(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水の状態をセンシングする地下水センサーと、
一端に前記地下水センサーが連結されるセンサーケーブルを備えて前記地下水センサーを垂直方向に移動させる駆動部と、
前記地下水センサーがセンシングしたセンシング情報を受信して格納し、前記センシング情報を指定されたサーバに送信するデータロガーと、
太陽エネルギーを用いて電源を生産し、生産された電源を前記駆動部及び前記データロガーに供給する給電部と、
を含み、
前記駆動部が、
前記センサーケーブルを巻き取る巻取部、前記巻取部を回転させる巻取モータ及び前記巻取モータを制御する制御部を備え、
前記制御部が予め決まった時間間隔によって前記巻取モータを駆動させて前記地下水センサーを上昇または下降させ；
前記駆動部が、更に、
前記センサーケーブルが前記巻取部に均等に巻かれるようにガイドするケーブルガイドと、
前記ケーブルガイドに連結されて前記ケーブルガイドの移動経路をガイドするガイドレールと、
前記ケーブルガイドの対向する両側に各々連結される移送ケーブルと、
前記制御部により選択的に駆動され、それぞれの前記移送ケーブルを牽引して前記ケーブルガイドを左右方向に移動させる一対のガイドモータとを備え；
前記ガイドレールには互いに対向して配置される一対の移動制限部が結合され、
前記ケーブルガイドは前記移動制限部により移動範囲が制限され；および、
前記ケーブルガイドが、
前記センサーケーブルの巻取長さを測定して前記地下水センサーの深さを算出するリール付き深さ測定部を備えることを特徴とする、地下水プロファイルモニタリングシステム。
【請求項２】
前記移動制限部が、
前記ケーブルガイドが予め決まった距離以内に接近したら、これに対するセンシング信号を送信する近接感知部を備え、
前記制御部が前記センシング信号を受信して駆動中のいずれか一側の前記ガイドモータを停止させ、他側の前記ガイドモータを駆動させて、前記ケーブルガイドが進行していた方向の反対方向に移動するようにすることを特徴とする、請求項１に記載の地下水プロファイルモニタリングシステム。
【請求項３】
前記移動制限部が、
前記ケーブルガイドに接して作動される切換スイッチを備え、
前記制御部は前記切換スイッチの接点信号を受信して駆動中のいずれか一側の前記ガイドモータを停止させ、他側の前記ガイドモータを駆動させて、前記ケーブルガイドが進行していた方向の反対方向に移動するようにすることを特徴とする、請求項１に記載の地下水プロファイルモニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下水プロファイルモニタリングシステムに関し、より詳しくは、地下水センサーなどを用いて垂直的な地下水水質などの情報をモニタリングするための地下水プロファイルモニタリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、海岸に隣接した帯水層は海洋潮汐の変化によって地下水位は周期的に上昇と下降を反復し、海水の高い塩度は地下水との密度差を発生させ、海水が淡水の下に侵入する現象が表れる。
【０００３】
この際、淡水と塩水とが会う境界部分で分散作用により混合帯（dispersion zone）が表れ、このような混合帯の位置、形態、範囲は、時間、帯水層の形態、水利特性、地下水の排出量等により決まる。
【０００４】
また、海岸帯水層は多数個の層からなっているので、媒質の不均質性、低透水層の不確実な形態及び位置、そしてこれらの延長性等による海水の地下水への侵入現象を観測するためには、地下水水質を周期的、垂直的にモニタリングを遂行することが必要である。
【０００５】
大韓民国では海岸島嶼地域の安定した地下水確保のために海水侵入を事前に予防するために全国的に１００個以上の'海水侵入観測網'を運営している。
【０００６】
２００６年基準に、１３１個所が設置運営されており、これら地下水水質は多数層からなる層状の帯水層が地下に分布しているため、深さ別地下水水質は多様に表れる。
【０００７】
しかしながら、現在のモニタリングシステムは、初期に設置された一地点のみで水質を観測できるようになっているため、適切な海水侵入観測がなされていない。特に、不透水層／透水層が多数層に分布している不均質性がひどい所では淡水と塩水が交互しているので、垂直的なモニタリング作業が必須的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した問題点を解決するために、一定の時間間隔で地下水水質に対するプロファイル資料を収集することができ、不均質な帯水層での海水侵入観測または垂直的な地下水質観測が必要な所で地下水の水質を効果的に観測できる、地下水プロファイルモニタリングシステムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、本発明は、地下水の状態をセンシングする地下水センサーと、一端に上記地下水センサーが連結されるセンサーケーブルを備えて上記地下水センサーを垂直方向に移動させる駆動部と、上記地下水センサーがセンシングしたセンシング情報を受信して格納し、上記センシング情報を指定されたサーバに送信するデータロガーと、太陽エネルギーを用いて電源を生産し、生産された電源を上記駆動部及び上記データロガーに供給する給電部と、を含むことを特徴とする、地下水プロファイルモニタリングシステムを提供する。
【００１０】
ここで、上記駆動部は、上記センサーケーブルを巻き取る巻取部、上記巻取部を回転させる巻取モータ及び上記巻取モータを制御する制御部を備え、上記制御部は予め決まった時間間隔によって上記巻取モータを駆動させて上記地下水センサーを上昇または下降させることを特徴とする。
【００１１】
また、上記駆動部は、上記センサーケーブルが上記巻取部に均等に巻かれるようにガイドするケーブルガイドと、上記ケーブルガイドに連結されて上記ケーブルガイドの移動経路をガイドするガイドレールと、上記ケーブルガイドの対向する両側に各々連結される移送ケーブルと、上記制御部により選択的に駆動され、それぞれの上記移送ケーブルを牽引して上記ケーブルガイドを左右方向に移動させる一対のガイドモータを更に備えることができる。
【００１２】
また、上記ガイドレールには互いに対向して配置される一対の移動制限部が結合され、上記ケーブルガイドは上記移動制限部により移動範囲が制限されることを特徴とする。
【００１３】
また、上記移動制限部は、上記ケーブルガイドが予め決まった距離以内に接近したら、これに対するセンシング信号を送信する近接感知部を備え、上記制御部は上記センシング信号を受信して駆動中のいずれか一側の上記ガイドモータを停止させ、他側の上記ガイドモータを駆動させて、上記ケーブルガイドが進行していた方向の反対方向に移動するようにすることができる。
【００１４】
また、上記移動制限部は、上記ケーブルガイドに接して作動される切換スイッチを備え、上記制御部は上記切換スイッチの接点信号を受信して駆動中のいずれか一側の上記ガイドモータを停止させ、他側の上記ガイドモータを駆動させて、上記ケーブルガイドが進行していた方向の反対方向に移動するようにすることができる。
【００１５】
また、上記ケーブルガイドは、上記センサーケーブルの巻取長さを測定して上記地下水センサーの深さを算出する深さ測定部を備えることができる。
【００１６】
本発明（１）は、
地下水の状態をセンシングする地下水センサーと、  
一端に前記地下水センサーが連結されるセンサーケーブルを備えて前記地下水センサーを垂直方向に移動させる駆動部と、
前記地下水センサーがセンシングしたセンシング情報を受信して格納し、前記センシング情報を指定されたサーバに送信するデータロガーと、
太陽エネルギーを用いて電源を生産し、生産された電源を前記駆動部及び前記データロガーに供給する給電部と、
を含むことを特徴とする、地下水プロファイルモニタリングシステムである。
本発明（２）は、
前記駆動部が、
前記センサーケーブルを巻き取る巻取部、前記巻取部を回転させる巻取モータ及び前記巻取モータを制御する制御部を備え、
前記制御部が予め決まった時間間隔によって前記巻取モータを駆動させて前記地下水センサーを上昇または下降させることを特徴とする、本発明（１）の地下水プロファイルモニタリングシステムである。
本発明（３）は、
前記駆動部が、
前記センサーケーブルが前記巻取部に均等に巻かれるようにガイドするケーブルガイドと、
前記ケーブルガイドに連結されて前記ケーブルガイドの移動経路をガイドするガイドレールと、
前記ケーブルガイドの対向する両側に各々連結される移送ケーブルと、
前記制御部により選択的に駆動され、それぞれの前記移送ケーブルを牽引して前記ケーブルガイドを左右方向に移動させる一対のガイドモータとを更に備えることを特徴とする、本発明（２）の地下水プロファイルモニタリングシステムである。
本発明（４）は、
前記ガイドレールには互いに対向して配置される一対の移動制限部が結合され、
前記ケーブルガイドは前記移動制限部により移動範囲が制限されることを特徴とする、本発明（３）の地下水プロファイルモニタリングシステムである。
本発明（５）は、
前記移動制限部が、
前記ケーブルガイドが予め決まった距離以内に接近したら、これに対するセンシング信号を送信する近接感知部を備え、
前記制御部が前記センシング信号を受信して駆動中のいずれか一側の前記ガイドモータを停止させ、他側の前記ガイドモータを駆動させて、前記ケーブルガイドが進行していた方向の反対方向に移動するようにすることを特徴とする、本発明（４）の地下水プロファイルモニタリングシステムである。
本発明（６）は、
前記移動制限部が、
前記ケーブルガイドに接して作動される切換スイッチを備え、
前記制御部は前記切換スイッチの接点信号を受信して駆動中のいずれか一側の前記ガイドモータを停止させ、他側の前記ガイドモータを駆動させて、前記ケーブルガイドが進行していた方向の反対方向に移動するようにすることを特徴とする、本発明（４）の地下水プロファイルモニタリングシステムである。
本発明（７）は、
前記ケーブルガイドが、
前記センサーケーブルの巻取長さを測定して前記地下水センサーの深さを算出する深さ測定部を備えることを特徴とする、本発明（３）の地下水プロファイルモニタリングシステムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、管井の深さに従う垂直的な地下水のプロファイル資料を１つのセンサーのみを持って持続的に収集することができるので、正確な地下水関連資料をより効率良く収集することができる。また、システムの運営のための別途の送電システムを備える必要がないので、電力需給が容易でない地域でも容易にシステムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好ましい実施形態に係る地下水プロファイルモニタリングシステムの正面図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態に係る地下水プロファイルモニタリングシステムの駆動部を示す図である。
【図３】駆動部の一部分を示す図である。
【図４】駆動部の側面を示す図である。
【図５】ケーブルガイドの構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一部の実施形態を添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたって、同一な構成要素に対してはたとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一な符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するにあたって、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることができると判断される場合にはその詳細な説明は省略する。また、以下に本発明の好ましい実施形態を説明するが、本発明の技術的事象はこれに限定または制限されず、当業者により実施できることは明らかである。
【００２０】
図１は本発明の好ましい実施形態に係る地下水プロファイルモニタリングシステムの正面図であり、図２は本発明の好ましい実施形態に係る地下水プロファイルモニタリングシステムの駆動部を示す図である。
【００２１】
以下、図１及び図２を参考して本発明の好ましい実施形態に係る地下水プロファイルモニタリングシステム１００を説明する。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態に係る地下水プロファイルモニタリングシステム１００は、駆動部１１０、地下水センサー１４０、給電部１５０、及びデータロガー１６０を含む。
【００２３】
駆動部１１０は、センサーケーブル１１８を備えてセンサーケーブル１１８の一端に連結された地下水センサー１４０を垂直方向、図１での上下方向に移動させる。
【００２４】
より詳しくは、駆動部１１０は、中心に軸が挿入され、上記軸を中心に回転してケーブル１１８を巻き取る巻取部１１２と、巻取部１１２を回転させる巻取モータ１１４を備え、巻取部１１２と巻取モータ１１４は支持フレーム１１６により支持される。
【００２５】
また、駆動部１１０は、巻取モータ１１４の駆動間隔と回転方向を制御する制御部を備えるが、制御部１１５は予め決まった時間間隔によって巻取モータ１１４を駆動させて地下水センサー１４０を上昇または下降させる。
【００２６】
地下水センサー１４０は地下水の状態をセンシングするものであって、具体的には、地下水の水位、温度、電気伝導度、総溶存固形物質（ＴＤＳ：Total Dissolved Solide）及び溶存酸素などと関連した情報を収集してデータロガー１６０に送信する。
【００２７】
この際、地下水センサー１４０は予め決まった時間間隔によって地下水の状態をセンシングするように設定することが可能であり、無線通信手段を備えてデータロガー１６０に収集された情報を送信するようにすることが好ましい。
【００２８】
地下水センサー１４０は、自分が位置した所の深さを測定する深さセンサーを自体的に備えることができる。この場合、後述する深さ測定部１３２を備えなくても地下水センサー１４０の深さを確認することができる。
【００２９】
給電部１５０は、太陽エネルギーを用いて電源を生産する太陽光発電手段、または太陽熱発電手段で具現されることができ、好ましくは、給電部１５０は蓄電手段を備えた太陽光または太陽熱発電手段で具現する。
【００３０】
給電部１５０は、駆動部１１０及びデータロガー１６０のように、電源の供給を必要とする部分に生産された電源を供給する。
【００３１】
このように、給電部１５０を太陽エネルギーを用いる発電装置で具現したら、電気施設が備えられずに電源の供給が困難な地域でも容易に本発明の好ましい実施形態に係る地下水プロファイルモニタリングシステム１００を設置することができる。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態に係る地下水プロファイルモニタリングシステム１００の場合、予め決まった一定時間間隔によって駆動部１１０及びデータロガー１６０などが駆動するため、消費される電力は非常に少ない。
【００３３】
したがって、気象変化によって発電量の差を表す太陽光または太陽熱発電手段で給電部１５０を具現しても、既に発電して蓄電された電力を用いて電源供給を必要とする各部分に充分な電源を安定的に供給することができる。
【００３４】
データロガー１６０は、地下水センサー１４０がセンシングして収集したセンシング情報を受信して格納し、センシング情報を指定されたサーバ（図示せず）に送信する。
【００３５】
データロガー１６０は、地下水センサー１４０及び上記サーバ（図示せず）と無線通信手段を通じてデータを送受信するように備えられる。例えば、データロガー１６０は、ＣＤＭＡ（Code-Division Multiple Access）モデムを備え、これを用いてデータを送受信できるようにすることができる。
【００３６】
データロガー１６０は、一定の水準の電源が供給されないとか、落雷などにより機器異常が発生してデータの送受信などが円滑に遂行できない場合、上記ＣＤＭＡモデムを通じて異常信号を管理者及び利用者に送信するように備えられる。
【００３７】
図３は駆動部の一部分を示す図であり、図４は駆動部の側面を示す図であり、図５はケーブルガイドの構造を説明するための図である。
【００３８】
駆動部１１０は、センサーケーブル１１８が巻取部１１２に均等に巻かれるようにガイドして、巻き取られるセンサーケーブル１１８が巻取部１１２のいずれか一側のみに集中的に巻かれることを防止することができる。このために、駆動部１１０はケーブルガイド１２０と、ケーブルガイド１２０を駆動させるための構成を更に備える。
【００３９】
以下、図３乃至図５を参考にして、ケーブルガイド１２０及びケーブルガイド１２０を駆動させるための構成について説明する。
【００４０】
ケーブルガイド１２０は、センサーケーブル１１８が巻き取られる位置をガイドするために、左右方向に移動する間、センサーケーブル１１８がケーブルガイド１２０から離脱することを防止するための溝を備える。
【００４１】
図５に示すように、ケーブルガイド１２０は、内輪と外輪との間にベアリングが介された形態に形成され、センサーケーブル１１８により内輪が回転し、外輪には移送ケーブル１２６が連結される形態に備えられる。
【００４２】
ケーブルガイド１２０は、ガイドレール１２２に連結された状態でガイドレール１２２の軸方向に沿って左右方向に移動される。この際、ガイドレール１２２は、支持フレーム１１６に結合されて支持され、巻取部１１２の軸方向と平行に配置される。
【００４３】
ケーブルガイド１２０の対向する両側面、即ち、図３でケーブルガイド１２０の左側面と右側面には移送ケーブル１２６が各々連結される。
【００４４】
移送ケーブル１２６は、地下水プロファイルモニタリングシステム１００の左側と右側に各々１つずつ備えられた一対のガイドモータ１２４により各々牽引されることによって、ケーブルガイド１２０が左右方向に移動できるようになる。
【００４５】
この際、ガイドレール１２２には互いに対向して配置される一対の移動制限部１２８が結合できる。
【００４６】
移動制限部１２８は、ガイドレール１２２に沿って左右に移動するケーブルガイド１２０が巻取部１１２の巻取範囲から外れることを防止する。即ち、ケーブルガイド１２０の移動範囲は、移動制限部１２８により制限される。
【００４７】
このような移動制限部１２８は、センサーケーブル１１８が巻取される空間である巻取部１１２の内部の左右幅に対応する位置に配置される。
【００４８】
一方、ケーブルガイド１２０を移動させる一対のガイドモータ１２４は、制御部１１５の制御を受けて選択的に駆動される。
【００４９】
このために、移動制限部１２８にはケーブルガイド１２０が予め決まった距離以内に接近したら、これに対するセンシング信号を制御部１１５に送信する近接感知部１３０を備える。
【００５０】
制御部１１５は、上記センシング信号を受信したら、駆動中のいずれか一側のガイドモータ１２４を停止させ、反対側のガイドモータ１２４を駆動させることによって、ケーブルガイド１２０が進行していた方向の反対方向に移動するようにする。
【００５１】
例えば、図２の左側に備えられたガイドモータ１２４が駆動されてケーブルガイド１２０が左側に牽引される間には右側のガイドモータ１２４は停止した状態を維持する。この状態でケーブルガイド１２０が続けて左側に移動して近接感知部１３０がケーブルガイド１２０の接近状態を感知したら、これに対するセンシング信号は制御部１１５に送信され、制御部１１５は駆動中の左側のガイドモータ１２４を停止させ、右側のガイドモータ１２４を駆動させる。右側のガイドモータ１２４が駆動されれば、ケーブルガイド１２０は右側に牽引されて移動する。
【００５２】
このような方式によりケーブルガイド１２０は左右に往復動しながらセンサーケーブル１１８が巻取部１１２に均等に巻かれるようにする。
【００５３】
移動制限部１２８は、近接感知部１３０の代わりにケーブルガイド１２０に接して作動される切換スイッチ（図示せず）を備え、上記切換スイッチの接点信号を受信した制御部１１５によりそれぞれのガイドモータ１２４が上記のように選択的に駆動されるようにすることもできる。
【００５４】
一方、ケーブルガイド１２０は、センサーケーブル１１８の巻取長さを測定して管井に挿入された地下水センサー１４０の深さを算出する深さ測定部１３２を更に備えることができる。
【００５５】
このような深さ測定部１３２は、センサーケーブル１１８に接して回転するリールを備えた装置やエンコーダなどの装備を用いて具現できる。
【００５６】
深さ測定部１３２により測定された地下水センサー１４０の深さ情報は、深さ測定部１３２に備えられた無線通信手段によりデータロガー１６０に転送される。
【００５７】
図６は地下水センサーの例を示す図であり、図７はデータロガーの例を示す図であり、地下水センサー１４０とデータロガー１６０は、図示した形態のように製作された製品を利用することができる。
【００５８】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるのではない。本発明の保護範囲は添付の特許請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００５９】
１００  地下水プロファイルモニタリングシステム
１１０  駆動部
１１２  巻取部
１１４  巻取モータ
１１５  制御部
１１６  支持フレーム
１１８  センサーケーブル
１２０  ケーブルガイド
１２２  ガイドレール
１２４  ガイドモータ
１２６  移送ケーブル
１２８  移動制限部
１３０  近接感知部
１３２  深さ測定部
１４０  地下水センサー
１５０  給電部
１６０  データロガー
【図１】
0005524161.tif 000002
【図２】
0005524161.tif 000003
【図３】
0005524161.tif 000004
【図４】
0005524161.tif 000005
【図５】
0005524161.tif 000006