KR101542546B1

KR101542546B1 - 휴대용 지하수 관측 장치

Info

Publication number: KR101542546B1
Application number: KR1020140005314A
Authority: KR
Inventors: 이준정; 조희남; 정교철; 이달희
Original assignee: 주식회사 인포월드
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2015-08-06
Anticipated expiration: 2034-01-15
Also published as: KR20140092782A

Abstract

본 발명은 휴대용 지하수 관측 장치에 관한 것으로, 운반 장비 없이 간편한 휴대가 가능하여 산간 지역 등 운반 장비와 대형 관측 장치의 사용이 어려운 곳에서도 지하수를 관측할 수 있고, 지하수의 데이터로서 수심, 수온, 전도도, pH 및 수심을 이용한 수위(지표면에서부터 지하수 수면까지의 깊이)를 자동으로 검출함과 아울러 저장하고, 또한 탐침봉의 분리와 충전을 통해 현장 여건에 맞춰 센서만을 사용함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 휴대용 지하수 관측 장치는, 단부에 나사선의 소켓이 구비된 탐침봉 케이스(21), 상기 탐침봉 케이스에 각각 장착되는 것으로 지하수의 수면에서부터의 수심을 검출하는 수심 센서(22), 상기 지하수의 수온를 검출하는 수온 센서(23), 상기 지하수의 전도도를 검출하는 전도도 센서(24), 상기 지하수의 pH를 측정하는 pH 센서(25), 상기 센서들에 전원을 인가하는 센서용 충전식 배터리(26), 상기 탐침봉 케이스 안에 장착되며 상기 센서들에 의해 검출된 데이터를 저장하는 센서용 메모리(27), 상기 탐침봉 케이스의 단부에 배치되며 상기 센서용 메모리 및 센서용 충전식 배터리와 접속되는 센서측 단자(28)를 포함하는 탐침봉(20)과; 상기 탐침봉의 센서들과 전기적으로 접속되어 신호와 전원을 전달하는 신호선(31), 상기 신호선을 감싸며 외주면에 일정 간격을 두고 눈금이 표시된 피복(32), 상기 신호선과 피복의 단부에 결합되며 상기 탐침봉 케이스의 소켓에 나사 체결되는 소켓, 상기 신호선의 단부에 연결되면서 상기 소켓에 배치되어 상기 탐침봉의 단자와 분리 가능하게 접속되는 방수케이블측 단자(33)를 포함하여, 상기 탐침봉의 탐침봉 케이스에 나사 체결되면서 상기 센서들과 전기적으로 접속되며 상기 탐침봉을 지하수 관측공 안에 일정 깊이로 삽입하고 상기 센서들에 의해 검출된 데이터를 전송하는 방수케이블(30)과; 상기 방수케이블이 감기는 드럼, 상기 드럼에 연결되는 손잡이와 다리 및 상기 탐침봉의 수납부로 구성된 휴대용 케이스(10)와; 상기 휴대용 케이스에 장착되며 일측에 개방부가 형성된 박스 본체, 상기 박스 본체의 개방부를 개폐하는 덮개로 이루어진 컨트롤박스(14)와; 상기 컨트롤박스의 덮개에 형성되며 전원의 온/오프 버튼, 방수케이블의 삽입깊이 설정 버튼을 포함하는 조작 버튼이 구비된 조작 패널(80)과; 상기 컨트롤박스 안에 인쇄회로기판을 통해 탑재되며, 상기 수심 센서에서 검출한 지하수의 수심과 상기 방수케이블에 의한 상기 수심 센서의 삽입 깊이를 근거로 하여 지하수의 수위를 산출하는 컨트롤러(40)와; 상기 컨트롤박스 안에 탑재되며 상기 센서들에 의해 검출한 지하수의 수심, 수온, 전도도, pH 및 지리적 위치 정보 그리고 상기 컨트롤러에 의해 산출된 수위의 지하수 데이터를 저장하는 메모리(50)와; 상기 컨트롤박스의 덮개에 형성되며 이동식 메모리의 장착시 상기 메모리에 저장된 지하수의 데이터를 상기 이동식 메모리로 옮기는 이동식 메모리 포트(60)와; 상기 컨트롤박스의 덮개의 전면에 형성되며 상기 지하수의 수심, 수온, 전도도, pH, 케이블의 삽입 깊이 및 수위를 디스플레이하는 디스플레이패널(90)과; 상기 컨트롤박스의 내부에 탑재되며 상기 탐침봉의 센서와 컨트롤러와 디스플레이패널에 전원을 공급하는 충전식 배터리(70)로 구성된다.

Description

휴대용 지하수 관측 장치{APPARATUS FOR OBSERVATION UNDERGROUND WATER}

본 발명은 휴대용 지하수 관측 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운반 장비 없이 간편한 휴대가 가능하여 산간 지역 등 운반 장비와 대형 관측 장치의 사용이 어려운 곳에서도 지하수를 관측할 수 있고, 지하수의 데이터로서 수심, 수온, 전도도, pH 및 수심을 이용한 수위(지표면에서부터 지하수 수면까지의 깊이)를 자동으로 검출함과 아울러 저장하고, 또한 탐침봉의 분리와 자체 충전을 통해 현장 여건에 맞춰 센서만으로도 계측이 가능한 다용도의 휴대용 지하수 관측 장치에 관한 것이다.

일반적으로 지하수(Ground Water)는 강수의 일부가 지표에서 지층의 틈새로 침투하여 고이는 물로서, 지층으로부터 소정의 깊이에 위치하는 불특정한 지반과 지반 사이에 많이 수용되어 있다.

이와 같은 지하수의 수질은 통상적으로 맑고 깨끗하지만, 생활이 발달하고 산업이 발전하면서 점진적으로 수질이 오염되고 있고, 특히 공장지대 등의 산업지역에서는 지하수의 오염이 급속하게 진행되어 수질이 심각하게 나빠지고 있는 실정이다.

따라서, 사람들은 오염되지 않은 지하수를 찾기 위해서 지하수 관정을 무분별하게 시추하게 되고, 그로 인해 지하수의 오염이 가중되고 있는 실정이며, 따라서 지하수를 지속적으로 관리하는 것이 절실히 요망되고 있다.

지하수를 관리하기 위한 방법으로서 오염이 의심되는 지역에 여러 개의 지하수 관정을 선정하여 운영자가 직접 지하수를 관찰 및 관리하는 것이다.

이와 같이 지하수를 관찰 및 관리하기 위해서는 지하수의 수질 즉 수온ㆍ전도도ㆍ진동ㆍ수위 등을 주기적으로 측정하여 그 상태를 충분히 파악하여야 한다.

지하수의 수질 및 수위를 측정하는 종래의 방법은 수온을 측정하는 수온측정기, 수위를 측정하는 수위측정기, 전도도를 측정하는 전도측정기, 진동을 측정하는 진동측정기, 소음을 측정하는 소음측정기 등을 각각 구비하고, 측정자가 일일이 상기 기기들을 관측 관정에 삽입하여 측정하고 그의 수치를 기록하는 것을 일정한 시간의 시차를 유지하면서 반복적으로 실시하는 것이다.

종래 기술에 의한 지하수 관측 장치는, 수온측정 센서와 전도도측정 센서를 포함하는 탐침봉, 탐침봉을 연결하는 케이블, 탐침봉의 센서로부터 검출된 수온와 전도도를 저장 및 디스플레이에 디스플레이 하도록 제어하는 컨트롤러로 구성된다. 수온 센서와 전도도 센서는 탐침봉에 함께 갖추어질 수 있고 특허문헌 3처럼 별도로 구성될 수 있다.

종래 지하수 관측 장치에 따르면, 수온 센서와 전도도 센서에 의해 지하수의 수온와 전도도를 자동으로 검출하여 디스플레이할 수 있지만, 지하수의 측정은 수동방식에 의존하고 있다. 즉, 케이블의 표면에는 눈금이 표시되어 있으며 관리자가 케이블의 눈금을 직접 육안으로 확인 및 별도의 관측 시트에 직접 기재하는 방식이다.

즉 종래 기술에 의한 지하수 관측 장치는, 지하수의 수위를 작업자가 육안 확인 및 수작업으로 기재하여야 하므로 작업이 매우 불편하고 관측 지하수 관측공에서 획득한 지하수의 수온와 전도도를 함께 관리하는 것이 어렵다. 왜냐하면, 지하수의 수온와 전도도는 센싱과 디스플레이가 자동으로 이루어지지만 수심은 인위적 행위에 의해 이루어지는 것이기 때문이다.

한편, 휴대용 지하수 관측 장치로서 특허문헌 4가 있다. 특허문헌 4는 압력센서를 수위센서로 사용하는 것이라 기재되어 있으나, 실제로는 지하수의 수면에서부터 센서가 잠기는 곳까지의 수심을 측정하는 것이며 즉 지표면에서부터 지하수의 수면까지의 수위를 측정할 수는 없다.

다른 선행기술로서 지하수의 수위(지표면에서부터 지하수의 수면까지의 깊이)를 측정하는 것이 있지만, 종래에는 지하수의 수심과 수위 모두를 자동으로 검출하는 기술이 없으므로 결과적으로 수심 측정기과 수위 측정기 모두를 사용하여야 하는 불편함이 있다.

등록특허 제10-0311854호 등록특허 제10-1177318호 등록특허 제10-0422612호 공개특허 제10-2002-0017055호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 운반 장비 없이 간편하여 휴대가 가능하며 산간 지역 등 운반 장비와 대형 관측 장치의 사용이 어려운 곳에서도 지하수를 관측할 수 있고, 지하수의 데이터로서 수심, 수온, 전도도, pH 및 수심을 이용한 수위를 자동으로 검출함과 아울러 자동 저장하며, 탐침봉의 분리와 자체 충전이 가능하도록 하여 센서단독으로도 측정이 가능하도록 하여 다용도로 사용할 수 있는 휴대용 지하수 관측 장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 휴대용 지하수 관측 장치는, 단부에 나사선의 소켓이 구비된 탐침봉 케이스, 상기 탐침봉 케이스에 각각 장착되는 것으로 지하수의 수면에서부터의 수심을 검출하는 수심 센서, 상기 지하수의 수온을 검출하는 수온 센서, 상기 지하수의 전도도를 검출하는 전도도 센서, 상기 지하수의 pH를 측정하는 pH 센서, 상기 센서들에 전원을 인가하는 센서용 충전식 배터리, 상기 탐침봉 케이스 안에 장착되며 상기 센서들에 의해 검출된 데이터를 저장하는 센서용 메모리, 상기 탐침봉 케이스의 단부에 배치되며 상기 센서용 메모리 및 센서용 충전식 배터리와 접속되는 센서측 단자를 포함하는 탐침봉과; 상기 탐침봉의 센서들과 전기적으로 접속되어 신호와 전원을 전달하는 신호선, 상기 신호선을 감싸며 외주면에 일정 간격을 두고 눈금이 표시된 피복, 상기 신호선과 피복의 단부에 결합되며 상기 탐침봉 케이스의 소켓에 나사 체결되는 소켓, 상기 신호선의 단부에 연결되면서 상기 소켓에 배치되어 상기 탐침봉의 단자와 분리 가능하게 접속되는 방수케이블측 단자를 포함하여, 상기 탐침봉의 탐침봉 케이스에 나사 체결되면서 상기 센서들과 전기적으로 접속되며 상기 탐침봉을 지하수 관측공 안에 일정 깊이로 삽입하고 상기 센서들에 의해 검출된 데이터를 전송하는 방수케이블과; 상기 방수케이블이 감기는 드럼, 상기 드럼에 연결되는 손잡이와 다리 및 상기 탐침봉의 수납부로 구성된 휴대용 케이스와; 상기 휴대용 케이스에 장착되며 일측에 개방부가 형성된 박스 본체, 상기 박스 본체의 개방부를 개폐하는 덮개로 이루어진 컨트롤박스와; 상기 컨트롤박스의 덮개에 형성되며 전원의 온/오프 버튼, 케이블의 삽입깊이 설정 버튼을 포함하는 조작 버튼이 구비된 조작패널과; 상기 컨트롤박스 안에 인쇄회로기판을 통해 탑재되며, 상기 수심 센서에서 검출한 지하수의 수심과 상기 케이블에 의한 상기 수심 센서의 삽입 깊이를 근거로 하여 지하수의 수위를 산출하는 컨트롤러와; 상기 컨트롤박스 안에 탑재되며 상기 센서들에 의해 검출한 지하수의 수심, 수온, 전도도, pH 및 지리적 위치 정보 그리고 상기 컨트롤러에 의해 산출된 수위의 지하수 데이터를 저장하는 메모리와; 상기 컨트롤박스의 덮개에 형성되며 이동식 메모리의 장착시 상기 메모리에 저장된 지하수의 데이터를 상기 이동식 메모리로 옮기는 이동식 메모리 포트와; 상기 컨트롤박스의 덮개의 전면에 형성되며 상기 지하수의 수심, 온도, 전도도, pH, 방수케이블의 삽입 깊이 및 수위를 디스플레이하는 디스플레이패널과; 상기 컨트롤박스의 내부에 탑재되며 상기 탐침봉의 센서와 컨트롤러와 디스플레이패널에 전원을 공급하는 충전식 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 휴대용 지하수 관측 장치 및 방법에 의하면, 지하수 수질을 검출하기 위한 각종 센서, 컨트롤러, 방수케이블 등이 소형으로 일체화되어 별도의 운반지를 사용하지 않고 간단하게 휴대가 가능하기 때문에 산간지역과 같이 지하수 수질의 관측을 필요로 하지만 현실적으로 검출이 불가능한 곳에서도 지하수의 수질을 검출할 수 있고, 따라서, 지하수의 체계적 관리와 운용이 가능하다.

또한, 본 발명은 관리자가 줄자의 눈금을 확인하여 지하수 수위를 검출하는 것이 아니라, 수심의 자동 센싱과 산출에 의해 지하수 수위를 검출하여 검출의 신뢰성과 작업성을 향상할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 휴대용 지하수 관측 장치의 기계적 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 휴대용 지하수 관측 장치의 개념도.
도 3은 본 발명에 의한 휴대용 지하수 관측 장치에 적용된 탐침봉을 분리하여 사용하는 예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 의한 휴대용 지하수 관측 장치를 이용한 수위 산출의 개념도.

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대용 지하수 관측 장치(100)는, 휴대용 케이스(10), 지하수의 데이터(수심, 수온, 전도도, pH, 수위)를 검출하는 탐침봉(20), 탐침봉(20)과 전기적으로 접속되며 또한 탐침봉(20)을 단독으로 사용 가능하도록 분리 가능하게 연결되는 방수케이블(이하 '케이블'이라 약칭함)(30), 케이블(30)을 통해 탐침봉(20)에서 검출한 지하수의 데이터를 전달받아 수위를 산출하는 컨트롤러(40), 탐침봉(20)에 의해 검출된 지하수의 데이터와 컨트롤러(40)에 의해 산출된 수위를 저장하는 메모리(50), 메모리(50)와 접속되며 메모리(50)에 저장된 지하수의 데이터를 이동식 메모리에 저장하도록 하는 이동식 메모리 포트(60), 탐침봉(20) 등 전원이 필요한 구성요소에 전원을 공급하는 충전식 배터리(70), 기기의 동작과 설정을 위한 조작 패널(80), 기기의 조작 등 정보를 화면출력하는 디스플레이패널(90)로 구성된다.

휴대용 케이스(10)는 전술한 모든 구성요소를 간편하게 휴대 및 사용할 수 있도록 소형으로 구성되며 케이블(30)이 감기는 드럼(11), 드럼(11)에 연결되며 지면에 지지되는 다리(12), 드럼(11) 또는 다리(12)에 연결되는 손잡이(13), 드럼(11) 등에 설치되며 탐침봉(20)과 방수케이블(30)을 제외한 전자장비들이 수용되는 컨트롤박스(14)로 구성된다.

드럼(11)은 케이블(30)을 풀고 감는 작업이 용이하도록 회전 가능하도록 구성되며 예를 들어 고정체인 드럼 본체 및 상기 드럼 본체에 회전 가능하게 결합되며 케이블(30)이 감기는 원통형의 로터드럼으로 구성된다.

다리(12)와 손잡이(13)는 예를 들어 원형 파이프가 2가지 기능을 구현하도록 벤딩되어 일체형으로 구성될 수 있다.

컨트롤박스(14)는 드럼(11) 또는 다리(12) 등에 장착되며 일측에 개방부가 형성되어 내부에 컨트롤러(40) 등이 수납되는 박스 본체(14a), 박스 본체(14a)의 개방부를 개폐하는 덮개(14b)로 구성된다.

휴대용 케이스(10)는 휴대시 탐침봉(20)의 흔들림으로 인한 파손을 방지하기 위하여 탐침봉(20)이 수납되는 탐침봉 수납부(15)가 갖추어진다. 탐침봉 수납부(15)는 상부가 개방된 관형으로 이루어져 탐침봉(20)이 상부에서 삽입되어 수납되도록 하며 손잡이(13) 등에 고정된다.

탐침봉(20)은 탐침봉 케이스(21), 탐침봉 케이스(21) 안에 탑재되며 지하수의 데이터를 각각 검출하는 수심 센서(22), 수온 센서(23), 전도도 센서(24), pH 센서(25), 센서(22,23,24,25)들에 전원을 인가하는 센서용 충전식 배터리(26), 센서(22,23,24,25)들에 의해 검출된 데이터를 저장하는 센서용 메모리(27), 센서(22,23,24,25) 및 센서용 메모리(27)를 케이블(30)[또는 탐침봉(20)을 케이블(30)로부터 분리하여 단독으로 사용하는 경우 노트북 등 컴퓨터]과 전기적으로 접속되도록 하는 센서측 단자(28)로 구성된다.

탐침봉 케이스(21)는 내부에 센서(22,23,24,25)들이 장착되는 공간이 구비되며 물론 지하수가 침투하지 못하도록 수밀하게 처리된다.

탐침봉 케이스(21)는 케이블(30)과 분리 가능하게 연결되도록 단부[센서측 단자(28)가 있는 부분]에 나사선형의 소켓이 형성된다.

수심 센서(22)는 예컨대 지하수의 압력에 의해 지하수의 수심을 측정하는 압력센서일 수 있고, 동등한 기능을 하는 모든 센서가 가능하다.

수온 센서(23)와 전도도 센서(24) 및 pH 센서(25)는 각각 지하수에 잠겨 지하수의 수온와 전도도 및 pH를 검출한다.

즉 본 발명의 탐침봉(20)에 따르면 수심, 수온, 전도도 및 pH를 검출할 수 있으므로 수심 센서(22)의 삽입 깊이를 달리함으로써 수심별 수온, 전도도 및 pH를 검출할 수 있다.

센서용 충전식 배터리(26)는 센서(22,23,24,25) 등에 전원을 인가하며 탐침봉(20)과 케이블(30)이 연결된 상태는 물론 케이블(30)과 연결되지 않고 예를 들어 비도통식 와이어와 연결된 상태에서도 센서(22,23,24,25)에 전원을 인가한다.

센서용 충전식 배터리(26)는 충전을 통해 영구 사용이 가능하므로 비용을 절감하는 효과를 도출한다.

도 3은 탐침봉(20)을 케이블(30)과 분리하여 단독으로 사용하는 경우를 도식한 것으로, 케이블(30)에서 분리된 탐침봉(20)은 단자가 노출되어 있으며 이 부분의 수밀성 확보를 위하여 연결 캡(20a)이 적용된다. 연결 캡(20a)은 탐침봉 케이스(21)의 소켓에 나사식으로 체결되며 와이어(1)가 연결되는 와이어 연결부(20b)가 구비된다.

센서용 메모리(27)는 센서(22,23,24,25)에 의해 검출된 지하수의 데이터(수심, 수온, 전도도, pH)를 저장[수위는 센서(22,23,24,25)에 의해 검출되지 아니하며 방수케이블(30)의 삽입 깊이와 연동하여 산출된다]하며, 일정 시간동안만 저장한 후 삭제하는 휘발성 또는 사용자에 의한 강제 삭제 이전에는 보존하는 비휘발성 모두가 사용 가능하다.

센서측 단자(28)는 탐침봉 케이스(21)의 단부에 케이블(30) 또는 다른 노트북, PC 등과 전기적으로 접속되도록 외부로 노출되도록 되며 물론 케이블(30)이 연결되거나 다른 비도통식 와이어 등이 연결되면 수밀 상태를 유지한다.

센서(22,23,24,25)는 전원을 인가받은 후 일정 시간을 주기로 하여 센싱하도록 제어된다.

또한 본 발명은 휴대용의 특성에 맞도록 지하수의 측정 위치를 확인하기 위한 GPS 수신기(29)가 적용된다. GPS 수신기(29)는 위성통신을 통해 지하수 관정의 위치정보(좌표)를 수신 취득[GPS 수신기(29)는 휴대용 지하수 관측 장치(100)에 설치되지만 휴대용 지하수 관측 장치(100)가 지하수 관측공에 설치되어 사용되기 때문에 지하수 관측공의 좌표 확인이 가능함]하며, 컨트롤러(40)는 GPS 수신기(29)에 의해 획득한 위치 정보(좌표)를 일정 시간을 주기로 하여 메모리(50)에 저장하도록 한다. 즉 지하수 관측공의 위치를 별도의 작업없이 자동으로 확인 저장 관리함으로써 휴대용으로서의 효용성과 신뢰성을 향상한다. GPS 수신기(29)는 전원이 인가되면 1회만 작동할 수 있고 물론 이에 한정되지 아니하며 전원을 인가받는 상태에서 일정 시간을 주기로 하여 2회 이상 작동할 수도 있다.

방수케이블(30)은 탐침봉(20)을 지하수 관측공(2)(도 4 참고) 안에 설치하기 위한 것이며 휴대가 용이하도록 유연성이 있는 재질로 이루어지고, 내부 또는 외부에는 센서(22,23,24,25)의 검출 값을 메모리(50)에 전달하기 위한 신호선이 갖추어지는 것이며, 신호선(31), 신호선(31)의 피복(32), 신호선(31)과 탐침봉(20)의 센서측 단자(28)와 전기적으로 접속되는 케이블측 단자(33)로 구성된다.

신호선(31)은 센서(22,23,24,25)에서 검출한 데이터를 전달받아 메모리(50)에 전달하고 센서(22,23,24,25)에 충전식 배터리(70)의 전원을 인가한다.

피복(32)은 방수와 신호선(31)을 감싸 보호한다.

방수케이블(30)의 삽입 위치를 구하는 방법은 다음과 같다.

첫 번째는 방수케이블(30)의 외주면에 눈금(34)을 기재하는 것이다. 하기에서 구체적으로 설명하겠지만, 본 발명은 방수케이블(40)의 눈금(34)을 보고 지하수의 수위를 검출하는 것이기 아니기 때문에 눈금(34)은 작은 단위로 기재되지 않고 예를 들어 5m 단위, 10m 단위로 기재된다. 즉, 관리자가 방수케이블(30)의 눈금(34)을 확인하고 이 눈금(34)이 지표면에 일치되도록 삽입 및 삽입 깊이를 기록함으로써 삽입 위치를 구한다.

다른 방법으로는 도면에 도시하지는 않았지만 컨트롤러(40)의 제어를 받는 권취 모터에 의해 방수케이블(30)이 일정 깊이로 삽입되는 것이다. 예를 들어, 관리자가 조작 패널을 통해 케이블(30)의 삽입 깊이를 10m로 셋팅 하면 컨트롤러(40)가 상기 권취 모터의 구동을 제어하여 케이블(30)이 10m만 삽입되도록 한다.

컨트롤러(40)는 수심 센서(22)의 검출 값과 방수케이블(30)의 삽입 깊이 값의 감산을 통해 지하수의 수위를 산출하고, 이 수위값과 수온, 전도도, pH의 값이 디스플레이패널(70)에 화면 출력되도록 제어한다. 수위(C)는 도 4에서 보이는 것처럼, 케이블(30)의 삽입 깊이(A)에서 수심 센서(22)에 의한 수심(B)을 가감하는 것에 의해 산출된다.

메모리(50)는 센서(22,23,24,25)의 검출 값(수심, 수온, 전도도, pH)과 수위 값을 함께 저장한다.

이동식 메모리 포트(60)는 컨트롤박스(14)의 덮개(14b)에 배치되면서 메모리(50)와 접속되고 이동식 메모리(USB, SD 카드 등)가 장착되며, 프로그래밍을 통해 이동식 메모리가 연결되면 메모리(50)에 저장된 데이터가 자동으로 옮겨지도록 구성된다. 따라서, 본 발명은 이동식 메모리만 휴대하여 이동식 메모리에 지하수의 데이터를 저장함으로써 노트북을 휴대하지 않으므로 휴대용으로서의 가치를 더욱 높일 수 있다.

충전식 배터리(70)는 전원의 공급을 요구하는 모든 구성에 전원을 공급하며, 충전을 통해 영구 사용이 가능하므로 비용 절감의 효과를 도출한다.

조작 패널(80)은 컨트롤박스(14)의 덮개(14b)의 전면에 배치되며 전원의 온/오프 버튼, 케이블의 삽입깊이 설정 버튼 등 다양한 버튼이 갖추어진다.

디스플레이패널(90)은 숫자, 문자, 특수기호 등을 표시할 수 있고, 컨트롤러(40)의 제어에 의해 지하수 수위, 측정수심[방수케이블(40)의 삽입 깊이], 측정수온, 측정 전도도(EC), 관측소 고유번호 등 다양한 정보의 화면 출력이 가능하다.

본 발명에 의한 휴대용 지하수 관측 방법은 다음과 같다.

1. 방수케이블 길이 설정.

지하수 관측공(2) 내의 지하수의 수질을 관측하기 위하여 먼저 방수케이블(30)의 삽입 길이를 설정한다. 관리자는 임의로 지하수의 수위를 판단하여 방수케이블(30)의 삽입 길이를 설정하며, 단 본 발명은 방수케이블(30)의 삽입 길이를 갖고 지하수의 수위를 검출하는 것이 아니므로 개략적으로만 길이를 셋팅 한다. 설명의 편의를 위해 방수케이블(30)의 삽입 길이를 20m로 셋팅한 것으로 예를 들어 설명한다. 방수케이블(30) 길이의 설정은 조작 패널(80)의 버튼을 이용하여 이루어진다. 이와 함께 전원 버튼을 조작하여 센서들에 전원을 공급한다.

한편, 관측 데이터의 관리를 위하여 지하수 관측공에 고유번호를 부여하여 입력할 수도 있다.

2. 탐침봉 삽입 및 센싱.

케이블(30)의 삽입 깊이가 20m 일 때까지 탐침봉(20)을 삽입한다. 20m 눈금(34)을 통해 케이블(30)의 삽입 깊이를 확인하면서 삽입한다.

탐침봉(20)은 지하수 관측공(2)의 나공을 통과하다가 지하수에 잠기게 되며 수심 센서(22)는 지하수의 수면에서부터 삽입 깊이까지의 수심을 측정하고 수온 센서(23)와 전도도 센서(24) 및 pH 센서(25)는 지하수의 수온와 전도도 및 pH를 측정한다.

또한, GPS 수신기(29)는 위성 통신을 통해 지리적 위치 정보를 수신하여 메모리(50)에 저장한다.

센서(22,23,24,25)를 통해 수심, 수온, 전도도 및 pH를 측정하고 수위는 다음과 같은 방법에 의해 산출된다.

컨트롤러(40)는 방수케이블(30)의 삽입 깊이(길이)(A)에서 지하수 수심(B)을 감산하여 지하수 수위(C)를 산출한다. 즉, 방수케이블(40)의 삽입 길이(A)가 20m 이고, 수심 센서(10)에 의해 검출한 지하수의 수심(B)이 12m인 경우 20m-12m인 8m가 지하수 수위인 것이다.

이와 같은 방법을 통해 탐침봉(20)의 삽입 깊이를 달리하면서 지하수의 수심별 온도, 전도도 및 pH를 측정할 수 있다.

한편, 본 발명은 탐침봉(20)을 케이블(30)에서 분리하여 단독으로 사용될 수 있으며, 탐침봉(20)을 케이블(30)에서 분리한 후 도 3에서처럼 탐침봉(20)의 센서측 단자부가 있는 소켓에 연결 캡(29a)을 나사 체결하고, 연결 캡(29a)의 와이어 연결부(20b)에 와이어(1)를 연결하여 관측공 안에 삽입하여 사용할 수 있으며, 탐침봉(20)이 지하수에 잠기게 되면 수심, 수온, 전도도 및 pH를 측정한다. 물론, 이때는 방수케이블(30)을 사용하지 않은 것이므로 센서(22,23,24,25)들은 센서용 충전식 배터리(26)로부터 전원을 인가받으며 측정 데이터는 탐침봉(20)에 갖추어진 센서용 메모리(27)에 저장되고, 수위(지표면에서부터 지하수의 수면까지의 깊이)를 측정하지는 못한다.

지하수의 측정이 완료되면 연결 캡(29a)을 탐침봉(20)에서 분리하고 탐침봉(20)의 센서측 단자(28)에 접속 케이블을 연결함으로써 센서용 메모리(27)에 저장된 데이터를 노트북 등의 PC에 저장하여 관리한다.

10 : 휴대용 케이스,
20 : 탐침봉, 21 : 탐침봉 케이스
22 : 수심 센서, 23 : 수온 센서
24 : 전도도 센서, 25 : pH 센서
26 : 센서용 충전식 배터리, 27 : 센서용 메모리
28 : 센서측 단자, 29 : GPS 수신기
30 : 방수케이블, 40 : 컨트롤러
50 : 메모리, 60 : 이동식 메모리 포트
70 : 충전식 배터리, 80 : 조작 패널
90 : 디스플레이패널,

Claims

단부에 나사선의 소켓이 구비된 탐침봉 케이스(21), 상기 탐침봉 케이스에 각각 장착되는 것으로 지하수의 수면에서부터의 수심을 검출하는 수심 센서(22), 상기 지하수의 수온를 검출하는 수온 센서(23), 상기 지하수의 전도도를 검출하는 전도도 센서(24), 상기 지하수의 pH를 측정하는 pH 센서(25), 상기 센서들에 전원을 인가하는 센서용 충전식 배터리(26), 상기 탐침봉 케이스 안에 장착되며 상기 센서들에 의해 검출된 데이터를 저장하는 센서용 메모리(27), 상기 탐침봉 케이스의 단부에 배치되며 상기 센서용 메모리 및 센서용 충전식 배터리와 접속되는 센서측 단자(28)를 포함하는 탐침봉(20)과;
상기 탐침봉의 센서들과 전기적으로 접속되어 신호와 전원을 전달하는 신호선(31), 상기 신호선을 감싸며 외주면에 일정 간격을 두고 눈금이 표시된 피복(32), 상기 신호선과 피복의 단부에 결합되며 상기 탐침봉 케이스의 소켓에 나사 체결되는 소켓, 상기 신호선의 단부에 연결되면서 상기 소켓에 배치되어 상기 탐침봉의 단자와 분리 가능하게 접속되는 방수케이블측 단자(33)를 포함하여, 상기 탐침봉의 탐침봉 케이스에 나사 체결되면서 상기 센서들과 전기적으로 접속되며 상기 탐침봉을 지하수 관측공 안에 일정 깊이로 삽입하고 상기 센서들에 의해 검출된 데이터를 전송하는 방수케이블(30)과;
상기 방수케이블이 감기는 드럼, 상기 드럼에 연결되는 손잡이와 다리 및 상기 탐침봉의 수납부로 구성된 휴대용 케이스(10)와;
상기 휴대용 케이스에 장착되며 일측에 개방부가 형성된 박스 본체, 상기 박스 본체의 개방부를 개폐하는 덮개로 이루어진 컨트롤박스(14)와;
상기 컨트롤박스의 덮개에 형성되며 전원의 온/오프 버튼, 방수케이블의 삽입깊이 설정 버튼을 포함하는 조작 버튼이 구비된 조작 패널(80)과;
상기 컨트롤박스 안에 인쇄회로기판을 통해 탑재되며, 상기 수심 센서에서 검출한 지하수의 수심과 상기 방수케이블에 의한 상기 수심 센서의 삽입 깊이를 근거로 하여 지하수의 수위를 산출하는 컨트롤러(40)와;
상기 컨트롤박스 안에 탑재되며 상기 센서들에 의해 검출한 지하수의 수심, 수온, 전도도, pH 및 지리적 위치 정보 그리고 상기 컨트롤러에 의해 산출된 수위의 지하수 데이터를 저장하는 메모리(50)와;
상기 컨트롤박스의 덮개에 형성되며 이동식 메모리의 장착시 상기 메모리에 저장된 지하수의 데이터를 상기 이동식 메모리로 옮기는 이동식 메모리 포트(60)와;
상기 컨트롤박스의 덮개의 전면에 형성되며 상기 지하수의 수심, 수온, 전도도, pH, 방수케이블의 삽입 깊이 및 수위를 디스플레이하는 디스플레이패널(90)과;
상기 컨트롤박스의 내부에 탑재되며 상기 탐침봉의 센서와 컨트롤러와 디스플레이패널에 전원을 공급하는 충전식 배터리(70)와;
상기 방수케이블에서 분리된 탐침봉의 소켓에 연결되어 상기 탐침봉의 단자를 수밀하게 밀봉하고 와이어 연결고리가 구비된 연결 캡(29a)을 포함하되, 상기 와이어 연결고리에 비전기식 와이어가 연결되어 상기 탐침봉이 단독으로 사용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 지하수 관측 장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 휴대용 케이스에 장착되며 위성통신을 통해 지리적 위치 정보를 수신하는 GPS 수신기(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 지하수 관측 장치