KR20190132596A - Water-based oil flow measurement system - Google Patents

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KR20190132596A
KR20190132596A KR1020180056823A KR20180056823A KR20190132596A KR 20190132596 A KR20190132596 A KR 20190132596A KR 1020180056823 A KR1020180056823 A KR 1020180056823A KR 20180056823 A KR20180056823 A KR 20180056823A KR 20190132596 A KR20190132596 A KR 20190132596A
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light
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KR1020180056823A
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형기우
김병섭
류인재
전대원
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동양하이테크산업주식회사
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Abstract

According to the present invention, provided is an oil generation monitoring system using a laser, comprising: a remote light measuring unit for irradiating a laser beam to a predetermined position of water, detecting a Raman signal and a red tide fluorescence signal of water induced by a laser beam at a predetermined distance or more, and condensing the signals to quantify the signals by each wavelength region; a lifting unit supporting the remote light measuring device and capable of lifting up and down; a control unit for analyzing data quantified for each wavelength region inputted from the remote light measuring unit and controlling the remote light measuring unit and the lifting unit; and a moving unit installed at a lower end of the lifting unit and having rollers capable of rolling on the ground. Therefore, the present invention has an effect of being used as a monitoring system to monitor the presence or absence of oil in fresh water.

Description

수계 오일류 측정 시스템{Water-based oil flow measurement system}Water-based oil flow measurement system

본 발명은 분광광도법을 활용한 오일 발생 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세 하게는 바다 강이나 호수에서 빈번히 발생하고 있는 오일 누출 현상을 원격으로 광대역으로 측정 및 감시할 뿐만 아니라 녹조유발 미생물을 정량화할 수 있는 수계 오일류 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an oil generation measuring system utilizing spectrophotometry, and more particularly, to quantify algae-inducing microorganisms as well as to remotely measure and monitor an oil leakage phenomenon occurring frequently in a sea river or a lake remotely. Water-based oil measuring system.

1970년대 산업화 이후 배출오염원의 증가로 인하여 국내의 많은 호수와 하천들이 오염되었고 조류의 대량발생 등의 부영양화현상도 빈번히 발생하여 큰 사회문제가 되고 있다.Since the industrialization of the 1970s, many sources of lakes and rivers have been polluted due to the increase of emission sources, and eutrophication such as mass production of algae has frequently occurred, which is a big social problem.

최근 상수원으로 이용되는 몇몇 호수에서의 남조류의 대량발생으로 인하여 이취미 문제, 독소 문제 등의 정수상의 문제가 발생하고 있다.Recently, due to the large number of blue algae in several lakes used as water sources, water purification problems such as taste and toxin problems are occurring.

녹조 및 적조 현상은 하천과 호수 등에서 수온이 상승하고 물의 흐름이 완만해지면서 수중의 녹조 또는 남조류가 대량으로 증식하여 수체가 녹색 또는 남색을 띄는 현상으로 녹조 발생시 다음과 같은 악영향이 발생한다.Green algae and red algae are a phenomenon in which the water temperature rises in rivers and lakes, and the water flows slowly, and the green algae or blue algae in the water multiply, resulting in green or indigo water.

첫째, 시각적으로 착색 또는 스컴 형성, 죽은 물고기 등으로 인한 시각적인 불쾌감 유발 및 레크리에이션 활동의 저해를 받는다.First, it causes visual discomfort caused by visual coloring or scum formation, dead fish, etc., and inhibition of recreational activities.

둘째, 공중위생측면에서 볼 때, 남조류 독소에 의한 인체 및 가축에의 건강상의 손상, 이취미 발생으로 인한 불쾌감 유발한다.Second, in terms of public health, it causes unpleasant sensations due to health damage to humans and livestock caused by algae toxins and the development of taste.

셋째, 생태학적으로는 생태계 파괴로 인한 토종 동물의 사멸 또는 서식처 이동, 개체군 변화, 먹이 손실이 야기된다.Third, ecologically, destruction of native animals or habitat migration, population changes, and food loss are caused by ecosystem destruction.

넷째, 경제적으로도 레크리에이션 활동 및 여행의 저해로 인한 지역 경제적 손실, 농업용수, 산업용수 부족으로 인한 경제적 손실이 있게 되고, 조류 독소에 의한 가축이나 야생동물의 폐사, 대량 증식한 조류의 분해동안 수중 용존산소 감소로 인한 물고기 및 수중생물의 폐사하여 동물건강에 영향을 미친다.Fourth, economically, there is economic loss due to regional economic loss due to the inhibition of recreational activities and travel, economic water due to lack of agricultural water and industrial water, and death of livestock or wildlife caused by avian toxin, and underwater decomposition during mass growth of algae. Death of fish and aquatic life due to reduced dissolved oxygen affects animal health.

또한, 남조류 독소발생, 이취미생성, 상수처리과정 중 여과지 폐쇄, 응집침전저해, 과다염소처리로 인한 THM 생성하여 상수원에도 악영향을 미친다.In addition, cyanobacteria toxin generation, off-flavor production, filter paper closure during the water treatment process, flocculation sedimentation inhibition, THM generated by the over-chlorine treatment adversely affects the water source.

상기와 같이 수계에 많은 악영향을 미치는 조류는 탄소 동화 작용을 하는 단순한 단세포, 다세포성 미생물로서 남조류, 녹조류, 규조류 등으로 구분된다.As described above, algae having a lot of adverse effects on the water system are simple single cells and multicellular microorganisms that act on carbon assimilation, and are classified into cyanobacteria, green algae, and diatoms.

남조류는 부영양화된 수역에서 우점하는 조류로 질소 고정능을 가지며, 불리한 환경에서 내구성이 강한 휴면포자를 형성하여 견디다가 환경이 좋아지면 발아하여 재증식하며, 높은 수온과 pH에 대한 적응성이 강하기 때문에 여름철 대량 증식이 일어날 수 있다. 그리고 녹조류는 계절적으로는 늦봄부터 초가을에 걸쳐 증식하며 상수도 시설에서는 침전지나 완속여과지의 여과막을 형성하며 급격히 증식하면 물에 냄새를 나게 하며 여과지를 폐쇄시키는 경우가 있다. 규조류는 클로로필-a와 b 외에 규조소, 크산토필 등의 색소를 포함하고 해수로부터 담수, 토양속 등 도처에 생식하고 부유성, 부착성인 것이 있으며 부유성인 것은 호수 등에서 초봄에 대증식을 일으켜 정수처리에 영향을 준다. 과다할 경우 응집 및 침전을 방해하고, 여과지를 막히게 한다.Cyanobacteria are predominantly algae in eutrophicized waters, have nitrogen-fixing capacity, form durable dormant spores in unfavorable environments, endure them, germinate and regrow when the environment improves, and are highly adaptable to high water temperatures and pH. Mass propagation may occur. Green algae are grown seasonally from late spring to early autumn. Waterworks facilities form filtration membranes for sedimentation or slow filter papers. When they proliferate rapidly, they can smell water and close the filter paper. In addition to chlorophyll-a and b, diatoms contain pigments such as diatomite and xanthophyll. They are regenerated from seawater, freshwater and soil, and are floating and sticky. Floating ones cause large growth in early spring in lakes, etc. Affects. Too much can interfere with flocculation and sedimentation and clog the filter paper.

한편, 적조는 식물성 플랑크톤(phytoplankton), 특히 와편모조류가 대량으로 번식하여 바닷물 색깔을 적색 혹은 황갈색으로 변화시키는 것을 말한다. 수중에 유기물질이 풍부한 상태에서 일조량과 수온이 적당할 경우 적조가 나타난다. 대량 번식된 플랑크톤의 분해를 위하여 산소가 많이 소비되므로 물고기는 산소 부족으로 대량 폐사하는 상황이 발생된다. 또한, 대량 번식된 플랑크톤은 물고기의 아가미에 붙어서 물고기를 질식시키기도 하며, 편모 조류인 코콜리디니움은 독을 내뿜어 물고기를 죽인다. Red tide, on the other hand, refers to the phytoplankton, in particular, coarse algae, breeding in large quantities to change the color of seawater to red or tan. Red tide appears when the amount of sunshine and water temperature are adequate in the state of abundant organic matter in the water. Fish consume a lot of oxygen for the decomposition of mass-produced plankton, causing the fish to die in large quantities due to lack of oxygen. Mass-produced plankton also attaches to the gills of the fish and suffocates the fish. The flagella algae, Cocollidium, exhales poison and kills the fish.

적조는 연안해역에서 대부분 발생되며, 표층수의 수온이 상승한 경우나 폭우, 장마 등으로 인한 담수의 유입으로 영양염이 크게 증가한 경우 또는 무풍상태가 계속되어 해수의 혼합이 잘 안되는 경우 등에 일어나고 있다. 우리나라의 경우 7, 8월 장마 기간 중 육지의 오염물질이 바다로 대량 유입되어 바닷물을 부영양화시키면서 9월부터 적조가 집중 발생하고 있다.Red tide occurs mostly in coastal waters, such as when the surface water temperature rises, when the nutrients increase greatly due to the inflow of fresh water due to heavy rains, rainy seasons, etc. In Korea, during the rainy season in July and August, red tide has been concentrated since September due to the influx of land pollutants into the sea and eutrophication of seawater.

현재 적조 경보는 국립수산진흥원과 수산연구소에서 적조현상이 발생하여 그 세력이 크거나 유독종이 출현하여 어업피해가 발생될 위험이 있을 때 적조 경보를 발령한다. 적조 경보에는 적조주의보, 적조경보, 적조속보, 적조해제가 있으며, 적조생물의 밀도가 크면 피해도 클 것으로 예상되나 반드시 그렇지는 않고, 주로 적조 원인 생물에 따라서 피해가 달라진다. 따라서 적조경보 발령 시 유독성 적조생물의 출현 여부에 대해 각별히 주의를 기울여야 할 것이다. 왜냐하면 대량 폐사 이외 마비성 패독이나 설사성 패독이 문제되기 때문이다.At present, the red tide alert is issued when the red tide occurs at the National Fisheries Research and Development Agency and the Fisheries Research Institute. Red tide alerts include red tide warning, red tide warning, red tide warning, and red tide release. If the density of the red tide is high, the damage is expected to be great, but it is not necessarily the damage. Therefore, special attention should be paid to the presence of toxic red tide organisms when the red tide alert is issued. Because paralysis or diarrhea in addition to mass mortality is a problem.

이러한 적조 발생에 대한 탐지 방법은 종래에는 직접 바다에서 채수하여 현미경을 이용해 취수된 해수의 적조 농도를 육안 체크하고, 그 확인 결과 적조 농도가 기준치 이상 검출되면 부근 해역에 인위적으로 적조 경보를 내려 해상에 적조가 발생 되었음을 알리게 된다. 또한, 등록특허 제10-0252381호에서는 적조를 탐지하는 수단으로 적조 센서를 사용하여 적조를 감지하고 있음을 알 수 있다. 적조 감지 센서로 클로로필 센서나 탁도계 등을 사용할 수도 있고, 유류 오염 등과 같은 유해물질의 농도를 측정할 수 있는 센서를 사용하고 있다고 기술하고 있다.The detection method for the occurrence of red tide is conventionally taken directly from the sea and visually checks the red tide concentration of the seawater taken with a microscope, and when the red tide concentration is detected above the reference value, an artificial red tide alarm is issued to the sea near the sea. You will be notified that red tide has occurred. In addition, in Patent No. 10-0252381, it can be seen that red tide is detected using a red tide sensor as a means for detecting red tide. Chlorophyll sensor, turbidimeter, etc. can be used as a red tide detection sensor, and it is described as using a sensor that can measure the concentration of harmful substances such as oil pollution.

하지만, 채수에 의한 적조 탐지 방법은 채수한 후 분석하는데 시간을 요할 뿐만 아니라, 넓은 해역을 광범위하게 조사할 수 없다는 한계가 있으며, 적조 감지센서를 이용하여 적조를 탐지하는 방법은 고정 부위에서만 적조를 감지하므로, 이동하면서 유해 적조를 탐지할 수 없고, 유해 적조의 빠른 확산 속도 및 발생 판정 속도 등을 고려할 때 신속성 면에서 떨어진다는 문제점이 있었다. 또한, 적조 세기를 디지털 자료로 생성하여 기지국으로 직접 데이터를 송신하기도 어렵다는 문제점이 있다.However, the red tide detection method by harvesting is not only time-consuming to analyze after harvesting, but also has a limitation in that it is not possible to survey a large area in a wide range, and the red tide detection method using a red tide detection sensor detects red tide only at a fixed part. Therefore, there is a problem in that the harmful red tide can not be detected while moving, and in view of the rapid spreading speed and the determination speed of occurrence of the harmful red tide, the speed drops. In addition, there is a problem that it is difficult to transmit the data directly to the base station by generating the red tide intensity as a digital data.

상기와 같은 문제점을 갖는 녹조 및 적조를 실시간으로 감시하기 위해, 근래에 들어 조사관이 녹조발생지역에 나가 육안으로 관찰하거나 채수하여 광학현미경으로 녹조발생 유무를 판단하는 방법을 사용한다.In order to monitor the green algae and the red tide having the above problems in real time, recently, the investigator goes out to the green algae generating area and visually observes or collects the algae to determine the presence of green algae.

그러나, 이와 같은 방벙은 녹조 및 적조에 대한 정량분석이 불가능하고 상시 모니터링이 불가능한 문제점이 있다.However, such a method has a problem that quantitative analysis of green algae and red tide is impossible and constant monitoring is impossible.

근래에 들어, 수중에 존재하는 클로로필-a에서 발생하는 형광량을 측정하여 수중 조류의 존재를 정량적으로 측정하는 방식을 사용하고 있다.Recently, a method of quantitatively measuring the presence of algae in water by measuring the amount of fluorescence generated from chlorophyll-a present in water has been used.

상기와 같은 방식은 녹조발생 지역에서 측정대상 시료를 별도로 채수하여 측정하므로 실시간 온라인 모니터링(real-time on-line monitoring)이 불가능한 문제점이 있다.As described above, since the sample to be measured is separately collected and measured in the green algae generation area, real-time on-line monitoring is not possible.

이에 따라, 녹조 및 적조를 실시간으로 감시할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.Accordingly, the development of a technology that can monitor the green and red tide in real time is required.

1. 등록특허 제10-0813035(2008.03.06)1.Registered Patent No. 10-0813035 (2008.03.06) 2. 등록특허 제10-0252381(2000.01.18)2. Registered Patent No. 10-0252381 (2000.01.18) 3. 공개특허공보 10-2011-0135714(2011.12.19)3. Publication 10-2011-0135714 (2011.12.19) 4. 공개특허공보 10-2010-0137938(2010.12.31)4. Published Patent Publication 10-2010-0137938 (2010.12.31)

본 발명의 목적은, 바다, 호수나 댐의 광대역 녹조발생 모니터링에 사용하거나 선박에 탑재하여 이동형 오일 측정 시스템으로 적용가능함과 아울러, 담수의 적조 시 감시 시스템으로 활용할 수 있는 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to be used for monitoring the occurrence of broadband green algae of the sea, lake or dam, or mounted on a vessel, and can be applied as a portable oil measuring system, and red and green algae using a laser that can be used as a monitoring system when fresh water is red. It is to provide a generation monitoring device.

본 발명은 수면 하부에서 원격장치를 일정 위치에서 분광을 조사하고, 레이저에 의해 유도되는 물의 라만 신호와 적조 형광 신호를 일정 거리 이상에서 검출하고, 상기 신호들을 집광하여 각 파장 영역별로 정량화하는 원격 광 측정 유닛과; 상기 원격 광 측정기를 지지하며, 승강 가능한 리프팅 유닛; 상기 원격 광 측정 유닛으로부터 입력되는 각 파장 영역별로 정량화된 데이터들을 분석하며 상기 원격 광 측정 유닛 및 리프팅 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛; 및 상기 리프팅 유닛의 하단에 설치되며, 지면 상에서 이동 가능한 롤러들을 갖는 이동 유닛을 포함하는 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치를 제공한다.According to the present invention, a remote device is irradiated with a remote device at a certain position under the surface of water, and detects a Raman signal and a red tide fluorescent signal of water induced by a laser at a predetermined distance or more, and collects the signals to quantify each wavelength region. A measuring unit; A lifting unit supporting and supporting the remote optical meter; A control unit for analyzing data quantified for each wavelength region input from the remote light measuring unit and controlling operations of the remote light measuring unit and the lifting unit; And a red tide and green tide generation monitoring device utilizing a laser installed at a lower end of the lifting unit and including a moving unit having rollers movable on the ground.

상기 원격 광 측정 유닛은, 상기 레이저에 의해 유도되는 물의 라만 신호와 적조 형광 신호를 일정 거리 이상에서 검출하는 광 검출부와, 상기 광 검출부의 전면부 중앙에 설치되어 물의 일정 위치에 레이저를 조사하는 광원부와, 상기 광 검출부와 연결되며, 집광한 상기 신호들을 각 파장 영역별로 정량화 하는 분광부를 구비하는 것이 바람직하다.The remote light measuring unit includes a light detector for detecting a Raman signal and a red tide fluorescence signal of water induced by the laser at a predetermined distance or more, and a light source unit disposed at the center of the front of the light detector and irradiating a laser to a predetermined position of water. And a spectrometer connected to the light detector and configured to quantify the collected signals for each wavelength region.

상기 광원부는, 레이저를 조사하는 광원과, 상기 광원과 연결되며, 상기 레이저의 초점을 조절하는 초점 조절 모듈과, 상기 초점 조절 모듈과 연결되는 마운트와, 상기 마운트와 상기 초점 조절 모듈의 사이에 설치되어 다수의 위치에서 길이가 조절 가능한 나사를 구비하여 상기 광원과 상기 광 검출부와의 정렬을 실시하는 정렬 모듈을 구비한다.The light source unit includes a light source for irradiating a laser, a focus control module connected to the light source and adjusting a focus of the laser, a mount connected to the focus control module, and between the mount and the focus control module. And an alignment module having a screw whose length can be adjusted at a plurality of positions to align the light source with the light detector.

상기 마운트는, 상기 광 검출부의 전면부 중앙에 고정되는 것이 바람직하다.The mount is preferably fixed to the center of the front portion of the light detector.

상기 광원부는, 상기 광원에서의 레이저의 세기를 조절하는 광원 구동 모듈을 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the light source unit includes a light source driving module that adjusts the intensity of the laser in the light source.

상기 광 검출부는, 상기 리프팅 유닛의 상단에서 사방으로의 자세 조절이 가능한 전동식 조절부에 의해 고정되는 것이 바람직하다. Preferably, the light detector is fixed by an electric control unit capable of adjusting the posture in all directions from the upper end of the lifting unit.

상기 분광부는, 상기 광 검출부의 후면부에 연결되는 커넥터와, 상기 커넥터에 연결되며, 집광된 상기 신호에서 설정된 영역의 파장을 필터링하는 광 결합기와, 상기 광 결합기에 연결되며, 필터링된 신호들을 전달하는 광 파이버와, 상기 광 파이버와 연결되며, 상기 신호들을 다수의 파장 대역에서의 성분을 추출하는 분광기를 구비하는 것이 바람직하다.The spectroscope includes a connector connected to a rear portion of the light detector, an optical coupler connected to the connector and filtering a wavelength of a region set in the condensed signal, and connected to the optical coupler to transfer the filtered signals. It is preferable to have an optical fiber and a spectrometer connected to the optical fiber and extracting the components in a plurality of wavelength bands.

상기 광결합기의 후면부에는, 상기 광 파이버의 다수 위치에서 다수의 조절 나사의 길이 조절을 통해 자세 조절을 실시하는 미세 위치 조절기가 더 설치되는 것이 바람직하다.The rear end of the optical coupler, it is preferable that a fine position adjuster for performing the posture adjustment by adjusting the length of the plurality of adjustment screws in a plurality of positions of the optical fiber.

상기 리프팅 유닛은, 상기 이동 유닛의 상단에 직립 상태로 설치되며, 승강 가능한 실린더 축을 갖는 승강 실린더를 포함하고, 상기 실린더 축의 상단에는 설치 박스가 설치된다.The lifting unit is installed in an upright state on the upper end of the mobile unit, and includes a lifting cylinder having a lifting and lowering cylinder axis, and an installation box is installed at the upper end of the cylinder axis.

또한, 상기 설치 박스의 내부에는, 상기 광원 구동 모듈과 상기 분광기가 내장되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the light source driving module and the spectrometer are built in the installation box.

상기 이동 유닛의 상부에는 직립 상태로 설치되는 지지대가 설치되고, 상기 지지대의 상단에는 다관절의 링크가 설치되고, 상기 링크의 단부에는 디스플레이가 설치된다.A support is installed in an upright state at an upper portion of the mobile unit, a multi-joint link is installed at an upper end of the support, and a display is installed at an end of the link.

상기 디스플레이는 상기 디스플레이는 상기 제어 유닛의 각 파장 영역별로 정량화된 데이터들의 분석결과를 가시적으로 출력한다.The display visually outputs an analysis result of the data quantified for each wavelength region of the control unit.

본 발명은 바다, 호수나 댐의 광대역 녹조발생 모니터링에 사용하거나 선박에 탑재하여 이동형 녹조 감시 및 모니터링 시스템으로 적용가능함과 아울러, 담수의 오일발생 유무의 시 감시 시스템으로 활용할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention can be used as a monitoring system for monitoring and monitoring a green algae in a sea, a lake or a dam, or mounted on a ship and used as a mobile algae monitoring and monitoring system.

도 1은 본 발명의 레이저를 활용한 오일 발생 감시 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 레이저를 활용한 오일 감시 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 다른 도면이다.
도 3은 도 2의 리프팅 유닛의 일 예를 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따르는 광원부를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명에 따르는 광 검출부를 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명에 따르는 광원부와 광 검출부와의 결합 관계를 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명에 따르는 광 결합기를 갖는 분광부의 구성을 보여주는 개념도이다.
도 8은 도 7의 커넥터와 광 결합기와의 결합 관계를 보여주는 사진이다.
도 9는 상기 초음파 센서를 포함하는 세이프티 유닛을 레이저를 활용한 오일 발생 감시 장치에 장착하여 적조를 예찰하는 실시형태를 설명하기 위한 사진이다.
도 10은 무진동 유닛의 예를 나타내는 그래픽도이다.1 is a view schematically showing the configuration of an oil generation monitoring apparatus utilizing a laser of the present invention.
2 is another diagram schematically showing the configuration of an oil monitoring apparatus utilizing the laser of the present invention.
3 is a photograph showing an example of the lifting unit of FIG. 2.
4 is a photograph showing a light source unit according to the present invention.
5 is a photograph showing a light detector according to the present invention.
6 is a photograph showing a coupling relationship between a light source unit and a light detector according to the present invention.
7 is a conceptual diagram showing the configuration of a spectroscopic section having an optical coupler according to the present invention.
8 is a photograph showing a coupling relationship between the connector and the optical coupler of FIG.
FIG. 9 is a photograph for explaining an embodiment in which a safety unit including the ultrasonic sensor is attached to an oil generation monitoring device utilizing a laser to predict red tide.
10 is a graphic diagram illustrating an example of a vibration free unit.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치를 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings to describe the red tide and green tide generation monitoring apparatus utilizing the laser of the present invention.

도 1은 본 발명의 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 다른 도면이고, 도 3은 본 발명에 따르는 리프팅 유닛의 일예를 보여주는 사진이다.1 is a view schematically showing the configuration of the red tide and green algae generation monitoring apparatus using the laser of the present invention, Figure 2 is another view schematically showing the configuration of the red tide and green algae generation monitoring apparatus using the laser of the present invention. 3 is a photograph showing an example of a lifting unit according to the present invention.

도 1을 참조 하면, 본 발명의 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치는 크게 원격 광 측정 유닛(1), 리프팅 유닛(2), 이동 유닛(3) 및 제어 유닛(미도시)로 구성된다. 상기 제어 유닛은 상기 원격 광 측정 유닛(1)으로부터 입력되는 각 파장 영역별로 정량화된 데이터들을 분석하며 상기 원격 광 측정 유닛(1) 및 리프팅 유닛(2)의 동작을 제어한다. 1, the red and green algae generation monitoring apparatus utilizing the laser of the present invention is largely composed of a remote light measuring unit 1, a lifting unit 2, a moving unit 3 and a control unit (not shown). . The control unit analyzes the data quantified for each wavelength region input from the remote light measuring unit 1 and controls the operation of the remote light measuring unit 1 and the lifting unit 2.

먼저, 상기 리프팅 유닛(2) 및 이동 유닛(3)을 설명한다.First, the lifting unit 2 and the moving unit 3 will be described.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 리프팅 유닛(2)은 승강 실린더(400)를 포함한다. 상기 승강 실린더(400)는 상부로 돌출되는 실린더 축(410)을 갖는다.1 to 3, the lifting unit 2 includes a lifting cylinder 400. The lifting cylinder 400 has a cylinder shaft 410 protruding upward.

상기 승강 실린더(400)는 전자식의 승강 장치일 수도 있고, 유압식의 승강장치 또는 공압식의 승강장치일 수도 있다.The lifting cylinder 400 may be an electronic lifting device, or may be a hydraulic lifting device or a pneumatic lifting device.

따라서, 승강 실린더(400)는 실린더 축(410)을 일정 위치로 승강 시킬 수 있다.Therefore, the lifting cylinder 400 may raise and lower the cylinder shaft 410 to a predetermined position.

여기서, 상기 승강 실린더(400)의 실린더 축(410)의 상단에는 상기의 원격 광 측정 유닛(1)이 고정되어 설치된다.Here, the remote light measuring unit 1 is fixed to the upper end of the cylinder shaft 410 of the elevating cylinder 400 is installed.

상기와 같이 구성되는 리프팅 유닛(2)은 상기 이동 유닛(3)의 상단에 직립되는 상태로 설치된다.The lifting unit 2 configured as described above is installed in a state standing upright at the upper end of the mobile unit 3.

상기 이동 유닛(3)은 상기 리프팅 유닛(2)이 직립되어 설치되는 이동 플레이트(500)와, 상기 이동 플레이트(500)의 하단에 설치되는 다수의 롤러들(510)로 구성된다.The moving unit 3 includes a moving plate 500 in which the lifting unit 2 is installed upright, and a plurality of rollers 510 installed at the lower end of the moving plate 500.

상기 다수의 롤러들(510)은 지면에 배치되어 구를 수 있는 부재이고, 롤러들(510)의 구름 동작에 의해 리프팅 유닛(2)을 일정 위치로 이동 위치될 수 있다.The plurality of rollers 510 may be rolled members disposed on the ground, and the lifting unit 2 may be moved to a predetermined position by rolling operations of the rollers 510.

다음은, 본 발명에 따르는 원격 광 측정 유닛(1)의 구성을 설명한다.Next, the configuration of the remote light measuring unit 1 according to the present invention will be described.

상기 원격 광 측정 유닛(1)은 물의 일정 위치에 레이저를 조사하고, 레이저에 의해 유도되는 물의 라만 신호와 적조 형광 신호를 일정 거리 이상에서 검출하고, 상기 신호들을 집광하여 각 파장 영역별로 정량화하는 기능을 갖는다.The remote light measuring unit 1 irradiates a laser to a predetermined position of water, detects a Raman signal and a red tide fluorescence signal of water induced by the laser at a predetermined distance or more, and condenses the signals to quantify each wavelength region. Has

상기 원격 광 측정 유닛(1)은 크게 광원부(200)와, 광 검출부(100)와, 분광부(300)로 구성된다.The remote light measuring unit 1 is mainly composed of a light source unit 200, a light detector 100, and a spectrometer 300.

상기 광원부(200)는 물의 일정 위치에 레이저를 조사하는 역할을 한다.The light source unit 200 serves to irradiate a laser to a predetermined position of water.

상기 광원부(200)는 광원(미도시)과, 초점 조절 모듈(220)과, 마운트(230)와, 정렬 모듈(240)로 구성된다.The light source unit 200 includes a light source (not shown), a focus control module 220, a mount 230, and an alignment module 240.

상기 광원은 레이저를 조사하는 부재이다. The said light source is a member which irradiates a laser.

상기 초점 조절 모듈(220)은 광원에 연결되고, 상기 광원으로부터 조사되는 레이저의 초점을 조절하는 장치이다.The focus control module 220 is connected to a light source and adjusts the focus of the laser emitted from the light source.

상기 마운트(230)는 초점 조절 모듈(220)과 연결되고, 상기 광원을 고정하는 역할을 한다.The mount 230 is connected to the focus control module 220 and serves to fix the light source.

상기 정렬 모듈(240)은 상기 광원과 후술되는 광 검출부(100)와의 정렬을 실시할 수 있는 장치이다.The alignment module 240 is a device capable of performing alignment between the light source and the light detector 100 to be described later.

예컨대, 상기 정렬 모듈(240)은 길이 조절이 가능한 다수의 나사(241)를 구비하고, 나사들(241) 각각을 일 방향 또는 타 방향으로 돌림으로써 광원과 광 검출부(100)와의 사이에서 정렬을 미세하게 조절할 수 있다.For example, the alignment module 240 includes a plurality of screws 241 which can be adjusted in length, and the alignment module 240 rotates each of the screws 241 in one direction or the other direction to perform alignment between the light source and the light detector 100. Fine adjustment is possible.

이에 더하여, 상기 광원부(200)는 광원 구동 모듈(250)과 연결된다. 상기 광원 구동 모듈(250)은 전류의 세기를 조절함으로써, 광원에서 조사되는 레이저가 세기를 가변적으로 조절할 수 있는 장치이다.In addition, the light source unit 200 is connected to the light source driving module 250. The light source driving module 250 is a device capable of variably adjusting the intensity of the laser irradiated from the light source by adjusting the intensity of the current.

*상기와 같이 구성되는 광원부(200)는 광 검출부(100)에 설치된다.The light source unit 200 configured as described above is installed in the light detector 100.

먼저, 상기 광 검출부(100)의 구성을 설명한다.First, the configuration of the light detector 100 will be described.

도 5는 본 발명에 따르는 광 검출부를 보여주는 사진이고, 도 6은 본 발명에 따르는 광원부와 광 검출부와의 결합 관계를 보여주는 사진이다.5 is a photograph showing a light detector according to the present invention, and FIG. 6 is a photograph showing a coupling relationship between a light source unit and a light detector according to the present invention.

도 5를 참조 하면, 상기 광 검출부(100)는 상기 레이저에 의해 유도되는 물의 라만 신호와 적조 형광 신호를 일정 거리 이상에서 검출하는 장치이다.Referring to FIG. 5, the light detector 100 detects a Raman signal and a red tide fluorescent signal of water induced by the laser at a predetermined distance or more.

상기 광 검출부(100)는 텔레스코프인 것이 좋다. 이와 같은 광 검출부(100)는 상기 리프팅 유닛(2)의 상단에서 사방으로의 자세 조절이 가능한 전동식 조절부(110)에 의해 고정된다. 상기 전동식 조절부(110)는 상기 제어 유닛으로 제어 신호를 받아 3차원 자세 구동이 가능한 장치이다.The light detector 100 may be a telescope. The light detecting unit 100 is fixed by the electric control unit 110 capable of adjusting the posture from the top of the lifting unit 2 in all directions. The electric control unit 110 is a device capable of driving a three-dimensional posture by receiving a control signal to the control unit.

상기 전동식 조절부(110)는 도면에 도시되지는 않았지만, 다수의 링크로 연결되는 관절들을 구비할 수도 있고, 각 링크에서는 일정의 마찰력이 형성되어 위치가 가변된 상태에서 자세를 유지할 수 있다.Although not shown in the drawing, the electric control unit 110 may include joints connected by a plurality of links, and each link may maintain a posture in a state in which a predetermined frictional force is formed to change a position.

그리고, 상기 광 검출부(100)는 상기 관절들 중 끝단이 관절에 연결될 수 있다.In addition, the light detector 100 may be connected to one end of the joints.

따라서, 상기 광 검출부(100)는 3차원의 일정 위치로 이동되어 위치가 고정될 수 있다.Therefore, the light detector 100 may be moved to a predetermined position in three dimensions to fix the position.

또한, 도 6에 도시되는 바와 같이, 상기 광원부(200)는 광 검출부(100)의 전면부 중앙에 고정되는 것이 좋다.In addition, as shown in FIG. 6, the light source unit 200 may be fixed to the center of the front side of the light detector 100.

여기서, 광원부(200)의 마운트(230)는 상기 광 검출부(100)의 전면부 중앙의 일정 위치에 별도의 고정 수단(미도시)을 통해 고정된다.Here, the mount 230 of the light source unit 200 is fixed to a predetermined position in the center of the front portion of the light detector 100 through a separate fixing means (not shown).

도 7은 본 발명에 따르는 광 결합기를 갖는 분광부의 구성을 보여준다.7 shows the configuration of a spectroscopic section having an optical coupler according to the present invention.

상기와 같이 구성되는 광원부(200)가 설치되는 광 검출부(100)는 분광부(300)와 연결된다.The light detector 100 having the light source unit 200 configured as described above is connected to the spectroscope 300.

상기 분광부(300)는 광 검출부(100)에 집광한 신호들을 각 파장 영역별로 정량화 하는 장치이다.The spectroscope 300 is a device for quantifying the signals collected by the light detector 100 for each wavelength region.

상기 분광부(300)는 커넥터(310)와, 광 결합기(320)와, 광 파이버(330)와, 분광기(340)로 구성된다.The spectroscope 300 includes a connector 310, an optical coupler 320, an optical fiber 330, and a spectroscope 340.

상기 커넥터(310)는 광 검출부(100)의 후면부에 장착되는 부재이다.The connector 310 is a member mounted to the rear portion of the light detector 100.

상기 광 결합기(320)는 상기 커넥터(310)에 연결된다. 따라서, 상기 커넥터(310)는 상기 광 검출부(100)와 상기 광 결합기(320)를 서로 연결시킬 수 있다.The optical coupler 320 is connected to the connector 310. Therefore, the connector 310 may connect the light detector 100 and the light combiner 320 to each other.

상기 광 결합기(320)는 집광한 신호들에서 설정된 영역의 파장을 필터링할 수 있다. 상기 광 결합기(320)는 프리즘 및 신호를 필터링하기 위한 필터를 포함한다.The optical coupler 320 may filter wavelengths of a region set from the collected signals. The optical coupler 320 includes a prism and a filter for filtering the signal.

상기 광 결합기(320)의 후면부에는 필터링된 신호들을 전달하는 광 파이버(330)가 설치된다.An optical fiber 330 is installed at the rear of the optical coupler 320 to transmit filtered signals.

상기 광 파이버(330)는 일정 길이를 갖도록 형성되어 분광기(340)와 연결된다.The optical fiber 330 is formed to have a predetermined length and is connected to the spectrometer 340.

상기 광 결합기(320)의 후면부에는 상기 광 파이버(330)의 다수 위치에서 다수의 조절 나사의 길이 조절을 통해 자세 조절을 실시하는 미세 위치 조절기(미도시)가 더 설치된다. The rear portion of the optical coupler 320 is further provided with a fine position adjuster (not shown) for performing posture adjustment by adjusting the length of the plurality of adjustment screws in a plurality of positions of the optical fiber 330.

상기 분광기(340)는 리프팅 유닛(2)의 상단, 바람직하게는 실린더 축(410)의 상단에 설치된다.The spectroscope 340 is installed at the top of the lifting unit 2, preferably at the top of the cylinder shaft 410.

또한, 상기 분광기(340)는 상기 신호들을 다수의 파장 대역에서의 성분을 추출한다.In addition, the spectrometer 340 extracts the components in a plurality of wavelength bands.

한편, 도 1 및 도 2를 참조 하면, 상기 실린더 축(410)의 상단에는 설치 박스(420)가 설치된다.Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 2, an installation box 420 is installed at an upper end of the cylinder shaft 410.

또한, 상기 설치 박스(420)의 내부에는, 상기 광원 구동 모듈(250)과 상기 분광기(340)가 내장된다.In addition, the light source driving module 250 and the spectroscope 340 are embedded in the installation box 420.

이에 더하여, 본 발명에 따르는 이동 유닛(3)의 상부에는 직립 상태로 설치되는 지지대(600)가 설치된다.In addition, the support 600 which is installed in an upright state is installed in the upper portion of the mobile unit 3 according to the present invention.

상기 지지대(600)는 리프팅 유닛(2)과 나란하게 설치된다.The support 600 is installed side by side with the lifting unit (2).

또한, 도 2에 도시되는 바와 같이 상기 지지대(600)의 상단에는 다관절의 링크(610)가 설치될 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 2, a multi-joint link 610 may be installed at an upper end of the support 600.

상기 링크(610)의 단부에는 디스플레이(700)가 설치된다. 상기 디스플레이(700)는 상기 제어 유닛으로 정보를 입력할 수 있는 터치스크린을 포함하며, 상기 분광기(340)로부터 추출되는 다수의 파장 대역에서의 성분을 가시적으로 출력한다. The display 700 is installed at the end of the link 610. The display 700 includes a touch screen for inputting information into the control unit, and visually outputs components in a plurality of wavelength bands extracted from the spectrometer 340.

또한, 상기 지지대(600)에는 무선 모듈(800)이 설치되고, 상기 무선 모듈(800)은, 상기 원격 광 측정 유닛으로부터 입력되는 각 파장 영역별로 정량화된 데이터들에 대한 상기 제어 유닛의 분석결과를, 무선네트워크에 연결된 녹조 및 적조 분석시스템(미도시)에 전송할 수 있다. 이때 상기 원격 광 측정 유닛으로부터 입력되는 각 파장 영역별로 정량화된 데이터들에 대한 상기 제어 유닛의 분석결과는 무선네트워크를 통해서 녹조 및 적조 분석시스템에 전송될 수도 있지만 유선네트워크를 통해서도 녹조 및 적조 분석시스템에 전송될 수 있다.In addition, the support 600 is provided with a wireless module 800, the wireless module 800, the analysis result of the control unit for the data quantified for each wavelength region input from the remote optical measuring unit It can be transmitted to a green algae and a red tide analysis system (not shown) connected to a wireless network. At this time, the analysis result of the control unit for the data quantified for each wavelength region input from the remote optical measurement unit may be transmitted to the green algae and red tide analysis system via a wireless network, but also to the green algae and red tide analysis system via a wired network. Can be sent.

다음은, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치의 각 구성부에 대한 작용을 설명한다.Next, with reference to Figs. 1 to 9, the operation of each component of the red and green algae generation monitoring apparatus utilizing the laser of the present invention will be described.

본 발명에 따르는 광원은 적조 센서의 소형화, 경량화, 현장 적응성, 사용자 편의성 등을 고려하여 광원으로 고출력 레이저 다이오드를 사용하여, 원거리에서 적조 생물의 형광 신호와 적조 생물 정량화를 위한 물의 라만 신호를 검출하기 위해서 대상 물질들(해수)을 여기(excitation)시킬 수 있다.The light source according to the present invention uses a high power laser diode as a light source in consideration of miniaturization, light weight, field adaptability, user convenience, and the like of the red tide sensor, and detects a fluorescence signal of a red tide organism and a Raman signal of water for quantification of the red tide biome at a distance. The target substances (sea water) can be excited for this purpose.

또한, 광원부(200)에서 초점 조절 모듈(220)은, 광원의 초점을 조절함으로써, 원거리에서 측정지점의 적조 생물의 형광신호와 물의 라만 신호를 검출하기 위해서 측정 지점에 고출력의 레이저가 조사(irradiation)되도록 할 수 있다.In addition, the focus control module 220 in the light source unit 200 adjusts the focus of the light source, so that a laser of high power is irradiated to the measurement point to detect the fluorescence signal of the red tide creature and the Raman signal of the water at a long distance. Can be done.

따라서, 레이저의 빔 퍼짐(beam divergence) 현상을 방지할 수 있다.Therefore, the beam divergence phenomenon of the laser can be prevented.

또한, 정렬 모듈(240)을 통해 광 검출부(100)와 정렬을 실시함으로써, 원거리에서 레이저 다이오드에 의해 여기된 측정 지점의 물의 라만 신호와 적조 생물에 의한 형광 신호를 정밀하게 측정할 수 있다.In addition, by performing alignment with the light detection unit 100 through the alignment module 240, it is possible to accurately measure the Raman signal of the water at the measurement point excited by the laser diode and the fluorescence signal by the red tide creature at a long distance.

이에 더하여, 광원 구동 모듈(250)을 사용하여 레이저의 세기를 조절함으로써, 물의 라만 신호, 적조 형광 신호를 원거리에서 측정할 수 있는 민감도와 정밀도를 확보할 수 있다.In addition, by adjusting the intensity of the laser using the light source driving module 250, it is possible to secure the sensitivity and precision to measure the Raman signal, red tide fluorescence signal of water at a long distance.

따라서, 수면과 측정 주변 환경에서 원격 광 측정 유닛(1)으로 들어오는 자연광 및 인공광에 의한 잡음 측정 광신호의 제거를 통한 신뢰성/재현성 확보를 이룰 수 있고, 광원의 온 또는 오프 동작을 제어할 수 있다.Therefore, it is possible to secure reliability / reproducibility by removing the noise measuring optical signal by natural and artificial light coming into the remote optical measuring unit 1 from the sleep and measurement surrounding environment, and control the on or off operation of the light source. .

또한, 광원 구동 모듈(250)은 광원의 세기, 작동시간 제어를 실시함으로써, 고감도 고신뢰성 측정 데이터를 취득하도록 할 수 있다.In addition, the light source driving module 250 may control the intensity and the operating time of the light source to acquire high sensitivity and high reliability measurement data.

한편, 본 발명에 따르는 광 검출부(100)는 대구경 망원경을 사용함으로써, 고출력 레이저에 의해 유도된 물의 라만 신호와 적조 형광 신호를 원거리에서 검출하고 상기 신호들을 용이하게 집광할 수 있다.On the other hand, by using the large-diameter telescope, the light detector 100 according to the present invention can detect the Raman signal and the red tide fluorescence signal of water induced by a high power laser at a long distance and easily collect the signals.

상기의 광 검출부(100)는 전동식 조절부(110)에 고정된다.The light detector 100 is fixed to the motorized controller 110.

상기 전동식 조절부(110)에 의해 광원부(200)와 결합된 광 검출부(100)는 3차원의 일정의 좌표 위치로 용이하게 이동되어 위치됨으로써, 측정 위치의 가변이 용이할 수 있다.The light detection unit 100 coupled to the light source unit 200 by the electric control unit 110 is easily moved and positioned to a coordinate position of a three-dimensional, it is easy to change the measurement position.

한편, 본 발명에서는 광 검출부(100)의 후단에 광 결합기(320)를 연결함으로써, 원거리에서 발생한 미세한 광신호를 원격 광 측정 유닛(1)을 이용하여 집광한 신호를 광 파이버(330, Optical fiber)를 통해 광손실을 최소화하면서 분광기(340)로 전달할 수 있다.On the other hand, in the present invention by connecting the optical coupler 320 to the rear end of the optical detection unit 100, by using the remote optical measurement unit 1 to collect a fine optical signal generated at a long distance to the optical fiber 330 ) Can be transmitted to the spectrometer 340 while minimizing light loss.

또한, 상기 광 결합기(320)를 광 검출부(100)의 후면부에 장착하여, 측정 대상 광신호의 파장 영역을 분광기에서 확보할 수 있다.In addition, the optical coupler 320 may be mounted on the rear surface of the optical detector 100 to secure the wavelength region of the optical signal to be measured in the spectroscope.

그리고, 광 결합기(330)와 분광기(340)를 광 파이버(330)를 사용하여 연결함으로써, 원격 광 측정 유닛(1)에서 집광된 미세 측정 광 신호를 광 결합기를 통해 분광기(340)로 손실없이 전송할 수 있다. 상기 광 파이버(330)는 코어 크기가 1000 μm 인 것을 사용하는 것이 바람직할 수 있다.And, by connecting the optical coupler 330 and the spectrometer 340 using the optical fiber 330, the micro-measured optical signal collected in the remote optical measurement unit 1 without loss to the spectroscope 340 through the optical coupler Can transmit It is preferable that the optical fiber 330 has a core size of 1000 μm.

또한, 분광기(340)는 미세 광신호 겸출을 위해 입력 구경(Entrance aperture)가 큰 형광검출 목적용 분광 분석기를 사용한다.In addition, the spectroscope 340 uses a spectroscopic analyzer for the purpose of detecting fluorescence having a large input aperture for the fine optical signal.

상기 분광기(340)는 다색화 장치를 이용하여 자외선부터 가시광선 영역의 전 파장의 데이터를 빠르게 얻을 수 있을 뿐만 아니라 각 파장에서 다른 양상을 보이는 다성분을 동시에 측정하여 정량화할 수 있다.The spectrometer 340 may not only rapidly obtain data of all wavelengths from ultraviolet to visible light using a multicoloring apparatus, but also simultaneously measure and quantify multicomponents having different patterns at each wavelength.

그러므로, 본 발명에서는 기계적인 장치를 사용하지 않아 기기의 구조가 단순화 되어 있으므로, 파장의 재현성을 높일 수 있다.Therefore, in the present invention, since the structure of the device is simplified without using a mechanical device, the reproducibility of the wavelength can be improved.

이에 더하여, 디스플레이는 상기 제어 유닛과 연결될 수 있고, 상기 제어 유닛은 분광 신호 분석 자동화와, 원격 광 측정 유닛(1)의 전동식 조절부(110)의 구동 제어 및, 측정 지역 자동 스캔 역할도 할 수 있다.In addition, a display may be connected to the control unit, which may also serve as automation of spectroscopic signal analysis, drive control of the electric control unit 110 of the remote light measuring unit 1, and automatic scanning of the measurement area. have.

한편, 본 발명에 따른 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치는 고출력의 레이저를 광원으로 사용하기 때문에 상기 장치를 사용하는 동안 인근 대역을 지나는 선박이나 선박에 탑승한 인체와 접촉할 경우 상기 레이저 광에 의한 인적 및 물적 피해가 발생할 우려가 있다. 따라서, 본 발명의 장치는 초음파 센서(ultrasonication sensor)를 부착한 세이프티 유닛을 추가로 설치하여 인적 물적 피해를 방지하는 것이 바람직하다.On the other hand, since the red tide and green tide generation monitoring device utilizing the laser according to the present invention uses a high-power laser as a light source, when the device comes into contact with a ship passing through a nearby band or a human body aboard the ship, the laser light is used. There is a risk of human and material damage. Therefore, the device of the present invention preferably further installs a safety unit with an ultrasonic sensor to prevent human physical damage.

따라서, 본 발명은 추가의 일면에 있어서 레이저의 접촉으로 인한 피해를 방지하기 위해 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치에 레이저 예찰 영역에 물체가 접근할 경우 자동으로 레이져 광원이 Off되는 것을 특징으로 하는 초음파 센서를 포함하는 세이프티 유닛을 포함한다.Accordingly, the present invention is characterized in that the laser light source is automatically turned off when an object approaches the laser forecasting area in the red tide and green algae generation monitoring apparatus utilizing the laser to prevent damage caused by the laser contact in a further aspect. It includes a safety unit including an ultrasonic sensor.

상기 초음파를 포함하는 세이프티 유닛은 레이저 광 조사와 동시에 구동하여 예를 들면, 레이저 측정 지역의 반경 50m 이내에 물체가 접근할 경우 자동으로 레이져 광원이 Off되도록 구성하는 것이 바람직하다.The safety unit including the ultrasonic wave is preferably configured to be driven at the same time as the laser light irradiation so that the laser light source is automatically turned off when an object approaches within a radius of 50 m of the laser measuring area.

상기 초음파를 포함하는 세이프티 유닛은 리프팅 유닛에 의해 지지되고 상기 원격 광 측정 유닛과 병행하여 설치될 수 있다.The safety unit including the ultrasonic waves may be supported by the lifting unit and installed in parallel with the remote light measuring unit.

도 9는 상기 초음파 센서를 포함하는 세이프티 유닛을 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치에 장착하여 적조를 예찰하는 실시형태를 설명하기 위한 사진이다.FIG. 9 is a photograph for explaining an embodiment in which a safety unit including the ultrasonic sensor is mounted on a red tide and green tide generation monitoring device using a laser to predict red tide.

이와 같이 레이저에 의해 레이저 광을 조사하여 적조 및 녹조를 예찰하는 동안 동시에 초음파 센서의 신호에 의해 이상 물체가 감지될 경우 레이저 측정 지역 이내에 물체가 접근할 경우 자동으로 레이져 광원이 Off됨으로써 인적 및 물적 피해를 줄일 수 있다.As the laser light is irradiated by the laser to predict red and green algae, at the same time, when an abnormal object is detected by the signal of the ultrasonic sensor, the laser light source is automatically turned off when an object approaches within the laser measuring area, causing human and physical damage. Can be reduced.

국내 적조 발생 예찰 및 예보 발령, 통보는 국립수산과학원 적조 상황실(국립수산과학원 수산연구소, 사산 사무소, 해양경찰청 등 유관기관 합동)에서 담당하고 있으며, 본 발명에 따른 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치는 실시간 정량 모니터링은 물론 높은 감도를 통해 조기 예보를 가능하므로 적조예보 관련 기관을 통하여 양식장, 선박, 육상, 항공 감시에 사용하여 적조 피해를 획기적으로 줄일 수 있다.Domestic red tide forecasting and forecast issuance and notification are handled by the National Institute of Fisheries Research and Development (Red Fisheries Research Center, National Fisheries Research and Development Institute, Sasan Office, Maritime Police Agency, etc.) and monitoring the occurrence of red tide and green algae using the laser according to the present invention. The device can provide real-time quantitative monitoring and early forecasting with high sensitivity, which can be used for fish farms, ships, land and aviation surveillance through red tide forecasting agencies to dramatically reduce red tide damage.

따라서, 본 발명에 따른 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치는 선박 및 항공 탑재, 육상에서 고정식으로 사용이 가능하다.Therefore, the red tide and green algae generation monitoring apparatus using the laser according to the present invention can be used fixedly on the ship and aerospace, land.

*한편, 본 발명에 따른 레이저를 활용한 적조 및 녹조 발생 감시 장치를 선박이나 항공기 등에 탑재하기 위해서는 선박의 자체 미진동, 수면파동 등 외란(Direct force disturbance)에 의해 발생되는 레이저 측정 오차율을 감소시키는 위해 무진동 유닛을 설치하는 것이 필요하다.On the other hand, in order to mount a red tide and green algae generation monitoring device using a laser according to the present invention in a ship or an aircraft to reduce the laser measurement error rate caused by direct force disturbance, such as the ship's own micro-vibration, surface waves It is necessary to install a vibration free unit.

이와 같은 무진동 유닛은 통상적인 것을 사용할 수 있으며 상부에서 가해지는 하중과 지표나 선박에서 발생하는 진동을 제진기 내의 챔버 안에 충진된 공기압력으로 상쇄시켜 본 발명의 감시 장치가 일정한 위치를 유지하도록 한다.Such a vibration-free unit may use a conventional one, and the load applied from the upper part and the vibration generated from the surface or the vessel are canceled by the air pressure filled in the chamber in the vibration suppressor, so that the monitoring device of the present invention maintains a constant position.

따라서, 본 발명은 추가의 일면에 있어서 상부에서 가해지는 하중과 지표나 선박에서 발생하는 진동을 제진기 내의 챔버 안에 충진된 공기압력으로 상쇄시켜 측정기가 일정한 위치를 유지하도록 하는 무진동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention further comprises a vibration-free unit which, in a further aspect, compensates the load applied from the top and the vibration generated from the surface or the vessel with the air pressure filled in the chamber in the vibration suppressor to maintain the constant position of the measuring device. It is done.

도 10은 무진동 유닛의 예를 나타내는 그래픽도로서, 무진동에 대한 원리 등은 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.FIG. 10 is a graphic diagram showing an example of a vibration-free unit. Since the principle of vibration-free is well known, a detailed description thereof will be omitted.

상기 무진동 유닛은 리프팅 유닛에 설치하는 것이 바람직하다.The vibration free unit is preferably installed in the lifting unit.

이와 같이 무진동 유닛은 외부에서 유입된 공기압력을 오리피스에 의해 조절하고 Leveling valve의 작동으로 TOP 진동의 정도에 따라 챔버의 높이가 유동적으로 변함으로써 무진동을 유지한다.In this way, the vibration-free unit adjusts the air pressure introduced from the outside by the orifice and maintains the vibration-free by changing the height of the chamber according to the degree of TOP vibration by the operation of the leveling valve.

상기와 같은 구성 및 작용을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는 바다, 호수나 댐의 광대역 녹조발생 모니터링에 사용하거나 선박에 탑재하여 이동형 녹조 감시 및 모니터링 시스템으로 적용가능함과 아울러, 적조 감시 시스템으로 활용할 수 있다.Through the configuration and action as described above, the embodiment according to the present invention can be used for monitoring the occurrence of wide-band algae of sea, lakes or dams or mounted on ships, and can be used as a mobile algae monitoring and monitoring system, and utilized as a red tide monitoring system. Can be.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be embodied in different forms, and having ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

1 : 원격 광 측정 유닛 2 : 리프팅 유닛
3 : 이동 유닛 100 : 광 검출부
200 : 광원부 300 : 분광부
400 : 승강 실린더 500 : 롤러
600 : 지지대 700 : 디스플레이1: remote light measuring unit 2: lifting unit
3: mobile unit 100: light detector
200: light source portion 300: spectroscopic portion
400: lifting cylinder 500: roller
600: support 700: display

Claims (11)

물의 일정 위치에 레이저를 조사하고, 레이저에 의해 유도되는 물의 라만 신호와 적조 형광 신호를 일정 거리 이상에서 검출하고, 상기 신호들을 집광하여 각 파장 영역별로 정량화하는 원격 광 측정 유닛;
상기 원격 광 측정 유닛을 지지하며, 승강 가능한 리프팅 유닛;
상기 원격 광 측정 유닛으로부터 입력되는 각 파장 영역별로 정량화된 데이터들을 분석하며 상기 원격 광 측정 유닛 및 리프팅 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛; 및
상기 리프팅 유닛의 하단에 설치되며, 지면 상에서 이동할 수 있는 롤러들을 갖는 이동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템.A remote light measuring unit irradiating a laser to a predetermined position of water, detecting a Raman signal and a red tide fluorescence signal of water induced by the laser at a predetermined distance or more, and condensing the signals to quantify each wavelength region;
A lifting unit supporting the remote light measuring unit, the lifting unit being liftable;
A control unit for analyzing data quantified for each wavelength region input from the remote light measuring unit and controlling operations of the remote light measuring unit and the lifting unit; And
And a moving unit installed at a lower end of the lifting unit, the moving unit having rollers movable on the ground. 제 1항에 있어서,
상기 원격 광 측정 유닛은,
상기 레이저에 의해 유도되는 물의 라만 신호와 적조 형광 신호를 일정 거리 이상에서 검출하는 광 검출부;
상기 광 검출부의 전면부 중앙에 설치되어 물의 일정 위치에 레이저를 조사하는 광원부; 및
상기 광 검출부와 연결되며, 집광한 상기 신호들을 각 파장 영역별로 정량화 하는 분광부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템. The method of claim 1,
The remote light measuring unit,
A light detector detecting a Raman signal and a red tide fluorescent signal of water induced by the laser at a predetermined distance or more;
A light source unit disposed at the center of the front side of the light detector to irradiate a laser to a predetermined position of water; And
And a spectroscope connected to the light detector and quantifying the collected signals for each wavelength region. 제 2항에 있어서,
상기 광원부는,
레이저를 조사하는 광원;
상기 광원과 연결되며, 상기 레이저의 초점을 조절하는 초점 조절 모듈과,
상기 초점 조절 모듈과 연결되는 마운트; 및
상기 마운트와 상기 초점 조절 모듈의 사이에 설치되어 다수의 위치에서 길이가 조절 가능한 나사를 구비하여 상기 광원과 상기 광 검출부와의 정렬을 실시하는 정렬 모듈을 구비하되,
상기 마운트는, 상기 광 검출부의 전면부 중앙에 고정되는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템. The method of claim 2,
The light source unit,
A light source for irradiating a laser;
A focus adjusting module connected to the light source and adjusting focus of the laser;
A mount connected to the focus control module; And
An alignment module installed between the mount and the focus control module and having an adjustable screw in a plurality of positions to align the light source with the light detector,
The mount is water-based oil measurement system, characterized in that fixed to the center of the front portion of the light detector. 제 3항에 있어서,
상기 광원부는,
상기 광원에서의 레이저의 세기를 조절하는 광원 구동 모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템. The method of claim 3,
The light source unit,
And a light source driving module for adjusting the intensity of the laser beam in the light source. 제 2항에 있어서,
상기 광 검출부는,
상기 리프팅 유닛의 상단에서 사방으로의 자세 조절이 가능한 전동식 조절부에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템. The method of claim 2,
The light detector,
The water-based oil measurement system, characterized in that fixed by the electric control unit capable of adjusting the posture in all directions from the top of the lifting unit. 제 5항에 있어서,
상기 분광부는,
상기 광 검출부의 후면부에 연결되는 커넥터;
상기 커넥터에 연결되며, 집광된 상기 신호에서 설정된 영역의 파장을 필터링하는 광 결합기;
상기 광 결합기에 연결되며, 필터링된 신호들을 전달하는 광 파이버; 및
상기 광 파이버와 연결되며, 상기 신호들을 다수의 파장 대역에서의 성분을 추출하는 분광기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템. The method of claim 5,
The spectroscopic section,
A connector connected to a rear portion of the light detector;
An optical coupler connected to the connector and filtering a wavelength of a region set in the focused signal;
An optical fiber coupled to the optical coupler for delivering filtered signals; And
And a spectrometer connected to the optical fiber and extracting components of the signals in a plurality of wavelength bands. 제 6항에 있어서,
상기 광결합기의 후면부에는,
상기 광 파이버의 다수 위치에서 다수의 조절 나사의 길이 조절을 통해 자세 조절을 실시하는 미세 위치 조절기가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템.The method of claim 6,
In the rear portion of the optical coupler,
The water-based oil measurement system, characterized in that the fine position adjuster is further provided to perform the posture adjustment by adjusting the length of the plurality of adjustment screws in the plurality of positions of the optical fiber. 제 6항에 있어서,
상기 리프팅 유닛은,
상기 이동 유닛의 상단에 직립 상태로 설치되며, 승강 가능한 실린더 축을 갖는 승강 실린더를 포함하고,
상기 실린더 축의 상단에는 설치 박스가 설치되고,
상기 설치 박스의 내부에는, 상기 광원 구동 모듈 및 상기 분광기가 내장되는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템. The method of claim 6,
The lifting unit,
Installed in an upright position on the top of the mobile unit, including a lifting cylinder having a lifting cylinder axis,
An installation box is installed at the upper end of the cylinder shaft,
The water-based oil measurement system, characterized in that the light source driving module and the spectrometer is built in the installation box. 제 8항에 있어서,
상기 이동 유닛의 상부에는 직립 상태로 설치되는 지지대가 설치되고,
상기 지지대의 상단에는 다관절의 링크가 설치되고,
상기 링크의 단부에는 디스플레이가 설치되고,
상기 디스플레이는 상기 제어 유닛의 각 파장 영역별로 정량화된 데이터들의 분석결과를 가시적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템.The method of claim 8,
On the upper portion of the mobile unit is installed a support which is installed in an upright state,
The upper end of the support is provided with a link of the articulated joint,
A display is installed at the end of the link,
And the display visually outputs the analysis result of the data quantified for each wavelength region of the control unit. 제1항에 있어서, 선박 또는 항공기에 탑재하거나, 육상에서 고정식으로 설치되는 것인 수계 오일류 측정 시스템. The water-based oil measurement system according to claim 1, which is mounted on a ship or aircraft, or fixedly installed on land. 제1항에 있어서, 상기 리프팅 유닛 내에 설치되고, 상부에서 가해지는 하중과 지표나 선박에서 발생하는 진동을 제진기 내의 챔버 안에 충진된 공기압력으로 상쇄시켜 측정기가 일정한 위치를 유지하도록 하는 무진동 유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수계 오일류 측정 시스템.The vibration-free unit of claim 1, further comprising a vibration-free unit installed in the lifting unit to offset the load applied from the upper side and the vibration generated from the surface or the vessel by the air pressure filled in the chamber in the vibration damper to maintain the constant position of the measuring device. Water-based oils measuring system comprising a.
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