KR20020058168A - 자동채수기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자동채수기는 채수하고자 하는 시료를 담기위한 채수부, 채수시간을 입력하기 위한 채수시간설정부, 솔레노이드 및 채수시간설정부에 의해 설정된 시간에 솔레노이드에 전력을 공급하여 자동으로 채수가 이루어지도록 하는 마이콤을 포함한다.

이러한 자동채수기는 원하는 채수시간을 미리 설정하여 해당 시간에 채수를 할 수 있도록 함으로써 악천후시와 같이 수동채수기를 이용해 채수가 불가능한 때에도 채수가 가능하도록 하는 효과가 있다. 더욱이, 인공위성 자료와 같이 현장검보정이 필수적인 경우에 인공위성통과시에 채수를 할 수 있도록 함으로써 인공위성 자료의 검보정에 신뢰성을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동채수기{Automatic Water Sampler}

본 발명은 수질검사를 위해 해양이나 호수 등에서 채수를 위해 사용되는 채수기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 원하는 시간 및 수심에서 무인으로 시료를 채수할 수 있는 자동채수기에 관한 것이다.

일반적으로 시료 채수기는 호수, 바다 등의 오염도, 세균, 생물 등을 조사하기 위하여 사용된다. 수질상태를 알기 위해서는 오염된 해수나 담수를 일정량 채취하여 각종 실험을 통해 그 오염도를 측정하게 되는데, 이를 위해서는 해당 지역의 오염된 시료를 채취하는 채수과정을 거치게 된다.

시료 채취는 오염도 측정을 위한 시초단계로, 실험자나 작업자는 시료를 채취하기 위해 원하는 시간에 직접 해당 지역에 가서 시료를 채취하여 그 오염도를 측정한다.

이러한 채수를 위해 종래에는 관측 선박에서 메신저를 투하하여 채수기 두껑을 닫는 수동식 채수기 혹은 채수기와 연결된 선상에서 제어기를 통해 채수신호를 보내는 반자동식 채수기를 사용하였다.

그러나, 수동식 또는 반자동식 채수기를 이용하여 사람이 직접 시료를 채수하는 경우 많은 인력과 시간이 소요되며, 더욱이 이러한 수동식 또는 반자동식 채수기를 사용하기 위해서는 선박운항이 가능하여야만 한다. 이처럼, 선박운항 여부에 의존하는 채수기로는 부유퇴적물의 농도, 해전면으로부터 오염물직 용출 등 악천후시 정보가 특히 중요한 항목분석을 위한 채수에 한계가 있다.

따라서, 전술한 점들을 감안한 본 발명의 목적은 원하는 채수시간을 미리 설정하여 해당 시간에 시료를 채수할 수 있는 자동채수기를 제공함에 잇다.

도 1a는 본 발명에 따른 자동채수기의 채수부를 나타내는 사시도.

도 1b는 본 발명에 따른 자동채수기의 제어부를 나타내는 사시도.

1c는 도 1a 및 도 1b로 이루어진 자동채수기의 전체적인 모양을 나타내는 사시도.

도 2는 본원발명의 제어부의 구성을 간략하게 나타내는 구성도.

도 3은 채수시간설정부를 외부입력기 형태로 구현한 모습을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 자동채수기가 동작되는 과정을 단계적으로 보여주는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 자동채수기의 동작을 설명하기 위한 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 자동채수기 10 : 채수부

11 : 채수통 12a, 12b : 마개

13 : 개폐장치 14 : 메신저봉

15a, 15b : 고정끈 16 : 연결끈

20 : 제어부 21 : 채수시간설정부

22 : 마이콤 23 : 고전력발생부

24 : 제 1 솔레노이드 25 : 제 2 솔레노이드

30 : 설치대

위와 같은 목적을 달성하기 위한 자동채수기는 채수하고자 하는 시료를 담기위한 채수부, 채수시간을 입력하기 위한 채수시간설정부, 솔레노이드 및 채수시간설정부에 의해 설정된 시간에 솔레노이드에 전력을 공급하여 자동으로 채수가 이루어지도록 하는 마이콤을 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1a는 본 발명에 따른 자동채수기의 채수부를 나타내는 사시도로 마개가 닫혀있는 상태를 보여주고 있다.

도 1b는 본 발명에 따른 자동채수기의 제어부를 나타내는 사시도이며, 도 1c는 도 1a 및 도 1b로 이루어진 자동채수기의 전체적인 모양을 나타내는 사시도로 마개를 개방시킨 상태를 보여주고 있다.

도 1d는 본 발명의 채수기가 받침대에 고정되어 있는 모습을 보여주는 도면이다.

본 발명의 자동채수기(1)는 크게 시료를 담기위한 채수부(10) 및 채수부를제어하기 위한 제어부(20)로 나뉘어진다.

채부수(10)는 채수통(11), 한쌍의 마개(12a, 12b), 개폐장치(13)를 포함하며 일반 수동채수기와 그 기능이 유사한다.

제어부(20)는 원하는 시간에 시료를 채수할 수 있도록 채수부(10)를 조절하는 것으로 채수기(1)의 위치를 수평으로 조절하고 채수통(11)의 양 입구를 마개(12a, 12b)로 막아 밀폐시키기 위한 솔레노이드(24, 25), 솔레노이드(24, 25)에 인가될 고전력을 발생시키는 고전력발생부(23) 및 설정된 채수시간에 솔레노이드(24, 25)에 고전력을 인가하여 솔레노이드(24, 25)를 동작시키는 마이콤(22)을 포함한다.

본원발명의 자동채수기(1)는 수동채수기를 무인자동조절이 가능하도록 제작한 것으로 채수부(10)와 제어부(20)는 분리가 가능하며, 분리된 채수부(10)는 일반 수동채수기와 같이 사용될 수 있다. 채수부(10)의 동작원리는 일반 수동채수기와 동일하여 채수부(10)의 각 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

자동채수기를 수평계류시에는 채수시간 이전에 채수기(1)내에 퇴적물이 퇴적되므로 이를 방지하기 위해 설치대(30)가 사용된다. 즉, 채수시간전에는 채수기(1)를 설치대(30)에 경사지게 고정시켜 채수통(11)안에 퇴적물이 퇴적되는 것을 방지하고 채수시간에만 채수기(1)가 수평계류될 수 있도록 해준다.

연결끈(16)은 채수기(1)와 설치대(30)간에 연결되어 채수기(1)를 수평 계류시키는데 이용된다.

도 2는 본원발명의 제어부(20)의 구성을 간략하게 나타내는 구성도이며, 도3은 채수시간설정부로 외부입력기 형태로 구현한 모습을 나타내는 도면이다.

채수시간설정부(21)는 시료의 자동채수를 위한 채수시간을 입력설정하기 위한 기기이다. 이러한 채수시간설정부(21)는 제어부(20)에 내장될 수도 있으나 도 3과 같이 별도의 외부입력기 형태로 구현하고 제어부(20)에는 이러한 외부입력기(21)와 인터페이스할 수 있는 인터페이스장치(미도시)를 두어 하나의 채수시간설정부(21)로 여러개의 채수기(1)에 호환하여 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

마이콤(22)은 채수시간설정부(21)에 의해 설정된 채수시간에 솔레노이드(24, 25)에 통전하여 솔레노이드(24, 25)에 흡입력이 발생하도록 한다. 고전력발생부(23)는 솔레노이드(24, 25)의 흡입력에 의해 채수부(10)의 개폐장치(13)가 채수시간에 정확히 동작할 수 있도록 고전력을 발생시켜 각 솔레노이드(24, 25)에 고전력을 제공한다. 고전력발생부(23)는 자동채수기(1)에 내장된 건전지(미도시)를 이용하여 사전에 축전지(미도시)를 예컨대 50V까지 충전시킨 후 솔레노이드(24, 25)를 구동시킨다.

제 1 솔레노이드(24)는 채수기(1) 내외부의 흐름을 상태가 동일하도록 하기 유지하기 위해 설치대(30)에 설치된 채수기(1)가 수평으로 계류되도록 해준다.

제 2 솔레노이드(25)는 메신저봉(14)을 흡입하여 개폐장치(13)를 해제시켜 고정끈(15a, 15b)이 풀리도록 함으로써 고정끈(15a, 15b)에 의해 개방된 마개(12a, 12b)가 채수통(11)의 양측 입구를 순간적으로 막음과 동시에 밀폐시켜 채수통(11)내의 물이 빠져나가는 것을 방지한다.

도 4는 본 발명의 자동채수기가 동작되는 과정을 단계적으로 보여주는 도면이며, 도 5는 자동채수기의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.

우선 채수시간설정부(21)를 이용하여 원하는 채수시간을 자동채수기(1)에 입력한다(단계 501). 채수시간은 악천후가 예보되는 경우 해당 악천후시가 될 수 있으며, 인공위성 자료의 현장검보정을 위해 채수를 하고자 하는 경우에는 인공위성 통과시가 될 수 있다.

채수시간이 입력되면 선박을 이용하여 자동채수기(1)를 원하는 해역으로 이동한 후 해당 해역의 특정 수심지역에 자동채수기(1)를 설치 계류되도록 한다(단계 502). 이때, 해역에 입수되는 자동채수기(1)는 도 4a와 같이 설치대(30)에 경사지게 설치된다. 특정 수심지역에 입수된 자동채수기(1)는 채수시간전에는 설치대(30)에 계속해서 경사지게 설치되도록 하여 채수시간 이전에 채수통(11)에 불필요한 퇴적물이 퇴적되는 것을 방지한다.

부유퇴적물 채취시 채수기(10) 내외부의 흐름 상태가 같도록 유지하여야 하므로 채수기(1)를 수평으로 계류시켜야 한다. 이를 위해 마이콤(22)은 채수시간이 되었는지를 계속 체크(단계 503)하여 채수시간이 되면 고전력발생부(23)에 신호를 보내 제 1 솔레노이드(24)에 통전되도록 한다(단계 504). 고전력발생부(23)로부터 전력을 공급받은 제 1 솔레노이드(24)는 설치대(30)와 자동채수기(1)에 연결된 연결끈(16)을 동작시켜 도 4b에 도시된 바와 같이 자동채수기(1)가 수평으로 계류되도록 한다. 고전력발생부(23)는 자동채수기(1)에 내장된 건전지(미도시)를 이용하여 사전에 축전지(미도시)를 예컨대 50V까지 충전시킨 후 제 1솔레노이드(24) 및제 2솔레노이드(25)를 구동시킨다.

자동채수기(1)가 수평으로 계류되면 마이콤(22)은 고전력발생부(23)에 신호를 보내 제 2 솔레노이드(24)에 통전되도록 한다(단계 405). 통전된 제 2 솔레노이드는 메신저봉(14)을 흡입하여 용수철에 의해 개폐장치(13)에 고정된 고정끈(15a, 15b)를 해제시켜 마개(12a, 12b)가 채수통(11)의 양측 입구를 순간적으로 막음과 동시에 밀폐시키도록 한다. 도 4c는 자동채수기(1)의 채수통 양측 입구가 모두 밀폐되어 채수가 완료된 상태를 나타낸다. 이때, 제 2 솔레노이드에 흡입되는 메신저봉(14)의 끝단에는 니켈강으로 도금처리하여 제 2 솔레노이드(25)에 의해 보다 흡입이 잘 되도록 한다.

채수가 완료되면, 작업자는 설치대(30)와 함께 자동채수기(1)를 끌어올린다(단계 506).

한개의 자동채수기(1)로는 일정시간에 한번의 채수만이 가능하므로 한 장소에서 여러시간대에 채수를 하기 위해서는 여러개의 자동채수기(1)를 병렬로 연결하여 놓고 각 채수기(1)별로 채수시간 차(예컨대, 1시간)를 두어 채수할 수 있다.

이렇게 함으로써 매시간별로 연속적인 채수가 가능하게 된다.

상술한 바와 같은 자동채수기는 원하는 채수시간을 미리 설정하여 채수를 할 수 있도록 함으로써 악천후시와 같이 수동채수기를 이용해 채수가 불가능한 때에도 채수가 가능하도록 하는 효과가 있다. 더욱이, 인공위성 자료와 같이 현장검보정이 필수적인 경우에 인공위성통과시에 채수를 할 수 있도록 함으로써 인공위성 자료의 검보정에 신뢰성을 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 시료를 채취하기 위한 채수기에 있어서,

   채수하고자 하는 시료를 담기위한 채수부; 및

   기 설정된 시간에 상기 채수부를 동작시켜 자동으로 채수가 이루어지도록 하는 제어부를 포함하는 자동채수기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 채수기가 바닥에 닿지 않도록 상기 채수기를 계류시키는 설치대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동채수기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는

   채수시간을 입력하기 위한 채수시간설정부;

   솔레노이드; 및

   상기 채수시간설정부에 의해 설정된 시간에 상기 솔레노이드에 전력을 공급하여 자동으로 채수가 이루어지도록 하는 마이콤을 포함하는 자동채수기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 채수부의 메신저봉 끝단에는 니켈강이 도금처리되는 것을 특징으로 하는 자동채수기.
5. 제 3항에 있어서, 상기 솔레노이드에 공급되는 고전력을 발생시키기 위한 고전력발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동채수기.
6. 제 3항에 있어서, 상기 채수시간설정부는 상기 채수기와의 인터페이스를 통해 채수기와 분리된 외부에서 채수시간을 입력하는 외부입력기인것을 특징으로 하는 자동채수기.
7. 제 3항에 있어서, 상기 솔레노이드는

   상기 채수기를 수평으로 계류시키기 위한 제 1솔레노이드; 및

   상기 채수부를 밀폐시켜 시료를 채수하기 위한 제 2솔레노이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동채수기.
8. 제 5항에 있어서, 상기 고전력발생부는 상기 채수기에 내장된 건전지를 이용하여 축전지를 50V까지 충전시킨 후 상기 솔레노이드를 구동시키는 것을 특징으로 하는 자동채수기.