KR20190074682A - Sensor module for sensing immersion and water level - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 침수 및 수위 감지용 센서 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor module for immersion and level sensing.
도시화로 인하여 아스팔트 등으로 도로가 형성됨으로써 비가 내릴 때 빗물을 흡수할 수 있는 토양이 줄어들게 되었다. 이를 보완하기 위하여 도시 배수시스템에 의해 하수를 관리하고 있으나, 짧은 시간에 많은 비가 내리는 국지성 호우가 발생하면 그렇지 않을 때보다 배수시스템이 처리할 수 있는 한계량을 초과하게 되어 도로의 침수가 발생할 가능성이 높아진다.As a result of urbanization, asphalt and other roads are formed, which reduces the amount of soil that can absorb rainwater when it rains. In order to compensate for this, sewage is managed by the urban drainage system. However, when local rainfall occurs in a short time, the possibility of inundation of the road is increased because the drainage system exceeds the limit that can be treated .
이러한 도로의 침수는 도로를 주행하는 차량의 침수로 이어질 가능성이 있으며, 또한 인근 저지대 지역에 거주하고 있는 사람들이 이러한 국지성 집중 호우에 따라 신속하게 대피하지 못할 경우 인명 피해 발생으로 이어질 수 있다. 한편, 국내에서는 종래와는 다르게 기후변화에 따라 국지성 집중 호우가 내려 매해 지속적으로 인적 물적 피해가 발생하고 있는 실정이다.Such inundation of roads may lead to inundation of vehicles driving on the roads, and in case people in nearby lowland areas can not evacuate quickly due to localized torrential rains, this may lead to personal injury. On the other hand, in Korea, unlike the past, due to the climate change, localized heavy rainfall has been continuously causing human and material damage every year.
이러한 호우에 따른 침수 여부를 확인하기 위하여, 종래에는 초음파형 수위감지센서를 이용하여 초음파 발생기로부터 발생된 음파가 복귀하는 시간을 통해 수위를 측정하였다.In order to confirm the flooding due to the heavy rain, the water level was measured through the time when the sound waves generated from the ultrasonic wave generator were returned using the ultrasonic type water level sensor.
본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 수위를 측정하는 수위감지부와 침수여부를 측정하는 침수감지부를 함께 형성하도록 구성된 침수 및 수위 감지용 센서 모듈을 제공하기 위한 것이다.An object of an embodiment of the present invention is to provide a sensor module for immersion and level sensing, which is configured to form a water level sensing unit for measuring a water level and a flooded sensing unit for measuring immersion status.
또한, 내부공간으로 이물질 유입을 방지하는 패키지커버부재를 가지는 패키지커버부를 형성하고, 수위감지부 및 침수감지부의 오작동을 방지하는 센서보호부를 형성하도록 구성된 침수 및 수위 감지용 센서 모듈을 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide a sensor module for flood and water level sensing which is configured to form a package cover portion having a package cover member for preventing foreign matter from flowing into an internal space and to form a sensor protection portion for preventing malfunction of the water level sensing portion and the flood sensing portion .
또한, 벽부를 형성하여 외부로부터 순간적인 유입 유량의 변화에 수위감지부 및 침수감지부의 안정적인 센싱을 가능하게 하는 침수 및 수위 감지용 센서 모듈을 제공하기 위한 것이다.The present invention also provides a sensor module for flood and water level sensing that enables stable sensing of a water level sensing unit and a flooded sensing unit in response to a change in an instantaneous inflow flow rate from the outside by forming a wall portion.
본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈은, 일측이 개방되어 내부공간으로 유체가 유입되는 유입통로 상에 형성된 패키지커버부, 상기 내부공간에 압력센싱부가 지면에 노출되어 유체에 의해 가해지는 압력을 센싱하기 위해 지면 상에 형성되도록 매설되는 수위감지부, 상기 압력센싱부의 주위를 둘러싸되, 상기 압력센싱부와 동일 평면 상에 형성되며 전기적으로 상호 절연되도록 배치된 복수개의 전극을 포함하는 침수감지부, 및 상기 수위감지부 및 상기 침수감지부를 덮도록 형성되며 복수개의 관통홀을 가지는 센서케이싱을 포함하는 센서보호부를 포함한다.The sensor module for detecting flood and water level according to an embodiment of the present invention includes a package cover part formed on an inflow path where one side opens and a fluid flows into an internal space, A plurality of electrodes formed on the same plane as the pressure sensing unit and arranged to be electrically insulated from each other, and a plurality of electrodes disposed on the same plane as the pressure sensing unit, And a sensor protector including a sensor casing formed to cover the water level sensing unit and the flooded sensing unit and having a plurality of through holes.
또한, 상기 복수개의 전극은 서로 대칭이되 분리된 적어도 한 쌍의 반원 형상으로 형성된다.Further, the plurality of electrodes are formed in at least a pair of semicircular shapes that are symmetrical to each other and separated from each other.
또한, 상기 복수개의 전극은 서로 대칭이되 분리된 사분원 형상으로 형성된다.In addition, the plurality of electrodes are formed in a quadrangular shape separated from each other.
또한, 상기 패키지커버부는 매쉬 형상의 패키지커버부재를 포함한다.In addition, the package cover portion includes a package cover member in a mesh shape.
또한, 상기 센서보호부는 상기 센서케이싱의 일측에 매쉬 형상의 센서커버부재를 더 포함하고, 상기 패키지커버부재의 매쉬 직경은 상기 센서커버부재의 매쉬 직경보다 크도록 형성된다.The sensor protection unit may further include a sensor cover member having a mesh shape on one side of the sensor casing, and the mesh diameter of the package cover member is larger than the mesh diameter of the sensor cover member.
또한, 상기 패키지커버부로부터 일정 간격 이격되어 유체가 유입되는 유입방향에 대하여 수직이도록 대항면이 형성된 벽부를 더 포함한다.The apparatus further includes a wall portion spaced apart from the package cover portion by a predetermined distance so that the opposing surface is perpendicular to the inflow direction of the fluid.
또한, 상기 벽부는 그 대항면 하단부에 유체가 유출입하는 통로를 더 포함한다.Further, the wall portion further includes a passage through which the fluid flows into and from the lower end portion of the opposing surface.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed in a conventional and dictionary sense, and the inventor may appropriately define the concept of a term in order to best describe its invention The present invention should be construed in accordance with the spirit and scope of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따르면, 수위감지부 및 침수감지부를 일체로 형성하여 침수여부 및 수위레벨을 함께 측정함으로써 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 측정 신뢰도를 높이는 이점이 있다.According to an embodiment of the present invention, there is an advantage that the water level sensing unit and the flood sensing unit are integrally formed to measure the level of immersion and the level of the flood, thereby improving the measurement reliability of the sensor module for immersion and water level sensing.
또한, 패키지커버부의 패키지커버부재 및 센서보호부의 센서커버부재를 통해 이물질이 내부공간으로 유입되는 것을 최소화 함으로써 수위감지부 및 침수감지부의 센싱 오차의 발생을 방지하는 이점이 있다.In addition, it is possible to minimize the inflow of foreign matter into the internal space through the package cover member of the package cover unit and the sensor cover member of the sensor protection unit, thereby preventing the occurrence of sensing errors of the water level sensing unit and the flooded sensing unit.
또한, 센서보호부가 센서에 가해질 수 있는 물리적 충격으로부터 수위감지부 및 침수감지부를 보호함으로써 결과적으로 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 수명을 연장하는 이점이 있다.In addition, there is an advantage that the water level sensing unit and the flood sensing unit are protected from the physical impact that may be applied to the sensor protection unit, thereby extending the life of the sensor module for immersion and level sensing.
또한, 패키지커버부로부터 일정 간격 이격되어 유체가 유입되는 유입방향에 대해 수직인 대항면을 가지는 벽부를 형성하여 외부로부터 일시적으로 많은 양의 유체가 유입되더라도 유체가 천천히 유입되도록 함으로써 측정의 신뢰도를 높이는 이점이 있다.In addition, it is possible to form a wall portion having a counterpart surface perpendicular to the inflow direction, which is spaced apart from the package cover portion by a predetermined distance, so that even if a large amount of fluid is temporarily introduced from the outside, the fluid is slowly introduced, .
도 1은 본 발명의 센서 중 수위감지부의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 센서 중 침수감지부의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 침수감지부 및 수위감지부의 상면을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 침수감지부 및 수위감지부의 상면을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 침수감지부 및 수위감지부의 상면을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 각 부 연결을 표시한 개략도이다.1 is a cross-sectional view of a level detecting portion in a sensor of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a flooding detection unit of the sensor of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a sensor module for immersion and water level sensing according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a sensor module for immersion and water level sensing according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged top plan view of an immersion sensing unit and a water level sensing unit of the immersion and level sensing module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an enlarged top plan view of an immersion sensing unit and a water level sensing unit of the immersion and level sensing module according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 8 is an enlarged top plan view of an immersion sensing unit and a water level sensing unit of the immersion and level sensing module according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic view showing the connection of respective parts of the sensor module for flooding and water level detection according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objectives, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. Also, the terms "one side," " first, "" first," " second, "and the like are used to distinguish one element from another, no. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of related arts which may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 하며, 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like elements.
도 1은 본 발명의 센서 중 수위감지부(100)의 단면도, 도 2는 본 발명의 센서 중 침수감지부(200)의 단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 센서의 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 센서는 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)가 일체화되도록 결합한 것이다. 침수감지부(200)의 중앙부에는 내측으로 홀(220)이 형성되어 있어 수위감지부(100)가 침수감지부(200)의 중앙 홀(220)에 삽입되어 고정될 수 있도록 구성된다. 이에 따라서 수위감지부(100)가 유체의 유출입에도 흔들림 없이 지지될 수 있어 센싱의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 센서를 사용함으로써, 침수여부를 감지하는 것과 침수된 지역의 수위를 측정하는 것을 함께 수행할 수 있다. 이와 관련한 특징 및 이점들은 후술하기로 한다.1 to 3, a sensor according to an exemplary embodiment of the present invention includes a water
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)은, 일측이 개방되어 내부공간(420)으로 유체가 유입되는 유입통로 상에 형성된 패키지커버부(400), 상기 내부공간(420)에 압력센싱부(110)가 지면에 노출되어 유체에 의해 가해지는 압력을 센싱하기 위해 지면 상에 형성되도록 매설되는 수위감지부(100), 상기 압력센싱부(110)의 주위를 둘러싸되, 상기 압력센싱부(110)와 동일 평면 상에 형성되며 전기적으로 상호 절연되도록 배치된 복수개의 전극(210)을 포함하는 침수감지부(200), 및 상기 수위감지부(100) 및 상기 침수감지부(200)를 덮도록 형성되며 복수개의 관통홀(320)을 가지는 센서케이싱(310)을 포함하는 센서보호부(300)를 포함한다.4, the
도 4를 참조하면, 패키지커버부(400)가 지면에 수직으로 형성되면서 일측이 개방되어 유체가 유입될 수 있는 유입통로를 가진다. 이 때, 수위감지부(100)는 일측이 개방되어 유입통로를 가지는 패키지커버부(400)에 의해 형성된 내부공간(420) 안에 형성된다. 수위감지부(100)는 원통형의 압력센싱부(110)를 가진다. 수위감지부(100)의 원통형 압력센싱부(110)는 우천시 일측에 개방된 면을 통해 유입되는 유체에 의해 가압되고, 압력센싱부(110) 상면의 면적에 작용하는 힘을 수용하여 전기적 신호로 변환한다. 이와 같이 변환된 전기적 신호는 미리 결정된 프로세스에 의해 처리되어 현재 수위를 측정한다.Referring to FIG. 4, the
또한, 압력센싱부(110)의 둘레에는 침수감지부(200)가 형성된다. 침수감지부(200)는 지표면 상을 향한 상면에 복수개의 전극(210)을 형성하는데, 복수개의 전극(210)은 수위감지부(100)의 압력센싱부(110)의 주위를 둘러싸도록 형성된다. 또한, 복수개의 전극(210)은 서로 전기적으로 절연되어 있으며 상호 정전용량(mutual capacitance)을 가지고 있다. 우천시 유체가 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 개방된 일측으로 유입되면, 지표면 상에 형성된 복수개의 전극(210) 상으로 유체가 흐르게 된다. 복수개의 전극(210)은 공기 중에 노출된 경우에는 서로 전기적으로 절연되어 있으나, 공기보다 작은 저항을 가지는 유체의 유입을 통해 전극(210) 간의 단락이 발생한다. 이에 따라 상호 정전용량이 변화하게 되며 이러한 상호 정전용량의 변화에 따라 침수감지부(200)가 침수여부를 측정하게 된다. 이와 같이 수위감지부(100)와 침수감지부(200)를 함께 가지도록 일체로 형성되는 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)을 구성함으로써, 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)이 설치된 지역의 침수여부를 알 수 있음과 함께 어느 정도로 침수가 되었는지 그 수위레벨 측정도 가능하기 때문에 측정의 신뢰도를 높이는 이점이 있다.The
한편, 수위감지부(100)의 압력센싱부(110) 및 침수감지부(200)의 복수개의 전극(210)은 동일 평면 상에 형성되도록 매설된다. 압력센싱부(110)와 전극(210)이 동일 평면 상에 형성되도록 매설됨으로써, 유체가 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)로 유입되어 침수감지부(200)의 전극(210)에 의해 침수여부가 판단될 수 있으면서 수위감지부(100)의 압력센싱부(110)에서 수압에 의해 수위정보를 획득할 수 있다.Meanwhile, the
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 침수감지부(200) 및 수위감지부(100)의 상면을 확대하여 도시한 평면도이다.6 to 8 are enlarged top plan views of the
도 6을 참조하면, 수위감지부(100)의 압력센싱부(110)의 둘레로 반원 형상으로 한 쌍의 전극(210)이 형성된다. 이 때, 한 쌍의 전극(210)은 서로 일정 간격으로 이격되어 전기적으로 절연되어 있고, 따라서 상호 정전용량을 가진다. 우천시 유체가 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 개방된 일측으로 유입되면, 지표면 상에 형성된 반원 형상의 한 쌍의 전극(210)을 통해 유체가 흐르게 된다. 유체가 한 쌍의 전기적으로 절연된 전극(210) 사이에 놓이면, 유체에 의해 전극(210) 간의 상호 정전용량의 변화가 발생하여 이러한 변화에 의해 침수여부를 측정할 수 있다. 이와 함께 수위감지부(100)는 압력센싱부(110)를 통하여 압력센싱부(110)에 가해지는 압력을 측정, 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)이 설치된 지역의 수위를 도출할 수 있다. 한편, 침수감지부(200)와 수위감지부(100)는 동시에 동작을 수행할 수도 있고, 침수감지부(200)가 먼저 작동하여 침수인 것으로 판단된 이후에 수위감지부(100)가 동작을 수행할 수도 있다.Referring to FIG. 6, a pair of
한편, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 침수감지부 및 수위감지부의 상면을 확대하여 도시한 평면도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 침수감지부(200)의 복수개의 전극(210)의 배치형태는 다양하게 구성될 수 있다. 도 7은 침수감지부(200)의 복수개의 전극(210)을 4개의 사분원이 분극된 형태로 구성한 것이고, 도 8은 대칭으로 형성된 두 쌍의 반원 형상의 전극(210) 형태로 구성한 것이다. 이 때, 각 전극(210)은 서로 전기적으로 절연되어 있으며, 우천시 유체의 유입에 따라 전극이 유체에 의해 쇼트되는 경우 상호 정전용량의 변화에 따라 침수여부를 감지할 수 있다. 이 때, 도 7에 도시된 사분원 형태의 전극(210)이 모두 유체에 의해 덮여짐으로써 침수여부를 판단하거나, 도 8에 도시된 두 쌍의 반원 형태의 전극(210)이 유체에 의해 덮여짐으로써 침수여부를 판단하는 것이 가능하다.7 and 8 are enlarged top plan views of the immersion sensing unit and the water level sensing unit of the immersion and level sensing module according to an embodiment of the present invention. 7 and 8, the arrangement of the plurality of
다시 도 4를 참조하면, 패키지커버부(400)는 매쉬 형상의 패키지커버부재(410)를 포함한다. 패키지커버부재(410)는 외부로부터 내부공간(420)으로 유입되는 유체와 함께 이물질이 유입되는 것을 감소시킨다. 이에 따라 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)에 이물질이 유입됨으로써 발생할 수 있는 센서의 오작동을 방지하는 이점이 있다.Referring again to FIG. 4, the
또한, 수위감지부(100)와 침수감지부(200)의 상면을 덮어 수위감지부(100)의 압력센싱부(110)와 침수감지부(200)의 전극(210)을 보호하기 위해 센서보호부(300)가 형성된다. 센서보호부(300)는 유입되는 유체와 함께 유입될 수 있는 이물질 및 외부로부터의 충격으로부터 센서들을 보호한다. 한편, 센서보호부(300)는 외부 충격으로부터 센서들을 보호하기 위한 센서케이싱(310)을 포함하며, 센서케이싱(310)은 침수감지부(200)의 전극(210) 및 수위감지부(100)의 압력센싱부(110)에 유체가 통과할 수 있도록 복수개의 관통홀(320)을 가진다. 센서보호부(300)의 센서케이싱(310)은 외부 충격을 받더라도 변형되지 않도록 강성이 큰 재료로 형성될 수 있다. 센서보호부(300)의 센서케이싱(310)이 센서에 가해질 수 있는 물리적 충격으로부터 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)를 보호함으로써 결과적으로 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 수명을 연장하는 이점이 있다.In order to protect the
또한, 센서케이싱(310)에 형성된 복수개의 관통홀(320)은 원형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)를 물리적으로 보호하는 센서케이싱(310)의 기능을 유지하고, 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)의 센싱에 미치는 영향을 최소화하는 범위 내에서 관통홀(320)의 형상 및 갯수를 결정할 수 있다.The plurality of through-
도 4를 참조하면, 센서보호부(300)의 센서케이싱(310)에 관통홀(320)이 형성되어 있는 동시에, 관통홀(320)은 센서커버부재(330)로 구성된다. 센서커버부재(330)는 센서(수위감지부(100) 및 침수감지부(200))로 유입되는 유체와 함께 이물질이 이동하는 것을 최소화한다. 이물질이 센서로 이동하는 것을 최소화함으로써, 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)의 센싱 오차의 발생을 방지하는 이점이 있다. 또한, 전술한 패키지커버부(400)의 패키지커버부재(410)를 통해 상대적으로 큰 크기를 가지는 이물질이 먼저 걸러지고, 이후 센서보호부(300)의 센서커버부재(330)를 통해 상대적으로 작은 크기를 가지는 이물질이 다시 걸러지기 때문에 센서로 유입되는 이물질은 최소화되어 센싱 오차의 발생을 방지하는 이점이 있다. 다만, 이 때 센서커버부재(330)는 센서커버부재(330)를 통해 유체가 유출입될 때 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)가 유체를 센싱하는 것에 미치는 영향을 최소화하는 범위 내에서 구성될 수 있다. 4, a through
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 센서커버부재(330)는 센서케이싱(310)의 일측에 결합되도록 형성될 수 있다. 도 5에서는 센서보호부(300)의 센서커버부재(330)가 센서케이싱(310)의 외측에 형성된 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 센서케이싱(310)의 내측에 형성하는 것도 가능하다. 도 5에서의 센서커버부재(330)는 도 4에서의 센서커버부재(330)와 같이 이물질이 센서로 이동하는 것을 최소화함으로써, 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)의 센싱 오차 발생을 방지하는 이점이 있다.5 is a cross-sectional view of a sensor module for immersion and water level sensing according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the
한편, 패키지커버부(400)의 패키지커버부재(410)의 매쉬 직경은 센서보호부(300)의 센서커버부재(330)의 매쉬 직경보다 크도록 형성된다. 이 때, 매쉬 직경이란 원형의 각각의 부재의 원형의 매쉬 홀이 형성되었을 때는 그 홀의 직경을 의미하고, 다각형의 매쉬로 형성되었을 때는 매쉬의 장축과 단축의 길이 합의 평균으로 매쉬 직경을 정의할 수 있다. 패키지커버부재(410)의 매쉬 직경이 작은 경우 외부로부터 유체의 유입속도 또는 단위시간당 유량에 영향을 줄 수 있어 수위감지부(100)에서 측정된 수위와 실제 수위와의 오차가 발생할 가능성이 높아지므로, 유체 유입에 영향을 주지 않되 이물질을 걸러낼 수 있도록 패키지커버부재(410)가 형성되는 것이 바람직하다. 반면 센서커버부재(330)의 경우 투과성 재료로 형성되되 센서(수위감지부(100) 및 침수감지부(200))에 이물질 유입을 최소화하여 센서의 오작동을 방지하도록 형성되는 것이 바람직하다.The mesh diameter of the
또한, 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)은 패키지커버부(400)로부터 일정 간격 이격되어 유체가 유입되는 유입방향에 대해 수직이도록 대항면이 형성된 벽부(500)를 더 포함한다. 도로 우천시 차량의 이동 등의 원인으로 인하여 일시적으로 유체가 한꺼번에 유출입되는 경우, 정상적인 수위감지에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 벽부(500)는 유체의 진입방향에 대하여 수직으로 대항면을 형성하면서 벽부(500)를 직접 통과하지 않도록 불투과성 재료로 형성될 수 있다. 이에 벽부(500)는 유체가 내부공간(420)으로 진입하기 전의 방파제와 같은 역할을 수행하며, 벽부(500)의 대항면 주위로 형성된 간극을 통해 유체가 한꺼번에 통과하지 않도록 한다. 이에 따라 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)의 측정의 신뢰도를 높이는 이점이 있다. 한편, 벽부(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 패키지커버부(400)와 일정 간격 이격된 위치에 형성될 수도 있으나, 이는 예시적인 것이고, 패키지커버부(400)의 패키지커버부재(410)에 인접하도록 형성될 수도 있다.In addition, the
또한, 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 벽부(500)는 그 대항면 하단부에 유체가 유출입하는 통로(미도시)를 더 포함할 수 있다. 벽부(500)는 유입통로로부터 유입되는 유체에 대하여, 일시적으로 많은 양의 유체가 유입되지 않도록 하여 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)의 측정 신뢰도를 높이는 역할을 수행한다. 이 때, 대항면 하단부에 형성된 통로를 통해 유체가 유입되도록 함으로써, 해당 지역에 차량이 지나가는 등의 원인으로 인하여 한꺼번에 많은 유체가 패키지 내부로 유입되더라도 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)에는 일정 속도 또는 단위시간당 유량 이하로 유입되도록 함으로써 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)의 측정 신뢰도를 높이는 이점이 있다.The
이하, 본 발명 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)을 사용하는 침수 및 수위 감지용 센서 모듈 시스템의 일실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a sensor module system for flooding and water level detection using the
도 5를 참조하면, 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)는 제어부(800)와 전기적으로 연결되고, 제어부(800)는 신호송신부(700)와 연결되며, 신호송신부(700)는 하우징(600)의 내부에 형성되되 하우징(600)은 전체 면이 폐쇄되어 신호송신부(700)에 누수를 방지한다.5, the water
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 각 부 연결을 표시한 개략도이다.FIG. 9 is a schematic view showing connections of respective parts of the
도 4, 도 5 및 도 9를 참조하면, 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)에 의해 측정된 측정값은 전기적으로 연결된 제어부(800)에 전송된다. 제어부(800)는 침수감지부(200)의 전극(210) 간의 상호 정전용량의 변화에 따라 침수여부를 판단하며, 또한 수위감지부(100)의 압력센싱부(110)에서 측정된 압력으로부터 해당 지역의 수위를 도출한다. 도출된 정보는 신호송신부(700)를 통해 지방자치단체의 상황실 등 중앙시스템으로 전송될 수 있다. 이러한 정보를 전송받은 중앙시스템에서 침수 및 수위정보에 따라 해당 지역의 위험도를 판단하고, 해당 지역에 설치된 지역 확성기 등을 이용하여 경계경보를 발령하거나, 저지대 침수 위험이 있는 가구에 연락하여 대피를 지시할 수 있다. 한편, 제어부(800)는 LoRa(Long Range, low power wireless platform) 기술을 사용하는 보드일 수 있고, 신호송신부(700) 또한 LoRa 기술을 통해 중앙시스템으로 정보를 전송할 수 있다.4, 5 and 9, measured values measured by the water
또한, 신호송신부(700)는 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)의 상면과 일정 거리 이격된 하우징(600)의 내부에 형성된다. 신호송신부(700)가 내부에 형성된 하우징(600)은 전체 면이 폐쇄되어 외부 물질을 포함하는 유체가 내부로 누수되지 않도록 구성된다. 또한, 하우징(600)은 가해지는 응력에 따른 변형률이 작은 재료로 형성되어 외부로부터 하중이 인가되더라도 변형이 최소화될 수 있다. 예를 들어, 하우징(600) 위로 보행자가 지나갈 경우 보행자의 체중이 하우징(600)에 인가되더라도, 그 체중에 의해 하우징(600)의 변형이 쉽게 발생하지 않도록 한다. 하우징(600)에 의해 누수 및 외부의 물리적 충격으로부터 신호송신부(700)를 보호함으로써, 신호송신부(700)의 오작동을 방지하고 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 수명을 연장하는 이점이 있다.The
한편, 제어부(800)는 복수의 경보부(900)와 전기적으로 연결되고, 이러한 경보부(900)에는 발광형 경보기 및 소음발생형 경보기를 포함한다. 이 때, 발광형 경보기는 단색의 조명일 수 있고, 또는 수위 레벨에 따라 서로 다른 색상이 발광될 수 있는 다색 조명일 수도 있다. 또한, 발광형 경보기는 일정 높이 이상의 수위가 측정되었을 때 점등되도록 제어될 수 있고, 또는 일정 시간 간격을 가지고 점멸하도록 제어될 수 있다. 소음발생형 경보기는 일정 높이 이상의 수위가 측정되었을 때 사이렌을 발생시키도록 제어될 수 있고, 또는 안내 음성이 송출되도록 제어될 수도 있다. 전술한 바와 같은 신호송신부(700)를 통해 중앙시스템에서 조치를 취하는 것 뿐만 아니라, 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)에 포함된 경보부(900)에 의해 침수 및 수위 감지용 센서 모듈이 설치된 지역의 침수상황을 알림으로써 중앙시스템에 의한 조치가 이루어지기 전에 현장에서 상황에 따른 신속한 대처가 가능하다는 이점이 있다.Meanwhile, the
또한, 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)에서 지면으로부터 일정 간격 이격되어 형성되고, 제어부(800)와 전기적으로 연결된 온도감지부(1000)가 더 형성된다. 온도감지부(1000)는 외기온도를 측정하는 역할을 한다. 한편, 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)는 압력센싱부(110)에 가해지는 압력 및 전극(210)의 상호 정전용량을 센싱하기에 최적한 작동온도를 가지는데, 이 작동온도를 벗어나게 되면 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)의 센싱 감도가 떨어져 센싱에 오차가 발생할 가능성이 높아진다. 이를 방지하기 위해 온도감지부(1000)에 의해 감지된 외기온도에 따라서 수위감지부 및 침수감지부의 동작을 조절할 수 있도록 제어부가 작동한다. 더 자세하게는, 온도감지부(1000)의 외기온도 측정에 의하여 외기온도가 센서(수위감지부(100) 및 침수감지부(200))의 작동온도 범위를 벗어나는 것으로 감지되는 경우, 제어부(800)는 수위감지부(100) 및 침수감지부(200)에 공급하는 전력을 차단한다. 외기온도가 센서의 작동온도 범위 밖일 때 전원을 차단함으로써 소비전력을 최소화할 수 있으며, 센싱 오차의 발생을 방지하고 결과적으로 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 수명을 연장하는 이점이 있다.In addition, a
한편, 본 발명 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)은 배터리에 의해 전력이 공급될 수 있으며, 또는 침수 및 수위 감지용 센서 모듈(10)의 인근에 위치한 상시 전원에 의해 전력이 공급될 수도 있다.Meanwhile, the
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 침수 및 수위 감지용 센서 모듈은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof, It will be apparent that modifications and improvements can be made by those skilled in the art.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.
10 : 침수 및 수위 감지용 센서 모듈
100 : 수위감지부
110 : 압력센싱부
200 : 침수감지부
210 : 전극
220 : 홀
300 : 센서보호부
310 : 센서케이싱
320 : 관통홀
330 : 센서커버부재
400 : 패키지커버부
410 : 패키지커버부재
420 : 내부공간
500 : 벽부
600 : 하우징
700 : 신호송신부
800 : 제어부
900 : 경보부
1000 : 온도감지부10: Sensor module for immersion and level detection
100:
110: Pressure sensing unit
200: flood sensing unit
210: electrode
220: hole
300: Sensor protection unit
310: Sensor casing
320: Through hole
330: sensor cover member
400: package cover part
410: package cover member
420: inner space
500: wall portion
600: housing
700: Signal transmitter
800:
900: Alarm Department
1000: Temperature sensing unit
Claims (7)
상기 내부공간에 압력센싱부가 지면에 노출되어 유체에 의해 가해지는 압력을 센싱하기 위해 지면 상에 형성되도록 매설되는 수위감지부;
상기 압력센싱부의 주위를 둘러싸되, 상기 압력센싱부와 동일 평면 상에 형성되며 전기적으로 상호 절연되도록 배치된 복수개의 전극을 포함하는 침수감지부; 및
상기 수위감지부 및 상기 침수감지부를 덮도록 형성되며 복수개의 관통홀을 가지는 센서케이싱을 포함하는 센서보호부;를 포함하는 침수 및 수위 감지용 센서 모듈.A package cover portion formed on the inflow passage through which the fluid flows into the internal space, the package cover portion being opened on one side;
A water level sensing part embedded in the internal space such that a pressure sensing part is formed on the ground to sense a pressure applied by the fluid exposed on the ground surface;
A submergence sensing unit that surrounds the pressure sensing unit and includes a plurality of electrodes formed on the same plane as the pressure sensing unit and arranged to be electrically insulated from each other; And
And a sensor casing including a sensor casing formed to cover the water level sensing unit and the flooded sensing unit and having a plurality of through holes.
상기 복수개의 전극은 서로 대칭이되 분리된 적어도 한 쌍의 반원 형상으로 형성된 침수 및 수위 감지용 센서 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of electrodes are symmetrical to each other and formed in at least a pair of semicircular shapes separated from each other.
상기 복수개의 전극은 서로 대칭이되 분리된 사분원 형상으로 형성된 침수 및 수위 감지용 센서 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of electrodes are symmetrical with respect to each other and formed in a separated quadrangle shape.
상기 패키지커버부는 매쉬 형상의 패키지커버부재를 포함하는 침수 및 수위 감지용 센서 모듈.The method according to claim 1,
Wherein the package cover portion includes a mesh-like package cover member.
상기 센서보호부는
상기 센서케이싱의 일측에 매쉬 형상의 센서커버부재;를 더 포함하고,
상기 패키지커버부재의 매쉬 직경은 상기 센서커버부재의 매쉬 직경보다 큰 침수 및 수위 감지용 센서 모듈.The method according to claim 1,
The sensor protection unit
And a sensor cover member in the form of a mesh on one side of the sensor casing,
Wherein a mesh diameter of the package cover member is larger than a mesh diameter of the sensor cover member.
상기 패키지커버부로부터 일정 간격 이격되어 유체가 유입되는 유입방향에 대하여 수직이도록 대항면이 형성된 벽부;를 더 포함하는 침수 및 수위 감지용 센서 모듈.The method according to claim 1,
And a wall portion having a counter surface formed at a predetermined distance from the package cover portion and perpendicular to an inflow direction of the fluid.
상기 벽부는 그 대항면 하단부에 유체가 유출입하는 통로;를 더 포함하는 침수 및 수위 감지용 센서 모듈.The method of claim 6,
And a passage through which the fluid flows into and from the lower end of the opposing wall.
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---|---|---|---|---|
KR20210084043A (en) * | 2019-12-27 | 2021-07-07 | 한국전자기술연구원 | Sensor module for sensing water level and control method the same |
KR20220038862A (en) | 2020-09-21 | 2022-03-29 | 우석대학교 산학협력단 | The water level detecting apparatus of the flooded section |
KR20220165399A (en) * | 2021-06-08 | 2022-12-15 | (주) 다츠 | Inundation depth measurement device |
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KR200461904Y1 (en) | 2012-05-11 | 2012-08-13 | 현대해상화재보험 주식회사 | System for monitoring flooring of road |
-
2017
- 2017-12-20 KR KR1020170176222A patent/KR20190074682A/en unknown
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