KR20220102903A - 기어비를 이용하는 수위 계측기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기어비를 이용하는 수위 계측기에 관한 것으로, 액체가 채워져 있는 수조; 상기 수조에 채워져 있는 액체의 수면에 띄워지면서 부력을 받는 플롯; 상기 플롯과 연결되면서 상기 수조의 외부로 연장되는 케이블; 상기 케이블과 연결되는 제1기어; 상기 제1기어와 연결되는 제2기어; 상기 제2기어에 연결되면서, 상, 하로 이동되는 무게추;를 포함하며, 상기 수조의 수위가 하강하면, 상기 플롯의 무게에 의해 상기 무게추가 상승하며, 상기 수조의 수위가 상승하면, 상기 플롯의 부력에 의해 상기 무게추가 하강하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

기어비를 이용하는 수위 계측기 {Water level measuring indicator using gear ratio}

본 발명은 기어비를 이용하는 수위 계측기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플롯과 무게추의 무게 균형을 이용하여 수위를 측정하며, 플롯 및 케이블과 연결되는 제1기어와 무게추에 연결되는 제2기어의 기어비를 통해 무동력 기계식으로 수조의 수위를 측정할 수 있는 기어비를 이용하는 수위 계측기에 관한 것이다.

일반적인 산업현장에서는 각종 탱크 및 히터의 수면 측정을 위한 수면계가 사용되고 있다. 산업현장에 사용되는 수면계는 평형 반사식, 평형 유리식 등의 수면계가 사용되고 있다.

그러나 이와 같은 수면계는 다음과 같은 문제점이 있다. 평형 반사식, 평형 유리식 등의 수면계는 외부에서 투명 유리를 관찰하여 수면을 확인하게 되는데, 수면 확인을 위한 유리부의 오염이나, 증기부와의 간섭으로 인하여 수면 확인이 어려운 문제점이 있다.

한편, 산업현장에서 사용되는 일부 수조(pool)의 경우 수면계 적용이 어려워 초음파, 레이더, 레이저 등의 계측기를 이용하여 수위를 측정하고 있다. 초음파, 레이더, 레이저 등의 계측기를 통해 수위를 측정하는 방법은 초음파, 레이더, 레이저 등에 의해 반사되는 파를 이용하고 있다.

그러나 종래의 산업현장에서 사용되는 수위계는 다음과 같은 문제점이 있다. 초음파, 레이더, 레이저 등에 의해 반사되는 파를 이용하여 수위를 측정하는 경우, 수면에서 발생하는 난반사에 의해 수위 측정에 오류가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 고온의 환경 조건에서는 수증기나 버블(bubble)이 발생하게 되는데, 이와 같은 수증기나 버블(bubble)이 발생하는 조건에서는 초음파 계측기를 사용하기 어려운 문제점이 있다.

이와 함께, 종래의 수면계 및 수위계는 수면 및 수위를 측정하고자 하는 지역의 수직 상부에 계측기가 배치되는데, 방사능, 부식성, 산성 등의 환경 조건에 노출되는 지역의 경우 계측기의 유지 및 보수가 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래의 수위계는 전기 및 전자장비를 이용하기 때문에 전기 및 전자장비의 설치가 적합한 위치에 설치되어야 하는데, 방사능, 부식성, 산성 등의 환경 조건에 노출되는 지역의 경우 수위계의 설치가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 플롯과 무게추의 무게 균형을 이용하여 수위를 측정하며, 플롯 및 케이블과 연결되는 제1기어와 무게추에 연결되는 제2기어의 기어비를 통해 무동력 기계식으로 수조의 수위를 측정할 수 있는 기어비를 이용하는 수위 계측기에 관한 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기는, 수위를 측정하는 수위 계측기로, 액체가 채워져 있는 수조; 상기 수조에 채워져 있는 액체의 수면에 띄워지면서 부력을 받는 플롯; 상기 플롯과 연결되면서 상기 수조의 외부로 연장되는 케이블; 상기 케이블과 연결되는 제1기어; 상기 제1기어와 연결되는 제2기어; 상기 제2기어에 연결되면서, 상, 하로 이동되는 무게추;를 포함하며, 상기 수조의 수위가 하강하면, 상기 플롯의 무게에 의해 상기 무게추가 상승하며, 상기 수조의 수위가 상승하면, 상기 플롯의 부력에 의해 상기 무게추가 하강하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기는 상기 제1기어와 연결되며, 상기 제1기어의 회전에 따라 상기 수조의 수위를 외부로 표시하는 수위 지시부를 더 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기의 상기 플롯의 무게는 상기 무게추의 무게 보다 무거우며, 상기 무게추의 무게는 상기 케이블의 무게 보다 무거울 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기의 상기 플롯의 무게는 상기 무게추의 무게와 상기 케이블의 무게의 합 보다 클 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기의 상기 수조에는, 수직으로 연장되면서 상기 플롯이 삽입되는 지지벽이 구비될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기는 상기 무게추와 연결되면서 상,하로 슬라이드 이동되는 연결부와, 수직으로 연장되면서, 상기 연결부가 삽입되는 브라켓을 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기는 상기 무게추와 연결되면서 상기 수조의 외측에 배치되며, 상기 수조의 수면 위치를 표시할 수 있는 수면 지시부를 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기는 상기 무게추가 삽입되면서 상기 무게추가 움직일 수 있는 공간이 구비된 수위 전송부를 포함하며, 상기 수위 전송부는 상기 무게추의 움직임에 따라 외부로 신호를 송신할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기의 상기 수위 전송부는, 상기 무게추가 삽입되면서 상기 무게추가 이동될 수 있는 공간이 구비된 하우징과, 상기 하우징과 연결되면서 전압을 공급하는 입력단과, 상기 하우징과 연결되면서 무게추의 움직임에 따라 전압이 발생하는 출력단을 포함할 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기어비를 이용하는 수위 계측기의 상기 입력단에는 배터리가 구비될 수 있다.

본 발명은 플롯과 무게추의 무게 균형을 이용하여 수위를 측정하며, 플롯 및 케이블과 연결되는 제1기어와 무게추에 연결되는 제2기어의 기어비를 통해 무동력 기계식으로 수조의 수위를 측정함에 따라 외부환경에 영향을 받지 않고 수위를 측정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 플롯과 연결된 케이블을 수조의 외부로 연장하면서 무게추와 연결하고, 무게추를 통해 수면을 측정함에 따라 수면계의 가독성을 저하시키지 않으면서 외부환경에 의해 측정이 불가능한 수조의 수면을 측정할 수 있는 장점이 있다.

이와 함께, 본 발명은 플롯과 연결된 케이블을 수조의 외부로 연장하면서 무게추와 연결하여 수면 및 수위를 동시에 측정할 수 있는 장점이 있으며, 플롯과 연결된 케이블을 수조의 외부로 연장하면서 수조의 외부에 계측기를 설치함에 따라 계측기의 유지 보수 시 작업자가 외부 환경에 노출되는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 전기 및 전자식 장비를 사용하지 않고 무동력 기계식 장비를 사용함에 따라 측정 오차가 발생할 가능성이 낮아지면서 계측기의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 제1기어와 제2기어를 통해 케이블과 무게추를 연결하며, 제1기어와 제3기어를 통해 케이블과 수위 지시부를 연결한 것을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수위 지시부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 무게추와 연결된 수면 지시부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 무게추의 움직임에 의해 외부로 신호를 발생시킬 수 있는 수위 전송부가 구비된 것을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 수위 전송부에 입력단 및 출력단이 구비된 것을 나타내는 도면이다.

본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어, 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 기어비를 이용하는 수위 계측기에 관한 것으로, 플롯과 무게추의 무게 균형을 이용하여 수위를 측정하며, 플롯 및 케이블과 연결되는 제1기어와 무게추에 연결되는 제2기어의 기어비를 통해 무동력 기계식으로 수조의 수위를 측정할 수 있는 기어비를 이용하는 수위 계측기에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는, 수조(110), 플롯(120), 케이블(130), 제1기어(140), 제2기어(150), 무게추(160)를 포함한다.

상기 수조(110)는 액체가 채워져 있는 것이다. 상기 수조(110)는 산업현장에서 사용되는 각종 탱크 및 히터일 수 있으며, 상기 수조(110)는 액체가 채워질 수 있는 것이라면 다양한 종류의 수조일 수 있다.

상기 플롯(120)은 상기 수조(110)에 채워져 있는 액체의 수면에 띄워지면서 상기 수조(110)의 액체로부터 부력을 받을 수 있는 것이다. 상기 플롯(120)은 상기 수조(110)의 액체로부터 부력을 받을 수 있는 것이라면, 다양한 재질로 이루어질 수 있다.

상기 케이블(130)은 상기 플롯(120)과 연결되면서 상기 수조(110)의 외부로 연장되는 것이다. 도 1을 참조하면, 상기 케이블(130)은 지지부(131)를 통해 지지되면서 상기 수조(110)의 외부로 연장될 수 있다. 상기 케이블(130)은 상기 플롯(120)과 연결되면서 장력이 유지되어 있으며, 상기 플롯(120)은 상기 케이블(130)을 통해 수직으로 이동될 수 있게 된다.

도 2를 참조하면, 상기 제1기어(140)는 상기 케이블(130)과 연결되는 것이다. 상기 제1기어(140)는 상기 케이블(130)의 움직임에 의해 회전될 수 있는 것으로, 상기 제2기어(150)와 연결될 수 있다.

상기 제2기어(150)는 상기 제1기어(140)와 연결되는 것으로, 제1연결체인(141)을 통해 상기 제1기어(140)와 상기 제2기어(150)를 연결할 수 있다. 상기 무게추(160)는 상기 제2기어(150)에 연결되면서, 상, 하로 이동될 수 있는 것이다.

상기 무게추(160)의 움직임에 의해 상기 제2기어(150)가 회전될 수 있으며, 상기 제2기어(150)의 회전에 의해 상기 제1기어(140)가 회전될 수 있다. 상기 제1기어(140)가 회전되면, 상기 제1기어(140)에 의해 상기 케이블(130)이 움직일 수 있게 된다. 상기 무게추(160)는 상기 제2기어(150)에 직접적으로 연결될 수 있으나, 상기 무게추(160)는 보조기어(153)와 같이 다른 구성을 통해 상기 제2기어(150)에 연결될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 상기 플롯(120), 상기 케이블(130), 상기 제1기어(140), 상기 제2기어(150), 상기 무게추(160)의 움직임을 통해 수조의 수위를 계측할 수 있는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 플롯(120)의 무게는 상기 무게추(160)의 무게 보다 무거우며, 상기 무게추(160)의 무게는 상기 케이블(130)의 무게 보다 무거울 수 있다. 이와 함께, 상기 플롯(120)의 무게는 상기 무게추(160)의 무게와 상기 케이블(130)의 무게의 합 보다 클 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기의 작동방법을 상세하게 설명하기로 한다.

상기 수조(110)의 수위가 정지해있는 경우는, 부력이 작용하는 상기 플롯(120)의 무게와 상기 무게추(160)의 무게가 평형을 이룰 수 있다. 이때, 상기 수조(110)의 수위가 하강하면, 상기 플롯(120)에 가해지는 부력이 작아지게 된다.

상술한 바와 같이 상기 플롯(120)의 무게는 상기 무게추(160) 및 상기 케이블(130)의 무게의 합 보다 크기 때문에, 상기 플롯(120)에 가해지는 부력이 작아지게 되면 상기 플롯(120)의 무게에 의해 상기 플롯(120)이 하강하게 된다.

상기 플롯(120)이 하강하게 되면, 상기 플롯(120)과 연결되어 있는 상기 케이블(130)이 잡아당겨 지면서 상기 제1기어(140)가 회전하게 되고, 상기 제1기어(140)의 회전에 의해 상기 제2기어(150)가 회전하게 된다.

상기 제2기어(150)의 회전에 의해 상기 무게추(160)는 상승하게 된다. 상기 플롯(120)이 하강하다가 상기 수조(110)의 하강 수위에 도달하면, 상기 플롯(120)은 상기 수조(110)의 액체로부터 부력을 다시 받게 된다. 상기 플롯(120)이 부력을 다시 받게 되면, 상기 플롯(120)의 무게와 상기 무게추(160)의 무게가 평형을 이루게되면서 상기 플롯(120)의 하강이 멈추게 된다.

상기 수조(110)의 수위가 상승하면, 상기 플롯(120)에는 부력이 추가적으로 발생함에 따라, 상기 케이블(130)의 장력이 느슨해지게 된다. 상기 케이블(130)의 장력이 느슨해지면, 상기 무게추(160)의 무게가 부력이 작용하는 상기 플롯(120)의 무게 보다 무거워지게 된다.

상기 무게추(160)의 무게가 무거워짐에 따라 상기 무게추(160)는 하강하게 되고, 상기 무게추(160)가 하강함에 따라 상기 무게추(160)에 연결되어 있는 상기 제2기어(150)가 회전하게 된다.

상기 제2기어(150)가 회전함에 따라 상기 제1기어(140)도 회전하게 되고, 상기 제1기어(140)의 회전에 의해 상기 케이블(130)이 감기게 된다. 상기 케이블(130)이 감기면서 상기 케이블(130)의 장력이 유지되면서 상기 플롯(120)이 상승하게 된다. 상기 플롯(120)이 상승하다가 상기 수조(110)의 상승 수위에 도달하게 되면, 상기 플롯(120)에 작용되었던 부력의 일부가 제거된다.

상기 플롯(120)에 작용하는 부력의 일부가 제거되면, 상기 플롯(120)의 무게와 상기 무게추(160)의 무게가 평형을 이루게되면서 상기 플롯(120)의 상승이 멈추게 된다.

상기와 같은 방법으로 상기 수조(110)의 수면 위치에 따라 상기 플롯(120), 상기 케이블(130), 상기 무게추(160)의 위치가 변화될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 상기 수조(110)의 수면 위치에 따라 변화되는 상기 케이블(130)과 상기 무게추(160)의 위치에 따라 상기 수조(110)의 수위 및 수면 위치를 측정할 수 있는 것이다.

상기 케이블(130), 상기 무게추(160)는 기어 등을 통해 상기 수조(110)의 수위 및 수면을 측정할 수 있는 계측기(170)와 연결될 수 있으며, 상기 계측기(170)를 통해 상기 수조(110)의 수위 및 수면을 외부로 표시할 수 있게 된다.

여기서, 상기 케이블(130)과 상기 무게추(160)의 이동 거리는 서로 상이할 수 있다. 상기 케이블(130)의 이동 거리에 비해 상기 무게추(160)의 이동 거리가 짧을 수 있기 때문에, 상기 제1기어(140)와 상기 제2기어(150)의 기어비를 조절하여 상기 케이블(130)과 상기 무게추(160)의 상대적 이동 거리를 조절할 있게 된다.

상기 제1기어(140)와 상기 제2기어(150)의 기어비는 상기 플롯(120), 상기 케이블(130), 상기 무게추(160)의 설치 환경(무게추의 무게, 케이블의 길이 등) 에 따라 변경될 수 있으며, 상기 제1기어(140), 상기 제2기어(150)의 기어 종류도 상기 플롯(120), 상기 케이블(130), 상기 무게추(160)의 설치 환경에 따라 변경될 수 있다.

또한, 상기 제1기어(140)와 상기 제2기어(150)를 연결하는 상기 제1연결체인(141)의 종류도 상기 플롯(120), 상기 케이블(130), 상기 무게추(160)의 설치 환경에 따라 변경될 수 있다.

종래의 수면 및 수위 계측기는, 측정하고자 하는 지역의 인접한 위치에서 수면 및 수위를 직접 측정하기 때문에, 방사능, 산성, 부식성 등의 환경조건이 열악한 곳에서 운전원이 계측기를 유지 및 보수 하기 어려운 문제점이 있었다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 케이블(130)은 상기 수조(110)의 외부로 연장될 수 있는 것이다. 상기 케이블(130)을 상기 수조(110)의 외부로 연장시킴에 따라 방사능, 산성, 부식성 등의 환경조건이 열악한 곳이 아닌 다른 지점에서 상기 수조(110)의 수위를 측정할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 수위 지시부(171)를 더 포함할 수 있다. 상기 수위 지시부(171)는 상기 제1기어(140)와 연결되면서 상기 제1기어(140)의 회전에 따라 상기 수조(110)의 수위를 외부로 표시할 수 있는 것이다.

도 2를 참조하면, 상기 수위 지시부(171)는 제3기어(151)와 연결될 수 있으며, 상기 제3기어(151)는 상기 제1기어(140)에 연결될 수 있다. 상기 제3기어(151)는 제2연결체인(152)을 통해 상기 제1기어(140)와 연결될 수 있으며, 상기 제1기어(140)가 회전하면 상기 제3기어(151)도 회전하게 된다.

상기 수위 지시부(171)는 외부로 상기 수조(110)의 수위를 표시할 수 있는 것으로, 상기 제3기어(151)의 회전에 의해 상기 수조(110)의 수위가 변경될 수 있다.

상기 제1기어(140)는 상기 케이블(130)에 의해 회전될 수 있는 것으로, 상기 케이블(130)의 위치에 따라 상기 제1기어(140)의 회전 위치도 변경될 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 케이블(130)의 위치는 상기 수조(110)의 수위에 따라 변경될 수 있는 것이기 때문에, 상기 제1기어(140)의 회전 위치도 상기 수조(110)의 수위에 따라 변경될 수 있다. 상기 수위 지시부(171)는 상기 수조(110)의 수위에 따라 변경되는 상기 제1기어(140)의 회전 위치를 이용하여 수위를 표시하는 것이다.

도 3을 참조하면, 상기 수위 지시부(171)에는 외부로 상기 수조(110)의 수위를 표시할 수 있는 수위 표시부(171a)가 구비될 수 있으며, 상기 수위 표시부(171a)는 상기 수조(110)의 수위를 숫자로 표시할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 수위 표시부(171a)는 외부에서 인식 가능한 방법으로 상기 수조(110)의 수위를 표시할 수 있다면, 다양한 방법 및 다양한 구성을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 수면 지시부(172)를 더 포함할 수 있다. 상기 수면 지시부(172)는 상기 무게추(160)와 연결되면서 상기 수조(110)의 외측에 배치되며, 상기 수조(110)의 수면 위치를 표시할 수 있는 것이다.

도 4를 참조하면, 상기 수면 지시부(172)는 상기 무게추(160)와 연동되면서 이동될 수 있는 것이다. 상술한 바와 같이 상기 무게추(160)는 상기 수조(110)의 수위에 따라 위치가 변경될 수 있는 것이며, 상기 수면 지시부(172)는 이를 통해 외부로 상기 수조(110)의 수면을 표시할 수 있는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 수면 지시부(172)는 상기 수조(110)의 수면과 나란하게 연장되는 연장선상에 배치될 수 있는 것으로, 상기 수면 지시부(172)를 통해 상기 수조(110)의 수면 위치를 외부에서 알 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 케이블(130)은 상기 수조(110)의 외부로 연장될 수 있기 때문에, 방사능, 산성, 부식성 등의 환경조건이 열악한 곳이 아닌 다른 지점에서 상기 수조(110)의 수위 및 수면을 측정할 수 있게 된다.

상기 수위 지시부(171)는 방사능, 산성, 부식성 등의 환경조건이 열악한 곳이 아닌 안전한 외부벽(10)에 설치될 수 있으며, 상기 수면 지시부(172)도 안전한 지점에서 상기 수조(110)의 수면을 관찰할 수 있도록 설치될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 수위 지시부(171)를 통해 상기 수조(110)의 수위를 표시하도록 상기 제1기어(140), 상기 제2기어(150), 상기 제3기어(151)의 기어비가 변경될 수 있다. 또한, 상기 수면 지시부(172)를 통해 상기 수조(110)의 수면을 표시하도록 상기 제1기어(140), 상기 제2기어(150), 상기 제3기어(151)의 기어비가 변경될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는, 상기 플롯(120), 상기 케이블(130), 상기 무게추(160)의 상대적 위치를 통해 상기 수조(110)의 수위 및 수면을 외부로 표시할 수 있도록 상기 제1기어(140), 상기 제2기어(150), 상기 제3기어(151)의 기어비를 조절할 수 있는 것이다.

다만, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 상기 제1기어(140), 상기 제2기어(150), 상기 제3기어(151)를 포함하는 것으로 한정되지는 않으며, 필요에 따라 다른 기어를 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 수조(110)에는 수직으로 연장되면서 상기 플롯(120)이 삽입되는 지지벽(111)이 구비될 수 있다. 상기 플롯(120)은 상기 수조(110)의 수면위에 띄워지면서 상기 수조(110)의 수면을 따라 움직일 수 있는 것이다.

상기 플롯(120)이 액체의 수면과 함께 움직일 때, 수면에서 발생하는 출렁거림이나 버블에 의해 상기 플롯(120)이 좌,우로 흔들릴 위험이 있다. 상기 지지벽(111)은 이를 방지하기 위한 것으로, 상기 지지벽(111)은 상기 플롯(120)의 폭 보다 조금 더 넓은 폭으로 이루어질 수 있다.

상기 지지벽(111)을 통해 수면의 출렁거림이라 버블에 의해 상기 플롯(120)이 좌, 우로 흔들리는 것을 최소로 제한할 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기의 정확도를 향상시킬 수 있게 된다.

상기 무게추(160)는 상기 제2기어(150)에 연결될 수 있는 것으로, 상기 무게추(160)는 연결부(161)와 브라켓(162)을 통해 상기 제2기어(150)에 연결될 수 있다.

도 2 및 도 4을 참조하면, 상기 연결부(161)는 상기 무게추(160)와 연결되면서 상,하로 슬라이드 이동되는 것이다. 상기 연결부(161)는 상기 무게추(160)의 상,하 이동에 따라 상,하로 슬라이드 이동될 수 있는 것으로, 상기 연결부(161)를 통해 상기 무게추(160)와 상기 제2기어(150)를 연결할 수 있게 된다. 상기 연결부(161)는 상기 제2기어(150)에 직접 연결될 수 있으며, 보조기어(153)를 통해 연결될 수도 있다.

상기 브라켓(162)은 수직으로 연장되는 것으로, 상기 연결부(161)가 삽입될 수 있는 것이다. 상기 무게추(160)는 상,하로 이동될 수 있는데, 상기 무게추(160)가 상,하로 이동될 때 상기 무게추(160)가 좌,우로 흔들릴 위험이 있다.

상기 브라켓(162)은 이를 방지하기 위한 것으로, 상기 브라켓(162)은 수직으로 연장되면서 상기 연결부(161)가 좌,우로 흔들리지 않고 상,하로만 이동될 수 있도록 상기 연결부(161)의 좌,우 이동을 제한할 수 있는 것이다.

상기 브라켓(162)을 통해 상기 연결부(161)의 좌,우 이동을 제한함에 따라 상기 연결부(161)와 연결되어 있는 상기 무게추(160)의 좌,우 흔들림을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 상기 수위 지시부(171), 상기 수면 지시부(172)를 통해 수위와 수면을 표시할 수 있는 것이지만, 상기 수위 지시부(171)와 상기 수면 지시부(172)를 사용하는 것으로 한정되지는 않는다. 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 다양한 계측기를 포함할 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는, 상기 수조(110)의 수위를 측정할 수 있는 신호를 외부로 송신할 수 있는 수위 전송부(180)를 더 포함할 수 있다.

상기 수위 전송부(180)는 상기 수조(110)의 수위에 해당하는 신호를 외부로 송신할 수 있는 것으로, 상기 수위 전송부(180)는 상기 무게추(160)의 움직임에 따라 외부로 신호를 송신할 수 있는 것이다. 상기 수위 전송부(180)에는 상기 무게추(160)가 삽입되면서 상기 무게추(160)가 움직일 수 있는 공간이 구비될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 수위 전송부(180)는 하우징(181), 입력단(182), 출력단(183)을 포함할 수 있다.

상기 하우징(181)에는 상기 무게추(160)가 삽입되면서 상기 무게추(160)가 이동될 수 있는 공간이 구비되어 있다. 상기 입력단(182)과 상기 출력단(183)은 상기 하우징(181)에 연결되는 것으로 전선 코일일 수 있다.

상기 입력단(182)은 상기 하우징(181)에 연결되는 것으로, 상기 입력단(182)은 전압을 공급할 수 있는 것이다. 상기 출력단(183)은 상기 하우징(181)에 연결되면서 상기 무게추(160)의 움직임에 따라 전압이 발생하는 것으로, 상기 출력단(183)에서 발생하는 전압이 외부로 발송되는 신호일 수 있다.

상술한 바와 같이 상기 무게추(160)는 상기 수조(110)의 수위에 따라 움직이게 된다. 상기 수조(110)의 수위 변화에 따라 상기 무게추(160)가 움직일 때, 상기 무게추(160)는 상기 하우징(181)에 삽입되면서 움직일 수 있다. 여기서, 상기 무게추(160)는 움직임에 의해 상기 출력단(183)에 전압을 발생시키는 물질로 이루어질 수 있다.

상기 하우징(181)에 구비된 상기 입력단(182)에서 전압을 공급하고, 상기 무게추(160)가 상기 하우징(181) 내부로 삽입되면서 움직이면, 상기 출력단(183)에서는 전압이 발생한다.

상기 출력단(183)에서 발생하는 전압은 상기 무게추(160)의 상, 하 움직임에 따라 변동될 수 있는 것이다. 상기 무게추(160)의 상, 하 움직임에 따라 변동되는 전압이 외부로 송신되며, 상기 전압을 검출하여 상기 수조(110)의 수위를 알 수 있게 된다.

상기 수위 전송부(180)는 상기 수조(110)의 외부로 수위 정보를 전송할 수 있는 것으로, 상기 수위 전송부(180)를 통해 상기 수조(110)의 외부에서 상기 수조(110)의 수위 정보를 확인할 수 있게 된다.

도 6을 참조하면, 상기 입력단(182)에는 배터리가 구비될 수 있다. 상기 입력단(182)은 외부에서 전력이 공급될 수 있는데, 외부 환경에 따라 전력 공급이 차단될 우려가 있다.

그러나 상기 입력단(182)에 배터리가 구비되면, 외부 환경의 변화에 따라 전력이 상실되어도 상기 입력단(182)을 통해 전압을 공급할 수 있게 된다. 구체적으로, 외부 환경의 변화에 따라 전력이 상실되면 릴레이(RELAY)에 전압이 상실되고, 그에 따라 오프(Off)되었던 스위치가 온(ON)이 됨에 따라, 배터리로부터 일정시간 동안 전력이 인가될 수 있다. 이를 통해 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 플롯과 무게추의 무게 균형을 이용하여 수위를 측정하며, 플롯 및 케이블과 연결되는 제1기어와 무게추에 연결되는 제2기어의 기어비를 통해 무동력 기계식으로 수조의 수위를 측정함에 따라 외부환경에 영향을 받지 않고 수위를 측정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 플롯과 연결된 케이블을 수조의 외부로 연장하면서 무게추와 연결하고, 무게추를 통해 수면을 측정함에 따라 수면계의 가독성을 저하시키지 않으면서 외부환경에 의해 측정이 불가능한 수조의 수면을 측정할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 수조 내 수면의 위치를 물리적인 수면 위치로 판독하는 것이 아니며, 플롯, 케이블, 무게추를 통해 수면의 위치를 인식하는 방법을 사용함에 따라 종래의 수면계에 비해 가독성 및 정확성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 함께, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 플롯과 연결된 케이블을 수조의 외부로 연장하면서 무게추와 연결하여 수면 및 수위를 동시에 측정할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 플롯과 연결된 케이블을 수조의 외부로 연장하면서 수조의 외부에 계측기를 설치함에 따라 계측기의 유지 보수 시 작업자가 외부 환경에 노출되는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

종래의 수면 및 수위 계측기는, 측정하고자 하는 지역의 인접한 위치에서 수면 및 수위를 직접 측정하기 때문에, 방사능, 산성, 부식성 등의 환경조건이 열악한 곳에서 운전원이 계측기를 유지 및 보수 하기 어려운 문제점이 있었다.

그러나 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 플롯, 케이블, 무게추를 이용하여 기계적인 방식으로 수면 및 수위를 측정함에 따라 반영구적으로 수면 및 수위의 측정이 가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 플롯과 연결되는 케이블을 수조의 외부로 연장하면서 무게추에 연결함에 따라 측정하고자 하는 지역과 떨어진 곳에 계측기를 설치할 수 있다. 이를 통해 운전원의 접근성이 양호한 환경 조건(방사능, 산성, 부식성 등)을 가지는 지역에 계측기의 설치가 가능한 장점이 있다.

이와 함께, 종래의 초음파, 레이저 등을 이용하는 계측기와 같이 간접 측정 방식을 사용하는 계측기는 설치 환경 등에 따라서 오차가 발생할 가능성이 높았다. 그러나 본 발명의 실시 예에 따른 기어비를 이용하는 수위 계측기는 전기 및 전자식 장비를 사용하지 않고 무동력 기계식 장비를 사용함에 따라 측정 오차가 발생할 가능성이 낮아지면서 계측기의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110...수조 111...지지벽
120...플롯 130...케이블
140...제1기어 141...제1연결체인
150...제2기어 151...제3기어
152...제2연결체인 153...보조기어
160..무게추 161...연결부
162...브라켓 170...계측기
171...수위 지시부 171a...수위 표시부
172...수면 지시부 180...수위 전송부
181...하우징 182...입력단
183...출력단

Claims (10)

1. 수위를 측정하는 수위 계측기에 있어서,
   액체가 채워져 있는 수조;
   상기 수조에 채워져 있는 액체의 수면에 띄워지면서 부력을 받는 플롯;
   상기 플롯과 연결되면서 상기 수조의 외부로 연장되는 케이블;
   상기 케이블과 연결되는 제1기어;
   상기 제1기어와 연결되는 제2기어;
   상기 제2기어에 연결되면서, 상, 하로 이동되는 무게추;를 포함하며,
   상기 수조의 수위가 하강하면, 상기 플롯의 무게에 의해 상기 무게추가 상승하며, 상기 수조의 수위가 상승하면, 상기 플롯의 부력에 의해 상기 무게추가 하강하는 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1기어와 연결되며, 상기 제1기어의 회전에 따라 상기 수조의 수위를 외부로 표시하는 수위 지시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 플롯의 무게는 상기 무게추의 무게 보다 무거우며,
   상기 무게추의 무게는 상기 케이블의 무게 보다 무거운 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.
4. 제3항에 있어서,
   상기 플롯의 무게는 상기 무게추의 무게와 상기 케이블의 무게의 합 보다 큰 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 수조에는, 수직으로 연장되면서 상기 플롯이 삽입되는 지지벽이 구비되는 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 무게추와 연결되면서 상,하로 슬라이드 이동되는 연결부와,
   수직으로 연장되면서, 상기 연결부가 삽입되는 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.
7. 제1항에 있어서,
   상기 무게추와 연결되면서 상기 수조의 외측에 배치되며,
   상기 수조의 수면 위치를 표시할 수 있는 수면 지시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.
8. 제1항에 있어서,
   상기 무게추가 삽입되면서 상기 무게추가 움직일 수 있는 공간이 구비된 수위 전송부를 포함하며,
   상기 수위 전송부는 상기 무게추의 움직임에 따라 외부로 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 수위 전송부는,
   상기 무게추가 삽입되면서 상기 무게추가 이동될 수 있는 공간이 구비된 하우징과,
   상기 하우징과 연결되면서 전압을 공급하는 입력단과,
   상기 하우징과 연결되면서 무게추의 움직임에 따라 전압이 발생하는 출력단을 포함하는 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 입력단에는 배터리가 구비되는 것을 특징으로 하는 기어비를 이용하는 수위 계측기.

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