WO2015186853A1 - 수중탐지장치 및 수중탐지방법 - Google Patents

수중탐지장치 및 수중탐지방법 Download PDF

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WO2015186853A1
WO2015186853A1 PCT/KR2014/005220 KR2014005220W WO2015186853A1 WO 2015186853 A1 WO2015186853 A1 WO 2015186853A1 KR 2014005220 W KR2014005220 W KR 2014005220W WO 2015186853 A1 WO2015186853 A1 WO 2015186853A1
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electrodes
electrode
measurement
measuring
voltage
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PCT/KR2014/005220
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정현기
조성호
이효선
임형래
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한국지질자원연구원
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/088—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices operating with electric fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30—Assessment of water resources

Definitions

  • the present invention relates to an underwater detection apparatus and an underwater detection method, and more particularly, to an underwater detection apparatus including two DC electrodes and a plurality of measuring electrodes to detect the movement of an object having different electrical conductivity from water. It is about.
  • Korean Unexamined Patent Publication No. 1999-0078351 discloses an underwater object detection apparatus using sound waves.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and provides an underwater detection device that can detect a moving object even in the area where the algae is strong and the noise layer is mixed or the water layer with temperature and salinity difference is mixed. It is.
  • Underwater detection apparatus to solve the above problems, two DC electrodes; A plurality of measuring electrodes; It characterized in that it comprises a; control measurement module for measuring the voltage of the plurality of measuring electrodes.
  • Each of the plurality of measuring electrodes is provided with an electrode control module, the electrode control module includes a switch and a controller, a voltage measuring line is connected to the electrode control module, and the measuring electrode and the voltage according to the state of the switch. The connection state of the measurement line is changed, and the controller can control the state of the switch.
  • An electrode control module is provided in each of the plurality of measurement electrodes, and the electrode control module includes a first switch, a second switch, and a controller, and a first voltage measurement line and a second voltage measurement line are connected to the electrode control module.
  • the connection state of the measurement electrode and the first voltage measurement line is changed according to the state of the first switch, and the connection state of the measurement electrode and the second voltage measurement line is changed according to the state of the second switch.
  • the controller may control the states of the first switch and the second switch.
  • the electrode control module may further include a communication unit.
  • the plurality of measuring electrodes may be arranged in two or more rows.
  • DC voltage may be periodically applied to the two DC electrodes.
  • the DC electrode and the measuring electrode may be installed on the bottom surface of the water.
  • Underwater detection method to solve the above problems, underwater movement using a underwater detection device comprising a control measurement module for measuring the voltage of the two DC electrodes, a plurality of measuring electrodes, the plurality of measuring electrodes
  • An underwater detection method for detecting an object comprising: applying a DC voltage to the two DC electrodes; Periodically measuring voltages of the plurality of measurement electrodes; And estimating an underwater moving object using the voltage measurement value.
  • Underwater detection method to solve the above problems, underwater movement using a underwater detection device comprising a control measurement module for measuring the voltage of the two DC electrodes, a plurality of measuring electrodes, the plurality of measuring electrodes
  • An underwater detection method for detecting an object comprising: applying a DC voltage to the two DC electrodes; Periodically measuring voltages of the plurality of measurement electrodes; And estimating an underwater moving object using the shift value of the voltage measurement value.
  • Underwater detection device it is possible to accurately detect the presence of the moving object even in the area where the algae is strong and the noise layer or the water layer with temperature and salinity difference is mixed.
  • it is an electrical method it is possible to apply detection in turbid water where optical visual identification is impossible. If seawater and electrical conductivity are different, not only non-conductors can be detected, but also conductors (non-ferrous metal objects, as well as non-ferrous metals).
  • 1 is a diagram showing the electric field line and the equipotential line when there is a + electrode and a-electrode
  • FIG. 2 is a diagram in which an equipotential line is changed when a conductor exists between a + electrode and a-electrode
  • 3 shows a plurality of measuring electrodes between two DC electrodes
  • 5 is a view of moving the moving body over a plurality of measuring electrodes
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a first embodiment using an electrode control module
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a second embodiment using an electrode control module
  • FIG. 1 is a diagram showing electric field lines and equipotential lines when there are + and-electrodes.
  • the electric line of force is shown in the direction of the arrow in FIG. 1, in which current flows in the direction of the electric line of force.
  • the equipotential lines become the vertical direction of the electric field lines.
  • FIG. 1 illustrates an electric field line and an equipotential line when a medium has a uniform electric conductivity between a + electrode and a-electrode, and when an object having a different electric conductivity is present in the medium, the electric field line and the equipotential line are changed.
  • FIG. 2 is a diagram in which an equipotential line changes when a conductor exists between a + electrode and a-electrode.
  • 2 (a) shows the equipotential lines before the conductor is positioned between the + and-electrodes.
  • Figure 2 (b) is a state of the equipotential line after the circular conductor is located between the + electrode and the-electrode.
  • the equipotential line the equipotential surface in three dimensions
  • seawater and physical properties in the sea can be detected even if a freshwater mass with different electrical conductivity or an ocean current with different temperature comes in because the electrical conductivity is different.
  • FIG. 3 is a diagram in which a plurality of measuring electrodes exist between two DC electrodes. If DC power is supplied to two electrodes, C + (+ electrode) and C-(-electrode) with DC power, and the voltage of 32 measuring electrodes (E1, E2, Vietnamese) is measured It is possible to estimate the presence of an object.
  • the two DC electrodes and the measuring electrode may be graphite electrodes instead of metal electrodes. A voltage such that a current of several tens of amps flows between the two DC electrodes may be applied, and a voltage of a different magnitude may be applied as necessary.
  • FIG. 4 shows a DC electrode and a measurement electrode arranged in two rows. As shown in FIG. 3, when two DC electrodes and a plurality of measuring electrodes are arranged in one column, the moving direction and the moving speed of the object to be detected cannot be estimated. The direction and speed of movement of the object can also be estimated. If necessary, the DC electrodes and the measuring electrodes may be arranged in two or more rows.
  • FIG. 5 is a view in which a moving body moves over a plurality of measuring electrodes
  • FIG. 6 is a graph of measured value variation of the measuring electrode when the moving body moves.
  • the variation value of the voltage measured at the measuring electrode (a voltage value when there is no object)
  • the difference in the voltage value when the object is present which can be expressed as a change in potential)
  • the variation of the measured value is likely to be large at the measuring electrode close to the moving object.
  • the left graph of FIG. 6 is a measurement voltage shift value by the measurement electrode of one monitoring line
  • the right-hand graph is a measurement voltage shift value by the two monitoring line measurement electrode.
  • the x-axis of the left graph of FIG. 6 is a plurality of electrode positions of one surveillance line
  • the x-axis of the right graph is a plurality of electrode positions of two surveillance lines.
  • the DC electrode and the measuring electrode may be installed floating in the water, as shown in FIG. 5, the DC electrode and the measuring electrode may be easily fixed in position and have a low possibility of being damaged by water or a moving object.
  • FIG. 7 shows a connection line (voltage measurement line) connected to the control measurement module and 32 measurement electrodes.
  • a connecting line may be connected to each of the 32 measuring electrodes.
  • an electrode control module including a switch and a control unit may be installed in each measuring electrode to reduce the number of connecting lines (voltage measuring lines).
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a first embodiment using an electrode control module.
  • Each of the 32 electrode control modules includes a switch, a control unit, and a communication unit.
  • the connection state between the measuring electrodes E1-E32 and the voltage measuring line is changed according to the state of the switch. That is, when the switch is in the on state, the voltage measuring line and the corresponding measuring electrode are connected. When the switch is in the off state, the voltage measuring line and the corresponding measuring electrode are not connected.
  • the control unit controls the connection state of the switch.
  • the communication unit enables communication between the control measurement module and the 32 electrode control modules.
  • An example of a device that can be used as a switch is a small relay
  • an example of a device that can be used as a control unit is an MCU (micro control unit)
  • an example of a device that can be used as a communication unit is an RS-485 module.
  • the control measuring module issues a command to the controller of each electrode control module through communication to turn on only the switch of the measuring electrode to measure the voltage and to turn off the switch of the other measuring electrodes.
  • the voltage between electrode C- and the measuring electrode can then be measured.
  • the control electrode module may amplify a signal (voltage) between the electrode C- and the measuring electrode through an amplifier, convert the signal into a digital value through an analog-to-digital converter (ADC), and transmit the value to the main computer.
  • ADC analog-to-digital converter
  • FIG. 9 is a conceptual diagram of a second embodiment using an electrode control module.
  • the difference from the first embodiment is that there are two voltage measuring lines (first voltage measuring line and second voltage measuring line), and two switches (first switch SW 1 and second switch SW) for each electrode control module. 2) ⁇ , so that each measuring electrode can be selected and connected to the first switch SW 1 or the second switch SW 2. That is, the connection state of the measurement electrode and the first voltage measurement line is changed according to the state of the first switch, the connection state of the measurement electrode and the second voltage measurement line is changed according to the state of the second switch, and the control unit is connected to the first switch. The state of the second switch can be controlled.
  • any two measurement electrodes of the 32 measurement electrodes can be selected and the voltage between the two measurement electrodes can be measured.
  • the differential voltage values of the different measurement electrodes may be sequentially obtained, but if the object size is increased, the measurement results at twice the interval may be obtained.
  • the voltage difference one by one such as E1-E3, E3-E5, and E5-E7 instead of E1-E2, E2-E3, and E3-E4, it is possible to more efficiently detect a double detection object. have.
  • not only double intervals but also triple intervals and quadruple intervals can be measured.
  • the number of measuring electrodes is 32, but the number of measuring electrodes can be changed according to design needs.
  • the distance between the measuring electrodes can also be 30 m, and can be appropriately changed according to design needs.
  • the two DC electrodes do not need to be continuously connected to the DC power supply, but can be connected only when necessary.
  • the period for measuring the voltage of each measuring electrode can also be changed according to design needs.
  • the method as shown in FIG. 7 has the advantage that a rapid multiplexing measurement can be performed without an electrode control module.
  • the thickness of the cable is increased and the installation cost and time of the field are increased.
  • Example 1 and Example 2 has a disadvantage in that a separate electrode control module is required, but the number of voltage measuring lines is reduced, thereby reducing the cost and time of site installation.
  • Example 1 The method of Example 1 is simpler than Example 2, but has the disadvantage of being vulnerable to noise.
  • Example 2 requires twice as many switches as Example 2, but only the voltage difference between adjacent measuring electrodes (differential mode measurement) has the advantage of enabling more accurate measurement.
  • Underwater detection method underwater detection for detecting a moving object using the underwater detection device comprising two DC electrodes, a plurality of measurement electrodes, a control measurement module for measuring the voltage of the plurality of measurement electrodes
  • the method includes the following steps.
  • Step 1 applying a DC voltage to the two DC electrodes
  • Step 2 periodically measuring the voltage of the plurality of measuring electrodes
  • Step 3 estimating the underwater moving object using the voltage measurement
  • the contents of the estimation may be the presence, size, moving speed and moving direction of the underwater moving object.
  • the size of the underwater moving object can be estimated by the number of measuring electrodes having a large voltage shift value. If the size of the underwater moving object is small, strong measured value variation will occur in one or two measuring electrodes. If the size of the underwater moving object is large, there is a high probability that a strong measured value variation occurs in a large number of measuring electrodes.

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Abstract

본 발명은 수중탐지장치 및 수중탐지방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중에서 물과 전기전도도가 다른 물체가 이동하는 것을 감지하기 위해 2개의 직류전극과 다수의 측정전극을 포함하는 수중탐지장치에 관한 것이다. 본 발명은 2개의 직류전극, 다수의 측정전극, 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하기 위한 제어계측모듈을 포함하여, 조류가 강하여 소음이 큰 지역이나 온도 및 염도차가 있는 수층이 혼합되는 지역에서도 이동 물체의 존재를 정확히 탐지할 수 있다.

Description

수중탐지장치 및 수중탐지방법
본 발명은 수중탐지장치 및 수중탐지방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수중에서 물과 전기전도도가 다른 물체가 이동하는 것을 감지하기 위해 2개의 직류전극과 다수의 측정전극을 포함하는 수중탐지장치에 관한 것이다.
수중의 물체를 탐지하기 위한 다양한 기술이 종래에 존재하였다.
수중 물체 탐지를 위한 방법 중 하나는 음파를 이용하는 것이며, 대한민국 공개특허공보 1999-0078351호(공개일: 1999. 10. 25.)에는 음파를 이용한 수중물체 탐지장치가 개시되어 있다.
그러나 조류가 강하여 소음이 큰 지역이나 온도 및 염도차가 있는 수층이 혼합되는 지역에서는 음파를 이용한 수중물체 탐지가 어려운 문제점이 있다.
수중 물체 탐지를 위한 방법 중 다른 하나는 전자기파를 이용하는 것이며, 미국 등록특허 5,598,152호(등록일: 1997. 01. 28.)에는 전자기파를 이용한 기뢰 탐지시스템이 개시되어 있다.
그런데 미국 등록특허 5,598,152호의 기뢰탐지시스템에서는 수중 비클(AUV)가 이동하면서 순차적으로 기뢰(mine)를 탐지하는 방법이므로 정지된 기뢰를 탐지하는데는 적합한 방법이나 이동 물체를 탐지하기에는 부적합하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 조류가 강하여 소음이 큰 지역이나 온도 및 염도차가 있는 수층이 혼합되는 지역에서도 이동 물체를 탐지할 수 있는 수중탐지장치를 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하려는 본 발명에 따른 수중탐지장치는, 2개의 직류전극; 다수의 측정전극; 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하기 위한 제어계측모듈;을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 다수의 측정전극에는 각각 전극제어모듈이 구비되고, 상기 전극제어모듈은 스위치, 제어부를 포함하고, 상기 전극제어모듈에는 전압측정선이 연결되고, 상기 스위치의 상태에 따라 상기 측정전극과 상기 전압측정선의 연결상태가 달라지고, 상기 제어부는 상기 스위치의 상태를 제어할 수 있다.
상기 다수의 측정전극에는 각각 전극제어모듈이 구비되고, 상기 전극제어모듈은 제1 스위치, 제2 스위치, 제어부를 포함하고, 상기 전극제어모듈에는 제1 전압측정선과 제2 전압측정선이 연결되고, 상기 제1 스위치의 상태에 따라 상기 측정전극과 상기 제1 전압측정선의 연결상태가 달라지고, 상기 제2 스위치의 상태에 따라 상기 측정전극과 상기 제2 전압측정선의 연결상태가 달라지고, 상기 제어부는 상기 제1 스위치와 제2 스위치의 상태를 제어할 수 있다.
상기 전극제어모듈은 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 다수의 측정전극은 2열 이상의 다수의 열로 배치될 수 있다.
상기 2개의 직류전극에는 주기적으로 직류전압이 가해질 수 있다.
상기 직류전극과 상기 측정전극은 수중의 바닥면에 설치될 수 있다.
위와 같은 과제를 해결하려는 본 발명에 따른 수중탐지방법은, 2개의 직류전극, 다수의 측정전극, 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하기 위한 제어계측모듈을 포함하는 수중탐지장치를 이용하여 수중 이동 물체를 탐지하는 수중탐지방법으로서, 상기 2개의 직류전극에 직류전압을 가하는 단계; 주기적으로 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하는 단계; 상기 전압 측정값을 이용하여 수중 이동 물체에 관한 추정을 하는 단계;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
위와 같은 과제를 해결하려는 본 발명에 따른 수중탐지방법은, 2개의 직류전극, 다수의 측정전극, 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하기 위한 제어계측모듈을 포함하는 수중탐지장치를 이용하여 수중 이동 물체를 탐지하는 수중탐지방법으로서, 상기 2개의 직류전극에 직류전압을 가하는 단계; 주기적으로 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하는 단계; 상기 전압 측정값의 변이값을 이용하여 수중 이동 물체에 관한 추정을 하는 단계;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 수중탐지장치는, 조류가 강하여 소음이 큰 지역이나 온도 및 염도차가 있는 수층이 혼합되는 지역에서도 이동 물체의 존재를 정확히 탐지할 수 있다. 또한 전기적 방법이기 때문에 광학적 육안식별이 불가능한 혼탁한 물속에서도 탐지적용이 가능한 방법이다. 그리고 바닷물과 전기전도도가 다르다면 부도체도 탐지 가능할 뿐만 아니라 전도체(자성체의 철 종류뿐만 아니라 비자성체의 비철금속 물체)도 탐지 가능하다.
도 1은 +전극과 -전극이 있을 때의 전기력선과 등전위선을 도시한 모습
도 2는 +전극과 -전극 사이에 도체가 존재할 경우 등전위선이 변하는 모습
도 3은 2개의 직류전극 사이에 다수의 측정전극이 존재하는 모습
도 4는 직류전극과 측정전극이 2열로 배치된 모습
도 5는 다수의 측정전극 위로 이동체가 이동하는 모습
도 6은 이동체가 이동할 때 측정전극의 측정값 변이의 그래프
도 7은 제어계측모듈과 32개의 측정전극에 연결선이 연결된 모습
도 8은 전극제어모듈을 이용한 제1실시예의 개념도
도 9는 전극제어모듈을 이용한 제2실시예의 개념도
아래에서는 본 발명에 따른 수중탐지장치 및 수중탐지방법을 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
도 1은 +전극과 -전극이 있을 때의 전기력선과 등전위선을 도시한 모습이다. 전기력선은 도 1에서 화살표 방향으로 표시되어 있는데, 이 전기력선의 방향으로 전류가 흐르게 된다. 등전위선은 전기력선의 수직 방향이 된다.
도 1은 +전극과 -전극 사이에 전기전도도가 균일한 매질이 있을 때의 전기력선과 등전위선을 도시한 것이며, 전기전도도가 다른 물체가 매질에 나타나면 전기력선과 등전위선이 달라지게 된다.
도 2는 +전극과 -전극 사이에 도체가 존재할 경우 등전위선이 변하는 모습이다. 도 2(a)는 +전극과 -전극 사이에 도체가 위치하기 전의 등전위선의 모습이다. 도 2(b)는 +전극과 -전극 사이에 원형의 도체가 위치한 후의 등전위선의 모습이다. 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, +전극과 -전극 사이에 도체가 위치하게 되면 전기장의 변화가 생기면서 등전위선(3차원에서는 등전위면)의 변화한다.
따라서 +전극과 -전극 사이의 여러 점에서 전압의 변화를 측정하면 매질과 전기전도도가 다른 물체의 존재를 탐지할 수 있다. 도 2와 같이 매질(물 또는 바닷물)보다 탐지 대상물체의 전기전도도가 높은 경우에도 전기장의 변화가 생기지만, 매질보다 탐지 대상물체의 전기전도도가 낮은 경우에도 전기장의 변화가 생기므로 그 존재를 탐지해낼 수 있다.
예를 들어, 바다에서 바닷물과 물성이 전기전도도가 다른 담수 덩어리나 온도가 다른 해류가 들어오는 경우에도 전기전도도가 달라 전기장이 달라지므로 그 존재를 탐지할 수 있다.
도 3은 2개의 직류전극 사이에 다수의 측정전극이 존재하는 모습이다. 직류전원으로 2개의 전극, C+(+전극)과 C-(-전극)에 직류전원을 공급하고, 측정전극 32개(E1, E2,....., E32)의 전압을 측정하면 탐지 대상물체의 존재 여부를 추정할 수 있다. 이때 2개의 직류전극과 측정전극은 금속전극이 아닌 흑연전극으로 할 수도 있다. 2개의 직류전극 사이에는 수십 암페어의 전류가 흐를 정도의 전압을 가할 수도 있고, 필요에 따라 다른 크기의 전압을 가할 수도 있다.
도 4는 직류전극과 측정전극이 2열로 배치된 모습이다. 도 3과 같이 다수의 측정전극을 2개의 직류전극과 다수의 측정전극을 1열로 배치한 경우 탐지 대상물체의 이동방향과 이동속도는 추정할 수 없으나 도 4와 같이 측정전극을 2열로 배치하면 대상물체의 이동방향과 이동속도도 추정할 수 있다. 필요에 따라서는 직류전극과 측정전극이 2열 이상으로 배치할 수도 있다.
도 5는 다수의 측정전극 위로 이동체가 이동하는 모습이고, 도 6은 이동체가 이동할 때 측정전극의 측정값 변이의 그래프이다.
도 5에서와 같이, 다수의 측정전극이 2열로 배열된 상황에서 이동체가 1번 위치에서 7번 위치로 차례로 이동한다면, 측정전극에서 측정된 전압의 변이값(대상물체가 없을 때의 전압값과 대상물체가 있을 때의 전압값의 차이로 전위 변화량으로 표시될 수 있음)도 이에 따라 변화된다. 측정값의 변이값은 이동체와 가까운 측정전극에서 클 가능성이 높다.
도 6의 왼쪽 그래프는 1감시선의 측정전극에 의한 측정전압 변이값이고, 오른족 그래프는 2감시선 측정전극에 의한 측정전압 변이값이다. 도 6의 왼쪽 그래프의 x축은 1감시선의 다수의 전극위치이며, 오른쪽 그래프의 x축은 2감시선의 다수의 전극위치이다.
그래프에서 보면 이동 물체가 측정전극에 가까워질수록 측정 전압의 변이값이 커지다가 이동 물체가 측정전극에서 멀어질수록 측정 전압의 변이값이 작아진다. 또한 이동 물체가 가장 가까이 지나가는 측정전극에서 가장 큰 전압 변이값이 나타날 가능성이 크다.
도 6은 2열의 측정전압 변이값을 측정하였으므로, 이동 물체의 이동방향과 이동속도도 추정할 수 있다.
직류전극과 측정전극은 수중에 부유하게 설치할 수도 있으나, 도 5에서와 같이 수중 바닥에 설치하면 위치가 쉽게 고정될 수 있고 물이나 수중 이동체에 의해 파손될 가능성이 적어지는 장점이 있다.
도 7은 제어계측모듈과 32개의 측정전극에 연결선(전압측정선)이 연결된 모습이다. 제어계측모듈에서 32개의 측정전극의 전압을 측정함에 있어서 32개의 측정전극 각각에 연결선을 연결할 수도 있다. 그러나 이렇게 할 경우 측정전극의 수에 비례하여 많은 수의 연결선이 제어계측모듈에 연결되어야 하는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는, 각각의 측정전극에 스위치와 제어부를 포함하는 전극제어모듈을 설치하여 연결선(전압측정선)의 수를 줄일 수 있다.
(실시예 1)
도 8은 전극제어모듈을 이용한 제1실시예의 개념도이다.
전압측정선은 하나만 존재하고, 이 전압측정선은 32개의 전극제어모듈에 연결된다. 32개의 전극제어모듈은 각각 스위치, 제어부, 통신부를 구비한다. 스위치의 상태에 따라 측정전극(E1 - E32)과 전압측정선의 연결상태가 달라진다. 즉 스위치가 온(on)상태이면 전압측정선과 해당 측정전극이 연결되고, 스위치가 오프(off)상태이면 전압측정선과 해당 측정전극이 연결되지 않는다. 제어부는 스위치의 연결상태를 제어한다. 통신부는 제어계측모듈과 32개의 전극제어모듈 사이의 통신을 가능하게 한다. 스위치로 사용될 수 있는 장치의 예로는 소형 릴레이가 있고, 제어부로 사용될 수 있는 장치의 예로는 MCU(마이크로 콘트롤 유닛)이 있고, 통신부로 사용될 수 있는 장치의 예로는 RS-485 모듈이 있다. 제어계측모듈은 각 전극제어모듈의 제어부에 통신을 통해 명령을 내려서 전압을 측정할 측정전극의 스위치만 온(on)상태로 만들고 나머지 측정전극의 스위치는 오프(off)상태로 만든다. 그렇게 하면 전극 C-와 측정전극 사이의 전압을 측정할 수 있다. 제어전극모듈은 증폭기를 통해 전극 C-와 측정전극 사이의 신호(전압)를 증폭한 후 ADC(아날로그-디지털 컨버터)를 통해 디지털 값으로 변환한 후 주컴퓨터로 그 값을 전송할 수 있다.
(실시예 2)
도 9는 전극제어모듈을 이용한 제2실시예의 개념도이다. 제1실시예와 달라진 점은, 전압측정선이 2개(제1 전압측정선, 제2 전압측정선)이고 전극제어모듈마다 2개의 스위치{제1 스위치(SW 1), 제2 스위치(SW 2)}가 있어서 각각의 측정전극을 제1 스위치(SW 1) 또는 제2 스위치(SW 2)에 선택하여 연결할 수 있도록 한 것이다. 즉, 제1 스위치의 상태에 따라 측정전극과 제1 전압측정선의 연결상태가 달라지고, 제2 스위치의 상태에 따라 측정전극과 제2 전압측정선의 연결상태가 달라지고, 제어부는 제1 스위치와 제2 스위치의 상태를 제어할 수 있도록 한 것이다.
따라서 제어부의 제어에 따라 32개의 측정전극 중 임의의 2개의 측정전극을 선택하고 그 2개의 측정전극 사이의 전압을 측정할 수 있다.
이때 각 측정전극 상이의 차동 전압값을 순차적으로 구할 수도 있으나, 대상물체 규모가 커진다면 2배 간격의 측정결과를 얻을 수도 있다. 즉, E1-E2, E2-E3, E3-E4 가 아닌 E1-E3, E3-E5, E5-E7과 같이 한 칸씩 건너서 전압차를 측정함으로써 2배 규모의 탐지 대상 물체를 더욱 효율적으로 탐지해낼 수도 있다. 여기서 2배 간격 뿐 아니라 3배 간격, 4배 간격의 측정도 가능함은 물론이다.
위의 실시예 1과 실시예 2에서는 측정전극의 수를 32개로 하였으나 그 수의 설계상의 필요에 따라 변경할 수 있다. 또한 측정전극 사이의 거리도 30m로 할 수도 있고 설계상의 필요에 따라 적절히 변경할 수 있다.
또한 2개의 직류전극을 계속적으로 직류전원에 연결할 필요는 없고 필요한 순간에만 연결할 수도 있다. 또한 각 측정전극의 전압을 측정하는 주기도 설계상의 필요에 따라 변경할 수 있다.
도 7에서와 같은 방법은 전극제어모듈 없이 신속한 멀티플렉싱 측정이 가능한 장점이 있으나, 케이블의 두께가 두꺼워지고 현장설치 비용과 시간이 증가하는 단점이 있다.
실시예 1과 실시예 2의 방법은 별도의 전극제어모듈이 필요한 단점은 있으나 전압측정선의 수가 적어져서 현장 설치 비용과 시간이 감소되는 장점이 있다.
실시예 1의 방법은 실시예 2보다 장치가 단순하지만, 잡음에 취약한 단점이 있다. 실시예 2는 실시예 2보다 2배의 스위치가 필요하지만 인접하는 측정전극의 전압 차이만 측정하므로(differential mode 측정) 더욱 정밀한 측정이 가능한 장점이 있다.
본 발명에 따른 수중탐지방법은, 2개의 직류전극, 다수의 측정전극, 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하기 위한 제어계측모듈을 포함하는 수중탐지장치를 이용하여 수중 이동 물체를 탐지하는 수중탐지방법으로서, 다음의 단계를 포함한다.
1단계: 상기 2개의 직류전극에 직류전압을 가하는 단계;
2단계: 주기적으로 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하는 단계;
3단계: 상기 전압 측정값을 이용하여 수중 이동 물체에 관해 추정하는 단계
전압 측정값을 이용하여 수중 이동 물체에 관해 추정할 때, 정상상태 전압과 비교한 차이값, 즉 전압 변이값을 이용하여 추정하는 것이 바람직하다.
상기 추정의 내용으로는 수중 이동 물체의 존재, 크기, 이동 속도와 이동방향 등이 될 수 있다.
수중 이동 물체의 크기는 전압 변이값이 큰 측정전극의 수로 추정할 수 있다. 수중 이동 물체의 크기가 작으면 1~2개의 측정전극에서 강한 측정값 변이가 발생할 것이고, 수중 이동 물체의 크기가 크면 많은 수의 측정전극에서 강한 측정값 변이가 발생할 확률이 높다.

Claims (9)

  1. 2개의 직류전극;
    다수의 측정전극;
    상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하기 위한 제어계측모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중탐지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 측정전극에는 각각 전극제어모듈이 구비되고,
    상기 전극제어모듈은 스위치, 제어부를 포함하고,
    상기 전극제어모듈에는 전압측정선이 연결되고,
    상기 스위치의 상태에 따라 상기 측정전극과 상기 전압측정선의 연결상태가 달라지고,
    상기 제어부는 상기 스위치의 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 수중탐지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 측정전극에는 각각 전극제어모듈이 구비되고,
    상기 전극제어모듈은 제1 스위치, 제2 스위치, 제어부를 포함하고,
    상기 전극제어모듈에는 제1 전압측정선과 제2 전압측정선이 연결되고,
    상기 제1 스위치의 상태에 따라 상기 측정전극과 상기 제1 전압측정선의 연결상태가 달라지고,
    상기 제2 스위치의 상태에 따라 상기 측정전극과 상기 제2 전압측정선의 연결상태가 달라지고,
    상기 제어부는 상기 제1 스위치와 제2 스위치의 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 수중탐지장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전극제어모듈은 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수중탐지장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 측정전극은 2열 이상의 다수의 열로 배치된 것을 특징으로 하는 수중탐지장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 직류전극에는 주기적으로 직류전압이 가해지는 것을 특징으로 하는 수중탐지장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 직류전극과 상기 측정전극은 수중의 바닥면에 설치되는 것을 특징으로 하는 수중탐지장치.
  8. 2개의 직류전극, 다수의 측정전극, 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하기 위한 제어계측모듈을 포함하는 수중탐지장치를 이용하여 수중 이동 물체를 탐지하는 수중탐지방법으로서,
    상기 2개의 직류전극에 직류전압을 가하는 단계;
    주기적으로 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하는 단계;
    상기 전압 측정값을 이용하여 수중 이동 물체에 관한 추정을 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중탐지방법.
  9. 2개의 직류전극, 다수의 측정전극, 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하기 위한 제어계측모듈을 포함하는 수중탐지장치를 이용하여 수중 이동 물체를 탐지하는 수중탐지방법으로서,
    상기 2개의 직류전극에 직류전압을 가하는 단계;
    주기적으로 상기 다수의 측정전극의 전압을 측정하는 단계;
    상기 전압 측정값의 변이값을 이용하여 수중 이동 물체에 관한 추정을 하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중탐지방법.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101582260B1 (ko) 2015-10-06 2016-01-11 한국지질자원연구원 수중용 전기장 센서
KR101643959B1 (ko) 2015-12-28 2016-08-10 한국지질자원연구원 전기장을 이용한 수중용 3축탐지센서
US10352887B1 (en) 2016-06-22 2019-07-16 Ronald W. Parker Conductivity measurement methods and systesms
KR101720327B1 (ko) * 2016-10-28 2017-03-28 한국지질자원연구원 수중 이상체의 위치 측정 장치 및 방법
JP7086578B2 (ja) * 2017-11-22 2022-06-20 ナブテスコ株式会社 センサ
JP7122110B2 (ja) * 2017-12-15 2022-08-19 株式会社 堀場アドバンスドテクノ 導電率計又は比抵抗計用の電極、当該電極を用いた導電率計及び比抵抗計
KR102059850B1 (ko) 2019-06-17 2019-12-27 한국지질자원연구원 해저면 탐사 송수신 시스템 및 송수신 방법
KR102314876B1 (ko) 2020-05-18 2021-10-19 주식회사 덱스 3축 센서 이격거리 조정 장치
KR102351226B1 (ko) 2020-05-18 2022-01-17 주식회사 덱스 부력 조절이 가능한 수중 전기장 발생 장치
KR102367668B1 (ko) 2020-05-27 2022-02-25 주식회사 덱스 3축 전기장 측정 장치를 이용한 기뢰 부착용 시스템
KR102367670B1 (ko) 2020-05-27 2022-02-25 주식회사 덱스 자체 진단 기능을 갖는 3축 전기장 측정 시스템
KR102367673B1 (ko) 2020-05-27 2022-02-25 주식회사 덱스 자체 진단 기능을 갖는 3축 전기장 측정 장치
KR102389808B1 (ko) 2020-06-12 2022-04-22 주식회사 덱스 부력 조절이 가능한 수중 전기장 발생 시스템
KR102563980B1 (ko) * 2022-08-29 2023-08-03 유병자 양식어류의 밀식률 자동측정장치 및 자동측정방법
KR102536173B1 (ko) * 2022-11-30 2023-05-26 전남대학교산학협력단 저환수 하이브리드형 유수식 양식 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007315791A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Honda Electronic Co Ltd 水中超音波利用装置付き船舶、水中超音波利用装置、これに用いる超音波振動子、及び波長整合体
US20100280773A1 (en) * 2007-11-23 2010-11-04 Frank Tore Saether Underwater measurement system
JP2011089799A (ja) * 2009-10-20 2011-05-06 Furuno Electric Co Ltd 水中探知装置及びその受信特性補正方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0812252B2 (ja) * 1989-09-05 1996-02-07 株式会社島津製作所 海底電導度測定用曳航ケーブル
US5517181A (en) * 1993-06-08 1996-05-14 The United States Of America As Represented By The United Staes Department Of Energy Hazardous fluid leak detector
US5598152A (en) 1994-12-29 1997-01-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Mine sweeping system for magnetic and non-magnetic mines
KR19990010748A (ko) 1997-07-18 1999-02-18 윤종용 반도체 제조장치
US6404203B1 (en) * 1999-10-22 2002-06-11 Advanced Geosciences, Inc. Methods and apparatus for measuring electrical properties of a ground using an electrode configurable as a transmitter or receiver
JP4311745B2 (ja) * 2003-07-16 2009-08-12 キヤノン株式会社 地中探査装置、システム及び方法
JP2005114446A (ja) * 2003-10-06 2005-04-28 Chiken Tansa Gijutsu Kenkyusho:Kk 無線制御電界測定システムによる効率的電気探査法
JP4353480B2 (ja) * 2004-12-22 2009-10-28 財団法人電力中央研究所 電極切替装置
US7275430B2 (en) * 2005-10-07 2007-10-02 Beckman Coulter, Inc. Method and apparatus for detecting liquid levels in liquid-storage containers
US7877009B2 (en) * 2007-12-20 2011-01-25 3M Innovative Properties Company Method and system for electrochemical impedance spectroscopy
WO2010120198A1 (en) * 2009-04-17 2010-10-21 Maurice James Robertson Electrodes for electrolysis of water
US9086502B2 (en) * 2011-06-07 2015-07-21 Pgs Geophysical As System and method of a marine survey using vertically oriented sensor streamers

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007315791A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Honda Electronic Co Ltd 水中超音波利用装置付き船舶、水中超音波利用装置、これに用いる超音波振動子、及び波長整合体
US20100280773A1 (en) * 2007-11-23 2010-11-04 Frank Tore Saether Underwater measurement system
JP2011089799A (ja) * 2009-10-20 2011-05-06 Furuno Electric Co Ltd 水中探知装置及びその受信特性補正方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JAMES R. SOLBERG ET AL.: "Active Electrolocation for Underwater Target Localization.", THE INTERNATIONAL JOURNAL OF ROBOTICS RESEARCH., vol. 27, no. 5, May 2008 (2008-05-01), pages 529 - 548, XP009156282, ISSN: 0278-3649 *

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Publication number Publication date
KR101521473B1 (ko) 2015-05-21
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