KR200198374Y1

KR200198374Y1 - 티핑버킷형 우량계

Info

Publication number: KR200198374Y1
Application number: KR2020000011530U
Authority: KR
Inventors: 김홍성
Original assignee: 한국수자원공사
Priority date: 2000-04-22
Filing date: 2000-04-22
Publication date: 2000-10-02

Abstract

본 고안은 티핑버킷형 우량계에 관한 것으로, 최상단에 설치되는 소형 집수용기(10)와, 이 집수용기(10)의 하단에서 무부하 회전되도록 설치되는 0.1㎜ 우량 측정용티핑버킷(20)과, 상기 측정용티핑버킷(20)의 하단에 설치되어 측정용티핑버킷(20)에서 낙하되는 우량에 의해 양방향으로 회전전력이 발생되어 하단 중심부의 회전축(32)을 회전시키는 제 1동력전달용티핑버킷(30)과, 상기 제 1동력전달용티핑버킷(30)의 하단에 설치되며 하부로 낙하되는 우량의 강도를 조절하기 위해 배출구(42)에 개폐수단(45)이 구비된 대형 집수용기(40)와, 상기 집수용기(40)에서 낙하된 우량이 집수되어 1.0㎜에 도달하면 일측으로 기울어지면서 하단 중심부에 설치된 회전축(52)을 회전시켜 RTU(110)에 펄스신호를 보내 우량을 측정할 수 있도록 하는 측정용티핑버킷(50)과, 상기 측정용티핑버킷(50)에서 우량이 낙하됨과 동시에 일측으로 기울어지면서 회전축(62)에 회전력을 전달하는 제 2동력전달용티핑버킷(60)과, 상기 제 1동력전달용티핑버킷(30)이 매번 기울어짐에 따라 발생되는 회전력으로 일정량씩 상기 집수용기(40)의 배출구(42)를 폐쇄시키도록 각 회전축(32)(47)의 선단부에 상호 기어결합된 제 1구동수단(150)과, 상기 제 2동력전달용티핑버킷(60)이 한번 기울어짐에 따라 제 1구동수단(150)에 의해 폐쇄된 배출구(45)를 개방시키도록 각 회전축(62)(47)의 선단부에 상호 기어결합된 제 2구동수단(170)으로 이루어지는 특징을 갖는다.

Description

티핑버킷형 우량계{A rain gauge equipped for tipping bucket}

본 고안은 티핑버킷형 우량계(雨量計)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 티핑버킷 (Tipping bucket)형 우량계의 정밀도 및 정확도를 향상시켜 정확한 우량계측이 가능하도록 하고, 무인 우량관측국에 설치된 우량계의 이상유무를 원격으로 파악할 수 있는 우량계에 관한 것이다.

국내를 비롯한 전 세계적으로 종래에 가장 많이 사용되고 있는 우량계는 도 1에 도시된 바와 같은 티핑버킷(Tipping bucket)형 타입으로, 이것은 상단부에 설치된 우량 집수구(1)에서 집수된 우량이 그 하단부에 설치된 티핑버킷(Tipping bucket;2)에 낙하되어 일정량(0.25, 0.5, 0.1㎜)이 되면 티핑버킷(2)이 기울어지면서 리드스위치(reed switch)에서 접점이 이루어짐으로 인해 발생되는 펄스를 측정하여 우량을 측정하였다.

이러한 티핑버킷형 우량계는 내구성이 좋고, 저 우량 측정시에는 큰 문제점이 없었으나, 집중호우가 내리거나, 시간당 강우량이 증가할 경우 강우 강도에 따른 우량의 측정 오차율이 지수적으로 증가되는 결함을 갖고 있었다.

즉, 종래의 우량계가 갖는 오차율은 아래의 Fig.1에 도시된 바와 같이 강우 강도에 따른 오차율이 지수적으로 증가하면서 실제의 우량과 점점 크게 차이가 발생된다는 것은 여러 연구조사 결과에 의해 밝혀짐으로써, 이의 오차율 증가를 방지하여 정확한 우량을 관측할 수 있는 장치의 필요성이 대두되었으며, 특히 기계적구조로 인한 티핑버킷의 간헐적인 지연(holding)현상이 발생되어 우량 관측이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

또한, 무인관측국에 설치된 우량계의 경우에는 관리자가 상주하고 있지 않으므로 인해 우량계의 이상 유무를 진단하기 위해서는 관리자가 정규적으로 방문하여 기기의 정상 작동상태 및 이상 유무를 확인하여야 하는 번거러움이 있었다.

본 고안은 상기한 종래의 티핑버킷형 우량계의 단점을 보완하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 우량계의 정밀도 및 정확도를 향상하여 강우강도에 관계없이 정확한 우량관측이 가능하도록 하는데 있다.

본 고안의 다른 목적으로는 무인우량관측국에 설치된 우량계의 이상유무를 원격으로 파악할 수 있도록 하여 무인관측국의 운용관리의 효율성 및 우량(雨量) 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적으로는 기계적인 구조의 불구합으로 인해 발생되었던 티핑버킷의 지연현상을 해결하여 강우 강도에 따른 우량 측정 오차율을 감소시키고자 하는데 있다.

도 1은 종래 사용중인 티핑버킷형 우량계의 외관사시도,

도 2는 본 고안에 따른 우량계의 전체구성을 개략적으로 도시한 외관사시도,

도 3은 본 고안에 따른 우량계의 정면도,

도 4는 본 고안에 따른 우량계의 측면도,

도 5는 본 고안에 따른 우량계의 동력전달수단의 기어결합구조도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명

10,40 : 집수용기 20,50 : 측정용티핑버킷

30,60 : 동력전달용티핑버킷 45 : 개폐수단

72,72′,90, 90′,105 : 구동기어 74, 74′,84, 84′92,92′: 내부기어

32, 47, 52, 62, 102 : 회전축 82, 82′: 폐쇄용기어

86, 86′: 개방용기어 S : 스톱퍼

100 : 스텝핑모터(stepping motor) 110 :RTU(Remote Terminal Unit)

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 티핑버킷형 우량계는 원통형관 내부에 우량을 집수하기 위한 집수용기가 설치되고, 이 집수용기 하단으로 티핑버킷이 설치되어 우량을 측정할 수 있도록 구성된 티핑버킷형 우량계에 있어서, 상기 티핑버킷형 우량계는 최상단에 설치되는 소형 집수용기와, 이 집수용기의 하단에서 무부하 회전되도록 설치되는 0.1㎜용 측정용티핑버킷과, 상기 측정용티핑버킷과 동일 용량을 갖도록 그 하단에 설치되어 측정용티핑버킷에서 낙하되는 우량에 의해 양방향으로 회전력을 발생시켜 회전축을 회전시키는 제 1동력전달용티핑버킷과, 상기 제 1동력전달용티핑버킷의 하단에 설치되며 하부로 낙하되는 우량의 강도를 조절하기 위해 배출구에 개폐수단이 구비된 대형 집수용기와, 상기 집수용기에서 낙하된 우량이 집수되어 1.0㎜에 도달하면 일측으로 기울어지면서 하단 중심부에 설치된 회전축을 회전시켜 RTU에 펄스신호를 보내 우량을 측정할 수 있도록 하는 측정용티핑버킷과, 상기 측정용티핑버킷에서 우량이 낙하되는 동시에 일측으로 기울지면서 회전축에 회전력을 전달하는 제 2동력전달용티핑버킷과, 상기 제 1동력전달용티핑버킷이 매번 기울어짐에 따라 발생되는 회전축의 회전력에 의해 일정량씩 상기 집수용기의 배출구에 설치된 개폐수단을 폐쇄시킬 수 있도록 각 회전축의 선단부에서 상호 기어결합된 제 1구동수단과, 상기 제 2동력전달용티핑버킷이 한번 기울어짐에 따라 상기 제 1구동수단에 의해 폐쇄된 배출구를 개방시킬 수 있도록 각 회전축의 선단부에서 상호 기어결합된 제 2구동수단으로 이루어지는 특징을 갖는다.

또한, 상기 측정용티핑버킷이 일측으로 기울여짐이 계속되는 홀딩현상을 원격으로 제어하고, 우량계의 이상유무를 확인할 수 있도록 측정용티핑버킷의 회전축상에는 피동기어가 설치되고, 이 피동기어는 본체에 설치된 스텝핑모터의 회전축상에 설치된 구동기어와 결합되어지되, 상기 피동기어와 구동기어의 결합상태는 평상시에는 무부하상태가 유지되도록 구성되고, 필요시에는 관측국에서 전송된 신호를 수신하는 RTU에서 출력된 신호에 의해 상기 스텝핑모터가 기 설정된 각도만큼 회전되므로서 구동기어가 회전되어 피동기어를 회전시킬 수 있도록 구성된다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안의 상세한 설명을 하기로 한다.

본 고안에 따른 우량계는 복수개의 집수용기와 복수개의 티핑버킷으로 이루어지는 우량측정수단이 기준판(B)의 일측에 상·하로 설치되고, 기준판(B)의 타측부에는 티핑버킷의 회전에 의해 동력을 전달하기 위한 동력전달기어가 구성되어 이루어지는 것으로, 도 2는 본 고안에 따른 우량계의 전체구성을 개략적으로 도시한 외관사시도이고, 도 3 및 도 4는 우량계의 정면도와 측면도를 도시하고 있으며, 도 5는 우량계에 구비된 동력전달기어의 결합관계를 도시하고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 기준판(B) 일측에 상·하로 설치되는 우량측정수단으로는 최상단에 0.1㎜용 소형 집수용기(10)가 설치되고, 이 집수용기(10) 하단에는 집수용기(10)에서 낙하된 빗물의 무게에 의해 좌·우측으로 회전되어 빗물을 하부로 낙하시키는 측정용티핑버킷(20)이 설치되며, 이 측정용티핑버킷(20)의 하단으로는 측정용티핑버킷(20)에서 빗물이 낙하됨과 동시에 야윽으로 회전가능한 동력전달용 티핑버킷(30)이 설치된다.

또한, 상기 동력전달용티핑버킷(30)의 하단으로는 깔때기 형상을 갖으며 하부에 배출구(42)가 구비된 대형 집수용기(40)가 설치되며, 상기 배출구(42)를 통해 배출된 우량이 일정량 누적된 경우에 일측으로 기울어져 하부로 고인 빗물을 배출시키는 측정용티핑버킷(50)이 집수용기(40)의 하단에 설치되며, 상기 측정용티핑버킷 (50)에서 낙하된 우량에 의해 양측중 어느 일측으로 회전되면서 중심부에 설치된 회전축(62)을 회전시키는 동력전달용티핑버킷(60)이 설치된다.

상기 집수용기(10)(40)는 상부에서 낙하되는 빗물을 집수하기 위한 기능을 수행하는 것이며, 측정용티핑버킷(50)에 낙하되는 우량의 강도를 조절하기 위해서 집수용기(40)의 하부에는 배출구(42)와 개폐수단(45)이 구비된다.

상기 집수용기(10)(40) 사이에 설치된 측정용티핑버킷(20)은 0.1㎜용으로 소량의 비가 내리더라도 낙하되는 우량을 측정하기 위해 설치되는 것이며, 측정용티핑버킷(20)에서 낙하되는 0.1㎜의 우량이 하부에 설치된 집수용기(40)로 낙하되는 것을 매번 확인 측정하기 위해 측정용티핑버킷(20)과 집수용기(40) 사이에는 중심부에 회전축(32)이 삽설된 동력전달용티핑버킷(30)이 설치되고, 상기 집수용기(40) 하단으로 설치되는 또 다른 측정용티핑버킷(50)과 동력전달용티핑버킷(60)은 그 용량이 1.0㎜용으로 집수용기(40) 상단부에 설치된 티핑버킷(20)에서 우량이 10회 낙하되므로서 한번 동작되도록 구성된다.

한편, 기준판(B) 타측부에 구비되는 동력전달수단은 제 1구동수단(150)과 제 2구동수단(170)으로 구분하여 설명하기로 한다.

상기 제 1구동수단(150)은 동력전달용티핑버킷(30)의 회전축(32) 선단부의 전·후방에 구비된 한쌍의 동력전달용 구동기어(72)(72′)와, 이 구동기어(72)(72′)에 맞물리도록 집수용기(40)의 회전축(47) 선단부의 전·후방에 구비된 한쌍의 폐쇄용기어(82)(82′)로 이루어지는 것으로, 상기 구동기어(72)(72′)와 폐쇄용기어(82)(82′)의 내측에는 각 회전축(32)(47)상에 일체로 결합된 내부기어(74)(74′)(84)(84′)가 구비된다.

상기 동력전달용티핑버킷(30)의 양측방향의 기울어짐에 따라 상기 구동기어(72)(72′)는 내부의 회전축(32) 상에서 서로 반대방향의 경사기어를 갖는 내부기어(74)(74′)중 어느 하나의 내부기어가 구동기어(72)(72′)의 내부연에 형성된 스톱퍼(S)에 걸림으로써 상호 반대방향으로 회전되도록 구성되며, 상기 구동기어(72)(72′)의 회전력이 상기 폐쇄용기어(82)(82′)에 항상 동일방향의 회전력을 전달하기 위해 전방에 설치된 구동기어(72)와 폐쇄용기어(84)의 사이에는 아이들기어(75)가 설치되며, 상기 폐쇄용기어(82)(82′)의 내측 회전축상에 형성된 내부기어(84)(84′)는 동일방향의 경사기어를 갖도록 하여 각각 반대방향으로 회전되는 구동기어(72)(72′)의 회전방향에 관계없이 회전축(47)을 항상 동일방향으로 회전시켜 집수용기(40)의 배출구(42)에 구비된 개폐수단(45)을 회전시켜 배출구(42)를 폐쇄할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 제 2구동수단(170)은 상기 제 1구동수단(150)에 의해 일측으로 회전된 회전축(47)을 반대방향으로 회전시키기 위한 것으로, 동력전달용티핑버킷(60)의 회전축(62) 선단부의 전·후방에 설치된 한쌍의 동력전달용 구동기어(90)(90′)와, 이 구동기어(90)(90′)와 맞물리도록 상기 집수용기(40)의 회전축(47) 선단부의 전·후방에 설치된 한쌍의 개방용기어(86)(86′)로 이루어지고, 상기 구동기어(90)(90′)와 개방용기어(86)(86′)의 내측에는 각 회전축(62)(47)상에 일체로 결합된 내부기어(92)(92′)(88)(88′)가 구비된다.

상기 동력전달용티핑버킷(60)의 양측방향의 기울어짐에 따라 상기 구동기어(90)(90′)는 내부의 회전축(62) 상에서 서로 반대방향의 경사기어를 갖는 내부기어(92)(92′)중 어느 하나의 내부기어가 회전되면서 스톱퍼(S)에 걸림으로써 회전되도록 구성되며, 상기 구동기어(90)(90′)의 회전력이 상기 개방용기어(86)(86′)에 항상 동일방향의 회전력을 전달하기 위해 전방에 설치된 구동기어(90)와 개방용기어(86)의 사이에는 아이들기어(85)가 설치되며, 상기 개방용기어(86)(86′)의 내측 회전축상에 형성된 내부기어(88)(88′)는 동일방향의 경사기어를 갖도록 하여 구동기어(90)(90′)의 회전방향에 관계없이 회전축(47)을 항상 동일방향으로 회전시켜 배출구(42)에 설치된 개폐수단(45)을 회전시켜 배출구(42)를 개방시킬 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 측정용티핑버킷(50)의 회전축(52)상에는 피동기어(54)가 설치되고, 이 피동기어(54)는 본체(도시안됨)에 설치된 스텝핑모터(100)의 회전축(102)상에 설치된 구동기어(105)와 평상시에는 무부하상태가 유지되도록 결합되어 있다가 관측국에서 전송된 신호를 수신하는 RTU(110)에서 출력된 신호에 의해 기설정된 회전각만큼 스텝핑모터(100)를 구동시킴으로써 상기 구동기어(105)가 회전되고, 구동기어(105)의 회전으로 피동기어(54)를 회전시켜 측정용티핑버킷(50)의 홀딩현상 및 우량계의 이상유무룰 확인할 수 있도록 구성된다.

한편, 이하에서는 상기한 구성으로 이루어진 본 고안의 우량계에 대한 상세한 동작내용을 각 과정별로 구분하여 설명하기로 한다.

집수과정

먼저, 최상단에 구비된 집수용기(10)를 통해 낙하되는 빗물이 집수되며, 집수된 빗물은 그 하단에 설치된 측정용티핑버킷(20)으로 낙하되고, 측정용티핑버킷(20)은 그 용량이 0.1㎜용으로 집수용기(10)에서 낙하된 우량이 0.1㎜가 된 경우에 일측으로 회전하여 하부 집수용기(40)로 낙하된다.

상기 측정용티핑버킷(20)에서 0.1㎜씩 낙하되는 우량은 집수용기(40)로 낙하되기 전에 그 사이에 설치된 동력전달용티핑버킷(30)을 거치며, 상기 동력전달용티핑버킷(30)의 용량은 상부에 설치된 측정용티핑버킷(20)의 용량과 동일하여 측정용티핑버킷(20)에서 매번 우량이 낙하될 때마다 동력전달용티핑버킷(30)도 매번 일측으로 회전하면서 낙하된 우량을 다시 하부에 설치된 집수용기(40)로 낙하시킨다.

이때, 동력전달용티핑버킷(30)은 버킷에 채워진 우량의 낙하를 위해 일측으로 회전시 중심부에 설치된 회전축(32)이 버킷의 회전과 동시에 매번 회전이 이루어지게 되고, 회전축(32)의 회전으로 그 선단부에 설치된 제 1구동수단(150)이 회전된다.

동력전달과정 1: 배출구 폐쇄과정

상기 제 1구동수단(150)은 집수용기(40)의 배출구(42)에 설치된 개폐수단(45)을 회전시켜 배출구(42)를 폐쇄시키기 위한 것으로, 상호 기어방향이 반대로 형성되어 일정간격 이격설치되는 내측기어(74)(74′)의 외주연에는 내측기어(74)(74′)의 회전시 스톱퍼(S)에 걸려 회전하도록 설치된 동력전달용 구동기어(72)(72′)가 동력전달용티핑버킷(30)의 1회 기울어짐에 따른 회전축(32)의 회전으로 어느 하나의 구동기어(72) (72′)가 일측으로 회전하게 된다.

각각 한쌍으로 결합된 상기 내측·구동기어(74)(72),(74′)(72′)는 회전축(32)의 회전방향에 따라 각각 별도로 회전이 이루어지는 것으로, 회전축(32)이 좌회전하는 경우에는 전방에 설치된 내측·구동기어(74)(72)가 회전하게 되고, 후방에 설치된 내측·구동기어(74′)(72′)는 전방에 설치된 내측·구동기어(74) (72)와 기어의 형성방향이 반대로 이루어져 아이들상태가 유지되며, 회전축(32)이 우회전하는 경우에는 상기와 반대로 내측·구동기어의 회전이 이루어진다.

상기 집수용기(40)의 하단에 구비된 배출구(42)의 개폐수단(45)을 개폐시키는 회전축(47) 선단부에는 회전축(47)을 회전시키기 위한 복수개의 개폐용기어(82)(82′)(86)(86′)가 설치되어 있다.

복수개의 개폐용기어(82)(82′)(86)(86′)중 한쌍은 상기 배출구(42)를 폐쇄하기 위한 폐쇄용기어(82)(82′)이고, 다른 한쌍은 폐쇄된 배출구(42)를 개방시키기 위한 개방용기어(86)(86′)로서, 상호 회전방향이 반대로 이루어지는 것으로, 한쌍의 폐쇄용기어(82)(82′)는 제 1구동수단(150)인 구동기어(72)(72′)와 각각 결합되어 구동기어(72)(72′)의 회전과 동시에 폐쇄용기어(82)(82′)의 회전이 이루어져 회전축(47)을 회전시키고, 회전축(47)의 회전에 따라 상기 개폐수단(45)은 배출구(42)를 조금씩 폐쇄시키게 된다.

강우시 동력전달용티핑버킷(30)이 양측으로 기울어짐에 따라 구동기어(72)(72′)중 어느 하나가 회전하게 되고, 이와 맞물려 있는 두개의 폐쇄용기어(82)(82′)중 어느 하나가 회전하게 된다. 이에 따라 회전축(47)이 계속해서 회전되어 개폐수단(45)을 폐쇄시키며, 상기 개폐수단(45)이 최종적으로 폐쇄되는 시기는 집수용기(40) 상단에 설치된 동력전달용티핑버킷(30)이 10회(1.0㎜의 우량) 기울어짐으로써 완전폐쇄가 이루어지며, 상기 배출구(42)는 완전폐쇄가 이루지지 않고 최소한의 유량(0.1㎜)만 낙하되도록 할 수도 있다.

동력전달과정 2: 배출구 개방과정

한편, 제 2구동수단(170)은 상기 제 1구동수단(150)에 의해 폐쇄된 배출구(42)를 개방시키기 위한 것으로, 집수용기(40) 하단에 설치된 측정용티핑버킷(50)에 우량이 1.0㎜가 되면 자동으로 기울어짐으로써 하단에 설치된 동력전달용티핑버킷(60)으로 우량이 낙하되며, 낙하된 우량에 의해 동력전달용티핑버킷(60)이 기울어짐으로써 중심부에 설치된 회전축(62)이 회전되어 회전축(62) 선단부에 구비된 구동기어(90)(90′)중 어느 하나가 회전하게 된다.

상기 구동기어(90)(90′)의 회전으로 이와 맞물려 있는 집수용기(40)의 회전축(42)상의 개방용기어(86)(86′)가 회전되며, 이 개방용기어(86)(86′)의 회전으로 그 내측에 설치된 내부기어(88)(88′)가 회전되어 집수용기(40)의 배출구(42)를 폐쇄하였던 개폐수단(45)을 다시 처음의 개방상태로 영점셋팅시킨다.

상기 집수용기(40)와 동력전달용티핑버킷(60)의 회전축(47)(62)상에 설치된 개폐용기어(82)(82′)(86)(86′)와 구동기어(90)(90′)의 구조는 상기 동력전달용티핑버킷(30)의 회전축(32)상에 설치된 기어의 구조와 동일한 구조로 이는 도면에 상세히 도시되어 있다.

상술한 바와 같이, 0.1㎜용 티핑버킷(30)이 양방향으로 기울어짐으로써 발생하는 회전력이 회전축(32)을 통해 단방향 회전기어인 구동기어(72)(72′)를 회전시켜 집수용기(40)의 배출구(42)를 조금씩 조여지게 한다. 즉, 우량이 0.1㎜씩 증가시마다 개폐수단(45)은 1/9씩 닫혀지게 되며, 동력전달용티핑버킷(30)이 8∼9회정도 되면, 상기 집수용기(40)는 최소량의 우량만 낙하될 수 있도록 함으로써 집중호우시에도 우량측정시 발생될 수 있는 에러율이 증가되지 않도록 한다.

우량측정과정

상술한 과정이 반복적으로 이루어짐으로써 동작되는 본 고안에 따른 우량계는 1.0㎜ 측정용티핑버킷(50)이 기울여짐에 따라 그 중심부에 구비된 회전축(52)도 동시에 회전하게 되는데, 회전축(52)의 매 회전마다 리드스위치(reed s/w:도면에 도시안됨)에서 접점펄스가 발생하게 되고, 이때 발생된 1회 접점펄스는 우량의 1.0㎜에 해당하는 것으로, 이는 RTU(110;Remote Terminal Unit)에 전달되어 저장된다.

원격제어과정

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 우량계는 무인관측국에 설치되어 있는 경우에도 우량계의 정상적인 작동여부를 원격으로 확인할 수 있도록 하는데 또다른 특징이 있다.

즉, 무인관측국에 우량계가 설치된 경우에 우량계의 정상작동 여부를 확인하기 위해서 RTU(110)에 무선신호를 보내게 되면, RTU(110)에서는 수신된 신호에 의해 본체의 내부에 설치된 스텝핑모터(STEPPING MOTOR; 100)를 기 설정된 각도만큼 회전시키게 된다. 스텝핑모터(100)의 회전으로 구동기어(105)가 회전되고, 이 구동기어(105)에 맞물려 있는 피동기어(54)가 일정한 각도만큼 회전하게 된다.

상기 피동기어(54)의 중심축은 상기 1.0㎜ 우량측정용티핑버킷(50)의 중심축과 동일축을 이루도록 구성되어 측정용티핑버킷(50)을 회전시키게 된다.

이와 같이 RTU(110)에 신호를 보내 스텝핑모터(100)를 구동시킴으로써 상기 측정용티핑버킷(50)의 회전축(52)이 회전됨으로써 회전축(52)상에 설치된 상기 리드스위치에서 접점펄스가 발생되고, 발생된 펄스신호에 의해 RTU(110)에 다시 신호를 보내게 된다. 따라서, RTU(110)에 수신된 신호는 다시 기본 통신시스템을 통해 기지국이나 관측소에 전달되므로 우량계가 기지국이나 관측소에서 무인관측국에 설치된 우량계의 정상 작동 여부를 파악할 수 있는 것이다.

상기 스텝핑모터(100)의 회전각은 RTU(110)에서 결정하는 것으로, 이는 제작시 적절하게 조절할 수 있으며, 평상시에는 상기 구동기어(102)와 스텝핑모터(100)에 연결된 구동기어(105)는 동력전달이 이루어지지 않는 무부하상태가 유지되는 구조를 갖는다.

한편, 리드스위치가 구비되어 접점펄스를 발생시키는 회전축은 측정용티핑버킷(50)과 상부에 설치된 측정용티핑버킷(20)에 동시에 구비되도록 하여 우량측정시 1.0㎜ 단위 뿐만 아니고 0.1㎜단위로 우량을 측정할 수 있도록 하는 것은 본 고안의 실시로 당연히 구현될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 우량계는 기존 우량계에 비해 0.1㎜용 측정용티핑버킷과 동력전달용티핑버킷이 추가로 설치되어 우량계의 정밀도를 향상시켜 정확한 우량을 측정할 수 있음은 물론 무인관측국에 설치된 우량계를 원격지에서 제어하여 우량계의 이상유무를 확인할 수 있어 무인관측국의 운영관리의 편리성 을 향상시킬수 있으며, 우량계의 사전 작용여부를 수시로 확인하여 정밀한 우량측정이 가능하도록 함으로써 우량결측율을 감소시켜 효과적인 데이터관리가 가능하도록 한다.

Claims

원통형관 내부에 우량을 집수하기 위한 집수용기가 설치되고, 이 집수용기 하단으로 티핑버킷이 설치되어 우량을 측정할 수 있도록 구성된 티핑버킷형 우량계에 있어서,

상기 티핑버킷형 우량계는 최상단에 설치되는 소형 집수용기(10)와, 이 집수용기(10)의 하단에서 무부하 회전되도록 설치되는 0.1㎜ 우량 측정용티핑버킷(20)과, 상기 측정용티핑버킷(20)의 하단에 설치되어 측정용티핑버킷(20)에서 낙하되는 우량에 의해 양방향으로 회전전력이 발생되어 하단 중심부의 회전축(32)을 회전시키는 제 1동력전달용티핑버킷(30)과, 상기 제 1동력전달용티핑버킷 (30)의 하단에 설치되며 하부로 낙하되는 우량의 강도를 조절하기 위해 배출구(42)에 개폐수단(45)이 구비된 대형 집수용기(40)와, 상기 집수용기(40)에서 낙하된 우량이 집수되어 1.0㎜에 도달하면 일측으로 기울어지면서 하단 중심부에 설치된 회전축(52)을 회전시켜 RTU(110)에 펄스신호를 보내 우량을 측정할 수 있도록 하는 측정용티핑버킷(50)과, 상기 측정용티핑버킷(50)에서 우량이 낙하됨과 동시에 일측으로 기울어지면서 회전축(62)에 회전력을 전달하는 제 2동력전달용티핑버킷(60)과, 상기 제 1동력전달용티핑버킷(30)이 매번 기울어짐에 따라 발생되는 회전력으로 일정량씩 상기 집수용기(40)의 배출구(42)를 폐쇄시키도록 각 회전축(32)(47)의 선단부에 상호 기어결합된 제 1구동수단(150)과, 상기 제 2동력전달용티핑버킷(60)이 한번 기울어짐에 따라 제 1구동수단(150)에 의해 폐쇄된 배출구(45)를 개방시키도록 각 회전축(62)(47)의 선단부에 상호 기어결합된 제 2구동수단(170)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 티핑버킷형 우량계.
제 1항에 있어서,

상기 측정용티핑버킷(50)이 일측으로 기울여짐이 계속되는 홀딩현상을 원격으로 제어하고, 우량계의 이상유무를 확인할 수 있도록 측정용티핑버킷(50)의 회전축(52)상에는 피동기어(54)가 설치되고, 이 피동기어(54)는 본체에 설치된 스텝핑모터(100)의 회전축(102)상에 설치된 구동기어(102)와 결합되어지되, 상기 피동기어(54)와 구동기어(105)의 결합상태는 평상시에는 무부하상태가 유지되도록 구성되고, 필요시에는 관측국에서 전송된 신호를 수신하는 RTU(110)에서 출력된 신호에 의해 상기 스텝핑모터(100)가 기 설정된 각도만큼 회전되므로서 구동기어(105)가 회전되어 피동기어(54)를 회전시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 티핑버킷형 우량계.
제 1항에 있어서,

상기 제1구동수단(150)은 동력전달용티핑버킷(30)의 회전축(32) 선단부의 전·후방에 구비된 구동기어(72)(72′)와, 이 구동기어(72)(72′)에 맞물려 회전되도록 집수용기(40)의 회전축(47) 선단부의 전·후방에 구비된 폐쇄용기어(82)(82′)로 이루어지고, 상기 구동기어(72)(72′)와 폐쇄용기어(82)(82′)의 내측에는 각 회전축(32)(47)상에 일체로 결합된 내부기어(74)(74′)(84)(84′)가 구비되어지되,상기 회전축(32)상의 내부기어(74)(74′)는 동력전달용티핑버킷(30)의 양측 기울어짐에 따라 발생되는 양방향 회전력을 전달하기 위해 상호 반대방향의 경사기어를 갖도록 형성되고, 상기 회전축(47)상의 내부기어(84)(84′)는 회전축(47)에 동일한 방향의 회전력을 전달하기 위해 동일방향의 경사기어를 갖도록 형성되며, 상기 내부기어(74)(74′)(84)(84′)와 구동기어(72)(72′) 및 폐쇄용기어(82)(82′) 사이의 동력전달은 구동기어(72)(72′)와 폐쇄용기어(82)(82′)의 내주연에 형성된 스톱퍼(S)에 의해 이루어지며, 전방에 설치된 구동기어(72)와 폐쇄용기어(84)의 사이에는 아이들기어(75)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 티핑버킷형 우량계.
제 1항에 있어서,

상기 제 2구동수단(170)은 제 1구동수단(150)에 의해 일측으로 회전된 회전축(47)을 반대방향으로 회전시키기 위한 것으로, 동력전달용티핑버킷(60)의 회전축(62) 선단부의 전·후방에 구비된 구동기어(90)(90′)와, 이 구동기어(90)(90′)에 맞물리도록 상기 집수용기(40)의 회전축(47) 선단부에 전·후방으로 구비된 개방용기어(86)(86′)로 이루어지고,

상기 구동기어(90)(90′)와 개방용기어(86)(86′)의 내측에는 각 회전축(62) (47)상에 일체로 결합된 내부기어(92)(92′)(88)(88′)가 구비되어지되, 상기 회전축(62)상의 내부기어(92)(92′)는 동력전달용티핑버킷(60)의 양측 기울어짐에 따라 발생되는 양방향 회전력을 전달하기 위해 상호 반대방향의 경사기어를 갖도록 형성되고, 상기 회전축(47)상의 내부기어(88)(88′)는 회전축(47)에 동일한 방향의 회전력을 전달하기 위해 동일방향의 경사기어를 갖도록 형성되며, 상기 내부기어(92)(92′)(88)(88′)와 구동기어(90)(90′) 및 개방용기어(86)(86′) 사이의 동력전달은 구동기어(90)(90′)와 개방용기어(86)(86′)의 내주연에 형성된 스톱퍼(S)에 의해 이루어지며, 전방에 설치된 구동기어(90)와 개방용기어(89)의 사이에는 아이들기어(85)가 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 티핑버킷형 우량계.
제 2항에 있어서,

상기 구동기어(105)는 일정각도 이상 회전하는 경우에 피동기어(54)를 회전시킬 수 있도록 외주연에 분할된 기어형성부를 갖도록 한 것을 특징으로 하는 티핑버킷형 우량계.