상기 제1 조절 미러(131)를 회전시켜 각도를 조절한다. 이를 통해, 상기 제1 갈바노미터(130)는 상기 반투과부(120)를 투과한 레이저를 상기 제1 조절 미러(131)를 통해 각도를 조절하여 반사한다.
이와 같이 상기 제1 갈바노미터(130)의 상기 제1 조절 미러(131)에 반사된 레이저는 제2 갈바노미터(140)로 유입된다.
상기 제2 갈바노미터(140)는 제2 조절 미러(141)를 포함하여 구성되며, 상기 제2 조절 미러(141)를 회전시켜 각도를 조절하여, 상기 유입된 레이저를 상기 제2 조절 미러(141)를 통해 각도를 조절하여 반사한다.
보다 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 갈바노미터는(130)는 상기 레이저를 상기 제1 조절 미러(131)를 통해 각도를 조절하여 상기 수면(w) 상에서 제1 방향, 즉 X축의 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
마찬가지로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제2 갈바노미터(140)는 상기 레이저를 상기 제2 조절 미러(141)를 통해 각도를 조절하여 상기 수면(w) 상에서 제2 방향, 즉 Y축의 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 대하여 수직 방향으로서, 상기 제1 갈바노미터는(130)가 X축의 방향인 제1 방향으로 레이저를 이동시키고, 상기 제2 갈바노미터(140)는 Y축의 방향인 제2 방향으로 레이저를 이동시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 수위측정기(100)는 제1,2 갈바노미터(130, 140)의 조절 미러(131, 141)가 회전 가능하게 장착된 형태로 구성되며, 2개의 조절 미러(131, 141)의 회전 각도 조절을 통해 제1,2 갈바노미터(130, 140)로 입사되는 레이저가 수면(w) 상의 평면 X, Y 상에 조사되도록 한다.
다시 말해, 2개의 조절 미러(131, 141)는 각각 별도의 구동 모터에 의해 독립적으로 회전 가능하도록 장착되며, 2개의 조절 미러(131, 141)에 대한 각각의 회전 각도를 다양하게 조합함으로써, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 수면(w)의 평면상에 레이저빔이 조사될 수 있는 스캔 영역(S)을 형성할 수 있다.
제1,2 갈바노미터(130, 140)가 중립 상태로 회전하지 않고 고정된 상태에서는 레이저빔이 X 축과 Y축의 중심 교차점인 C지점에 조사되고, 이 상태에서 제1 조절 미러(131)를 양방향으로 최대 회전하게 되면 레이저빔은 C지점을 중심으로 X축 방향을 따라 양측으로 각각 X1, X2지점까지 변화하며 조사되고, 제2 조절 미러(141)를 양방향으로 최대 회전하게 되면 레이저빔은 C지점을 중심으로 Y축 방향을 따라 양측으로 각각 Y1, Y2지점까지 변화하며 조사된다.
따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 레이저빔(L)의 최대 조사 영역인 스캔 영역(S)은 이들 각각의 지점을 연결한 사각형 형태로 형성될 수 있다. 이때, 사각형은 직사각형 형태로서 Y1, Y2지점은 각각 C지점을 중심으로 서로 대칭되게 위치하고 X1, X2지점 또한 각각 C지점을 중심으로 서로 대칭되게 위치될 것이다. 그러나, 이러한 스캔 영역(S)은 본 발명의 일실시예에 따른 하나의 예시로서, 스캔 영역의 형태는 다양하게 형성될 수 있다.
상기 감지부(150)는 상기 수면(w)의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터(130, 140)의 상기 제1, 2 조절 미러(131, 141)를 통해 반사되어 유입되는 레이저를 상기 반투과부(120)를 경유하여 수신한다.
상기 수위 관측부(160)는 상기 감지부(150)에 수신되는 레이저를 분석하여 상기 수면(w)의 수위를 산출한다.
이와 같이 구성되는 감지부(150)는 레이더 센서 또는 초음파 센서로 구성될 수 있다.
전자파가 물체에 반사되어 돌아온 파를 분석하는 레이더 센서는 외부의 변화에 민감한 초음파 센서와는 달리 목표물까지의 거리, 이동 속도, 진행 방향 등을 감지할 수 있는 장점이 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 상기 감지부(150)를 레이더 센서로 구성하여 도플러 원리를 이용해 수위를 측정할 수 있다. 도플러 레이더의 동작원리는 송신된 신호가 물체에 반사되어 돌아올 때, 도플러 효과에 의해 주파수편이가 일어나게 되고, 반사되어 수신한 신호를 바탕으로 반사체의 움직임 방향과 상대적인 속도를 알 수 있으며, 이와 같은 원리로 상기 감지부(150)가 수위를 측정할 수 있다.
또 다른 일실시예에서는, 상기 감지부(150)로서 음파의 송신과 수신을 동시에 할 수 있는 초음파 센서를 사용하여 저수지의 수위를 감지할 수 있다.
즉, 상기 수위 관측부(160)는 상기 레이저 발생부(110)에서 발생되어 상기 반투과부(120)를 통해 상기 감지부(150)에 수신되는 레이저와, 상기 수면(w)의 스캔 영역에 반사된 레이저의 정보를 이용해 수위를 산출할 수 있다. 이때, 상기 수위 관측부(160)는 상기 레이저 발생부(110)에서 발생되어 상기 반투과부(120)를 통해 상기 감지부(150)에 수신되는 레이저의 수신 시간과, 상기 수면(w)의 스캔 영역에 반사된 레이저의 수신 시간의 차이를 이용해 상기 수면(w)의 높이를 산출할 수 있다.
이때, 상기 수위 관측부(160)는 상기 레이저의 수신 시간의 차이를 기준값 또는 최초 측정값과 비교하여 수면(w)의 높이를 산출할 수 있다. 즉, 상기 수신 시간의 차이가 작아지면 수위가 상승한 것으로, 상기 수신 시간의 차이가 보다 커지면 수위가 낮아진 것으로 산출할 수 있다.
또한, 상기 수위 관측부(160)는 상기 레이저 발생부(110)에서 발생되어 상기 반투과부(120)를 통해 상기 감지부(150)에 수신되는 레이저와, 상기 수면(w)의 스캔 영역에 반사된 레이저의 정보를 이용해 이물질의 정보를 산출할 수 있다.
즉, 상기 수위 관측부(160)는 상기 레이저 발생부(110)에서 발생되어 상기 반투과부(120)를 통해 고정 미러(111)에 반사되어 상기 감지부(150)에 수신되는 레이저의 수신 시간과, 상기 수면(w)의 스캔 영역에 반사된 레이저의 수신 시간의 차이가 수면(w)의 일정 영역에서만 발생하는 경우 해당 영역에 이물질이 있는 것으로 판단할 수 있으며, 이와 같은 수신 시간의 차이의 변화를 검출하여 이물질의 이동 방향과 속도를 산출할 수 있다.
한편, 상기 제1, 2 갈바노미터(130, 140)를 제어하여 상기 제1, 2 조절 미러(131, 141)를 일정한 주기로 조절하고, 상기 수위 관측부(160)가 상기 감지부에 수신되는 레이저를 분석하여 수위를 실시간으로 모니터링하거나 이물질의 발생 유무, 이물질로 인한 물의 유동 변화를 정확하게 측정 및 감시할 수 있다.
한편, 상기 통신부(170)는 상기 산출된 수면(w)의 수위, 상기 수면(w) 상의 이물질의 이동 방향 및 속도를 포함하는 정보를 관리자 단말(300) 측으로 제공할 수 있다.
그에 따라, 관리자는 상기 관리자 단말(300)을 통해 상기 산출된 수면(w)의 수위, 상기 수면(w) 상의 이물질의 이동 방향 및 속도를 포함하는 정보를 제공받을 수 있다.
또한, 관리자는 상기 관리자 단말(300)의 어플리케이션 또는 웹페이지 환경을 통해 수위 정보 및 이물질의 정보의 수집 및 체계적인 관리가 가능하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이후부터는 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 갈바노미터를 이용한 수위측정 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 레이저 발생부에서 레이저가 발생된다(S410). 이와 같이 발생된 레이저가 반투과부를 통해 제1 갈바노미터로 유입된다.
이후에는, 상기 제1 갈바노미터가 상기 레이저를 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 반사한다(S420). 이때, 상기 제1 갈바노미터가 상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 상기 수면 상에서 제1 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
또한, 제2 갈바노미터가 상기 제1 갈바노미터로부터 유입되는 레이저를 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 수면의 스캔 영역 상에 반사한다(S430).
이때, 상기 제2 갈바노미터는 상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여, 상기 수면 상에서 상기 제1 방향에 대하여 수직 방향인 제2 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
이후, 감지부가 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저를 상기 반투과부를 통해 수신한다(S440).
그에 따라, 수위 관측부가 상기 감지부에 수신되는 레이저를 분석하여 상기 수면의 수위를 산출할 수 있다(S450).
보다 상세하게 설명하면, 상기 수위 관측부가 상기 레이저 발생부에서 발생되어 상기 반투과부를 통해 유입되는 레이저와, 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저의 수신 정보를 비교할 수 있다. 따라서, 상기 수위 관측부는 이를 통해 상기 수면 상의 이물질을 검출하거나, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향과 속도를 검출할 수 있다.
이후에는, 관리자 단말이 상기 산출된 수면의 수위, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향 및 속도를 포함하는 정보를 제공받을 수 있다(S460).
이와 같이, 본 발명에 따르면 수위를 측정하고자 하는 수면에 갈바노미터를 제어하여 일정한 주기로 레이저를 조사하고, 수면에 반사되는 레이저를 분석하여 실시간으로 수위를 모니터링하거나 이물질의 발생 유무, 이물질로 인한 물의 유동 변화를 정확하게 측정 및 감시할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 관리자가 어플리케이션 또는 웹페이지 환경을 통해 수위 정보 및 이물질의 정보의 수집 및 체계적인 관리가 가능하다.
전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 갈바노미터를 이용한 수위측정기
110: 레이저 발생부(Laser emitter)
120: 반투과부(Semitransparent mirror)
130: 제1 갈바노미터(Galvanometer)
140: 제2 갈바노미터(Galvanometer)
150: 감지부(Detector)
160: 수위 관측부
170: 통신부
200: 수위관측 제어 패널
300: 관리자 단말

Claims (13)

  1. 레이저를 발생시키는 레이저 발생부(Laser emitter);
    상기 발생된 레이저를 투과시키는 반투과부(Semitransparent mirror);
    상기 반투과부를 투과한 레이저를 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 반사하는 제1 갈바노미터(Galvanometer);
    상기 제1 갈바노미터로부터 유입되는 레이저를 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 수면의 스캔 영역 상에 반사하는 제2 갈바노미터(Galvanometer);
    상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저를 상기 반투과부를 통해 수신하는 감지부(Detector); 및
    상기 감지부에 수신되는 레이저를 분석하여 상기 수면의 수위를 산출하는 수위 관측부;
    를 포함하며,
    상기 제1 갈바노미터는,
    상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 상기 수면 상에서 제1 방향으로 이동하도록 제어하고,
    상기 제2 갈바노미터는,
    상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여, 상기 수면 상에서 상기 제1 방향에 대하여 수직 방향인 제2 방향으로 이동하도록 제어하고,
    상기 2개의 조절 미러는 각각 별도의 구동 모터에 의해 독립적으로 회전 가능하도록 장착되며, 2개의 조절 미러에 대한 각각의 회전 각도를 다양하게 조합함으로써, 수면의 평면상에 레이저빔이 조사될 수 있는 스캔 영역을 형성하도록 하고,
    상기 스캔 영역은 이들 각각의 지점을 연결한 사각형 형태로 형성되고,
    상기 감지부는,
    초음파 거리 센서 또는 레이더 센서로 구성되고,
    상기 수위 관측부는,
    상기 레이저 발생부에서 발생되어 상기 반투과부를 통해 유입되는 레이저와, 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저의 수신 정보를 비교하여, 상기 수면 상의 이물질을 검출하거나, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향과 속도를 검출하며,
    상기 산출된 수면의 수위, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향 및 속도를 포함하는 정보를 관리자 단말 측으로 제공하는 통신부;
    를 더 포함하는 갈바노미터를 이용한 수위측정기.
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  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 레이저 발생부에 발생된 레이저가 반투과부를 통해 제1 갈바노미터로 유입되는 제1 단계;
    상기 제1 갈바노미터가 상기 레이저를 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 반사하는 제2 단계;
    제2 갈바노미터가 상기 제1 갈바노미터로부터 유입되는 레이저를 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 수면의 스캔 영역 상에 반사하는 제3 단계;
    감지부가 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저를 상기 반투과부를 통해 수신하는 제4 단계; 및
    수위 관측부가 상기 감지부에 수신되는 레이저를 분석하여 상기 수면의 수위를 산출하는 제5 단계;
    를 포함하며,
    상기 제2 단계는,
    상기 제1 갈바노미터가 상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제1 조절 미러를 통해 각도를 조절하여 상기 수면 상에서 제1 방향으로 이동하도록 제어하고,
    상기 제3 단계는,
    상기 제2 갈바노미터가 상기 반투과부를 투과한 레이저를 상기 제2 조절 미러를 통해 각도를 조절하여, 상기 수면 상에서 상기 제1 방향에 대하여 수직 방향인 제2 방향으로 이동하도록 제어하고,
    상기 2개의 조절 미러는 각각 별도의 구동 모터에 의해 독립적으로 회전 가능하도록 장착되며, 2개의 조절 미러에 대한 각각의 회전 각도를 다양하게 조합함으로써, 수면의 평면상에 레이저빔이 조사될 수 있는 스캔 영역을 형성하도록 하고,
    상기 스캔 영역은 이들 각각의 지점을 연결한 사각형 형태로 형성되고,
    상기 감지부는,
    초음파 거리 센서 또는 레이더 센서로 구성되고,
    상기 제5 단계는,
    상기 수위 관측부가 상기 레이저 발생부에서 발생되어 상기 반투과부를 통해 유입되는 레이저와, 상기 수면의 스캔 영역에 반사되고, 상기 제1, 2 갈바노미터의 상기 제1, 2 미러를 통해 반사되어 유입되는 레이저의 수신 정보를 비교하여, 상기 수면 상의 이물질을 검출하거나, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향과 속도를 검출하며,
    상기 제5 단계의 이후에,
    관리자 단말이 상기 산출된 수면의 수위, 상기 수면 상의 이물질의 이동 방향 및 속도를 포함하는 정보를 제공받는 단계;
    를 더 포함하는 갈바노미터를 이용한 수위측정 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
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