KR200362372Y1 - 다중 심도 지하수 모니터링 장치 - Google Patents

다중 심도 지하수 모니터링 장치 Download PDF

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KR200362372Y1
KR200362372Y1 KR20-2004-0018008U KR20040018008U KR200362372Y1 KR 200362372 Y1 KR200362372 Y1 KR 200362372Y1 KR 20040018008 U KR20040018008 U KR 20040018008U KR 200362372 Y1 KR200362372 Y1 KR 200362372Y1
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KR20-2004-0018008U
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송성호
김진호
이기철
박준기
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농업기반공사
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    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters

Abstract

본 고안은 염수체와 담수체의 경계면이 다층에서 형성되는 다층 심도 지하수를 모니터링 하는 장치로서, 지하수의 수질 정보를 감지하는 센서들; 상기 센서들이 감지한 수질 정보를 수신하여 저장하는 RTU(Remote Terminal Unit: 원격단말장치); 및 상기 센서와 상기 RTU를 연결하며, 상기 센서와 RTU 간에 통신을 가능하게 하는 신호선을 내장하는 케이블을 포함하되, 상기 센서들은 적어도 둘 이상이 직렬로 연결되며, RS-485 통신 방식에 의해 상기 RTU의 제어 신호를 수신한 경우에만 상기 수질 정보를 상기 RTU로 전송하는 다층 심도 지하수 모니터링 장치가 제공된다. 본 고안에 따르면, 수위, 온도 및 전기전도도와 같은 지하수의 수질 정보를 측정하는 복수의 센서를 직렬로 연결함으로써, 하나의 관측정에서 여러 심도의 지하수 수질 정보를 얻을 수 있다는 장점이 있다. 또한, 본 고안에 따르면, 종래에 깊은 심도에 설치되었던 수위센서를 지하수의 직하부에 설치하므로, 조석 변화에 따른 지하수 수위의 미세한 변화를 정확하게 감지할 수 있다는 장점이 있다.

Description

다중 심도 지하수 모니터링 장치{An Apparatus for Monitoring of Multi-level Groundwater}
본 고안은 다중 심도 지하수 모니터링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수위센서와 복수의 온도/전기전도도센서를 직렬로 연결하고, 수위센서를 지하수 수면에 인접하게 위치시킴으로써, 조석 변화에 따른 미세한 수위 변화를 정확하게감지하고, 지하수의 전기전도도를 심도별로 모니터링 할 수 있는 장치에 관한 것이다.
최근, 임해 지역에서의 경제활동이 증가하고, 서남해 연안 지역에 대규모 간척지를 조성하여 간척지를 농업 또는 공업을 위한 용도로 사용하도록 함으로써, 임해 지역에의 상주인구와 산업시설이 증가하게 되었고, 이에 따라 연안 지역에서 각종 용수의 수요가 급격하게 증가하고 있는 실정이다.
우리나라의 경우, 인구 및 산업시설이 전통적으로 내륙지역에 밀집되어 각종 용수공급 시설이 내륙지역에만 편중되어 있는 관계로 연안 지역에서의 생활용수 및 농업용수는 연안 지하수에 크게 의존하고 있는 실정이다.
도 1은 종래기술에 따른 지하수 모니터링 장치의 설치 단면도이다.
우선, 도 1을 참조하여 연연 지역의 단면을 설명하면, 연안 지역은 육지(104)와 바다(100)가 인접하고 있다. 바다(100)에 인접한 부분에 해수의 유입으로 염분이 높은 염수체(108)가 위치하고 있고, 육지(104)의 하부에는 담수체(106)가 위치하고 있다. 그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 담수체(106)와 염수체(108)가 서로 만나는 부분에 경계면(110)이 형성되어 있다.
연안 지역에서는 생활용수 및 농업용수를 연안 지하수인 담수체(106)로부터 공급받는데, 상기한 바와 같이, 최근 연안 지역에서의 경제활동의 증가로 연안 지하수(담수체)의 용수량이 급격하게 증가하게 되었다.
이처럼 담수체(106)의 용수량이 증가하게 되면, 지하수두가 하강하게 되고, 해수침투에 의해, 담수체와 염수체의 경계면이 상승하게 된다. 이때 발생되는 경계면의 상승 형태를 상승추(upconing)라 하며, 양수에 의해서 새롭게 형성되는 평형고도는 다음과 같다.
z : 새로이 형성되는 상승추의 평형고도
K : 수리전도도
Q : 양수량
d : 초기 경계면으로부터 관정바닥까지의 거리
ρf: 담수체 밀도, ρs: 염수체 밀도
상기의 수학식1을 참조하면, 연안 지하수의 용수량 Q의 증가로 상승추의 평형고도가 높아지는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 평형고도의 상승은 담수체와 염수체의 초기 경계면(110)을 새로운 경계면(112)으로 이동시킨다.
이처럼 해수와 접해 있는 연안 지하수를 과도하게 이용하여 해수침투 현상이 발생하는 경우, 연안 지하수로 사용되는 담수체에 염분이 높은 염수체가 유입되면서 연안 지하수를 생활용수로 사용할 수 없을 뿐만 아니라, 농업용수로도 전혀 사용할 수 없는 문제점이 발생한다.
따라서 연안 지역의 지하수 개발로 인한 해수침투의 영향을 사전에 조사하여피해예방 계획을 수립하고, 합리적인 지하수 이용 계획을 제공하기 위해, 해수침투 모니터링 시스템, 즉, 해수침투를 모니터링 하기 위한 장치의 필요성이 대두되게 되었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 해수침투 모니터링 장치는 관측소(114), 관측정(116), 관측센서(118) 및 데이터로거(120)로 구성되었다.
해수침투의 모니터링을 위해, 해당지역의 대수층 구조를 대표할 수 있는 지역을 선정하여 관측정(116)을 개발한다. 관측정(116)의 직경은 관측센서(118)의 설치와 주기적인 기기보정 및 수동 측정을 위해 대개 Φ5"로 한다.
관측정(116)에 관측센서(118)를 설치하는데, 종래기술에 따르면, 관측센서(118)는 수위, 온도 및 전기전도도센서를 하나의 하우징에 내장하여 일체형으로 구성하여 담수체와 염수체의 경계면(110, 112) 부근에 설치하였다.
수위센서는 수압에 따라 전기 저항값이 변하는 스트레인 게이지를 이용하는 압력식 센서가 주로 사용된다.
전기전도도센서는 지하수에 존재하는 전해질 양에 따른 전기전도도를 측정한다. 담수체에 해수가 침투하는 경우, 해수에 존재하는 강전해질의 이온들에 의해, 지하수의 전기전도도 값이 급격하게 상승하게 되는데, 전기전도도센서에 의해 이러한 전기전도도 값의 변화를 모니터링 하게 되면, 담수체에 해수가 침투했는지 여부를 확인할 수 있게 된다. 한편, 위와 같은 전기전도도는 온도에 따라 값이 변화하게 되므로, 관측센서(118)에 온도센서를 설치하여 온도를 함께 측정함으로써, 전기전도도 값을 온도에 따라 적절하게 보상할 수 있게 된다.
종래에는 데이터로거(120)의 데이터 입력 방식으로 RS-232C 방식을 채택하였기 때문에, 데이터로거(120)에 하나의 관측센서(118)만을 연결하여 사용하였다. 즉, RS-232C 방식은 최대 드라이버(driver)/리시버(receiver) 수가 하나 밖에 되지 않아, 하나의 데이터로거(120)에 하나의 관측센서(118)만이 연결될 수밖에 없었다.
이와 같이, 일체형으로 이루어진 하나의 관측센서(118)를 이용하여 지하수의 수위 및 전기전도도를 측정하는 경우에는 다음과 같은 문제점이 있었다.
지하수의 모니터링에서 조석 변화에 따른 지하수 수위의 미세 변화 감지가 매우 중요한데, 종래기술과 같이, 관측센서(118)를 수심이 깊은 곳에 설치하게 되면, 감도가 악화되어 큰 오차를 발생시킬 뿐만 아니라, 조석 변화에 따른 지하수 수위의 미세 변화를 감지할 수 없는 문제점이 있었다.
한편, 전기전도도센서를 하나만을 사용하는 경우, 다양한 심도에 대한 전기전도도를 측정할 수 없는 문제점이 있었다.
예를 들어, 암반 대수층과 같이, 여러 심도에서 담수체와 염수체의 경계면이 형성되는 경우, 여러 심도에서의 지하수를 모니터링 하기 위해서는 관측정을 여러 개 개발하고, 각각의 관측정에 관측센서(118)를 설치하여야 하는데, 이러한 경우, 관측정(116)을 추가로 개발하여야 하고, 여러 개의 측정 시스템이 필요하게 되어 비용이 증가하는 등의 문제점이 있었다.
또한, 종래기술과 같이, 해수체와 담수체의 초기 경계면(110) 부근에 하나의 관측센서만을 설치하는 경우, 이후에 해수가 침투하여 경계면이 (112)로 상승하게 되면, 초기 경계면(112) 상부의 담수체의 전기전도도를 측정하기 위해, 센서의 위치를 수정해 주어야 하는 번거로움이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 복수 개의 센서, 특히, 온도/전기전도도센서를 직렬로 설치하여 다층 심도 지하수를 모니터링 하는 장치를 제안하는 것이다.
본 고안의 다른 목적은 수위센서를 지하수면에 인접한 부분 즉, 지하수의 직하부에 위치시킴으로써, 지하수의 수위를 정확하게 측정하고, 조석 변화에 따른 수위의 미세 변화를 정확하게 감지할 수 있는 장치를 제안하는 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 지하수 모니터링 장치의 설치 단면도.
도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 수위 및 온도/전기전도도센서의 설치 단면도.
도 3은 도 2의 A의 확대도로서, 수위 및 온도/전기전도도센서의 상세한 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 RTU와 센서의 결선도.
도 5는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 RTU와 센서의 통신 흐름도.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따르면, 염수체와 담수체의 경계면이 다층에서 형성되는 다층 심도 지하수를 모니터링 하는 장치로서, 지하수의 수질 정보를 감지하는 센서들; 상기 센서들이 감지한 수질 정보를 수신하여 저장하는 RTU(Remote Terminal Unit: 원격단말장치); 및 상기 센서와 상기 RTU를 연결하며, 상기 센서와 RTU 간에 통신을 가능하게 하는 신호선을 내장하는 케이블을 포함하되, 상기 센서들은 적어도 둘 이상이 직렬로 연결되며, RS-485 통신 방식에 의해 상기 RTU의 제어 신호를 수신한 경우에만 상기 수질 정보를 상기 RTU로 전송하는 다층 심도 지하수 모니터링 장치가 제공된다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 다층 심도 지하수 모니터링 장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 수위 및 온도/전기전도도센서의 설치 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 다층 심도 지하수 모니터링 장치는 RTU(200) 및 센서부(208)를 포함할 수 있다.
RTU(Remote Termina Unit: 원격단말장치)(200)는 원격지에서 데이터를 수집해 전송 가능한 형식으로 데이터를 변환한 뒤 중앙제어실(216)로 송신하는 장치이다.
RTU(200)는 데이터로거(data logger)(202), 모뎀(204) 및 전원(206)으로 구성되어 있으며, 현장에서 측정 데이터를 바로 확인할 수 있도록 디스플레이부를 더 포함할 수도 있다.
데이터로거(202)는 센서부(208)로부터 전송되는 지하수의 수위, 온도 및 전기전도도에 관한 디지털 신호를 저장한다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 데이터로거(202)는 적어도 4채널 이상이고, 작동온도 범위가 -40℃ 내지 +50℃ 이며, 작동 시에만 전원이 공급되는 구성을 채택하는 것이 바람직하다.
그러나, 데이터로거(202)의 구성이 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 채널 수 및 작동온도 범위를 가질 수 있다는 것은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
모뎀(204)은 데이터로거(202)에 기록된 값을 중앙제어실(216)로 전송한다.중앙제어실(216)로의 데이터 전송은 일반 전화회선을 이용하여 전송할 수 있으며, 그밖에 TCP/IP 프로토콜에 기반하여 인터넷을 이용하여 전송할 수도 있을 것이다.
본 고안에 사용되는 전원(206)은 12V의 DC를 사용하며, 전원의 절약을 위해, 데이터로거, 모뎀 및 센서가 작동하는 동안에만 전원을 공급한다.
특히, 센서가 수위, 온도 및 전기전도도를 측정하거나, 측정한 데이터를 데이터로거(202)로 전송하는 경우에만 전원을 공급한다.
본 고안에 따른 센서부(208)는 수위센서(210), 복수의 온도/전기전도도센서(212) 및 케이블(214)을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 종래기술에 따른 관측센서(118)는 일체형으로 구성되어 있으나, 본 고안에 따른 센서부(208)는 수위센서(210)와 온도/전기전도도센서(212)가 서로 분리형으로 구성되어 있고, 특히, 온도/전기전도도센서(212)는 복수 개가 구비되며, 수위센서 및 복수의 온도/전기전도도센서는 서로 직렬로 연결되어 있다.
케이블(214)은 RTU(200)와 센서 및 복수의 센서들을 서로 연결하는 기능을 수행하며, 그 내부에 전원선 및 신호선을 내장하고 있다.
본 고안에 따르면, 수위센서(210)는 지하수의 얕은 심도, 즉, 지하수의 직하부에 위치한다.
예를 들어, 육지의 해발고도가 55m라고 하고, 지하수의 현재 수위가 해발 고도 50m라 할 때, 수위센서를 해발고도 45m 지점, 즉, 지하수의 수면에서 5m 아래 부분에 설치한다. 따라서, 현재 수위센서(210)는 5m 만큼의 수압을 받고 있는 상태이다. 만일, 민물의 영향으로 지하수의 수위가 해발고도 52m 가 되는 경우, 수위센서(210)는 7m 만큼의 수압을 받게 되므로, 지하수의 수위가 52m 라는 것을 검출할 수 있게 된다.
이처럼, 수위센서(210)를 지하수의 직하부에 위치시킴으로써, 조석 변화에 따른 수위의 미세 변화를 정확하게 감지할 수 있게 된다.
본 고안에 따르면, RTU(200)의 데이터로거(202)는 수위센서(210) 및 복수의 온도/전기전도도센서(212)와 RS-485 방식으로 통신하여 데이터를 입력 받는다.
RS-485는 직렬 통신 방식의 표준 규격 중 하나로서, 전술한 바와 같은 RS-232C 방식은 데이터로거에 하나의 관측센서만을 연결할 수 있고, 노이즈에 약하고 통신거리에 제약이 있는 반면, RS-485 방식은 최대 리시버수가 32개이므로, 본 고안과 같이 복수 개의 센서를 직렬로 연결하는 것을 가능하게 하며, 나아가 노이즈에 강하고, 긴 통신거리를 확보할 수 있게 한다.
본 고안에 따르면, 수위센서(210) 및 복수의 온도/전기전도도센서(212)에는 각각 고유의 어드레스가 부여되어 있다. 따라서, 데이터로거(202)는 특정 센서에서 측정값을 수신하고자 하는 경우, 센서의 어드레스를 지정하여 제어 신호를 출력하여 전송하며, 이러한 제어 신호를 수신한 센서가 수위, 온도 및 전기전도도와 같은 수질 데이터를 데이터로거(202)로 전송하게 된다.
데이터로거(202)와 복수 개의 센서가 통신하는 방법에 대해서는 하기에서 상세하게 설명할 것이다.
상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 센서부(208)는 수위센서(210) 및 복수 개의 온도/전기전도도센서(212)가 직렬로 연결되어 서로 다른 심도에 설치되므로 암반 대수층과 같이, 염수체와 담수체의 경계면이 여러 심도에서 나타나는 지하수의 전기전도도를 계속적으로 측정할 수 있게 한다.
본 고안에서는 수질 정보를 감지하는 센서로서, 수위센서 및 온도/전기전도도센서만을 예시하였으나, 그밖에 DO, COD 및 부유농도와 같이 다양한 수질 정보를 감지하는 센서가 추가적으로 사용될 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
도 3은 도 2의 A의 확대도로서, 수위 및 온도/전기전도도센서의 상세한 구성을 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 수위센서(210)는 전단 커넥터(302), 후단 커넥터(304), 압력 게이지(306) 및 회로기판(308)을 포함할 수 있다.
본 고안에 따르면, 지하수의 직하부에 위치한 수위센서(210)는 데이터로거(202)에서 연장된 케이블(214)을 수용하는 전단 커넥터(302)뿐만 아니라, 수위센서(210)의 하부에 위치하는 온도/전기전도도센서(212)와 연결되는 후단 커넥터(304)를 동시에 구비하고 있다.
압력 게이지(306)는 수압에 따라 변형되며, 변형되는 정도에 따라 저항값이 달라지는 스트레인 게이지를 사용한다. 수압에 정확하게 반응하여 정확한 수위를 검출할 수 있도록 하기 위해, 스트레인 게이지를 브릿지 회로로 구성하여 사용한다.
수압에 따라 스트레인 게이지의 저항값이 달라지면, 그에 상응하여 출력전압 값이 변화하게 되는데, 회로기판(308)은 이러한 출력전압 신호를 증폭하고, 노이즈를 제거 하여 데이터로거(202)로 전송한다. 데이터로거(202)는 출력전압에 상응하는 디지털 신호를 저장한다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 온도/전기전도도센서(212)는 전단 커넥터(310), 후단 커넥터(312), 온도센서(314), 4개의 전극(316) 및 회로기판(318)을 포함할 수 있다.
본 고안에 따른 온도/전기전도도센서(212)는 수위센서(210)의 후단 커넥터(304)에서 연장된 케이블(214) 또는 다른 온도/전기전도도센서에서 연장된 케이블(214)을 수용하는 전단 커넥터(310)와 그 하부에 위치하는 다른 온도/전기전도도센서와 연결될 수 있도록 하는 후단 커넥터(312)를 구비하고 있다.
온도센서(314)는 수온을 검출하는 센서로서, 서미스터와 같은 형태로 구현될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
전기전도도의 측정과 동시에 수온을 측정하는 이유는 전기전도도가 온도에 따라 변하기 때문이며, 전기전도도를 수온 값을 고려하여 측정함으로써, 정확한 전기전도도의 측정치를 얻을 수 있게 된다.
본 고안에 따르면, 전극(316)이 4개 구비되는데, 이중 2개는 전원을 공급받는 전극이며, 나머지 2개는 지하수의 전기전도도 값을 검출하기 위한 전극이다.
회로기판(318)은 온도센서와 전극에서 출력되는 전기신호를 증폭하고, 노이즈 제거 처리를 하여 데이터로거(202)로 전송하고, 데이터로거(202)는 전기신호를 디지털 신호로 변환하여 그 값을 저장한다.
전술한 바와 같이, 종래기술에 따르면, 관측센서(118)가 단지 하나의 커넥터만을 구비하고 있었으나, 본 고안에 따르면, 수위센서(210) 및 온도/전기전도도센서(212)가 적어도 2개의 커넥터를 구비하도록 함으로써, 이들 센서들이 서로 직렬로 연결될 수 있도록 한다.
도 4는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 RTU와 센서의 결선도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, RTU(200)와 수위센서(210) 및 온도/전기전도도센서(212)는 다수의 선으로 연결되어 있는데, 이러한 선은 전원선(400), 접지선(402) 및 신호선(404)을 포함할 수 있다.
전원선(400)은 각 센서가 동작할 수 있도록 전원을 공급한다. 본 고안에서는 전원으로 12V의 DC를 이용하나 이는 일예에 불과하며, 이에 한정됨이 없이 다양한 전원이 사용될 수 있다.
신호선(404)은 RTU(200)에서 특정 센서에 제어 신호를 전송하기 위한 송신선 및 각 센서에서 검출한 값을 수신하기 위한 수신선으로 이루어진다.
본 고안과 같이, 다수의 센서가 직렬로 연결되어 있는 경우, 만일 별도의 제어 없이 각 센서에서 검출된 값을 RTU(200)로 전송하게 되면 데이터의 충돌이 일어나 데이터 전송에 오류가 발생할 수 있다.
따라서, 본 고안에 따르면, RS-485 방식을 적용하여 하나의 신호선을 다수의 센서가 공유하도록 하되, 각 센서에 고유의 어드레스를 부여하고, RTU(200)에 의해 호출된 특정 센서만이 수위 및 전기전도도와 같은 수질 정보를 전송할 수 있도록 함으로써, 데이터 전송에 오류가 발생하지 않도록 한다.
도 5는 본 고안의 바람직한 일 실시예에 따른 RTU와 센서의 통신 흐름도이다.
도 5를 참조하면, RTU(200)는 절전모드 상태인 센서에 폴링(polling) 신호를 전송한다(S500). 폴링 신호는 여러 개의 장치가 동일 회선을 공유한 상태에서 통신을 하는 경우, 제어 장치가 각 장치에 한번에 하나씩의 메시지를 전송하여 전송할 데이터가 있는지를 체크하는 것으로서, 본 고안에 따르면, RTU(200)가 각 센서에 폴링 신호를 전송하면, 각 센서는 절전모드가 해제되고, 데이터를 수집 및 전송할 수 있는 웨이크 업(wake up) 상태로 된다(S502).
각 센서가 웨이크 업 상태로 되면, RTU(200)는 하나 이상의 센서에 대하여 측정 시작 신호를 전송한다(S504).
본 고안에 따르면, 다수의 센서가 공동 신호선을 공유하기 때문에, RTU(200)는 RTU(200)에서 특정 센서의 어드레스를 지정하여 제어 신호를 전송하는 경우, 상기 어드레스에 상응하는 센서가 신호를 정확히 수신하였는지를 확인하여야 한다.
이를 위해, RTU(200)가 특정 센서에 제어 신호를 송신하면, 이를 수신한 센서가 애크(ACK) 신호를 다시 RTU(200)에 전송하도록 함으로써, RTU(200)는 해당 센서에 신호를 정확히 전송하였는지 확인할 수 있게 된다.
RTU(200)로부터 측정 시작 신호를 수신한 센서는 수위, 수온 및 전기전도도와 같은 수질 정보의 측정 및 수집을 시작한다(S506).
본 고안의 바람직한 일 실시예에 따르면, 각 센서는 RTU(200)로부터 하기의 측정 중지 신호 또는 센서 작동 중지 신호를 수신하기 전까지 1초 간격으로 데이터를 수집한다.
그러나, 이는 일예에 불과하며, 데이터 수집 간격을 다양하게 변형할 수 있다는 점은 당업자에게 있어 자명할 것이다.
이후, RTU(200)는 특정 센서에서 검출한 데이터 전송 요청 신호를 해당 센서에 전송하고(S508), 이러한 요청을 수신한 센서는 신호선에 접속하여 검출한 데이터를 RTU(200)로 전송한다(S510).
만일, RTU(200)로부터 데이터 전송 요청을 수신한 센서가 아무런 데이터를 수집하지 못하였으면, 센서는 RTU(200)에 NAK(negative acknowledge character: 부정문자응답)으로 응답한다.
전술한 바와 같이, 복수의 센서가 직렬로 연결된 경우, 일정한 제어 없이 RTU(200)로 데이터를 전송하게 되면, 전송에 오류가 발생할 수 있는데, 본 고안은 RTU(200)의 데이터 입력 방식으로 RS-485 방식을 채택하여 RTU(200)의 센서의 어드레스를 포함하는 제어 신호에 의해 그 제어 신호를 수신한 센서만이 응답하도록 함으로써, 데이터 전송 시 데이터 충돌이 일어나는 일 없이 안정적으로 데이터를 송수신할 수 있도록 한다.
RTU(200)는 센서로부터 수신한 데이터를 저장하고, 경우에 따라 RTU(200)에 구비되어 있는 디스플레이부에 데이터를 표시한다(S512).
또한, RTU(200)는 모뎀(204)을 통해 저장한 데이터를 중앙제어실(216)로 전송한다(S514).
필요한 데이터를 모두 수신한 후에, RTU(200)는 일부 센서 또는 전체 센서에 측정 중지 신호를 전송한다(S516).
센서는 RTU(200)로부터 측정 중지 신호를 수신한 경우, 데이터 수집을 중단하나, 이후, RTU(200)로부터 수질 측정 시작 신호(S504)를 재수신하면 수질 데이터를 다시 측정하여 수집한다.
센서의 작동을 중지하고자 하는 경우, RTU(200)는 센서 작동 중지 신호를 일부 센서 또는 전체 센서에 전송한다(S518).
해당 센서가 센서 작동 중지 신호를 수신하면, 센서는 절전모드로 절환되고(S520), RTU(200)로부터 상기의 폴링 신호가 전송되기 이전까지 절전모드를 유지한다. 본 고안에 따르면, 센서는 상기와 같은 센서 작동 중지 신호를 수신한 경우뿐만 아니라, RTU(200)로부터 마지막 제어 신호를 수신한 후, 10분 동안 아무런 신호가 수신되지 않는 경우, 자동적으로 절전모드로 절환될 수 있다.
이처럼 본 고안에 따르면, 센서 작동 시에만 전원을 공급하기 때문에 전원의 낭비를 막을 수 있고, 필요한 때에 효율적으로 지하수의 수질 정보를 모니터링 할 수 있게 된다.
상기한 본 고안의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 고안에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 고안의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 실용신안등록청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 다층 심도 지하수 모니터링 장치는 RTU와 센서 간에 RS-485 방식을 사용하기 때문에, 복수 개의 센서를 직렬로 연결할 수 있어 여러 심도에서의 지하수 수질 정보를 모니터링 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 고안에 따르면, 수위센서를 지하수의 직하부에 배치하기 때문에, 조석변화로 인한 지하수 수위의 미세 변화를 정확하게 감지할 수 있다는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 염수체와 담수체의 경계면이 다층에서 형성되는 다층 심도 지하수를 모니터링 하는 장치로서,
    지하수의 수질 정보를 감지하는 센서들;
    상기 센서들이 감지한 수질 정보를 수신하여 저장하는 RTU(Remote Terminal Unit: 원격단말장치); 및
    상기 센서와 상기 RTU를 연결하며, 상기 센서와 RTU 간에 통신을 가능하게 하는 신호선을 내장하는 케이블을 포함하되,
    상기 센서들은 적어도 둘 이상이 직렬로 연결되며, RS-485 통신 방식에 의해 상기 RTU의 제어 신호를 수신한 경우에만 상기 수질 정보를 상기 RTU로 전송하는 것을 특징으로 하는 다층 심도 지하수 모니터링 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서는,
    지하수의 수위를 감지하는 수위센서; 및
    지하수의 수온 및 전기전도도를 감지하는 온도/전기전도도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 심도 지하수 모니터링 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수위센서는 수압에 따라 저항값이 변화하는 스트레인 게이지를 포함하며,
    상기 온도/전기전도도센서는 수온을 감지하는 온도센서 및 4개의 전극-상기 4개의 전극 중 2개는 전원공급을 위한 것이며, 나머지 2개는 전기전도도를 감지하기 위한 것임-을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 심도 지하수 모니터링 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 수위센서 및 온도/전기전도도센서는 서로 직렬로 연결될 수 있도록 전단 및 후단에 각각 2개의 커넥터를 구비하는 것을 특징으로 하는 다층 심도 지하수 모니터링 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 수위센서는 상기 RTU와 상기 케이블을 통해 직접 연결되어 지하수의 직하부에 설치되며, 상기 복수의 온도/전기전도도센서는 상기 수위센서의 하부에서 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 다층 심도 지하수 모니터링 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 센서들은 RTU로부터 적어도 10분 이내에 제어 신호를 수신하지 않는 경우, 자동적으로 절전모드로 절환되는 것을 특징으로 하는 다층 심도 지하수 모니터링 장치.
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Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100748680B1 (ko) 2006-04-21 2007-08-10 주식회사 한일환경테크 수질측정시스템
KR100908417B1 (ko) 2008-04-30 2009-07-21 최종철 지중 변위 계측장치
KR101011093B1 (ko) * 2008-05-19 2011-01-25 주식회사 하이드로넷 관정 내장형 지하수 수질 관측 장치, 시스템 및 방법
KR101039299B1 (ko) 2005-06-28 2011-06-07 에스케이 텔레콤주식회사 조석 정보 제공 시스템 및 방법
KR101255352B1 (ko) * 2012-04-26 2013-04-16 한국지질자원연구원 해안 지하수 모니터링 시스템
KR101439485B1 (ko) 2014-05-26 2014-09-17 주식회사 하이드로넷 다중 심도 센서
KR101467527B1 (ko) 2014-08-29 2014-12-01 주식회사 이코우 지능형 시스템을 이용한 수처리 원격감시 제어장치
KR101519375B1 (ko) * 2014-09-24 2015-05-13 한국해양과학기술원 소모성 수심수온측정계 연속 투하 장치 및 방법
KR101773414B1 (ko) * 2015-10-19 2017-09-01 주식회사 씨에스 지하수의 심도별 자동 수질 계측 및 모니터링 시스템
CN108535440A (zh) * 2018-06-12 2018-09-14 中国农业科学院农田灌溉研究所 一种智能地下水监测装置
CN108732326A (zh) * 2018-05-22 2018-11-02 中科鼎实环境工程股份有限公司 不扰动地下水体的水质监测设备
CN109060073A (zh) * 2018-10-17 2018-12-21 贵州省水利水电勘测设计研究院 单孔观测岩溶山区双层地下水位装置及方法
KR101980633B1 (ko) * 2017-12-26 2019-05-22 한국지질자원연구원 다채널 지하수 관측 장치를 이용한 관정내 지하수의 담염수 혼합대 모니터링 방법
KR102020368B1 (ko) * 2019-01-07 2019-09-11 주식회사 하이드로넷 수직적 밀도 보정 기능을 갖는 지하수 관측 시스템
KR102030613B1 (ko) * 2018-11-15 2019-10-10 한국지질자원연구원 관정내 지하수의 담염수 혼합대 모니터링이 가능한 다채널 지하수 담염수 혼합대 관측장치
CN110513149A (zh) * 2019-07-19 2019-11-29 武强 一种突水监测装置及突水监测方法
KR102140759B1 (ko) * 2019-11-08 2020-08-04 (주)동아엔지니어링 이원화 측정 가능한 지하수 오염방지 측정 장치
WO2020218782A1 (ko) * 2019-04-23 2020-10-29 효성중공업 주식회사 멀티 센서조립체

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101039299B1 (ko) 2005-06-28 2011-06-07 에스케이 텔레콤주식회사 조석 정보 제공 시스템 및 방법
KR100748680B1 (ko) 2006-04-21 2007-08-10 주식회사 한일환경테크 수질측정시스템
KR100908417B1 (ko) 2008-04-30 2009-07-21 최종철 지중 변위 계측장치
KR101011093B1 (ko) * 2008-05-19 2011-01-25 주식회사 하이드로넷 관정 내장형 지하수 수질 관측 장치, 시스템 및 방법
KR101255352B1 (ko) * 2012-04-26 2013-04-16 한국지질자원연구원 해안 지하수 모니터링 시스템
WO2013162116A1 (ko) * 2012-04-26 2013-10-31 한국지질자원연구원 해안 지하수 모니터링 시스템
KR101439485B1 (ko) 2014-05-26 2014-09-17 주식회사 하이드로넷 다중 심도 센서
KR101467527B1 (ko) 2014-08-29 2014-12-01 주식회사 이코우 지능형 시스템을 이용한 수처리 원격감시 제어장치
KR101519375B1 (ko) * 2014-09-24 2015-05-13 한국해양과학기술원 소모성 수심수온측정계 연속 투하 장치 및 방법
KR101773414B1 (ko) * 2015-10-19 2017-09-01 주식회사 씨에스 지하수의 심도별 자동 수질 계측 및 모니터링 시스템
KR101980633B1 (ko) * 2017-12-26 2019-05-22 한국지질자원연구원 다채널 지하수 관측 장치를 이용한 관정내 지하수의 담염수 혼합대 모니터링 방법
CN108732326A (zh) * 2018-05-22 2018-11-02 中科鼎实环境工程股份有限公司 不扰动地下水体的水质监测设备
CN108535440A (zh) * 2018-06-12 2018-09-14 中国农业科学院农田灌溉研究所 一种智能地下水监测装置
CN109060073A (zh) * 2018-10-17 2018-12-21 贵州省水利水电勘测设计研究院 单孔观测岩溶山区双层地下水位装置及方法
KR102030613B1 (ko) * 2018-11-15 2019-10-10 한국지질자원연구원 관정내 지하수의 담염수 혼합대 모니터링이 가능한 다채널 지하수 담염수 혼합대 관측장치
KR102020368B1 (ko) * 2019-01-07 2019-09-11 주식회사 하이드로넷 수직적 밀도 보정 기능을 갖는 지하수 관측 시스템
WO2020218782A1 (ko) * 2019-04-23 2020-10-29 효성중공업 주식회사 멀티 센서조립체
US11898878B2 (en) 2019-04-23 2024-02-13 Hyosung Heavy Industries Corporation Multi-sensor assembly
CN110513149A (zh) * 2019-07-19 2019-11-29 武强 一种突水监测装置及突水监测方法
KR102140759B1 (ko) * 2019-11-08 2020-08-04 (주)동아엔지니어링 이원화 측정 가능한 지하수 오염방지 측정 장치

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