KR20030063306A - 시간차를 이용한 물탱크 내의 무선 수위조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수위 감지센서의 감지신호의 시간차를 이용하여 수위제어 마이크로 프로세서로 모터펌프의 가동을 제어하는 무인(CDMA, RF module, 위성통신) 방식의 물탱크 내의 수위 자동조절장치에 관한 것이다.

종래의 관정 또는 가압장 및 물탱크는 이의 구성이 도 1에 예시한 것과 같이 물탱크 내에 저수위, 고수위 센서가 있어 각각 수위를 감지하고 관정(7)에는 모터펌프와 지하 관정 내에 수위감지 센서가 있어 콘트롤러에 연결되어 모터펌프의 가동여부를 제어함과 동시 관정과 물탱크간에는 물을 송수관이 지하로 매설하고, 물탱크와 관정 간의 수위조절은 전선으로 연결하여 작동되게 하였기 때문에 거리가 멀 때는 공사비에 과부담이 있고 단선 시는 단선 부위를 찾기 위하여 매설된 배관을 파헤쳐야 하는 폐단이 생겼던 것이다.

한편 10mw이하의 저충격 RF module방식은 무허가 저출력이므로 송수신의 불안으로 정확한 송수신이 되지 않아 모터펌프가 계속 가동함으로서 물탱크의 물이 넘치거나 량이 감소되어지는 폐단이 있었던 것이다.

본 발명은 이상의 문제점을 해결하고자 발명한 것으로 이의 발명 요지는 물탱크 내에 수위감지 신호 및 시간산정 값을 무선(CDMA모뎀, RF module, 위성통신)으로 전송하도록 하고, 저수위, 중수위, 한계수위를 두어 수신부에서는 항상 무선을 이용하여 송신부의 현상태(전원문제, 센서문제, 통신문제 등)를 지속적으로 점검하고 자체진단기능(모터펌프, 제어신호, 송신부와의 통신문제)을 하는 수신부에서는 시간차를 이용한 수위조절은 마이크로 프로세서를 사용함으로서 신뢰도를 한층 높이고, 항상 수신용 콘트롤러를 통해 취수지에 설치되어 있는 송신용 콘트롤러를 감시함으로서 기존의 문제점을 현저히 개선한 것이다.

Description

시간차를 이용한 물탱크 내의 무선 수위조절장치{Wireless level control device of water tank's in side used time difference}

본 발명은 수위감지센서의 감지신호의 시간차를 이용하여 수위제어 마이크로 프로세서로 모터펌프의 가동을 제어하는 무인(CDMA, RF module, 위성통신) 방식의 물탱크 내의 수위 자동조절장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 취수지(관정 또는 가압장)으로부터 원수를 취수하기 위한 모터펌프와 모터펌프에 의해 펌핑 된 물을 저장하는 물탱크에 설치된 수위감지센서에 저수위에서 중수위까지 도달하는 시간을 이용하여 마이크로 프로세서로 수위를 제어하여 모터펌프 콘트롤러에 전송하며, 모터펌프의 가동을 제어함으로서 물탱크의 수위를 조절하는 무선 수위조절장치에 관한 것이다.

종래의 관정 또는 가압장 및 물탱크는 이의 구성이 도 1에 예시한 바와 같이 물탱크(1)에 저수위센서(2a), 고수위센서(2c)가 있어 각각의 수위를 감지한다. 그리고 관정(7)에는 모터펌프(6)와 지하 관정 내에 수위감지센서(8a)가 있어 콘트롤러(9)에 연결되어 모터펌프(6)의 가동 여부를 제어한다. 관정(7)과물탱크(1) 간의 물의 송수관(5)은 지하로 매설되어 있다. 그리고 물탱크(4)와 관정(7) 간에 수위조절은 전선(10)으로 연결하여 작동한다.

이것은 관정(7)의 콘트롤러(9)와 물탱크(10)의 수위감지센서(3)가 전선(10) 등의 유선으로 되어 있어 물의 송수관(5)과 같이 지층에 매설 설치해야 하므로 거리가 멀어질수록 공사비가 비싸고 특히 사용도중 단선으로 작동이 되지 않을 경우 단선부위를 찾기 위해 매설된 배관을 파내야 하는 등 보수작업이 매우 어렵다.

또한 이러한 문제를 해결하기 위하여 물의 이송관에 압력센서를 설치하여 압력을 체크하여 모터펌프의 가동을 제어하고 있으나, 이때는 물의 이송관에 압력센서 및 제어기를 설치해야 하는 문제점과 배관의 파손 등으로 누수현상이 있을 경우 압력을 감지하지 못하여 제어가 어렵다는 문제가 발생한다.

한편 10mw 이하의 저출력 알에프 모듈(RF module)방식은 무선국의 허가를 받지 않는 저출력이므로 송수신의 불안으로 정확한 송수신이 이루어지지 않아 모터펌프가 계속 가동함으로서 물탱크의 물이 넘치거나 물탱크의 물의 량이 감소하여 모터펌프를 가동하여야 함에도 불구하고 가동하지 않아 물탱크에 물이 완전히 고갈되는 새로운 문제점이 야기되고 있다.

본 발명은 이상의 문제점을 해결하고자 발명한 것으로, 이의 발명 요지는 물탱크의 수위감지 신호 및 시간산정 값을 무선(CDMA 모뎀, RF module, 위성통신)으로 전송하도록 하고 저수위, 중수위, 한계수위를 두어 수신부에서는 항상 무선을 이용하여 송신부의 현상태(전원문제, 센서문제, 통신문제)를 지속적으로 점검하고, 자체진단기능(모터펌프 제어신호 송신부와의 통신문제)을 하는 수신부에서는 시간차를 이용한 수위조절은 마이크로 프로세서를 사용함으로서 신뢰도를 한층 높이고 항상 수신용 콘트롤러에서 취수지에 설치되어 있는 송신용 콘트롤러를 감시함으로서 기존의 문제점을 현저히 개선하는데 있는 것이다.

도 1은 종래의 일반적인 관정 또는 가압장 및 물탱크의 수위조절 개략적인 구성도

도 2는 본 발명의 한 실시예에 의한 무선 수위조절장치의 개략적인 구성도

도 3은 본 발명의 별도 실시예에 의한 무선 수위조절장치의 개략적인 구성도

도 4a,4b는 본 발명의 송수신부 콘트롤러 블록도

도 4a는 무선송신부, 4b는 무선수신부

도 5는 본 발명의 작동 플로우 차트

*도면의 중요부분에 대한 부호의 설명

1-물탱크2a, 2b, 2c-수위센서3-수위감지센서4-송신부

4-1. 마이크로 프로세서4a-안테나4b-태양 전지판5-송수관

5a-벨브6-모터펌프7-관정8-수신부

8-1. 마이크로 프로세서8a-안테나9-콘트롤러 9a-수위감지센서

10-전선11-관리소11a-PC단말기

이를 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 무선 수위조절장치의 개략적인 구성도로서 물탱크(1)의 저수위센서(2a), 중수위센서(2b), 한계수위센서(2c)의 수위센서가 연결된 송신부(4)에는 태양열 집진판(전지판)(4b)과 무선(CDMA모뎀, RF module, 위성통신) 송신부로 구성되고 관정(7)에는 수신부(8)와 모터펌프(6) 및 지하수 수위감지센서(8a) 따로 모터펌프 제어부(벨브)(5a)로 구비한다.

그리고 도 3은 발명의 별도 실시예로서 물탱크(1)와 관정(7)과 의 사이에 설치된 관리소(11)에 무선(CDMA 모뎀, RF module, 위성통신) 송수신부 안테나(4a)(9a)를 설치하여 관정(7)과 물탱크(1) 간의 수위조절 상태를 이 관리소(11)에서 PC단말기(개인용 컴퓨터)(11a)로 물탱크의 수위 변동상태 및 모터펌프(6)의 가동상태를 확인할 수 있게 한 것이다.

그리고 도 4a, 4b는 본 발명의 무선 송신부(4)의 콘트롤러 블록도이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 시간차에 의한 무선(CDMA 모뎀, RF module, 위성통신)방식의 무선 수위 자동조절장치의 작동을 도 5의 플로우 차트를 참조하여 설명하면,

① 물탱크(1) 및 관정(7) 또는 가압장에 설치되어 있는 수위센서(2a)(2b)(2c)(8a)를 통하여 수위를 감지한다.

② 물탱크(1)의 수위가 저수위(2a)인지를 확인한다.

▶저수위이면 관정(7)의 수위상태를 확인한다.

▶저수위가 아니면 물탱크(1)가 한계수위(2d)인지 확인한다.

▶물탱크(1)에 물을 보내야할 것인지 여부를 확인한다.

▶물을 보내야 함에도 관정(7)에 물이 없으면 물을 펌핑없음으로 관정(7) 의 물을 확인한다.

③ 물탱크(1)의 수위가 한계수위(2d)인지 확인한다.

▶이때 한계수위이면 모터펌프(6)를 정지한다.

▶한계수위(2d)가 아니면 관정(7)의 수위상태를 확인한다.

▶한계수위(2d)는 물탱크(1)에 최대로 물을 채울 수 있는 수위임.

④ 관정(7)의 수위가 저수위인지 확인한다.

▶저수위이면 모터펌프를 가동한다.

▶저수위가 아니면 모터펌프(6)를 정지한다.

⑤ 물탱크(1) 수위가 중수위(2b)인지 확인한다.

▶중수위에 도달되면 모터가동 예정시간을 산정한다.

▶중수위에 도달되지 않으면 모터가동 시간을 산정한다.

▶모터가동 예정시간, 물탱크의 저수위에서 중수위까지의 가동시간.

⑥ 모터가동 예정시간과 실제 모터의 가동시간을 비교한다.

▶비교한 시간이 동일하면 모터펌프를 정지한다.

▶비교한 시간이 다르면 다시 시작한다.

그리고 물탱크에서의 센서 설치예는 다음과 같다.

▶저수위센서 - 물탱크 전체용량의 5∼10%

▶중수위센서 - 물탱크 전체용량의 50%

▶한계수위센서 - 물탱크 전체용량의 90∼95%

이때 물이 중수위 일 때는 저수위에서 중수위에 채워진 시간만큼 모터펌프를 가동한다면 통상적으로는 도 2, 도 3의 고수위만큼 물이 채워진다. 그러나 만일 무선 송수신의 이상으로 고수위를 넘는다 하더라도 한계수위센서가 재차 확인하므로 물이 넘치는 것을 미연에 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 무선 수위조절장치를 함에 있어 물탱크(1) 내에 저수위센서(2a), 중수위센서(2b), 한계수위센서(2c)의 수위확인용 수위감지센서(3)와 저수위에서 중수위에 도달하는 시간을 체크하는 수위제어 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 처리한 데이터를 무선으로 전송하는 송신기와 송신기로부터 전송된 신호(정보)를 받아 전기적 신호로 출력하는 수신기와 수신기로부터 출력되는 값을 받아 그 값만큼 모터펌프(6)의 구동을 제어하는 마이크로 프로세서로 이루어지게 되어 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 관정 또는 가압장의 물을 물탱크(1)에 저장함에 있어 종래의 유선방식 또는 압력센서에 의한 방식에 비하여 시공이 간편하고 비용이 저렴하며, 거리에 대한 제약이 없으며 물탱크에 설치된 수위감지센서의 감지시간을 무선(CDMA모뎀, RF module, 위성통신) 방식으로 취수지에 콘트롤러가 정확하게 전달하여 제어할 수가 있어 산업발전에 크게 기여할 수 있어 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 물탱크(1)와 관정(7)의 데이터를 송수신함에 있어 무선(CDMA 모뎀, RF module, 위성통신) 방식을 이용하는 무선 수위조절장치로서, 물탱크(1) 내에 수위를 감지하는 저수위(2a), 중수위(2b), 한계수위(2c) 3단계 센서를 설치하여 저수위(2a)와 중수위(2b)의 시간차를 수신부의 마이크로 프로세서에서 수위를 제어하여 송신부(4)와 수신부(8)의 각 콘트롤러에 내장되어 있는 마이크로 프로세서로 자체 진단기능과 통신상태 및 모터펌프의 제어 감시기능이 있는 시간차를 이용한 물탱크 내의 무선 수위조절장치.
2. 청구항 1에 있어서 송신부(4)와 수신부(8)에 내장되어 있는 마이크로 프로세서는 고유 1D Code를 설정할 수 있어 타 기기의 신호로부터 영향을 주거나 받지 않는 송신부(4)의 전원공급(solar 태양 전지판)의 양부 판정기능 내장 축전지에 현재 사용할 수 있는 최소전압 및 전류 확인기능이 있으며, 수신부(8)에는 송수신부의 통신상태, 주기적인 점검기능, 모터펌프 제어신호 점검기능, 모터펌프 비상신호 알림기능, 송신부(4)와 수신부(8)의 상태표의 기능을 가짐을 특징으로 한 시간차를 이용한 물탱크 내의 무선 수위조절장치.
3. 청구항 1에 있어서 간이 상수도 통합 관리시스템(소독약품 자동투입기, 관측망 감시시스템, 여과장치, 물탱크의 수위제어, 관정의 모터구동제어 등)과 연계하여사용할 수 있게 함을 특징으로 한 물탱크 내의 무선 수위조절장치.