KR102519834B1 - 수환경 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템은 수질을 관측하도록 형성되는 센서부, 상기 센서부와 연결되며, 상기 센서부를 승하강시키는 승하강구동부, 및 종방향으로 긴 관 형태로 형성되며, 측면에 높이가 다른 복수 개의 통공을 구비하고, 내부 통로에서 센서부의 승하강을 가이드하는 보호파이프를 포함할 수 있으며, 상기 승하강구동부는 상기 센서부와 연결되는 와이어, 상기 와이어가 감기는 권취드럼, 상기 권취드럼에 회전력을 제공하는 모터유닛, 및 상기 와이어를 상기 권취드럼에 나선 방향으로 연속적으로 감기도록 가이드하는 가이드유닛을 포함할 수 있고, 상기 가이드유닛은 상기 권취드럼과 평행하게 이격되어서 배치되는 가이드바, 및 상기 권취드럼에서 연장되는 상기 와이어에 의해 관통되며, 상기 가이드바에서의 위치가 상기 권취드럼에 감기는 상기 와이어의 권취점으로부터 사선 방향에 위치하도록 제어되는 가이드루프를 포함할 수 있다.

Description

수환경 모니터링 시스템{WATER ENVIROMENT MONITORING SYSTEM}

수환경 모니터링 시스템이 개시된다. 구체적으로, 하천이나 강, 바다 등 물이 흐르는 지점에서 수질을 모니터링하기 용이한 수환경 모니터링 시스템이 개시된다.

현재 환경분야, 특히 수질분야는 깨끗한 식수공급과 관련하여 또는 상하수원 등에 대한 수질환경조사 등을 위하여 상하수원의 여러 지점에서 주기적으로 수질조사를 실시하고 있다. 수질 조사는 센서를 이용한 관측 또는 시료 채취를 통해 이루어지며, 현장에서 수질 분석이 수행되거나, 실험기기가 구비된 장소로 운반되어 수질분석이 수행되고 있다.

센서를 이용하여 현장에서 수질을 관측하는 경우, 수측 관측 대상 하천 또는 바다의 환경이 지상과는 다르기 때문에 수질 관측 장비의 건전성에 종종 문제가 발생하곤 한다. 특히 수면의 부유물 등이 수질 관측 장비에 충돌을 일으키는 경우 센서 등에 고장이 발생하거나 경우에 따라서는 센서가 분실되기도 한다.

센서의 분실을 방지하기 위해 대한민국 등록특허공보 제10-0414760호(2003.12.29.)에는 분실방지부를 구비하는 수중데이터 계측 장비가 개시되어 있다. 위 특허에 개시된 구조에 따르면, 부유물 등에 의해 와이어가 절단되었을 때 센서가 가이드레일을 따라 하강하여 분실 방지체에 안착되고, 이를 통해 센서의 분실이 방지된다. 위 특허는 와이어의 절단에도 센서의 분실을 방지한다는 점에서 의미가 있으나, 센서를 이용한 지속적인 수질 관측은 더 이상 불가능하다는 점에서 근본적인 해결책을 제시한 특허는 아니라고 할 수 있다.

수질은 일시적 관측보다는 장기간 지속적인 관측이 요구된다. 장기간 지속적인 수질 관측에 투입되어야 하는 인력 투입을 줄이기 위해서는 수질 관측의 자동화가 필요하나, 센서에 고장이 발생하거나 분실이 발생하게 되면 자동화가 어려워지므로, 이에 대한 개선이 필요하다. 특히 위 특허에 개시된 것과 같이 단순히 센서의 분실을 방지하는 것보다 근본적인 개선이 요구된다.

본 발명은 센서의 관측 오류를 개선하도록 관측 환경을 보장하는 수환경 모니터링 시스템을 제안하기 위한 것이다.

본 발명은 센서를 승강시키는 승하강장치의 와이어 꼬임을 방지하는 수환경 모니터링 시스템을 제안하기 위한 것이다.

본 발명은 센서를 보호하는 파이프의 내구성을 향상시킬 수 있는 구조를 구비하는 수환경 모니터링 시스템을 제안하기 위한 것이다.

본 발명은 센서의 파손이나 분실을 근본적으로 방지할 수 있는 구성의 수환경 모니터링 시스템을 제안하기 위한 것이다.

본 발명은 와이어의 내구성을 연장하기 위한 구성의 수환경 모니터링 시스템을 제안하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템은 수질을 관측하도록 형성되는 센서부, 상기 센서부와 연결되며, 상기 센서부를 승하강시키는 승하강구동부, 및 종방향으로 긴 관 형태로 형성되며, 측면에 높이가 다른 복수 개의 통공을 구비하고, 내부 통로에서 센서부의 승하강을 가이드하는 보호파이프를 포함할 수 있으며, 상기 승하강구동부는 상기 센서부와 연결되는 와이어, 상기 와이어가 감기는 권취드럼, 상기 권취드럼에 회전력을 제공하는 모터유닛, 및 상기 와이어를 상기 권취드럼에 나선 방향으로 연속적으로 감기도록 가이드하는 가이드유닛을 포함할 수 있고, 상기 가이드유닛은 상기 권취드럼과 평행하게 이격되어서 배치되는 가이드바, 및 상기 권취드럼에서 연장되는 상기 와이어에 의해 관통되며, 상기 가이드바에서의 위치가 상기 권취드럼에 감기는 상기 와이어의 권취점으로부터 사선 방향에 위치하도록 제어되는 가이드루프를 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 상기 센서부는 수질센서, 및 상기 수질센서의 상방과 하방 중 적어도 하나에 설치되는 쉴드를 포함할 수 있고, 상기 쉴드는 상기 보호파이프의 관 직경보다 작고 상기 수질센서의 단면 크기보다 큰 단면을 가지도록 형성될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 상기 보호파이프는 복수 개의 관이 중첩된 채로 슬라이딩되며 길이가 연장되는 텔레스코프 형태로 형성되고, 상기 복수 개의 관 중 하부에 해당되는 관에는 제1 연동부재가 구비될 수 있으며, 상기 센서부는 상기 제1 연동부재와 기계적 또는 자력으로 연동되는 제2 연동부재를 구비할 수 있고, 상기 제1 연동부재를 구비하는 상기 보호파이프의 관은 상기 승하강구동부 의해 승하강 되는 상기 센서부와 함께 승하강되어서, 상기 보호파이프는 신축될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 상기 센서부는 측방향으로 돌출되는 두 개 이상의 돌기를 포함하고, 상기 보호파이프는 상기 돌기의 형상 및 폭에 대응되는 가이딩홈을 포함하여서, 상기 돌기는 상기 가이딩홈을 따라 가이드될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템에는 복수 개의 상기 통공들의 전방이나 후방 중 적어도 하나에 상기 통공과 이격되게 배치되며, 상기 통공의 직경보다 큰 단면을 갖는 배리어가 구비될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 상기 가이드루프는, 상기 가이드바와 연결되는 연결요소, 상기 연결요소와 연결되는 루프요소, 및 상기 루프요소가 상기 연결요소 상에서 회전되도록 상기 루프요소와 상기 연결요소를 연결하는 회전요소를 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 상기 승하강구동부는 상기 권취드럼에서 연장되는 상기 와이어에 대하여 상기 가이드루프의 위치를 측량하는 측량부재를 더 포함할 수 있고, 상기 측량부재의 측량 결과에 따라 상기 가이드바가 운동되어서 상기 가이드루프의 위치가 보정될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 상기 모터유닛은 상기 권취드럼에 연결되어서 상기 권취드럼을 회전시키는 제1 회전모터 및 상기 가이드유닛에 연결되어서 상기 가이드유닛의 적어도 일부를 회전시키는 제2 회전모터를 포함할 수 있으며, 상기 가이드유닛의 상기 가이드바의 길이는 상기 권취드럼의 길이보다 길게 형성될 수 있고, 상기 제2 회전모터는 상기 측량부재의 측량 결과에 따라 회전방향이 결정될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 상기 모터유닛은 상기 권취드럼에 연결되어서 상기 권취드럼을 회전시키는 회전모터, 및 상기 가이드유닛에 연결되어서 상기 가이드유닛을 직선이동시키는 리니어 모터를 포함할 수 있고, 상기 가이드유닛의 상기 가이드바의 길이는 상기 권취드럼의 길이보다 길게 형성될 수 있으며, 상기 리니어 모터는 상기 측량부재의 측량 결과에 따라 진행방향이 결정될 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 상기 권취드럼은 원통형 드럼요소, 상기 원통형 드럼요소의 양측에 배치되어서 상기 와이어가 감기는 위치를 제한하는 측벽, 및 상기 측벽에서 상기 원통형 드럼요소 방향으로 경사지게 돌출되거나, 상기 원통형 드럼요소의 외주면에서 돌출되는 경사요소를 포함할 수 있고, 상기 경사요소는 상기 측벽쪽에서 상기 원통형 드럼요소 방향으로 단면이 점점 작아지게 형성되거나 상기 원통형 드럼요소의 나선 방향을 따라 연장될 수 있다.

일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템은 보호파이프를 통해 센서를 둘러싸서, 강이나 개천의 물을 따라 이동하는 오염물질로부터 센서를 보호하고, 또한 흐르는 물을 조금씩 누적 수용하여서 보다 신뢰성 높은 표본을 수집할 수 있다. 이에 따라 관측시점에 일시적인 오염물의 변동에 따른 관측 오류를 개선할 수 있다. 또한, 이러한 보호파이프는 센서의 이동을 제한하여서 물살에 의해 센서가 분실되는 것을 방지할 수도 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템은 권취드럼이 센서부의 승하강을 위해 와이어를 감거나 풀을 때 사선 방향으로 감기거나 풀릴 수 있도록 와이어를 안내하는 가이드유닛을 포함한다. 이에 따라 와이어의 꼬임이 방지될 수 있고, 또한 먼저 감겨진 와이어들의 사이로 새로 감기는 와이어가 침투하는 것이 방지할 수 있으며, 와이어 꼬임이 풀림에 따라 발생하는 충격과 높이 오차 등을 방지할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템은 와이어의 방향에 따라 회전되는 가이드루프를 통해 와이어의 표면이 손상되는 것을 방지하여 와이어의 내구성을 연장할 수 있다.

또한, 다른 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템은 텔레스코프 방식으로, 센서가 수중으로 인입될 때만 센서와 함께 수중으로 하강하는 보호파이프를 포함할 수 있다. 이러한 텔레스코프 방식의 보호파이프는 보관시 물과의 접촉이 최소화되어서 강물이나 이물질에 의한 파손을 최소화할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 개념도이다.
도 2는 도 1의 센서부가 승하강구동부에 의해 수중으로 하강하며 보호파이프 내로 인입되는 모습을 도시한다.
도 3은 도 1의 수환경 모니터링 시스템에서 센서부와 승하강구동부를 확대한 모습을 도시한다.
도 4a는 두 개의 회전모터를 구비하는 승하강구동부의 일 예를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 가이드루프가 이동하며 와이어를 가이드하는 모습을 도시한다.
도 4c는 도 4a의 가이드루프가 방향을 전환하여 와이어를 가이드하는 모습을 도시한다.
도 5는 벨트를 구비하는 승하강구동부의 다른 일 예를 도시한다.
도 6a는 회전모터와 리니어모터를 구비하는 승하강구동부의 또 다른 일 예를 도시한다.
도 6b는 도 6a의 가이드바 및 가이드루프가 이동하여서 와이어를 가이드하는 모습을 도시한다.
도 7은 도 3에서 도시되는 가이드루프의 사시도이다.
도 8은 도 1에서 도시되는 보호파이프의 일 예를 도시한다.
도 9는 도 1에서 외력의 영향을 받는 센서부를 도시한다.
도 10은 도 3에서 도시되는 센서부의 두 가지 예시를 도시한다.
도 11은 도 9에서 도시되는 보호파이프 단면의 네가지 예시를 도시한다.
도 12 및 도 13은 보호파이프의 다른 일 예를 도시한다.

이하, 본 발명에 관련된 수환경 모니터링 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

첨언하여, 동일한 구조의 도면부호를 갖는 구성은 다른 기재가 없는 이상 다른 실시 예에서도 동일 또는 유사한 구성으로 인식될 수 있다. 예를 들어, 1320번의 도면부호와 또한 유사한 명칭을 갖는 구성은 별다른 기재가 없다면 320번, 2320번, 3320번 등등의 구성과 동일하거나 유사한 구성일 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템의 개념도이고, 도 2는 도 1의 센서부(100)가 승하강구동부(200)에 의해 수중으로 하강하며 보호파이프(300) 내로 인입되는 모습을 도시한다.

도 1과 도 2를 참조하여, 수환경 모니터링 시스템은 센서부(100), 승하강구동부(200) 및 보호파이프(300)를 포함할 수 있다.

수환경 모니터링 시스템은 바람직하게 호수나 강, 개천 등의 물을 적절하게 관측할 수 있도록 물이 있는 곳의 근처에 설치될 수 있으며, 더욱 바람직하게 다리, 교각, 산책로 등 물 위에 배치되는 구조물에 설치될 수 있다.

특히, 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템은 수중으로 입수되는 센서부(100)의 파손과 분실을 방지하는 목적을 가진 발명으로써, 이러한 문제가 주로 발생하는 강이나 개천 등 흐르는 물에 적용되는 것이 바람직하다.

도 1과 도 2에서 도시되는 바와 같이, 예를 들어 일 실시예에 따른 수환경 모니터링 시스템은 교각에 설치될 수 있다. 이 때 바람직하게, 보호파이프(300)는 교각의 하부를 구성하며 물에 잠기는 기초(C)에 설치될 수 있고, 승하강구동부(200)는 기초(C)의 상부로 연장되는 기둥(B) 상에 형성되는 교좌(A)에 설치될 수 있다.

승하강구동부(200)는 와이어(210)를 포함할 수 있으며, 센서부(100)는 와이어(210)에 연결되어서 승하강구동부(200)에 의해 승하강 될 수 있다. 승하강구동부(200)가 교좌(A)에 설치됨으로써, 승하강구동부(200)와 센서부(100)는 물과 이격된 상태로 물의 상부에 보관될 수 있으며, 즉 센서부(100)는 승하강구동부(200)에 의해 승하강되며 물에 입수될 수 있고 물 위로 승강될수도 있다. 이에 따라, 승하강구동부(200)와 센서부(100)의 유지 보수가 용이할 수 있고, 센서부(100)가 동작하는 시점에만 센서부(100)가 수중에 투입되면 염수에 노출되는 시간을 줄여서 센서부(100)의 건전성을 장기간 유지되게 할 수도 있다.

센서부(100)는 수질을 관측하도록 형성된다. 여기서 수질이란 단순히 물의 깨끗한 정도를 의미하는 것이 아니라, 수심, 수온, 유속, 전기전도도, 수소이온농도, pH, 탁도, 용존산소량 등 수질을 대변할 수 있는 모든 물성치를 포함하는 개념이다.

구체적으로, 센서부(100)는 수질센서(110)를 포함하며, 바람직하게 상기 수심이나 수온 등을 측정할 수 있는 다른 종류의 센서 또는 영상을 촬영하는 카메라 등을 포함할 수도 있다.

상기 카메라는 센서부(100)가 입수되기 전에 수표면을 촬영하여 센서부(100)가 입수되는 것을 허용할지 판단하는 데이터를 생성할 수 있다. 구체적으로 본원의 상세한 설명에서 도시되지는 않았지만, 수환경 모니터링 시스템은 센서부(100), 승하강구동부(200) 등 수환경 모니터링 시스템의 각 구성들과 전기적 혹은 논리적으로 유/무선으로 연결되는 제어부를 포함할 수 있다. 제어부는 카메라에 의해 촬영되는 영상의 분석과 그 분석 결과를 이용하여 수질관측 시점을 결정하도록 이루어지며, 수질관측이 결정되면 제어부는 승하강구동부(200)를 구동시켜서 센서부(100)를 입수시킬 수 있다.

또한, 이러한 제어부는 외부와의 유/무선 통신이 가능하여 수집된 데이터를 전송할 수 있고, 외부 데이터를 활용하여 수질관측을 자동적으로 제어할 수도 있다. 예를 들어, 제어부는 기상 정보 등을 외부로부터 수신하여 기상 악화시 수질관측을 자동으로 정지할 수 있다. 또한, 제어부는 수질관측시 센서부와 통신할 수 있으며, 센서부(100)에 포함되는 기타 센서들이나 카메라로 수집되는 데이터를 분석하여 센서부의 이상을 판단할 수 있으며, 센서부(100)의 이상 판단시 승하강구동부(200)를 제어하여 센서부(100)를 승강시키거나 센서부(100)의 이동을 정지시킬 수도 있다.

제어부는 반복되는 수질관측의 결과를 데이터로 수집하여 빅데이터를 구성할 수 있으며, 실시간으로 수집되는 데이터와 빅데이터를 비교하여 센서부(100)에서 수집되는 데이터의 오류를 판단하거나 보정할 수도 있다.

센서부(100)는 승하강구동부(200)에 의해 수중에 있는 보호파이프(300)를 관통하여 수중에 입수되며, 상기 물성치 중 적어도 하나를 측정할 수 있는 통합센서로 구성될 수도 있고, 또한 여러 물성치를 동시에 관측 가능하게 구성될 수도 있다.

보호파이프(300)는 수상으로 투입되는 센서를 보호하도록 형성될 수 있다. 이러한 보호파이프(300)는 바람직하게 기초(C)의 측면을 따라서 수심방향으로 수직으로 연장되게 설치될 수 있다. 보호파이프(300)의 상부는 개방될 수 있으며, 센서부(100)의 유입을 위한 내부 관로가 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2를 다시 참조하여, 입수되는 센서부(100)의 보호를 위해 보호파이프(300)의 상단은 수면보다 높은 위치에 형성될 수 있으며, 센서부(100)의 파손은 주로 수상보다는 수중에서 일어나므로 보호파이프(300)가 반드시 승하강구동부(200)가 설치되는 교좌(A)로 상향 연장되어야 하는 것은 아니다.

센서부(100)는 승하강구동부(200)와 함께 교좌(A)의 부근에 위치되어 보관되었다가 제어부에 의한 수질관측 개시시 승하강구동부(200)에 의해 하강될 수 있으며, 승하강구동부(200)의 연직 하방에 위치되는 보호파이프(300) 내로 들어갈 수 있고, 센서부(100)는 보호파이프(300) 내 관로에 들어간 채로 하강하여 수중으로 입수될 수 있다.

도 3은 도 1의 수환경 모니터링 시스템에서 센서부와 승하강구동부를 확대한 모습을 도시한다.

도 3을 참조하여, 승하강구동부(200)는 와이어(210), 권취드럼(220), 모터유닛, 가이드유닛(240) 및 고정루프(250)를 포함할 수 있다.

권취드럼(220)은 도면에서 교좌(A)의 일측에 배치되는 것으로 도시되지만 반드시 이에 한정되지는 않는다. 권취드럼(220)은 수표면의 상부 방향으로 이격되는 곳 어디라도 설치될 수 있다.

권취드럼(220)이 교좌(A)에 설치되는 예시를 설명하면, 권취드럼(220)은 원통형으로 형성될 수 있으며 교좌(A)의 일측에 설치되는 고정다리를 통해 교좌(A)에 설치될 수 있다. 이에 따라 권취드럼(220)은 교좌(A)에 위치가 고정될 수 있고, 고정다리로부터 축회전될 수 있다. 이러한 축회전을 위한 동력은 모터유닛으로부터 전달받을 수 있다.

모터유닛은 제어부와 연결될 수 있으며, 제어부의 제어에 따라 회전 속도와 방향이 결정될 수 있다. 이는 아래에서 가이드유닛(240)과 함께 자세하게 설명된다.

모터유닛에 의해 권취드럼(220) 드럼이 회전되면, 센서부(100)와 연결되는 와이어(210)가 감기거나 풀릴 수 있다. 와이어(210)는 일 단이 권취드럼(220)에 연결될 수 있고, 타 단은 센서부(100)에 연결될 수 있다. 이러한 와이어(210)는 권취드럼(220)의 원통형 둘레를 따라 감길 수 있으며, 이에 따라 센서부(100)는 승하강될 수 있다.

가이드유닛(240)은 교좌(A)에서 권취드럼(220)과 이격된 위치에 설치될 수 있다. 가이드유닛(240)은 권취드럼(220)과 마찬가지로 가이드유닛(240)의 위치를 고정시키는 고정다리에 의해 위치가 고정될 수 있다. 이러한 가이드유닛(240)은 권취드럼(220)의 둘레를 따라 감긴 와이어(210)가 권취드럼(220)의 회전에 따라 권취드럼(220) 상에서 감기거나 풀릴 때 와이어(210)의 권취 방향을 가이드할 수 있다.

구체적으로, 가이드유닛(240)은 가이드바(242) 및 가이드루프(244)를 포함할 수 있다. 가이드바(242)는 권취드럼(220)과 평행하게 이격되게 배치될 수 있으며, 가이드루프(244)는 가이드바(242) 상에 위치될 수 있다.

권취드럼(220)에서 가이드유닛(240) 방향으로 연장되는 와이어(210)는 루프 형태로 형성되는 가이드루프(244)를 통과할 수 있다. 이러한 가이드루프(244)를 통과한 와이어(210)는 아래로, 즉 수표면 방향을 향할 수 있으며, 이 때, 와이어(210)는 다시 한 번 루프형태로 형성되는 고정루프(250)를 관통할 수 있다.

와이어(210)가 가이드루프(244)와 고정루프(250)를 관통함으로써, 가이드루프(244)와 고정루프(250)는 와이어의 위치를 고정할 수 있다. 보다 상세하게, 고정루프(250)는 교좌(A) 상에 위치가 고정될 수 있으며, 따라서, 와이어(210)는 권취드럼(220)에서 형성되는 권취드럼 상의 권취점(권취드럼의 회전에 따라 변동되는, 권취드럼 상에서 권취가 이루어지는 지점)과 가이드루프(244)의 위치 변화에 관계없이 일정한 위치를 지나며, 즉 와이어(210)에 연결되는 센서부(100)는 가이드루프(244) 및 권취드럼(220)에 영향을 받지 않고, 일정하게 같은 궤적으로 승하강할 수 있다.

이에 따라, 승하강구동부(200)와 보호파이프(300)가 수직방향으로 이격되어 설치되어도 센서부(100)는 안전하게 보호파이프(300) 내로 인입될 수 있다.

다시 도 3을 참조하여, 가이드루프(244)는 가이드바(242) 상에서 가이드바(242)의 좌우로 이동될 수 있다. 본원의 상세한 설명과 도면에는 도시되지 않았지만, 가이드바는 제어부의 제어에 의해 회전될 수 있고, 가이드루프는 나사산을 구비할 수 있으며, 가이드바도 가이드루프의 나사산에 대응되는 구조를 구비하여서 가이드바의 회전에 따라 가이드루프는 가이드바의 길이방향으로 따라 이동될 수 있고, 또는 가이드바는 컨베이어 형태일 수 있고, 캐터필러 형태 등일 수 있다. 이러한 가이드바는 제어부의 제어에 따라 가이드루프를 가이드바의 양단으로 이동시킬 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이 가이드루프(244)는 다양한 방법으로 가이드바(242)의 양 단으로 이동될 수 있으며, 이는 아래에서 도 4a 내지 도 6b를 참조하여 보다 상세하게 설명될 수 있다.

가이드루프(244)는 권취드럼(220) 상의 권취점으로부터 좌우로 이격되는 방향으로 즉, 와이어(210)가 권취드럼(220) 상에서 사선으로 감기거나 풀릴 수 있게 제어될 수 있다. 구체적으로 승하강구동부(200)는 가이드루프(244)의 위치와 권취점 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 측량부재를 포함할 수 있다. 이러한 측량부재는 가이드루프(244)와 권취점의 위치정보를 제어부에 전송할 수 있고, 제어부는 가이드루프(244)와 권취점의 위치정보를 계산하여 와이어(210)가 권취드럼(220)의 둘레에 사선으로 감기도록 가이드바(242)를 운동시킬 수 있다. 이에 따라 가이드루프(244)의 위치는 조정되며, 도 3과 같은 정면의 평면 상에서 가이드루프(244)는 권취점과 이격되게 보정될 수 있다.

이 때, 가이드바(242)는 바람직하게 권취드럼(220)보다 길게 형성될 수 있으며, 이에 따라 가이드루프(244)는 권취점의 이동범위(즉, 권취드럼(220)의 양단의 길이)보다 더 큰 이동범위를 가질 수 있다.

아래에서는 도 4a 내지 도 6b를 참조하여서 수환경 모니터링 시스템의 승하강구동부의 다양한 예시들을 설명한다.

도 4a는 두 개의 회전모터를 구비하는 승하강구동부의 일 예를 도시하고, 도 4b는 도 4a의 가이드루프가 이동하며 와이어를 가이드하는 모습을 도시하며, 도 4c는 도 4a의 가이드루프가 방향을 전환하여 와이어를 가이드하는 모습을 도시한다.

도 4a 내지 도4c를 참조하여, 권취드럼(220)은 원통형 드럼요소(222), 측벽(224) 및 경사요소(226)를 포함할 수 있다.

원통형 드럼요소(222)는 와이어(210)가 감기는 원통형 부분을 의미하며, 측벽(224)은 원통형 드럼요소(222)의 양단에서 원통형 드럼요소(222) 지름의 방사 방향으로 연장되는 부분이며, 이에 따라 와이어(210)는 측벽(224) 사이에 위치되게 되는 원통형 드럼요소(222)의 둘레로만 제한되어 권취될 수 있다.

경사요소(226)는 측벽(224)의 일 면에 배치될 수 있다. 구체적으로 경사요소(226)는 도 4a에서 도시되는 바와 같이 원통형 드럼요소(222)의 양단에 배치되는 측벽(224)에서 원통형 드럼요소(222) 방향으로 돌출되게 형성될 수 있으며, 측벽(224)부분에서 원통형 드럼요소(222) 방향으로 단면이 점점 작아지게 경사진 형태로 형성될 수 있다.

마찬가지로, 도 4a를 다시 참조하여, 경사요소(226)는 원통형 드럼요소(222)의 양단에서 원통형 드럼요소(222) 회전축의 방사 방향으로 돌출될 수 있으며, 원통형 드럼요소(222)에서 측방 방향으로 갈수록 점점 단면이 커지게 경사진 형태로 형성될 수 있다.

이에 따라 와이어(210)가 원통형 드럼요소(222)의 단부에서 감기는 방향을 전환할 시 와이어(210)가 꼬이는 것이 방지될 수 있다.

이는 또한, 도 4c에서 도시되는 바와 같이 와이어(210)가 원통형 드럼요소(222)의 단부에 위치하도록 가이드루프(244)가 와이어(210)를 안내할 때, 와이어(210)가 경사요소(226)를 따라 원통형 드럼요소(222)의 끝 부분에 감기도록 안내할 수 있다. 이에 따라, 원통형 드럼요소(222)의 양쪽 끝에서 와이어(210)가 권취되지 않는 영역은 최소화될 수 있고, 와이어(210)가 감기는 방향을 부드럽게 반전시킬 수 있다.

도 4a 내지 도 4c를 다시 참조하여, 모터유닛은 제1 회전모터(232)와 제2 회전모터(246)를 포함할 수 있다.

제1 회전모터(232)는 권취드럼(220)과 연결되어서 권취드럼(220)을 회전시킬 수 있고, 제2 회전모터(246)는 가이드유닛(240)에 연결되어서 가이드바(242)를 회전시킬 수 있다.

도 4a를 참조하여, 제1 회전모터(232)가 회전하며 와이어(210)는 원통형 드럼요소(222)에 권취될 수 있다. 제1 회전모터(232)가 회전하는 속도에 비례하여 제2 회전모터(246)도 회전할 수 있으며, 제2 회전모터(246)의 회전에 의해 가이드루프(244)는 가이드바(242)의 길이방향 단부 방향으로 이동될 수 있다. 도 4a에서 도시되는 바와 같이 원통형 드럼요소(222)와 와이어(210)가 만나 권취되기 시작하는 지점인 권취점과 가이드루프(244)는 사선을 형성할 수 있고, 와이어(210)는 권취점과 가이드루프(244)가 형성하는 사선을 따라서 권취될 수 있다.

도 4b를 참조하여, 계속해서 와이어(210)가 권취되면, 가이드루프(244)는 와이어(210)가 원통형 드럼요소(222)의 길이방향 단부를 넘어 경사요소(226)에 닿게 와이어(210)를 인도하고, 이 때 제2 회전모터(246)는 도 4c에서 도시되는 가이드루프(244)의 방향으로 가이드루프(244)가 이동되도록 회전의 방향을 전환할 수 있다. 즉, 제2 회전모터(246)는 역회전할 수 있으며, 이에 따라 가이드루프(244)의 이동방향은 전환되고 경사요소(226)에 닿은 와이어(210)는 경사면을 따라 미끄러져서 이미 권취되어 감겼던 와이어(210) 위로 감길 수 있다.

이때, 제2 회전모터(246)의 회전속도는 일시적으로 상승할 수 있으며, 이에 따라 가이드루프(244)는 빠르게 이동하여 와이어(210)가 사선으로 권취될 수 있게될 수 있다.

이러한 메커니즘에 따라 와이어는 도 4c에서 도시되는 바와 같이 감길 수 있다.

이러한 가이드루프(244) 이동방향의 전환은 측량부재가 수집하는 권취점 또는 가이드루프(244)의 위치 데이터를 기반으로 이루어질 수 있다.

도 4a 내지 도 4c에서 도시되는 바와 같이 고정루프(250)는 가이드루프(244)의 이동에 관계없이 일정한 위치에서 와이어(210)를 하강시킬 수 있다.

도 5는 벨트를 구비하는 승하강구동부의 다른 일 예를 도시한다.

도 5를 참조하여, 승하강구동부는 와이어(1210), 권취드럼(1220), 모터유닛(1230), 벨트(1232), 가이드바(1242), 동력수용요소(12422), 가이드루프(1244) 및 고정루프(1250)를 포함할 수 있다.

모터유닛(1230)은 권취드럼(1220)이 회전할 수 있도록 회전력을 공급할 수 있으며, 이에 따라 와이어(1210)는 권취드럼(1220)의 둘레를 따라 권취될 수 있다. 가이드바(1242)는 권취드럼(1220)과 평행하며 이격되게 설치될 수 있으며, 가이드바(1242)의 일 단에는 동력수용요소(2422)가 배치될 수 있다. 가이드바(1242) 상에는 가이드루프(1244)가 설치될 수 있으며, 이러한 가이드루프(1244)는 가이드바(1242)의 운동에 따라 위치가 좌 우로 이동될 수 있다.

회전되는 권취드럼(1220) 상에는 벨트(1232)가 배치될 수 있으며, 이러한 벨트(1232)는 동력수용요소(2422)와 연결될 수 있다. 따라서, 모터유닛(1230)에 의해 생성되는 회전력은 권취드럼(1220)을 회전시킬 수 있고, 벨트(1232)를 통해 동력수용요소(2422)로 전달되어서 가이드바(1242)도 동시에 회전시킬 수 있다.

벨트(1232)는 바람직하게 타이밍벨트일 수 있으며, 체인이나 링크 등일수도 있고, 가이드바(1242)의 회전력을 조절하기 위하여 기어박스로 구성될 수도 있다. 이에 따라 가이드루프(1244)는 이동될 수 있다.

도 5에서 도시되는 바와 같이 고정루프(1250)는 가이드루프(1244)의 이동에 관계없이 일정한 위치에서 와이어(1210)를 하강시킬 수 있다.

도 6a는 회전모터와 리니어모터를 구비하는 승하강구동부의 또 다른 일 예를 도시하고, 도 6b는 도 6a의 가이드바 및 가이드루프가 이동하여서 와이어를 가이드하는 모습을 도시한다.

도 6a 및 도 6b를 참조하여, 승하강구동부는 와이어(2210), 권취드럼(2220), 회전모터(2230), 가이드바(2242), 가이드루프(2244), 리니어모터(2246) 및 고정루프(2250)를 포함할 수 있다.

회전모터(2230)는 권취드럼(2220)이 회전할 수 있도록 회전력을 공급할 수 있으며, 이에 따라 와이어(2210)는 권취드럼(2220)의 둘레를 따라 권취될 수 있다. 가이드바(2242)는 권취드럼(2220)과 평행하며 이격되게 설치될 수 있으며, 가이드바(2242)의 일 단에는 가이드바(2242)를 길이방향 직선방향으로 이동시키는 리니어모터(2246)가 배치될 수 있다. 가이드바(2242) 상에는 가이드루프(1244)가 고정되게 설치될 수 있으며, 리니어모터(2246)에 따라 가이드바(2242)는 직선방향으로 이동되며 이에 따라 가이드루프(1244)도 함께 직선방향으로 이동될 수 있다.

이러한 리니어모터(2246)는 회전력을 직전방향으로 변환시키는 방식의 모터도 포함할 수 있고, 또한 가이드바(2246) 상에는 덮개가 형성되어서 가이드루프(1244)는 덮개에서 돌출되어서 직선방향으로 이동될 수도 있다.

도 6a 및 6b에서 도시되는 바와 같이 고정루프(2250)는 가이드루프(2244)의 이동에 관계없이 일정한 위치에서 와이어(2210)를 하강시킬 수 있다.

도 4a 내지 도 6b를 참조하여 설명되는 상기의 실시예들에 따라 수환경 모니터링 시스템은 와이어의 꼬임을 방지할 수 있고, 또한, 먼저 권취된 와이어들 사이로 나중에 권취되는 와이어가 침투하며 권취드럼이나 와이어의 손상을 야기하는 것을 제한할 수도 있다.

도 7은 도 3에서 도시되는 가이드루프의 사시도이다.

가이드루프(244)는 연결요소(2442), 루프요소(2444) 및 회전요소(2446)를 포함할 수 있다. 연결요소(2442)는 가이드바(242)와 연결되는 부분이며, 가이드바(242)와 일체형으로 구성될 수 있다. 회전요소(2446)는 연결요소(2446)에서 돌출되는 기둥 형태로 형성되며, 축회전될 수 있다. 루프요소(2444)는 회전요소(2446)의 단부에 배치될 수 있으며, 루프형태로 형성될 수 있다.

와이어(210)는 루프요소(2444)를 관통하도록 설치되며, 권취점의 방향에 따라 루프요소(2444)는 회전되어서 와이어(210)의 손상을 방지할 수 있다.

이러한 구조는 고정루프(250)에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 8은 도 1에서 도시되는 보호파이프의 일 예를 도시하고, 도 9는 도 1에서 외력의 영향을 받는 센서부를 도시한다.

도 8을 참조하여, 보호파이프(300)는 퍼널부재(310) 및 관부재(320)를 포함할 수 있다.

관부재(320)는 기초(C)의 측면을 따라서 수심 방향으로 길게 배치될 수 있으며, 측면에 높이가 다른 복수 개의 통공(322)들을 구비할 수 있다. 이러한 통공(322)들은 바람직하게 수질관측을 위한 기설정된 수심마다 형성될 수 있으며, 이러한 통공을 통해서 관측의 대상이 되는 지점의 물이 관부재(320) 내부로 유입 또는 유출될 수 있다.

이러한 관부재(320)의 상단에는 센서부(100)가 관부재로 인입될 때, 안정적은 투입을 위해 내경이 상측으로 점점 증가하는 형태, 즉 깔때기 형태의 퍼널부재(310)가 배치될 수 있다.

도 9에 도시되는 바와 같이, 센서부(100)는 승하강구동부(200)에 의해, 관측명령시 교좌(A)에서 하강할 수 있지만, 하강되는 센서부(100)는 바람이에 의해 연직 하강 위치에 빗나가게 하강될 수 있는데, 센서부(100)는 퍼널부재(310)를 따라서 안전하게 관부재(320) 내로 유입될 수 있다.

도 10은 도 3에서 도시되는 센서부의 두 가지 예시를 도시한다.

도 10(a)는 도 3에서 도시되는 센서부를 도시하고, 도 10(b)는 돌기를 구비하는 센서부를 도시한다.

도 10(a)를 참조하여, 센서부(100)는 수질센서(110), 케이지(120) 및 쉴드(130)를 포함할 수 있다.

수질센서(110)는 위에서 설명된 바와 같이 수질을 측정할 수 있다. 바람직하게 와이어(210)에 의해 승하강되는 동안 보호파이프(300) 내 다수의 지점에서 연속하여 수질을 측정할 수 있다.

케이지(120)는 이러한 수질센서(110)를 둘러싼다. 구체적으로, 수질센서(110)가 수중에 노출되면 수중 부유물이나 침전물 등에 의해 파손이나 분실이 발생할 수 있다. 따라서 수질센서(110)는 케이지(120)의 내장될 수 있으며, 케이지(120)는 물이 케이지(120)의 내부와 외부로 흐를 수 있게 형성되어서 수질센서(1100는 케이지(120) 내부에 설치된 채로 수질을 관측할 수 있다.

수질센서(110)의 상부와 하부에는 쉴드(130)가 선택적으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 케이지(120)의 상단과 하단에는 각각 쉴드(130)가 선택적으로 배치되어서 수질센서(110)를 둘러싸도록 배치될 수 있다, 이러한 쉴드(130)는 상부쉴드(132)와 하부쉴드(134)를 포함할 수 있다.

상부쉴드(132)와 하부쉴드(134)는 케이지(120)와 유사한 크기의 단면을 가질 수 있다. 또는 상부쉴드(132)와 하부쉴드(134)는 도 10(a)에서 도시되는 바와 같이 케이지(120)의 단면보다 큰 단면을 가지도록 형성이 될 수 있는데, 이러한 쉴드(130)들은 관부재(320) 내에서 케이지(120)와 관부재(320)가 부딪히는 것을 방지하도록 서로 이격시킬 수 있다.

이러한 쉴드(130)들의 단면은 관부재(320)의 내경 크기보다 작을 수 있다. 따라서 관부재(320) 내로 흐르는 센서부(100)의 상부나 하부의 물들은 쉴드(130)를 통과하여 상부쉴드(132)와 하부쉴드(134)의 사이로 이동되어서 수질센서(110)는 원하는 지점에서의 수질을 제대로 관측할 수 있다.

도 10(b)를 참조하여, 센서부(3100)는 10(a)의 센서부(100)에 추가로 돌기(3122)를 더 포함할 수 있다.

이러한 돌기(3122)는 상기 케이지(3120)와 쉴드(3130), 즉 상부쉴드(3132)와 하부쉴드(3134)에서 선택적으로 돌출될 수 있으며, 바람직하게 센서부(3100)의 중심에서 관부재(3320)를 향해 방사방향으로 복수 개 돌출될 수 있다. 바람직하게는 세 개 이상의 돌기(3122)가 돌출될 수 있으며, 이러한 돌기는 각각 동일한 사잇각을 같도록 배치되어서 관부재(3320)와 케이지(3120)를 이격시킬 수 있다.

이는 아래에서 도 11을 참조하여 더욱 자세하게 설명된다.

도 11은 도 9에서 도시되는 보호파이프 단면의 네가지 예시를 도시한다.

도 11(a)는 센서부가 인입되는 보호파이프의 단면을 도시하고, 도 11(b)는 가이딩홈을 구비하는 보호파이프와 돌기를 구비하는 센서부의 단면을 도시하며, 도 11(c)와 도 11(d)는 도 11(b)의 보호파이프에 배리어가 추가된 단면을 도시한다.

도 11(a)를 참조하여, 센서부(100)의 쉴드(130), 케이지(120) 모두의 단면 크기는 관부재(320)의 내경보다 작을 수 있다. 이에 따라 센서부(100)는 관부재(320) 내에서 원활하게 승하강될 수 있다.

도 11(b)를 참조하여, 보호파이프의 관부재(3320)의 관 내측면에는 관의 길이방향을 따라 연장되는 가이딩홈(3324)이 형성될 수 있으며, 도 10(b)과 함께 설명된 돌기(3122)를 구비하는 센서부(3100)는 가이딩홈(3324)을 구비하는 관부재(3320)로 인입될 수 있다.

이러한 가이딩홈(3324)은 돌기(3122)의 형상 및 폭에 대응되어서 센서부(3100)가 안전하게 승하강되도록 안내할 수 있다.

바람직하게 관부재(3320)의 내측에는 돌기(3122)의 수보다 많은 수의 가이딩홈(3324)이 구비될 수도 있고, 또는 도면에서 도시되지는 않았지만 퍼널부재에 가이딩홈(3324)과 이어지는 골이 형성되어서 센서부(3100)가 승하강구동부에서부터 하강할 때 돌기(3122)가 가이딩홈(3324)으로 제대로 안착되도록 가이드할 수 있다.

바람직하게 이러한 가이딩홈(3324)은 통공(3322)을 제외한 곳에서 형성될 수 있다.

도 11(c)를 참조하여, 관부재(4320)의 외측에는 배리어(4330)가 배치될 수 있다. 배리어(4330)는 통공(4322)의 직경보다 크게 형성되며, 통공(4322)의 전방에 선택적으로 설치되어서 통공(4322)을 향해 들어오는 물살이 배리어(4330)에 먼저 부딪히게 되고, 물은 관부재(4320)와 이격되게 배치되는 배리어(4330)의 뒤 공간을 따라서 이동하여 통공(4322)으로 인입될 수 있다.

이러한 배리어(4330)는 나뭇가지, 오물 등 이물질들이 관부재(4320) 내로 인입되는 것을 막을 수 있다.

도 11(d)를 참조하여, 관부재(5320)의 내측에 배리어(5330)가 배치될 수 있다. 배리어(5330)는 통공(5322)의 직경보다 크게 형성되며, 통공(5322)의 후방에 선택적으로 설치되어서 통공(5322)을 향해 관부재(5320) 내로 인입되는 물은 배리어(5330)와 통공(5322) 사이에 형성되는 작은 통로를 지나서 관부재(5320) 내로 인입되게 된다.

이에 따라, 부피가 큰 이물질이 통공(5322)으로 인입되는 것이 방지될 수 있다.

또한, 이러한 배리어(5330)는 판 형태일 수도 있고, 그물형태일 수도 있다. 배리어(5330)가 그물 형태인 경우, 통공(5322)과 배리어(5330)는 부착될 수 있고, 통공(5322)을 향하는 입자가 큰 이물질은 배리어(5330)에 의해 막힐 수 있다.

도 12 및 도 13은 보호파이프의 다른 일 예를 도시한다.

도 12 및 도 13을 참조하여, 보호파이프(6300)는 복수 개의 관이 중첩된 채로 슬라이딩되며 길이가 연장되는 텔레스코프 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 보호파이프(6300)는 복수 개의 관부재(6320)들을 포함하고, 복수 개의 관부재(6320)들인 각각 상이한 크기의 관으로 형성될 수 있다. 바람직하게, 복수 개의 관부재(6320) 중 가장 직경이 큰 관부재(6320)는 도 12와 도 13에서 도시되는 바와 같이 기초(C)에 고정될 수 있다. 그리고 다음으로 직경이 큰 관부재(6320)는 직경이 가장 큰 관부재(6320) 내에서 슬라이딩되게 배치될 수 있다. 다른 관부재(6320)들도 마찬가지로 보다 직경이 큰 관부재(6320) 내에 보다 직경이 작은 관부재(6320)가 슬라이딩되게 배치될 수 있으며, 즉, 가장 외측에 위치되는 관부재(6320)는 기초(C)에 고정되어서 위치가 고정되고, 다른 관부재(6320)들은 최외측의 관부재(6320)를 기준으로 직경 순으로 아래 방향으로 연장될 수 있다.

이러한 관부재(6320)들 중 가장 직경이 작은 관부재(6320) 즉 도 13에서 가장 아래부분에 해당하는 관부재(6320)의 내측면에는 제1 연동부재(6330)가 설치될 수 있고, 센서부(6100)의 하부에는 제2 연동부재(6140)가 설치될 수 있다.

이러한 제1 연동부재(6330)와 제2 연동부재(6140)는 자력으로 연결되거나 기계적으로 연결될 수 있다.

구체적으로 제1 연동부재(6330)는 자석으로 형성될 수 있고, 제2 연동부재(6140)는 자석이나 금속으로 형성될 수 있다. 즉 제1 연동부재(6330)와 제2 연동부재는 인력관계를 형성될 수 있다. 또는, 제1 연동부재(6330)와 제2 연동부재(6140)는 클램핑 구조로 체결될 수도 있다. 또는, 제1 연동부재(6330)는 제2 연동부재(6140)의 단면 영역과 오버랩되는 단면영역을 구비할 수 있다. 즉, 제2 연동부재(6140)와 제1 연동부재(6330)가 겹쳐지게 배치될 수 있다.

위에서 설명된 바와 같이 제1 연동부재(6330)와 제2 연동부재(6140)는 서로 연동되어서 함께 이동될 수 있다. 보다 상세하게, 승하강구동부(6200)는 센서부(6100)를 하강시킬 수 있으며, 하강된 센서부(6100)는 관부재(6320) 내로 인입될 수 있다. 관부재(6320) 내에서 제1 연동부재(6330)와 제2 연동부재(6140)는 접촉되어 체결/연결될 수 있고, 연속되는 센서부(6100)의 하강에 의해 관부재(6320)도 수심방향으로 센서부(6100)와 함께 하강할 수 있다.

다시 센서부(6100)가 승강한다면 관부재(6320)는 다시 초기의 중첩되게 겹쳐진 상태로 돌아갈 수 있으며, 이를 용이하게 하기 위하여 관부재(6320)는 물보다 가벼운 소재로 구성될 수도 있다.

이상에서 설명된 수환경 모니터링 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100 : 센서부
110 : 수질센서
120 : 케이지
130 : 쉴드
132 : 상부쉴드
134 : 하부쉴드
200 : 승하강구동부
210 : 와이어
220 : 권취드럼
222 : 원통형 드럼요소
224 : 측벽
226 : 경사요소
232 : 제1 회전모터
240 : 가이드유닛
242 : 가이드바
244 : 가이드루프
2442 : 연결요소
2444 : 루프요소
2446 : 회전요소
246 : 제2 회전모터
250 : 고정루프
300 : 보호파이프
310 : 퍼널부재
320 : 관부재
322 : 통공
1210 : 와이어
1220 : 권취드럼
1230 : 모터유닛
1232 : 벨트
1242 : 가이드바
12422 : 동력수용요소
1244 : 가이드루프
1250 : 고정루프
2210 : 와이어
2220 : 권취드럼
2230 : 회전모터
2242 : 가이드바
2244 : 가이드루프
2246 : 리니어 모터
2250 : 고정루프
3210 : 와이어
3100 : 센서부
3110 : 수질센서
3120 : 케이지
3122 : 돌기
3130 : 쉴드
3132 : 상부쉴드
3134 : 하부쉴드
3320 : 관부재
3322 : 통공
3324 : 가이딩홈
4100 : 센서부
4122 : 돌기
4320 : 관부재
4322 : 통공
4324 : 가이딩홈
4330 : 배리어
5100 : 센서부
5122 : 돌기
5320 : 관부재
5322 : 통공
5324 : 가이딩홈
5330 : 배리어
6100 : 센서부
6140 : 제2 연동부재
6200 : 승하강구동부
6210 : 와이어
6300 : 보호파이프
6320 : 관부재
6330 : 제1 연동부재
A : 교좌
B : 기둥
C : 기초

Claims (10)

1. 수질을 관측하도록 형성되는 센서부;
   상기 센서부와 연결되며, 상기 센서부를 승하강시키는 승하강구동부; 및
   종방향으로 긴 관 형태로 형성되며, 측면에 높이가 다른 복수 개의 통공을 구비하고, 내부 통로에서 센서부의 승하강을 가이드하는 보호파이프;
   를 포함하며,
   상기 승하강구동부는,
   상기 센서부와 연결되는 와이어;
   상기 와이어가 감기는 권취드럼;
   상기 권취드럼에 회전력을 제공하는 모터유닛; 및
   상기 와이어를 상기 권취드럼에 나선 방향으로 연속적으로 감기도록 가이드하는 가이드유닛;
   을 포함하고,
   상기 가이드유닛은,
   상기 권취드럼과 평행하게 이격되어서 배치되는 가이드바; 및
   상기 권취드럼에서 연장되는 상기 와이어에 의해 관통되며, 상기 가이드바에서의 위치가 상기 권취드럼에 감기는 상기 와이어의 권취점으로부터 사선 방향에 위치하도록 제어되는 가이드루프;
   를 포함하며,
   상기 보호파이프는 복수 개의 관부재가 중첩된 채로 슬라이딩되며 길이가 연장되는 텔레스코프 형태로 형성되고,
   상기 복수 개의 관부재 중 하부에 해당되는 관에는 제1 연동부재가 구비되며,
   상기 센서부는 상기 제1 연동부재와 기계적 또는 자력으로 연동되는 제2 연동부재를 구비하고,
   상기 제1 연동부재를 구비하는 상기 보호파이프의 관부재는 상기 승하강구동부에 의해 승하강 되는 상기 센서부와 함께 승하강되도록 상기 보호파이프가 신축되며,
   상기 복수 개의 관부재 중 가장 직경이 큰 관부재가 기초에 고정되고,
   다음으로 직경이 큰 관부재는 상기 직경이 가장 큰 관부재 내에서 슬라이딩되게 배치되며,
   다른 관부재들은 최외측의 관부재를 기준으로 직경 순으로 아래 방향으로 연장되고,
   상기 제1 연동부재는 자석으로 형성되고, 상기 제2 연동부재는 자석이나 금속으로 형성되거나, 또는
   상기 제1 연동부재와 상기 제2 연동부재는 클램핑 구조로 서로 체결되며,
   상기 제1 연동부재는 상기 제2 연동부재의 단면 영역과 오버랩되는 단면영역을 구비하여 서로 겹쳐지게 배치되고,
   상기 보호파이프의 상기 복수 개의 통공들의 전방이나 후방 중 적어도 하나에는 상기 통공과 이격되게 배치되며,
   상기 통공의 직경보다 큰 단면을 갖는 배리어가 구비되는, 수환경 모니터링 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 센서부는,
   수질센서; 및
   상기 수질센서의 상방과 하방 중 적어도 하나에 설치되는 쉴드;
   를 포함하고,
   상기 쉴드는 상기 보호파이프의 관 직경보다 작고 상기 수질센서의 단면 크기보다 큰 단면을 가지도록 형성되는, 수환경 모니터링 시스템.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 센서부는 측방향으로 돌출되는 두 개 이상의 돌기를 포함하고, 상기 보호파이프는 상기 돌기의 형상 및 폭에 대응되는 가이딩홈을 포함하여서, 상기 돌기는 상기 가이딩홈을 따라 가이드되는, 수환경 모니터링 시스템.
   
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드루프는,
   상기 가이드바와 연결되는 연결요소;
   상기 연결요소와 연결되는 루프요소; 및
   상기 루프요소가 상기 연결요소 상에서 회전되도록 상기 루프요소와 상기 연결요소를 연결하는 회전요소;
   를 포함하는, 수환경 모니터링 시스템.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 승하강구동부는 상기 권취드럼에서 연장되는 상기 와이어에 대하여 상기 가이드루프의 위치를 측량하는 측량부재를 더 포함하고,
   상기 측량부재의 측량 결과에 따라 상기 가이드바가 운동되어서 상기 가이드루프의 위치가 보정되는, 수환경 모니터링 시스템.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 모터유닛은,
   상기 권취드럼에 연결되어서 상기 권취드럼을 회전시키는 제1 회전모터; 및
   상기 가이드유닛에 연결되어서 상기 가이드유닛의 적어도 일부를 회전시키는 제2 회전모터;
   를 포함하며,
   상기 가이드유닛의 상기 가이드바의 길이는 상기 권취드럼의 길이보다 길게 형성되고,
   상기 제2 회전모터는 상기 측량부재의 측량 결과에 따라 회전방향이 결정되는, 수환경 모니터링 시스템.
   
9. 제 7항에 있어서,
   상기 모터유닛은,
   상기 권취드럼에 연결되어서 상기 권취드럼을 회전시키는 회전모터; 및
   상기 가이드유닛에 연결되어서 상기 가이드유닛을 직선이동시키는 리니어 모터;
   를 포함하며,
   상기 가이드유닛의 상기 가이드바의 길이는 상기 권취드럼의 길이보다 길게 형성되고,
   상기 리니어 모터는 상기 측량부재의 측량 결과에 따라 진행방향이 결정되는, 수환경 모니터링 시스템.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 권취드럼은,
    원통형 드럼요소;
    상기 원통형 드럼요소의 양측에 배치되어서 상기 와이어가 감기는 위치를 제한하는 측벽; 및
    상기 측벽에서 상기 원통형 드럼요소 방향으로 경사지게 돌출되거나, 상기 원통형 드럼요소의 외주면에서 돌출되는 경사요소;
    을 포함하며,
    상기 경사요소는 상기 측벽쪽에서 상기 원통형 드럼요소 방향으로 단면이 점점 작아지게 형성되거나 상기 원통형 드럼요소의 나선 방향을 따라 연장되는, 수환경 모니터링 시스템.
    
    

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