KR-102960827-B1 - Full range velocity observation device complementing the blind zone

Abstract

상부에 ADCP가 위치하는 수중 부이의 하부에 연결되는 AR 프레임에 저층 유속계를 장착할 수 있도록 하여 저층 유속계에 의한 블라인드 존을 보완한 전층 유속 관측장치가 개시된다. 본 발명의 블라인드 존을 보완한 전층 유속 관측장치는 상향방향으로 ADCP가 설치되는 수중 부이; 상기 수중 부이의 하향 방향으로 설치되는 부이 프레임; 및 상기 부이 프레임의 하부 단부로 사슬로 연결되는 AR 프레임을 포함하며, 상기 AR 프레임은, 양측면으로 한 쌍의 AR의 상부고리와 체결되는 상부 브라켓; 상기 상부 브라켓과 수직으로 연결되는 한 쌍의 수직 프레임, 상기 수직 프레임의 하부를 서로 연결하며 상부로 저층 유속계를 지지하는 지지 프레임, 및 저층 유속계의 케이싱을 감싸면서 수직 프레임에 설치되는 케이싱 고정 프레임을 구비하는 유속계 브라켓; 상기 한 쌍의 AR의 하부를 감싸며 서로 연결하는 하부 브라켓; 상기 한 쌍의 AR의 릴리스 부품과 서로 연결되는 사슬; 및 상기 사슬의 중간으로 연결되는 스테인레스 링을 포함한다.

Inventors

• 임성우

Assignees

• (주)미래해양

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250613

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 상향방향으로 ADCP가 설치되는 수중 부이; 상기 수중 부이의 하향 방향으로 설치되는 부이 프레임; 및 상기 부이 프레임의 하부 단부로 사슬로 연결되는 AR 프레임을 포함하며, 상기 AR 프레임은, 양측면으로 한 쌍의 AR의 상부 고리와 체결되는 상부 브라켓; 상기 상부로는 상부 브라켓과 수직으로 고정 연결되며 고정 클립이 체결되는 고정 프레임. 상기 상부 브라켓과 회전 연결되는 회전 프레임, 및 상기 회전 프레임의 하단부에 연결되며 상부로 저층 유속계를 지지하는 지지 프레임을 구비하는 유속계 브라켓; 상기 유속계 브라켓의 고정 프레임에 고정되며 저층 유속계의 케이싱을 양측면에서 감싸는 고정클립; 상기 한 쌍의 AR의 하부를 감싸며 서로 연결하는 하부 브라켓; 상기 한 쌍의 AR의 릴리스 부품과 서로 연결되는 사슬; 및 상기 사슬의 중간으로 연결되는 스테인레스 링을 포함하며, 상기 고정클립은, 상기 유속계 브라켓의 고정 프레임과 연결되는 클립 고정대; 및 상기 저층 유속계의 케이싱의 양 측면을 감싸도록 양 측면으로 형성되는 탄성클립을 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드 존을 보완한 전층 유속 관측장치.
4. 삭제
5. 삭제

Description

블라인드 존을 보완한 전층 유속 관측장치{Full range velocity observation device complementing the blind zone} 본 발명은 블라인드 존을 보완한 전층 유속 관측장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상부에 ADCP가 위치하는 수중 부이의 하부에 연결되는 AR 프레임에 저층 유속계를 장착할 수 있도록 하여 저층 유속계에 의한 블라인드 존을 보완한 전층 유속 관측장치에 관한 것이다. 해양 물리 관측 중에서 항만 및 해양 구조물 건설을 위한 물리조사에서 유속이나 조위, 파랑, 탁도 등 관측자료를 사용하기 위해 수심 측정 장치인 TRBM(Towed-Range Buoy Mete) 이라는 프레임에 유속계, 탁도계, 조위계 등을 결착해서 관측한다. 그런데, 서해 같은 경우 뻘에 싸여서 TRBM이 묻히거나 다이버 작업이 어려운 일이 발생하기 때문에 수중 부이를 사용하는 경우도 있다. 수중 부이는 특정한 깊이에서 해양 물리적 특성을 측정하는 장비이다. 이 부이는 보통 해양의 보통 해양의 중간 깊이는 100m에서 1000n 사이에 배치되어, 물리적 환경을 실시간으로 모니터링하고 데이터를 수집하는 역할을 한다. 도 1은 종래기술에 따른 해양 관측에 사용되는 수중 부이를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 수중 부이(10)의 상향방향으로 ADCP(20, Acoustic Doppler Current Profiler)가 설치되어 있으며, 하향 방향으로는 수중 부이 프레임(30)이 설치되어 있다. 부이 프레임(30)의 하부 단부로는 사슬로 한 쌍의 AR(50)의 상부와 연결되며, 한 쌍의 AR(50)의 하부의 플라스틱 릴리스 부품은 각각 체인으로 연결된다. 릴리스 부품과 연결되는 사슬 중간으로 스테인레스 링(60)이 연결되며, 스테인리스 링(60)은 샤클과 체인으로 웨이트(70)와 연결된다. ADCP(20, Acoustic Doppler Current Profiler, 음향 도플러 유속계)는 통상적으로 견고한 플라스틱 또는 금속 케이싱의 원통형 본체에 3개 또는 4개의 음향 트랜스듀서인 센서가 수직축을 중심으로 대칭 배열되어 있다. 이 트랜스듀서들이 서로 다른 방향으로 음파를 발사하여, 발사된 신호로부터 수직 유속 프로파일을 계산한다. AR(50, Acoustic Release)은 해양 연구나 해양 장비에서 자주 사용되는 기술로, 소리(음파)를 이용하여 해저 장비를 분리, 회수할 수 있게 해주는 장치로서 주로 사슬, 밧줄이나 웨이트(70)에 연결된다. 그런데, 종래기술에서는 수중 부이(10)를 설치했을 경우 수중 부이(10)에 ADCP(20)와 같은 유속계가 달리는 부분 아래에는 유속 측정이 불가능하다. ADCP(20)는 보통 빔을 수면 위로 쏘아 올려 층을 나눠서 유속을 관측하게 되는데, 이러한 부분에서 유속계 아래 부분 같은 경우는 유속 측정이 어렵다. ACDP(20)가 장착되는 수중 부이(10)는 6m 정도 되기 때문에 유속계를 쏘고 블랭크(BLANK) 1m를 가정하면 도합 7m의 유속관측이 어렵다, 블랭크는 ADCP(20)의 센서 바로 앞쪽, 유속을 측정할 수 없는 거리이다. 즉, 음파를 쏜 직후에는 신호를 제대로 받을 수 없기 때문에 일정 거리(공백)을 두고 그 이후부터 유속을 측정한다. 이와 같이, 수중 부이를 설치했을 경우 증층 부이 아랫부분(저층) 유속을 측정할 수 없는 단점이 있다. 도 1은 종래기술에 따른 해양 관측에 사용되는 수중 부이를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 AR(Acoustic Release)를 나타내는 사시도이다.도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저층 유속계를 나타내는 도면이다.도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 AR 프레임에 저층 유속계를 설치한 분해 사시도이다.도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 AR 프레임에 저층 유속계를 설치한 결합 정면도이다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 블라인드 존을 보완한 전층 유속 관측장치를 나타내는 도면이다.도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 AR 프레임에 저층 유속계를 설치한 분해 사시도이다.도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고정클립을 나타내는 사시도이다. 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 AR 프레임에 저층 유속계를 설치하는 결합 정면도이다.도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 AR 프레임에 저층 유속계를 설치한 분해 사시도이다. 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 AR 프레임에 저층 유속계를 설치한 결합 정면도이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 블라인드 존을 보완한 전층 유속 관측장치를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 수중 부이는 AR(Acoustic Release)이 장착되는 프레임에 RCM11. 또는 ADCP와 같은 단층 유속계를 달아서 ADCP가 저층에서 표층을 관측할 때 RCM 유속계는 ADCP 아래층을 추가로 관측하는 방식이다. 모델명 RCM11(Recording Current Meter Model 11)의 사양으로는 최대 6,000m 에서도 작동이 가능하고 유속 측정 범위는 0~300cm/s로 우리나라의 서해 유속이 빠른 곳에서도 관측이 가능하다. 유속 정확도는 ±0.15 cm/s 또는 ±1% 중 큰 값을 사용하고, 센서 반응 범위는 센서 주위 수십 cm ~1 m 이내이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 AR(Acoustic Release)를 나타내는 사시도이다. AR(Acoustic Release)응 제조사에 따라서 다양한 구조와 형상을 갖는다. 도 2를 참조하면, AR(50)은 원통형의 하우징 본체(51)와 하부의 릴리스 부품(53) 및 상부고리(55)를 구비한다. 하우징 본체(51) 고압 해수 환경에서도 견디도록 타타늄이나 부식 방지 합금을 사용하며, 내부에는 음향수신부, 릴리스 부품의 해제를 위한 기계장치, 제어회로, 배터리 등을 구비한다. 릴리스 부품(53)은 고리 또는 핀의 형태로서 사슬 등으로 해저의 웨이트에 고정되는데, 릴리스 부품(53)은 이 웨이트와 연결되는 핀을 절단하거나 고리를 열어 웨이트에서 해제된 부이와 장비를 부력에 의하여 떠오르게 하여 장비를 회수하게 한다. 상부고리(55)는 브라켓와 연결되어서 상부로 부이와 장비가 사슬 등으로 연결된다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저층 유속계를 나타내는 도면이다. 도 3에서는 단층 유속계로서 RCM(Recording Current Meter)이 도시되어 있으며, 단층 유속계는 제조사에 따라서 다양한 구조와 형상을 갖는다. 도 3을 참조하면, 저층 유속계(80)는 배터리, 통신장치, 전자회로를 내부에 구비하는 원통형의 케이싱(81)의 상부로 유속 관측 센서(83)가 상부로 연장되어 설치된다. 케이싱(81)의 상부와 유속 관측 센서(83) 사이에는 추가적으로 수온 센서, 염분 센서, 압력 센서와 같은 부가 센서들이 설치될 수 있다. 또한, 케이싱(81)의 양측면으로 핸들(85)이 연장되며 핸들(85) 상부에는 연결홀(87)을 구비한다. 이하, 본 발명의 일실시예에 따른 블라인드존을 보완한 전층 유속 관측장치에 관하여 설명한다. 본 발명은 ADCP의 블라인드존을 고려해서 AR 프레임에 저층 관측 유속계를 설치하여 전층 유속 관측이 가능하게 한다. (제1 실시예) 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 AR 프레임에 저층 유속계를 설치한 분해 사시도이며, 도 5는 결합 정면도이다. 도 4 내지 도 5를 참조하면, AR 프레임(100)은 양측면으로 한 쌍의 AR(150)의 상부고리(155)와 체결되는 상부 브라켓(110), 상부브라켓(110)과 연결되어서 하부로 연장되어서 저층 유속계(180)가 설치되는 유속계 브라켓(120), 상기 한 쌍의 AR(150)의 하부를 감싸며 서로 연결하는 하부 브라켓(130), 상기 한 쌍의 AR(150)의 릴리스 부품(153)와 서로 연결되는 사슬(140), 및 상기 사슬(140)의 중간으로 연결되는 스테인레스 링(160)을 구비한다. 스테인리스 링(160)은 샤클(165)과 사슬(167)로 웨이트(170)와 연결된다. (도 6 참조) 상부 브라켓(110)은 중앙에서 하부로 경사지게 기울어져서 양측 단부에 AR의 상부고리(155)와 연결되는 AR 체결홀(111) 상부 중앙으로는 부이와 연결하기 위한 부이 체결홀(113), 및 하부 중앙으로는 저층 유속계(180)와 연결하기 위한 유속계 체결홀(115)을 구비한다. 상부 브라켓(110)의 중앙과 양 측단부의 중간부위로는 유속계 브라켓(120)의 한 쌍의 수직 프레임(121)과 연결된다. AR(150)은 도 2에서 상술한 바와 같이 원통형의 하우징 본체(151)와 하부의 릴리스 부품(153) 및 상부의 상부고리(155)를 구비한다. 유속계 브라켓(120)은 상부로는 상기 상부 브라켓(110)과 수직으로 연결되는 한 쌍의 수직 프레임(121), 상기 수직 프레임(121)의 하부를 서로 연결하며 상부로 저층 유속계(180)를 지지하는 지지 프레임(123), 및 저층 유속계(180)의 케이싱(181)을 감싸면서 수직 프레임(121)에 설치되는 케이싱 고정 프레임(125)을 구비한다. 저층 유속계(180)는 상술한 바와 같이 원통형의 케이싱(181)과 케이싱의 상부로 연장되는 유속 관측 센서(183), 케이싱(181)의 양측면으로 연장되는 핸들(185), 및 핸들(185) 상부의 연결홀(187)을 구비한다. 핸들 상부의 연결홀(187)은 상부 브라켓(110)의 유속계 체결홀(115)과 사슬(188)로 연결된다. 하부 브라켓(130)은 한 쌍의 AR의 하우징 본체(151)가 삽입되는 한 쌍의 원형 고정대(131)과 한 쌍의 원형 고정대(131)을 연결하는 연결대(133)로 구성되며, 연결대(133)의 중앙으로 나사가 조여져서 원형 고정대(131)는 AR(150)의 하부를 감싸면서 고정한다. 제1 실시예에 따른 AR 프레임(100)은 양측면으로는 한 쌍의 AR(150)이 장착되며, 한 쌍의 AR(150)의 사이에 저층 유속계(180)가 위치한다. 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 블라인드 존을 보완한 전층 유속 관측장치를 나타내는 도면이다. 도 6을 참조하면, 수중 부이(101)의 상향방향으로 ADCP(102, Acoust