KR20110052768A - 영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템 - Google Patents

영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템 Download PDF

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KR20110052768A
KR20110052768A KR1020090109427A KR20090109427A KR20110052768A KR 20110052768 A KR20110052768 A KR 20110052768A KR 1020090109427 A KR1020090109427 A KR 1020090109427A KR 20090109427 A KR20090109427 A KR 20090109427A KR 20110052768 A KR20110052768 A KR 20110052768A
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임상희
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Abstract

본 발명은, 감시 대상인 수로에 수직하게 마련되는 다수의 기둥들 ; 상기 기둥들 각각에 마련되되 물로부터 받는 부력에 의하여 수위에 따라 상기 기둥을 따라 상하로 슬라이딩 가능하게 마련되는 부력체 ; 고정다리들에 의하여 상기 부력체에 고정 마련되며, 외부로부터 밀폐된 촬영실과, 물이 유입되는 시료수실을 포함하여 이루어지되, 상기 촬영실과 상기 시료수실 사이에는 투명 격판이 마련되는 영상감시용 본체 ; 상기 투명 격판을 통하여 상기 시료수실을 촬영하도록 상기 촬영실에 마련되는 영상감시장치 ; 상기 시료수실의 시료수를 조명하기 위하여 상기 시료수실에 마련되는 조명장치 ; 상기 영상감시장치가 촬영한 영상을 전송받아 이를 분석 및 관리하는 수질데이터 처리 장치 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템{WATER QUALITY DATA ACQUISITION SYSTEM WITH IMAGE OBSERVATION APPARATUS}
본 발명은 현장에 설치된 영상감시장치를 이용하여 수질데이터를 수집하는 영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템에 관한 것이다.
하천, 바다, 각종 수처리장(폐수처리장, 하수처리장) 등은 환경 감시 내지 플랜트의 적정한 운영을 위하여 각종 수질데이터를 수집하고 이를 관리하게 된다.
이러한 수질데이터 수집 방법은 일반적으로 수로를 따라 흐르는 물 내지 각종 수처리장의 물을 샘플 형태로 취득한 후 샘플시료를 실험실에서 각종 장치를 통하여 수질 데이터를 얻고 있다.
한편, 종래 기술로서 국내 특허등록 제10-0423115호 "화상을 이용한 수질측정장치 및 수질측정방법"(2004년 3월 3일자 등록)이 제안된 바 있다.
상기 종래 기술은 본 명세서에 일체화된 것으로 본다.
그러나 이와 같은 실험실 분석을 통하여는 실시간 내지 빈번하게 수질데이터 수집 및 분석하는 것이 불가능하다.
한편, 수질을 실시간으로 감시하기 위한 방법으로서 감시 대상인 수로의 상부에 카메라 등의 영상감시장치를 고정 설치하고 상기 영상감시장치가 촬영한 영상을 전송받아 이를 분석 및 관리하는 영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템이 일반적으로 이용되고 있다.
그러나 이와 같은 종래 기술은 매우 큰 부유물 등은 감시할 수 있을 지언정, 물의 탁도와 같이 정밀한 수질을 감시하는 것은 매우 어렵다.
특히 물의 외부에서 물을 촬영할 경우 물의 표면에서 발생하는 빛의 산란으로 인하여 정확한 수질 데이터의 촬영이 불가능한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 감시 대상인 물의 수위 변화에도 불구하고 항상 수면 직하부 일정 위치의 수질데이터를 수집할 수 있는 영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 감시 대상인 수로에 수직하게 마련되는 다수의 기둥들 ; 상기 기둥들 각각에 마련되되 물로부터 받는 부력에 의하여 수위에 따라 상기 기둥을 따라 상하로 슬라이딩 가능하게 마련되는 부력체 ; 고정다리들에 의하여 상기 부력체에 고정 마련되며, 외부로부터 밀폐된 촬영실과, 물이 유입되는 시료수실을 포함하여 이루어지되, 상기 촬영실과 상기 시료수실 사이에는 투명 격판이 마련되는 영상감시용 본체 ; 상기 투명 격판을 통하여 상기 시료수실을 촬영하도록 상기 촬영실에 마련되는 영상감시장치 ; 상기 시료수실의 시료수를 조명하기 위하여 상기 시료수실에 마련되는 조명장치 ; 상기 영상감시장치가 촬영한 영상을 전송받아 이를 분석 및 관리하는 수질데이터 처리 장치 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기에 있어서, 상기 시료수실에 상기 투명 격판의 시료수실측 표면을 청소하기 위한 와이퍼 장치가 마련되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명은, 감시 대상인 물의 수위 변화에도 불구하고 항상 수면 직하부 일정 위치의 수질데이터를 수집할 수 있는 영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템을 제공하게 된다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시예의 개념도이다.
카메라 등의 영상감시장치로서 수질을 감시할 수 있는 지표들은 주로 가시광선을 이용하여 시각적으로 확인될 수 있는 지표들, 예를 들면 색도, 탁도, 현탁물질의 양 등은 시각적으로 확인될 수 있는 지표이다.
또한 이러한 시각적으로 확인될 수 있는 지표들은 수면으로부터 가깝게 위치된 부위의 물을 대상으로 하며, 물의 저면에 가깝게 위치된 물을 대상으로 하지 않는다. 그러나 감시 대상인 수로의 수위는 상황에 따라 변화될 수 있다. 따라서 영상감시장치를 일정한 높이에 고정시킨다면 정확한 수질 감시가 불가능하게 된다.
따라서 본 발명자는 수로의 수위에 따라 영상감시장치의 높이가 자동적으로 변경될 수 있는 영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템을 제안하고자 한다.
도 1에 도시된 바와 같이 감시 대상인 수로에 다수의 기둥(110)들을 수직하게 마련한다.
기둥들(110)은 3개가 마련되어 삼각형을 이루는 것이 바람직하다.
각각의 기둥(110)에 부력체(120)가 마련된다.
부력체(120)는 물로부터 받는 부력에 의하여 수위에 따라 기둥(110)을 따라 상하로 슬라이딩 가능하게 마련된다. 이는 부력체(120)의 중앙에 중공을 형성하고 기둥(110)이 상기 중공에 삽입되도록 하는 것으로도 충분하며, 이 이외에도 다양한 방식이 고려될 수 있다.
부력체(120)는 내부가 채워진 발포체이거나 혹은 내부가 비어 있는 플라스틱 내지 금속재일 수 있다.
3개의 기둥(110)이 마련될 경우 3개의 부력체(120)가 삼각형을 이루면서 배치되게 된다.
부력체(120)들의 중앙에 영상감시용 본체(130)가 마련된다.
이때 부력체(120)들은 형상은 서로 조합되어 영상감시용 본체(130)를 감쌀 수 있는 형태인 것이 바람직하다. 이는 부력체(120)들에 의하여 영상감시용 본체(130)가 부유물 등과 충돌하는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
영상감시용 본체(130)는 고정다리(131)들에 의하여 상기 부력체(120)들에 고정된다.
따라서 영상감시용 본체(130)는, 부력체(120)가 수위의 변화에 따라 상하로 이동하는 것에 연동하여 상하로 이동하게 된다. 즉 영상감시용 본체(130)는 수위에 대하여 항상 일정한 높이를 유지하게 된다.
영상감시용 본체(130)는 내부에 촬영실(132)과 시료수실(133)이 마련된다.
촬영실(132)은 외부로부터 밀폐되며 아울러 영상감시장치(140)가 내부에 마련되다.
시료수실(133)에는 감시 대상인 물이 유입되게 된다. 이를 위하여 시료수실(133)에는 물이 유입되거나 유출될 수 있는 다수의 통공(133a)이 형성되어 있으며, 시료수실(133)은 항상 수위보다 낮은 위치에 위치하게 된다.
촬영실(132)과 시료수실(133) 사이에는 투명 유리 혹은 투명 플라스틱 등으로 이루어진 투명 격판(134)이 마련된다.
따라서 촬영실(132)에 마련된 영상감시장치(140)는 투명 격판(134)을 통하여 시료수실(133)을 촬영할 수 있다.
영상감시장치(140)는 일반 카메라, 디지털 카메라, CCD, 화상카메라, 캠코더 등 시각적으로 시료수의 물을 촬영할 수 있는 것이면 무엇이든지 가능하다.
아울러 시료수실(133)에는 시료수실(133)의 물, 즉 시료수를 조명하기 위하여 조명장치(150)가 마련된다.
또한 시료수실(133)과 촬영실(132)은 가급적 외부의 빛이 들어가지 않는 구조를 가지는 것이 바람직하다.
이러한 구조에 의하여 시료수실(133)의 시료수는, 조명장치(150)로부터 항상 일정한 조명을 받게 되며, 아울러 영상감시장치(140)는 항상 일정한 조명하에서 시료수실(133)의 시료수를 촬영할 수 있다.
따라서 외부 환경에 따른 조도의 변화, 가령 주야간에 따른 조도 변화에도 불구하고 동일한 조건의 촬영이 가능하다.
아울러 투명 격판(134)의 시료수실(133)측 표면은 물이끼 등에 의하여 오염될 수 있으며, 이러한 오염은 동일한 상태의 촬영을 어렵게 하는 요인이 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 시료수실(133)에는 투명 격판(134)의 시료수실(133)측 표면을 청소하기 위한 와이퍼 장치(135)가 마련된다.
와이퍼 장치(135)는 왕복 이동에 의하여 투명 격판(134)을 닦게 되는 와이퍼 부재(135a)와, 상기 와이퍼 부재(135a)를 왕복 이동시키기 위한 모터 등의 구동장치(미도시)를 필요로 한다.
영상감지장치(140)에서 촬영된 시료수의 영상은 원격에 위치한 수질데이터 처리 장치(미도시)로 유선 또는 무선에 의하여 전송된다.
수질데이터 처리 장치(미도시)는 전송된 영상을 분석 및 관리하게 되며, 이러한 분석 및 관리 기법은 다양한 기법이 제시될 수 있다.
예컨대 단순히 촬영된 영상을 중앙관제실의 모니터상에 출력하거나, 촬영된 영상의 화상정보와 미리 저장된 기준 화상정보와의 비교를 통하여 탁도, 색도 등에 대한 정보를 추출하도록 할 수 있으며, 아울러 이를 저장할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은 수면을 촬영할 때의 빛의 산란의 문제가 없기 때문에 매우 정확한 영상을 촬영할 수 있으며, 또한 본 발명은 항상 수면으로부터 일정 깊이에 위치한 물의 수질 데이터를 수집할 수 있기 때문에 항상 동일한 조건에서의 촬영이 가능하게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명은 현장에 설치된 영상감시장치를 이용하여 수질데이터를 수집하는 영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템으로 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시예의 개념도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 기둥 120 : 부력체
130 : 영상감시용 본체 131 : 고정다리
132 : 촬영실 133 : 시료수실
134 : 투명 격판 135 : 와이퍼 장치
140 : 영상감시장치 150 : 조명장치

Claims (2)

  1. 감시 대상인 수로에 수직하게 마련되는 다수의 기둥들 ;
    상기 기둥들 각각에 마련되되 물로부터 받는 부력에 의하여 수위에 따라 상기 기둥을 따라 상하로 슬라이딩 가능하게 마련되는 부력체 ;
    고정다리들에 의하여 상기 부력체에 고정 마련되며, 외부로부터 밀폐된 촬영실과, 물이 유입되는 시료수실을 포함하여 이루어지되, 상기 촬영실과 상기 시료수실 사이에는 투명 격판이 마련되는 영상감시용 본체 ;
    상기 투명 격판을 통하여 상기 시료수실을 촬영하도록 상기 촬영실에 마련되는 영상감시장치 ;
    상기 시료수실의 시료수를 조명하기 위하여 상기 시료수실에 마련되는 조명장치 ;
    상기 영상감시장치가 촬영한 영상을 전송받아 이를 분석 및 관리하는 수질데이터 처리 장치 ;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시료수실에 상기 투명 격판의 시료수실측 표면을 청소하기 위한 와이퍼 장치가 마련되는 것을 특징으로 하는 영상감시장치를 이용한 수질데이터 수집 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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