KR200194031Y1 - 전화선을 이용한 무인급수 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전화선을 이용한 무인급수 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하수와 같은 원수(原水)가 있는 지점으로 부터 물을 집수하는 저수조와의 거리가 수백m~수Km로 멀리 있을 경우에 이미 설치된 전화선을 통해 멀리 격리되어 있는 저수조 내부에 물을 자동 공급함과 동시에 저수조의 수위를 자동 조절하도록 함으로써 상수도 시설이 되어 있지 않는 섬과 산간벽지에 설치된 저수조는 물론, 상하수도를 보다 효율적으로 관리함으로서, 관리 및 설치비용을 현저히 감소시킬수 있도록 하는 전화선을 이용한 무인급수 제어장치에 관한 것이다.

본 고안의 무인 급수장치는 펌프에 의해 취수정으로부터 끌어올린 지하수를 급수관을 통해 저수조로 공급되는 무인 급수장치에 있어서, 상기 저수조 내부에 설치되어 다수 단계의 수위 레벨에 따른 전기적신호를 출력하는 제 1 내지 제 5 수위감지센서로 이루어진 센서어레이와, 상기 센서어레이의 출력단에 연결되어 상기 저수조의 고유 어드레스와 상기 제 1 내지 제 5 수위감지센서의 고유번호를 출력하는 신호변환기와, 상기 신호변환기의 출력신호를 아날로그신호로 변환하여 전화선을 통해 출력하는 제 1 모뎀과, 상기 전화선을 통해 전송되는 저수조의 고유어드레스 및 제 1 내지 제 5 수위감지센서의 고유번호에 해당하는 데이터를 디지털신호로 변환하는 제 2 모뎀과, 상기 제 2 모뎀의 출력신호를 수신 및 판독하고 저장된 제어 프로그램에 의해 저수조의 위치와 수위 레벨을 그래픽으로 모니터상에 표시하는 컴퓨터와, 상기 컴퓨터의 제어신호에 의해 상기 펌프를 구동하는 펌프구동부로 구성된 것에 특징이 있다.

Description

전화선을 이용한 무인급수 제어장치{The manless water feeding control apparatus using a telephone line}

본 고안은 전화선을 이용한 무인급수 제어장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지하수와 같은 원수(原水)가 있는 지점으로 부터 물을 집수하는 저수조와의 거리가 수백m~수Km로 멀리 있을 경우에 이미 설치된 전화선을 통해 멀리 격리되어 있는 저수조 내부에 물을 자동 공급함과 동시에 저수조의 수위를 자동 조절하도록 함으로써 상수도 시설이 되어 있지 않는 섬과 산간벽지에 설치된 저수조는 물론, 상하수도를 보다 효율적으로 관리함으로서, 관리 및 설치비용을 현저히 감소시킬수 있도록 하는 전화선을 이용한 무인급수 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 섬이나 또는 산간벽지에서는 상수도가 설치되어 있지 않아 거의 지하수에 의존하고 있으며, 이러한 지하수에서 끌어 올린 물은 일정한 지역에 설치된 저수조까지 급수관을 통해 공급하고, 이 저수조에 공급되는 물을 다시 각 가정으로 공급하게 되는 것이다.

따라서 일정한 지역에 설치되어 지하수를 저장하는 저수조에 물을 공급하기 위한 종래의 구조와 수위를 조절하는 방법은 도 1에 도시된 바와 같은 구성으로 이루어진다. 즉, 원수를 취수하는 취수정(1)과, 취수정(1)내에 설치되어 원수를 펌핑하여 배수하는 펌프(2)와, 상기 펌프(2)로 부터 배수된 원수를 소정의 위치로 이송하는 급수관(3)과, 상기 급수관(3)의 종단에 설치되어 급수관(3)을 통해 배출된 원수를 저장하는 소정 용량의 저수조(5)와, 상기 저수조(5)의 내측 또는 일측에 장착되어 수위를 감지하는 수위감지수단(6)과, 상기 수위감지수단(6)으로부터 감지된 신호를 판단 및 연산하여 제어신호를 출력하는 콘트롤러(7)와, 상기 콘트롤러(7)로부터 출력된 제어신호를 펌프(2)에 전달하기 위하여 매설(埋設) 또는 가공(架空)되는 소정 길이를 갖는 전선(4)이 포함되어 이루어진다.

이러한 구성을 갖는 종래의 수위 조절장치는 취수정(1)으로부터 저수조(5)까지 급수관(3)을 통해 원수를 공급하게 되며, 배수된 원수는 저수조(5)에 저장되면서 설정된 소정량이 채워지면, 수위감지수단(6)이 원수의 양을 감지하여 전기적인 신호를 변환시키고, 변환된 전기적인 신호는 콘트롤러(7)로 입력됨으로써 이 신호를 판단하여 전선(4)을 통해 펌프(2)의 구동을 제어하게 된다.

즉, 취수정(1)의 펌프(2)로서 원수를 취수한 후에 급수관(3)을 거쳐 저수조(5)로 배수를 할 때에 저수조(5)의 저장 용량이 설정량만큼 채워지게 되면, 콘트롤러(7)는 펌프(2)의 구동을 정지시켜 더 이상 원수를 취수하지 않도록 하는 것이다.

이와 같이 종래의 경우에 펌프로부터 펌핑된 원수를 급수관을 통해 배수를 하기 위해서는 반드시 급수관이 필요하고, 이 급수관은 가공상태로 연결되거나 땅속에 매설되며, 이와 동시에 콘트롤러로부터 펌프에 제어신호를 전송하기 위한 배선이 별도로 가공 또는 매설되어야 하므로 2중의 연결작업을 필요로 하고, 가공 또는 매설된 배선은 외부의 영향이나 조건에 의하여 단선, 단락 또는 누수될 가능성이 높아 콘트롤러에서 펌프으로 정상적인 제어신호를 전송하지 못하였을 경우에는 저수조에 저장되는 원수가 범람하는 문제가 있었다.

또한, 펌프를 항상 가동상태로 운전시키게 되면, 펌프의 내구성이 저하되어 수명을 단축시키는 단점이 야기되고, 배선된 전선이 단선, 단락 또는 누수에 의하여 누전이나 전력의 누설 등의 손실 뿐만 아니라 감전사고를 일으킬 수 있는 문제도 내재되어 있으며, 별도의 전선을 배선하게 되므로 급수장치의 설치비용 및 유지보수에 필요한 비용도 상승되는 요인이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 여러 지역에 설치된 저수조 내부에 수위를 감지할 수 있는 다수의 센서를 내장하고, 이 수위감지센서의 출력을 모뎀과 전화선을 경유하여 통제국으로 전송하게 되며, 통제국에서 펌프를 제어하여 저수조 내의 급수 및 수위를 관리함에 따라 지하수와 같은 원수(原水)가 있는 지점으로 부터 물을 집수하는 저수조와의 거리가 수백m~수Km로 멀리 있을 경우에 별도의 전선없이 멀리 기존에 설치된 전화선을 이용하여 상수도 시설이 되어 있지 않는 섬과 산간벽지에 설치된 저수조는 물론, 상하수도를 보다 효율적으로 관리함으로서 관리 및 설치비용을 현저히 감소시킬수 있도록 하는 무인 급수장치에 관한 것이다.

본 고안의 무인 급수장치는 펌프에 의해 취수정으로부터 끌어올린 지하수를 급수관을 통해 저수조로 공급되는 무인 급수장치에 있어서, 상기 저수조 내부에 설치되어 다수 단계의 수위 레벨에 따른 전기적신호를 출력하는 제 1 내지 제 5 수위감지센서로 이루어진 센서어레이와, 상기 센서어레이의 출력단에 연결되어 상기 저수조의 고유 어드레스와 상기 제 1 내지 제 5 수위감지센서의 고유번호를 출력하는 신호변환기와, 상기 신호변환기의 출력신호를 아날로그신호로 변환하여 전화선을 통해 출력하는 제 1 모뎀과, 상기 전화선을 통해 전송되는 저수조의 고유어드레스 및 제 1 내지 제 5 수위감지센서의 고유번호에 해당하는 데이터를 디지털신호로 변환하는 제 2 모뎀과, 상기 제 2 모뎀의 출력신호를 수신 및 판독하고 저장된 제어 프로그램에 의해 저수조의 위치와 수위 레벨을 그래픽으로 모니터상에 표시하는 컴퓨터와, 상기 컴퓨터의 제어신호에 의해 상기 펌프를 구동하는 펌프구동부로 구성된 것에 특징이 있다.

도 1은 종래 급수장치의 구성도.

도 2는 본 고안에 따른 무인 급수장치의 개념도.

도 3은 본 고안에 따른 무인 급수장치의 블록도.

도 4는 본 고안에 따른 수위감지센서의 감지상태도.

도 5는 본 고안에 따른 다른 실시예를 도시한 무인 급수장치의 블록도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 취수정 4 : 급수관

6a~6n : 저수조 8a~8n : 펌프구동부

12a~12n : 펌프 13a~13n : 센서어레이

14a~14n : 신호전송부 15a, 15b : 전화선

16 : 신호변환기 17 : 제 1 모뎀

18 : 제 2 모뎀 19 : 컴퓨터

21a~21e : 제 1 내지 제 5 수위감지센서 30 : 통제국

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 무인 급수장치의 개념도로로서, 취수정(1) 내에 지하수를 끌어올리는 펌프(12a)가 설치되며, 상기 펌프(12a)로부터 분출되는 지하수의 토출량을 조절하는 밸브(10)와, 역류를 방지하기 위한 체크밸브(11)가 서로 연결되어 있으며, 급수관(4)에 의해 원거리에 있는 저수조(6a)와 서로 연결되고, 상기 저수조(6a) 내부에는 수위를 단계적으로 감지하는 센서어레이(13a)가 설치되며, 상기 취수정(1)의 내부 일측 벽면에는 펌프(12a)를 구동하기 위한 펌프구동부(8a)가 설치되어 있다.

또한 저수조(6a) 내부에 설치된 센서어레이(13a)의 출력측단은 감지된 수위 레벨에 따른 전기적 신호로 변환하고 전화선(15a)을 통해 신호를 전송하는 신호전송부(14a)가 연결되며, 상기 수위레벨의 신호는 전화국(20)과 전화선(15b)을 경유하여 통제국(30)으로 전송되도록 연결되어 있고, 이 통제국(30)에서 펌프(12a)를 구동하는 펌프구동부(8a)를 제어하도록 구성되어 있다.

도 3은 본 고안에 따른 무인 급수장치의 블록도로서, 고유 어드레스가 부여된 저수조(6a) 내부에 설치된 센서어레이(13a)의 각 출력단에는 수위레벨에 따른 전기적신호로 변환 출력하는 신호변환기(16)와, 이 신호변환기(16)의 출력신호를 아날로그신호로 변환 후 전화선(15a)을 통해 출력하는 제 1 모뎀(17)으로 이루어진 신호전송부(14a)가 각각 연결된다.

여기서 각각의 저수조(6a)내에 설치되는 센서어레이(13a)는 각각의 고유번호가 설정되어 있는 제 1 내지 제 5 수위감지센서(21a~21e)로 이루어져 5단계의 수위 레벨을 감지할 수 있도록 구성되며, 상기 제 1 내지 제 5 수위감지센서(21a~21e)의 일측에는 Vcc의 전원이 인가되고, 타측에는 신호전송부(14a)인 신호변환기(16)에 연결되어 있다.

그리고 상기 신호전송부(14a)의 출력단에는 전화선(15b)과 전화국(20)을 통해 수신하여 디지털신호로 변환하는 제 2 모뎀(18)과, 상기 제 2 모뎀(18)의 출력신호를 수신하여 이를 판독하고 저장된 제어 프로그램에 의해 각 저수조(6a)의 위치와 수위 레벨을 그래픽으로 모니터상에 표시하는 컴퓨터(19)로 이루어진 통제국(30)에 연결된다.

또한 상기 통제국(30)의 컴퓨터(19)에는 펌프(12a)를 구동하기 위한 펌프구동부(8)가 연결되어 관리자의 명령에 의해 해당 펌프(12a)를 동작시켜 각 지역에 설치된 저수조(6a)에 급수 및 수위를 관리하도록 구성되어 있다.

도 4는 본 고안에 따른 수위감지센서의 동작상태도이다.

상기와 같이 이루어진 본 고안의 무인 급수장치를 도 3 및 도 4에 도시된 상세블록도에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 각각의 저수조(6a)내에 설치되는 센서어레이(13a)에 의해 저수조(6a) 내부의 수위를 감지하여 그에 해당하는 수위레벨의 신호를 출력하게 된다. 즉 도4의 (가)에 도시된 바와 같이 저수조(6a)내의 물이 제 1 수위감지센서(21a)를 완전히 잠기게 될 경우 도전성의 물에 의해 Vcc 레벨의 '하이'신호를 출력하게 되나, 도 4의 (나) 및 (다)와 같이 저수조(6a)내의 물이 제 1 수위감지센서(21a)의 일부에 도달하거나, 완전히 도달하지 않을 경우에는 제 1 수위감지센서(21a)는 서로 개방되어 있는 상태가 되어 '로우'레벨의 신호를 출력하게 된다.

따라서 상기의 제 1 내지 제 5 수위감지센서(21a~21e)로부터 출력되는 '로우'레벨의 수위감지 신호가 신호전송부(14a)인 신호변환기(16)에 입력되면 상기 신호변환기(16)는 저수조(6a)의 고유 번지수와 '로우'신호가 출력되는 해당 수위감지센서의 고유번호를 데이터화하여 출력하게 되며, 이 데이터는 제 1 모뎀(17)에 인가되어 아날로그신호로 전환한 후 전화선(15a)과 전화국(20)을 경유하여 통제국(30)의 제 2 모뎀(18)으로 전송되어 진다.

이때 통제국(30)의 컴퓨터(19)와 연결 설치된 제 2 모뎀(18)은 전화선(15a) (15b)을 통해 수신되는 저수조(6a)의 고유번지수와 수위정보를 디지털신호로 변환하여 컴퓨터(19)로 전송하게 되며, 상기 컴퓨터(19)는 설정된 프로그램에 의해 제 2 모뎀(18)으로부터 수신되어진 정보를 해독하여 저수조(6a)가 설치된 위치와 수위를 인식하게 되며, 이 정보를 그래픽과 문자 등으로 모니터상에 디스플레이하게 된다.

한편 통제국(30)의 관측자는 모니터상에 디스플레이되는 그래픽 또는 문자를 인식하여 저수조(6a)내의 급수를 필요로 할 경우 설정된 프로그램에 의해 해당 저수조(6a)에 급수할 수 있는 펌프를 가동하기 위해 저수조(6a)의 고유 어드레스를 지정하여 급수 명령을 내리게 되면 고유 어드레스 지정에 의한 펌프구동부(8a)가 동작되어 펌프(12a)를 동작시킴으로써 저수조(6a)에 급수를 시작하게 된다.

따라서 상기의 급수로 인해 저수조(6a)의 수위가 상승되면 제 1 내지 제 5 수위감지센서(21a~21e)에 감지되고, 이 감지된 정보는 신호전송부(14a)와 전화선(15a)(15b)을 통해 통제국(30)의 컴퓨터(19)상에 디스플레이되며, 통제자는 수위 상승을 화면상으로 확인할 수 있는 것이다.

이 후 계속적인 수위 상승으로 인해 통제자가 급수를 중단시킬 경우 동작중인 펌프구동부(8a)의 어드레스를 지정하여 구동중지 명령을 지시하면 펌프(12a)의 동작을 중지시켜 급수를 중단하게 되는 것이다.

또한 컴퓨터(19) 내부의 프로그램에 의해 각 저수조(6a)의 수위가 제 5 수위감지센서(21e)에서 감지된 최하위의 레벨에 도달될 경우 자동으로 급수를 실행하게 되고, 각 저수조(6a)의 수위가 제 1 수위감지센서(21a)에서 감지된 최상위의 레벨에 도달할 경우 자동으로 급수를 중단하도록 되어 있다.

도 5는 본 고안에 따른 다른 실시예를 도시한 무인 급수장치의 블록도로서, 여러곳에 산재해 있는 다수 저수조(6a~6n)의 정보와 수위정보를 전화선(15a)(15b)을 경유하여 통제국(30)에서 컴퓨터(19)의 프로그램에 의해 상기의 동일한 제어과정으로 해당 펌프(12a~12n)를 제어함으로써 일괄적으로 급수 및 수위를 조절할 수 있도록 한 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안의 전화선을 이용한 무인급수 제어장치는 여러 지역에 설치된 저수조 내부에 수위를 감지할 수 있는 다수의 센서를 내장하고, 이 수위감지센서의 출력을 모뎀과 전화선을 경유하여 통제국으로 전송하게 되며, 통제국에서 펌프를 제어하여 저수조 내의 급수 및 수위를 관리함에 따라 지하수와 같은 원수(原水)가 있는 지점으로 부터 물을 집수하는 저수조와의 거리가 수백m~수Km로 멀리 있을 경우에 별도의 전선없이 멀리 기존에 설치된 전화선을 이용하여 상수도 시설이 되어 있지 않는 섬과 산간벽지에 산재해 있는 저수조의 효율적인 통제는 물론, 상수도를 보다 효율적으로 관리함으로서 관리 및 설치비용을 현저히 감소시킬수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 펌프(12a)에 의해 취수정(1)으로부터 끌어올린 지하수를 급수관(4)을 통해 저수조(6a)로 공급되는 무인 급수장치에 있어서,

   상기 저수조(6a) 내부에 설치되어 다수 단계의 수위 레벨에 따른 전기적신호를 출력하는 제 1 내지 제 5 수위감지센서(21a~21e)로 이루어진 센서어레이(13a)와,

   상기 센서어레이(13a)의 출력단에 연결되어 상기 저수조(6a)의 고유어드레스와 상기 제 1 내지 제 5 수위감지센서(21a~21e)의 고유번호를 출력하는 신호변환기 (16)와,

   상기 신호변환기(16)의 출력신호를 아날로그신호로 변환하여 전화선을 통해 출력하는 제 1 모뎀(17)과,

   상기 전화선(15a)(15b)을 통해 전송되는 저수조(6a)의 고유어드레스 및 제 1 내지 제 5 수위감지센서(21a~21e)의 고유번호에 해당하는 데이터를 디지털신호로 변환하는 제 2 모뎀(18)과,

   상기 제 2 모뎀(18)의 출력신호를 수신 및 판독하고 저장된 제어 프로그램에 의해 저수조(6a)의 위치와 수위 레벨을 그래픽으로 모니터상에 표시하는 컴퓨터 (19)와,

   상기 컴퓨터(19)의 제어신호에 의해 상기 펌프(12a)를 구동하는 펌프구동부(8)로 구성된 것을 특징으로 하는 전화선을 이용한 무인급수 제어장치.