KR20010080814A - 전자파와 초음파의 속도차이를 이용한 원격 거리측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임의의 지점으로부터 지정된 특정장소까지의 거리를 무선으로 원격 측정할 수 있는 장치에 관한 것으로서, 그 특정장소에 전자파 신호와 초음파 또는 음파신호를 송출할 수 있는 송신기를 놓고, 수신기를 갖고 있는 사용자가 전자파와 초음파 펄스신호를 모두 받아서, 그들 두 가지의 펄스신호가 수신된 시간차이에 음속을 곱하면, 쉽게 송신기와 수신기 사이의 거리를 알 수 있으며, 이러한 방식은 다른 방식에 비하여 그 구성이 간단하고 경제적이므로, 이러한 거리 측정장치는 소형 경량이어서 운동장에서의 거리측정, 측량, 골프장에서의 거리측정, 군사작전 등에 활용이 가능하고, 특정장소에 부호화된 주소를 지정하면 다수의 지점으로부터의 거리를 자유자재로 알아볼 수도 있다. 다른 거리 측정기와 달리 본 발명의 원격 거리측정기는 전자파와 초음파(또는 음파) 펄스신호를 동시에 사용하여 그 차이를 이용함을 특징으로 한다.

Description

전자파와 초음파의 속도차이를 이용한 원격 거리 측정장치{A telemetric distance meter utilising the difference of velocities between the electromagnetic waves, and the ultrasonic waves}

본 발명은 원격검침(Telemetry)에 속하는 분야로서, 종래에 이미 전자파를 이용한 거리측정기, 초음파를 이용한 거리측정기, 레이저를 이용한 거리측정기 등이 다수 개발이 되어 있고 특허를 획득한 바가 있으나, 그들 대부분이 지나치게 가격이 비싸거나 크기가 크고 무거울 뿐만 아니라, 상당수는 정밀도가 떨어져서 소기의 목적을 충분히 달성하지 못하고 있어 실용화 내지는 대중화되고 있지 못한 상태이다.

본 발명은 기존의 무선 원격 거리측정기들에 비하여 간단한 방식을 채용함으로써, 경제적이고 소형경량의 제품을 개발하여 대중화시키는 것을 목표로 하며, 전자파와 탄성파 사이의 속도 차이를 거리측정에 활용하는 것이 발명의 기술적 과제이다.

도 1 은 전자파와 초음파의 차이를 이용한 거리 측정장치의 송신기 계통도.

도 2 는 전자파와 초음파의 차이를 이용한 거리 측정장치의 수신기 계통도.

11 : 고주파 발진기 12 : 고주파 증폭기

13 : 송신안테나 14 : 초음파 주파수 발진기

15 : 초음파 주파수 증폭기 16 : 초음파 트랜스듀서

17 : 수신안테나 18 : 고주파 증폭기

19 : 믹서 20 : 국부발진기

21 : 대역통과 필터 22 : 중간주파 증폭기

23 : 연산 시작신호 24 : 초음파 트랜스듀서

25 : 초음파 주파수 증폭기 26 : 연산 정지신호

본 발명은 전자파의 속도와 초음파(또는 음파)의 속도가 약 백만 배 정도 차이가 나는 것에 착안하여, 초음파의 지연시간에 비하여 전자파의 지연시간을 무시할 수 있다는 결론을 내릴 수 있었으며, 그 두가지 종류의 펄스파를 동시에 송출하는 경우에, 일예로 300 m 를 기준으로 한다면, 전자파는 불과 1 μsec 내에 수신기에 도달하지만, 초음파는 약 0.88 초 후 수신기에 도달하게 되므로, 초음파의 지연시간인 0.88 초에 음속인 340 m/s을 곱하면, 송신기에서 수신기까지의 거리를 얻을 수 있다.

그와 같은 방법으로 측정한 거리는 주파수 30 kHz 인 초음파를 사용하는 경우에는 반 파장인 5 mm 이내의 정밀도로 측정이 가능하며, 초음파의 주파수를 올리면 그 이상의 정밀도까지 얻을 수도 있다. 측정하고자 하는 지점이 다수인 경우에는 각 지점마다 고유한 주소를 갖고 신호펄스 앞에 자기 주소를 먼저 송신하는 송신기를 하나씩 비치해서 서로 교대로 주기적으로 송신하도록 하고, 사용자가 수신기에서 필요로 하는 지점의 주소를 입력하면, 해당 지점의 주소가 입력된 직후에만 펄스 입력이 가능하도록 함으로써, 지정한 지점까지의 거리를 나타내도록 할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시에 따른 원격 거리측정장치와 그 작용에 대하여 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 전자파와 초음파의 차이를 이용한 거리 측정장치의 송신기 계통도로서, 11 의 발진기에서 나온 고주파신호는 펄스코드 발생기에서 만들어진 송신기의 인식을 위한 주소 펄스열에 의하여 변조되어 12 의 고주파증폭기에서 소정의 전력레벨까지 증폭되어 13 의 안테나로 송출되고, 펄스코드 발생부에서 나온 동기신호에 의하여 기동이 된 14 의 초음파 주파수 발진기 출력은 15 의 초음파주파수증폭기에서 증폭된 다음 16 의 초음파 트랜스듀서에 의해 초음파로 바뀌어 송출된다. 도 2 는 전자파와 초음파의 차이를 이용한 거리 측정장치의 수신기 계통도로서, 17 의 안테나를 통해 수신된 전자파는 18 의 고주파증폭기에 의하여 증폭되고, 20 의 국부발진기에서 나오는 신호와 19 의 믹서에서 결합하여 그들의 차 주파수인 중간주파수로 바뀌어 11 의 대역통과필터를 거쳐 12 의 중간주파증폭기에서 증폭된 다음, 검파기에서 펄스로 변환되고 디코우더에서 해당 송신기가 인식된 것이 확인이 되면 디코우더는 거리연산부에 거리계산 시작신호를 보내게 되며, 24 의 초음파 트랜스듀서를 통하여 수신된 초음파신호는 15 의 초음파주파수증폭기에서 증폭된 다음, 거리연산부의 동작을 멈추도록 지시하는 연산정지신호로 이용되고, 그때까지 계산된 거리의 크기를 디스플레이에서 지시되도록 한다.

본 발명품인 전자파와 초음파의 속도차이를 이용한 원격 거리 측정장치는 이제까지의 기존의 전자파만을 이용하거나 레이저만을 이용하거나, 또는 초음파만을 이용하는 개념을 탈피하여 그들간의 차이점을 이용하는 새로운 개념을 도입함으로써, 관련 기술을 한 단계 발전시킨 계기가 되었다고 할 수 있으며, 또한 회로가 간단하여 값싼 소형경량의 제품이 가능해지고 결국 대중화를 통한 시장확대의 길을 열었다고 할 수 있다.

Claims (2)

1. 전자파와 초음파의 속도차이를 이용하여 거리 또는 길이를 측정하고자 하는 모든 장치
2. 전자파와 음파의 속도차이를 이용하여 거리 또는 길이를 측정하고자

   하는 모든 장치