KR20190017253A - Apparatus for measuring snow cover - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적설 측정 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 적설되는 눈의 높이와 눈의 무게를 측정하여 정확한 적설 상태를 알려줄 수 있는 적설 측정기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 강우 감지기는 비, 눈 등의 강수 현상을 감지하여 현재의 기상 상황을 알려주는 기기이다. 종래의 강우 감지기는 임피던스 측정 방식을 사용하여 두 개의 간극을 노출시켜서 사이에 임피던스의 저항치를 입력 받아 전압을 측정하여 기상 상황을 판별한다. 강우 감지기는 이슬, 안개 등 온도와 습도에 매우 민감하여 고장이 빈번하고 교체 주기가 짧은 단점이 있다.In general, a rainfall detector is a device that detects current rain conditions by detecting precipitation phenomena such as rain and snow. Conventional rainfall detectors use an impedance measurement method to expose two gaps, measure resistance values of impedance between them, and determine weather conditions. Rainfall detectors are very sensitive to temperature and humidity, such as dew and mist, and thus have frequent failures and short replacement cycles.
다른 방법으로, 초음파 적설계는 비접촉식 방식으로 초음파를 발사하여 반사시간을 측정하고 눈이 없는 기준면으로부터의 반사시간과의 차를 계산하여 적설량을 측정한다. 하지만 초음파는 온도와 습도에 민감하고, 발사된 초음파가 눈 또는 비가 아닌 다른 물체에 반사되어 정확한 적설량을 측정할 수 없는 단점이 있다.Alternatively, the ultrasonic design measures the amount of snowfall by measuring the reflection time by emitting ultrasonic waves in a noncontact manner and calculating the difference between the reflection time from the snow-free reference plane. However, ultrasonic waves are sensitive to temperature and humidity, and the emitted ultrasonic waves are reflected by objects other than the snow or rain, which makes it impossible to measure the amount of snowfall.
한국 등록특허공보 제10-1061294(2011.08.25)호는 초음파 센서 2개를 이용하여 온도에 의하여 변화하는 초음파 속도를 보정하였으며, 이로 인하여 정확한 적설값의 측정이 가능하게 한 초음파 적설계 및 유속완충구에 수분 감지 센서를 부착하여 집설구 히터의 작동을 효율적으로 제어하며, 집설구 및 수분 감지 센서를 외부 온도 및 내부 온도값을 이용하여 히팅양을 효율적으로 제어한 강우설량계이며, 또한 상기 초음파 적설계 및 강우설량계를 이용한 초음파 및 강우설량계를 포함하는 시스템에 관한 것이다.Korean Patent Registration No. 10-1061294 (Aug. 25, 2011) corrects the ultrasonic velocity which changes according to the temperature by using two ultrasonic sensors, and therefore, ultrasonic design and velocity buffering The system is equipped with a moisture sensor for efficiently controlling the operation of the heater of the house, and the heater and the moisture sensor are controlled by the external temperature and the internal temperature, And an ultrasound and rainfall weighing system using a rainfall weighing system.
한국 공개특허공보 제10-2015-0049019(2015.05.08)호는 적설 하중 감지 장치에 관한 것으로, 시설물에 설치되어 적설 하중뿐만 아니라, 눈이 녹아 발생하는 적설 수분 하중을 실시간으로 측정하여 통보함으로써, 시설물 붕괴로 인한 재산 및 인명 피해를 사전에 예방할 수 있는 적설 하중 감지 장치에 관한 것으로, 상부가 개방되어 있는 케이스, 상기 케이스 내부 상측에 배치되어 적설되는 눈의 하중을 측정하는 적설 하중 측정 모듈, 상기 적설 하중 측정 모듈 하측에 배치되어 상기 적설되는 눈이 녹아서 하측으로 낙하되는 수분의 하중을 측정하는 적설 수분 하중 측정 모듈, 상기 케이스에 인접하여 고정 배치되되, 상기 적설 하중 측정 모듈 및 상기 적설 수분 하중 측정 모듈을 제어하여, 상기 적설 하중 및 상기 적설 수분 하중을 입력받은 후, 이를 분석하고 처리하는 제어 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0049019 (2015.05.08) relates to a snow load sensing device, which not only detects a snow load, but also a snow load, The present invention relates to a snow load sensing device capable of preventing damage to property and human life caused by a collapse of a facility in advance. The snow load sensing device includes a case having an open top, a snow load measurement module for measuring a snow load placed on the inside of the case, A snowfall moisture load measurement module disposed under the snowfall load measurement module and measuring a load of water falling down and melted downward by the snowfall snowfall, a snowfall moisture load measurement module fixedly disposed adjacent to the snowfall load measurement module, Module, receives the snow load and the snow load, and analyzes the snow load and the snow load And a control module for processing the control signal.
한국 등록특허공보 제10-1334027(2013.11.22)호는 자동 적설량 관측을 위한 다점 관측장치에 있어서, 관측지주에 제어장치와, 상기 관측지주의 상측에서 구동되며 레이저를 이용하여 적설판에 다수의 지점을 측정하는 레이저적설계와, 상기 레이저적설계가 설치된 관측지주가 중앙에 고정되게 형성된 열십자형 콘크리트베이스와, 상기 관측지주를 중심으로 열십자형 콘트리트베이스의 상부 전,후와 좌,우에 각각 설치된 적설판과, 상기 레이저적설계의 레이저로 상기 적설판의 다수의 지점을 스캐닝하며 다점을 측정하여 적설량을 정밀 관측할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.Korean Patent Registration No. 10-1334027 (Nov. 23, 2013) discloses a multipoint observing apparatus for observing an automatic snowing amount, comprising a control unit on an observation post and a plurality of points on a snowing plate driven by a laser, A crisscross type concrete base formed by fixing the center of sight of the observation point on which the laser design is installed, and a snowboard plate installed on the top, rear, left, and right sides of the thermal cross- And a plurality of points of the snowboard are scanned with the laser of the laser design, and the multi-points are measured to precisely observe the snowfall amount.
본 발명의 일 실시예는 적설되는 눈의 높이와 눈의 무게를 측정하여 정확한 적설 상태를 알려줄 수 있는 적설 측정기를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a snowfall meter capable of measuring snowfall height and snow weight to give accurate snowfall status.
본 발명의 일 실시예는 적설판 위의 복수의 지점들을 설정하여 적설된 눈의 높이를 다점으로 측정할 수 있는 적설 측정기를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a snowfall meter capable of setting a plurality of points on a snowing plate and measuring the height of the snowing snow at multiple points.
본 발명의 일 실시예는 적설판 위의 쌓인 눈의 무게를 측정하여 적설된 눈의 높이에 대한 무게를 산출하여 눈의 상태(예: 가루눈, 함박눈, 싸락눈 또는 진눈깨비눈 등)와 초기 적설을 확인할 수 있는 적설 측정기를 제공하고자 한다.In one embodiment of the present invention, the weight of the snow piled on the snowing plate is measured to calculate the weight of the snowing snow to ascertain the state of the snow (e.g., snow, snow, snow or sleet) To provide a snowfall meter.
실시예들 중에서, 적설 측정기는 해당 영역에 적설된 눈의 무게를 각각 측정하는 적어도 하나의 로드셀을 포함하는 적설판 및 상기 적설판 상단에 설치되어 상기 적설판을 향해 떨어지는 눈의 존재 유무를 측정하는 초음파 센서를 포함한다.Among the embodiments, the snowfall meter includes a snowfall panel including at least one load cell for measuring the weight of snow snowfall in the area, and a snowfall detector installed on the snowfall panel to measure the presence or absence of snow falling toward the snowfall And an ultrasonic sensor.
적설판 상단에 짐벌 구조로 설치되어 상기 적설판에 있는 복수의 계측 지점들 각각에 적설된 눈의 높이를 측정하는 레이저 거리 센서를 더 포함할 수 있다.And a laser distance sensor for measuring the snow height of each of the plurality of measurement points on the snowboard mounted on the top of the snowboard.
떨어지는 눈의 존재가 측정되면 상기 레이저 거리 센서와 상기 로드셀을 통해 상기 복수의 계측 지점들에 적설된 눈의 높이들과 상기 해당 영역에 적설된 눈의 무게를 각각 측정하는 제어모듈을 더 포함할 수 있다.And a control module for measuring the height of the snow on the plurality of measurement points through the laser distance sensor and the load cell and the snow weight on the corresponding area when the presence of the falling snow is measured, have.
제어모듈은 상기 적설판의 면적을 기초로 상기 복수의 계측 지점들을 정의하고 상기 짐벌 구조를 제어하여 상기 레이저 거리 센서가 상기 복수의 계측 지점들 각각에 적설된 눈의 높이를 측정할 수 있다.The control module may define the plurality of measurement points based on the area of the snowboard and control the gimbal structure so that the laser distance sensor measures snow height of snow on each of the plurality of measurement points.
제어모듈은 상기 복수의 계측 지점들을 메시 구조로 정의하고 상기 레이저 거리 센서가 모든 계측 지점들에 관해 최초 계측 지점부터 최후 계측 지점까지 최단 거리로 측정할 수 있다.The control module defines the plurality of measurement points as a mesh structure and the laser distance sensor can measure the shortest distance from the initial measurement point to the last measurement point with respect to all measurement points.
실시예들 중에서, 적설 측정기는 복수의 영역들에 적설된 눈의 무게들을 측정하는 복수의 로드셀들을 포함하는 적설판 및 상기 적설판 상단에 짐벌 구조로 설치되어 상기 적설판의 복수의 지점들 각각에 적설된 눈의 높이를 측정하는 레이저 거리 센서를 포함한다.Among the embodiments, the snowfall meter comprises a snowboard comprising a plurality of load cells measuring the snow weights of snow in a plurality of areas, and a plurality of load cells arranged in a gimbal structure at the top of the snowboard, And a laser distance sensor for measuring the snow height of the snow.
특정 시간대에 측정된 상기 눈의 무게들과 상기 복수의 지점들 각각에 적설된 눈의 높이를 기록하는 적설 로거를 더 포함할 수 있다.And a snow logger for recording the weights of the snow measured at a specific time zone and the snow height of each of the plurality of points.
상기 복수의 지점들을 정사각형의 메시 구조로 정의하고, 상기 복수의 지점들 간의 간격은 아래의 수학식을 통해 정의될 수 있다.The plurality of points may be defined as a square mesh structure, and an interval between the plurality of points may be defined by the following equation.
[수학식][Mathematical Expression]
D_Interval = L / f(H_Snow) D_Interval = L / f (H_Snow)
상기 D_Interval은 상기 간격에 해당하고, 최소 값은 상기 짐벌 구조에서 구분될 수 있는 최소 거리에 의해 결정되고, 상기 L은 상기 메시 구조의 길이, 상기 H_Snow는 상기 복수의 지점들 중 하나에서 적설된 눈의 높이 및 상기 f(H_Snow)는 상기 H_Snow에 따라 단조 증가하는 함수에 해당한다.Wherein the D_Interval corresponds to the interval, the minimum value is determined by a minimum distance that can be distinguished in the gimbals structure, L is the length of the mesh structure, and H_Snow is the height of the snow And f (H_Snow) corresponds to a function for monotonically increasing according to the H_Snow.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technique may have the following effects. It is to be understood, however, that the scope of the disclosed technology is not to be construed as limited thereby, as it is not meant to imply that a particular embodiment should include all of the following effects or only the following effects.
본 발명의 일 실시예에 따른 적설 측정기는 적설되는 눈의 높이와 눈의 무게를 측정하여 정확한 적설 상태를 알려줄 수 있다.The snow measuring apparatus according to an embodiment of the present invention can measure the snow height and the weight of snow to inform the snowing state accurately.
본 발명의 일 실시예에 따른 적설 측정기는 적설판 위의 복수의 지점들을 설정하여 적설된 눈의 높이를 다점으로 측정할 수 있다.The snowfall meter according to an embodiment of the present invention can set a plurality of points on a snowfall plate and measure the height of the snowfall snowfall point.
본 발명의 일 실시예에 따른 적설 측정기는 적설판 위의 쌓인 눈의 무게를 측정하여 적설된 눈의 높이에 대한 무게를 산출하여 눈의 상태(예: 가루눈, 함박눈, 싸락눈 또는 진눈깨비눈 등)와 초기 적설을 확인할 수 있다.The snow measuring apparatus according to an embodiment of the present invention measures the weight of snow piled up on a snowing plate and calculates the weight with respect to the height of the snowing snow to determine the state of the snow (e.g., snow, snowflakes, Initial snow cover can be confirmed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적설 측정기를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적설 측정기를 설명하는 도면이다.
도 3은 적설 측정기를 설명하는 블록도이다.
도 4는 적설 측정기를 통해 측정된 적설량을 나타내는 예시도이다.1 is a view for explaining a snowfall meter according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a snowfall meter according to another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating the snowfall meter.
Fig. 4 is an exemplary diagram showing snowfall measured by a snowfall meter. Fig.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present application should be understood as follows.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the singular " include " or "have" are to be construed as including the stated feature, number, step, operation, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present application.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적설 측정기를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining a snowfall meter according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 적설 측정기(100)는 적설판(110), 관측기둥(120), 초음파 센서(130), 레이저 거리 센서(140) 및 제어모듈(150)을 포함한다. 일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 기상 관측소에 배치될 수 있고, 설치되는 기상 관측소 각각 위치로부터 적설량과 눈의 높이를 포함하는 데이터를 수집하여 전국의 적설량을 측정할 수 있다.Referring to FIG. 1, a snowfall meter 100 includes a
일반적으로 적설계는 레이저 적설계, 초음파 적설계 또는 영상 적설계 등이 있고, 적설되는 눈의 높이를 측정하는 방식이 주로 사용된다. 레이저 적설계는 적설되는 눈의 높이를 정확하게 측정할 수 있고, 강설의 경우에도 측정할 수 있어 외부 환경에 영향을 덜 받지만, 한 점을 측정하는 방식으로 측정하는 영역의 한계가 있다. 초음파 적설계는 음파의 직진성을 이용하여 적설되는 눈의 높이를 측정하는 방식으로, 넓은 면적을 측정할 수 있으나, 온도와 습도에 민감하여 외부 환경에 많은 영향을 받고, 강설일 경우 측정이 어려운 단점이 있다. 영상 적설계는 카메라로 눈금자를 찍어서 숫자를 읽는 방식으로 화면에 보이는 대로 측정하기 때문에 카메라에 이물질이 있거나 강설일 경우에 측정하기 어려운 단점이 있다.Generally, there are laser design, ultrasonic design or image design, and the method of measuring snow height is mainly used. The laser design has a limitation on the area to be measured by measuring one point, although it is less affected by the external environment because it can accurately measure the height of the snow to be snowed and can be measured even in the case of snowfall. Ultrasonic design is a method to measure snow height by using directivity of sound waves. It can measure a large area but it is sensitive to temperature and humidity and is affected by external environment. . The imaging design has a disadvantage in that it is difficult to measure when the camera is dirty or snowed, because it measures the image on the screen by reading the number by reading the scale with the camera.
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 해당 영역에 적설된 눈의 무게를 각각 측정하는 적어도 하나의 로드셀(112)을 포함하는 적설판(110)과 적설판(110)의 일면에 기립된 관측기둥(120)을 포함하고, 관측기둥(120)의 상부에 설치되어 적설판(110)을 향해 떨어지는 눈의 존재 유무를 측정하는 초음파 센서(130)를 포함할 수 있다. 여기에서, 관측기둥(120)은 기둥의 형상에 한정되지 않고, 삼각폴대 또는 벽에 해당할 수 있고, 적설 측정기(100)는 고정된 기둥 또는 측벽에 적어도 하나의 로드셀(112)을 포함하는 적설판(110)과 초음파 센서(130) 및 레이저 거리 센서(140)들을 배치하여 공간 또는 특정 장소에 한정되지 않고 설치할 수 있다.In one embodiment, the snowfall meter 100 includes a
종래의 초음파 적설계는 외부 환경에 민감하여 정확한 눈의 높이를 측정하기 어려운 단점이 있으나, 적설 측정기(100)는 초음파 센서(130)를 통해 초기 적설을 감지할 수 있어 급변하는 기상 상황을 신속하게 대응할 수 있다. 구체적으로, 적설 측정기(100)는 초음파 센서(130)를 통해 눈이 내리는 상황을 감지할 수 있고, 로드셀(112)을 통해 적설되는 눈의 무게를 측정하여 초기 적설을 감지할 수 있다.The conventional ultrasonic design is sensitive to the external environment and thus it is difficult to measure the height of the snow accurately. However, the snowfall meter 100 can detect the initial snowfall through the
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 관측기둥(120)의 상부에 짐벌 구조로 설치되어 적설판(110)에 있는 복수의 계측 지점들(114) 각각에 적설된 눈의 높이를 측정하는 레이저 거리 센서(140)를 포함할 수 있다. 레이저 거리 센서(140)는 종래의 한 점을 측정하는 레이저 적설계의 한계를 극복하도록 다점 측정이 가능한 짐벌(Gimbal) 구조로 구현될 수 있다. 구체적으로 레이저 거리 센서(140)는 상하로 움직이는 모터와 좌우로 움직이는 모터와 결합되어 짐벌 구조를 구현할 수 있고, 적설판(110)에 있는 복수의 계측 지점들(114) 각각에 해당하는 위치로 이동하여 눈의 높이를 측정할 수 있다.In one embodiment, the snowfall meter 100 is a gimbal structure mounted on the top of the
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 제어모듈(150)을 포함할 수 있고, 제어모듈(150)은 초음파 센서(130)를 통해 떨어지는 눈의 존재가 측정되면 레이저 거리 센서(140)와 로드셀(112)을 통해 복수의 계측 지점들(114) 각각에 적설된 눈의 높이들과 해당 영역에 적설된 눈의 무게를 각각 측정할 수 있다.In one embodiment, the snowfall meter 100 may include a
일 실시예에서, 제어모듈(150)은 적설판(110)의 면적을 기초로 복수의 계측 지점들(114)을 정의할 수 있고, 레이저 거리 센서(140)의 짐벌 구조를 제어하여 레이저 거리 센서(140)가 복수의 계측 지점들(114) 각각에 적설된 눈의 높이를 측정하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어모듈(150)은 복수의 계측 지점들(114)을 메시 구조로 정의할 수 있다. 예를 들어, 제어모듈(150)은 적설판(110)의 크기가 50(cm)* 50(cm) 일 경우, 복수의 계측 지점들(114)을 5cm 또는 10cm 간격의 메시 구조로 설정할 수 있고, 레이저 거리 센서(140)의 기계적 구동을 제어하여 설정된 간격만큼 레이저 거리 센서(140)가 이동하며 눈의 높이를 측정하도록 제어할 수 있다.The
일 실시예에서, 제어모듈(150)은 레이저 거리 센서(140)가 모든 계측 지점들에 관해 최초 계측 지점부터 최후 계측 지점까지 최단 거리로 측정하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 레이저 거리 센서(140)는 눈이 오지 않은 상태에서의 최초 계측 거리와 눈이 오고 난 후의 계측 거리 간의 차이를 통해 적설된 눈의 높이를 산출할 수 있고, 복수의 계측 지점들(114)에 해당하는 위치에 쌓인 눈으로부터의 최단 거리를 측정할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 적설 로거(160)를 포함할 수 있고, 레이저 거리 센서(140)로부터 측정된 눈의 높이와 로드셀(112)로부터 측정된 눈의 무게를 데이터로 저장할 수 있다. 구체적으로, 적설 측정기(100)는 레이저 거리 센서(140)가 측정한 모든 계측 지점들에 관한 눈의 높이와 로드셀(112)로부터 측정된 눈의 무게를 적설 로거(160)에 저장하여 해당 지역에 1평당 몇 cm 의 눈이 왔는지 정확한 기상 정보를 얻을 수 있다. 눈의 종류에 따라 수분 함량이 다르기 때문에 같은 높이라도 하중이 달라져 지붕, 비닐하우스에 가해지는 무게가 달라지는데, 적설 측정기(100)는 적설된 눈의 높이와 무게를 측정할 수 있기 때문에 적설된 눈에 대한 정확한 정보를 전달할 수 있는 장점이 있다.In one embodiment, the snowfall meter 100 may include a
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 각 기상 관측소에 위치한 지역마다 다른 상태의 눈에 대한 데이터를 측정할 수 있다. 눈은 온도와 습도에 따라 다르게 생성되기 때문에 같은 면적에 쌓인 눈이라 하더라도 주위 환경에 따라 눈의 상태가 달라진다. 따라서, 적설 측정기(100)는 레이저 거리 센서(140)와 로드셀(112)을 통해 위치한 지역마다 각기 다른 눈의 상태를 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.In one embodiment, the snowfall meter 100 is capable of measuring data on snow in different states for each area located at each meteorological station. Since snow is produced differently depending on temperature and humidity, even if snow is accumulated in the same area, the state of the eye changes depending on the surrounding environment. Therefore, the snow depth measuring apparatus 100 has an advantage that it can accurately measure the state of the eyes of each region located through the
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적설 측정기를 설명하는 도면이고, 도 2a는 레이저 거리 센서로 측정하는 복수의 지점들을 설명하는 도면이고, 도 2b는 적설판에 배치된 로드셀을 설명하는 도면이다.2 is a view for explaining a snowfall meter according to another embodiment of the present invention, FIG. 2A is a view for explaining a plurality of points measured by a laser distance sensor, FIG. 2B is a view to be.
도 2를 참조하면, 적설 측정기(100)는 복수의 로드셀들(112)을 포함하는 적설판(110), 관측기둥(120), 레이저 거리 센서(140) 및 적설 로거(160)를 포함할 수 있다.2, the snowfall meter 100 may include a
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 복수의 영역들에 적설된 눈의 무게들을 측정하는 복수의 로드셀들(112)을 포함하는 적설판(110), 적설판(110)의 일면에 기립된 관측기둥(120)을 포함할 수 있고, 관측기둥(120)에 짐벌 구조로 설치되어 관측기둥(120)의 상부에 설치되어 적설판(110)의 복수의 지점들(114) 각각에 적설된 눈의 높이를 측정하는 레이저 거리 센서(140)를 포함할 수 있다. 여기에서, 복수의 로드셀들(112)의 개수는 적설판(110)의 면적에 따라 달라질 수 있고, 반드시 이에 한정되지 않으나, 적설 측정기(100)는 3 내지 5개의 로드셀(112)을 포함할 수 있다. 적설 측정기(100)는 하나의 로드셀(112)을 배치하여 눈의 무게를 측정할 때보다 복수의 로드셀(112)을 배치하여 적설판(110)에서 가장 먼저 눈이 쌓이는 영역을 확인할 수 있다.In one embodiment, the snowfall meter 100 includes a
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 적설판(110)을 4분할하여 각 분할된 면적에 1개의 로드셀(112)을 배치하여 4분할된 영역에 적설되는 눈의 무게를 측정할 수 있고, 또는 적설판(110)의 중심부에 1개의 로드셀(112) 및 가장자리 4개의 로드셀(112)을 배치하여 적설되는 눈의 무게를 측정할 수 있다.In one embodiment, the snow measuring device 100 can measure the weight of snow falling in four divided areas by dividing the
일 실시예에서, 레이저 거리 센서(140)는 복수의 지점들(114) 각각을 한 방향으로 순차적으로 이동하며 해당 지점의 눈의 높이를 측정할 수 있다. 예를 들어, 레이저 거리 센서(140)는 왼쪽 상단에서 오른쪽 하단 방향 또는 가장자리에서 내부 방향으로 이동하며 눈의 높이를 측정할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 특정 시간대에 측정된 눈의 무게들과 복수의 지점들(114) 각각에 적설된 눈의 높이를 기록하는 적설 로거(160)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적설 측정기(100)는 설정된 시간대에 적설된 눈의 무게와 눈의 높이를 기록할 수 있고, 해당 시간당 적설된 눈의 높이와 무게에 대한 정보를 통해 대피가 필요한 지역과 붕괴 위험 지역에 대피 정보를 전달할 수 있다.In one embodiment, the snowfall meter 100 may include a
구체적으로, 적설 측정기(100)는 눈이 오기 시작한 시간을 기준으로 1분 단위로 레이저 거리 센서(140)를 통해 복수의 지점들(114) 각각에 적설된 눈의 높이를 측정하고, 로드셀(112)을 통해 눈의 무게를 측정하여 적설 로거(160)에 관련 데이터를 저장할 수 있다. 여기에서, 레이저 거리 센서(140)로 복수의 지점들(114) 각각에 해당하는 눈의 높이를 측정하는 시간은 사용자 설정에 따라 달라질 수 있다.Specifically, the snowfall meter 100 measures the height of the snow on each of the plurality of
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 복수의 지점들(114)을 정사각형의 메시 구조로 정의할 수 있고, 복수의 지점들(114) 간의 간격은 아래의 수학식을 통해 산출할 수 있다.In one embodiment, the snowfall meter 100 may define a plurality of
[수학식][Mathematical Expression]
D_Interval = L / f(H_Snow) D_Interval = L / f (H_Snow)
여기에서, D_Interval은 복수의 지점들(114) 간의 간격에 해당하고, 최소 값은 짐벌 구조에서 구분될 수 있는 최소 거리에 의해 결정되고, L은 메시 구조의 길이, H_Snow는 복수의 지점들(114) 중 하나에 적설된 눈의 높이, f(H_Snow)는 H_Snow에 따라 단조 증가하는 함수에 해당한다.Here, D_Interval corresponds to the interval between the plurality of
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 위의 수학식을 통해 복수의 지점들(114) 간의 간격을 정의할 수 있다. 적설 측정기(100)는 레이저 거리 센서(140)의 짐벌 구조에 의해 이동할 수 있는 최소 거리를 복수의 지점들(114)의 최소 간격으로 설정할 수 있고, 적설된 눈의 높이가 증가할수록, 복수의 지점들(114) 간의 간격을 더 좁게 설정하여 복수의 지점들(114)의 개수를 증가시킬 수 있다.In one embodiment, the snowfall meter 100 may define an interval between a plurality of
구체적으로, 적설 측정기(100)는 적설된 눈의 높이가 증가함에 따라 복수의 지점들(114) 간의 간격을 짧게 설정하여 더 많은 복수의 지점들(114)에 해당하는 위치의 눈의 높이를 레이저 거리 센서(140)로 측정할 수 있다. 적설 측정기(100)는 레이저 거리 센서(140)가 회전할 수 있는 최소 거리까지 복수의 지점들(114)의 간격을 짧게 설정할 수 있다. 따라서, 적설 측정기(100)는 더 많은 눈이 올수록 더 좁은 간격으로 적설되는 눈의 높이를 측정할 수 있고, 로드셀(112)로부터 측정된 눈의 무게에 관한 데이터와 각 해당 위치의 눈의 높이에 관한 데이터를 연동하여 보다 정확한 단위 면적당의 적설량을 측정할 수 있다.Specifically, the snowfall meter 100 sets the height of the snow at a position corresponding to a plurality of the plurality of
도 3은 적설 측정기를 설명하는 블록도이다. 도 4는 적설 측정기를 통해 측정된 적설량을 나타내는 예시도이다.3 is a block diagram illustrating the snowfall meter. Fig. 4 is an exemplary diagram showing snowfall measured by a snowfall meter. Fig.
도 3을 참조하면, 적설 측정기(100)는 제어모듈(150)을 통해 로드셀(112), 초음파 센서(130), 레이저 거리 센서(140) 및 적설 로거(160) 간의 데이터 흐름을 제어할 수 있다. 일 실시예에서 제어모듈(150)은 사용자 단말(200)과 무선으로 연결될 수 있고, 사용자 단말(200)은 스마트폰, 노트북 또는 컴퓨터로 구현될 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 태블릿 PC 등 다양한 디바이스로도 구현될 수 있다.3, the snowfall meter 100 may control the flow of data between the
일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 초음파 센서(130)를 통해 눈이 오는 상황임을 감지하면, 레이저 거리 센서(140)로부터 적설된 눈의 높이에 대한 데이터를 수신하고, 로드셀(112)로부터 눈의 무게에 대한 데이터를 수신할 수 있고, 적설 로거(160)를 통해 종합된 데이터를 저장할 수 있다. 적설 로거(160)에 저장된 데이터는 CDMA(Code Division Multiple Access) 또는 LAN(Local Area Network)을 통해 사용자 단말(200) 또는 외부 서버로 전송될 수 있으며, 저장된 데이터를 사용자가 원하는 데이터로 가공하여 도 4처럼 3차원 그래픽으로 적설된 눈의 높이를 나타낼 수 있다. 적설 측정기(100)는 CDMA 또는 LAN을 통해 가공된 데이터를 사용자 단말(200)로 전달할 수 있고, 적설된 눈을 시각적으로 확인할 수 있도록 데이터를 처리할 수 있다.In one embodiment, when the snowfall meter 100 senses that the snow is coming through the
일반적으로, 기상관측에서 적설이란 지면에 쌓인 눈으로, 관측소 주위의 지면에 1/2이상이 눈으로 덮여 있어야 적설이 있다고 판단한다. 눈의 형태는 바람과 온도의 영향을 많이 받기 때문에 쌓이는 경우가 드물고, 관측하거나 구별하기에 어려움이 있다. 일 실시예에서, 적설 측정기(100)는 적설된 눈의 높이 뿐만 아니라 눈의 무게를 함께 측정할 수 있기 때문에 단위 면적당 눈의 무게에 대한 정보를 얻을 수 있다. 예를 들어, 적설 측정기(100)는 적설 로거(160)를 통해 현재 내리는 눈의 높이에 대한 무게를 측정하여 눈의 상태(예: 가루눈, 함박눈, 싸락눈 또는 진눈깨비눈 등)와 초기적설을 확인할 수 있고, 비닐 하우스에 가해지는 눈의 하중을 산출하여 대피 또는 붕괴 위험 알림을 전달할 수 있다. 도 4b를 참조하면, 시간에 따라 적설되는 눈의 높이를 눈의 상태 각각에 대해 그래프로 나타낸 것으로, 눈의 상태에 따라 적설되는 눈의 높이가 현저하게 차이가 있음을 확인할 수 있다.Generally, in the case of weather observation, it is judged that the snow must be covered with snow on the ground and more than 1/2 of the ground around the observatory should be covered with snow. Because the shape of the snow is often influenced by wind and temperature, it is rarely accumulated and difficult to observe or distinguish. In one embodiment, the snowfall meter 100 can measure the height of the snow as well as the snow weight, so that information on the weight of the snow per unit area can be obtained. For example, the snowfall meter 100 measures the weight of the current snow falling through the
일 실시예에서, 도 4c에서처럼, 로드셀(112) A 부터 E 각각에서 눈의 무게를 측정하는 경우, 복수의 로드셀들(112) 각각으로부터 무게의 변화를 확인할 수 있기 때문에 초기 적설을 측정할 수 있다. 도 4c에서 파란색 원은 눈이 쌓이는 영역을 나타내고, 오른쪽에 있는 그래프는 시간에 따른 로드셀(112) A 부터 E 각각에서 측정되는 눈의 무게를 나타낸 것이다. 예를 들어, 눈이 가장 먼저 쌓이는 A 지점에 해당하는 로드셀(112)로부터 눈의 무게를 측정하면, 적설 측정기(100)는 초음파 센서(130) 및 레이더 거리 센서(140)를 제어하여 해당 지점에 눈의 높이를 측정하여 초기 적설을 정확하게 확인할 수 있다.In one embodiment, as in FIG. 4C, when measuring the weight of an eye in each of the load cells 112A-E, the change in weight from each of the plurality of
구체적으로, 눈의 종류로는 가루눈, 함박눈, 싸락눈 또는 진눈깨비 눈 등이 있으며, 가루눈은 일반적으로 지름이 1mm 미만으로 작고 평평하거나 길쭉한 형태의 얼음 알갱이로 내리는 눈이고, 싸락눈은 눈 결정에 얼음 결정이나 물방울이 붙어 만들어지고, 진눈깨비는 지름이 5mm 미만인 투명하고 딱딱한 얼음 알갱이로 만들어지며, 함박눈은 눈의 결정이 떨어지면서 서로 달라붙어 눈송이가 매우 큰 눈에 해당한다. 이와 같이 눈은 온도와 습도에 따라 각각 다르게 형성되며 같은 높이로 쌓인 눈이더라도 눈의 종류에 따라 수분함량이 다르기 때문에 무게가 달라질 수 있다. 따라서, 적설 측정기(100)는 적설된 눈의 높이에 대한 정보와 눈의 무게에 대한 정보를 함께 측정할 수 있어 보다 정확한 눈의 상태를 측정할 수 있다.Specifically, snow is classified into snow flakes, snow flakes, loose snow, or sleet eyes. Snow flakes are snow falling down into ice granules having a diameter of less than 1 mm and flat or elongated. It is made of water droplets. The sleet is made of transparent and hard ice granules with a diameter of less than 5mm. As such, the eyes are formed differently according to temperature and humidity, and even if snow is piled up at the same height, the weight varies depending on the type of snow depending on the moisture content. Therefore, the snow depth measuring apparatus 100 can measure snow height information and snow weight information together, thereby enabling more accurate eye condition measurement.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
100: 적설 측정기
110: 적설판
112:
로드셀
114: 복수의 지점들
120: 관측기둥
130: 초음파 센서
140: 레이저 거리 센서
150: 제어모듈
160: 적설 로거
200: 사용자 단말100: Snowfall meter 110: Snowboard
112: load cell 114: plural points
120: Observation column 130: Ultrasonic sensor
140: laser distance sensor 150: control module
160: Snow logger
200: user terminal
Claims (8)
상기 적설판 상단에 설치되어 상기 적설판을 향해 떨어지는 눈의 존재 유무를 측정하는 초음파 센서를 포함하는 적설 측정기.
A snowboard comprising at least one load cell for measuring the weight of snow snowed in the area, respectively; And
And an ultrasonic sensor provided at an upper end of the snowing plate to measure the presence or absence of snow falling toward the snowing plate.
상기 적설판 상단에 짐벌 구조로 설치되어 상기 적설판에 있는 복수의 계측 지점들 각각에 적설된 눈의 높이를 측정하는 레이저 거리 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적설 측정기.
The method according to claim 1,
Further comprising a laser distance sensor installed on the top of the snowing plate to measure the snow height of each of the plurality of measurement points on the snowing plate.
상기 떨어지는 눈의 존재가 측정되면 상기 레이저 거리 센서와 상기 로드셀을 통해 상기 복수의 계측 지점들에 적설된 눈의 높이들과 상기 해당 영역에 적설된 눈의 무게를 각각 측정하는 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적설 측정기.
3. The method of claim 2,
And a control module for measuring heights of snow on the plurality of measurement points through the laser distance sensor and the load cell and the snow weight on the corresponding area when the presence of the falling snow is measured, Wherein the temperature sensor is a temperature sensor.
상기 적설판의 면적을 기초로 상기 복수의 계측 지점들을 정의하고 상기 짐벌 구조를 제어하여 상기 레이저 거리 센서가 상기 복수의 계측 지점들 각각에 적설된 눈의 높이를 측정하도록 하는 것을 특징으로 하는 적설 측정기.
4. The apparatus of claim 3, wherein the control module
Wherein the plurality of measurement points are defined based on the area of the snowboard and the gimbals structure is controlled so that the laser distance sensor measures the height of the snow on each of the plurality of measurement points .
상기 복수의 계측 지점들을 메시 구조로 정의하고 상기 레이저 거리 센서가 모든 계측 지점들에 관해 최초 계측 지점부터 최후 계측 지점까지 최단 거리로 측정하도록 하는 것을 특징으로 하는 적설 측정기.
5. The apparatus of claim 4, wherein the control module
Wherein the plurality of measurement points are defined as a mesh structure and the laser distance sensor measures the shortest distance from the initial measurement point to the last measurement point with respect to all measurement points.
상기 적설판 상단에 짐벌 구조로 설치되어 상기 적설판의 복수의 지점들 각각에 적설된 눈의 높이를 측정하는 레이저 거리 센서를 포함하는 적설 측정기.
A snow cover comprising a plurality of load cells for measuring the snow weights in the plurality of regions; And
And a laser distance sensor mounted on the top of the snowing plate to measure the height of the snow on each of the plurality of points of the snowing plate.
특정 시간대에 측정된 상기 눈의 무게들과 상기 복수의 지점들 각각에 적설된 눈의 높이를 기록하는 적설 로거를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적설 측정기.
The method according to claim 6,
Further comprising a snow logger for recording the weights of the snow measured at a specific time zone and the snow height of each of the plurality of points.
상기 복수의 지점들을 정사각형의 메시 구조로 정의하고, 상기 복수의 지점들 간의 간격은 아래의 수학식을 통해 정의되는 것을 특징으로 하는 적설 측정기.
[수학식]
D_Interval = L / f(H_Snow)
상기 D_Interval은 상기 간격에 해당하고, 최소 값은 상기 짐벌 구조에서 구분될 수 있는 최소 거리에 의해 결정되고, 상기 L은 상기 메시 구조의 길이, 상기 H_Snow는 상기 복수의 지점들 중 하나에서 적설된 눈의 높이 및 상기 f(H_Snow)는 상기 H_Snow에 따라 단조 증가하는 함수에 해당한다.8. The method of claim 7,
Wherein the plurality of points are defined as a square mesh structure, and the interval between the plurality of points is defined by the following equation.
[Mathematical Expression]
D_Interval = L / f (H_Snow)
Wherein the D_Interval corresponds to the interval, the minimum value is determined by a minimum distance that can be distinguished in the gimbals structure, L is a length of the mesh structure, and H_Snow is a length of the snow And f (H_Snow) corresponds to a function for monotonically increasing according to the H_Snow.
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CN110045442A (en) * | 2019-04-18 | 2019-07-23 | 嘉兴勤慎智能技术有限公司 | A kind of precipitation rain fall sensor |
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