KR200491669Y1 - Devcie for measuring underground water level and underground subsidence - Google Patents
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Abstract
본 고안은 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치에 관한 것으로서, 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하를 측정하기 위한 장치는 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하기 위한 제1 센서 및 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 감지하기 위한 제2 센서를 포함하는 센서부, 제1 센서를 통해 감지되는 저항값 또는 저항값의 변화가 제1 기준치를 만족하는 경우 또는 제2 센서를 통해 감지되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화가 제2 기준치를 만족하는 경우에 외부로 신호를 제공하는 알림부, 센서부 및 알림부와 연결되는 아두이노로 이루어지고, 제1 센서가 물과 접촉할 때의 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하여 지하 수위를 측정하기 위한 제1 모드와 제2 센서가 자석에 인접할 때의 자기장 또는 자기장 세기의 변화를 감지하여 지중 침하를 측정하기 위한 제2 모드 중 어느 하나로 작동할 수 있는 제어부 및 제어부에 연결되어 제어부의 작동 모드를 표시하고 설정할 수 있는 디스플레이부를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for measuring underground water level and subsidence, and an apparatus for measuring underground water level and subsidence according to an embodiment of the present invention includes a first sensor and a magnetic field strength for detecting a resistance value or a change in resistance value Alternatively, a sensor unit including a second sensor for detecting a change in the magnetic field strength, a resistance value sensed through the first sensor or a change in resistance value satisfies the first reference value, or the magnetic field strength sensed through the second sensor Alternatively, when the change in magnetic field strength satisfies the second reference value, an alarm unit that provides a signal to the outside, an sensor unit, and an arduino connected to the alarm unit, and a resistance value when the first sensor contacts water, or The first mode and the second sensor for measuring the ground level by detecting a change in the resistance value detect the change in the magnetic or magnetic field strength when the magnet is adjacent to the magnet, and A control unit connected to the control unit and to operate any one of a second mode for measuring includes a display that can display the operating mode of the control unit and set.
Description
본 고안은 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아두이노를 이용하여 하나의 장치로 지하 수위 및 지중 침하를 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring underground water level and subsidence, and more particularly, to an apparatus capable of measuring underground water level and subsidence using a single device using Arduino.
공사 현장에서는 공사의 안전성을 확인하기 위하여 다양한 계측 장치로 지반 변형량, 침하량 등을 측정, 분석하는 계측 관리가 이루어진다. 이러한 계측 관리를 위한 장치로는 대표적으로 지하수위계, 지중침하계, 지중경사계, 간극수압계, 지표침하계 등이 있다.At the construction site, in order to confirm the safety of construction, measurement management is performed to measure and analyze the amount of ground deformation and settlement with various measuring devices. As a device for such measurement management, there are a groundwater level meter, an underground submergence meter, an underground inclinometer, an interstitial water pressure gauge, and a surface subsidence meter.
이 중 지하수위계는 지하 수위를 측정하기 위한 장치로서, 공사 현장에서 다양한 목적으로 지하수위계를 통한 지하 수위 측정이 이루어진다. 지하 수위의 측정은, 예를 들어 연약 지반에서는 간극수압의 확인을 위해 정수압을 측정할 목적으로 이루어질 수 있고, 가시설의 흙막이에서는 굴착에 따른 지하 수위의 변동을 확인하기 위하여 이루어질 수 있다.Among them, the groundwater level meter is a device for measuring the groundwater level, and the groundwater level is measured through the groundwater level meter for various purposes at the construction site. Measurement of the underground water level, for example, may be made for the purpose of measuring the hydrostatic pressure in order to confirm the pore water pressure in the soft ground, and in the mudguard of the temporary facility, it may be made to confirm the change in the underground water level due to excavation.
지중침하계는 지중의 참하량을 측정하기 위한 장치로서, 심도별 침하량을 측정하여 압밀도를 추정할 목적으로 사용될 수 있다. 지중 침하를 측정함으로써 침하량의 절대치의 변화 및 속도에 대한 허용치를 판단하고 안정 상태를 예측할 수 있다.The underground settlement meter is a device for measuring the amount of subsidence in the ground and can be used for the purpose of estimating the density by measuring the settlement amount by depth. By measuring the subsidence, it is possible to determine the allowance for the change and speed of the absolute value of the subsidence and predict the steady state.
이러한 지하 수위와 지중 침하의 측정은, 각각 수직 방향으로 대수층 및 부동층까지 천공된 굴착공 내에 케이싱과 파이프를 삽입한 후 그라우팅을 실시하여 설치된 설비 내에서 센서를 통해 특정이 이루어진다.The measurement of the underground water level and subsidence is specified through a sensor in the installed facility by inserting a casing and a pipe into an excavation hole drilled to the aquifer and floating layer in the vertical direction, respectively.
도 1은 지하 수위를 측정하기 위한 기존 장치를 개략적으로 나타낸 도면으로, 이를 참조하면 지하 수위 측정 장치(10)는 휠을 포함하는 본체(11), 본체(11)의 휠에 감겨 연장이 가능한 케이블(12) 및 케이블(12)의 일단부에 설치된 센서(13)를 포함한다. 이와 같은 종래의 지하 수위 측정 장치(10)는 줄자 형태의 케이블(12)의 단부에 설치된 센서(13)가 지하수와 접촉할 때 소리 또는 빛을 발산하여 지상부의 사용자가 확인할 수 있는 형태를 갖는다.1 is a view schematically showing an existing device for measuring an underground water level, referring to this, the underground water
이처럼, 지하 수위 및 지중 침하의 측정은 모두 수직 방향으로 센서를 하강시켜 측정이 이루어진다. 또한, 계측 관리를 위하여 지하 수위 및 지중 침하 모두 장시간동안 정기적인 측정이 필요하다. 하지만, 지하 수위의 측정과 지중 침하의 측정은 별개의 측정 장치를 통해 이루어져야 하기에 사용자의 불편함이 따르는 문제가 있다.As such, the measurements of the groundwater level and subsidence are all made by descending the sensor in the vertical direction. In addition, for measurement management, periodic measurements of both groundwater level and underground settlement are required for a long period of time. However, since the measurement of the ground level and the settlement of the subsurface must be performed through separate measurement devices, there is a problem that the user is inconvenient.
본 고안은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 장치로 지하 수위 및 지중 침하를 측정할 수 있는 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and its purpose is to provide a device capable of measuring underground water level and subsidence with one device.
또한, 본 고안은 사용자가 지하 수위 및 지중 침하의 측정 모드를 쉽게 변경할 수 있어 작동이 간편한 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.In addition, the object of the present invention is to provide an underground water level and underground settlement measurement device that is easy to operate because the user can easily change the measurement mode of the underground water level and underground settlement.
본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하를 측정하기 위한 장치는 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하기 위한 제1 센서 및 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 감지하기 위한 제2 센서를 포함하는 센서부, 제1 센서를 통해 감지되는 저항값 또는 저항값의 변화가 제1 기준치를 만족하는 경우 또는 제2 센서를 통해 감지되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화가 제2 기준치를 만족하는 경우에 외부로 신호를 제공하는 알림부, 센서부 및 알림부와 연결되는 아두이노로 이루어지고, 제1 센서가 물과 접촉할 때의 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하여 지하 수위를 측정하기 위한 제1 모드와 제2 센서가 자석에 인접할 때의 자기장 또는 자기장 세기의 변화를 감지하여 지중 침하를 측정하기 위한 제2 모드 중 어느 하나로 작동할 수 있는 제어부 및 제어부에 연결되어 제어부의 작동 모드를 표시하고 설정할 수 있는 디스플레이부를 포함한다.An apparatus for measuring underground water level and subsidence according to an embodiment of the present invention includes a first sensor for detecting a resistance value or a change in the resistance value and a second sensor for detecting a change in the magnetic field strength or the magnetic field strength When the sensor unit, the resistance value or the change in resistance value detected through the first sensor satisfies the first reference value, or when the change in the magnetic field strength or the magnetic field strength sensed through the second sensor satisfies the second reference value It is composed of an alarm unit that provides a signal to the outside, a sensor unit, and an arduino connected to the alarm unit, and is used to measure the underground water level by detecting a resistance value or a change in resistance value when the first sensor contacts water. A first mode and a second sensor that detects a change in magnetic field or magnetic field strength when adjacent to a magnet and can operate in either of the second modes to measure subsidence. Comprises part and is connected to a display control unit that displays the operating mode of the control unit and set.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 센서부는 케이블을 통하여 제어부에 연결될 수 있고, 센서부와 제어부 사이에 가변 저항이 설치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sensor unit may be connected to the control unit through a cable, and a variable resistor may be installed between the sensor unit and the control unit.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 제2 센서는 홀센서로 이루어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second sensor may be formed of a hall sensor.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 알림부는 피에조 스피커를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the notification unit may include a piezo speaker.
본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치는 외부 기기와 무선 통신이 가능한 통신부를 더 포함할 수 있다.The apparatus for measuring underground water level and subsidence according to an embodiment of the present invention may further include a communication unit capable of wireless communication with an external device.
본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치는 제1 센서를 통해 감지되는 저항값 또는 저항값의 변화에 관한 데이터 및 제2 센서를 통해 감지되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화에 관한 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부를 더 포함할 수 있다.The apparatus for measuring underground water level and subsidence according to an embodiment of the present invention relates to a change in a resistance value or a resistance value detected through a first sensor and a change in a magnetic field strength or a magnetic field strength detected through a second sensor A data storage unit for storing data may be further included.
본 고안의 일 실시예에 따른 장치는 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하기 위한 센서와 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 감지하기 위한 센서를 포함하는 센서부를 구비하여 하나의 장치로 지하 수위 및 지중 침하를 측정할 수 있다.The device according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit for detecting a resistance value or a change in the resistance value, and a sensor unit including a sensor for detecting a change in the magnetic field strength or the magnetic field strength. Settling can be measured.
또한, 본 고안의 일 실시예에 따르면 아두이노로 이루어진 제어부가 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하여 지하 수위를 측정하기 모드와 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 감지하여 지중 침하를 측정하기 위한 모드 중 어느 하나로 작동할 수 있고, 제어부에 연결되는 디스플레이부를 통해 제어부의 작동 모드를 표시하고 설정할 수 있어, 사용자가 간편하게 지하 수위 및 지중 침하를 선택적으로 측정할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a control unit made of an Arduino detects a resistance value or a change in resistance value to measure the ground level, and a mode for measuring subsidence by sensing a change in magnetic field strength or magnetic field strength. Either can be operated, and the operation mode of the control unit can be displayed and set through the display unit connected to the control unit, so that the user can conveniently measure the groundwater level and subsidence.
도 1은 종래기술에 따른 지하 수위 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치의 제어부와 센서부의 연결 형태를 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치의 디스플레이부에 표시되는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치로 지하 수위를 측정하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치로 지중 침하를 측정하는 모습을 나타내는 도면이다.1 is a view schematically showing an underground water level measuring device according to the prior art.
2 is a view schematically showing the configuration of an underground water level and subsidence measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a connection form of the control unit and the sensor unit of the underground water level and subsidence measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are views showing a state displayed on a display unit of an underground water level and underground settlement measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a state of measuring the underground water level with the underground water level and subsidence measurement device according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a state of measuring underground settlement with an underground water level and underground settlement measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily implement them.
본 고안을 명확하게 설명하기 위하여 본 고안과 관계없는 부분의 설명은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기, 두께, 위치 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 고안이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며, 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.In order to clearly describe the present invention, descriptions of parts not related to the present invention are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same components throughout the specification. In addition, the size, thickness, location, and the like of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, and the present invention is not necessarily limited to what is illustrated. That is, specific shapes, structures, and characteristics described in the specification may be implemented by changing from one embodiment to another embodiment without departing from the spirit and scope of the present invention, and the position or arrangement of individual components may also be considered. And it should be understood that it can be changed without departing from the scope.
따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 고안의 범위는 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.Therefore, the following detailed description is not intended to be done in a limiting sense, and the scope of the present invention should be taken as encompassing the scope claimed by the claims and all scopes equivalent thereto.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.2 is a view schematically showing the configuration of an underground water level and subsidence measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)는 전원부(110), 제어부(120), 센서부(130), 알림부(140) 및 디스플레이부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the underground water level and underground
전원부(110)는 제어부(120) 등에 전력을 공급하는 역할을 한다. 전원부(110)는 배터리로 이루어져 후술하는 제어부(120)와 함께 케이스 내에 수납될 수 있다. 다만, 본 발명에서 배터리로 이루어지는 전원부가 구비되는 대신에 외부 전원에 연결되어 전력이 공급되는 것도 가능하다.The
제어부(120)는 센서부(130), 알림부(140), 디스플레이부(150)와 연결되고 이들을 제어하여 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)가 본연의 기능을 수행할 수 있도록 한다. 본 실시예에 따르면, 제어부(120)는 아두이노로 이루어져 지하 수위를 측정하기 모드와 지중 침하를 측정하기 위한 모드 중 어느 하나로 작동할 수 있다. 제어부(120)의 구체적인 구성과 기능에 대하여는 뒤에서 상세히 설명한다.The
센서부(130)는 지하 수위 및 지중 침하를 측정하기 위해 저항값 또는 저항값의 변화 및 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 감지하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 센서부(130)는 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하기 위한 제1 센서와 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 감지하기 위한 제2 센서를 포함한다.The
센서부(130)의 제1 센서는 도전성 프로브로 이루어져 접촉되는 물체에 따라 측정되는 전압이 변화하는 것을 이용한다. 구체적으로, 제1 센서에 전류를 흘려주고 물체가 접촉할 때 접촉하는 물체의 저항에 따라 전압이 변화하게 되므로, 전압을 센서부(130)의 제1 센서에 연결된 제어부(120)의 아두이노를 통해 감지함으로써 저항값을 측정하게 된다. 이를 활용하면, 제1 센서가 물에 닿을 때의 저항값의 변화를 감지할 수 있고, 이를 통해 물의 위치, 즉 지하 수위를 측정할 수 있다.The first sensor of the
센서부(130)의 제2 센서는 홀센서(Hall sensor)로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제2 센서는 전도체 및 트랜지스터를 포함하는 홀센서로 이루어질 수 있고, 자기장이 인가될 때 전도체에서 소정의 전압(홀전압)이 발생하여 트랜지스터를 통해 증폭될 수 있다. 이러한 홀 효과에 의해 발생한 전압은 센서부(130)의 제2 센서에 연결된 제어부(120)의 아두이노를 통해 감지될 수 있다. 반대로, 자기장이 인가되지 않을 때에는 트랜지스터와 접지 사이의 큰 저항으로 인해 전압이 발생하지 않게 된다. 이와 같이, 센서부(130)의 제2 센서를 통해 제2 센서의 인근에 자기장이 인가되어 있는지 여부, 보다 구체적으로는 인근에 자석이 위치하는지 여부를 파악할 수 있다. 이를 활용하면, 지중의 특정 위치에 자석을 설치하고 제2 센서를 통해 자석이 설치된 위치(즉, 깊이)의 변화를 측정하는 방식으로 지중 침하를 측정할 수 있다.The second sensor of the
한편, 센서부(130)는 가변 저항을 통해 감도를 조절할 수도 있다. Meanwhile, the
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치의 제어부와 센서부의 연결 형태를 나타내는 도면으로, 이를 참조하면 제어부(120)와 센서부(130)는 케이블(131)로 연결될 수 있고 제어부(120)와 센서부(130)의 연결부에는 가변 저항(133)이 추가로 설치될 수 있다. 이러한 가변 저항(133)을 통하여 센서부(130)의 감도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 저항 변화의 감지가 낮은 경우에는 가변 저항의 저항을 낮추는 방식으로 감도를 높일 수 있다.3 is a view showing the connection form of the control unit and the sensor unit of the underground water level and subsidence measurement apparatus according to an embodiment of the present invention, referring to this, the
알림부(140)는 센서부(130)에서 측정된 값에 따라 사용자에게 지하 수위 및 지중 침하에 관한 정보를 사용자에게 알리는 기능을 수행한다. 구체적으로, 알림부(140)는 센서부(130)의 제1 센서를 통해 감지되는 저항값 또는 저항값의 변화가 사전 설정된 기준(제1 기준치)을 만족하는 경우 알림 신호(제1 신호)를 제공할 수 있다. 그리고 알림부(140)는 센서부(130)의 제2 센서를 통해 감지되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화가 사전 설정된 기준(제2 기준치)을 만족하는 경우에도 알림 신호(제2 신호)를 제공할 수 있다. 제1 신호와 제2 신호는 서로 다른 신호로 제공되나, 반드시 다른 신호로 제공할 필요는 없다.The
제1 센서를 통해 감지되는 저항값 또는 저항값의 변화가 제1 기준치를 만족하는지 여부와 제2 센서를 통해 측정되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화가 제2 기준치를 만족하는지 여부는 제어부(120)에서 판정하게 되며, 제어부(120)에서 판정된 내용에 따라 알림부(140)로 알림 신호를 제공할 것인지 여부를 제어하게 된다. 이때, 제1 신호를 제공하기 위한 제1 기준치는 제1 센서가 물을 접촉할 때의 저항값 또는 저항값의 변화를 기준으로 설정할 수 있으며, 제2 신호를 제공하기 위한 제2 기준치는 자석, 더욱 정확하게는 지중에 설치된 자석에 의해 인가되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 기준으로 설정할 수 있다.The
알림부(140)는 제어부(120)의 아두이노에 연결되는 피에조 스피커로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상술한 바와 같이 제1 센서를 통해 측정되는 저항값 또는 저항값의 변화, 그리고 제2 센서를 통해 측정되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화에 따라 소리가 발생할 수 있고, 이를 통해 사용자가 지하 수위 및/또는 지중 침하 여부를 파악할 수 있다. 물론, 알림부(140)의 알림 신호는 피에조 스피커를 이용한 소리 대신 LED를 이용한 빛으로 표시하는 것도 가능할 것이다.The
디스플레이부(150)는 제어부에 연결되어 제어부의 작동 모드를 표시하고 사용자로 하여금 작동 모드를 설정할 수 있게 하는 역할을 한다. 상술한 바와 같이 제어부(120)는 지하 수위를 측정하기 모드와 지중 침하를 측정하기 위한 모드 중 어느 하나로 작동할 수 있으며, 디스플레이부(150)는 현재 제어부(120)의 작동 모드를 표시하고 모드를 선택할 수 있는 화면을 제공할 수 있다. 또한, 디스플레이부(150)에는 알림부(140)와 별도로 센서부(130)를 통해 감지된 값, 예를 들어 제1 센서를 통해 감지되는 저항값이나 제2 센서를 통해 측정되는 자기장의 세기 등이 표시될 수도 있다.The
본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)는 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 통신부는 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)가 외부 기기, 예를 들어 사용자 단말기 또는 외부 서버와 데이터를 송수신할 수 있도록 기능할 수 있다. 여기에서, 사용자 단말기는 스마트폰, 스마트 패드, 스마트글래스, 스마트워치, 스마트밴드와 같은 다양한 형태의 모바일 디바이스일 수 있다. 통신부는 외부 기기와의 데이터 송수신을 위하여 와이파이(Wi-Fi), 저전력 블루투스(BLE; Bluetooth Low Energy)를 포함하는 근거리 무선통신 모듈로 이루어질 수 있으며, 이외에 공지의 무선통신 모듈로 이루어지는 것도 가능하다.The underground water level and
본 실시예에 따르면, 통신부를 통하여 측정 정보의 전송이 가능하여 원격지에서 정보의 확인 및 관리가 가능하므로, 효율적인 계측 관리가 이루어질 수 있게 된다.According to this embodiment, since measurement information can be transmitted through the communication unit, information can be checked and managed at a remote location, so that efficient measurement management can be achieved.
본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)는 데이터 저장부(미도시)도 더 포함할 수 있다. 데이터 저장부는 제1 센서를 통해 감지되는 저항값 또는 저항값의 변화에 관한 데이터 및 제2 센서를 통해 감지되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화에 관한 데이터를 저장하여, 사용자로 하여금 측정 데이터를 효과적으로 관리할 수 있도록 한다.The underground water level and
본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)의 전원부(110), 제어부(120), 알림부(140), 디스플레이부(150), 통신부 및 데이터 저장부는 단일 케이싱 내에 수납되어 설치될 수 있다. 다만, 전원부(110)로는 케이싱 내에 장착될 수 있는 배터리 대신에 외부 전원을 이용하는 것도 가능하며, 디스플레이부(150)도 단일 케이싱에 설치되지 않고 별도의 기기에 설치되는 것도 가능하며, 통신부를 통해 무선 통신이 가능한 사용자 단말기의 디스플레이를 활용하는 것도 가능할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)는 센서부(130)가 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하기 위한 제1 센서와 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 감지하기 위한 제2 센서를 포함하고, 제어부(120)가 제1 센서를 통해 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하여 지하 수위를 측정하기 위한 모드(제1 모드)와 제2 센서를 통해 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 감지하여 지중 침하를 측정하기 위한 모드(제2 모드)의 두 가지 작동 모드 중 어느 하나로 작동할 수 있다.As described above, the underground water level and
이러한 작동 모드를 구현하고 사용자가 간편하게 사용할 수 있도록 하기 위하여, 본 실시예에서는 제어부(120)를 아두이노로 구현한다. 예를 들어, 제어부(120)는 아두이노 Uno 보드 또는 WeMos 보드로 이루어질 수 있다.In order to implement such an operation mode and allow a user to use it conveniently, in this embodiment, the
또한, 본 실시예에 따르면 아두이노를 디스플레이부(150)에 연결하여 제어할 수 있다. 구체적으로, 센서부(130)를 통해 측정한 값이나 현재 작동 모드를 디스플레이부(150)에서 확인할 수 있으며, 디스플레이부(150)를 통해 아두이노의 설정을 변경하는 등의 조작을 수행할 수도 있다. 상술한 바와 같이 디스플레이부(150)는 단일 케이싱 내에 제어부(120)의 아두이노와 함께 수납될 수 있으나, 이와 달리 USB 케이블을 통하여 연결되는 외부 기기의 디스플레이일 수도 있다.In addition, according to this embodiment, the Arduino can be connected to and controlled by the
도 4a 및 도 4b는 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치의 디스플레이부에 표시되는 모습을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 4a는 아두이노의 스케치 프로그램을 나타내는 것으로, 스케치 프로그램을 통해 사용자가 문자를 입력하고 이를 디스플레이에 출력할 수 있으며, 다양한 함수를 이용하여 프로그램을 작성함으로써 아두이노를 작동시킬 수 있다. 도 4b는 아두이노의 스케치 프로그램에서 시리얼 모니터를 실행시킨 화면을 나타낸다. 도 4b를 참조하면, 시리얼 모니터에서는, 예를 들어 제1 센서를 통해 측정된 전압이 값 0V인 경우 0으로, 5V인 경우 1023으로 하여, 0부터 1023까지의 숫자로 측정값을 표시해준다.4A and 4B are views showing a state displayed on a display unit of an underground water level and underground settlement measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4A shows a sketch program of Arduino, through which a user can input text and output it on a display, and Arduino can be operated by writing a program using various functions. 4B shows a screen in which a serial monitor is executed in an Arduino sketch program. Referring to FIG. 4B, for example, in the serial monitor, the voltage measured through the first sensor is 0 when the value is 0V and 1023 when the voltage is 5V, and the measurement value is displayed as a number from 0 to 1023.
이처럼, 본 고안의 일 실시예에 따르면, 아두이노로 구현한 제어부(120)와 디스플레이부(150)를 통해 센서부(130)에서 측정한 정보를 손쉽게 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 제어부(120)의 작동 모드를 간편하게 변경하여 하나의 장치로 지하 수위 및 지중 침하를 측정할 수 있게 된다.As such, according to an embodiment of the present invention, it is possible to easily check the information measured by the
이하에서는 이러한 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)로 지하 수위 및 지중 침하를 측정하는 모습을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a state in which the underground water level and underground settlement is measured with the underground water level and underground
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치로 지하 수위를 측정하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 수직 방향으로 대수층까지 천공된 굴착공 내에 케이싱과 파이프(210)를 삽입한 후 그라우트재(220)를 주입하여 설치된 지하 측정 설비 내에 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)의 센서(130)를 하강시킨다. 센서(130)의 단부에는 제1 센서가 설치되어 있으며, 제1 센서가 지하수(230)에 닿으면 제1 센서와 연결된 제어부에서 저항값의 변화를 감지할 수 있게 된다. 저항값 또는 저항값의 변화가 제1 기준치를 만족하는 경우 알림부(140)의 피에조 스피커 등을 통해 사용자에게 알림 신호로 제공하게 되며, 알림 신호가 제공된 시점까지의 센서부(130)의 하강 길이를 통해 지하 수위를 측정할 수 있게 된다. 이때, 사용자는 디스플레이부(150)를 통해서도 저항값 또는 저항값의 변화를 확인하여 제1 센서가 지하수(230)에 닿았는지 여부를 확인할 수 있다.5 is a view showing a state of measuring the underground water level with the underground water level and subsidence measurement device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, after inserting the casing and the
도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치로 지중 침하를 측정하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 수직 방향으로 부동층까지 천공된 굴착공 내에 케이싱과 파이프(310)를 삽입하고 측부 및 하부 자석부(330)를 장착한 후 그라우트재(320)를 주입하여 설치된 지중 침하 측정 설비 내에 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치(100)의 센서(130)를 하강시킨다. 센서(130)에는 제2 센서가 단부에 설치된 제1 센서보다 위쪽에 설치될 수 있으며, 제2 센서가 자석부(330)에 인접하게 되면 제2 센서와 연결된 제어부를 통해 자기장 세기 내지 그 변화를 감지할 수 있게 된다. 구체적으로, 제2 센서는 홀센서로 이루어져, 제2 센서가 자석부(330) 인근에 도달할 때 홀센서에서 발생하는 전압을 제어부(120)에서 감지할 수 있게 된다. 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화가 제2 기준치를 만족하는 경우 알림부(140)의 피에조 스피커 등을 통해 사용자에게 알림 신호로 제공하게 되며, 알림 신호가 제공된 시점까지의 센서부(130)의 하강 길이를 통해 지중 침하 여부를 확인할 수 있다. 자석부(330)는 측부에 장착되는 복수의 스파이더 자석(331)과 하부에 장착되는 링 자석(333)을 포함할 수 있으며, 이를 통해 층별 침하 여부를 확인할 수 있다. 마찬가지로, 사용자는 디스플레이부(150)를 통해서도 자기장 또는 자기장의 변화를 확인하여 제2 센서가 자석부(330)에 도달하였는지 여부를 확인할 수 있다.6 is a view showing a state of measuring underground settlement with an underground water level and underground settlement measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the underground settlement measurement facility installed by inserting the
이상 본 고안을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명하였으나, 상기 실시예는 본 고안의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.Although the present invention has been described by specific matters such as specific components and limited embodiments, the above embodiments are provided to help the overall understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and the present invention Those skilled in the art can make various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 고안의 사상은 앞서 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 고안의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments described above, and should not be determined, and all claims that are equally or equivalently modified with the claims as described below belong to the scope of the spirit of the present invention. will be.
100: 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치
110: 전원부
120: 제어부
130: 센서부
131: 케이블
133: 가변저항
140: 알림부
150: 디스플레이부100: underground water level and subsidence measurement device
110: power supply
120: control unit
130: sensor unit
131: cable
133: variable resistance
140: notification unit
150: display unit
Claims (6)
저항값 또는 저항값의 변화를 감지하기 위한 제1 센서 및 자기장 세기 또는자기장 세기의 변화를 감지하기 위한 제2 센서를 포함하는 센서부,
상기 제1 센서를 통해 감지되는 저항값 또는 저항값의 변화가 제1 기준치를 만족하는 경우 외부로 제1 신호를 제공하고, 상기 제2 센서를 통해 감지되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화가 제2 기준치를 만족하는 경우 외부로 상기 제1 신호와 다른 제2 신호를 제공하는 알림부,
상기 센서부 및 상기 알림부와 연결되는 아두이노로 이루어지고, 상기 제1 센서가 물과 접촉할 때의 저항값 또는 저항값의 변화를 감지하여 지하 수위를 측정하기 위한 제1 모드와 상기 제2 센서가 자석에 인접할 때의 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화를 감지하여 지중 침하를 측정하기 위한 제2 모드 중 어느 하나로 작동할 수 있는 제어부,
상기 제어부의 아두이노에 연결되어, 상기 센서부의 제1 센서 및 제2 센서를 통해 측정된 값과 상기 제어부의 작동 모드를 표시하고 상기 제어부의 작동 모드를 선택할 수 있는 화면을 제공하는 디스플레이부 및
외부 기기와 무선 통신이 가능한 통신부
를 포함하고,
상기 센서부는 전선을 통하여 상기 제어부에 연결되고, 상기 센서부와 상기 제어부 사이에 상기 센서부의 감도를 조절하기 위한 가변 저항이 설치되며,
상기 제2 센서는 홀센서로 이루어지며,
상기 디스플레이부에서 상기 제어부의 아두이노의 설정을 변경할 수 있고,
상기 제어부, 상기 알림부, 상기 디스플레이부 및 상기 통신부는 단일 케이싱 내에 수납되어 설치되며,
상기 알림부를 통해 상기 제1 신호가 제공될 때의 상기 센서부의 하강 길이를 통해 지하 수위를 측정하고, 상기 알림부를 통해 상기 제2 신호가 제공될 때의 상기 센서부의 하강 길이를 통해 지중 침하 여부를 확인하는, 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치.A device for measuring subsurface water level and subsidence,
A sensor unit including a first sensor for sensing a resistance value or a change in the resistance value and a second sensor for sensing a change in magnetic field strength or magnetic field strength,
When a resistance value or a change in resistance value detected through the first sensor satisfies a first reference value, a first signal is provided externally, and a change in magnetic field strength or magnetic field strength detected through the second sensor is second. A notification unit that provides a second signal different from the first signal when the reference value is satisfied,
A first mode and a second mode for measuring an underground water level by sensing a resistance value or a change in resistance value when the first sensor is made of Arduino connected to the sensor unit and the notification unit, and when the first sensor contacts water. A control unit capable of operating in any one of the second modes for measuring the subsidence by sensing the change in magnetic field strength or magnetic field strength when the sensor is adjacent to the magnet,
A display unit connected to the Arduino of the control unit to display a value measured through the first sensor and the second sensor of the sensor unit and an operation mode of the control unit and to provide a screen for selecting an operation mode of the control unit and
Communication unit capable of wireless communication with external devices
Including,
The sensor unit is connected to the control unit through a wire, a variable resistor is installed between the sensor unit and the control unit to adjust the sensitivity of the sensor unit,
The second sensor is made of a hall sensor,
In the display unit, the Arduino settings of the control unit can be changed.
The control unit, the notification unit, the display unit and the communication unit is housed and installed in a single casing,
The underground water level is measured through the falling length of the sensor unit when the first signal is provided through the notification unit, and whether the underground settlement is determined through the falling length of the sensor unit when the second signal is provided through the notification unit. Groundwater level and subsidence measuring devices, which are identified.
상기 알림부는 피에조 스피커를 포함하는, 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치.According to claim 1,
The notification unit includes a piezo speaker, underground water level and subsidence measurement device.
상기 제1 센서를 통해 감지되는 저항값 또는 저항값의 변화에 관한 데이터 및 상기 제2 센서를 통해 감지되는 자기장 세기 또는 자기장 세기의 변화에 관한 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장부를 더 포함하는 지하 수위 및 지중 침하 측정 장치.According to claim 1,
An underground water level further comprising a data storage unit for storing data relating to a resistance value or a change in resistance value sensed through the first sensor and data related to a change in magnetic field intensity or magnetic field intensity sensed through the second sensor, and Underground settlement measuring device.
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---|---|---|---|
KR2020190003615U KR200491669Y1 (en) | 2019-08-30 | 2019-08-30 | Devcie for measuring underground water level and underground subsidence |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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