KR960001727A - 대폭수위 측정장치 및 방법 - Google Patents

대폭수위 측정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대폭수위 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 측정하고자하는 수위에 관련하여 소정 길이로 선택되는 도파관에는 그의 상부에 음파펄스를 발생시키는 음파펄스 발생기가 고정되고 이로부터 도파관을 따라 일정한 간격에 음압 감지기로 되는 제1마이크로폰이 설치됨과 동시에 이 제1마이크로폰으로부터l간격으로 여러 개의 마이크로폰이 고정되어서, 소정주기로 음파펄스 발생기로부터 임펄스를 제1 및 제n마이크로폰들이 전진파와 반사파로 구분 수신하고, 이 신호들이 증폭되며 파형성형되어 연산제어기에 인가되므로 제1 및 제n마이크로폰 각각의 전진파와 반사파의 시간간격t 1 및t 2 를 측정하여 수위 L을 산출하도록 한다.
또한, 본 발명은 수위를 경사 도파관에 의하여 측정할 수 있도록 구(球)형 부구가 도파관에 투입되어 있다.
본 발명은 지하수 수위의 측정을 위하여 도파관 대신 관측관을 이용하며 관측관 내부로 마이크로폰들을 고정한 지지봉을 삽입하게 되어 있다.

Description

대폭수위 측정장치 및 방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제2도 본 발명의 수위계의 기본적인 구성을 나타내는 블럭선도.
제3도 본 발명의 수위계 동작원리를 설명하는 시간선도.
제5도 본 발명의 수위계로 지하수 수위를 측정할 때의 구조도.
제6도 본 발명의 수위계를 경사로 설치할 때의 구조도.

Claims (7)

  1. 대폭수위 측정장치에 있어서, 파이프 형태의 음파펄스를 전번하는 도파관: 도파관의 상부에 설치되어 음파펄스를 발생시키는 발생기 수단: 발진수단으로부터 음파펄스를 수신하도록 도판관을 따라 일정한 간격 l로 제1,제2, ···, 제n가 설치된 마이크로폰으로 되는 음파펄스의 전진파와 반사파를 수신하는 감지수단과: 수위에 따라 필요한 마이크로폰을 절환하는 절환수단과: 첫 번째 감지수단으로부터 펄스를 증폭하고 파형 성형된 신호를 수신하여 수신된 전진파와 반사파의 시간간격, 그리고 첫 번째 감지수단과 액면 근방에 설치된 감지수단까지의 음파 전번시간을 측정하여 수위를 계산하며 감지수단 절환수단 제어 및 음파펄스 반복발진 제어를 수행하는 연산제어수단: 연산제어수단으로부터 데이터를 표시하는 표시수단: 연산제어수단으로부터의 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기: 연산제어수단으로부터의 데이터를 수신하여 그 결과를 기록하는 자동기록수단들로 구성시킨 대폭수위 측정장치.
  2. 제1항에 있어서, 수위계 도파관내에는 도파관 내경의 90∼95% 정도의 직경으로 된 구형의 부구를 삽입하여 동체 절반을 부유되도록 하면서, 도파관을 경사로 설치하여 수위측정이 가능하게한 대폭수위 측정장치.
  3. 제1항에 있어서, 도파관 대신 지하수 수위 관측관을 이용할 경우 마이크로폰들을 소정간격으로 지지하는 지지봉을 관측하는 내부벽을 따라 설치한 대폭수위 측정장치.
  4. 제1항에 있어서, 도파관 하측단부가 도파관 본체의 단면적보다 작은 정점이 잘린 원추형단부로 형성되며, 이 단부에는 교체가능한 단부고정장치가 설치되게한 대폭수위 측정장치.
  5. 수면상부에 지정된 원점에서 수면까지의 거리 L을 측정하여 수위를 측정하는 방법에 있어서, 도파관 상부에 설치된 음파펄스 발생기가 소정의 주파수를 가진 음파펄스를 발생시키는 단계: 도파관에는 그의 상부로 그의 직경이 소정배수거리 간격을 두고 설치된 제1마이크로폰과 이 제1마이크로폰 하부로>l정도 이격되어 설치한 제2, ···, 제n 여러개의 마이크로폰 각각이 음파펄스 발생기로부터 발사한 전진파와 이 전진파의반사파를 개별적으로 수신하는 단계: 이들 수신신호를 증폭하고 검출기에 입력하여 이들 신호 최대진폭의 제로 크로싱점을 검출하여 펄스를 발생시키는 단계: 이 펄스를 소정폭의 정형파로 파형 성형하는 단계와: 이들 파형 성형된 신호의 각 파형의 상승엣지를 제1마이크로폰과 제2마이크로폰이 수신한 신호로 구분하여 제1마이크로폰이 수신한 전진음파펄스와 반사파간의 시간간격 t1과 제2마이크로폰이 전진음파펄스를 수신한 시간간격 t2를 측정하여 근사수위 L'을 산출하는 단계와: 측정하려는 수위의 근사치를 검출한 결과를 이용하여 액면 근방에 설치된 마이크로폰을 선택하여 절환기를 동작시켜 증폭기 입력에 연결시키는 단계: 다시 음파펄스를 발사하고 제1마이크로폰이 전진파 반사파를 수신하는 시간간격 t1그리고 제1마이크로폰에서 액면 근방에 설치된 마이크로폰까지 음파파펄가 전번한 시간 tn을 측정하여 정확한 수위 L을 산출하는 단계와: 이 수위를 해발수위로 측정하는 경우 수위계 측정 원점의 해발고에서 측정된 수위 L을 감하는 단계들로 이루어진 수위측정방법.
  6. 제5항에 있어서, 음파펄스 진동주파수 f가 도파관의 직경 D에 따라 다음과 같이 선정되고,
    여기서 C-예견하는 도파과 내부 공기에서의 중간음속, 도파관 내경 D가 최대 측정범위에 따라 선택되는데인 경우 D≥100mm, L≤20m인 경우 D≥50mm로 선택되고 도파관을 따라 설치된 마이크로폰간의 이격거리l은 다음과 같이 선택되는 수위측정방법.
    여기서 ΔL- 수위측정 전역에서의 허용절대오차, To- 도파관 상부에서 제1마이크로폰이 배열된 지점에서의 공기 또는 다른 기체의 온도, TL-도파관 하단부 내에서의 공기 또는 다른 기체의 온도, Co-공기 또는 다른 기체의 온도가 0℃일때의 음속, α-공기 또는 다른 기체의 음속 온도 계수.
  7. 제5항에 있어서, 우선 제1마이크로폰 원점에서 수면까지의 거리 L의 근사치를 다음 방식으로 측정하며
    이 결과에 따라 액면 부근에 설치된 n번의 마이크로폰을 선택하고 제1마이크로폰과 n번 마이크로폰까지 음파펄스가 전번한 시간 tn을 이용하여 다음 방식으로 정확한 수위를 측정하는 방법.
    도파관이 경사로 설치됐을 경우,
    단, 이 경우 원점에서 경사선을 따라 일정한 간격 Δ이 되는 지점에 제1마이크로폰의 원점이 위치하게 한다.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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