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[국내논문] LED를 이용한 수위측정장치 개발
Invention of Water level gage using Light Emitting Diode(LED) 원문보기

한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집, 2009 May 21, 2009년, pp.1832 - 1836  

김동구 (한국건설기술연구원 하천해안항만연구실) ,  김원 (한국건설기술연구원 하천해안항만연구실) ,  이찬주 (한국건설기술연구원 하천해안항만연구실)

초록
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우리나라 수위관측소에 설치되어 있는 수위표는 야간 시인성 부족으로 야간이나 우천시 수위관측을 수행하는데 있어 많은 어려움이 있다. 특히 유량측정 전후 수위관측이 반드시 필요하지만 야간일 경우 눈으로 확인하는 것이 쉽지 않다. 야간 수위관측시 시인성을 높이기 위해 일부 관측소에서 야광도료를 이용하거나 빛의 반사효과를 높인 수위표를 설치하는 등의 노력을 하고 있으나 그 효과는 크지 않다. 이에 본 연구에서는 야간 수위관측시 수위 식별이 어려운 문제를 해결하기 위해 첨단 소자인 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 수위표를 개발하고 동시에 전류식 수위센서를 이용하여 자동 수위측정이 가능한 수위표를 개발하였다. 이는 기존의 눈으로 확인하는 수위표와 로거에 저장되는 수위측정장치를 하나로 통합한 것이며 주야간을 가리지 않는 탁월한 시인성과 정확한 수위측정 및 수위자료의 저장이 특징이다. LED는 최근 각광받고 있는 첨단 소자로서 각종 전광판 등에 다양하게 활용되고 있으며 전력을 크게 소비하지 않는 것이 특징이다. 또한 전기장치를 수중에 설치하는 것이므로 방수를 위해 실리콘을 이용하여 완벽 방수구조를 갖추었으며 홍수시 하천 유하물에 의한 파손을 방지하기 위해 내구성을 갖춘 구조로 설계 제작하였다. LED를 이용한 수위표는 야간이나 홍수시 수위관측을 수행할 때 많은 장점이 있을 것으로 판단되며 저전력 구조로 상용전원을 이용할 수 없는 위치에서 태양열 전지판을 이용한 배터리 기반 시스템으로 구성할 수 있으므로 측정의 정확도, 활용도 측면뿐만 아니라 설치의 편리성 문제도 큰 장점을 가질 것으로 판단된다.

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문제 정의

  • 개발된 LED 수위표의 적용성을 평가하기 위해 3개 지점에 설치하였다. 괴산 시험하천의 2개소와 안양천 신정수위관측소에 설치하여 수위를 정기적으로 비교하면서 평가하고자 하였다. LED 수위표를 시험 설치한 현장의 현황은 표 2와 같다.
  • 본 연구는 저전력의 LED 수위표 개발을 목표로 한다. LED 자체 전력 소비가 크지 않은 관계로 태양전지에 의한 충전으로 작동이 가능할 정도로 전력 소비가 크지 않다.
  • 본 연구에서는 LED 수위표의 개발과 현장 적용을 통해 LED 수위표의 현장 적용성을 보여주고자 하였다. 아직 개발과정이라 미흡한 부분이 발견되지만 수정보완을 거듭하는 현장 테스트를 통한 최종 개발이 완료되면 양질의 수위자료를 현장에서 바로 얻을 수 있는 시스템이 될 것으로 판단된다.
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