이중 전도형 강수량계{Double conduction type rainfall measuring instrument}
본 발명은 이중 전도형 강수량계 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 하나의 강수량계에서 용량이 다른 집수통과 관측컵을 이용해 종래에 용량이 다른 집수통과 관측컵을 분리하여 운영함으로써 발생되는 운영상 설치시 비용 및 운영상의 예산 절감을 제고하기 위한 이중 전도형 강수량계에 관한 것이다.
기상청에서는 필요에 따라 0.1mm로 세분된 강수량계, 0.5 mm로 세분된 강수량계를 각각 구분하여 설치하고 있다. 따라서, 0.5mm로 세분된 강수량계를 설치시 0.1mm의 강수량에 대해서는 관측하지 못하는 경우가 발생한다. 또한, 0.5mm로 세분된 강수량계를 이용해 강수량 0.1mm 관측을 위해 0.5mm 버켓(0.5mm 관측컵)을 0.1mm로 환산해야 하는 경우에는 강수량 측정치가 정확치 않다. 추가적으로 0.1mm로 세분된 강수량계, 0.5 mm로 세분된 강수량계를 따로 구분하여 설치시 비용 및 운영상의 문제로 두 대의 강수량을 설치하고는 있지 않은 문제점이 있다. 보다 구체적으로, 0.1mm로 세분된 강수량계는 많은 강수가 왔을 때, 관측오차가 발생하고, 0.5mm로 세분된 강수량계는 0.5mm 이하의 강수가 왔을 때, 관측이 불가능한 한계가 있다. 이에 따라, 해당 기술분야에 있어서는 0.1mm로 세분된 강수량계의 관측오차와 0.5mm로 세분된 강수량계의 관측 불능을 해결하기 위하여 이중 전도형 강수량계를 개발하고자 하는 기술 개발이 요구되고 있다.
[관련기술문헌] 1. 강수량관측 시스템 및 강수량계 점검방법(특허출원번호:10-2010-0001636) 2. 무게 및 배수 교차식 강수량계(특허출원번호: 10-2007-0012295)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 0.1mm로 세분된 강수량계의 관측오차와 0.5mm로 세분된 강수량계의 관측 불능을 해결하기 위한 이중 전도형 강수량계를 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 하나의 강수량계에서 용량이 다른 집수통과 관측컵을 이용해 종래에 용량이 다른 집수통과 관측컵을 분리하여 운영함으로써 발생되는 운영상 설치시 비용 및 운영상의 예산 절감을 제고하기 위한 이중 전도형 강수량계를 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 두 개의 신호제어모듈을 이용해 각각 0.5mm이내와 0.5mm이상의 강수량을 별도로 측정하여 데이터를 취합함으로써, 강수량에 대한 보다 정확한 데이터 산출이 가능하도록 하기 위한 이중 전도형 강수량계를 제공하기 위한 것이다. 그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계는, 제 1 히터선이 감겨져 있는 제 1 집수통; 상기 제 1 집수통의 하부에서 상기 제 1 집수통으로 모아진 강수가 흐르면 제 1 용량까지의 관측을 수행하기 위한 제 1 관측컵; 상기 제 1 관측컵을 전기적으로 제어하며, 상기 제 1 관측컵에 대해 제 1 용량의 5배 이내의 강수량을 측정하는 제 1 신호제어모듈; 상기 제 1 관측컵에 모인 강수를 배수하는 제 1 배수구; 상기 제 1 배수구의 하단에 형성되어, 상기 제 2 히터선이 감겨져 있는 제 2 집수통; 상기 제 2 집수통의 하부에서 상기 제 2 집수통으로 모아진 강수가 흐르면 제 2 용량까지의 관측을 수행하기 위한 제 2 관측컵; 상기 제 2 관측컵을 전기적으로 제어하며, 상기 제 2 관측컵에 대한 상기 제 1 용량의 5배 이상의 강수량을 측정하는 제 2 신호제어모듈; 및 상기 제 2 관측컵에 모인 강수를 배수하는 제 2 배수구; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계에 있어서, 상기 제 1 관측컵의 제 1 용량은 0.5mm이내이며, 상기 제 2 관측컵의 제 2 용량은 0.5mm이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계는, 상기 제 2 집수통의 온도를 측정하기 위한 온도계; 를 더 포함하며, 상기 제 1 히터선 및 상기 제 2 히터선은, 히터공급선으로부터 열을 제공받아 상기 온도계에 의해 측정된 온도를 기준으로 상기 제 1 집수통 및 상기 제 2 집수통이 미리 설정된 온도 이상을 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계에 있어서, 강수량이 0.5mm 이하로 올 때는 상기 제 1 관측컵에서 전기신호를 상기 제 1 신호제어모듈로 전송되며, 상기 제 1 신호제어모듈에 의해 상기 제 1 관측컵에 대한 0.1mm 관측이 초기 4회까지만 수신되며, 상기 4회 이상일 때는 상기 제 2 관측컵에서 나오는 전기신호를 상기 제 2 신호제어모듈로 전송되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계에 있어서, 상기 온도계, 상기 미리 설정된 온도가 4℃±2℃에서 상기 제 1 히터선 및 상기 제 2 히터선이 온(ON)되도록 설정하며, 15℃±2℃에서 상기 제 1 히터선 및 상기 제 2 히터선이 오프(OFF)로 설정하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계에 있어서, 상기 제 1 신호제어모듈로부터의 전기신호는 상기 이중 전도형 강수량와 연동된 이중 전도형 강수량계 작동장치의 0.1mm 카운터에 의해 카운팅되며, 상기 제 2 신호제어모듈로부터의 전기신호는 상기 이중 전도형 강수량계 작동장치의 0.5mm 카운터에 의해 카운팅되며, 상기 이중 전도형 강수량계 작동장치의 카운터리셋부가, 미리 설정된 시간단위 또는 한 번의 강수 이벤트가 발생이 정지되면, 상기 0.1mm 카운터 및 상기 0.5mm 카운터에 대한 카운팅 숫자를 리셋하여 초기값(Zero) 값으로 만드는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계는, 하나의 강수량계로 0.1mm로 세분된 강수량계의 관측오차와 0.5mm로 세분된 강수량계의 관측 불능을 해결하는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계는, 하나의 강수량계에서 용량이 다른 집수통과 관측컵을 이용해 종래에 용량이 다른 집수통과 관측컵을 분리하여 운영함으로써 발생되는 운영상 설치시 비용 및 운영상의 예산 절감을 제고하는 효과를 제공한다. 뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계는, 두 개의 신호제어모듈을 이용해 각각 0.5mm이내와 0.5mm이상의 강수량을 별도로 측정하여 데이터를 취합함으로써, 강수량에 대한 보다 정확한 데이터 산출이 가능한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 이중 전도형 강수량계와 연동된 이중 전도형 강수량계 작동장치를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이중 전도형 강수량계(1)를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 이중 전도형 강수량계(1)는 제 1 집수통(11), 제 1 히터선(12), 제 1 관측컵(13), 제 1 신호제어모듈(14), 제 1 배수구(15), 제 2 집수통(21), 제 2 히터선(22), 제 2 관측컵(23), 제 2 신호제어모듈(24), 제 2 배수구(25), 온도계(26), 신호제어선(27), 히터공급선(28)을 포함한다. 이에 따라, 기상청에서 현재 0.1mm로 세분된 강수량계와 0.5mm로 세분된 강수량계를 병행하여 사용하고 있어, 이에 대한 설치시의 비용과 운영상의 예산이 많은 문제점이 있어, 본 발명은 하나의 강수량계에 두 가지의 기능을 함께 갖춘 강수량계의 구조를 제안하고자 한다. 제 1 집수통(11)은 0.1mm 집수통으로, 제 1 히터선(12)이 감겨져 있다. 한편, 제 1 집수통(11)을 거쳐 제 1 관측컵(13)으로 강수량이 측정되며, 제 1 관측컵(13)에서 나온 0.4mm 이상의 강수량을 0.5mm 버켓인 제 2 관측컵(23)에서 관측할 수 있도록 한다. 제 1 히터선(12)은 제 1 집수통(11)에 설치되며, 강수량계 내부에 겨울철에도 강수량을 관측하기 위한 것으로, 후술할 온도계(26)에 의해 측정된 온도를 기준으로 제 1 집수통(11)이 영상의 미리 설정된 온도를 유지하도록 한다. 제 1 관측컵(13)은 0.1mm 관측컵으로, 0.1mm 버켓이라고도 한다. 제 1 집수통(11)을 거쳐 고인 0.1mm 까지의 강수량을 측정하며, 나머지 강수량을 제 2 집수통(21)으로 제 1 배수구(15)를 통해 흘려보낸다. 제 1 신호제어모듈(14)은 0.5mm 이내의 강수량을 측정하기 위한 전기적 제어모듈로, 후술할 제 2 신호제어모듈(24)과의 연동을 통해 이중적 데이터 측정을 통해 정확한 데이터를 산출한다. 제 1 배수구(15)는 제 2 배수구(25)와 함께 이중관측을 위한 이중 배수구 구조를 형성한다. 제 1 배수구(15)는 0.1mm 관측컵인 제 1 관측컵(13)에서 관측한 강수를 배수하여, 0.5mm 집수통인 제 2 집수통(21)으로 보내기 위한 것으로, 강수량 오차를 줄이기 위해 사용된다. 제 2 집수통(21)은 0.5mm 집수통으로, 제 2 히터선(22)이 감겨져 있다. 한편, 제 2 집수통(21)은 제 1 관측컵(13)에 의해 강수량이 측정되거나, 0.1mm가 넘는 강수가 제 1 배수구(15)를 거쳐 흘러나오면 이를 집수한다. 제 2 히터선(22)은 제 2 집수통(21)에 설치되며, 강수량계 내부에 겨울철에도 강수량을 관측하기 위한 것으로, 후술할 온도계(26)에 의해 측정된 온도를 기준으로 제 2 집수통(21)이 영상의 미리 설정된 온도를 유지하도록 한다. 제 2 관측컵(23)은 0.5mm 관측컵으로, 0.5mm 버켓이라고도 한다. 제 2 관측컵(23)은 상술한 제 1 관측컵(13)과 이중 설치 및 관측을 수행한다. 즉, 강수량이 0.5mm 이하로 올 때는 0.1mm 버켓인 제 1 관측컵(13)에서 전기신호를 0.1mm 신호제어 모듈인 제 1 신호제어모듈(14)로 보낸다. 여기서 전기신호는 0.5mm이내 일 때만 사용자에게 신호제어선(27)을 통해서 전송한다. 한편, 0.5mm 신호제어 모듈인 제 2 신호제어모듈(24)은 0.1mm에서 초기의 4회까지는 전기신호를 사용자에게 표출하고, 그 이상일 때는 0.5mm 버켓인 제 2 관측컵(23)에서 나오는 전기신호만 받아서 사용자에게 표출하면 된다. 제 2 신호제어모듈(24)은 0.5mm 이상의 강수량 측정을 위한 제 2 관측컵(23)의 전기신호를 수신하여 0.1mm까지의 강수량을 측정하는 제 1 신호제어모듈(14)와 함께 이중적 데이터 측정을 통해 정확한 강수량 데이터를 산출한다. 제 2 배수구(25)는 제 1 배수구(15)와 함께 이중관측을 위한 이중 배수구 구조를 형성한다. 제 2 배수구(25)는 0.5mm 관측컵인 제 2 관측컵(23)에서 관측한 강수를 배수하여, 외부로 보내기 위한 것이다. 온도계(26)는 이중 전도형 강수량계의 내부에 설치되는 디지털온도계로, 측정된 온도를 사용자에게 전송하여, 미리 설정된 온도로 제 1 관측컵(13)과 제 2 관측컵(23)을 유지하도록 히터공급선(28)을 통해 각각 제 1 히터선(12)과 제 2 히터선(22)을 이용해 온도 조절이 가능하도록 한다. 즉, 이중 전도형 강수량계 내부에 겨울철에도 강수량을 관측하기 위해 온도계(26) 장착과, 제 1 히터선(12) 및 제 2 히터선(22)을 각각 제 1 관측컵(13)과 제 2 관측컵(23)에 설치하여 영상의 일정한 온도를 유지하도록 한다. 보다 구체적으로, 현재는 일률적인 온도, 4℃±2℃에서 온(ON), 15℃±2℃에서 오프(OFF)로 온도를 제어하는데 디지털온도계를 사용하여 지역에 따라 온도 조절이 가능케 하는 것이 바람직하다. 신호제어선(27)은 제 1 신호제어모듈(14)을 통해 제 1 히터선(12), 제 1 관측컵(13), 제 1 배수구(15)를 제어하며, 제 2 신호제어모듈(24)을 통해 제 2 히터선(22), 제 2 관측컵(23), 제 2 배수구(25)를 제어하기 위한 신호 송수신 경로로 사용된다. 히터공급선(28)은 온도계(26)에 의해 측정된 제 1 관측컵(13)과 제 2 관측컵(23)의 온도에 따라 미리 설정된 온도로 제 1 관측컵(13)과 제 2 관측컵(23)이 유지되도록 열을 각각 제 1 히터선(12)와 제 2 히터선(22)로 전달하는데 사용된다.
도 2는 도 1의 이중 전도형 강수량계(1)와 연동된 이중 전도형 강수량계 작동장치(2)를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 이중 전도형 강수량계 작동장치(2)는 0.1mm 카운터(31), 0.5mm 카운터(32) 그리고 카운터리셋부(33)를 포함한다. 0.1mm 카운터(31)는 제 1 신호제어모듈(14)로부터 전기신호를 수신하여 0.1mm 강수량을 카운팅한다. 0.5mm 카운터(32)는 제 2 신호제어모듈(24)로부터 전기신호를 수신하면 0.5mm 강수량을 카운팅한다. 한편, 0.1mm 카운터(31)와 0.5mm카운터(32)에 의해 각각 카운팅된 강수량은 최종적으로 연산되어 정확한 결과치가 도출된다. 카운터리셋부(33)는 미리 설정된 시간단위 또는 한 번의 강수 이벤트가 발생이 정지되면 0.1mm 카운터(31), 0.5mm 카운터(32)에 대한 카운팅 숫자를 리셋하여 초기값(Zero) 값으로 만든다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
11: 제 1 집수통 12: 제 1 히터선
13: 제 1 관측컵 14: 제 1 신호제어모듈
15: 제 1 배수구 21: 집수통
22: 제 2 히터선 23: 제 2 관측컵
24: 제 2 신호제어모듈 25: 제 2 배수구
26: 온도계 27: 신호제어선
28: 히터공급선 31: 0.1mm 카운터
32: 0.5mm 카운터 33: 카운터리셋부 |
