KR20230052836A - 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치 - Google Patents

데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치 Download PDF

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KR20230052836A
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Abstract

본 발명은, 기상측기가 최대 8대까지 동시 접속하여 기상측기별로 데이터를 누적 및 기록하여 무게식 강수량계의 표준 무게의 오차를 검정 및 보정할 수 있는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치가 제공된다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치는, 환정정보를 측정하여 데이터를 생성하는 기상측기, 검정장치, 사용자의 입력을 받아 검정장치를 제어하고, 검정장치의 결과를 피드백 받는 제어장치를 포함하는 기상측기 검정시스템의 검정장치에 있어서, 기상측기의 데이터를 모니터링하고 기록을 누적하는 제어부;를 포함한다.

Description

데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치{Weighing type precipitation meter calibration device with data logger function}
본 발명은, 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기상측기가 최대 8대까지 동시 접속하여 기상측기별로 데이터를 누적 및 기록하여 무게식 강수량계의 표준 무게의 오차를 검정 및 보정할 수 있는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치에 관한 것이다.
일반적으로 우량계는 대기 중에 일어나는 기상현상 중 강우현상(비, 눈 등)을 측정하는 계기로, 보통 지름 20cm의 원통에 빗물을 받아서 그 깊이를 측정하여 mm 단위로 표시한다.
이렇게 강우량을 측정하는 우량계의 종류는 저수형 원통 우량계, 저수형 자기우량계, 전도형 우량계, 중량형 우량계, 로드 셀(load cell)형 우량계 등 여러 종류가 있으며, 관측원리에 따라 무게에 의한 방법과 부피에 의한 방법으로 분류된다. 저수형 원통 우량계, 저수형 자기우량계 등은 부피측정에 의한 방법이며, 전도형 우량계, 중량형 우량계, 로드셀형 우량계 등은 무게 측정에 의한 방법에 속한다.
상술한 우량계의 측정방법 중 무게 측정에 의한 우량계를 무게식 강수량계라고 칭하며, 이에 대한 네덜란드기상청(KNMl)은 야외테스트 결과 무게식 우량계는 고체 강우를 바로 감지할 수 있으며, 무게식 우량계는 불순물에 덜 민감하여 곤충, 나뭇잎, 먼지, 새의 배설물 등으로 인한 강우량 측정 오류를 줄일 수 있고, 부피측정식 우량계에 비해 측정이 쉬우며, 부피측정식 우량계에 비해 철거 및 유지 보수가 쉬운 효과가 있다고 보고한다.
그러나 무게식 강수량계는 외부 환경등의 영향과 바람에 의해 무게감지의 오류들이 발생되고, 누적된 오류들로 인하여 1년 내지 2년마다 강수량을 측정하는 표준 무게를 재검정해야하는 문제가 있다.
이에 따라, 무게식 강수량계를 검정하고, 표준 무게를 검정 및 보정할 수 있는검정장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 측기장비들의 데이터를 누적기록하여 측기장비의 오차를 검정할 수 있는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는 검정된 측기장비의 오차를 보정할 수 있는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 동시에 여러가지 측기장비들의 데이터를 누적기록하여 강수량계의 계측값의 오차를 더욱 정확하게 검정 및 보정할 수 있는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치는, 환정정보를 측정하여 데이터를 생성하는 기상측기, 검정장치, 사용자의 입력을 받아 검정장치를 제어하고, 검정장치의 결과를 피드백 받는 제어장치를 포함하는 기상측기 검정시스템의 검정장치에 있어서, 기상측기의 데이터를 모니터링하고 기록을 누적하는 제어부;를 포함한다.
또한, 기상측기는 무게식 강수량계, 펌프, 온도계, 습도계, 기압계, 수온계, 수조가 구비된 저울을 포함하고, 제어부는 제어장치의 제어에 의하여, 기 설정된 검정과정에 요구되는 양의 물을 펌프를 통해 수조에 공급할 수 있다.
또한, 제어부는 기상측기의 데이터에 기초하여 강수량계가 강수량을 측정하는 표준 무게를 검정하여, 표준 무게의 오차를 기록하고 보정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 측기장비들의 데이터를 누적기록하여 측기장비의 오차를 검정할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 검정된 측기장비의 오차를 보정할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 동시에 여러가지 측기장비들의 데이터를 누적기록하여 강수량계의 계측값의 오차를 더욱 정확하게 검정 및 보정할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치가 포함된 기상측기 시험장비의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치의 시험절차를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치의 기상측기 검정방법의 순서도이다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부" 및 "유닛"은 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 발명된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 발명된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 발명된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 발명된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, a, b 등과 같이 동일한 구성을 구별하여 지칭하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 출원에서, "포함할 수 있다" 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.
이하에서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치를 설명한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치가 포함된 기상측기 시험장비의 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치의 시험절차를 나타낸 도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 제어부(11)를 포함한다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 AD입력모듈(12), 통신모듈(13), DC컨버터(14)를 더 포함할 수 있다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)와 연결되어, 무게식 강수량계를 검정에 필요한 데이터를 전송받고 데이터를 누적기록한다. 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)와 연결되어 사용자의 입력에 따라 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)를 제어한다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 제어장치(20)와 연결되어, 무게식 강수량계 검정 데이터를 사용자에게 피드백한다. 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 제어장치(20)와 연결되어, 사용자의 입력을 전달받는다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)로부터 측정되는 값을 실시간으로 측정 및 모니터링할 수 있다. 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)로부터 측정되는 값을 지속적으로 누적 및 기록할 수 있다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 측기장비(1a, 1b, 2, 3, 4, 5, 6, 7)를 최대 8대까지 동시 연결하여 측정값을 누적 및 기록할 수 있다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 USB등의 연결수단을 통해 제어장치(20)와 연결되어, 제어장치(20)에 입력되는 사용자 입력에 따라 검정과정의 가동 및 중지, 측정값의 전송, 제어명령의 수신 및 상태 표시등을 제어장치(20)로 피드백할 수 있다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 12볼트, 3.0암페어 DC어뎁터 또는 12볼트 배터리를 입력전원으로 사용할 수 있다.
입력전원은 DC컨버터(14)를 통해 제어부(11)에 안정적으로 공급된다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) 및 제어장치(20)와 연결부를 제외하고 절연되어 있다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)의 너비는 300mm 이하로 형성된다. 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)의 길이는 300mm 이하로 형성된다. 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)의 높이는 100mm 이하로 형성된다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 CLASS A 수준의 전자파 장해에 내성을 갖는다. 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 불필요한 전자파를 외부로 송출하지 않는다.
제어부(11)는 사용자의 입력을 받아 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)를 제어한다. 제어부(11)는 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)의 데이터를 누적기록하고, 누적기록된 데이터에 기초하여 강수량계(1)의 표준 무게를 검정한다.
AD입력모듈(12)은 제어장치(20)를 통하지 아니하고 사용자의 입력을 받아 디지털 신호로 변환하여 제어부(11)로 전달한다.
통신모듈(13)은 제어장치(20)를 통하지 아니하고 사용자의 입력을 전달받아 제어부(11)로 전달한다.
DC컨버터(14)는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)가 외부 DC전원 또는 배터리를 통해 공급받은 전류를 사용할 수 있도록 공급받은 전류를 안정화하여 제어부(11)로 전달한다.
측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)는 강수량계(1), 펌프(2), 온도계(3), 습도계(4), 기압계(5), 수온계(6), 저울(7)을 포함한다.
강수량계(1)는 무게식 강수량계를 포함한다.
강수량계(1)는 후술하는 펌프(2)로부터 설정된 값으로 분사되는 물을 측정하여 강수량을 측정한다.
강수량계(1)는 측정된 강수량을 제어부(11)로 전달한다.
강수량계(1)는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)에 복수개가 연결되어, 복수개의 강수량계(1a, 1b)를 동시에 검정할 수 있다.
펌프(2)는 저울(7)의 위에 배치된 수조로부터 강수량계(1)로 물을 정속 공급한다. 펌프(2)가 강수량계(1)로 물을 공급하는 속도는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)의 신호를 받아 결정된다.
온도계(3)는 무게식 강수량계를 검정하는 시험공간의 온도를 측정하고, 측정된 온도를 제어부(11)로 전달한다.
습도계(4)는 무게식 강수량계를 검정하는 시험공간의 습도를 측정하고, 측정된 습도를 제어부(11)로 전달한다.
기압계(5)는 무게식 강수량계를 검정하는 시험공간의 기압을 측정하고, 측정된 기압을 제어부(11)로 전달한다.
수온계(6)는 저울(7)의 위에 배치된 수조에 저장된 물의 수온을 측정하고, 측정된 수온을 제어부(11)로 전달한다.
저울(7)은 위에 배치된 수조 및 수조에 저장된 물의 무게를 측정하고, 측정된 무게를 제어부(11)로 전달한다.
제어장치(20)의 일례로 PC(personal computer)등이 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치의 기상측기 검정방법의 순서도이다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여, 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)의 기상측기 검정방법을 설명한다.
제어장치(20)를 통해 강수량계(1)의 검정에 필요한 강우강도를 설정한다.
예를 들면, 강우강도는 20mm/h일 수 있다.
예를 들면, 강우강도는 50mm/h일 수 있다.
예를 들면, 강우강도는 100mm/h일 수 있다.
예를 들면, 강우강도는 임의의 수량 mm/h일 수 있다.
강우강도가 설정되면, 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 수조에 물을 공급한 후, 저울(7)로부터 전달받는 무게 데이터를 통해 검정과정을 수행하기 위한 충분한 물이 수조에 있는지 판단하고, 수량이 부족한 경우 수조에 물을 더 공급한다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 수조에 물이 충분한 경우, 펌프(2)를 통해 강수량계(1)로 물을 공급한다. 이때, 공급되는 물은 강우강도에 해당되는 일정한 속도로 공급된다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 펌프(2)가 강수량계(1)로 물을 공급하기 시작한 후, 펌프(2)의 취수로 인한 저울값의 진동이 안정되도록 일정시간의 지연시간을 거친 후, 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)에서 측정된 데이터를 전달받아 제어부(11)에 기록한다.
상기 일정시간은 예를 들면 15초일 수 있다.
상기 일정시간은 예를 들면 30초일 수 있다.
상기 일정시간은 예를 들면 45초일 수 있다.
상기 일정시간은 예를 들면 60초일 수 있다.
상기 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)에서 측정된 데이터는 강수량, 온도, 습도, 기압, 수온, 수조의 질량등의 측정값을 포함한다.
데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치(10)는 최초의 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)에서 측정된 데이터를 전달받아 제어부(11)에 기록한 후, 강수량계(1)의 분해능에 따른 신호가 발생할 때마다 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)에서 측정된 데이터를 전달받아 누적기록한다.
제어부(11)는 누적기록된 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)의 데이터를 분석하여 강수량계(1)의 강수량을 측정하는 표준 무게를 검정한다.
강수량계(1)의 강수량을 측정하는 표준 무게와 제어부(11)가 누적기록한 측기장비(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)의 데이터를 분석하여 검정한 강수량계(1)의 표준 무게의 오차를 나타내는 측정불확도를 계산하고, 강수량계(1)의 표준 무게를 제어부(11)가 검정한 표준 무게로 보정한다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 여러가지 측기장비들의 데이터를 누적기록하여 무게식 강수량계(1)가 강수량을 측정하는 표준 무게의 오차를 검정하고, 상기 오차를 보정할 수 있는 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 강수량계 2: 펌프
3: 온도계 4: 습도계
5: 기압계 6: 수온계
7: 저울
10: 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치
11: 제어부 12: AD입력모듈
13: 통신모듈 14: DC컨버터
20: 제어장치

Claims (3)

  1. 환정정보를 측정하여 데이터를 생성하는 기상측기, 검정장치, 사용자의 입력을 받아 상기 검정장치를 제어하고, 상기 검정장치의 결과를 피드백 받는 제어장치를 포함하는 기상측기 검정시스템의 상기 검정장치에 있어서,
    상기 기상측기의 데이터를 모니터링하고 기록을 누적하는 제어부;를 포함하는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기상측기는 무게식 강수량계, 펌프, 온도계, 습도계, 기압계, 수온계, 수조가 구비된 저울을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제어장치의 제어에 의하여, 기 설정된 검정과정에 요구되는 양의 물을 상기 펌프를 통해 상기 수조에 공급하는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 기상측기의 데이터에 기초하여 상기 강수량계가 강수량을 측정하는 표준 무게를 검정하여, 상기 표준 무게의 오차를 기록하고 보정하는 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치.
KR1020220131280A 2021-10-13 2022-10-13 데이터로거 기능을 갖는 무게식 강수량계 검정장치 KR20230052836A (ko)

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