KR102916632B1 - 수위 알람장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수위알람장치에 관한 것이다. 그러한 수위알람장치는, 물탱크(1)의 내부에 배치되는 적어도 하나 이상의 수위 감지센서(7)와; 탱크(1)의 입측에 연결되어 물이 공급되는 유입밸브(3)에 장착된 제 1유량감지 센서(S1)와; 탱크(1)의 출측에 연결되어 물이 배출되는 유출밸브(5)에 장착된 제 2유량감지 센서(S2)와; 수위감지센서(7), 제 1 및 제 2유량감지 센서(S1,S2)와 연동하여 물의 유입 및 유출량과 물의 현재 수위를 연산하여 위험수위를 파악하여 알람신호를 발생하는 제어부(9)와; 그리고 제어부(9)의 신호에 의하여 경고를하는 알람부(12)를 포함한다.

Description

수위 알람장치{Water level alarm system}

본 발명은 수위 알람장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수저의 내부에 배치된 수위감지센서와, 물이 유입, 유출되는 밸브에 수량센서를 배치하여 서로 연동시킴으로써 수위가 상승하는 시간을 연산하여 알람을 미리 발생시킬 수 있는 수위 알람장치에 관한 것이다.

일반적으로, 물을 저장하는 탱크는 다양한 규격이 있으며 물이 유입, 유출되는 밸브가 연결된다.

그리고, 탱크의 내부에는 수위 감지센서가 장착됨으로써 일정 수위에 도달하면 경고음을 발생하게 된다.

또한, 이러한 경고음은 다양한 방식으로 발생될 수 있으며, 필요시 모바일 등을 통하여 원격지에서도 경고음을 청취할 수 있다.

그러나, 종래의 수위 알람장치는 탱크 내부에 수위감지센서를 장착하여 수위가 일정 수위에 도달하면 경고음을 발생하는 단순한 방식으로 탱크의 다양한 상황에 제대로 대응하기 어려운 문제점이 있다.

특허출원 제10-2017-0013914호(명칭:수위측정장치)

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 수저의 내부에 배치된 수위감지센서와, 물이 유입, 유출되는 밸브에 수량센서를 배치하여 서로 연동시킴으로써 수위가 상승하는 시간을 연산하여 알람을 미리 발생시킬 수 있는 수위 알람장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수위알람장치를 제공하는 바,

수위알람장치는, 물탱크(1)의 내부에 배치되는 적어도 하나 이상의 수위 감지센서(7)와;

탱크(1)의 입측에 연결되어 물이 공급되는 유입밸브(3)에 장착된 제 1유량감지 센서(S1)와;

탱크(1)의 출측에 연결되어 물이 배출되는 유출밸브(5)에 장착된 제 2유량감지 센서(S2)와;

수위감지센서(7), 제 1 및 제 2유량감지 센서(S1,S2)와 연동하여 물의 유입 및 유출량과 물의 현재 수위를 연산하여 위험수위를 파악하여 알람신호를 발생하는 제어부(9)와; 그리고

제어부(9)의 신호에 의하여 경고를하는 알람부(12)를 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 수위 알람장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 수저의 내부에 배치된 수위감지센서와, 물이 유입, 유출되는 밸브에 수량센서를 배치하여 서로 연동시킴으로써 수위가 상승하는 시간을 연산하여 알람을 미리 발생시킴으로써 수위의 상승 및 하강에 적절하게 대응할 수 있다.

둘째, 수위 알람장치의 제어부는 위험 수위에 도달한 후 유입밸브에 신호를 전송함으로써 자동으로 차단하거나, 유출밸브에 신호를 전송하여 개방함으로써 탱크 내부에 기준을 초과하는 물을 외부로 배출함으로써 물 탱크 내의 수위를 일정하게 유지할 수 있다.

셋째, 물 탱크 내부에 온도센서를 배치하여 영하일 경우 제어부가 유입밸브를 차단함으로써 물이 추가로 유입되는 것을 방지하여 동파를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수위 감지센서가 구비된 물탱크를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 물탱크의 내부 구조를 보여주는 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제어부의 구조를 개략적으로 보여주는 블럭도이다.

이하, 본 발명에 따른 수위 알람장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 수위 알람장치는 탱크(1)의 내부에 배치되는 적어도 하나 이상의 수위 감지센서(7)와; 탱크(1)의 입측에 연결되어 물이 공급되는 유입밸브(3)에 장착된 제 1유량감지 센서(S1)와; 탱크(1)의 출측에 연결되어 물이 배출되는 유출밸브(5)에 장착된 제 2유량감지 센서(S2)와; 수위감지센서(7), 제 1 및 제 2유량감지 센서(S1,S2)와 연동하여 물의 유입 및 유출량과 물의 현재 수위를 연산하여 위험수위를 파악하여 알람신호를 발생하는 제어부(9)와; 제어부(9)의 신호에 의하여 경고를하는 알람부(Alarm portion;12)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 수위 알람장치에 있어서,

물탱크(1)의 내부에는 적어도 하나 이상의 수위 감지센서(7)가 상하방향으로 배치된다. 이러한 수위 감지센서(7)는 다양한 형태의 센서가 적용 가능하며, 예를 들면 접촉식 센서, 비접촉식 센서, 초음파 방식, 레이더 방식 등 다양한 수위 감지센서(7)가 포함될 수 있다.

그리고 수위 감지센서(7)는 탱크(1)의 내벽면에 상하 방향으로 배치됨으로써 수위의 위치를 감지하여 제어부(9)에 전송하게 된다.

또한, 탱크(1)의 입측에는 유입밸브(3)가 연결됨으로써 물을 탱크(1)의 내부로 공급하게 된다. 이러한 유입밸브(3)는 솔레노이드 밸브 등 다양한 밸브가 포함가능하며, 이 유입밸브(3)에는 제 1유량감지센서(7)가 배치됨으로써 유입되는 물의 양을 감지할 수 있다. 그리고 감지된 유량 데이터는 제어부(9)로 전송되어 수위 데이터와 연동하게 된다.

또한, 탱크(1)의 출측에는 유출밸브(5)가 연결됨으로써 물을 탱크(1)의 외부로 배출하게 된다. 이러한 유출밸브(5)는 솔레노이드 밸브 등 다양한 밸브가 포함될 수 있으며, 이 유출밸브(5)에는 제 2유량감지센서(7)가 배치됨으로써 유출되는 물의 양을 감지할 수 있다.

그리고, 감지된 유량 데이터는 제어부(9)로 전송되어 수위데이터, 유입밸브(3)의 유량 데이터와 연동하게 된다.

한편, 제어부(9)는 제 1유량감지센서(7), 수위 센서, 제 2유량감지센서(7)와 연동함으로써 적절한 수위를 연산하고, 수위가 기준 이상인 경우 알람을 발생한다.

상기 제어부(9)는 각 센서로부터 데이터가 수신되는 입력모듈(M1)과; 각 데이터를 연산하여 기준 수위 초과여부를 판단하는 연산모듈(M2)과; 기준 수위 초과시 알람부(12)에 경고를 전송하는 출력모듈(M3)을 포함한다.

이러한 제어부(9)에 있어서,

연산모듈(M2)은 우선 유입밸브(3)를 통하여 유입되는 유량이 탱크(1)의 내부 체적을 채우는 속도를 연산하게 된다. 이때 탱크(1) 내부 체적은 미리 입력된다.

따라서, 유입밸브(3)의 제 1유량감지센서(7)의 데이터에 의하여 유입되는 유량이 일정 시간 후 어느 수위에 도달하는 지를 연산할 수 있다.

예를 들면, 탱크(1)의 내부 체적이 100m³인 경우, 제 1유량감지센서(S1)에 의하여 감지된 유량은 10m³/s인 경우, 내부를 채우는 시간은 10초가 소요되는 방식으로 소정 수위에 도달하는 시간을 연산할 수 있다.

즉, 수위 도달시간=탱크 체적/유입되는 유량 ---------- 수식 1

따라서, 위험 수위에 도달하기 전에 미리 경고를 발생할 수 있다.

또한, 연산모듈(M2)은 유출밸브(5)를 통하여 유출되는 유량 여부를 판단하여 수위 연산에 적용한다. 즉, 유출밸브(5)에서 유출되는 유량이 0인 경우에는 유출되는 물이 없음으로 유입양만으로 수위를 연산할 수 있다.

반면에, 유출밸브(5)에서 물이 배출되는 경우에는 유출되는 량을 감지하고, 물 유입량에서 이 유출량을 차감한 값을 수위가 상승하는 높이값으로 환산함으로써 현재 수위를 연산할 수 있다.

예를 들면, 탱크(1)의 내부 체적이 100m³인 경우, 제 1유량감지센서(S1)에 의하여 감지된 유입유량은 10m³/s이고, 제 2유량감지센서(S2)에서 감지된 유출유량은 5m³/s인 경우, 내부를 채우는 시간은 20초가 소요되는 방식으로 소정 수위에 도달하는 시간을 연산할 수 있다.

즉, 수위 도달시간=탱크 체적/(유입되는 유량-유출되는 유량)------ 수식 2

이와 같이, 수위를 연산한 결과, 기준 수위를 초과한 경우 제어부(9)는 출력모듈(M3)을 통하여 알람부(12)에 신호를 전송함으로써 경고할 수 있다.

상기한 바와 같이, 물탱크(1) 내부의 수위를 단순히 감지하여 경고하는 것이 아니라, 물탱크(1) 내로 유입되는 물의 양과 유출되는 물의 양을 비교하여 향후 상승할 수 있는 수위를 예측함으로써 수위가 위험수위에 도달하는 시간을 연산할 수 있다.

이와 같이 수위를 미리 예측함으로써 위험수위에 도달하는 시간을 원격지에 미리 경고할 수 있다.

한편, 위험 수위에 도달한 후 유입밸브(3)를 자동으로 차단할 수도 있다. 즉, 제어부(9)는 알람을 발생한 후 유입밸브(3)가 차단되지 않는 경우, 유입밸브(3)에 신호를 전송하여 차단함으로써 물이 넘치는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 제어부(9)는 유출밸브(5)에 신호를 전송하여 유출밸브(5)를 개방함으로써 탱크 내부에 기준을 초과하는 물을 외부로 배출할 수도 있다.

이와 같이 제어부(9)는 물 탱크 내의 수위를 일정한 수준으로 유지할 수도 있다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예로서 물 탱크(1)내의 물이 한파 등으로 인하여 빙결되는 경우에는 유입밸브(3)를 통하여 물이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 물 탱크(1) 내부에 온도센서(T)를 추가로 배치하여 제어부(9)와 연동시킴으로써 물 탱크(1) 내부의 온도가 영하로 내려가면 제어부(9)는 유입밸브(3)를 차단함으로써 물이 추가로 유입되는 것을 방지하여 동파를 방지하게 된다.

이때, 제어부(9)는 수위감지센서(7)에 의하여 감지된 수위를 판단하여 수위가 낮아서 동파의 위험이 적은 경우에는 유입밸브(3)를 차단하지 않고, 위험 수위에 도달하는 경우 유입밸브(3)를 차단할 수도 있다.

Claims (5)

1. 물탱크(1)의 내부에 배치되는 적어도 하나 이상의 수위 감지센서(7)와;
   탱크(1)의 입측에 연결되어 물이 공급되는 유입밸브(3)에 장착된 제 1유량감지 센서(S1)와;
   탱크(1)의 출측에 연결되어 물이 배출되는 유출밸브(5)에 장착된 제 2유량감지 센서(S2)와;
   수위감지센서(7), 제 1 및 제 2유량감지 센서(S1,S2)와 연동하여 물의 유입 및 유출량과 물의 현재 수위를 연산하여 위험수위를 파악하여 알람신호를 발생하는 제어부(9)와; 그리고
   제어부(9)의 신호에 의하여 경고를하는 알람부(12)를 포함하며,
   제어부(9)는 각 센서로부터 데이터가 수신되는 입력모듈(M1)과; 제 1유량감지센서(7)의 데이터에 의하여 유입되는 유량을 연산하여 기준 수위 도달 시간을 연산하고, 제 2유량감지센서(7)의 데이터에 의하여 유출되는 유량을 연산하여 유입량과 유출량의 차이에 의하여 기준 수위 초과여부를 판단하는 연산모듈(M2)과; 기준 수위 초과시 알람부(12)에 경고를 전송하는 출력모듈(M3)을 포함하고,
   제어부(9)는 위험 수위에 도달한 후 유입밸브(3)에 신호를 전송함으로써 자동으로 차단하거나, 유출밸브(5)에 신호를 전송하여 개방함으로써 탱크 내부에 기준을 초과하는 물을 외부로 배출함으로써 물 탱크 내의 수위를 일정하게 유지할 수 있고,
   물 탱크(1) 내부에 온도센서(T)를 추가로 배치하여 제어부(9)와 연동시킴으로써 물 탱크(1) 내부의 온도가 영하로 내려가면 제어부(9)는 수위를 감지하여 수위가 낮아서 동파의 위험이 적은 경우 유입밸브(3)를 차단하고, 수위가 위험 수위에 도달한 경우 유입밸브(3)를 차단함으로써 물이 추가로 유입되는 것을 방지하여 동파를 방지하는 수위알람장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   연산모듈(M2)은 유입밸브(3)의 제 1유량감지센서(7)의 데이터에 의하여 유입되는 유량을 아래 수식 1 에 의하여 연산함으로써 기준 수위에 도달하는 시간을 연산하고,
   유출밸브(5)의 제 2유량감지센서(7)를 통하여 유출되는 유량 여부를 판단하여 아래 수식 2와 같이 물 유입량에서 이 유출량을 차감한 값을 수위가 상승하는 높이값으로 환산함으로써 현재 수위를 연산하여 기준 수위에 도달하는 시간을 연산할 수 있는 수위알람장치.
   수위 도달시간=탱크 체적/유입되는 유량 ---------- 수식 1
   수위 도달시간=탱크 체적/(유입되는 유량-유출되는 유량)------ 수식 2
   
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