KR20130021894A - Simulation system for soil characteristics change - Google Patents

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KR20130021894A
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Abstract

PURPOSE: A soil texture change simulation system is provided to enable users to systemically monitor chemical and physical changes underground by artificially changing the climate condition. CONSTITUTION: A soil texture change simulation system comprises: one or more containers(10), one or more sensors(20), a load cell(30), a climate control device, and a central processing device. The containers contain soil, and include a drain on the lower portion for measuring the drainage of the soil. The sensors are used for measuring soil texture. The load cell measures a weight change of the soil. The climate control device artificially manipulates climate applied to the soil. The central processing device is connected to the sensors, the load cell, and the climate control device.

Description

토성 변화 시뮬레이션 시스템{SIMULATION SYSTEM FOR SOIL CHARACTERISTICS CHANGE}Saturn change simulation system {SIMULATION SYSTEM FOR SOIL CHARACTERISTICS CHANGE}

본 발명은 토성 변화 시뮬레이션 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공적으로 기후 및 환경을 변화시키면서 토양의 성질 변화를 관찰할 수 있는 시뮬레이션 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a Saturn change simulation system, and more particularly, to a simulation system capable of observing changes in soil properties while artificially changing the climate and the environment.

19세기 초부터 자연현상을 과학적으로 이해하고 해석하기 위한 다양한 방법들이 개발되고, 이를 적용한 연구들이 수세기에 걸쳐 진행되어 왔으며, 현재에도 이에 대한 연구들이 이루어지고 있다. 자연현상을 인간 생활권과 연결시켜 보다 인간 생활의 안전성 확보를 위한 노력의 일환으로 자연과학과 공학이 눈부신 발전을 거듭하였다. Since the early 19th century, various methods for scientific understanding and interpretation of natural phenomena have been developed, and the researches applying them have been conducted for centuries, and the researches are still being conducted. Natural science and engineering have made remarkable developments in an effort to connect natural phenomena with human rights to secure human life.

최근 농업환경 또는 기후 변화에 따른 토양의 변화를 관찰하기 위한 기구 또는 시스템의 개발이 활발하다. 대표적인 것이 라이시미터(Lysimeter)이다. 라이시미터는 토양을 용기에 담아 실내 또는 야외에 설치한 후 토양의 용탈수(leachate)를 정량하는 목적으로 개발된 것이지만, 최근에는 각종 센서 및 정보통신기술과 결합하여 용탈수 뿐 아니라 토양의 각종 성질, 예를 들면 pH, 농약 성분의 잔류 정도, 또는 분해산물 등을 측정하여 그 결과를 온라인으로 받아서 취합 및 데이터 처리 등의 작업을 수행할 수 있다. Recently, the development of a mechanism or a system for observing the change of soil according to the agricultural environment or climate change is active. A representative one is the Lysimeter. The lysimeter was developed for the purpose of quantifying the leaching of soil after it is installed indoors or outdoors by putting the soil in a container, but recently, it is combined with various sensors and information and communication technologies, and various properties of the soil as well as dewatering For example, pH, residual levels of pesticide components, or degradation products may be measured, and the results may be received online to perform operations such as collection and data processing.

한편, 전 세계적으로 기상변화로 인한 피해는 해마다 광범위하게 증가되는 추세이다. 태풍과 집중강우 등에 의한 산사태와 사면붕괴 및 지반침하 등과 같은 지반 변형은 인명과 재산 피해를 발생시키는 주요한 재해의 원인으로 작용하고 있다. 그런데, 최근 이러한 기상이변이 일상이라 할만큼 종래의 기상관측 결과와는 완전히 다른 기후변화가 관측되고 있어, 종래의 기상관측을 바탕으로 한 예측 또는 관측에 따른 모델링이 쓸모없어지는 결과를 초래하고 있다. 또한, 우리나라의 경우 기상이변 뿐 아니라 최근 조류독감이나 구제역 등의 가축전염병으로 인한 가축의 대량살상 및 그에 따른 대량매립과 4대강 사업 등으로 대표되는 대규모 토목공사로 인한 자연환경의 인위적 변화가 예상된다. 특히, 매립지의 토양의 변화 및 그에 대한 적절한 대처가 시급히 요청된다 할 것이다. 그럼에도 불구하고, 종래의 기상 및 토양관측 시스템으로는 어떠한 변화가 나타나는지 또 그러한 변화에 대처하여 어떠한 대처를 하여야 하는지에 대한 정보를 얻을 수 없다. On the other hand, the damage caused by weather changes worldwide is increasing year by year. Ground deformations such as landslides, slope collapse and ground subsidence caused by typhoons and heavy rainfall have been the main causes of disasters that cause human life and property damage. However, recently, climate change is observed to be completely different from the conventional weather observation results such that the weather anomaly is daily, resulting in the use of prediction or observation modeling based on the conventional weather observation becomes useless. . In addition, in Korea, anthropogenic changes in natural environment are expected not only due to extreme weather but also due to the mass killing of livestock caused by avian influenza or foot-and-mouth disease, and large-scale civil engineering works represented by mass reclamation and four major river projects. . In particular, it will be urgently required to change the landfill land and appropriate measures. Nevertheless, conventional meteorological and soil observation systems cannot provide information on what changes occur and what to do in response to such changes.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 인공적으로 토양 환경 및 기후를 변화시키면서 환경과 기상 변화에 따른 토양의 변화를 예측할 수 있는 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a Saturn change simulation system that can predict the change of soil according to the environment and weather changes while artificially changing the soil environment and climate.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 토양을 수용하며 상기 토양의 물빠짐을 측정할 수 있도록 하부에 드레인을 포함한 적어도 하나 이상의 용기와,; 상기 용기에 수용된 토양의 성질을 측정할 수 있는 적어도 하나 이상의 센서와,; 상기 토양의 무게변화를 측정할 수 있는 로드셀과,; 상기 용기에 수용된 토양에 가해지는 기후를 인위적으로 조작하는 기후조절장치 및,; 상기 센서, 로드셀 및 기후조절장치와 연결되어 데이터를 받고 명령을 전달하는 중앙처리장치를 포함한 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention includes at least one container containing a drain at the bottom to accommodate the soil and to measure the drainage of the soil; At least one sensor capable of measuring the properties of the soil contained in the container; A load cell capable of measuring a change in weight of the soil; A climate control device for artificially manipulating the climate applied to the soil contained in the container; It provides a Saturn change simulation system including a central processing unit connected to the sensor, load cell and climate control device to receive data and transmit commands.

또한, 본 발명은 상기 중앙처리장치가 유선 또는 무선 네트워크를 통해 별도의 서버와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a Saturn change simulation system, characterized in that the central processing unit is connected to a separate server through a wired or wireless network.

또한, 본 발명은 상기 센서가 지중 및 지표면에 설치되는 pH미터, 온도계, 표층수 유량측정계와, 용기 상부에 설치되는 VOC 측정장치, 습도계 및 기온계로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다.In addition, the present invention is a soil change characterized in that the sensor is at least one selected from the group consisting of pH meter, thermometer, surface water flow meter installed on the ground and ground surface, VOC measuring device, hygrometer, and thermometer installed on the top of the container. Provide a simulation system.

또한, 본 발명은 상기 기후조절장치가 인공강우장치, 인공온도조절장치, 인공습도조절장치, 인공태양 및 차양막으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a saturn change simulation system, characterized in that the climate control device is at least one selected from the group consisting of artificial rainfall device, artificial temperature control device, artificial humidity control device, artificial sun and sunshade.

또한, 본 발명은 상기 인공강우장치가 강우의 pH를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a saturn change simulation system, characterized in that the artificial rainfall device can adjust the pH of the rainfall.

또한, 본 발명은 상기 인공장우장치가 강우량을 측정할 수 있도록 유량측정장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a Saturn change simulation system, characterized in that the artificial rain apparatus further comprises a flow rate measuring device to measure the rainfall.

또한, 본 발명은 상기 용기의 상부에 가스포집장치를 더 포함한 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다.The present invention also provides a saturn change simulation system further including a gas collecting device on the top of the container.

또한, 본 발명은 상기 토양의 내부에 채집공이 설치되어 토양에서 발생하는 바이오가스를 채집하여 바이오가스의 종류 및 열량을 측정하는 바이오가스 측정장치 및 상기 바이오가스를 포집 및 연소시켜 전력을 발생하는 발전장치를 더 포함한 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다.In addition, the present invention is a collection device is installed inside the soil to collect the biogas generated in the soil to collect the biogas measuring device and calorific value of the biogas and the power generation by generating the power by collecting and burning the biogas It provides a Saturn change simulation system that further includes the device.

또한, 본 발명은 상기 인공온도조절장치가 대기중의 온도를 상승 또는 하강시킬 수 있는 것 또는 상기 용기의 외측을 자켓 형태로 둘러싸 열매/냉매를 순환시켜 지열을 조절하는 방식인 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다.In addition, the present invention is a method that the artificial thermostat is capable of raising or lowering the temperature of the atmosphere or surrounding the outer side of the container in the form of a jacket to circulate the fruit / refrigerant to adjust the geothermal heat, characterized in that Provide a change simulation system.

또한, 본 발명은 상기 기후조절장치가 복수의 용기에 대해 각각 설정한 다양한 기후조건을 실행하도록 복수의 구획으로 나누어 병렬적으로 설치된 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a Saturn change simulation system, characterized in that the climate control device is installed in parallel divided into a plurality of compartments to execute a variety of climatic conditions respectively set for a plurality of containers.

본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 인위적으로 기후조건을 변화시키면서 지중에서 발생하는 화학적, 물리적 변화를 체계적으로 측정과 계량을 통하여 모니터링하고, 토양중에서 발생하는 물의 순환 구조(표층수, 침출수, 증산, 증발의 비율)와 토양내의 물질과의 역학관계를 연구하여 기상인자(온도의 변화, 습도의 변화, 대기압, 강우량, 강설량, 토양온도, 수분량 등)와 토성의 변화 관계를 규명할 수 있도록 한다. The Saturn change simulation system of the present invention systematically monitors chemical and physical changes occurring in the ground while artificially changing the climatic conditions through measurement and metering, and monitors the water circulation structure (surface water, leachate, transpiration, evaporation). The relationship between the ratios and the substances in the soil is studied to identify the relationship between changes in weather factors (temperature change, humidity change, atmospheric pressure, rainfall, snowfall, soil temperature, water content, etc.) and Saturn.

도 1은 본 발명에 따른 토성 변화 시뮬레이션 시스템의 일례를 설명하기 위한 부분 구조도
도 2는 본 발명에 따른 토성 변화 시뮬레이션 시스템 중 기후조절장치의 일례를 설명하기 위한 구조도
도 3은 본 발명에 따른 토성 변화 시뮬레이션 시스템 중 기후조절장치의 또 다른 예를 설명하기 위한 구조도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 용기 11 드레인
20 센서 21 표층수 유량측정장치
22 기초대사량 측정장치 23 VOC 측정장치
24 혐기성소화 측정장치 25 호기성소화 측정장치
30 로드셀 50 바이오가스 발전장치
51 바이오가스 측정장치 52 채집공
60 가스포집장치 71 인공온도조절장치
72 인공습도조절장치 73 인공태양
74 차양막 75 인공강우장치1 is a partial structural diagram illustrating an example of a saturn change simulation system according to the present invention;
Figure 2 is a structural diagram for explaining an example of the climate control device of the Saturn change simulation system according to the present invention
Figure 3 is a structural diagram for explaining another example of the climate control device of the Saturn change simulation system according to the present invention
Description of the Related Art
10 containers 11 drain
20 Sensor 21 Surface Water Flow Measurement System
22 Basic metabolic measuring device 23 VOC measuring device
24 Anaerobic Digestion Measuring Device 25 Aerobic Digestion Measuring Device
30 Load Cell 50 Biogas Power Plant
51 Biogas measuring device 52 Collector
60 Gas trap 71 Artificial thermostat
72 Artificial humidity control device 73 Artificial sun
74 Sunshade 75 Artificial Rain Equipment

이하에서 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명은 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 토성 변화 시뮬레이션 시스템의 일례를 설명하기 위한 부분 구조도이다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 토양을 수용하며 상기 토양의 물빠짐을 측정할 수 있도록 하부에 드레인(11)을 포함한 적어도 하나 이상의 용기(10)와,; 상기 용기(10)에 수용된 토양의 성질을 측정할 수 있는 적어도 하나 이상의 센서(20)와,; 상기 토양의 무게변화를 측정할 수 있는 로드셀(30)과,; 상기 용기에 수용된 토양에 가해지는 기후를 인위적으로 조작하는 기후조절장치(71, 72, 73, 74, 75) 및,; 상기 센서(20), 로드셀(30) 및 기후조절장치와 연결되어 데이터를 받고 명령을 전달하는 중앙처리장치(미도시)를 포함한다.1 is a partial structural diagram for explaining an example of a saturn change simulation system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the saturn change simulation system of the present invention includes at least one container 10 including a drain 11 at the bottom to receive soil and to measure drainage of the soil; At least one sensor 20 capable of measuring the properties of the soil contained in the vessel 10; A load cell 30 capable of measuring a change in weight of the soil; A climate control device (71, 72, 73, 74, 75) which artificially manipulates the climate applied to the soil contained in the container; It is connected to the sensor 20, the load cell 30 and the climate control device includes a central processing unit (not shown) for receiving data and transmitting commands.

본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 토양을 수용하며 상기 토양의 물빠짐을 측정할 수 있도록 하부에 드레인(11)을 포함한 적어도 하나 이상의 용기(10)를 포함한다. 상기 용기(10)의 형태, 재질이나 크기 등은 토양의 성질을 변화시키지 않는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니나, 용기(10)에 수용되는 토양의 성질 변화가 채취한 지역의 토양을 대표할 수 있을 정도, 즉 종래의 통상적인 라이시미터(lysimeter)가 바람직하다. 상기 용기(10)의 하부에는 토양이 드레인을 폐색시키지 않도록 다공질의 메쉬 또는 다공성 폴리머가 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 드레인(11)은 토양의 물빠짐, 즉 침출수의 양을 측정할 용도이며 유량계를 사용할 수 있다. 상기 드레인(11)의 구조 및 용도 등은 종래 라이시미터에서도 구현된 바 있으므로 본 명세서에서 더 이상의 상세한 설명은 하지 않기로 한다. 본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 상기 용기(10)를 적어도 하나 이상 포함한다. 따라서, 다수의 용기(10)에 서로 다른 지역의 토양을 동시에 시험하거나 동일 토양을 각각 다른 다양한 인공기후에 노출시켜 시험시간을 단축할 수 있도록 한다. 상기 토양의 경우 일반적인 토양이나 매립지등에서 가축의 사체, 고엽제 등의 화학물질, 석면, 콘크리트등의 폐건축재 등이 매립되어 토양의 성질변화를 지속적으로 모니터링 해야 하는 토양 등이 그 대상이 될 수 있고, 이러한 토양에 대해 환경별, 기상별, 강우별, 토질별 토성(土性) 변화를 모니터링하고 그에 따른 대처방법 역시 시험하고 평가할 수 있게 된다. 상기 용기(10)는 매립되어 지면과 평행하게 위치할 수 있으며, 토양의 상부에는 식물 등을 식재하여 일반적인 환경과 동일하게 할 수 있다.Saturn change simulation system of the present invention includes at least one container 10 including a drain 11 at the bottom to receive the soil and to measure the drainage of the soil. The shape, material or size of the container 10 is not particularly limited as long as it does not change the properties of the soil, but the degree of change in the properties of the soil contained in the container 10 can represent the soil in the collected region. That is, a conventional conventional lysimeter is preferable. The lower portion of the container 10 is preferably provided with a porous mesh or porous polymer so that the soil does not block the drain. In addition, the drain 11 is used to measure the water drainage, that is, the amount of leachate of the soil and may use a flow meter. Since the structure and use of the drain 11 has been implemented in the conventional reciter, no further detailed description will be given herein. Saturn change simulation system of the present invention comprises at least one vessel (10). Accordingly, the test time can be shortened by simultaneously testing soils of different regions in a plurality of containers 10 or exposing the same soil to different artificial climates. In the case of the soil, such as soil, landfills, chemicals such as livestock dead bodies, defoliants, waste building materials such as asbestos, concrete, etc. are buried, and the soil that needs to continuously monitor the change in the properties of the soil may be the target. These soils can be monitored for environmental changes, weather conditions, rainfall, and soil changes, and their countermeasures can be tested and evaluated. The container 10 may be buried and positioned in parallel with the ground, and planted on the upper part of the soil to be the same as the general environment.

본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 상기 용기(10)에 수용된 토양의 성질을 측정할 수 있는 적어도 하나 이상의 센서(20)를 포함한다. 본 명세서에서 상기 '센서'의 용어는 센서 자체 또는 분석하고자 하는 토양의 성질을 측정할 수 있는 측정장치를 의미한다. 상기 센서(20)는 특별히 제한되는 것은 아니고, 토양의 성질 및 변화를 측정하는 용도의 것이면 된다. 토양의 성질 변화에는 온도, 수분 변화는 물론, 토양 내 유기물의 부식, 부패속도와 산성도, VOC의 생성 등을 들 수 있다. 상기 센서(20)의 예로는 지중 및 지표면에 설치되는 pH미터, 온도계, 표층수 유량측정계(21)와, 용기 상부에 설치되는 기초대사량 측정장치(22), 혐기성 소화 측정장치(24), 호기성 소화 측정장치(25), VOC 측정장치(23), 습도계 및 기온계로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 센서(20)들은 도 1에 나타난 바와 같이 설치할 수 있지만, 설치위치나 설치방법 등은 특별히 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에서 '소화'란 미생물등에 의해 토양에 존재하는 영양분의 분해를 의미한다. 혐기성 소화란 산소를 기피하는 분해과정을 의미하고, 호기성 소화라 함은 산소를 필요로 하는 분해과정을 의미한다. 두 가지 소화가 모두 유기물을 분해한다는 결과는 같지만, 혐기성 소화(Anaerobic digestion)와 호기성 소화(Aerobic Digestion)의 부산물, 특히 발생가스는 서로 다르게 나타나게 된다. 혐기성 소화에서는 일차적으로 효소와 산 생성세균이 분해를 담당하게 되기 때문에, 유기산(포름산, 아세트산, 프로피온산, 부칠산, 발레익 산 등)이 생성되고 두 번째 단계로 메탄생성세균이 개입하여 유기산이 메탄가스(CH4), 이산화탄소, 물 등이 발생하게 된다. 따라서, 혐기성 소화 측정장치(24)는 메탄 및 이산화탄소 측정기 등이 될 수 있다. 반면, 호기성 소화에서는 호기성 박테리아에 의해 분해되는 산물, 즉, 부식질, CO2, H2O, NH3(암모니아) H2S 등이 발생하게 되며, 호기성 소화 측정장치(25)의 예로는 암모니아 또는 황화수소를 측정하는 장치 등이 될 수 있다.Saturn change simulation system of the present invention includes at least one sensor 20 that can measure the properties of the soil contained in the vessel (10). In the present specification, the term 'sensor' refers to a measuring device capable of measuring the property of the sensor itself or the soil to be analyzed. The sensor 20 is not particularly limited and may be any one for measuring the properties and changes of soil. Changes in soil properties include temperature and moisture changes, as well as corrosion of organic matter, decay rate and acidity, and VOC formation. Examples of the sensor 20 include a pH meter, a thermometer, and a surface water flow meter 21 installed on the ground and the ground surface, a basic metabolic rate measuring device 22, an anaerobic digestion measuring device 24, and an aerobic digestion apparatus installed on the container. It is preferably at least one selected from the group consisting of a measuring device 25, a VOC measuring device 23, a hygrometer and a thermometer, but is not limited thereto. The sensors 20 may be installed as shown in FIG. 1, but an installation position or an installation method is not particularly limited. In addition, in the present specification, 'digestion' refers to the decomposition of nutrients present in the soil by microorganisms. Anaerobic digestion means decomposition that avoids oxygen, and aerobic digestion means decomposition that requires oxygen. Both digestion results in the same breakdown of organic matter, but the by-products of anaerobic digestion and aerobic digestion, especially the off-gas, appear different. In anaerobic digestion, enzymes and acid-producing bacteria are primarily responsible for decomposition, so organic acids (formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, etc.) are produced, and methane-producing bacteria are involved in the second step. Gas (CH4), carbon dioxide, water and the like are generated. Thus, the anaerobic digestion measuring device 24 may be a methane and carbon dioxide measuring device. On the other hand, in aerobic digestion, products decomposed by aerobic bacteria, namely, humus, CO 2, H 2 O, NH 3 (ammonia) H 2 S, etc. are generated. Examples of the aerobic digestion measuring device 25 include ammonia or hydrogen sulfide measuring devices. This can be

또한, 본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 상기 토양의 무게변화를 측정할 수 있는 로드셀(load cell, 30)을 포함한다. 상기 로드셀(30)은 침출수, 또는 수분의 증발이나 토양내의 대사량, 유기물 분해 등으로 인한 토양의 무게변화를 측정할 수 있다. In addition, the Saturn change simulation system of the present invention includes a load cell (load cell) 30 that can measure the change in weight of the soil. The load cell 30 may measure the change in weight of the soil due to leachate, evaporation of water, metabolism in the soil, or decomposition of organic matter.

또한, 본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 인공강우장치(75), 인공온도조절장치(71), 인공습도조절장치(72), 인공태양(73) 및 차양막(74)으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 기후조절장치를 포함한다. 도 2및 도 3은 각각 본 발명에 따른 토성 변화 시뮬레이션 시스템의 기후조절장치를 설명하기 위한 이해도이다. 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 상기 기후조절장치는 외부 기후와 무관하게 토양에 적용되는 기후를 인공적으로 조절하여 특정 환경하에서 토양의 내외부적인 변화를 유도할 수 있다. 이러한 인공적인 기후조절장치의 경우 가혹조건을 형성하여 토성의 변화를 관찰하거나 계절에 앞서 토양의 성질 변화 및 약품 투입시 나타나는 변화를 관찰할 수 있다. 또한, 상기 기후조절장치는 복수의 용기(10)에 대해 각각 설정한 다양한 기후조건을 실행하도록 복수의 구획으로 나누어 병렬적으로 설치할 수 있다. 상기 인공온도조절장치(71)는 대기중의 온도를 상승 또는 하강시킬 수 있는 것 및/또는 상기 용기의 외측을 자켓 형태로 둘러싸 열매/냉매를 순환시켜 지열을 조절하는 방식일 수 있다. 기후조절을 위해서는 상기 토양, 즉 용기(10)가 온실 형태의 실내에 위치할 것을 요구하는데, 투명 재질의 유리 또는 플라스틱 재질의 지붕 또는 외벽을 설치하는 경우 상기 차양막(74)은 외부에서 조사되는 태양광 및 열을 차단할 수 있도록 한다. 또한, 상기 인공강우장치(75)는 수조(77)에서 강우의 pH를 조절할 수 있도록 하거나, 강우량을 측정할 수 있도록 유량측정장치(76)를 더 구비할 수 있으며, 경우에 따라 필요한 약품을 액상 형태로 공급하는 통로로도 사용될 수 있다.In addition, the Saturn change simulation system of the present invention is one selected from the group consisting of artificial rainfall device 75, artificial temperature control device 71, artificial humidity control device 72, artificial sun 73 and sunshade 74. It includes the above climate control device. 2 and 3 are each an understanding diagram for explaining the climate control device of the Saturn change simulation system according to the present invention. As shown in Figure 2 and 3, the climate control device can artificially control the climate applied to the soil irrespective of the external climate to induce internal and external changes of the soil under a specific environment. In the case of such an artificial climate control device, it is possible to observe the change of Saturn by forming harsh conditions or to observe the change of soil properties and the change of chemicals before the season. In addition, the climate control device can be installed in parallel divided into a plurality of compartments to execute a variety of climate conditions respectively set for the plurality of containers (10). The artificial temperature control device 71 may increase or decrease the temperature of the air and / or may surround the outer side of the container in the form of a jacket to circulate the fruit / refrigerant to control geothermal heat. In order to control the climate, the soil, that is, the container 10 is required to be located in a greenhouse-type interior. When the roof or the outer wall of glass or plastic material of transparent material is installed, the sunscreen 74 is irradiated from the outside. Make sure to block light and heat. In addition, the artificial rainfall device 75 may be further provided with a flow rate measuring device 76 to adjust the pH of the rainfall in the water tank 77, or to measure the rainfall, in some cases the required chemical liquid It can also be used as a passage for feeding.

본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 상기 용기(10)의 상부에 가스포집장치(60)를 더 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 각종 대기 측정장치 역시 센서의 범주에 들어가기는 하나 미세성분의 검출 및 일정기간동안의 배출량을 측정하기에 적합하지 않은 측면이 있다. 따라서, 캐니스터(canister)나 백 샘플러(bag sampler)와 같은 별도의 가스포집장치(60)를 통해 미세성분 및 소정의 시간동안 가스성분의 배출량 등을 분석할 수 있도록 한다. 또한, 도 1에 나타난 바와 같이, 효과적인 가스의 포집을 위해 용기의 상부에 깔때기 형태의 커버를 두고 흡인 펌프를 이용하여 가스 성분을 포집할 수 있다. Saturn change simulation system of the present invention may further include a gas collecting device 60 on top of the vessel (10). As described above, the Saturn change simulation system of the present invention has various aspects of the atmospheric measuring apparatus also fall into the scope of the sensor, but is not suitable for the detection of the microcomponents and for measuring the emissions over a period of time. Therefore, through the separate gas collecting device 60 such as a canister (bagister) or bag sampler (bagister) it is possible to analyze the emissions of the gaseous components and the like for a predetermined time and the fine component. In addition, as shown in FIG. 1, a gaseous component may be collected using a suction pump with a funnel-shaped cover on top of the container for effective gas collection.

또한, 본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 상기 토양의 내부에 채집공(52)이 설치되어 토양에서 발생하는 바이오가스를 채집하여 바이오가스의 종류 및 열량을 측정하는 바이오가스 측정장치(51) 및 상기 바이오가스를 포집 및 연소시켜 전력을 발생하는 발전장치(50)를 더 포함할 수 있다. 토양에서는 토양 유기물의 분해 등에 의해 바이오가스가 발생한다. 본 명세서에서 '바이오가스'는 토양 생물체가 호흡을 통하여 자연적으로 물질을 연소시킨 부산물로 발생하는 가스를 의미하며, 주로 메탄 등이 발생한다. 즉, 미생물이나 식물의 호흡을 통하여 인위적으로 집적하여 인간이 연소시킬 수 있는 연료로 사용할 수 있는 가스이다. 본 발명에 있어서, 상기 바이오가스 측정장치(51)는 CH4, H2S, CO, CO2, RH, Flow rate 등을 측정하고 이를 BTU(British Thermal Unit)로 표시할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 이러한 바이오 가스를 채집하여 수분을 제거하고 바이오가스 발전장치(50)를 통해 이를 연소시켜 소규모의 발전을 할 수 있고, 폐열은 기온조절장치의 난방용으로 사용할 수 있다.In addition, the Saturn change simulation system of the present invention is a biogas measuring device 51 for collecting the biogas generated in the soil is installed in the collecting hole 52 in the soil to measure the type and calories of the biogas and the The apparatus may further include a power generation device 50 which generates power by collecting and burning biogas. In the soil, biogas is generated due to decomposition of soil organic matter. In the present specification, 'biogas' refers to a gas generated as a by-product by which soil organisms naturally burn a substance through respiration, and mainly methane is generated. In other words, it is a gas that can be artificially accumulated through the respiration of microorganisms or plants and used as a fuel that humans can burn. In the present invention, the biogas measuring device 51 may measure CH 4, H 2 S, CO, CO 2, RH, flow rate, and the like and display it as a BTU (British Thermal Unit). In addition, in the present invention, such a biogas may be collected to remove moisture and burned through the biogas power generation device 50 to generate a small amount of power, and waste heat may be used for heating the temperature control device.

또한, 본 발명의 토성 변화 시뮬레이션 시스템은 상기 센서, 로드셀 및 기후조절장치와 연결되어 데이터를 받고 명령을 전달하는 중앙처리장치를 포함한다. 중앙처리장치는 각 센서, 로드셀 및 기후조절장치와 연결되어 프로그램된 기후조건을 수행하며 센서에서 수신되는 신호를 취합하고 데이터를 주고받으며 피드백(feedback)하거나 데이터를 저장 및 분석할 수 있도록 한다. 상기 중앙처리장치의 구체적 구성이나 연결방식 또는 데이터 처리방식에 관한 내용은 설계에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서 더 이상 하지 않기로 한다. 또한, 상기 중앙처리장치는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 별도의 서버와 연결할 수 있다. 이렇게 외부의 서버와 연결되면 중앙처리장치의 데이터를 서버에 전송하고, 또한 사용자가 외부에서 토성 변화 시뮬레이션 시스템을 운영할 수 있다. 상기 서버 역시 유선 또는 무선 네트워크를 통해 다른 서버/클라이언트에 연결될 수 있음은 물론이다.In addition, the Saturn change simulation system of the present invention includes a central processing unit connected to the sensor, the load cell and the climate control device for receiving data and transmitting commands. The central processing unit is connected to each sensor, load cell and climate control unit to perform programmed climatic conditions, collect signals from the sensors, send and receive data, feed back or store and analyze the data. Details regarding the specific configuration, connection method or data processing method of the central processing unit may be configured in various ways according to the design, the detailed description thereof will not be repeated herein. In addition, the CPU may be connected to a separate server through a wired or wireless network. When connected to an external server in this way, data from the central processing unit can be transmitted to the server, and the user can operate the Saturn change simulation system externally. The server can also be connected to other servers / clients via wired or wireless networks, of course.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art will be able to modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, such improvements and modifications will fall within the scope of the present invention as long as they are obvious to those skilled in the art.

Claims (10)

토양을 수용하며 상기 토양의 물빠짐을 측정할 수 있도록 하부에 드레인을 포함한 적어도 하나 이상의 용기와,;
상기 용기에 수용된 토양의 성질을 측정할 수 있는 적어도 하나 이상의 센서와,;
상기 토양의 무게변화를 측정할 수 있는 로드셀과,;
상기 용기에 수용된 토양에 가해지는 기후를 인위적으로 조작하는 기후조절장치 및,;
상기 센서, 로드셀 및 기후조절장치와 연결되어 데이터를 받고 명령을 전달하는 중앙처리장치를 포함한 토성 변화 시뮬레이션 시스템. At least one container including a drain at the bottom to receive soil and to measure drainage of the soil;
At least one sensor capable of measuring the properties of the soil contained in the container;
A load cell capable of measuring a change in weight of the soil;
A climate control device for artificially manipulating the climate applied to the soil contained in the container;
Saturn change simulation system including a central processing unit connected to the sensor, load cell and climate control unit for receiving data and transmitting commands. 제1항에 있어서,
상기 중앙처리장치는 유선 또는 무선 네트워크를 통해 별도의 서버와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템.The method of claim 1,
The central processing unit is a Saturn change simulation system, characterized in that connected to a separate server via a wired or wireless network. 제1항에 있어서,
상기 센서는 지중 및 지표면에 설치되는 pH미터, 온도계, 표층수 유량측정계와, 용기 상부에 설치되는 기초대사량 측정장치, 혐기성 소화 측정장치, 호기성 소화 측정장치, VOC 측정장치, 습도계 및 기온계로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템. The method of claim 1,
The sensor is composed of a pH meter, a thermometer, a surface water flow meter installed on the ground and the surface, a basic metabolic measuring device, an anaerobic digestion measuring device, an aerobic digestion measuring device, a VOC measuring device, a hygrometer, and a thermometer installed on a container. Saturn change simulation system, characterized in that at least one selected. 제1항에 있어서,
상기 기후조절장치는 인공강우장치, 인공온도조절장치, 인공습도조절장치, 인공태양 및 차양막으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템.The method of claim 1,
The climate control device is a Saturn change simulation system, characterized in that at least one selected from the group consisting of artificial rainfall device, artificial temperature control device, artificial humidity control device, artificial sun and sunshade. 제4항에 있어서,
상기 인공강우장치는 강우의 pH를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템.5. The method of claim 4,
The artificial rainfall device is a Saturn change simulation system, characterized in that to adjust the pH of the rainfall. 제4항에 있어서,
상기 인공장우장치는 강우량을 측정할 수 있도록 유량측정장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템.5. The method of claim 4,
Said artificial rain apparatus Saturn change simulation system characterized in that it further comprises a flow rate measuring device to measure the rainfall. 제1항에 있어서,
상기 용기의 상부에 가스포집장치를 더 포함한 토성 변화 시뮬레이션 시스템.The method of claim 1,
Saturn change simulation system further comprising a gas collecting device on top of the vessel. 제1항에 있어서,
상기 토양의 내부에 채집공이 설치되어 토양에서 발생하는 바이오가스를 채집하여 바이오가스의 종류 및 열량을 측정하는 바이오가스 측정장치 및 상기 바이오가스를 포집 및 연소시켜 전력을 발생하는 발전장치를 더 포함한 토성 변화 시뮬레이션 시스템.The method of claim 1,
Saturn further includes a biogas measuring device that collects biogas generated in the soil by installing a collecting hole inside the soil, and measures a type and calorific value of biogas, and a power generation device that generates power by collecting and burning the biogas. Change simulation system. 제4항에 있어서,
상기 인공온도조절장치는 대기중의 온도를 상승 또는 하강시킬 수 있는 것 또는 상기 용기의 외측을 자켓 형태로 둘러싸 열매/냉매를 순환시켜 지열을 조절하는 방식인 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템.5. The method of claim 4,
Said artificial thermostat is a system that can increase or decrease the temperature of the atmosphere or surrounds the outer side of the container in the form of a jacket Saturn change simulation system, characterized in that by circulating the fruit / refrigerant circulating geothermal. 제4항에 있어서,
상기 기후조절장치는 복수의 용기에 대해 각각 설정한 기후조건을 실행하도록 복수의 구획으로 나누어 병렬적으로 설치된 것을 특징으로 하는 토성 변화 시뮬레이션 시스템.5. The method of claim 4,
Said climate control device is a Saturn change simulation system, characterized in that installed in parallel divided into a plurality of compartments to execute the climatic conditions respectively set for a plurality of containers.
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