KR20020048826A - 태양전지를 이용한 경보음 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산악지대 등에서 폭우로 인해 강수량이 급증할 경우 이를 자동으로 경보할 수 있도록 하는 경보 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 경보 시스템에 사용되는 전원을 상용전원에서 태양전지로 변경하고, 동 경보 시스템이 태양전지에서 공급되는 전력만으로도 장시간 이상없이 동작될 수 있도록 소비전력을 줄이기 위해 상황 경보에 사용되는 앰프를 아날로그 방식의 앰프에서 디지털 방식의 앰프로 변경설치하는 한편, 원격제어장치(RTU: Remote Terminal Unit)를 저전력형으로 설계하여 구성한 태양전지를 이용한 경보음 발생장치에 관한 것이다.

Description

태양전지를 이용한 경보음 발생장치 {An alarm sound - generating system using solar cell}
본 발명은 산악지대 등에서 폭우로 인해 강수량이 급증할 경우 이를 자동으로 경보할 수 있도록 하는 경보 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 경보 시스템에 사용되는 전원을 상용전원에서 태양전지로 변경하고, 동 경보 시스템이 태양전지에서 공급되는 전력만으로도 장시간 이상없이 동작될 수 있도록 소비전력을 줄이기 위해 상황 경보에 사용되는 앰프를 아날로그 방식의 앰프에서 디지털 방식의 앰프로 변경설치하는 한편, 원격제어장치(RTU: Remote Terminal Unit)를 저전력형으로 설계하여 구성한 태양전지를 이용한 경보음 발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 하절기에 산악지대에서는 폭우의 영향으로 인한 인명피해가 자주 발생한다.
특히 산악지대에서 하절기등의 우기에 쏟아지는 게릴라성 폭우는 매우 돌발적이고 국지성이 강해서 조기 포착 및 예측이 어려워 상기 게릴라성 폭우에 의한 산사태등의 재해로 대형 인명사고가 빈번하게 발생하였다.
이에 대처하기 위해 본 출원인은 "강우시 자동으로 경보를 발생시키는 방법 및 장치" 를 특허 출원하여 이를 등록 받은 바 있다.(등록번호: 제 271534호)
상기 "강우시 자동으로 경보를 발생시키는 방법 및 장치"는 산악지대에서 발생되는 강우량을 감지하여 등반객 및 폭우로 인한 산사태 등으로 피해를 볼 수 있는 산악지대 근처 저지대 거주민들에게 강우량에 따른 경보신호를 발생시켜 신속하게 대처할 수 있도록 하여 피해 규모를 최소화할 수 있도록 하기 위해 취약지역에 무인으로 운영되는 우량국과 경보국을 두고, 상기 우량국에서 우량을 측정, 감시한 결과를 소정의 장소에 위치시킨 통제국 및 감시국에서는 이를 분석하여 자동이나 수동방식에 의해 경보할 것을 지시하고 취약지역에 위치시킨 경보국은 이 지시에 따라 경보를 발령하도록 함을 특징으로 하고 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 "강우시 자동으로 경보를 발생시키는 방법 및 장치"에서 본 발명과 대별되는 경보국, 즉 경보음 발생 장치의 구성은 도면을 통해 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 경보음 발생장치 설치 구성도이이고, 도 2는 종래 경보음 발생장치의 구성중에서 콘테이너의 내부 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 경보음 발생장치는 대형의 시설물을 지지하기 위하여 지면에 대량의 콘크리트를 양생하여 축설한 콘크리트 지지대(5)와, 그 콘크리트 지지대(5)의 상측에 각종 통신장치(10), 방송장치(20), 전원공급장치(30)등을 내부에 설치하여 형성된 콘테이너(40)와, 각종 장치들을 내장한 콘테이너(40)와는 별도로 콘크리트 지지대(5) 상측에 대형의 철골 구조물(50)을 설치하고, 그철골 구조물(50) 상부에는 상기 방송장치(10)에서 상황에 맞게 선택된 메세지 및 음성을 외부에 알리는 스피커(55)와, 낙뢰 방지를 위한 피뢰침(60)과, 상기 감시국, 우량국, 통제국과의 무선 신호 송수신을 하기 위한 안테나(70)가 설치되어 구성되어 있는 것을 나타낸 것이며, 도 2에 도시된 상기 콘테이너(40)의 내부는,
원격제어장치(11), RF 모뎀(12), 송수신기(13)로 이루어져 외부 상황 감시가 용이한 장소에 설치된 우량국 및 감시국과의 교신 및 상황 발생시에 전송되는 신호에 의해 각 장치들을 제어하는 기능을 가지는 통신장치(10)와, 메세지 발생기(21), 프리앰프(22)와 아날로그 앰프(23)로 이루어져 상황 발생시에 그에 적정한 메세지 선택과, 그 선택된 메세지를 증폭하여 외부 스피커(55)에서 출력하기 위한 방송장치 (20)와, 낙뢰 피해 방지용 복권트랜스(31), 직ㆍ교류 변환장치(32), 축전지(33)로 이루어져 외부 상용전원에서 공급되는 전력을 각 장치의 사용 정격 전력에 맞도록 변압시키는 작용과 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고 저장하여 전원 차단등의 비상 사태 발생시에도 기기 구동에 이상이 없도록 하기 위한 전원공급장치(30)로 구성되어 있음을 나타낸 것이다.
이와 같이 구성된 종래의 경보음 발생장치는 상용전원을 사용하게 됨에 따라 전력을 공급하기 위한 선로를 별도로 가설하여야 함으로서 선로 가설에 따른 시간적, 경제적 비용지출이 지나치게 많아지는 문제점이 있었으며, 또한 전력 공급을 위한 전원선로를 따라 유입되는 낙뢰로부터 시설물을 보호하기 위하여 트랜스를 절연시킨 복권형을 사용하여서 부피가 대단히 커지는 문제점이 발생하였을 뿐만 아니라, 상용전력의 공급 중단시에 비상전력으로 사용되는 축전지(33) 및 상용전원에서공급되는 교류를 직류로 변환, 정류하여 사용하기 위한 직ㆍ교류 변환장치(32) 등 비교적 규모가 큰 전원공급용 부대장치를 필요로 함에 따라 이를 설치하기 위한 콘테이너(40)가 더불어 커지는 문제점을 가지고 있었다.
그리고 경보음 발생장치의 특성상, 주로 산악지대에 설치되는데 높은 산봉우리나 지형이 험한 곳등의 상용전원을 연결할 수 없는 지역에서는 설치가 어려워 경보가 미치지 못하는 취약지역의 적소에 설치하지 못하고 설치 장소를 변경해야 하는 등, 경보음 발생장치의 설치지역의 위치선정에도 제약요건으로 작용하였고, 이와 같은 이유로 인해서 설치 필요장소에 경보음 발생 장치를 설치하지 못함으로 인해서 집중 강우시에 이를 적시에 경보하지 못하게 됨에 따라 인명 및 재산상의 피해를 증가시키는 요인으로 작용하였다.
또한 신호를 증폭시켜 출력하기 위한 장치인 앰프를 출력 효율이 20 ∼ 50%정도인 아날로그 A급, 혹은 아날로그 AB급의 비효율적인 아날로그 방식의 앰프를 사용하게 되는 바, 이 때 앰프 종단에서 발생하는 열을 냉각시키기 위해 사용되는 냉각용 방열판에 의해 앰프의 전력 손실이 커질뿐만 아니라 장비가 무거워지고 대형화되는 등의 문제점이 발생하였다.
이와 같이 산중에 설치하는 장치가 대형화되고 무거워지는 것은 그 구조물이 차지하는 지면을 크게 하고 구조물 구축공사의 난이도를 높여 여러가지 어려운 문제점을 야기시켰다.
그리고 낙뢰방지 설비를 설치하였다고는 하지만, 우기에 비정기적으로 빈발하는 낙뢰가 상전원용 전선을 통해서 유입되는 것을 모두 차단할 수는 없으며, 따라서 낙뢰에 의해서 시설물의 장치가 손상되는 사고를 완전히 줄이지는 못하게 되고 그로 인해 간헐적으로 발생하는 낙뢰사고로 인한 보수 및 유지비용이 증가하게 되었으며,
또한 상기한 통신장비는 상호 교신이 없을 경우에도 항상 대기상태로 설정됨에 따라 불필요한 노이즈를 지속적으로 발생시키는 문제점이 있었으며, 그로 인한 전력 손실이 적지 않게 발생하였다.
따라서 본 발명은 상술한 종래 장치가 갖고 있는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
본 발명은 경보 시스템에 사용되는 전원을 상전원에서 태양전지로 대체하여 상전원 공급에 따라 수반되는 대형의 축전지 및 직ㆍ교류 변환장치, 복권 트랜스, 전원 공급용 전선 및 그 지지물 등과 같은 전원 공급용 부대장비를 소형화하고, 불필요한 제반 장비를 제거함으로서, 경보음 발생장치에 필요한 제반 장비가 소형화되어 이를 철관지주상에 탑재하여 공중에 설치할 수 있도록 함으로서 장치가 지면에서 차지하는 면적을 최소화하는데 제 1의 목적이 있다.
또한, 우량국 및 감시국과의 교신을 위해서 노이즈를 발생시키며 항시 대기 상태에 있는 전체의 통신 장비를, 평시에는 수신기만 소정의 장소에 설치된 감시국 및 우량국과의 교신을 위해 신호대기토록 하고 나머지 통신장치는 입력신호가 없을시에는 동작되지 않도록 하여 전체 통신장비의 전력 손실을 줄여서, 태양전지에서 공급되는 전력만으로도 장시간 사용할 수 있도록 하는데 제 2의 목적이 있다.
그리고, 상용전원을 사용하지 않고 태양전지에서 공급되는 전력을 사용함으로서 상기 상용전원의 사용시에 전력 공급을 위한 전선을 통해 유입될 수 있는 낙뢰피해의 근원을 없애고, 피뢰침외에도 감시국 및 우량국과 무선 교신을 위한 안테나를 통해 인입될 수 있는 안테나에 낙뢰방지 장치를 설치해서 낙뢰로부터 시설물을 안전하게 보호할 수 있도록 하여 시설물의 손상을 방지함으로서 낙뢰의 인입으로 기기의 파손이 발생하지 않도록 하여 시스템의 유지 및 보수 비용을 절감할 수 있도록 하는데 제 3의 목적이 있다.
그리고, 종래의 장치에서 효율이 20 ∼ 50% 정도인 아날로그 방식의 앰프를 사용하던 것을 효율이 85% 이상인 디지털 방식의 앰프로 대체함으로 해서 그로인한 전력 낭비를 줄이는 동시에 유지 비용을 절감할 수 있도록 하는데 제 4의 목적이 있다.
도 1은 종래 경보음 발생장치 설치 구성도
도 2는 종래 경보음 발생장치 구성중에서 콘테이너의 내부 구성도
도 3은 본 발명의 설치 구성도
도 3a는 본 발명의 구성중에서 시스템 장치부의 구성도
도 3b는 본 발명의 구성중에서 전력 제어부의 구성도
도 3c는 본 발명의 구성중에서 낙뢰 방지 및 신호 수신부의 구성 및 접지 원리의 개략 표시도
도 4는 본 발명의 다른 실시예도
도 5는 본 발명에 따른 태양광 발전의 원리 및 사용 실시도
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
100: 콘크리트 지지대 105: 철관지주
110: 시스템 장치부 112: 송수신기
112: RF 모뎀 113: 원격제어장치
114: 메세지 발생장치 115: 디지털 앰프
116: 프리 앰프 120: 전력 제어부
121: 전력 조정기 122: 축전지
130: 장치 수납부 132: 사다리
140: 방송장치부 150: 태양전지 어레이
160: 낙뢰방지 및 신호 수신부 161: 피뢰침
162: 안테나
이하 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 설치 구성도이고, 도 3a는 본 발명의 구성중에서 시스템 장치부의 구성도이며, 도 3b는 본 발명의 구성중에서 전력 제어부의 구성도이고, 도 3c는 본 발명의 구성중에서 낙뢰 방지 및 신호 수신부의 구성 및 접지 원리의 개략 표시도이다.
도 3에 도시된 본 발명은, 시설물을 지지하는 역할을 하며, 소정량의 콘크리트에 시설물을 결합하기 위한 소정 크기의 볼트와 같은 숫나사부를 삽입시켜 형성한 매설물인 콘크리트 지지대(100)와,
상기 콘크리트 지지대(100)와 나사 체결되도록 하부에 너트와 같은 암나사부로 형성되며, 상기 숫나사부와 체결될 수 있도록 소정의 크기로 형성된 철관지주(105)와,
우량국 및 감시국과 교신하기 위한 통신 장비와 적절한 경보음을 발생시키도록 제어하는 통신 및 제어 장비로 구성된 시스템 장치부(110)와,
전력을 저장하고, 저장된 전기 에너지의 조정 및 제어 기능을 가지는 전력 제어부(120)와,
상기 시스템 장치부(110)와 전력 제어부(120)를 수납하고 안전하게 보호할 수 있도록 형성되며 지면의 공간 확보를 위해서 지면에서 소정 거리로 이격시켜서 철관지주(105)의 중심측에 설치되는 장치 수납부(130)와,
상기 철관지주(105)의 상단측에 설치되고 강우 및 강설등의 상황 발생시에 경보 발생 및 메시지 발생을 할 수 있도록 스피커 등으로 구성된 방송장치부(140)와,
상기 철관지주(105)의 최상측에 설치되어 태양광을 집광하여 광에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 태양전지 어레이(150)와,
상기 철관지주(105)의 최상단 일측에 설치되어 낙뢰시 시설물을 보호하기 위한 피뢰침(161)과, 감시국 및 우량국과의 무선 교신을 위한 안테나(162)로 구성된 낙뢰 방지 및 신호 수신부(160)로 구성되어 있음을 나타낸 것이다.
도 3a는 상기 시스템 장치부(110)가 소정의 장소에 설치된 우량국 및 감시국과 연계되어 송수신을 하기위한 송수신기(111)와 무선으로 동작되는 아날로그 신호와 디지털 신호를 상호 변환시켜주는 변복조장치인 RF 모뎀(112)과, 원격지에 설치된 우량국 및 감시국에서 상황 발생시에 경보음 발생등의 동작 및 제어를 할 수 있도록 하여주는 원격제어장치(113)(RTU: Remote Terminal Unit)와, 경보음의 발생 및 변경 기능을 가지는 메세지 발생장치(114)와, 그 메세지 발생장치(114)에서 발생되는 신호를 증폭하여 사용하기 위한 디지털 앰프(115)와, 메세지 발생장치(114)와 디지털 앰프(115) 사이에서 일종의 버퍼 역할을 하는 프리 앰프(116)로 구성되어 있음을 나타낸 것으로, 상기한 우량국 및 감시국과의 교신을 위한 통신 장비의 수신단은 스켈치 회로를 사용하여 평시에는 수신기만 신호대기를 위해 전원이 켜져있고, 나머지 통신장치는 전원이 꺼져 있는 상태로 대기하게 되며, 상황 발생시 전송되어 오는 정보 주파수가 수신기에 인가되는 동시에 순간적으로 모든 통신장치에 전원이 인가되고, 전송되는 신호에 따라 경보음이 발생되게 함으로서, 대기시에 통신장치에서 지속적으로 소모되는 전력량을 최소화함으로써, 그로 인해서 유지 비용이 줄어드는 효과가 발생한다.
여기에서 상기 디지털 앰프(115)에 대해 보다 상세히 설명하자면,
디지털 앰프(115)란, 신호의 증폭을 디지탈 신호의 상태에서 하는 앰프를 말하는데, 이는 증폭을 위해 신호를 PWM (Pulse-Width-Modulation) 이라고 하는 디지탈 신호의 한가지 형태로 바꾸어 준 다음 이를 증폭하는 것이며,
상기한 PWM 신호는 저주파 필터를 통과시키면 바로 원래의 아날로그 신호로 복원되는 특징이 있다.
디지탈 증폭기, 혹은 D-class 앰프라고도 칭하여지는 디지털 앰프(115)는 이 PWM 증폭기를 이용해 디지탈 신호 상태에서 증폭을 한 다음 저주파 필터를 이용해서 아날로그 신호를 복원시키는 원리로 구현되는데, 이러한 디지털 방식의 앰프는 신호의 증폭 단계가 디지털 신호인 상태에서 이루어지므로 아날로그 증폭회로와 비교할 때 신호의 왜곡이 근본적으로 방지되며, 증폭에 관여하는 소자가 종단의 스위칭 FET 뿐이므로 열잡음에서 해방되어 이론상 양자화 비트수에 비례하여 무제한의 S/N 비를 확보할 수 있다.
그리고, 신호를 디지털 상태에서 스위칭 증폭하므로 90%이상의 효율을 얻는 것이 가능하며 소형, 경량, 고효율로 제작이 가능하고, 아날로그 부분이 극소화되므로 생산 원가가 낮아져서 설치시에 전체적인 비용이 줄어들게 될 뿐만 아니라, 저전력 소모로 인하여 유지 비용의 절감 효과를 가져온다.
도 3b는 상기 전력 제어부(120)가 태양전지 어레이(150)에서 변환되는 전기에너지를 조절하여 사용하기 위한 전력 조정기(121)와, 전기 에너지를 비축하기 위한 축전지(122)로 구성되어 있음을 도시한 것이다.
여기에서 전력 조정기(121)의 기능과 역할에 대해 보다 상세히 설명하자면,
태양전지 어레이(150)에서 변환되는 전기 에너지는 항상 일정하게 유지되는 것이 아니고 태양광에 따라서 불규칙하게 변화되므로 이를 적절한 전압으로 변환하여 축전지(122)에 저장되도록 하는 기능과, 또한 축전지(122)의 용량을 초과하여 과충전되지 않도록 하며 또한, 과방전되지 않도록 충전량을 조절하는 역할을 하는 것이다.
상기 장치 수납부(80)는, 설치시에 최대한의 공간 확보를 위해서 지면으로부터 소정의 거리를 두어 철관지주(105)의 중심측에 설치하며, 철관지주(105)의 일측에 관리자가 장치 수납부(130)의 점검시에 용이하게 관리할 수 있도록 하기 위해서 사다리(132)가 설치되어 구성된다.
상기 방송 장치부(140)는 경보음의 다방면 전송을 위해서 일측으로만 향하게 설치하는 것이 아니고, 설치되는 장소에 따라서 다수개로 여러 방면을 향하도록 설치하여 구성하는 것이 바람직하며 마이크(도시되지않음)를 설치하여 독자적으로 시험 방송을 할 수 있도록 하여 기기에 대한 사전 점검을 할 수 있도록 구성할 수도 있다.
상기한 태양전지 어레이(150)(solar cell array)는 설치 장소와 필요 전력량에 따라서 그에 알맞은 전력을 얻을 수 있도록 수량을 조절하여 설치한다.
도 3 c는 낙뢰 방지 및 신호 수신부(160)는 낙뢰 방지를 위한 피뢰침(161)과, 우량국 및 감시국에서 전송되는 신호의 수신을 위하여 설치되는 안테나(162)로 구성되어 있으며 상기 안테나(161)에서 수신되는 무선 주파수에 의해 동작되는 통신장치와의 종단에 낙뢰 방지용 어레스터 소자(도시되지 않음)를 설치하여 평시에 전송되어 오는 주파수 신호는 그대로 기기로 전송시키지만 만약, 낙뢰시에 안테나(162)를 통하여 뇌우가 인입될때는 어레스터 소자에서 이를 감지하여서 뇌우가 인입되어 기기에 손상을 주지않도록 기기와 단절되도록 하여 인입된 뇌우가 따로 연결시킨 접지라인을 통해 바로 방전되도록 하는 역할을 하는 것에 대한 구성과 접지의 원리에 대해 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 관한 것으로,
본 발명의 설치시에 비교적 공간 활용이 자유로운 곳이나, 미관 고려, 혹은 지반이 약한 장소에 설치해야 할 경우에 도 4에서와 같이 철관지주(105)를 이중으로 지면에 설치함으로 해서 보다 미려하고, 보다 견고하게 위치시킬 수 있도록 한 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에서 동력원으로 사용되는 태양광 발전의 원리 및 사용실시도를 나타낸 것으로서,
조사되는 태양광을 받으면 태양전지 어레이(150)에서 이 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하여 전력 조정기(121)에 1차적으로 전송하고, 전력 조정기(121)에서는 변환된 전기 에너지를 적합한 전력 레벨로 조절하여 축전지(122) 및 전력 사용기기에 전송하게 된다.
그러면, 전력 조정기(121)에 의해서 축전지(122)는 과충전 및 과방전이 되지 않도록 적정 전력을 비축하게 되어서 야간이나 우천시, 상황 발생시에 전력 필요 기기에 전력을 전달하여서 사용이 가능하도록 하는 것이다.
태양광이 조사되는 주간에는 교신을 위해 대기상태에 있는 기기나, 시험 방송 등의 기기 점검시에 전력 조정기(121)를 거친 태양광 변환 전기 에너지가 축전지(122)를 거치지 않고 바로 전달되어 각각의 기기에 사용되도록 하여서, 소모성 부품인 축전지 (122)의 수명을 연장시키는 효과도 생기게 된다.
상기에서 설명한 태양광발전의 원리에 대해서 구체적으로 설명하자면,
불순물의 농도차에 의하여 PN 접합으로 구성된 태양전지 어레이(solar cellarray)에 태양광이 조사되면 광에너지에 의한 전자, 정공 쌍이 생겨나고, 단결정 규소 태양전지의 경우 실리콘(Si)에 5가 원소인 인, 비소, 안티몬 등을 첨가시킨 N형 반도체의 잉여전자가 3가 원소 붕소, 칼륨 등을 침투시켜 만든 P형의 반도체로 확산해 가고, 반대로 정공은 P형에서 N형으로 확산한다.
이에 따라서, P형 반도체의 전도대(conduction band) 내에 있는 전자의 에너지는 N형보다 좁아지고, N형 반도체의 가전자대(valence band)에 있는 정공이 갖는 에너지는 P형 반도체보다 높아지게 됨으로서 내부 전위차가 발생하게 된다.
이 때, 금지대 폭 이상의 광에너지가 흡수되면 가전자대에 있는 전자가 여기되어 금지대폭을 건너뛰어 전도대로 이동하게 된다.
상기와 같은 여기상황으로 인하여 가전자대에 있었던 전자의 자리가 비게 되어 양전하처럼 행동하는 정공이 형성되므로 양전하(정공)와 음전하(전자)의 쌍이 생기게 된다.
상기의 작용으로 생성된 전자-정공 쌍은 각각의 농도차와 전위차에 의하여 각각 전자는 N형으로, 정공은 P형으로 이동하여 전력이 발생하게 되는 것이다.
이렇게 발생되는 전력을 축전지(122)에 비축 및 전력 소모 기기에 전달하여 구동이 가능하도록 하는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래장치가 상용전력을 사용함으로 인해서 필요 이상으로 대형화되는 부대장비들을 수납하고 방수 처리등을 하기 위해서 콘테이너가 사용되는데 따르던, 설치시의 난점 및 제약 요건을 태양광 발전으로 얻어지는 전력을 이용하고, 전력 소모 장치의 소비 전력을 절감시키고 소형화시켜, 지면에서 이격시켜 설치가 가능하게 함으로서, 종래 설치시에 따르던 상기한 바와같은 제약사항을 크게 개선한 것이다.
또한, 교신을 위한 통신 장비는 자기 주파수가 인가되기 전까지는 전원이 꺼져 있는 상태로 대기하여 전력 손실이 줄어드는 효과가 발생한다.
그리고, 구동시 필요한 동력원을 태양전지에서 변환되는 전기에너지를 이용하므로 해서 상전이 없는 어느 지역, 즉 강우시 경보 취약지역에도 설치가 가능하여 강우시 피해 발생을 미연에 방지할 수 있게 되고, 낙뢰 방지 장치를 설치하여 낙뢰로 인한 시설물의 파손 및 손실이 발생되지 않으므로, 그에 따른 경비를 절감할 수 있다.
그리고, 신호의 증폭을 위해 사용되는 앰프를 종래 아날로그 앰프에서 고효율의 디지털 방식의 앰프로 대체하여서, 저전력 사용에 따른 전력의 낭비를 막아서 유지 비용을 줄일 수 있는 장점이 있는 발명이다.

Claims (4)

  1. 시설물을 지지하는 역할을 하며, 소정량의 콘크리트에 시설물을 결합하기 위한 소정 크기의 볼트와 같은 숫나사부를 삽입시켜 형성한 매설물인 콘크리트 지지대(100)와,
    상기 콘크리트 지지대(100)와 나사 체결되도록 하부에 너트와 같은 암나사부로 형성되며, 상기 숫나사부와 체결될 수 있도록 소정의 크기로 형성된 철관지주(105)와,
    우량국 및 감시국과 교신하기 위한 통신 장비와 적절한 경보음을 발생시키도록 제어하는 통신 및 제어 장비로 구성된 시스템 장치부(110)와,
    전력을 저장하고, 저장된 전기 에너지의 조정 및 제어 기능을 가지는 전력 제어부(120)와,
    상기 시스템 장치부(110)와 전력 제어부(120)를 수납하고 안전하게 보호할 수 있도록 형성되며 지면의 공간 확보를 위해서 지면에서 소정 거리로 이격시켜서 철관지주(105)의 중심측에 설치되는 장치 수납부(120)와,
    상기 철관지주(105)의 상단측에 설치되고 강우 및 강설등의 상황 발생시에 경보 발생 및 메시지 발생을 할 수 있도록 스피커 등으로 구성된 방송장치부(140)와,
    상기 철관지주(105)의 최상측에 설치되어 태양광을 집광하여 광에너지를 전기 에너지로 변환시키기 위한 태양전지 어레이(90)와,
    상기 철관지주(105)의 최상단 일측에 설치되어 낙뢰시 시설물을 보호하기 위한 피뢰침(161)과, 감시국 및 우량국과의 무선 교신을 위한 안테나(162)로 구성된 낙뢰 방지 및 신호 수신부(100)로 구성됨을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 경보음 발생장치.
  2. 제 1항에서,
    시스템 장치부(110)가 소정의 장소에 설치된 우량국 및 감시국과 연계되어 송수신을 하기위한 송수신기(111)와 무선으로 동작되는 아날로그 신호와 디지털 신호를 상호 변환시켜주는 변복조장치인 RF 모뎀(112)과, 원격지에 설치된 우량국 및 감시국에서 상황 발생시에 경보음 발생등의 동작 및 제어를 할 수 있도록 하여주는 원격제어장치(113)(RTU: Remote Terminal Unit)와, 경보음의 발생 및 변경 기능을 가지는 메세지 발생장치(114)와, 그 메세지 발생장치(114)에서 발생되는 신호를 증폭하여 사용하기 위한 디지털 앰프(115)와, 메세지 발생장치(114)와 디지털 앰프(115) 사이에서 일종의 버퍼 역할을 하는 프리 앰프(116)로 구성되어 있음을 나타낸 것으로, 상기한 우량국 및 감시국과의 교신을 위한 통신 장비의 수신단은 스켈치 회로를 사용하여 평시에는 수신기만 신호대기를 위해 전원이 켜져 있고, 나머지 통신장치는 전원이 꺼져 있는 상태로 대기하게 되며, 상황 발생시 전송되어 오는 정보 주파수가 수신기에 인가되는 동시에 순간적으로 모든 통신장치에 전원이 인가되고, 전송되는 신호에 따라 경보음이 발생되도록 함을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 경보음 발생장치.
  3. 제 1항에서,
    상기한 전력 제어부(120)는 태양전지 어레이(150)에서 변환되는 전기 에너지를 조절하여 사용하기 위한 전력 조정기(121)와, 전기 에너지를 비축하기 위한 축전지(122)로 구성됨을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 경보음 발생장치.
  4. 제 1항에서,
    낙뢰 방지 및 신호 수신부(160)는 낙뢰 방지를 위한 피뢰침(161)과, 우량국 및 감시국에서 전송되는 신호의 수신을 위하여 설치되는 안테나(162)로 구성되어 있으며 상기 안테나(161)에서 수신되는 무선 주파수에 의해 동작되는 통신장치와의 종단에 낙뢰 방지용 어레스터 소자(도시되지 않음)를 설치하여 평시에 전송되어 오는 주파수 신호는 그대로 기기로 전송시키지만 만약, 낙뢰시에 안테나(162)를 통하여 뇌우가 인입될때는 어레스터 소자에서 이를 감지하여서 뇌우가 인입되어 기기에 손상을 주지않도록 기기와 단절되도록 하여 인입된 뇌우가 따로 연결시킨 접지라인을 통해 바로 방전되도록 함을 특징으로 하는 태양전지를 이용한 경보음 발생장치.
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