KR200438336Y1

KR200438336Y1 - 수질센서 관리장치

Info

Publication number: KR200438336Y1
Application number: KR2020070000557U
Authority: KR
Inventors: 김영군
Original assignee: 주식회사 지앤
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2008-02-11

Abstract

본 고안의 목적은 고가의 수질센서를 보호관 내부에 설치하여 유속에 떠내려가거나 파손되지 않도록 함은 물론 물의 흐름을 원만하게 하여 수질의 오염 정도를 정확하게 측정하는 것으로, 교각 또는 제방에 설치되는 제어반, 상기 제어반의 저면에 연결되고, 수중 지면에 근접하게 설치되는 보호관, 상기 보호관 내에 마련되고, 하천 또는 호수의 바닥면에 인접한 물 오염 정도를 측정하는 수질센서부, 상기 제어반 내부에 마련되고, 상기 수질센서부에서 측정된 오염 정보를 전송하는 컨트롤러 및 상기 컨트롤러에 의해 전송된 오영 상태를 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 보호관 내부로 케이블과 와이어가 이동되게 설치되고, 이들 케이블과 와이어를 감고 풀어주는 감김수단이 제어반 내부에 설치되며 상기 케이블과 와이어에 연결된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 고안은 하천이나 호수 등의 수심이 깊은 위치에서 수질의 오염 정도를 측정하므로 수질 오염 상태를 정확하게 측정할 수 있고, 수질센서에 밸러스트 탱크가 설치되어 있어 변하는 수심에 따라 이동되면서 수질 오염 상태를 측정할 수 있으며, 건기나 우기, 장마, 홍수 발생시뿐만 아니라 일정 시간 간격으로 측정한 데이터를 감시센터로 보내어 데이터를 축적할 수 있고, 수질 오염을 지속적으로 관찰할 수 있게 된다.

수질센서, 제어반, 보호관, 감김수단, 발전부

Description

수질센서 관리장치{Control Apparatus for Water Analysis}

도1은 본 고안의 수질센서 관리장치를 보인 사시도.

도2는 본 고안의 수질센서 관리장치를 보인 평단면도.

도3은 본 고안에 의한 수질센서 관리장치의 보호관을 보인 단면도.

도4는 본 고안에 따른 수질센서 관리장치의 블록도.

도5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 수질센서 관리장치를 보인 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 제어반 101: 도어

102: 잠금장치 103: 투명판

104: 전지판 105: 지주

106: 난간 지지대 107: 통공

108: 표시부

200: 보호관 201: 플렉시블관

205: 고정관 206: 관통공

300: 수질센서부 301: 센서

302: 밸러스트 탱크 303: 케이블

304: 와이어 310: 감김수단

311: 롤러 312: 모터

313: 베벨기어 314: 종동 스프라킷

315: 구동 스프라킷 316: 손잡이

317: 체인 400: 발전부

410: 풍력 발전기 411: 지지대

412: 날개 500: 컨트롤러

600: 감시센트 700: 단말기

본 고안은 수질센서 관리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교각이나 제방 등의 하천에 설치되어 수질 상태를 검사하는 수질센서를 관리하는 제어반을 구비한 수질센서 관리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 하천, 호수 등은 어류 등이 서식하는 환경을 제공하며, 하천이나 호수 등에 있는 물을 정화시켜 음용수로 사용되고 있다.

이와 같이 하천이나 호수에 있는 물을 정화시키기 위해서는 여러 단계의 과정을 거쳐 물을 깨끗하게 정화시켜 음용할 수 있도록 하며, 이러한 정화단계는 취수, 약품처리, 응고와 응집, 침전, 여과, 소독 과정 등 다양한 방법으로 실행된다.

또한, 물의 오염 정도를 측정하는 수질센서는 물의 흐린 정도를 나타내는 탁 도 센서와 수소 이온에 감응하는 유리막형 센서를 사용하고 있으며, 유리막형 센서로는 pH센서가 있다.

또한, 탁도센서는 광학적으로 물의 오염 정도를 검출하는 것으로, 측정방법에 따라 시각 탁도, 투과광 탁도, 산란광 탁도, 적분구 탁도로 구분된다.

아울러 유리막형 센서인 pH센서는 유리 전극 지지관으로 불리는 유리관 선단에 반구상의 pH에 응답하는 특수 유리로 된 박막의 (-) 전극막을 구비하며, 그 내부에는 유리 전극 내부액과 내부 전극이 있다. 내부 전극으로는 리드선이 뻗어 있고, 그 선단은 계기와 접속하기 위한 단자로 되어 있으며, 대단히 넓은 분야에서 사용되고 있다.

통상 물의 오염 정도를 알기 위해서는 물의 오염 정도를 측정하기 위해 하천이나 호수의 물을 용기에 담아서 수질을 검사할 수 있는 장소로 이동하여 오염 정도를 측정하였다.

이에 따라 하천이나 호수의 수면으로부터 채집된 물은 하천이나 호수의 바닥면과 인접한 깊이의 오염 정도를 측정할 수 없으며, 물을 채집하기 위해 검수원이 이동해야 하는 불편함이 있었다.

또한, 비가 오거나 하천 또는 호수의 유량이 많을 경우에는 수질의 오염 정도 측정시 오염 정도가 낮게 측정되고, 건조기가 장기간 지속됨에 따라 수질의 오염 정도가 높게 나타나게 되어 수질의 오염 정도를 정확하게 측정할 수 없고, 수질 오염 정도의 측정값은 하천이나 호수의 수위, 수압, 수량 등에 따라 달라지게 되며, 수질 오염 정도를 측정하지 실시간으로 측정할 수 없는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 고가의 수질센서를 보호관 내부에 설치하여 유속에 떠내려가거나 파손되지 않도록 함은 물론 물의 흐름에 따라 수질의 오염 정도를 정확하게 측정하는 수질센서 관리장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 보호관 내부에 설치된 수질센서를 필요에 따라 끌어올리거나 내릴 수 있도록 하여 지상에서 관리가 가능한 수질센서 관리장치를 제공하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 태양열 발전기, 풍력 발전기 등을 설치하여 수질센서에 전원을 공급하는 수질센서 관리장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 수질센서 관리장치는 교각 또는 제방에 설치되는 제어반, 상기 제어반의 저면에 연결되고, 수중 지면에 근접하게 설치되는 보호관, 상기 보호관 내에 마련되고, 하천 또는 호수의 바닥면에 인접한 물 오염 정도를 측정하는 수질센서부, 상기 제어반 내부에 마련되고, 상기 수질센서부에서 측정된 오염 정보를 전송하는 컨트롤러 및 상기 컨트롤러에 의해 전송된 오염 상태를 표시하는 표시부를 포함하고, 상기 보호관 내부로 케이블과 와이어가 이동되게 설치되고, 이들 케이블과 와이어를 감고 풀어주는 감김수단이 제어반 내부에 설치되며 상기 케이블과 와이어에 연결된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 수질센서 관리장치는 제어반(100), 제어반(100)의 일측 하부에 설치되는 보호관(200), 보호관(200) 내부에 수질 오염을 측정하는 수질센서부(300), 제어반(100)에 전원을 공급하는 발전부(400), 제어반(100) 내부에 설치되어 제어반(100)의 각각의 구성 요소를 제어하는 컨트롤러(500)로 이루어진다.

아울러 제어반(100)은 대략 육면체 형태로 이루어지고, 일면에는 개폐되는 도어(101)가 결합되며, 도어(101)에는 잠금장치(102)가 설치된다. 이와 함께 제어반(100) 상면에는 태양광이 투과되는 투명판(103)이 설치된다.

이러한 투명판(103) 저면에는 태양광으로부터 태양열 에너지를 모으는 전지판(104)이 설치되고, 제어반(100) 저면에는 교량이나 교각 등에 수직으로 설치되도록 지주(105)가 고정된다.

또한, 제어반(100) 측면에는 교량이나 교각에 견고하게 설치되도록 난간 지지대(106)가 다수개 고정되며, 난간 지주대(106)는 필요에 따라 지주(105)와 함께 설치되거나 별도로 설치될 수 있음은 물론이다.

이와 같은 지주(105) 또는 난간 지주대(106)는 필요에 따라 제어반(100)을 안정되게 설치하는 것으로, 도5에서 도시된 바와 같이 지주(105) 없이 고정, 설치됨은 물론 교각, 교량, 제방 등 설치 위치 또는 장소에 따라 제어반(100)을 안정되게 설치할 수 있으면 다르게 실시되어도 무방하다.

이와 함께 제어반(100) 내부에는 제어반(100) 저면에 보호관(200)과 연결되도록 통공(107)을 형성한다.

아울러 제어반(100) 하부에는 보호관(200)이 설치된다. 이러한 보호관(200)은 제어반(100)에 연결되는 플렉시블관(201)과 하천이나 호수에 잠기는 고정관(205)으로 이루어진다. 또한 보호관(200)은 도5에 도시된 바와 같이, 고정관(205)만으로 이루어져 보호관(200) 내부에 수질센서부(300)가 이동 가능하게 설치될 수 있다.

이러한 플렉시블관(201)은 길이 또는 방향에 구애됨이 없이 자유롭게 휘어져 교량이나 교각 상부에 설치되며, 고정관(205)은 알루미늄 등의 재질로 이루어진 원통형 관(管)을 사용하며, 플렉시블관(201)과 고정관(205)은 고정밴드 등의 결속수단으로 연결된다.

이와 같은 플렉시블관(201) 및 고정관(205)으로 된 보호관(200)은 수질센서부(300)가 내부에 삽입된 상태에서 자유로이 이동 가능한 직경으로 이루어진다.

또한, 고정관(205) 하부에는 하천이나 호수의 물이 통과되도록 관통공(206)을 형성하며, 관통공(206)은 고정관(220)의 원주면에 일정 간격으로 다수개 형성된다. 이러한 관통공(206)은 고정관(205)으로 물의 흐름이 원활하게 이루어지도록 도5에 도시된 바와 같이, 그물망 또는 메쉬망(206)으로 이루어질 수 있다.

아울러 수질센서부(300)는 도3에 도시된 바와 같이, 수질의 오염 정도를 측정하는 센서(301)가 구비되고, 수질센서부(300) 상부에는 수질센서부(300)의 높이를 조절하는 밸러스트 탱크(302)가 설치된다.

센서(301)에서 감지된 수질 상태는 제어반(100)의 일면에 형성된 표시부(108)에 표시되도록 구성하거나, 후술하는 바와 같이 원격지에서 인식할 수 있도록 구성할 수도 있다.

또한, 수질센서부(300)에는 센서(301)에서 측정된 측정값을 전달받는 케이블(303)을 연결하고, 케이블(303)과 함께 수질센서부(300)가 보호관(200) 내부에 이동되도록 와이어(304)를 연결한다.

이와 함께 제어반(100) 내부에는 도2에 도시된 바와 같이, 케이블(303) 및 와이어(304)를 감거나 풀어주는 감김수단(310)이 설치된다. 이러한 감김수단(310)은 롤러(311)와 롤러(311)를 회전시키는 모터(312)로 이루어진다.

또한, 감김수단(310)은 수동으로 작동되도록 롤러(311) 일측면에 직각을 이루는 베벨기어(313)가 고정되고, 베벨기어(313) 타측에는 종동 스프라킷(314)이 일체로 형성된다.

이와 함께 종동 스프라킷(314)에는 구동력을 발생시키는 구동 스프라킷(315)이 고정되며, 구동 스프라킷(315)에는 구동 스프라킷(315)을 회전시키는 손잡이(316)가 제어반(100) 외부로 돌출되게 설치된다. 또한, 구동 스프라킷(315)과 종동 스프라킷(314)에는 구동 스프라킷(315)의 동력을 전달하는 체인(317)을 연결한다.

도2에 도시된 상태에서는 설명의 편의상 손잡이(316)가 하부를 향하도록 도시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 손잡이(316)가 상부로 향하도록 구성할 수 있음은 물론이다.

아울러 제어반(100)에는 동력을 발생시키는 발전부(400)가 설치되는데, 발전부(400)는 태양광을 이용하여 전지판(104)에서 집열하는 태양열 발전기와 풍력을 이용하는 풍력 발전기(410)가 선택적으로 설치된다.

즉, 태양열 발전기 또는 풍력 발전기(410) 중 어느 하나의 발전기만을 설치하여 운영하거나, 태양열 발전기와 풍력 발전기(410) 2개를 모두 설치하여 필요시 선택적으로 사용할 수 있다.

이러한 태양열 발전기 및 풍력 발전기(410)는 모두 통상의 구조를 사용하므로, 본 고안에서는 이들 발전부(400)에 대하여 간략하게 설명하기로 한다.

발전부(400)는 태양열 발전기가 구동되도록 전지판(104)이 투명판(103) 저면에 설치되고, 투명판(103)을 통해 발생된 열원이 축전되도록 전지판(104)을 구비한다. 이러한 전지판(104)에서 생성된 열원에 의해 발전이 실행되고, 생성된 전원은 축전지에 저장되며, 이 축전지는 필요에 따라 제어반(100) 내부의 적절한 위치에 설치된다.

아울러 풍력 발전기(410)는 제어반(100) 외측에 지지대(411)를 수직으로 고정하고, 지지대(411) 상단에는 바람에 의해 회전되는 날개(412)를 설치한다. 이와 같은 날개(412)는 바람에 의해 회전되면서 발전이 실행되고, 발전된 전기 에너지를 축전지에 충전시킨다.

또한, 제어반(100) 내부에는 컨트롤러(500)가 설치되며, 컨트롤러(500)는 수질센서부(300), 발전부(400) 등의 작동 및 센서(301)에서 감자된 수질 상태를 나타내는 정보의 전송을 제어한다.

또한, 컨트롤러(500)는 수질센서부(300)의 센서(301)에서 측정된 수질 오염 정도를 나타내는 정보를 표시부(108)에 표시하여 감시자가 인식하게 하거나 또는 도4에 도시된 바와 같이, 원격지에서 감시자가 인식할 수 있도록 유무선 송수신 장치를 구비하여 감시센터(600)로 정보를 송신하며, 감시센터(600)는 측정된 오염 정보를 감시자의 단말기(700)로 송신하도록 구성할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 고안은 하천에 설치되어 있는 교량의 난간대(도면상 미도서됨) 바깥쪽에 제어반(100)이 설치된다. 즉, 교각에는 지주(105)가 고정되고, 이 지주(105)에 관리장치인 제어반(100)이 견고하게 설치되며, 제어반(100) 외측에는 난간 지지대(106)를 고정시킨다. 이러한 지주(105) 또는 난간 지지대(106)는 필요에 따라 선택적으로 설치하는 것으로, 교량의 교각뿐만 아니라 호수의 제방 등에 적절하게 설치된다.

아울러 제어반(100)에는 보호관(200)이 설치되는데, 제어반(100)의 통공(107) 저면에는 플렉시블관(201)이 일정 길이로 연결되고, 플렉시블관(201)에는 고정관(205)이 연결된다. 즉, 고정관(205)은 하천이나 호수 등의 바닥면에 인접하게 수직 또는 경사지게 설치되며, 보호관(200) 내부에는 수질센서부(300)가 이동 가능하게 설치된다.

이러한 수질센서부(300)에는 케이블(303)과 와이어(304)가 연결되어 있으며, 이들 케이블(303)과 와이어(304)는 감김수단(310)에 의해 감기거나 풀리도록 설치된다.

또한, 제어반(100)에는 태양열 발전기 및 풍력 발전기(410)가 설치되어 있어 컨트롤러(500), 모터(312) 등에 전원을 공급하여 줌은 물론 컨트롤러(500) 내부에 설치된 축전지에 비상시에 사용할 전원을 충전시킨다. 이와 같은 발전부(400)는 비상시에 전원을 공급할 뿐만 아니라 평상시에 전원을 공급하도록 사용될 수 있음은 물론이다.

또한 본 고안에 따른 수질센서 관리장치는 감시센터(600) 또는 PDA(Personal Digital Assistants), 핸드폰 등의 단말기(700)에서 수질의 오염 정도를 측정하고자 하는 경우 무선 또는 유선으로 컨트롤러(500)를 제어할 수 있다.

즉, 감시자의 제어 명령에 따라 컨트롤러(500)는 수질센서부(300)를 하천이나 호수 등의 수질을 측정하고자 하는 위치로 하강시킨다. 즉, 모터(310)는 컨트롤러(500)에 의해 작동되고, 모터(310)의 작동에 의해 롤러(311)를 구동시킨다.

이러한 롤러(310)에는 수질센서부(300)와 연결된 케이블(303) 및 와이어(304)가 감겨 있으므로, 케이블(303)과 와이어(304)가 풀리면서 수질센서부(300)가 하강된다.

이와 같이 하강된 수질센서부(300)는 보호관(200) 내부의 관통공(206) 위치까지 하강되어 수질 오염 정도를 측정하고, 측정된 수질 오염 정도를 컨트롤러(500)로 보낸다.

이에 따라 컨트롤러(500)에서는 무선 또는 유선으로 측정된 데이터를 감시센터(600) 또는 PDA(Personal Digital Assistants), 핸드폰 등의 단말기(700)로 보내게 된다.

이와 같은 수질 측정이 완료되면, 컨트롤러(500)에서는 모터(312)에 제어신 호를 보내 감김수단(310)의 롤러(311)를 역회전시킨다. 이에 따라 수질센서부(300)는 보호관(200) 내부에 적정 위치로 상승된다.

한편, 본 고안의 수질센서 관리장치는 감김수단(310)을 작동시켜 보호관(200) 내부의 수질센서부(300)를 하천이나 호수의 바닥면에 인접되게 하강시킨 상태에서 지속적으로 사용할 수 있다.

즉, 본 고안에 따른 수질센서부(300)에는 밸러스트 탱크(302)가 설치되고, 이 밸러스트 탱크(302) 내부의 압축공기를 조절하여 줌으로써 건기(乾期) 또는 우기(雨期)에 변화하는 수심 깊이에 따라 수질센서부(300)의 높이가 조절된다.

아울러 컨트롤러(500)는 수질의 오염 정도의 변화에 대한 데이터를 축적하기 위해 일정한 시간이나 날짜 간격으로 측정할 수 있다. 즉, 수질센서부(300)가 수중에 계속 설치되어 있으므로, 컨트롤러(500)는 2시간, 4시간 등 측정하고자 하는 시간 간격을 정해 계속적으로 측정함은 물론 하루 종일 동안 측정된 수질 오염 데이터를 감시센터(600)로 보낸다.

이에 감시센터(600)에서는 수신된 데이터를 데이터베이스에 축적하여 우기 또는 건기에 수질의 오염 정도를 파악하며, 태풍이나 홍수 발생시에 수질 오염 정도를 파악할 수 있게 된다.

또한, 본 고안의 수질센서 관리장치에 설치된 감김수단(310)은 수동으로 수질센서부(300)를 끌어올리거나 내릴 수 있는데, 이러한 수동 조작은 구동 스프라킷(315)에 설치된 손잡이(316)를 회전시킴에 따라 구동 스프라킷(315)이 회전되면서 체인(317)으로 동력이 전달되어 종동 스프라킷(314)을 회전시킨다.

이에 따라 베벨기어(313)가 회전되면서 롤러(311)가 회전된다. 이와 같이 수질센서부(300)는 롤러(311) 회전으로 수질센서부(300) 위치가 조절된다.

한편, 수질센서부(300)는 고정관(205)에 형성된 관통공(206)으로 물이 유입되어 측정되므로, 유속이 감소된 상태에서 측정된다. 그러므로 수질센서부(300)에서 측정되는 데이터의 정확도를 높일 수 있게 된다.

이와 같은 본 고안은 하천이나 호수 등의 수심이 깊은 위치에서 수질의 오염 정도를 측정하므로 수질 오염 상태를 정확하게 측정할 수 있고, 수질센서부에 밸러스트 탱크가 설치되어 있어 변하는 수심에 따라 이동되면서 수질 오염 상태를 측정할 수 있으며, 건기나 우기, 장마, 홍수 발생시뿐만 아니라 일정 시간 간격으로 측정한 데이터를 감시센터로 보내어 데이터를 축적할 수 있고, 수질 오염을 지속적으로 관찰할 수 있어 수질이 오염되지 않도록 오염 방지 대책을 수립할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Claims

교각 또는 제방에 설치되는 제어반,

상기 제어반의 저면에 연결되고, 수중 지면에 근접하게 설치되는 보호관,

상기 보호관 내에 마련되고, 하천 또는 호수의 바닥면에 인접한 물 오염 정도를 측정하는 수질센서부,

상기 제어반 내부에 마련되고, 상기 수질센서부에서 측정된 오염 정보를 전송하는 컨트롤러 및

상기 컨트롤러에 의해 전송된 오염 상태를 표시하는 표시부를 포함하고,

상기 보호관 내부로 케이블과 와이어가 이동되게 설치되고, 이들 케이블과 와이어를 감고 풀어주는 감김수단이 제어반 내부에 설치되며 상기 케이블과 와이어에 연결된 것을 특징으로 하는 수질센서 관리장치.
제1항에 있어서,

상기 제어반의 일측면에 지지대가 설치되되, 상기 지지대에는 회전 가능한 날개에 의해 발전하는 풍력 발전기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 수질센서 관리장치.
제1항에 있어서,

상기 제어반의 상면에는 투명판이 설치되되, 상기 투명판의 저면에는 전지판이 설치되어 상기 전지판에서 생성된 열원으로 발전하는 태양열 발전기가 더 구비된 것을 특징으로 하는 수질센서 관리장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 수질센서부는

물 오염 정도를 측정하는 센서와,

수심 깊이에 따라 상기 센서의 높이를 조절하는 밸러스트 탱크를 구비하는 것을 특징으로 하는 수질센서 관리장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 컨트롤러는 수질센서에서 측정된 수질 오염 정보를 유무선으로 감시센터에 전송하는 것을 특징으로 하는 수질센서 관리장치.
제5항에 있어서,

상기 컨트롤러는 수질센서에서 측정된 수질 오염 데이터를 휴대용 단말기로 송신하며, 상기 휴대용 단말기로부터 제어신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 수질센서 관리장치.