KR20080004998A - 표지모래 추적용 ｇｐｓ수신 데이터 연동 방사선 계수시스템 - Google Patents

표지모래 추적용 ｇｐｓ수신 데이터 연동 방사선 계수시스템 Download PDF

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KR20080004998A
KR20080004998A KR1020060064046A KR20060064046A KR20080004998A KR 20080004998 A KR20080004998 A KR 20080004998A KR 1020060064046 A KR1020060064046 A KR 1020060064046A KR 20060064046 A KR20060064046 A KR 20060064046A KR 20080004998 A KR20080004998 A KR 20080004998A
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김재호
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Abstract

본 발명은 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템에 관한 것으로, 표지모래로 이루어지는 추적자를 탐지하기 위한 방사선 센서 및 이를 보호하기 위한 검출기 하우징에 의하여 표지모래의 추적이 용이하고, 상용 GPS(위치 측정 시스템, Global Positioning System)가 적용됨으로써 상용 GPS 수신 데이터 및 방사선 센서로부터 수신된 방사선 데이터를 정확히 연동하여 계수 및 계측할 수 있으며, 계측된 계수 값 및 위치 데이터 등의 각종 데이터를 컴퓨터에 유, 무선상으로 제공함으로써 추적자의 위치 추적 및 연산이 용이할 뿐만 아니라, 시간에 따른 분포 변화의 측정이 용이하고, 표사의 이동 방향, 이동량 및 이동 속도의 명확하고 정량적인 평가가 가능한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템을 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은, 인공 방사성 표지모래를 통하여 계측되는 방사선 수치와 위치 데이터를 기록하는 장치에 있어서, 방사성 표지모래로 이루어지는 추적자를 추적하기 위하여 방사선을 검출하는 방사선 검출기 슬레드; GPS 인공 위성을 통하여 위치 데이터를 제공받고, 제공받은 위치 데이터의 전송 기능을 갖는 상용 GPS 수신기; 상기 방사선 센서에 연결되고, 상기 상용 GPS 수신기에서 전송되는 GPS 수신 데이터에 연동으로 동작하여 방사선을 계수하는 GPS 연동 방사선 계측기; 및 상기 GPS 연동 방사선 계측기에 연결되어 각종 데이터를 처리하는 컴퓨터; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
표사거동 추적(Sediment Transport), 위치 측정 시스템(GPS), 방사선 계수 시스템(Radiation counting system), 데이터 동기화(Data Synchronization), 방사성 추적자

Description

표지모래 추적용 ＧＰＳ수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템{Radiation counting system synchronized with GPS data for sediment transport study}
도 1은 종래 기술에 따른 방사선 계수 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도,
도 2는 상용 GPS 수신기 및 방사선 계측기를 이용한 표지모래 추적기술 장치의 구성에 따른 일반적인 개념을 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템에 상용 GPS 수신기와 GPS 연동 방사선 계측기가 결합된 모습을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템의 GPS 연동 방사선 계측기를 나타내는 평면도,
도 6은 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템의 방사선 검출기 슬레드를 개략적으로 나타내는 단면도.
** 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 **
1 : 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템,
10 : 방사선 검출기 슬레드, 11 : PM 튜브,
12 : 섬광체, 13 : 방사선 센서,
14 : 연결고리, 15 : 검출기 하우징,
15a : 후미부, 15b : 선두부,
16 : 차폐체, 17 : 결합 공간,
18 : 케이블, 19 : 실리콘 링,
30 : 상용 GPS 수신기, 31 : 안테나,
32 : 배터리,
50 : GPS 연동 방사선 계측기, 52 : 고전압 연결단자,
53 : 연동 데이터 출력단자, 55, 56 : 전원 연결단자,
57 : GPS 연결단자, 58 : LCD 표시창,
59 : 고전압 조절단자,
60 : 에너지 창 조절 단자,
61 : 방사선 에너지 문턱값(Threshold) 제어단자,
62 : 방사선 에너지 크기 창(Window) 선택 온/오프 스위치,
63 : 방사선 센서(Detector) 공급용 고전압 온/오프 스위치,
64 : 방사선 계측기 온/오프 스위치,
65 : 상용 GPS 장치 부착단자, 70 : 컴퓨터.
본 발명은 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표지모래로 이루어지는 추적자를 탐지하기 위하여 섬광체와 PM tube로 이루어지는 방사센 센서 및 이를 보호하기 위한 검출기 하우징(Sled)에 의하여 표지모래의 추적이 용이하고, 상용 GPS(위치 측정 시스템, Global Positioning System)가 적용됨으로써 상용 GPS 수신 데이터 및 방사선 센서로부터 수신된 방사선 데이터를 정확히 연동하여 계수 및 계측할 수 있으며, 계측된 계수 값 및 위치 데이터 등의 각종 데이터를 컴퓨터에 유, 무선상으로 제공함으로써 추적자의 위치 추적 및 연산이 용이하게 구성된 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 연안에서의 인위적 활동에 의한 수리 현상의 변화로 발생되는 표사 이동의 불균형은 해안선의 변형, 항만 및 항로의 매몰 등 심각한 문제를 발생시킬 수 있다.
이렇게 항내 또는 항로로 이동하는 연안 퇴적물에 의해 발생되는 매몰 현상은 선박의 입/출항에 지장을 초래하고, 항만의 수질을 악화시킨다.
이렇게 환경 변화를 막기 위해 막대한 예산을 투입하여 외곽 시설을 설치하 거나, 양빈 및 준설을 실시하고 있는 실정이다. 즉, 환경 변화를 막기 위하여 방파제, 방사제 등의 외곽 시설을 증설하거나, 준설을 실시하고, 이러한 준설토는 외해로 수송하여 투기하며, 준설토의 투기 장소 선정이 잘못되면 투기된 준설토가 다시 항만이나 항로로 되돌아 오게 되어 막대한 예산의 낭비를 발생시킨다.
그러나, 이러한 현상들의 원인을 파악하기 위해서는 장기적이고, 체계적이며, 과학적인 연구를 통해 분석하고 나아가 이를 감시하고, 방지할 수 있는 종합적인 대책이 필요하다.
한편, 방사선 및 방사성동위원소를 이용한 다양한 기술이 의료, 농업, 공업 등 현대의 거의 모든 산업 분야에서 폭넓게 활용되고 있으며, 이 중에서도 방사성 추적자 기술 및 방사선 응용 계측기술의 공업적 이용은 정유, 화학, 철강, 시멘트, 제지 등 장치 산업 분야와 건설, 전자 등 대부분의 공업 분야 뿐만 아니라, 환경 평가 및 공해의 추적 등에도 활용될 수 있다.
여기서, 환경 평가에 관련된 방사성 추적자 기술은 연안역(Coastal Zone)에서의 해안선 변형과 관련된 표사이동(Sediment Transport) 및 연안수역에 설치된 수중확산관에서 방류되는 오염물질의 확산범위를 평가하는 데에도 활용될 수 있다.
이렇게 해안선의 변형, 항로 및 항만의 매몰 등에 대한 대책을 수립하기 위해서는 실제 해저의 모래 이동 및 모래 이동 패턴을 측정하여야 한다.
실제 해저의 모래 이동 및 모래 이동 패턴을 측정하기 위해서는 인공 방사성 표지모래가 투입 및 적용되고, 인공 방사성 표지모래를 통하여 계측되는 방사선 수치와 위치 데이터를 동시에 기록하는 장치가 요구된다.
상술한 바와 같이, 현지 퇴적물과 물리/화학적 성질을 같게 만든 방사성동위원소 표지 추적자를 이용한 실험을 통하여 오염 물질이나, 표사와 같은 퇴적물의 이동 경로나 거동을 파악함으로써 항내 혹은 항로의 퇴적 지점을 규명하고, 투기된 준설토의 준설 지점으로 재이동 여부를 파악하여 적당한 투기 장소를 선정하며, 준설 공사 시 경제적 절감을 도모할 수 있다.
여기서, 인공 방사성 표지모래의 방사성동위원소로 192Ir glass를 사용하지만, 60Co나 46SC를 사용하기도 한다.
상술한 바와 같은, 동위원소 표지모래 수 십 그램(g)을 사용하여 조사하고자 하는 대상 지점에 해저 약 1m 높이에서 투입하고 난 후 일정한 시간 간격으로 여러 차례 추적을 실시하고, 추적 방법으로는 방사선 센서(detector)를 포함한 이동기구(sled)를 해저에 위치시킨 후 견인 케이블을 이용하여 선박에서 끌면서 해저면의 방사선 준위를 측정한다.
여기서, 이동기구는 상술한 바와 같이, 방사선 검출 센서를 포함하고 있으며, 견인 케이블은 강도 유지를 위한 철선과 신호 전송을 위한 동축 케이블로 되어 있다.
한편, 방사선 센서는 고전압을 인가하면 방사선 검출 신호를 전기 펄스 형태로 출력하게 되며, 이러한 전기 펄스는 견인 케이블에 함께 매여진 동축 케이블을 통하여 선박 위에 위치한 방사선 계측장치에 전송된다.
선박 위의 방사선 계측기는 해저의 방사선 센서에 고전압을 공급하는 동시에 방사선 센서로부터 전송되어온 신호를 수신하고, 분석한 후 계수를 하는 기능을 갖는다.
방사선 계측기는 방사선 계수 후 PC로 데이터를 전송하게 되며, 이와 동시에 상용 GPS에서도 발생된 위치 데이터를 PC로 전송하게 된다.
여기서, 일반적으로 사용되는 상용품의 GPS 수신 장치는 NMEA-0813 형태(format)의 ASCⅡ 데이터를 시리얼 포트(Serial Port)로 컴퓨터(Computer) 등에 전송할 수 있는 기능을 제공한다.
이러한 기능을 통하여 GPS 데이터를 이용한 여러 가지 응용을 할 수 있게 된다. 이때, GPS 수신기를 통하여 전송되는 전송 데이터는 위치, 시간, 고도 등 여러 가지 데이터가 포함되어 있다.
이렇게 방사성 표지모래를 이용한 해사 추적 시스템은 GPS를 통하여 위치 데이터를 전송받게 되며, 방사선 계측기에서 방사선 계측값을 전송받게 된다.
일반적으로, 상용 방사선 계측기 및 GPS 수신기를 인공 방사성 표지모래 계측에 이용하기 위해서는 방사선 계측기 및 GPS 수신기에 RS232C 등의 데이터 출력 단자를 포함하고 있어야 한다.
방사선 계측기는 일정 간격으로 ASCⅡ 데이터를 전송하는 기능이 포함되어 있어야 하며, GPS 수신기 또한 NMEA-0813 형태의 ASCⅡ 데이터를 일정 간격으로 전송하는 기능을 갖고 있어야 한다.
방사선 계측기와 GPS 수신기의 데이터 전송은 각 장치 내부에 포함된 시간 발생장치를 통하여 데이터 전송 간격을 조절하게 된다.
이러한 시간 발생장치는 일정한 오차를 포함하고 있어 장시간 사용을 하게 되면 시간 오차가 발생된다.
즉, 도 1, 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 방사선 검출기(110)를 통하여 인공 방사성 표지모래에서 계측되는 방사선 수치에 따른 방사선 데이터와 GPS 수신기의 안테나(131)를 통하여 제공되는 위치 데이터를 동시에 기록하는 컴퓨터 등의 장치는 장시간 계측 작업을 수행할 경우, 각 장치의 시간 오차로 인해 방사선 데이터와 표지모래의 위치 데이터 어긋남이 발생되고, 이러한 데이터의 어긋남은 방사선 데이터를 추출한 위치 데이터가 부정확해짐으로써 모래 이동 정보에 대한 계측 결과의 신뢰성을 저하시키게 된다는 문제점이 있었다.
또한, 데이터 출력단자가 없는 방사선 계측기는 해사 추적용으로 사용이 불가능하게 되어 상용 방사선 계측기의 선택에 제약이 있으며, 데이터 전송 프로토콜 또한 적합하여야 한다는 제약이 있다.
더불어, 다목적으로 제작된 상용 장비를 선박 내에 케이블로 연결 및 설치하여 운용하여야 하기 때문에 선박 내에 GPS 수신기의 설치 공간 및 방사선 검출기와 연결되는 방사선 계측기의 설치 공간을 확보해야 하며, 작업 전에 각 계측기간 접속을 해야 하는 등 설치가 번거롭고, 복잡하다는 문제점이 있었다.
그리고, 선상의 작업 공간은 파도 및 너울 등에 의해 발생되는 진동에 의하여 케이블간의 접속에 불량이 발생할 가능성이 많다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 표지모래로 이루어지는 추적자를 탐지하기 위하여 섬광체와 PM tube로 이루어지는 방사센 센서 및 이를 보호하기 위한 검출기 하우징(Sled)에 의하여 표지모래의 추적이 용이하고, GPS 수신기에서 전송되어 오는 위치 데이터의 수신 신호를 계수 시작 신호로 간주하여 방사선 계수를 시작한 후 다음 수신 신호를 기준으로 방사선 계수를 종료하는 동시에 다음 계수를 반복하게 된다.
또한, 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 시스템은 계측된 방사선 데이터를 GPS 수신기의 위치 데이터에 추가하여 컴퓨터(PC)로 전송하게 되며, 따라서 방사선 계측 값과 계측된 위치 데이터는 정확히 연동하여 기록하게 된다.
더불어, 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 시스템은 RS232로 GPS 데이터를 송출할 수 있는 기능이 장착된 알반적으로 상용화된 형태의 GPS 시스템을 이용하여 일체형으로 제작함으로써 GPS 연동 방사선 계측기와 케이블 접속을 분리하지 않고 사용할 수 있도록 선박 위에서 고정 설치하는데 용이하도록 설계하였으며, 12V의 배터리를 전원으로 동작할 수 있도록 구성되어 있다.
이와 같이, 상용 GPS(위치 측정 시스템, Global Positioning System)에 정확히 연동하여 방사선 데이터를 정확히 계수 및 계측할 수 있으며, 계측된 계수 값 및 위치 데이터 등의 각종 데이터를 컴퓨에 유, 무선상으로 제공함으로써 추적자의 위치 추적 및 연산이 용이한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 인공 방사성 표지모래를 통하여 계측되는 방사선 수치와 위치 데이터를 기록하는 장치에 있어서, 방사성 표지모래로 이루어지는 추적자를 추적하기 위하여 방사선을 검출하는 방사선 검출기 슬레드; GPS 인공 위성을 통하여 위치 데이터를 제공받고, 제공받은 위치 데이터의 전송 기능을 갖는 상용 GPS 수신기; 상기 방사선 센서에 연결되고, 상기 상용 GPS 수신기에서 전송되는 GPS 수신 데이터에 연동으로 동작하여 방사선을 계수하는 GPS 연동 방사선 계측기; 및 상기 GPS 연동 방사선 계측기에 연결되어 각종 데이터를 처리하는 컴퓨터; 를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 GPS 연동 방사선 계측기는 상용 GPS 수신기로부터 위치 데이터를 수신하기 위한 GPS 연결단자가 구비된다.
여기서, 상기 GPS 연동 방사선 계측기는 상용 GPS 수신기로부터 수신된 위치 데이터 및 이에 연동된 방사선 계수값을 첨부시켜 전송하기 위한 연동 데이터 출력단자가 더 구비된다.
더불어, 상기 GPS 연동 방사선 계측기는 위치 데이터 전송 기능을 갖는 상용 GPS 수신기로부터 수신되는 위치 데이터의 수신 시간 간격을 기준으로 방사선을 계수하도록 이루어진다.
한편, 상기 방사선 슬레드는 섬광체 및 PM 튜브(Tube)로 이루어지는 방사선 센서와, 상기 방사선 센서를 그 내부에 수용하기 위하여 결합공간을 갖는 검출기 하우징을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 검출기 하우징은 원통형상체로서, 선두부가 직경이 감소하는 형상으로 형성되되, 방사선 센서에 연결되는 케이블이 삽입설치되고, 후미부의 중심부에 부표를 설치하기 위한 로우프가 연결되는 연결고리가 구비된다.
그리고, 상기 후미부는 방사선을 검출하기 위하여 밀도를 최소화하도록 플라스틱 재질로 이루어진다.
대안적으로는, 상기 검출기 하우징은 그 내부에 섬광체와 PM 튜브에서 발생되는 충격을 방지하기 위한 환형의 실리콘 링이 구비되되, 상기 실리콘 링은 상기 섬광체와 PM 튜브의 외주연에 삽입결합된다.
여기서, 상기 실리콘 링이 소정간격 이격되어 다수개 구비된다.
한편, 상기 검출기 하우징이 스테인레스 스틸 재질로 이루어진다.
그리고, 상기 검출기 하우징의 외주연 적소에 납재질의 차폐체가 구비된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템에 상용 GPS 수신기와 GPS 연동 방사선 계측기가 결합된 모습을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템의 GPS 연동 방사선 계측기를 나타내는 평면도이 고, 도 6은 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템의 방사선 검출기 슬레드를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템(1)은 방사선 검출 슬레드(10)와 상용 GPS 수신기(30)와 GPS 연동 방사선 계측기(50) 및 컴퓨터(70)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 방사선 검출기 슬레드(10)는 해저의 방사성 표지모래로 이루어지는 추적자를 추적하기 위한 것으로서, 섬광체(12) 및 PM 튜브(Tube, 11)로 이루어지는 방사선 센서(13)와 상기 방사선 센서(13)를 그 내부에 수용하기 위한 결합공간(17)을 갖는 검출기 하우징(15)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 섬광체(12)와 PM 튜브(11)로 이루어지는 방사선 센서(13)는 표지모래로 이루어지는 추적자에서 방출되는 방사선을 검출하기 위한 센서로 구비되며, 추적자에서 방출되는 감마선 등의 방사선을 측정 가능한 전기적 신호로 변환하는 역할을 담당한다.
한편, 상기 검출기 하우징(15)은 원통형상체로 형성되되, 케이블(18)이 연결되는 선두부(15b)와 그 중심부에 부표(미도시)를 설치하기 위한 로우프(미도시)가 연결되는 연결고리(14)가 구비되는 후미부(15a)로 형성된다. 여기서 케이블(18)이 연결되는 선두부(15b)는 직경이 감소하는 깔때기형상으로 형성되고, 상기 선두부(15b)를 통하여 견인선이 체결된다.
그리고, 상기 검출기 하우징(15)의 선두부(15b)에 연결되는 케이블(18)은 방 사선 신호 전송을 위한 동축 케이블로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 케이블(18)은 상기 검출기 하우징(15)의 선두부(15b)로 삽입결합되어 방사선 센서(13)의 PM 튜브(11)에 연결된다.
여기서, 상기 검출기 하우징(15)의 후미부(15a)에 연결되는 부표에 의하여 바다속에서 방사선 검출기 슬레드(10)의 이동 시 상기 방사선 검출기 슬레드(10)의 위치 파악이 용이하고, 견인 케이블의 절단 시 검출기 하우징(15)의 회수가 용이해진다.
상기한 바와 같이, 상기 검출기 하우징(15)에 의하여 그 내부에 수용되는 섬광체(12)와 PM 튜브(11)로 이루어지는 방사선 센서(13)의 보호가 용이할 뿐만 아니라, 방사선 센서(13)에서 발생되는 충격을 방지하며, 상기 섬광체(12)의 검출 효율을 최대화할 수 있다.
이를 위하여 상기 검출기 하우징(15)은 스테인레스 스틸 재질로 이루어진다.
이때, 상기 검출기 하우징(15)의 외주연 적소에 납재질의 차폐체(16)가 구비된다.
한편, 방사선 검출을 용이하게 하기 위한 상기 검출기 하우징(15)의 후미부(15a)는 밀도를 최소화하기 위하여 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 섬광체(12)는 방사선을 검출하는 역할을 담당하며, 이로 인해 상기 후미부(15a)의 밀도가 최소화되도록 플라스틱 재질로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 검출기 하우징(15)의 후미부(15a)가 플라스틱 재질로 이루어져 있으나, 방사선의 검출이 용이하다면 기타 다양한 재질로 이루 어지는 것도 가능하다.
그리고, 상기 검출기 하우징(15)의 결합공간(17) 내주연에 환형으로 형성되는 실리콘 링(19)이 구비된다. 즉, 섬광체(12)와 PM 튜브(11)로 이루어지는 방사선 센서(13)가 결합되기 위한 검출기 하우징(15)의 결합공간(17)에 환형의 실리콘 링(19)이 소정간격 이격되어 다수개 구비되며, 이로 인해 방사선 센서(13)의 충격을 완충한다.
이때, 상기 검출기 하우징(15)의 결합공간(17)에 구비되는 환형의 실리콘 링(19)은 검출기 하우징(15)의 결합공간(17)에 결합되는 방사선 센서(13)의 외주연에 끼움결합된다.
상기 상용 GPS 수신기(30)는 상용화된 GPS 인공 위성(도번 미도시)을 통하여 상기 상용 GPS 수신기(30)가 위치하는 곳의 위치 데이터를 제공받는다.
이를 위하여 상기 상용 GPS 수신기(30)는 안테나(31) 및 배터리(32)를 포함하는 기타 장비로 이루어진다.
상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)는 상기 상용 GPS 수신기(30)와 결합되며, 이를 위하여 고전압 연결단자(52)와 연동 데이터 출력단자(53)와 전원 연결단자(55, 56)와 GPS 연결단자(57)와 계수된 계수값을 디스플레이 하기 위한 LCD 표시창(58)과 고전압 조절단자(59)와 에너지 창 조절단자(60)와 방사선 에너지 문턱값(Threshold, 61) 제어단자와 방사선 에너지 크기 창(Window) 선택 온/오프 스위치(62)와 방사선 센서(Detector) 공급용 고전압 온/오프 스위치(63)와 방사선 계측기 온/오프 스위치(64) 및 상용 GPS 장치 부착단자(65)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)는 상기 방사선 검출기 슬레드(10)의 방사선 센서(13)와 연결되는 케이블(18)을 통하여 고전압을 공급하는 고전압 공급장치 회로가 더 포함되며, 상기 방사선 센서(13)에서 케이블(18)을 통하여 전기 신호를 수신 받아 신호 처리(Signal Processing) 및 처리된 펄스(Pulse)를 계수(Counting)하는 부분으로 분류된다.
그리고, 상기 방사선 에너지 문턱값 제어단자(61)는 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)의 케이스 외부에 방사선 신호 처리를 위한 문턱 전압(Threshold Voltage)을 설정하고, 상기 고전압 조절단자(59)는 상기 방사선 검출기 슬레드(10)의 방사선 센서(13)에 공급되는 고전압을 설정하며, 에너지 창 조절단자(60)는 계수하고자 하는 방사선 에너지의 크기를 설정한다.
여기서, 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)는 방사선 검출기 슬레드(10)의 방사선 센서(13)가 해저 인공 방사선 표지모래에서 발생한 방사선 검출 신호를 동축 케이블로 이루어지는 케이블(18)에 의해 전송받는다.
이때, 상기 케이블(18)은 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)의 고전압 연결단자(52)에 연결되고, 상기 고전압 연결단자(52)에 의하여 방사선 검출 신호가 GPS 연동 방사선 계측기(50)로 제공된다.
더불어, 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)는 상기 상용 GPS 수신기(30)를 통하여 전송되는 방사선 데이터를 상용 GPS 장치 부착단자(65) 및 GPS 연결 단자에 의해 전송받는다.
한편, 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)는 상용 GPS 수신기(30)에서 전송되 는 위치 데이터의 수신 신호를 계수 신호로 간주하고, 이로 인해 방사선 계수를 시작하여 다음 수신 신호를 기준으로 방사선 계수를 종료하는 동시에 다음 계수를 반복하게 된다.
따라서, 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)는 상기 상용 GPS 수신기(30)와 연동하여 동작하는 경우, 그 내부에 구비되는 별도의 내장 타이머(미도시)를 사용하지 않고, 상용 GPS 수신기(30)와 연동하여 동작한다.
이때, 계측된 방사선 데이터에 GPS 인공 위성을 통하여 제공받는 상용 GPS 수신기(30)의 위치 데이터에 추가하여 컴퓨터(PC, 70)로 전송되고, 전송된 방사선 계측값과 계측된 위치 데이터는 정확히 연동하여 기록된다.
여기서, 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)에 상용 GPS 수신기(30)가 연결되어 있지 않거나, 상기 상용 GPS 수신기(30)에서 별도의 수신 신호가 제공되지 않을 경우, 내부에 구비되는 별도의 타이머가 동작하여 컴퓨터(70)로 데이터를 송신하지 않도록 구성된다.
이를 위하여 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)에 별도의 내장 타이머가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 컴퓨터(PC, 70)는 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)에 연결되어 각종 데이터를 처리한다. 즉, 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)에서 계수한 방사선수 및 위치 데이터의 실시간 표시와 각종 데이터의 처리 및 기록을 위하여 컴퓨터(70)가 구비되되, 상기 컴퓨터(70)는 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)의 연동 데이터 출력단자(53)에 연결된다.
여기서, 상기 컴퓨터(70)는 휴대가 용이한 노트북 컴퓨터(Notebook Computer)를 포함하는 일반적인 컴퓨터로 이루어지는 것이 바람직하나, 유, 무선 통신이 가능하고, 각종 데이터의 저장이 가능하다면 PDA 등의 통신 기기로 이루어지는 것도 가능하다.
한편, 상기 컴퓨터(70)에는 추적자의 위치를 파악하고, 각종 데이터를 수집하기 위한 별도의 프로그램 또는 소프트 웨어를 갖도록 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템(1)의 동작 과정을 설명한다.
먼저, 연안 해양에서의 표사 거동 추적 실험을 위하여 방사선 센서(13)가 이를 검출할 수 있도록 표지모래를 원자로에서 중성자 조사를 통하여 제조한다.
여기서, 연안에서 사용되는 대표적인 방사성동위원소 추적자의 종류는 실험에 따라 여러 가지로 나뉘어지지만, 방사성동위원소의 특성 감마 에너지와 반감기를 고려하여 방사성 추적자를 제조하게 된다.
상기한 바와 같은 방법에 의하여 제조된 표지모래를 추적자로써 연안 또는 해저의 투입 지점에 투입한다.
그리고, 연안 또는 해저의 투입 지점에 추적자를 투입 및 투척한 후 추적자 탐사 및 위치를 파악하기 위한 선박에 GPS 연동 방사선 계측기(50)와 상용 GPS 수신기(30) 및 컴퓨터(70)를 포함하는 각종 장비를 설치한 후 케이블로 연결되는 방 사선 검출기 슬레드(10)를 해저 바닥에 위치시킨 후 상기 방사선 검출기 슬레드(10)를 견인하면서 방사능의 시간에 따른 공간적인 분포 변화를 계측한다.
이때, 상기 방사선 검출기 슬레드(10)의 견인은 별도의 스틸 와이어(Steel Wire, 미도시)를 사용하며, 신호 전송을 위하여 동축 케이블로 이루어지는 케이블(18)을 케이블 타이 또는 테이프 등으로 스틸 와이어에 부착시킨다.
이때, 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)의 방사선 에너지 문턱값 제어단자(61)와 고전압 조절단자(59) 및 에너지 창 조절단자(60)를 통하여 선택된 방사선은 GPS 인공 위성을 통하여 상기 상용 GPS 수신기(30)로 전송된 위치 데이터가 수신될 경우, 이를 시작으로 다음 데이터 수신까지 방사선 계수를 시작한다.
이후, 상기 상용 GPS 수신기(30)로부터 다음 위치 데이터가 수신되는 경우, 이것을 현 위치의 방사선 계수로 간주하고, 계수 데이터에 위치 데이터를 첨부시켜 연동 데이터 출력 단자를 통해 컴퓨터(70)로 전송하는 동시에 다음 위치 수신 데이터가 제공될 때까지 방사선 계수를 시작한다.
여기서, 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템(1)의 상용 GPS 수신기(30)에 위치 데이터가 전송되지 않을 경우, 예를 들어 상기 상용 GPS 수신기(30)가 부착되어 있지 않은 상태에서는 위치 데이터 수신 간격을 초과하는 시간 동안 기다린 후 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)의 내부에 구비되는 내장 타이머로 전환되고, 전환된 위치 데이터는 타이머를 통하여 1초에 한 번씩 자동 업데이트(Update)된 데이터를 LCD 표시창(58)에 디스플레이시켜 표시함으로써 일반적으로 적용되는 방사선 계측기처럼 동작함과 동시에 상용 GPS 수신 기(30)가 없다는 신호를 표시하게 된다.
이때, 본 발명에 의한 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템(1)은 RS233로 GPS 데이터를 송출할 수 있는 기능이 장착된 GPS 시스템의 적용이 가능하고, 상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)와 상용 GPS 수신기(30)와의 연결이 용이하며, 계측을 위하여 선박 상부에 고정설치가 용이할 뿐만 아니라, 일반적으로 사용되는 12[V] 배터리(32)로 전원의 동작이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 표지모래로 이루어지는 추적자를 탐지하기 위한 방사선 센서 및 이를 보호하기 위한 검출기 하우징에 의하여 표지모래의 추적이 용이하고, 상용 GPS(위치 측정 시스템, Global Positioning System)가 적용됨으로써 상용 GPS 수신 데이터 및 방사선 센서로부터 수신된 방사선 데이터를 정확히 연동하여 계수 및 계측할 수 있으며, 계측된 계수 값 및 위치 데이터 등의 각종 데이터를 컴퓨터에 유, 무선상으로 제공함으로써 추적자의 위치 추적 및 연산이 용이할 뿐만 아니라, 시간에 따른 분포 변화의 측정이 용이하고, 표사의 이동 방향, 이동량 및 이동 속도의 명확하고 정량적인 평가가 가능하여 연안 시설, 항만 및 외곽 시설의 배치 계획에 반영함으로써 합리적인 건설 계획의 수립에 기여할 수 있으며, 이로 인해 항만 및 항로 매몰 방지를 위한 기초적인 연구와 준설토 투기에 의한 확산 실험 등에 적용가능하여 연안환경의 보존과 개발을 위한 중요한 역할을 담당할 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

Claims (11)

  1. 인공 방사성 표지모래를 통하여 계측되는 방사선 수치와 위치 데이터를 기록하는 장치에 있어서,
    방사성 표지모래로 이루어지는 추적자를 추적하기 위하여 방사선을 검출하는 방사선 검출기 슬레드(10);
    GPS 인공 위성을 통하여 위치 데이터를 제공받고, 제공받은 위치 데이터의 전송 기능을 갖는 상용 GPS 수신기(30);
    상기 방사선 검출기 슬레드(10)에 연결되고, 상기 상용 GPS 수신기(30)에서 전송되는 GPS 수신 데이터에 연동으로 동작하여 방사선을 계수하는 GPS 연동 방사선 계측기(50); 및
    상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)에 연결되어 각종 데이터를 처리하는 컴퓨터(70);
    를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)는 상용 GPS 수신기(30)로부터 위치 데이터를 수신하기 위한 GPS 연결단자(57)가 구비되는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적 용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)는 상용 GPS 수신기(30)로부터 수신된 위치 데이터 및 이에 연동된 방사선 계수값을 첨부시켜 전송하기 위한 연동 데이터 출력단자(53)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 GPS 연동 방사선 계측기(50)는 위치 데이터 전송 기능을 갖는 상용 GPS 수신기(30)로부터 수신되는 위치 데이터의 수신 시간 간격을 기준으로 방사선을 계수하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방사선 슬레드(10)는 섬광체(12) 및 PM 튜브(Tube, 11)로 이루어지는 방사선 센서와, 상기 방사선 센서(13)를 그 내부에 수용하기 위하여 결합공간(17) 을 갖는 검출기 하우징(15)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 검출기 하우징(15)은 원통형상체로서, 선두부(15b)가 직경이 감소하는 형상으로 형성되되, 방사선 센서(13)에 연결되는 케이블(18)이 삽입설치되고, 후미부(15a)의 중심부에 부표를 설치하기 위한 로우프가 연결되는 연결고리(14)가 구비되는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 후미부(15a)는 방사선을 검출하기 위하여 밀도를 최소화하도록 플라스틱 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 검출기 하우징(15)은 그 내부에 섬광체(12)와 PM 튜브(11)에서 발생되 는 충격을 방지하기 위한 환형의 실리콘 링(19)이 구비되되, 상기 실리콘 링(19)은 상기 섬광체(12)와 PM 튜브(11)의 외주연에 삽입결합되는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실리콘 링(19)이 소정간격 이격되어 다수개 구비되는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 검출기 하우징(15)이 스테인레스 스틸 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 검출기 하우징(15)의 외주연 적소에 납재질의 차폐체(16)가 구비되는 것을 특징으로 하는 표지모래 추적용 GPS 수신 데이터 연동 방사선 계수 시스템.
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