KR20130078213A

KR20130078213A - 이종광원융합형 시정 현천 측정장치

Info

Publication number: KR20130078213A
Application number: KR1020110147023A
Authority: KR
Inventors: 조성주
Original assignee: (주)이엔쓰리 환경
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2013-07-10
Also published as: KR101311312B1

Abstract

본 발명은 발광다이오드(LED)와 레이저(LD)를 광원으로 동시에 투사해서 산란 및 감쇄신호를 수광하여 시정과 현천(현재의 천기)을 측정함으로써 기상정보 및 기상예측의 정확도와 관측 신뢰도를 높일 수 있는 이종(異種)광원융합형 시정 현천 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이종광원융합형 시정 현천 측정장치는, 시정과 현천을 동시에 측정하는 측정장치로, LED 광원을 발생시키는 제1송신부; 레이저 광원을 발생시키는 제2송신부; 상기 제1송신부에서 대기중의 입자에 투사된 LED 광원과, 상기 제2송신부에서 대기중의 입자에 투사된 레이저 광원이 각각 산란 및 감쇄되고, 상기 산란 및 감쇄된 LED 및 레이저 광원을 수신하는 제1 및 제2수신부를 포함하여 구성되고, 상기 제1 및 제2수신부에는 수신된 LED와 레이저 광원의 산란 및 감쇄신호를 바탕으로 시정과 현천을 판단하는 제어부를 각각 구비하며, 상기 제1 및 제2송신부에서 투사된 LED와 레이저 광원은 제1 및 제2수신부 모두에 수신되도록 송·수신부가 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

이종광원융합형 시정 현천 측정장치 및 측정방법{Measuring apparatus for present visibility and weather equipped with different light and measuring method thereof}

본 발명은 이종광원융합형 시정 현천 측정장치 및 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 발광다이오드(LED)와 레이저(LD)를 광원으로 동시에 투사해서 산란 및 감쇄신호를 수광하여 시정과 현천(현재의 천기)을 측정함으로써 기상정보 및 기상예측의 정확도와 관측 신뢰도를 높일 수 있는 이종(異種)광원융합형 시정 현천 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.

기상정보에 대한 경제적·산업적 측면에서의 필요성 및 중요성에 대하여는 이미 주지의 사실이 되었고, 최근 들어 집중호우나 게릴라성 호우와 같은 기상이변이 속출하면서 기상현상에 대한 정밀한 해석 및 예측을 가능토록 하여 날씨와 기후를 예측하고 예보하는 기술을 향상시켜 보다 정확한 기상정보 제공 및 기상예보를 할 수 있는 기상관측 장비나 관측방법이 절실히 요구되고 있다.

시정(視程. visibility)은 지표 부근의 대기의 혼탁 정도를 나타내는 척도인데, 낮에는 수평방향으로 먼 거리의 물체를 보통 육안으로 식별할 수 있는 최대거리가 그 방향의 시정이 된다. 시정은 대기 중에 있는 안개·먼지 등 부유물질의 혼탁도에 따라 좌우되며, 시정장애의 큰 요인은 안개, 황사, 강수, 하층운 등으로 육상에서는 교통장애는 물론 항공기의 이착륙에 결정적인 영향을 주고, 해상에서도 선박운항에 막대한 영향을 미치고 있다.

현천이란 현재의 천기(天氣)를 일컫는 용어인데(이하에서도 같다), 강수입자('강수입자'의 의미는 수증기가 응결핵을 중심으로 응결하여 생긴 구름, 안개 등을 포함한다)의 크기, 이동속도, 수(水)농도 및 방향 등을 측정 분석하여 현재의 날씨는 물론 향후 날씨와 기후를 예측한다.

시정거리는 목표물의 크기, 형태, 밝기, 색깔, 그 밖의 배경 상황이나 시력의 개인차 등 변수가 있기 때문에 정확히 측정하기가 어렵다. 따라서, 시정을 측정하기 위해서 옛날에는 각 방면으로 거리를 알고 있는 지점에 목표물을 정해 놓고 그것을 기준으로 하여 목시(目視) 관측으로 시정을 측정하거나, 특정 거리에 있는 물체와 그 배경의 밝기를 측정하여 명암(明暗) 차이로부터 시정을 측정하였다. 근래 들어 시정을 측정하기 위해 시정계를 사용하는데, 시정계는 발광기로부터 나오는 적외선 발광다이오드 광원을 수광기로 수광하면서 광원의 산란된 양과 광원의 감쇄 정도를 측정하여 시정을 측정하는 방식이다.

특허 제961533호는 "시정계에서의 오염도 모니터링 방법 및 이를 구현하는 시정계"에 관한 것인데, 도 1을 참조하여 간략히 설명하면, 렌즈를 통해 빛을 방출하고 렌즈 표면의 이물질에 의해 산란되는 산란광을 측정하기 위한 포토 디텍터를 구비하는 발광기(1)와, 상기 발광기에서 나온 빛을 수광하는 수광기(2) 및 발광기에서 발광된 빛의 양과 수광기에서 수광된 빛의 양을 측정하여 시정거리를 산출하고, 상기 발광기의 포토 디텍터에서 측정된 산란광을 이용하여 렌즈 표면의 이물질 존재 여부를 모니터링하여 발광기에 인가되는 전류를 조절하는 컨트롤러(3)를 구비하여 구성된 것이다.

상기 시정계는, 적외선 LED를 투사하여 입자에서 산란되는 빛의 양을 수광하여 획득한 산란신호의 감쇄된 양을 계산하여 시정을 산출하는 방식으로, 렌즈에 쌓인 오염물질에 의해 산란되는 양을 보상해서 계산은 하지만 시정측정의 오류가 있을 수 있다는 문제가 여전히 남아 있고, 또한 상기 시정계는 입자에 의해 산란되는 양을 계산하여 시정은 측정할 수 있지만, 입자의 크기와 이동속도 및 방향을 측정하여 현재의 날씨와 기후를 예측하는 현천과는 측정 원리가 근본적으로 다르기 때문에 현천을 정확히 측정할 수 없다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 시정과 현천은 측정하는 방식이 다르기 때문에 한 가지 광원으로 측정하는 방식은 성능 향상에 한계가 있다는 점을 감안하여, LED 광원을 투사해서 수광한 산란 및 감쇄신호에 따라 시정을 판단하고, 동시에 레이저 광원(LD)을 투사해서 산란 및 감쇄신호를 수광하여 입자의 크기와 속도를 측정 분석하여 현천을 판단하며, 이들을 상호 보완함으로써 기상현상에 대한 정밀한 해석 및 예측을 가능토록 하여 보다 정확한 기상정보 제공 및 기상예보를 할 수 있는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치 및 측정방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 이종광원융합형 시정 현천 측정장치는, 시정과 현천을 동시에 측정하는 측정장치로, LED 광원을 발생시키는 제1송신부; 레이저 광원을 발생시키는 제2송신부; 상기 제1송신부에서 대기중의 입자에 투사된 LED 광원과, 상기 제2송신부에서 대기중의 입자에 투사된 레이저 광원이 각각 산란 및 감쇄되고, 상기 산란 및 감쇄된 LED 및 레이저 광원을 수신하는 제1 및 제2수신부를 포함하여 구성되고, 상기 제1 및 제2수신부에는 수신된 LED와 레이저 광원의 산란 및 감쇄신호를 바탕으로 시정과 현천을 판단하는 제어부를 각각 구비하며, 상기 제1 및 제2송신부에서 투사된 LED와 레이저 광원은 제1 및 제2수신부 모두에 수신되도록 송·수신부가 배치되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 제1송신부는 LED 를 발생시키는 LED 발생부와 상기 LED 발생부의 전방에 배치되어 투사된 빛을 평행광선으로 만들어 주는 시준렌즈를 구비하여 구성되거나, 거울면에서 반사된 빛을 평행광선으로 만들어 주는 포물면경과 상기 포물면경의 초점에 배치되어 LED 를 발생시키는 LED 발생부를 포함하여 구성된다.

바람직하게는, 제2송신부는 레이저 광원을 발생시키는 레이저발생부와, 레이저발생부 전면에 배치되는 시준렌즈(collimating lens)를 기본적인 구성으로 포함하며, 레이저발생부와 시준렌즈 사이에는 로드렌즈(rod lens) 또는 투영판을 배치할 수도 있으며, 레이저발생부와 로드렌즈(또는 투영판) 사이에는 원기둥렌즈(cylindrical lens)를 배치할 수도 있다.

바람직하게는, 제1수신부와 제2수신부는 수신된 광원을 모아주는 렌즈와, 필요한 주파수 대역의 빛만 필터링해 주는 밴드패스 필터와, 수신된 빛을 전기적으로 변환해 주는 포토다이오드를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 이종광원융합형 시정 현천 측정방법은, 제1 및 제2송신부에서 LED 광원과 레이저를 각각 발생시키는 단계; 상기 LED 광원과 레이저가 대기중의 입자에 투사되어 산란 및 감쇄된 신호를 제1 및 제2수신부에서 수신하는 단계; 상기 수신된 LED 광원의 산란 및 감쇄신호에 근거하여 시정을 산출하고, 수신된 레이저의 펄스 크기와 폭을 산출하여 입자의 크기, 속도 및 강수 종류로부터 현천을 판단하는 단계를 거쳐서 시정과 현천을 측정 및 판단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 측정된 입자의 크기, 농도 및 강수 종류에 보조센서에 의해 측정된 온도와 습도 데이터를 더해서 시정과 현천을 보정하여 정확도를 향상시킨다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 이종광원융합형 시정 현천 측정장치 및 측정방법은, 대기의 투명도 측정을 위한 시정과 현재의 천기를 동시에 측정함에 있어 시정과 현천 판단에 각각 적합한 광원인 LED와 레이저 광원을 동시에 투사해서 산란 및 감쇄신호를 수광하여 분석함으로써, 관측 정확도와 신뢰도를 높여 날씨와 기후를 예측하고 예보하는 기술을 크게 향상시킴과 동시에 기상현상에 대한 정밀한 해석 및 예측이 가능하여 보다 정확한 기상정보 제공 및 기상예보를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 시정계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 이종광원융합형 시정현천 측정장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 측정장치의 제1송신부의 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 측정장치의 제2송신부의 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 측정장치의 제1 및 제2수신부의 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 군-킨저(Gunn-Kinzer) 다이어그램을 도시한 것이다.

본 발명에 따른 이종광원융합형 시정현천 측정장치 및 측정방법의 가장 큰 기술적 특징은, 시정과 현천은 측정하는 방식이 다르기 때문에 한 가지 광원으로 측정하는 방식은 성능 향상에 한계가 있다는 점을 감안하여, 시정과 현천 판단에 각각 적합한 광원인 LED와 레이저 광원을 투사해서 산란 및 감쇄신호를 수광하여 분석함으로써, 시정과 현천의 정확도를 향상시킬 수 있게 했다는 점이다.

본 발명에 따른 시정과 현천을 동시에 측정하는 측정장치는, LED 및 레이저 광원을 발생시키는 제1 및 제2송신부(11, 12), 상기 광원의 산란과 감쇄신호를 수신하는 제1 및 제2수신부(21, 22), 상기 수신부에 수신된 산란 및 감쇄된 신호를 분석하고 판단하는 제어부를 기본적인 구성으로 구비하며, 제1 및 제2송신부(11, 12)에서 대기중의 입자에 투사된 광원의 산란 및 감쇄신호가 제1 및 제2수신부(21, 22)에 모두에 수신될 수 있도록 송·수신부를 배치한다. 미설명 부호 30은 송신부(10)와 수신부(20)를 지지하는 지지대이다.

제1송신부(11)는 LED 광원을 발생시키는 구성으로, LED 발생부(111)와, LED 발생부에서 발생한 광원을 렌즈 또는 포물면경(오목렌즈)를 통해 평행광선으로 만들어주도록 구성되는데, LED는 산란 및 투과방식에 의거 시정을 측정하기 위한 광원으로, 레이저와 달리 빛의 발산각도가 크기 때문에 송신된 광이 퍼지지 않고 신호를 획득하는 영역에 평행한 광선을 만들기 위해 볼록렌즈와 오목렌즈를 조합한 시준렌즈(collimating lens, 112)를 설치한다. 또는, LED의 발산각이 클 경우에는 렌즈 대신에 오목거울의 일종인 포물면경(113)을 사용하여 송신광을 집광할 수도 있는데, 이때는 포물면경의 초점에 LED 발생부(111)를 배치하여 거울면에서 반사된 LED 광원이 샘플링 영역에 평행광선을 만들어주도록 한다.

제1수신부(21)는 LED 광원이 제1송신부(11)에서 투사되어 입자에 의해 산란 및 감쇄된 LED 광원을 수신하는 구성으로, 포토다이오드(223)를 포함하여 구성되는데, 발광다이오드가 전기에너지를 빛에너지로 변환시킨다면, 포토다이오드는 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 일종의 광센서이다. 물론 제2수신부(22)에서도 제1송신부(11)에서 투사된 LED 광원의 산란 및 감쇄된 신호를 수신하며, 제1수신부(21)와 제2수신부(22)는 동일한 구조이며, 제1수신부(21)와 제2수신부(22)는 2개씩 배치할 수도 있다.

제2송신부(12)는 레이저 광원을 발생시키는 구성으로, 송신부와 수신부 사이를 통과하는 강수입자에 레이저 광원을 투사하여 강수입자 하나씩을 스캔한 후 입자의 크기와 속도 등을 측정 분석하여 현재의 날씨, 즉 강수 형태(비, 눈, 우박 등 강수의 종류를 의미함)를 측정한다.

제2송신부(12)는 레이저 광원을 발생시키는 레이저발생부(121)와, 레이저발생부(121) 전면에 배치되는 시준렌즈(collimating lens, 125)를 기본적인 구성으로 구비하는데, 레이저발생부(121)와 시준렌즈(125) 사이에는 원기둥 형상의 로드렌즈(rod lens, 124)를 배치하거나, 로드렌즈(124) 대신 투영판(미도시)을 배치하여 레이저 광원의 투사되는 형상을 변경할 수도 있다. 또한, 레이저발생부(121)와 로드렌즈(124) 사이에는 입사되는 레이저 광선을 굴절시켜 투과시키는 원기둥렌즈(cylindrical lens, 122)를 배치할 수도 있다. 원기둥렌즈(122)는 양쪽 표면이 서로 평행인 모선을 갖으며, 한쪽 면이 평면이고 원기둥 곡면을 갖는 렌즈로, 빛을 원기둥의 축과 직각 방향으로 굴절시켜 진행시킨다. 시준렌즈(125)는 두 장의 렌즈를 조합한 것으로, 이는 광속의 이용률을 높이고 초점거리를 짧게 하며, 외부로부터의 빛의 환영을 방지하기 위한 것이다.

원기둥렌즈(122)와 로드렌즈(124) 사이에는 회절격자(123)을 더 배치할 수도 있는데, 회절격자(123)는 광선을 회절시켜 빛을 층으로 나누는 역할을 한다.

제2수신부(22)는 제1송신부(11)에서 투사한 LED 광원의 산란 및 감쇄된 신호도 수신하지만, 레이저 광원이 제2송신부(12)에서 투사되어 입자에 의해 산란 및 감쇄된 레이저 광원도 수신하는 구성으로, 수신된 광원을 모아 주는 렌즈(221)와, 렌즈(221)를 통과하여 모인 빛을 필터링하여 한정된 범위의 주파수 대역의 빛만 통과시키는 밴드패스 필터(bandpass filter, 222) 및 밴드패스 필터(222)로부터 수신한 빛을 전기적으로 변환해 주는 포토다이오드(223)를 포함하여 구성된다. 여기서 렌즈(221)는 평면볼록렌즈(planoconvex lens)와 같이 광원을 모아 줄 수 있는 렌즈이면 어떤 렌즈를 사용하더라도 무방하다. 또한, 렌즈(221)와 밴드패스 필터(222)는 위치를 바꿔도 무방하며, 밴드패스 필터(222)를 포토다이오드(223) 바로 앞에 배치할 경우에는 밴드패스 필터(222)를 통과한 광선에 다른 빛이 들어가지 못하도록 밴드패스 필터(222)와 포토다이오드(223)를 접착시켜 놓아야 한다.

제어부(미도시)는 제1 및 제2수신부(21, 22)에는 수신된 LED와 레이저 광원의 산란 및 감쇄신호를 바탕으로 시정과 현천을 판단하는 하는 구성으로, LED와 레이저 광원을 특정 주파수로 변화시키는 변조 기능도 있으며, 강수입자가 있을 경우는 강수입자에서 발생하는 산란광 펄스를 획득하여 펄스의 크기와 폭을 고속 신호획득 회로에서 측정한다. 획득된 펄스의 크기는 강수입자의 크기에 비례하기 때문에 펄스 크기를 통해서 강수입자의 크기를 측정한다. 또한 펄스의 폭은 강수입자의 낙하속도에 따라 결정되는데, 빨리 떨어지는 강수입자는 짧은 시간동안 송신광을 통과하기 때문에 펄스 폭이 좁고, 천천히 떨어지는 입자는 송신광을 통과하는 시간이 길기 때문에 펄스의 폭이 넓어진다. 즉, 펄스의 폭을 측정하면 강수입자의 속도를 알 수 있다.

강수시에 강수입자의 크기와 속도는 각각 다르기 때문에 수신부에서 발생하는 펄스들을 고속으로 분석하여 측정된 각각의 펄스별 크기와 폭을 메모리에 저장하여 강수입자의 크기에 따른 속도 표를 만들게 된다. 강수입자의 크기와 속도가 강수 종류에 따라 달라지는 것을 군-킨저(Gunn-Kinzer)가 연구하여 강수입자의 크기와 속도 분포 다이어그램(도 6 참조)을 창안했는데, 이 다이어그램에 의해 강수의 종류, 즉 안개, 비, 눈, 우박 등을 구분한다. 그러므로 획득된 강수입자의 크기와 속도 표를 군-킨저(Gunn-Kinzer) 다이어그램과 비교하고, 이에 따라 강수입자의 형태를 구분한다.

시정측정의 경우는 감쇄신호와 산란신호를 이용하여 각각 시정을 구해서 상호보정을 한다. 제1송신부에서 나온 빛은 송신부와 수신부 사이를 통과하며 감쇄된 빛의 출력을 제1수신부에서 측정하여 감쇄된 정도를 구하면, 감쇄된 정도는 부거-램버트(Bougher-Lambert)법칙에 의해 다음과 같이 구할 수 있다.

여기서 F는 감쇄된 신호크기이고, Fo는 송신광의 신호세기이며, σ는 소산계수(extinction coefficient), T는 투과도, x는 빛이 통과한 거리이다. 위의 식에서 소산계수를 구하면 시정(Meteorological optical range)은 아래식을 통해 계산한다.

산란신호를 통해 시정을 구하는 방법은 산란각도함수를 이용하여 구하게 되는데, 산란신호를 전방산란되는 각도 30도에서 획득한다고 가정하면 획득된 신호는 아래식과 같이 된다.

여기서 I(θ)는 산란각도 함수이고, L은 산란영역에서 수신부까지의 거리이며, x = ln(F)를 나타낸다. 위 식에서 획득된 x값과 다른 기기에서 비교측정된 시정값을 이용하여 a값과 b값을 구하고 이를 바탕으로 캘리브레이션 커브를 작성하여, 신호값에 따른 소산계수를 구한다. 소산계수를 구하면, 위의 식을 이용하여 이를 시정으로 변환한다.

대기의 상태나 강수입자의 종류에 따라 감쇄정도와 전방산란특성이 차이가 있을 수 있으므로 감쇄를 통해 얻은 값과 전방산란을 통해 얻은 값을 상호보정하여 한가지 신호만을 의존하는 방법보다 정확한 시정을 산출하게 된다.

본 발명에 따른 이종광원융합형 시정 현천 측정방법은, 제1 및 제2송신부에서 LED 광원과 레이저를 각각 발생시키는 단계, LED 광원과 레이저가 대기중의 입자에 투사되어 산란 및 감쇄된 LED와 레이저 광원을 제1 및 제2수신부에서 수신하는 단계, 수신된 LED 광원의 산란 및 감쇄신호에 근거하여 시정을 산출하고, 수신된 레이저의 산란 및 감쇄신호의 펄스 크기와 폭을 산출하여 입자의 크기, 속도 및 강수 형태(종류)로부터 현천을 측정하는 단계를 거쳐서 시정과 현천을 판단한다.

현천을 측정하는 단계에서는, 산란된 펄스 크기에 의해 입자의 크기를 측정하고, 산란된 펄스 수에 의해 입자 농도를 측정하며, 산란된 펄스 폭에 의해 입자의 속도를 측정하고, 측정된 입자의 크기, 농도 및 강수 형태(종류)에 의해 강수량을 측정하고, 여기에 보조센서에 의해 측정된 온도와 습도 데이터를 더해서 시정과 현천 측정을 보정하여 정확도를 높인다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 송신부 11 : 제1송신부
111 : LED 발생부 112 : 시준렌즈(collimating lens)
113 : 포물면경 12 : 제2송신부
121 : 레이저발생부 122 : 원기둥렌즈(cylindrical lens)
123 : 회절격자 124 : 로드렌즈(rod lens)
125 : 시준렌즈(collimating lens)
20 : 수신부 21 : 제1수신부
22 : 제2수신부 221 : 렌즈
222 : 밴드패스 필터 223 : 포토다이오드
30 : 지지대

Claims

시정과 현천을 동시에 측정하는 측정장치에 있어서,
광원을 발생하여 투사하는 송신부와, 상기 광원을 수광하는 수신부를 구비한 상기 측정장치는,
LED 광원을 발생시키는 제1송신부;
레이저 광원을 발생시키는 제2송신부;
상기 제1송신부에서 대기중의 입자에 투사된 LED 광원과, 상기 제2송신부에서 대기중의 입자에 투사된 레이저 광원이 각각 산란 및 감쇄되고, 상기 산란 및 감쇄된 LED 및 레이저 광원을 수신하는 제1 및 제2수신부;
를 포함하여 구성되고, 상기 제1 및 제2수신부에는 수신된 LED와 레이저 광원의 산란 및 감쇄신호를 바탕으로 시정과 현천을 판단하는 제어부를 각각 구비하며, 상기 제1 및 제2송신부에서 투사된 LED와 레이저 광원은 제1 및 제2수신부 모두에 수신되도록 송·수신부가 배치되는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 제1송신부는,
LED 를 발생시키는 LED 발생부;
상기 LED 발생부의 전방에 배치되어 투사된 빛을 평행광선으로 만들어 주는 시준렌즈;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 제1송신부는,
거울면에서 반사된 빛을 평행광선으로 만들어 주는 포물면경;
상기 포물면경의 초점에 배치되어 LED를 발생시키는 LED 발생부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 제2송신부는,
레이저 광원을 발생시키는 레이저발생부;
상기 레이저발생부 전면에 배치되는 시준렌즈(collimating lens);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치.
제4항에 있어서,
상기 레이저발생부와 시준렌즈 사이에 로드렌즈(rod lens)가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치.
제4항에 있어서,
상기 레이저발생부와 시준렌즈 사이에 투영판이 더 배치되는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 레이저발생부와 로드렌즈 사이에는 원기둥렌즈(cylindrical lens)가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치.
제7항에 있어서,
상기 원기둥렌즈와 로드렌즈 사이에는 회절격자가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치.
제1항에 있어서, 상기 제1수신부와 제2수신부는,
한정된 범위의 주파수 대역의 빛만 통과시키는 밴드패스 필터(bandpass filter);
수신한 빛을 모아주는 렌즈;
수신된 빛을 전기적으로 변환해 주는 포토다이오드;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정장치.
시정과 현천을 측정하는 방법에 있어서,
제1 및 제2송신부에서 LED 광원과 레이저를 각각 발생시키는 단계;
상기 LED 광원과 레이저가 대기중의 입자에 투사되어 산란 및 감쇄된 신호를 제1 및 제2수신부에서 수신하는 단계;
상기 수신된 LED 광원의 산란 및 감쇄신호에 근거하여 시정을 산출하고, 수신된 레이저의 펄스 크기와 폭을 산출하여 입자의 크기, 속도 및 강수 종류로부터 현천을 측정하는 단계;
를 거쳐서 시정과 현천을 측정 및 판단하는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정방법.
제10항에 있어서,
상기 측정된 입자의 크기, 농도, 강수 종류로부터 강수량을 측정하는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정방법.
제10항에 있어서,
상기 측정된 입자의 크기, 농도, 강수 종류에 보조센서에 의해 측정된 온도와 습도 데이터를 더해서 시정과 현천의 정확도를 보정하는 것을 특징으로 하는 이종광원융합형 시정 현천 측정방법.