KR20090124777A - 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 이를 위해 지하수 공내의 탁도를 모니터링을 통해 확인하는 동시에 시스템의 부품을 제어하는 리모트콘트롤유닛(100); 상기 리모트콘트롤유닛과 연결되며, 대수성(양수)시험을 위한 양수시험부(110); 상기 리모트콘트롤유닛과 연결되며, 공내 촬영을 위한 촬영부(120); 및 상기 리모트콘트롤유닛과 연결되며, 관리기능을 수행하는 제어부(130);가 구비되어 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 실제 대수성(양수)시험을 통한 정확한 수리상수 산출과 지하수를 개발할 시 고려되어야 할 중요한 기초자료와 지하수 유지보수의 기초자료 습득하고 개발된 지하수 공을 효율적으로 촬영하여 활용성을 크게 높이자 한 것이고 또한 지하수 보조관측시 기존 센서와 호환이 가능하고 현장별 지속적인 관리가 가능한 솔루션과 자동 이벤트 검출시스템을 이용한 효율성을 향상시키고자 한 것이며, 특히 자동과 수동으로 유량 및 양수시간, 초기수량, 증가치 등을 제어하면서 유량변화에 따른 수위강하를 동시에 얻을 수 있고, 계측장비 내부에 알림 경보 시스템을 통한 대수성(양수) 시험의 이상 유무를 수시로 확인할 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

리모트콘트롤유닛, 양수시험부, 촬영부.

Description

자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템 및 방법{System and method of ground water photographing and automatic flux control water pumping test measurement}

본 발명은 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실제 대수성(양수)시험을 통한 정확한 수리상수 산출과 지하수를 개발할 시 고려되어야 할 중요한 기초자료와 지하수 유지보수의 기초자료 습득하고 개발된 지하수 공을 효율적으로 촬영하여 활용성을 크게 높이자 한 것이고 또한 지하수 보조관측시 기존 센서와 호환이 가능하고 현장별 지속적인 관리가 가능한 솔루션과 자동 이벤트 검출시스템을 이용한 효율성을 향상시키고자 한 것이며, 특히 자동과 수동으로 유량 및 양수시간, 초기수량, 증가치 등을 제어하면서 유량변화에 따른 수위강하를 동시에 얻을 수 있고, 계측장비 내부에 알림 경보 시스템을 통한 대수성(양수) 시험의 이상 유무를 수시로 확인할 수 있도록 한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 본 출원인이 선출하여 등록받은 특허등록 제0361545호(출원번호 2000-0056538호)(명칭: 무인원격 지하수관측 자동제어시스템)에 이은 개량 발명한 것임을 먼저 밝혀두는 바이다.

주지하다시피 지하수(Ground Water)는 강우의 일부가 지표로부터 토양의 틈새로 침입해서 물을 투과하지 않는 층에 이르러 고이는 물로서, 지하수면의 상부에도 수분은 있으나 틈새가 작으면 모세관수가 되어 표층으로 올라오면서 식물의 뿌리에 흡수된다.

이러한 지하수는 주변의 주유소나 공장 등에 의해 그 오염정도가 단시일 내에 심각하게 진행될 수 있으며, 지금까지는 오염정도가 의심되는 지역의 지하수 변화상태를 관측하기 위해 그때마다 해당 지역에 지하수관정을 뚫고 운영자가 현지에 가서 조사를 할 수밖에 없었다.

따라서, 수많은 지역의 지하수를 조사하는데 소용되는 인력과 시간이 필요이상으로 많이 드는 것은 물론 오염지역에 대한 정확한 관측시점을 판단하기도 어려워 결과적으로 외부로부터 불순물의 유입을 발견할 시기를 놓치게 됨으로서, 적시에 지하수의 오염 여부를 제대로 관측하지 못해 원래의 청정상태로 복귀하는데 상당한 기간과 비용이 불필요하게 소모될 수밖에 없어 막대한 피해를 입는 사고를 근본적으로 해결할 수 없다는 등의 많은 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 종래에는 상기 특허등록 제0361545호가 등록된바 있다.

즉, 상기한 종래의 기술은 도 1(a)(b)(c)에 도시된 바와 같이 구성되는 것으로, 도 1a 와 도 1b 는 지하수관측 자동제어시스템의 구성관계를 도시한 것으로, 각 지하수관측소(10)의 지하수를 측정항목별로 정확하게 관측하기 위해 지하수관정(40)에 해당 감시센서(51)(52)(53)(54)(55)(56)(57)들이 일체 구성된 센서프로브(50)가 설치되어 하트랜드케이블(Hartland Cable)(32)을 통해 지하수관측소(10)의 데이터로거(20)에 연결된다. 아울러, 관측되는 지하수의 측정(Logging) 데이터에 따라 기준 데이터와 비교 분석하여 지하수의 사고(오염)로 판단되면 지하수관정(40)의 지하수를 외부로 자동 양수(Pumping)시킬 수 있도록 수중펌프(42)가 상기 데이터로거(20)에 연결되며, 정전이 되었을 때도 시스템에 일정시간 전력을 공급 유지시킬 수 있도록 무정전전원장치(UPS:Uninterruptible Power Supply)(30)가 상기 데이터로거(20)에 연결된다. 그리고, 상기 데이터로거(20)는 모뎀(12)으로 유/무선통신망(60)과 연결되어 중앙관제소(70)의 호스트컴퓨터(90)에 설치된 모뎀(72)으로 연결되며, 데이터전송장치인 이들 모뎀(12(72)은 8㎓ 대의 3W 이상으로 유/무선통신망(60)을 통해 20㎞ 이상으로 데이터가 전송처리될 수 있도록 한다. 아울러, 무정전전원장치(30)는 정전이 되었을 때도 컴퓨터시스템(90)에 계속 전력을 공급할 수 있도록 되어 있는 전원장치로, 내장 배터리의 용량에 따라 다르지만 통상 10-15시간 정도는 전원을 유지해 주므로 그때까지의 작업내용을 저장할 수 있도록 한다. 그리고, 센서프로브(50)는 측정할 지하수를 수온(Temperature), 전기전도도(Conductivity), 염도(Salinity), 용존산소량(Dissolved Oxygen), 수소이온농도(pH), 산화환원력(ORP : Oxidation Reduction Potential), 수위(Depth)별로 각각 관측하여 분석하기 위해 수온감시센서(51), 전기전도도 감시센서(52), 염도감시센서(53), 용존산소량 감시센서(54), 수소이온농도 감시센서(55), 산화환원력 감시센서(56), 수위감시센서(57)를 포함하여 구성되고, 아울러지하수관정(40)의 지하수 수심에 설치되면서 데이터로거(20)의 데이터포트(24)를 통해 프로세서제어(22)에 연결된다. 또한, 상기 센서프로브(50)는 PVC재질로서 320㎜의 길이와 47㎜의 지름으로 그 케이스 치수가 이루어지며, 특히 전원제어(26)는 12V의 전압과 100㎃의 전류가 인가되고, 수온감시센서(51)를 통해 -5℃에서 50℃의 범위와 ±0.05℃의 정밀도 및 0.02℃의 분해도를 가지며, 전기전도도 감시센서(52)를 통해서는 0-10,000㎲/㎝의 범위와 ±0.05％ FSR의 정밀도 및 3㎲/㎝의 분해도를 가지는 한편, 수위감시센서(51)를 통해 0-100M의 범위와 0.05％ FSR의 정밀도 및 0.02M의 분해도를 가지며, 수소이온농도 감시센서(55)를 통해서는 0-14까지의 범위와 ±0.05의 정밀도 및 0.01의 분해도를 가지게 됨이 바람직하다. 그리고 상기 데이터로거(20)는 센서프로브(50)의 각 감시센서(51)(52)(53) (54)(55)(56)(57)에 의해 관측되는 측정 데이터들이 입력되면서 분석 데이터가 출력되는 데이터포트(24)와, 입력되는 측정 데이터를 저장된 기준 데이터와 비교 분석하는 프로세서제어(22) 및 관측되는 측정 데이터를 기준 데이터와 비교하여 수중펌프(42)의 작동 유무를 제어하게 되는 전원제어(26)를 포함하여 이루어진다. 아울러 상기 데이터로거(20)는 정상적인 지하수의 기준 데이터가 저장되어 상기 센서프로브(50)에 관측되는 데이터를 기준 데이터와 비교 분석하여 사고 발생시에 해당 분석 데이터를 유/무선통신망(60)을 통해 중앙관제소(70)의 호스트컴퓨터(90)로 자동 전송하게 되고, PVC재질로서 300W × 200H × 180D(㎜)의 크기로 케이스 치수가 이루어지며, 통신포트는 RS232 1포트(Port) 또는 2포트로 확장가능하고, 4M RAM과 512K ROM(16Bits)의 메모리로 20,586Sets(512Kb)로 자료저장될 수 있으며, 표본비(Sample Rate)는 1 Per Second이면서 화면해상도(Display)는 20×4 Line 영숫자(Alphanumeric) LCD를 이루고, 5×4 (총 20Key) 숫자 및 기능키로서 기타 각종 감시제어기능이 내장되며, 상위 PC에서 전화라인을 통하여 호출가능하여 실시간 데이터 액세스기능이 제공되면서 내장용 배터리는 선택 가능하다. 아울러 상기 수중펌프(Submerged Pump)(42)는 펌프와 이것을 구동하기 위한 전동기를 일체화한 것을 지하수에 투입하여 양수할 수 있는 펌프로서, 일반적으로 소형이면서 경량이며 취급이 쉽고 프라이밍 조작이 필요없는 등의 특징이 있으며, 센서프로브(50)에 의해 관측되는 지하수의 측정 데이터중 전기전도도가 기준 데이터 수준을 초과하면 지하수를 지하수관정(40) 외부로 양수시킬 수 있도록 구성된다. 한편, 중앙관제소(70)는 지하수의 측정 데이터가 기준 데이터 수준을 초과할 때의 사고발생에 대한 경보 및 데이터가 유/무선통신망(60)을 통해 전송되어 운영자가 실시간으로 관찰하게 되는 호스트컴퓨터(90)와, 상기 지하수관측소(10)의 데이터로거(20)로부터 전송되는 분석 데이터가 상기 호스트컴퓨터(90)를 통해 수신되어 저장되는 데이터베이스(80) 및 분석 데이터를 하드출력하게 되는 프린터(92)를 포함하여 이루어진다.

상기한 종래의 기술은 각 지하수관측소의 지하수가 수위, 수온, 전기전도도, 염도, 용존산소량, 수소이온농도, 산화환원력 등의 측정항목별로 비교 분석되어 중앙관제소에 실시간으로 표출될 수 있도록 함으로서 운영자가 현지에 가지 않고도 중앙관제소의 원격지에서 각 지하관측소별로 해당 지하수의 변화상태를 정확하게 모니터하여 사건 발생시에 불순물의 진원지를 신속하게 찾아 유지관리할 수 있도록 한 것이다.

그러나 상기한 종래의 기술도 다음과 같은 문제점이 발생 되었다.

즉, 유량 조절밸브와 디지털 터빈 유량계를 부착하고 인위적으로 유량을 제어하는 초보적인 대수성(양수)시험 장비는 개발되었지만 상업적인 개발보다는 개별적 현장에 이용하고자 개발되었고 자동 수위계와 간이수질 센서가 부착되지 않아 대수성(양수)시험에 적합하기 않았다. 또한 유량 조절밸브의 반응시간이 너무 길어 순간적인 수량 변화에 대한 수위변화를 측정하는데 많은 문제점을 가지고 있다.

또한 국내외 대수성(양수)시험 관련하여 계측장비는 개별적으로 구성되어 있으나 통합형을 구성되어 있진 않았다. 수동형 수위계와 수압식 자동형 수위계, 레이져와 초음파를 이용한 수위계는 다양하게 제품화 되어 있으며 유량계 또한 초음파, 레이져, 터빈, 전자식등 다양한 형태로 개발되어 있다. 이를 제어 할 수 있는 통합형 피드백 시스템 또한 유량 조절장치에 대부분이 개발되어 포함되어 있는 실정이다.

그러나 지하수 관련 시험중 가장 큰 비중을 차지하고 있는 대수성(양수)시험에 정확한 수량을 측정하고 제어 할 수 없었고 정확한 수위의 변화를 측정 할 수 없어 신뢰성이 크게 떨어진 게 사실이다. 이에 대수성(양수)시험을 통한 수리상수의 구하지 못하여 수문지질도의 신뢰도 등 국가 지하수 체계적인 관리에 많은 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 대수성(양수) 시험을 통한 정확한 수리상수 산출과 지하수를 개발할 시 고려되어야 할 중요한 기초자료와 지하수 유지보수의 기초자료를 습득하고, 개발된 지하수 공을 효율적으로 촬영하여 활용성을 크게 높이는 동시에 지하수 보조관측시 기존 센서와 호환이 가능하고 현장별 지속적인 관리가 가능한 솔루션과 자동 이벤트 검출시스템을 이용한 효율성을 향상시키고자 함을 제1목적으로 한 것이고, 제2목적은 통합형 RCU에서 설정한 값으로 초음파 유량계에서 얻은 유량정보를 평가하고 전동 2방 프렌지 접속형 밸브를 제어하여 수중에 설치된 수압식 수위센서와 간이수질 센서등을 활용한 양수량 대비 수위강하량, 시간대비 수위강하량을 측정할 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 공내의 상태를 수시로 공내 카메라를 활용하여 탁도, 대수층의 상태등의 여러정보를 획득할 수 있도록 한 것이고, 제4목적은 대수성(양수)시험시 발생한 이상여부를 램프알림 기능을 통해 확인할 수 있으며 대수성(양수)시험 현장에서 바로 분석할 수 있어 효율성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이며, 제5목적은 대수성(양수)시험시 공내촬영을 동시에 실시할 수 있어 보다 나은 탁도로 공벽을 확인할 수 있으며 자유면 대수층의 건수유입과 실제 대수구간등을 확인 할 수 있도록 한 것이다. 또한 제6목적은 측면 영상을 모니터링할 수 있는 카메라는 회전 기능이 내장되어 좌/우로 360 회전이 원격제어로 가능하도록 하고 자동유량조절장치에서 지하수 관정내의 유량 흡입구 및 지질과 수질의 상태를 육안 으로 확인이 가능하도록 한 것이고, 제7목적은 듀얼카메라 두개의 별도 영상과 지하수 간이수질(Ph, EC, 수온) 수위센서에서 입력되는 데이터 또한 수중펌프 제어와 수위 레벨센서의 작동상태를 수신하여 UTP Cable(CAT-5 4P)로 전송하고 자동유량조절장치와 연동하여 두 개의 별도 영상화면으로 모니터링하고, 또한 자동유량조절장치에서 영상화면을 두 개의 영상분할화면(PIP) 또는 영상과 센서에서 입력되는 데이터를 중첩하여 표시가 가능하도록 한 것이며, 제8목적은 지하수 관정에 설치되는 센서와 자동유량조절장치사이에는 모든 데이터를 변복조 처리하여 방수처리 CCP-SS-Cable(Color Coded Polyethylene - Self Supporting - Cable)인 UTP Cable(CAT-5 4P)에 전송하고 전원을 동시에 전송함으로 케이블의 무게를 가볍게 하면서 피복을 두껍게 실드처리 와 할 수 있어 장기간 사용에도 케이블이 늘어나거나 특성이 변하는 문제점이 없이 영상전송 및 데이터 처리에 지장이 없도록 한 것이고, 제9목적은 지하수 보조관측망에서 원하는 일정한 주기로 지하수위와 간이수질(Ph, EC, 수온)을 측정하여 메모리에 저장하면 일정한 주기로 방문하여 통합형 RCU에 읽어 드려 현장별로 체계적으로 관리할 수 있으며 기존에 설치되어 있고 타사의 센서와도 호환가능 하도록 한 것이며, 제10목적은 지하수 보조관측망에서 이벤트 자동검출시스템을 탑재하여 관측된 지하수공의 오염과 급작스러운 수위변동에 따른 이상여부를 체크하는 것이고, 제11목적은 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템 및 방법을 제공한다.

이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 지하수 공내의 탁도를 모니터링을 통해 확인하는 동시에 시스템의 부품을 제어하는 리모트콘트롤유닛; 상기 리모트콘트롤유닛과 연결되며, 대수성(양수)시험을 위한 양수시험부; 상기 리모트콘트롤유닛과 연결되며, 공내 촬영을 위한 촬영부; 및 상기 리모트콘트롤유닛과 연결되며, 관리기능을 수행하는 제어부;가 구비됨을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템을 제공한다.

또한 본 발명은 리모트콘트롤유닛과 양수시험부, 촬영부와 제어부에 의해 대수성(양수)시험과 공내촬영 그리고 지하수 보조관측을 수행함을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 방법을 제공한다.

상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 대수성(양수) 시험을 통한 정확한 수리상수 산출과 지하수를 개발할 시 고려되어야 할 중요한 기초자료와 지하수 유지보수의 기초자료를 습득하고, 개발된 지하수 공을 효율적으로 촬영하여 활용성을 크게 높이는 동시에 지하수 보조관측시 기존 센서와 호환이 가능하고 현장별 지속적인 관리가 가능한 솔루션과 자동 이벤트 검출시스템을 이용한 효율성을 향상시키고자 한 것이다.

또한 본 발명은 통합형 RCU에서 설정한 값으로 초음파 유량계에서 얻은 유량정보를 평가하고 전동 2방 프렌지 접속형 밸브를 제어하여 수중에 설치된 수압식 수위센서와 간이수질 센서등을 활용한 양수량 대비 수위강하량, 시간대비 수위강하량을 측정할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 공내의 상태를 수시로 공내 카메라를 활용하여 탁도, 대수층의 상태등의 여러정보를 획득할 수 있도록 한 것이다.

그리고 본 발명은 대수성(양수)시험시 발생한 이상여부를 램프알림 기능을 통해 확인할 수 있으며 대수성(양수)시험 현장에서 바로 분석할 수 있어 효율성을 크게 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 대수성(양수)시험시 공내촬영을 동시에 실시할 수 있어 보다 나은 탁도로 공벽을 확인할 수 있으며 자유면 대수층의 건수유입과 실제 대수구간등을 확인 할 수 있도록 한 것이다.

그리고 본 발명은 측면 영상을 모니터링할 수 있는 카메라는 회전 기능이 내장되어 좌/우로 360 회전이 원격제어로 가능하도록 하고 자동유량조절장치에서 지하수 관정내의 유량 흡입구 및 지질과 수질의 상태를 육안으로 확인이 가능하도록 한 것이다.

또한 본 발명은 듀얼카메라 두개의 별도 영상과 지하수 간이수질(Ph, EC, 수온) 수위센서에서 입력되는 데이터 또한 수중펌프 제어와 수위 레벨센서의 작동상태를 수신하여 UTP Cable(CAT-5 4P)로 전송하고 자동유량조절장치와 연동하여 두 개의 별도 영상화면으로 모니터링하고, 또한 자동유량조절장치에서 영상화면을 두 개의 영상분할화면(PIP) 또는 영상과 센서에서 입력되는 데이터를 중첩하여 표시가 가능하도록 한 것이다.

아울러 본 발명은 지하수 관정에 설치되는 센서와 자동유량조절장치사이에는 모든 데이터를 변복조 처리하여 방수처리 CCP-SS-Cable(Color Coded Polyethylene - Self Supporting - Cable)인 UTP Cable(CAT-5 4P)에 전송하고 전원을 동시에 전송함으로 케이블의 무게를 가볍게 하면서 피복을 두껍게 실드처리 와 할 수 있어 장기간 사용에도 케이블이 늘어나거나 특성이 변하는 문제점이 없이 영상전송 및 데이터 처리에 지장이 없도록 한 것이다.

더하여 본 발명은 지하수 보조관측망에서 원하는 일정한 주기로 지하수위와 간이수질(Ph, EC, 수온)을 측정하여 메모리에 저장하면 일정한 주기로 방문하여 통합형 RCU에 읽어 드려 현장별로 체계적으로 관리할 수 있으며 기존에 설치되어 있고 타사의 센서와도 호환가능 하도록 한 것이다.

마지막으로 본 발명은 지하수 보조관측망에서 이벤트 자동검출시스템을 탑재하여 관측된 지하수공의 오염과 급작스러운 수위변동에 따른 이상여부를 체크하는 것이다.

본 발명은 상기한 효과로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.

이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 적용된 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템 및 방법은 도 2 내지 도 4 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

먼저, 본 발명은 지하수 공내의 탁도를 모니터링을 통해 확인하는 동시에 시스템의 부품을 제어하는 리모트콘트롤유닛(100)(이하 'RCU'라도도 칭함); 상기 리모트콘트롤유닛(100)과 연결되며, 대수성(양수)시험을 위한 양수시험부(110); 상기 리모트콘트롤유닛(100)과 연결되며, 공내 촬영을 위한 촬영부(120); 및 상기 리모트콘트롤유닛(100)과 연결되며, 관리기능을 수행하는 제어부(130);가 구비되어 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템을 구성하게 된다.

상기한 기술적 구성을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

즉, 상기 본 발명에 적용된 리모트콘트롤유닛(100)에는 운영컴퓨터(101)와 메모리(102) 및 키패드(103)가 연결 구비된다.

또한 상기 본 발명에 적용된 리모트콘트롤유닛(100)에는 수중펌프(107)와 레벨센서(106)가 연결되되, 상기 리모트콘트롤유닛(100)과 수중펌프(107)의 사이에는 유량조절밸브(105)와 유량계(104)가 연결 구비된다.

그리고 본 발명에 적용된 상기 양수시험부(110)에는 제1CPU모듈(111)이 구비되되, 여기에는 PH센서(112)와 수온센서(113), 전기전도도센서(114)와 수위센서(115) 그리고 제1카메라(116)와 제1라이트(램프)(117)가 연결 구비된다.

아울러 본 발명에 적용된 상기 촬영부(120)에는 제2CPU모듈(121)이 구비되되, 여기에는 제2카메라(122)와 제2라이트(램프)(123) 및 카메라제어부(124)가 연결 구비된다.

더하여 본 발명에 적용된 상기 제어부(130)에는 밸브자동제어부(131)와 모니터(132), 영상외부출력부(133)와 LED표시부(134), 수중모터제어부(135)와 레벨센서(136) 및 유량계(137)가 연결 구비되어 구성된다.

도면상 미 설명부호 108은 지하수관정이다.

한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.

그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템 및 방법의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

우선, 본 발명은 리모트콘트롤유닛(100)과 양수시험부(110), 촬영부(120)와 제어부(130)에 의해 대수성(양수)시험과 공내촬영 그리고 지하수 보조관측을 수행하게 된다.

이를 보다 상세히 설명하면, 상기 본 발명에 적용된 대수성(양수)시험은,

1) 자동수위계와 실시간 유량조절이 가능한 밸브 기능

2) 수압식 수위센서와 간이수질(pH, EC, 수온등) 센서 기능

3) 자동 양수시험 제어가능한 통합형 RCU 기능

4) 실시간 데이터 분석한 가능한 솔루션 기능을 수행한다.

또한 본 발명에 적용된 상기 공내촬영은,

1) UTP 케이블을 이용한 영상 신호처리와 센서 데이터 처리 기능

2) 360° 회전가능한 측면 카메라가 탑재된 듀얼카메라 기능

3) 2개의 영상을 동시에 출력할 수 있는 영상분할 모니터 기능

4) 진공상태로 완전 방수처리가 가능한 카메라, 센서 하우징 기능을 수행한다.

그리고 상기 본 발명에 적용된 지하수 보조관측은,

1) 기존 다양한 형태의 수위센서와 간이수질센서와 호환가능 기능

2) 현장별로 지속적으로 관리가능 기능

3) 자동 이벤트 검출시스템이 탑재된 통합형 RCU 기능을 수행한다.

한편, 본 발명은 상기 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위해 리모트콘트롤유닛(100)을 이용하여 대상조건 및 환경영역을 설정하는 단계; 이후 실시간 모니터링과 환경설정 영역내 변화를 확인하는 단계; 이어서 자료분서과 조건대상을 확인하는 단계; 이후 밸브를 제어하는 단계; 이어서 데이터검색에 따른 자료저장(DB)을 모니터화면에 표시하는 단계; 및 이후 자료분석에 따른 운영컴퓨터 자료저장을 운영컴퓨터 자료로 전송하는 단계;에 의해 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 방법을 제공하게 된다.

이때 상기 대상조건은 자동 및 수동양수시험 선택과 현재수위 및 양수 입력시간을 설정함을 특징으로 한다.

또한 상기 자료분석은 자연수위, PH, EC, 수온, 양수량을 설정함을 특징으로 하게 된다.

상기한 본원발명은 지하수법 (제12조 제1항 관련) 시행령 별표 1에 의한 지하수 영향조사의 대수성시험 즉, 단계양수시험, 장기양수시험, 수위회복시험을 자동적으로 진행할 수 있어 정확한 수리상수를 산출할 수 있다.

또한 대수성(양수)시험시 자동적으로 지하수 수위와 간이 수질(pH, Ec, 수온)을 측정할 수 있으며 그것을 그래프로 표시하여 현장에서 다양한 정보를 분석할 수 있다.

그리고 대수성(양수)시험시 지하수 공내의 탁도를 리모트콘트롤유닛(100)에 내장된 모니터링 통해 확인할 수 있으며 별도로 지하수 공내를 듀얼카메라인 제1,2카메라(116)(122)를 통한 360° 좌우회전 가능한 측면과 공내 상하를 두 개의 별도의 영상을 화면분할방식으로 확인할 수 있다.

아울러 진공상태로 완전 방수가 가능한 카메라 하우징, 지하수 공내 촬영 영 상과 지하수 수위 센서(115), 지하수 간이 수질센서의 데이터를 UTP 케이블을 활용한 변복조 처리화를 통해 볼륨을 최소하고 자동권치기의 소형화를 꾀할 수 있다.

더하여 지하수 보조관측에서 기존 개발된 센서와 호환이 가능하고 현장별 관리가 가능한 솔루션과 자동 이벤트 검출시스템이 통합형 RCU에 탑재된다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1, 2카메라(116)(1220(듀얼카메라)와 듀얼모니터링 기술은 각 지하수 관측소의 지하수 관정에 설치되어 해당 지하수를 관측하게 되는 센서프로브에 두 개의 카메라를 별도로 설치하여, 한 개의 카메라는 아래(밑)을 비추고 또 다른 한 대의 카메라는 옆을 비추도록 하며, 모든 카메라에는 제1, 2라이트(램프)(117)(123)를 실장하여 어두운 물속의 상태를 칼러영상으로 모니터링이 가능하도록 한다.

또한 옆의 영상을 모니터링할 수 있는 카메라는 회전형기능이 내장되어 좌/우로 360°회전이 원격제어로 가능하도록 하고 자동유량조절장치에서 지하수 관정내의 유량 흡입구 및 지질과 수질의 상태를 육안으로 확인이 가능하도록 한다.

그리고 상기 제1, 2카메라(116)(122)(듀얼카메라) 두개의 별도 영상과 지하수 관측센서(PH(112), 수온(113), 전기전도도(114), 수위(115))에서 입력되는 데이터 또한 수중펌프(107) 제어와 수위 레벨센서(106)의 작동상태를 수신하여 UTP Cable(CAT-5 4P)로 전송하고 자동유량조절장치와 연동하여 두 개의 별도 영상화면으로 모니터링하고, 또한 자동유량조절장치에서 영상화면을 두 개의 영상분할화면(PIP) 또는 영상과 센서에서 입력되는 데이터를 중첩하여 표시가 가능하도록 한다.

또한 상기 센서(PH(112), 수온(113), 전기전도도(114), 수위(115))에 내장되는 카메라는 수심 500m이내의 수압에 견딜 수 있도록 진공상태를 유지하여 유리가 깨지거나 파손되지 않도록 처리한다.

그리고 지하수 관정(108)에 설치되는 센서와 자동유량조절장치 사이에는 모든 데이터를 변복조 처리하여 방수처리 CCP-SS-Cable(Color Coded Polyethylene - Self Supporting - Cable)인 UTP Cable(CAT-5 4P)에 전송하고 전원을 동시에 전송함으로 케이블의 무게를 가볍게 하면서 피복을 두껍게 실드처리 와 할 수 있어 장기간 사용에도 케이블이 늘어나거나 특성이 변하는 문제점이 없이 영상전송 및 데이터 처리에 지장이 없도록 한다.

아울러 전송된 영상 및 데이터는 자동유량조절장치와 CCTV Camera 본래의 불평형 비디오 신호를 평형 신호(Balanced Differential Signal)로 변환하여 UTP Cable(CAT-5 4P)을 이용하여 전송하므로 불평형 노이즈(Noise) 영향 없이 원거리 전송이 가능하고 여분의 심선을 이용하여 카메라 구동 전원과 제어 데이터도 전송한다.

더하여 밑을 촬영하는 고정용 카메라는 수중에서 촬영이 가능한 장치로 렌즈와 유리 사이에 진공으로 처리하여 결로[結露, dew condensation]현상을 제거하고, 옆면의 영상을 획득하는 카메라는 360° 회전이 가능한 기능이 포함되어 있음으로 카메라렌즈 주의에 LED로 Light를 설치하여 내부의 온도가 이슬점 이하로 떨어져 물체 표면에 습기가 응결되어 수증기가 물방울로 맺히는 현상[즉, 내부의 온도가 이슬점(노점온도) 이하로 떨어져 물체 표면에 공기 중의 수증기가 물방울 맺히는 현상]을 억제하기 위하여 수증기의 발산 근원을 열을 발산하여 자연현상인 결로를 억제하고 유리를 이중으로 처리하여 진공상태로 하고 물온도(지하수등)와 센서 내부 온도의 공기가 차가운 면에 직접 닫지 않도록 유리를 밀폐하여 결로현상을 제거한다.

또한, LCD의 Light를 펼친 상태로 장착하여 수중에서 빛의 난반사로 화면이 흐리게 보이지 않고 어떠한 상황에서도 또렷하게 보이도록 한다.

본 발명 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템 및 방법의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.

도 1 의 (a)는 종래 지하수관측 자동제어시스템의 구성도이고,

(b)는 종래 지하수관측 자동제어시스템의 블록도이며,

(c)는 종래 지하수관측 자동제어시스템의 작동흐름도이다.

도 2 는 본 발명에 적용된 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영

을 위한 시스템의 간략 요부 구성도.

도 3 은 본 발명에 적용된 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영

을 위한 시스템의 전체 블럭 구성도.

도 4 는 본 발명에 적용된 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영

을 위한 시스템의 작동 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 리모트콘트롤유닛 110: 양수시험부

120: 촬영부 120: 제어부

Claims (13)

1. 지하수 공내의 탁도를 모니터링을 통해 확인하는 동시에 시스템의 부품을 제어하는 리모트콘트롤유닛(100);

   상기 리모트콘트롤유닛과 연결되며, 대수성(양수)시험을 위한 양수시험부(110);

   상기 리모트콘트롤유닛과 연결되며, 공내 촬영을 위한 촬영부(120); 및

   상기 리모트콘트롤유닛과 연결되며, 관리기능을 수행하는 제어부(130);가 구비됨을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템.
2. 청구항 1 에 있어서,

   상기 리모트콘트롤유닛(100)에는,

   운영컴퓨터와 메모리 및 키패드가 연결 구비됨을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템.
3. 청구항 1 에 있어서,

   상기 리모트콘트롤유닛(100)에는,

   수중펌프와 레벨센서가 연결되되, 상기 리모트콘트롤유닛과 수중펌프의 사이에는 유량조절밸브와 유량계가 연결 구비됨을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템.
4. 청구항 1 에 있어서,

   상기 양수시험부(110)에는,

   제1CPU모듈이 구비되되, 여기에는 PH센서와 수온센서, 전기전도도센서와 수위센서 그리고 제1카메라와 제1라이트(램프)가 연결 구비됨을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템.
5. 청구항 1 에 있어서,

   상기 촬영부(120)에는,

   제2CPU모듈이 구비되되, 여기에는 제2카메라와 제2라이트(램프) 및 카메라제어부가 연결 구비됨을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템.
6. 청구항 1 에 있어서,

   상기 제어부(130)에는,

   밸브자동제어부와 모니터, 영상외부출력부와 LED표시부, 수중모터제어부와 레벨센서 및 유량계가 연결 구비됨을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 시스템.
7. 리모트콘트롤유닛과 양수시험부, 촬영부와 제어부에 의해 대수성(양수)시험과 공내촬영 그리고 지하수 보조관측을 수행함을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 방법.
8. 청구항 7 에 있어서,

   상기 대수성(양수)시험은,

   실시간 유량조절과 자동 양수시험 제어 및 실시간 데이터 분석을 수행함을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 방법.
9. 청구항 7 에 있어서,

   상기 공내촬영은,

   UTP케이블을 이용한 영상신호처리와 센서데이터처리 및 2개의 영상을 동시에 출력하여 영상을 분할함을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 방법.
10. 청구항 7 에 있어서,

    상기 지하수 보조관측은,

    현장별로 지속적 관리 기능과 자동으로 이벤트를 검출함을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 방법.
11. 제 7 청구항에 있어서,

    상기 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위해 리모트콘트롤유닛을 이용하여 대상조건 및 환경영역을 설정하는 단계;

    이후 실시간 모니터링과 환경설정 영역내 변화를 확인하는 단계;

    이어서 자료분서과 조건대상을 확인하는 단계;

    이후 밸브를 제어하는 단계;

    이어서 데이터검색에 따른 자료저장(DB)을 모니터화면에 표시하는 단계; 및

    이후 자료분석에 따른 운영컴퓨터 자료저장을 운영컴퓨터 자료로 전송하는 단계;가 포함됨을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 방법.
12. 청구항 11 에 있어서,

    상기 대상조건은,

    자동 및 수동양수시험 선택과 현재수위 및 양수 입력시간을 설정함을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 방법.
13. 청구항 11 에 있어서,

    상기 자료분석은,

    자연수위, PH, EC, 수온, 양수량을 설정함을 특징으로 하는 자동 유량조절 양수시험 계측과 지하수 공내 촬영을 위한 방법.

Images