KR100975277B1 - 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연안해역이나 호소 등의 바닥면 저질층으로 마이크로센서를 침투시켜 저질층의 오염도를 측정하는 휴대용 프로파일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마이크로센서의 위치를 조정하도록 프로파일러에 제공된 매니퓰레이터의 선단에 마이크로센서의 침투작동을 수행하는 센서기구를 설치하되, 상기 센서기구로서 구동모터와 감속기가 내장된 모터케이스, 상기 구동모터에 의하여 회전하는 나사이송축, 상기 나사이송축을 따라 승하강하는 센서고정대를 포함하는 리니어 포지셔너가 매니퓰레이터와 착탈 가능하게 설치되도록 함으로서, 저질층으로 마이크로센서가 침투되는 깊이와 이로 인한 오염도의 측정범위를 보다 더 폭넓게 확보할 수 있도록 하고, 센서기구의 정확한 작동을 이루어내어 측정된 데이터의 신뢰도를 보장할 수 있도록 하는 한편, 프로파일러를 저질층에 세팅하는 작업의 편의성과 효율성 또한 향상시킬 수 있도록 한 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 저질층에 안착되는 장치용 스탠드(11)와, 상기 스탠드(11)의 상부면에 설치되고 마이크로센서(18)와 케이블(18a)로 접속되는 컨트롤러(20)와, 상기 스탠드(11)의 일측에 설치되어 마이크로센서(18)의 위치를 조정하는 매니퓰레이터(40)와, 상기 매니퓰레이터(40)의 선단에 설치되어 마이크로센서(18)를 저질층으로 침투시키는 센서기구를 포함하여서 이루어지는 프로파일러(100)에 있어서, 상기 센서기구는, 수밀 처리된 모터케이스(1); 상기 모터케이스(1)의 내부에 삽입 설치되는 구동모터(2)와 감속기(2a); 상기 모터케이스(1)의 상단측에 연결 설치되어 컨트롤러(20)와 접속되는 케이블(1a); 상기 모터케이스(1)의 하측면에 고정 설치되는 상부지지판(4)과, 상기 상부지지판(4)의 하부에 소정의 간격을 두고 위치하는 하부지지판(5); 상기 상,하부지지판(4)(5)을 연결하는 클램프축(9); 상기 감속기(2a)로부터 연장되고, 모터케이스(1)와 상부지지판(4)을 관통하여 하부지지판(5)으로 삽입 설치되는 나사이송축(7); 상기 나사이송축(7)에 조립 설치되는 마이크로센서(18) 장착용 센서고정대(6); 상기 센서고정대(6)의 승하강 이동을 안내하도록 상,하부지지판(4)(5)의 사이에 설치되는 가이드봉(8);을 포함하여서 이루어지는 리니어 포지셔너(10)가 되며, 상기 매니퓰레이터(40)의 선단에는 리니어 포지셔너(10)의 클램프축(9)과 맞물리는 죠오 형상의 클램퍼(50)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러{Portable profiler for measuring pollution of settlement layer}

본 발명은 연안해역이나 호소 등의 바닥면 저질층으로 마이크로센서를 침투시켜 저질층의 오염도를 측정하는 휴대용 프로파일러에 관한 것으로서, 저질층으로 마이크로센서가 침투되는 깊이와 이로 인한 오염도의 측정범위를 보다 더 폭넓게 확보할 수 있도록 하고, 센서기구의 정확한 작동을 이루어내어 측정된 데이터의 신뢰도를 보장할 수 있도록 하는 한편, 프로파일러를 저질층에 세팅하는 작업의 편의성과 효율성 또한 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 바닥이 갯벌이나 모래사장으로 이루어지는 연안해역의 저질층 또는 바닥이 각종 퇴적물로 이루어지는 호소(湖沼) 등의 저질층에 관한 연구는, 저질층에 부착하거나 기어다니는 표생생물(Epiauna)이나 저질층으로 들어가서 서식하는 내생생물(Infauna)의 생태활동에 따라 발생하는 각종 가스성분이나 용존산소 및 pH 등의 분석을 통하여 이루어지게 된다.

뿐만 아니라, 육상으로부터 유입된 각종 이물질이나 폐기물 등에 의한 저질층의 오염상태 및 이로 인한 표생생물이나 내생생물의 활동상태 역시 저질층에 포함된 각종 가스성분이나 용존산소 및 pH 등을 분석한 결과로서 판단하게 되며, 이러한 저질층의 오염도 측정에 가장 널리 사용되는 것으로서 프로파일러(Profiler) 라고 하는 장치를 들 수 있다.

상기 프로파일러는, 연안해역이나 호소 등의 바닥면 저질층으로 마이크로센서를 침투시키되, 마이크로센서의 침투깊이를 시간대별로 제어 및 조정토록 하는 한편, 각각의 시간대별로 마이크로센서로부터 측정된 가스성분이나 용존산소 및 pH 등의 데이터를 저장하였다가, 이를 마이크로프로세서나 실험실용 컴퓨터로 출력시킬 수 있도록 하는 장치가 된다.

상기와 같은 프로파일러는, 저질토층에 장치를 안착시키기 위한 스탠드(Stand)와, 상기 스탠드의 상부에 설치되어 센서기구의 작동과 데이터의 저장 및 출력기능을 수행하는 컨트롤러와, 상기 스탠드의 전방측에 설치되어 센서기구의 전,후와 좌,우 및 상,하 방향의 위치를 조정토록 하는 매니퓰레이터(Manipulator)를 포함하여서 이루어진다.

또한, 마이크로센서를 포함하는 상기 센서기구는 통상 매니퓰레이터의 선단에 조립 설치되는 바, 상기 마이크로센서는 매니퓰레이터 중에서 상,하 방향의 위치를 조정하는 선단측의 승하강대에 조립 설치되는 한편, 상기 승하강대의 상측부에는 마이크로센서가 조립된 승하강대를 상,하 방향으로 이동시키기 위한 구동모터가 설치된다.

그러나, 상기와 같이 매니퓰레이터의 선단에 구비된 승하강대에 마이크로센서와 구동모터를 각각 별도로 조립 설치하게 되면, 구동모터의 가동에 따른 마이크로센서의 침투깊이가 매니퓰레이터의 승하강대에 제공된 이동폭만큼 제한되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 마이크로센서의 침투깊이 및 이를 기초로 하는 저질층의 다양한 데이터 확보가 어려운 문제점이 있었다.

다시 말해서, 저질오염측정용 프로파일러에 사용되는 매니퓰레이터는 현미경에서 샘플의 위치를 조정하는 데 사용되는 매니퓰레이터와 같이 조정노브의 회전에 따라 센서기구의 위치를 나사식으로 미세하게 조정하는 부품으로서, 프로파일러의 소형화를 위하여 매니퓰레이터의 승하강대에 제공된 이동폭 자체가 매우 적은 폭으로 제한되기 때문에, 마이크로센서의 침투깊이를 보다 더 폭넓게 확보할 수 없게 된다는 것이다.

한편, 센서기구가 되는 구동모터와 마이크로센서가 매니퓰레이터의 선단에 각각 별도로 조립 설치됨으로서, 프로파일러의 전체적인 세팅작업이나 센서기구의 교체작업이 다소 번거롭게 되고, 이러한 작업을 수중에서 행하여야 할 경우에는 해당 작업을 수행하기가 매우 까다로운 문제점이 있었으며, 이로 인하여 프로파일러의 효율적인 운용측면에 좋지 못한 영향을 미치는 문제점이 있었다.

이와 더불어, 상기 매니퓰레이터가 프로파일러용 스탠드의 전방측에서 외팔보의 형태로 길게 연장되기 때문에, 센서기구를 포함하는 프로파일러를 저질층에서 지지할 수 있는 수단이 스탠드로만 한정되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 프로파일러를 센서기구와 함께 저질층에 세팅하는 작업 또한 비교적 까다롭게 되는 문제점이 발생하게 된다.

뿐만 아니라, 저질층에 세팅된 프로파일러를 사용하여 마이크로센서를 저질층으로 침투시킴으로서 저질층의 오염상태를 측정할 시, 연약지반이 되는 저질층에 세팅된 프로파일러가 해당 위치에서 안정적으로 유지되지 못하고, 외팔보 형태의 매니퓰레이터가 설치된 방향으로 기울어질 우려가 높게 되며, 이로 인하여 구동모터에 의한 마이크로센서의 침투깊이 또한 시간대별로 정확하게 제어되기가 어렵기 때문에, 마이크로센서로부터 측정된 데이터의 신뢰도가 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

그리고, 종래의 프로파일러에 사용되었던 컨트롤러의 경우, 마이크로센서의 침투작동을 수행하기 위하여 구동모터와 접속되는 로거(Logger)와, 마이크로센서로부터 입력된 데이터를 수집하여 로거로 전송하는 신호증폭기 등의 제어기구가 각각 분리된 상태에서 다수 개의 케이블로 복잡하게 연결 설치됨에 따라, 저질층에 프로파일러를 세팅시켜 놓은 다음 작업자가 수중에서 컨트롤러를 조작하여 마이크로센서의 측정조건을 입력시키는 작업 역시 까다롭게 되는 문제점이 있었다.

특히, 저질오염측정용 프로파일러는 다소 긴 시간동안 수중에 설치하여 사용하는 장치이기 때문에, 컨트롤러용 제어기구를 다수 개로 분리하여 설치하게 되면, 각각의 제어기구가 내장된 케이스 및 각각의 케이스를 연결하는 케이블의 접속부위를 통하여 누수가 발생할 확률이 높게 되며, 이로 인하여 프로파일러의 잦은 고장이나 오작동을 유발시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 저질오염측정용 휴대용 프로파일러는, 매니퓰레이터의 선단에 마이크로센서의 침투작동을 수행하는 센서기구로서의 리니어 포지셔너를 착탈 가능하게 설치함으로서, 저질층으로 마이크로센서가 침투되는 깊이와 이로 인한 오염도의 측정범위를 보다 더 폭넓게 확보할 수 있도록 하고, 마이크로센서의 정확한 침투작동을 이루어내어 측정된 데이터의 신뢰도를 보장할 수 있도록 하는 한편, 프로파일러를 센서기구와 함께 저질층에 세팅하는 작업의 편의성과 효율성 또한 향상시킬 수 있도록 하는 것을 제 1의 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 리니어 포지셔너의 작동에 따른 마이크로센서의 위치가 인코더에 의하여 프로파일러에 구비된 컨트롤러로 피드백 제어되도록 함으로서, 마이크로센서의 침투깊이를 보다 더 정확하게 제어하여 저질오염측정에 따른 데이터의 신뢰도를 한층 더 향상시킬 수 있도록 하는 한편, 투명한 유리관케이스의 내부에 컨트롤러를 이루는 제어기구가 집적화되도록 하고, 상기 유리관케이스의 내부에 마그네틱 스위치와 LCD디스플레이가 제공되도록 함으로서, 수중에서도 컨트롤러의 조작작업을 용이하게 수행토록 함과 동시에, 누수에 따른 프로파일러의 고장이나 오작동을 최소화시킬 수 있도록 하는 것을 제 2의 기술적 과제로 한다.

이와 더불어, 본 발명은 리니어 포지셔너가 장착되는 매니퓰레이터 자체를 상,하 방향 및 좌,우 방향으로 각운동시킬 수 있는 연결포스트를 스탠드상에 설치하고, 스탠드의 모서리측에는 침하방지판이 구비된 높이조절봉을 설치함으로서, 저질층의 표면 상태에 거의 구애를 받지 아니하고 프로파일러를 센서기구와 함께 세팅하는 작업을 한층 더 손쉽고 정확하게 수행할 수 있도록 하며, 이로 인하여 우수한 상품가치와 대외경쟁력을 가지는 프로파일러 제품을 제공할 수 있도록 하는 것을 제 3의 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 저질층에 안착되는 장치용 스탠드와, 상기 스탠드의 상부면에 설치되고 마이크로센서와 케이블로 접속되는 컨트롤러와, 상기 스탠드의 일측에 설치되어 마이크로센서의 위치를 조정하는 매니퓰레이터와, 상기 매니퓰레이터의 선단에 설치되어 마이크로센서를 저질층으로 침투시키는 센서기구를 포함하여서 이루어지는 프로파일러에 있어서, 상기 센서기구는, 수밀 처리된 모터케이스; 상기 모터케이스의 내부에 삽입 설치되는 구동모터와 감속기; 상기 모터케이스의 상단측에 연결 설치되어 컨트롤러와 접속되는 케이블; 상기 모터케이스의 하측면에 고정 설치되는 상부지지판과, 상기 상부지지판의 하부에 소정의 간격을 두고 위치하는 하부지지판; 상기 상,하부지지판을 연결하는 클램프축; 상기 감속기로부터 연장되고, 모터케이스와 상부지지판을 관통하여 하부지지판으로 삽입 설치되는 나사이송축; 상기 나사이송축에 조립 설치되는 마이크로센서 장착용 센서고정대; 상기 센서고정대의 승하강 이동을 안내하도록 상,하부지지판의 사이에 설치되는 가이드봉;을 포함하여서 이루어지는 리니어 포지셔너가 되며, 상기 매니퓰레이터의 선단에는 리니어 포지셔너의 클램프축과 맞물리는 죠오 형상의 클램퍼가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모터케이스의 내부 하측에는 나사이송축의 회전을 측정하는 인코더가 삽입 설치되며, 상기 인코더는, 나사이송축에 고정 설치되는 회전판; 상기 회전판의 외주면을 따라 일정한 간격을 두고 절개 형성되는 슬롯; 상기 회전판의 외주면측이 삽입되도록 모터케이스의 내측면에 고정 설치되는 "ㄷ" 자 형상의 브라켓; 상기 브라켓의 상단 하측면에 설치되는 LED; 상기 브라켓의 하단 상측면에서 LED와 마주보게 설치되는 광센서;로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 컨트롤러는, 제어기구가 집적화되어 내부에 삽입 설치되는 원통 형상의 유리관케이스; 상기 유리관케이스의 양측단에 조립 설치되는 측면방수커버; 상기 측면방수커버에 설치되어 마이크로센서용 케이블과, 리니어 포지셔너의 모터케이스로부터 연장되는 케이블과, 마이크로프로세서용 케이블을 제어기구와 접속시키는 다수 개의 케이블플러그;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 컨트롤러의 유리관케이스 내부에 삽입 설치되는 제어기구에는, 유리관케이스의 외부에서 자석봉을 이용하여 컨트롤러의 조작이 가능토록 하는 마그네틱 스위치와, 상기 마그네틱 스위치에 의한 컨트롤러의 작동상태를 표시하는 LCD디스플레이가 제공되는 것을 특징으로 하고, 상기 매니퓰레이터와 스탠드와의 연결부위에는 매니퓰레이터를 상,하 방향과 좌,우 방향으로 각운동시킬 수 있는 연결포스트가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 스탠드의 모서리측에는 가이드브라켓이 고정 설치되고, 상기 가이드브라켓과 스탠드를 관통하여 높이조절봉이 삽입 설치되며, 상기 가이드브라켓에는 높이조절봉의 위치를 고정시키는 위치고정노브가 설치되고, 상기 높이조절봉의 하부측에는 침하방지판이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 센서기구로서의 리니어 포지셔너를 프로파일러와 함께 저질층에 설치하는 작업의 편의성과 효율성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 저질층의 표면 상태에 거의 구애를 받지 아니하고 프로파일러의 정확한 설치작업이 가능한 효과가 있고, 최초에 설치된 위치로부터 프로파일러가 쉽게 이동하거나 기울어지지 않도록 함으로서, 마이크로센서에 의한 저질층 오염도의 측정작업을 보다 정확하게 수행토록 하는 효과가 있다.

그리고, 센서기구로서의 리니어 포지셔너 자체가 매니퓰레이터의 선단에 제공된 클램퍼와 착탈 가능하게 조립되도록 함으로서, 육상은 물론 수중에서도 프로파일러의 전체적인 세팅작업이나 센서기구의 교체작업을 매우 손쉽게 수행토록 하는 효과가 있고, 마이크로센서의 침투작동이 리니어 포지셔너의 구동모터와 나사이송축에 의하여 매니퓰레이터와는 독립적으로 수행되도록 함으로서, 나사이송축의 길이에 해당하는 이동폭만큼 마이크로센서의 침투깊이를 보다 더 폭넓게 확보하여 저질층의 오염측정에 필요한 보다 많은 데이터를 제공하는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 리니어 포지셔너의 작동에 따른 마이크로센서의 위치가 인코더에 의하여 컨트롤러로 피드백 제어되도록 한 경우에는, 시간대별로 지정된 마이크로센서의 침투깊이를 보다 더 정확하게 제어할 수 있게 됨으로서, 저질오염측정에 따른 데이터의 신뢰도를 한층 더 향상시키는 효과가 있고, 이로 인하여 프로파일러에 의한 저질층 환경의 실질적인 구현이 가능하게 됨으로서, 연안해역이나 호소의 바닥면 생태연구와 그 복원사업에 매우 유익한 정보를 제공하는 효과가 있다.

다른 한편으로, 프로파일러의 컨트롤러로서, 수밀 처리된 투명한 유리관케이스의 내부에 제어기구를 집적화시키는 동시에, 상기 제어기구로서 유리관케이스의 내부에 마그네틱 스위치와 LCD디스플레이가 제공되도록 한 경우에는, 자석봉을 이용하여 수중에서도 컨트롤러의 조작작업을 용이하게 수행토록 하는 효과가 있는 한편, 컨트롤러를 통한 누수의 위험 및 이에 따른 프로파일러의 고장이나 오작동을 최소화시킬 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 가지는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 프로파일러의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 휴대용 프로파일러에 사용되는 리니어 포지셔너의 사시도이며,
도 3은 리니어 포지셔너에 사용되는 인코더의 요부발췌 사시도이고,
도 4는 본 발명의 휴대용 프로파일러에 사용되는 매니퓰레이터와 연결포스트의 부분확대 사시도이며,
도 5는 본 발명의 휴대용 프로파일러가 저질층에 설치된 상태를 나타내는 측면도이고,
도 6은 본 발명의 휴대용 프로파일러를 나타내는 평면도이며,
도 7은 본 발명의 휴대용 프로파일러에 사용되는 컨트롤러용 제어기구의 개략적인 배치도이다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 저질오염측정용 프로파일러(100)의 경우에도, 저질층에 안착되는 장치용 스탠드(11)와, 상기 스탠드(11)의 상부면에 설치되고 마이크로센서와 케이블로 접속되는 컨트롤러(20)와, 상기 스탠드(11)의 일측에 설치되어 마이크로센서의 위치를 조정하는 매니퓰레이터(40)와, 상기 매니퓰레이터(40)의 선단에 설치되어 마이크로센서를 저질층으로 침투시키는 센서기구를 포함하여서 이루어진다.

본 발명의 프로파일러(100) 중에서 제 1요부를 이루는 구성은, 마이크로센서의 침투작동만을 독립적으로 수행하는 리니어 포지셔너(Linear positioner)(10)를 프로파일러(100)용 센서기구로서 제공하는 한편, 상기 리니어 포지셔너(10) 자체가 매니퓰레이터(40)의 선단부와 착탈 가능하게 조립 설치되도록 한 것이다.

상기 리니어 포지셔너(10) 또한 수중에서 사용되는 부품이므로, 도 1과 도 2 및 도 5에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 수밀(水密) 처리가 이루어진 모터케이스(1)가 적용되며, 상기 모터케이스(1)의 내부에는 구동모터(2)와 감속기(2a)가 삽입 설치되고, 상기 모터케이스(1)의 상단측에는 케이블(1a)이 연결 설치된다.

상기 케이블(1a)은 프로파일러(100)의 컨트롤러(20)에 내장된 배터리로부터 구동모터(2)의 작동을 위한 전원을 공급시키는 한편, 이후에 설명되어질 인코더(3)로부터 측정된 마이크로센서(18)의 위치, 즉 나사이송축(7)의 회전값을 프로파일러(100)의 컨트롤러(20)로 전송함으로서, 상기 컨트롤러(20)가 마이크로센서(18)의 위치를 보다 더 정확하게 피드백 제어토록 하는 기능을 담당한다.

그리고, 상기 모터케이스(1)의 하측면에는 상부지지판(4)이 고정 설치되는 한편, 상기 상부지지판(4)의 하방에는 소정의 간격을 두고 하부지지판(5)이 위치하며, 각각의 지지판(4)(5)이 클램프축(9)으로 1차 연결 설치됨으로서, 리니어 포지셔너(10)를 매니퓰레이터(40)에 장착시키는 작업 및 마이크로센서(18)의 침투작동에 필요한 기초적인 프레임을 형성하게 된다.

상기 하부지지판(5)은 도 5에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 상기 스탠드(11)와 함께 프로파일러(100)를 저질층에 세팅시키는 보조스탠드의 기능을 병행하게 되고, 상기 클램프축(9)은 센서기구로서의 리니어 포지셔너(10)를 매니퓰레이터(40) 선단에 구비된 클램퍼(50)에 착탈 가능하게 조립시키기 위한 조립축의 기능을 병행하게 된다.

이와 더불어, 상기 감속기(2a)로부터 모터케이스(1)와 상부지지판(4)을 관통하여 나사이송축(7)이 하방으로 연장되고, 상기 나사이송축(7)의 하단부가 하부지지판(5)으로 삽입되어 회전 지지되도록 설치되며, 상기 나사이송축(7)에는 구동모터(2)의 작동에 의하여 나사이송축(7)을 따라 승하강하는 마이크로센서(18)용 센서고정대(6)가 설치되고, 상,하부지지판(4)(5)의 사이에는 상기 센서고정대(6)의 승하강 이동을 안내하는 가이드봉(8)이 설치된다.

상기와 같이 나사이송축(7)과 가이드봉(8)에 의하여 마이크로센서(18)용 센서고정대(6)의 이동을 위한 구조가 제공되는 바, 나사이송축(7)이 모터케이스(1)의 바닥측을 관통하는 부위에도 수밀(水密) 처리가 이루어져야 함은 물론이고, 상기 센서고정대(6)에는 마이크로센서(18)의 삽입 및 고정을 위한 장착구조가 제공되어야 함은 물론이다.

한편, 나사이송축(7)의 상단부와 하단부, 즉 나사이송축(7)이 모터케이스(1)와 상부지지판(4)을 관통하는 부위 및 하부지지판(5)으로 삽입되는 부위에는 나사부가 형성되지 않도록 함으로서, 구동모터(2)에 의한 나사이송축(7)의 축방향 회전이 원활하게 지지되도록 하는 것이 바람직하다.

특히, 나사이송축(7)을 내식성 금속 재질로 하고, 센서고정대(6)를 플라스틱 재질로 한 경우에는, 나사이송축(7)이 센서고정대(6)를 관통하는 부위에 내식성 금속 재질로 이루어지는 파이프형 너트 소재를 개재시켜 센서고정대(6)와 일체화시킴으로서, 나사이송축(7)과 센서고정대(6)의 나사식 결합을 보다 확실하게 보장함은 물론, 센서고정대(6)의 승하강 이동에 따른 마모현상을 방지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이와 더불어, 상기 가이드봉(8)의 경우에도, 센서고정대(6)의 이동을 안내하는 기능 뿐만 아니라, 상,하부지지판(4)(5)을 견고하게 연결시켜 리니어 포지셔너(10)의 구조적 강도를 향상시키는 기능까지 병행토록 하는 것이 바람직하며, 센서고정대(6)의 형상에 맞추어 상,하부지지판(4)(5)의 사이에 적절한 개수로 설치하는 것이 바람직하다.

도 1 및 도 2에서 상기 센서고정대(6)는 3개의 마이크로센서(18)를 동시에 장착시킬 수 있도록 "T" 자형의 몸체를 가지는 한편, 상기 가이드봉(8) 또한 센서고정대(6)의 형상에 맞추어 3개가 설치된 것으로 도시되어 있으나, 센서고정대(6)의 형상 및 이에 따른 가이드봉(8)의 개수는 임의대로 조정이 가능함을 밝혀두는 바이다.

다시 말해서, 상기 센서고정대(6)에 장착되는 마이크로센서(18)의 개수는 최소 1개로부터 3개를 초과할 수도 있고, 이에 따라 센서고정대(6)의 형상 또한 "T" 자형 이외에도 일자(一)형이나 브이자(Ｖ)형 또는 열십자(十)형이나 엑스자(Ｘ)형과 같은 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 가이드봉(8) 또한 센서고정대(6)의 형상에 맞추어 1개 내지 4개 정도로 설치하여 사용될 수 있다는 것이다.

그러나, 저질층의 오염도를 측정하는 기준으로서 황화수소(H₂S)와 용존산소(DO) 및 pH가 주로 적용되는 바, 각각의 요소를 측정할 수 있는 3개의 마이크로센서(18)를 동시에 장착시킬 수 있도록, 도면에 도시된 형태의 센서고정대(6)를 사용하는 것이 가장 바람직하다고 볼 수 있으며, 상기 센서고정대(6)의 단부측에는 마이크로센서(18)의 삽입과 고정을 위한 센서삽입공(6a) 및 고정렌치(6b)가 각각 구비되어 있다.

상기 마이크로센서(18)는 여러 가지의 제품이 적용될 수 있으나, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 수밀(水密) 처리된 파이프 형상의 센서바디(18b)와, 상기 센서바디(18b)의 하부로 연장되어 탐침봉의 기능을 수행하는 센서핀(19)과, 상기 센서핀(19)의 하단에 제공되어 가스성분이나 용존산소 또는 pH 등을 측정하는 센서팁(19a)을 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 마이크로센서(18)의 센서바디(18b) 상단측에는 센서팁(19a)으로부터 측정된 가스성분이나 용존산소 또는 pH 등을 전기적인 신호로 변환시켜 프로파일러(100)의 컨트롤러(20)로 전송하는 케이블(18a)이 연결 설치되는 바, 모터케이스(1)의 케이블(1a)과 마이크로센서(18)의 케이블(18a)은 컨트롤러(20)에 제공된 케이블플러그(23)를 통하여 제어기구와 접속된다.

따라서, 프로파일러(100)의 컨트롤러(20)에 입력된 조건에 따라 리니어 포지셔너(10)의 구동모터(2)가 작동되면, 구동모터(2)로부터 발생한 동력이 감속기(2a)를 거쳐 나사이송축(7)을 회전시키게 되고, 이로 인하여 센서고정대(6)가 마이크로센서(18)와 함께 나사이송축(7)을 따라 승하강됨으로서, 마이크로센서(18)의 센서팁(19a)을 저질층으로 침투시키거나 저질층으로부터 빼내는 작업에 의하여 저질층의 오염도를 측정할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 제 2요부에 해당하는 구성요소로서는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 모터케이스(1)의 내부 하측, 바람직하게는 감속기(2a)의 직하방에 나사이송축(7)의 회전을 측정하는 인코더(3)를 삽입 설치함으로서, 인코더(3)로부터 측정된 나사이송축(7)의 회전값, 다시 말해서 마이크로센서(18)의 위치가 컨트롤러(20)에 의하여 피드백 제어되도록 한 것이다.

상기와 같이 나사이송축(7)의 회전값을 측정하여 컨트롤러(20)와의 피드백 제어가 가능한 것이라면 어떠한 종류의 인코더(3)를 장착시켜 사용하더라도 무방하지만, 그 구조가 매우 간단하면서도 나사이송축(7)의 회전값을 정확하게 측정할 수 있고, 오작동이나 고장이 적으며, 모터케이스(1)의 내부에 용이하게 설치하여 사용할 수 있는 인코더(3) 제품이 바람직하다.

상기와 같은 조건을 만족하는 것으로서 도 3 및 도 5에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 나사이송축(7)에 고정 설치되는 회전판(3a)과, 상기 회전판(3a)의 외주면을 따라 일정한 간격을 두고 절개 형성되는 슬롯(Slot)(3b)과, 상기 회전판(3a)의 외주면측이 삽입되도록 모터케이스(1)의 내측면에 고정 설치되는 "ㄷ" 자 형상의 브라켓(3c)과, 상기 브라켓(3c)의 상단 하측면에 설치되는 LED(발광다이오드)(3d)와, 상기 브라켓(3c)의 하단 상측면에서 LED(3d)와 마주보게 설치되는 광센서(3e)로 이루어지는 인코더(3)를 들 수 있다.

상기 인코더(3)는, 구동모터(2)의 작동에 따라 상기 회전판(3a)이 나사이송축(7)과 함께 회전하게 되면, 회전판(3a)의 외주면에 형성된 슬롯(3b)에 의하여 LED(3d)로부터 발산되는 불빛이 깜박이는 형태로 광센서(3e)에 전달되며, 이로 인하여 상기 광센서(3e)가 펄스 형태의 신호를 컨트롤러(20)에 전송시키는 한편, 상기 컨트롤러(20)가 펄스의 주기를 계산하여 나사이송축(7)의 회전값 및 마이크로센서(18)의 위치(저질층으로의 침투깊이)를 인지하여 제어토록 하는 방식이 된다.

본 발명의 제 3요부에 해당하는 구성요소는 컨트롤러(20)의 구조적 개선에 관한 것으로 도 1과 도 5 및 도 6에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 원통 형상을 가지는 유리관케이스(21)의 내부에 제어기구를 집적화시켜 삽입 설치하는 한편, 상기 유리관케이스(21)의 양측단에 측면방수커버(22)를 조립 설치한 것이다.

상기 유리관케이스(21)는 프로파일러(100)의 취급시 파손의 우려를 방지토록 하는 한편, 내부에 삽입된 제어기구 및 이들의 세팅상태나 작동상태를 육안으로 용이하게 확인할 수 있도록 투명강화유리를 사용하는 것이 가장 바람직하며, 필요에 따라서는 투명한 플라스틱 케이스도 적용이 가능하다.

상기 측면방수커버(22)에는, 리니어 포지셔너(10)의 모터케이스(1)로부터 연장되는 케이블(1a)과, 마이크로센서(18)용 케이블(18a)을 포함하여, 마이크로프로세서 또는 컴퓨터용 케이블 등을 유리관케이스(21) 내부의 제어기구와 접속시키기 위한 케이블플러그(23)가 설치되는 바, 각각의 케이블(1a)(18a) 단부에는 케이블플러그(23)에 끼워져 전기적인 접속이 이루어질 수 있도록 미도시된 케이블소켓이 설치된다.

상기 케이블플러그(23)와 케이블소켓의 접속작업은 육상에서 미리 행하여지는 것이므로, 해당 접속부위를 통하여 물이 침투되지 않도록 별도의 밀봉처리를 하거나, 해수중에서 사용이 가능한 수중케이블 유닛을 적용시키는 것이 바람직하며, 각각의 케이블(1a)(18a) 선단에 케이블플러그(23)를 설치하고, 컨트롤러(20)의 측면방수커버(22)에 케이블소켓을 적용하는 것 또한 가능하다.

도면상 컨트롤러(20)의 일측에는 리니어 포지셔너(10) 및 마이크로프로세서 또는 실험실용 컴퓨터 등과의 접속을 위한 2개의 케이블플러그(23)가 설치되고, 그 반대측에는 마이크로센서(18)와의 접속을 위한 3개의 케이블플러그(23)가 설치되어 있으나, 케이블플러그(23)의 개수는 마이크로센서(18)의 개수 등에 맞추어 임의대로 조정이 가능하다.

이와 더불어, 스탠드(11)의 상부면에는 컨트롤러(20)를 지지하기 위한 한 쌍의 받침대(16)가 설치되고, 상기 받침대(16)에는 컨트롤러(20)의 결속 및 고정을 위한 결속밴드(17)가 구비되며, 상기 결속밴드(17)에는 컨트롤러(20)의 장착작업을 용이하게 수행할 수 있도록 손잡이(17a)와 후크형 결속부(17b)가 제공되어 있으나, 스탠드(11)의 상부면에 컨트롤러(20)를 설치하기 위한 구조는 이외에도 다양한 구조가 적용될 수 있다.

한편, 도 7에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 상기 컨트롤러(20)의 유리관케이스(21) 내부에 삽입 설치되는 제어기구에는, 유리관케이스(21)의 외부에서 미도시된 자석봉을 이용하여 컨트롤러(20)의 조작이 가능토록 하는 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)와 함께, 상기 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)에 의한 컨트롤러(20)의 작동상태를 표시하는 LCD디스플레이(24)가 제공되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)는, 자석봉을 근접시킬 경우 자력을 감지하여 전기적인 신호를 제어기구로 전송하는 공지의 센서형 스위치 소자로서, 자석봉을 유리관케이스(21)와 근접 및 이탈시키는 반복적인 조작에 의하여 해당 스위치(24a)(24b)(24c)가 컨트롤 대상의 선택, 전체적인 작동시간의 세팅, 시간대별 마이크로센서(18) 침투깊이의 세팅, 등과 같은 기능을 수행하게 된다.

도면상 유리관케이스(21)의 내부에 3개의 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)가 제공되어 있는 바, 하나의 마그네틱 스위치(24a)는 선택(Select) 기능을, 다른 하나의 마그네틱 스위치(24b)는 업(Up) 또는 플러스(Plus) 기능을, 나머지 하나의 마그네틱 스위치(24c)는 다운(Down) 또는 마이너스(Minus) 기능을 수행토록 한 대표적인 실시예에 해당한다.

상기와 같이 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)를 이용하여 본 발명에 따른 프로파일러(100)의 주된 기능인 마이크로센서(18)의 시간대별 침투깊이와 그 이외의 다른 기능을 유리관케이스(21)의 외부에서 컨트롤러(20)에 세팅할 수 있게 되며, 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)가 설치되는 개수나 배치상태는 도 7에 도시된 형태로 한정되는 것이 아니고 임의대로 변경이 가능하다.

상기 LCD디스플레이(24)는 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)를 이용하여 컨트롤러(20)를 세팅할 시, 컨트롤 대상 및 그 세팅 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 설치되는 것으로서, 다른 종류의 디스플레이 또한 적용될 수 있으며, 그 이외의 추가적인 제어수단으로서 전류 및 전압계(28), 신호증폭기(28a), 노이즈제거기(28b), 배터리(26), 메모리(27), 데이터 로깅회로(27a), 모터제어부(25) 등이 유리관케이스(21)의 내부에 삽입 설치된다.

상기 전류 및 전압계(28)는 각각의 마이크로센서(18)로부터 인가되는 전류 및 전압신호(데이터의 값)를 측정하는 부품이 되고, 상기 신호증폭기(28a)와 노이즈제거기(28b)는 마이크로센서(18)로부터 전류 및 전압계(28)를 통하여 인가된 신호를 증폭시켜 데이터 로깅회로(27a)로 전송하는 한편, 컨트롤러(20)의 작동시 발생하는 소음을 방지하는 부품이 된다.

또한, 상기 데이터 로깅회로(27a)는 마이크로센서(18)로부터 측정된 데이터를 연산처리하여 메모리(27)로 저장시키는 부품이 되고, 상기 메모리(27)는 저장된 데이터를 마이크로프로세서(29) 또는 실험실용 컴퓨터로 출력하는 기능과 함께, 배터리(26) 및 모터제어부(25)를 연계시켜 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)로부터 입력된 조건에 따라 리니어 포지셔너(10)의 구동모터(2)를 시간대별로 작동시키는 부품이 된다.

도 7에 도시된 제어기구의 전체적인 구성과 배치상태 또한 본 발명에 따른 프로파일러(100)에 적용될 수 있는 하나의 대표적인 실시예를 제시한 것에 불과하며, 이외에도 다양한 조합의 제어기구가 컨트롤러(20)에 적용될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

본 발명의 제 4요부에 해당하는 구성요소로서는, 통상 연약지반이 되는 저질층의 표면에 프로파일러(100)를 보다 손쉽고 용이하게 설치할 수 있도록 한 것으로서, 리니어 포지셔너(10)가 장착된 매니퓰레이터(40)를 상,하 방향과 좌,우 방향으로 각운동시킬 수 있도록 한 연결포스트(30)를 스탠드(11)상에 설치하는 한편, 스탠드(11)의 모서리측에는 침하방지판(13)이 구비된 높이조절봉(12)을 설치한 것이다.

상기 연결포스트(30)는 도 1과 도 4에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 스탠드(11)의 전방측 상부면에 고정 설치되는 회전지지대(31)와, 상기 회전지지대(31)의 상부측에서 잠금레버(33)와 함께 조립 설치되는 회전몸체(32)와, 상기 회전몸체(32)의 상부측에 고정 설치되는 볼수납케이스(34)와, 상기 볼수납케이스(34)의 내부에 삽입 설치되는 각도조정볼(35)과, 상기 볼수납케이스(34)의 외측면에 조립 설치되는 각도조정볼(35)의 잠금노브(37)로 이루어진다.

이와 더불어, 상기 볼수납케이스(34)의 전방면에는 소정 길이의 절개부(34a)가 볼수납케이스(34)의 상단면으로부터 수직 방향으로 형성되고, 상기 절개부(34a)를 관통하여 각도조정볼(35)과 연결된 연결로드(36)가 전방측으로 연장 형성되며, 상기 연결로드(36)의 선단에 매니퓰레이터(40)의 조립을 위한 연결브라켓(38)이 설치되어 있다.

상기 연결포스트(30)의 회전몸체(32)는 회전지지대(31)의 상부면에서 볼수납케이스(34)와 함께 좌,우 방향으로 수평 회전이 가능하게 조립되는 부품으로서, 잠금레버(33)의 조작에 따라 회전가능 또는 위치고정 상태로 세팅되며, 상기 볼수납케이스(34)와 각도조정볼(35)은 공지의 유니버셜 죠인트를 제공하는 것으로서, 절개부(34a)를 관통하는 연결로드(36)에 의하여 상,하 방향의 각운동을 수행하게 되며, 잠금노브(37)를 조이거나 풀어냄에 따라 각도조정볼(35)이 회전가능 또는 위치고정 상태로 세팅된다.

상기와 같이 연결포스트(30)에 제공된 회전몸체(32) 및 각도조정볼(35)에 의하여 매니퓰레이터(40)의 좌,우 방향 및 상,하 방향의 회전과 각운동이 가능하게 되며, 상기 매니퓰레이터(Manipulator)(40)는 리니어 포지셔너(10)의 초기 위치를 보다 세밀하게 조정하기 위한 것으로서, 각종 로봇산업분야나 기계산업분야에 공통적으로 적용되는 작업대상물의 이동수단을 지칭하는 공지된 부품에 해당한다.

본 발명에 사용되는 매니퓰레이터(40)의 세부적인 구성은 도 4 및 도 5에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 전후방 이송노브(43)의 회전에 따라 가이드블록(42)을 기초로 하여 전,후 방향으로 이동하는 전후방이송대(41)와, 좌우이송노브(46)의 회전에 따라 가이드블록(45)을 기초로 하여 좌,우 방향으로 이동하는 좌우이송대(44)와, 승하강 이송노브(49)의 회전에 따라 가이드블록(48)의 가이드프레임(48a)을 기초로 하여 상,하 방향으로 이동하는 승하강대(47)를 포함하여서 이루어진다.

상기 전후방이송대(41)의 가이드블록(42)은 연결브라켓(38)에 고정 설치되고, 상기 좌우이송대(44)의 가이드블록(45)은 전후방이송대(41)와 연결 설치되며, 상기 승하강대(47)의 가이드블록(48)은 좌우이송대(44)와 연결 설치됨으로서, 각각의 이송노브(43)(46)(49)를 회전시켜 마이크로센서(18)가 장착된 리니어 포지셔너(10)의 위치를 전,후와 좌,우 및 상,하 방향으로 조정시킬 수 있으며, 각각의 이송대(41)(44)(47)와 해당 가이드블록(42)(45)(48)에는 이송노브(43)(46)(49)에 의한 위치조정폭을 파악할 수 있도록 눈금이 제공된다.

한편, 상기 매니퓰레이터(40)의 선단에는 리니어 포지셔너(10)의 클램프축(9)과 맞물리는 죠오(Jaw) 형상의 클램퍼(50)가 제공되는 바, 상기 클램퍼(50)는 매니퓰레이터(40)의 승하강대(47)에 고정 설치되는 클램퍼바디(51)와, 상기 클램퍼바디(51)의 전방측에 설치되는 클램핑죠오(54)와, 상기 클램핑죠오(54)에 의한 리니어 포지셔너(10)의 착탈 작업을 수행하는 클램핑렌치(55)로 이루어진다.

상기 클램퍼(50)의 클램핑렌치(55)를 조이거나 풀어내는 것에 의하여 센서기구로서의 리니어 포지셔너(10)를 매니퓰레이터(40)의 선단에 착탈식으로 조립할 수 있는 것이며, 보다 더 바람직하게는 미세조정노브(52)를 구비하는 나사이송축(52a)과, 상기 나사이송축(52a)이 관통되는 승하강대(53)를 클램퍼바디(51)에 추가적으로 설치함으로서, 미세조정노브(52)의 회전에 따라 리니어 포지셔너(10)의 위치를 보다 더 세밀하게 조정할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 경우에 있어서, 클램퍼(50)에 제공된 승하강대(53)는 미세조정노브(52) 및 나사이송축(52a)의 회전에 의하여 클램퍼바디(51)를 따라 승하강하게 되며, 상기 클램핑죠오(54)는 승하강대(53)의 전방측에 고정 설치되는 바, 클램핑죠오(54)를 제외한 나머지 부분, 즉 미세조정노브(52)와 나사이송축(52a) 및 승하강대(53)와 클램퍼바디(51)가 매니퓰레이터(40)에 포함된다고 보더라도 무방하다.

상기와 같이 연결포스트(30)와 매니퓰레이터(40)로 이루어지는 리니어 포지셔너(10)의 위치조정수단과 함께, 본 발명에 따른 프로파일러(100)를 저질층의 표면에 보다 더 손쉽고 용이하게 설치할 수 있도록 하는 구성요소로서, 도 1과 도 5 및 도 6에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 상기 스탠드(11)의 모서리측에는 침하방지판(13)을 구비하는 높이조절봉(12)이 설치된다.

상기 높이조절봉(12)의 견고한 설치 및 용이한 조작을 위하여, 스탠드(11)의 모서리측 상부면에는 "ㄷ"자 형상으로 절곡 형성된 가이드브라켓(14)이 고정 설치되고, 상기 가이드브라켓(14)과 스탠드(11)를 관통하여 높이조절봉(12)이 삽입 설치되며, 상기 가이드브라켓(14)에는 높이조절봉(12)의 위치를 고정시키는 위치고정노브(15)가 설치되어 있다.

상기 위치고정노브(15)는 미도시된 볼트축이 가이드브라켓(14)을 관통하여 높이조절봉(12)과 밀착되도록 설치됨으로서, 위치고정노브(15)를 조이거나 풀어내는 것에 의하여 높이조절봉(12)이 가이드브라켓(14)과 함께 견고히 고정되거나 또는 가이드브라켓(14)을 따라 상,하 방향으로 이동 가능하게 된다.

상기 침하방지판(13)은 스탠드(11)의 저부에 위치하도록 높이조절봉(12)의 하측부에 설치되며, 도면상 사각판 형상의 스탠드(11)와 원판 형상의 침하방지판(13)이 적용된 것으로 도시되어 있으나, 스탠드(11)와 침하방지판(13)의 형태는 임의대로 조정이 가능하고, 높이조절봉(12)의 하단부는 저질층으로 용이하게 침투되는 뾰족한 침투단부(12a)로 형성시키는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 프로파일러(100)를 저질층의 표면에 설치하여 저질층의 오염도를 측정하는 데 사용할 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 리니어 포지셔너(10)의 하부지지판(5)이 스탠드(11)에 설치된 높이조절봉(12)의 침하방지판(13)과 함께 프로파일러(100)를 보다 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

특히, 매니퓰레이터(40) 자체를 상,하 방향 및 좌,우 방향으로 각운동시킬 수 있는 연결포스트(30)를 스탠드(11)상에 설치하고, 스탠드(11)의 모서리측에 침하방지판(13)이 구비된 높이조절봉(12)을 설치한 경우에는, 연결포스트(30)에 의한 매니퓰레이터(40)의 위치조정 및 높이조절봉(12)의 위치조정에 의하여 저질층의 표면상태, 예를 들어 울퉁불퉁한 표면 등에 거의 구애를 받지 아니하고 프로파일러(100)의 정확한 설치작업이 가능하게 된다.

이로 인하여, 센서기구로서의 리니어 포지셔너(10)를 프로파일러(100)와 함께 저질층에 설치하는 작업의 편의성과 효율성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 최초에 설치된 위치로부터 프로파일러(100)가 쉽게 이동하거나 기울어지지 않게 됨으로서, 마이크로센서(18)에 의한 저질층 오염도의 측정작업을 보다 정확하게 수행할 수 있게 된다.

그리고, 마이크로센서(18)가 장착된 센서기구로서의 리니어 포지셔너(10) 자체를 매니퓰레이터(40)의 선단에 제공된 클램퍼(50)와 착탈 가능하게 조립 설치할 수 있도록 함으로서, 육상은 물론 수중에서도 프로파일러(100)의 전체적인 세팅작업이나 센서기구의 교체작업을 매우 손쉽게 수행할 수 있게 된다.

특히, 프로파일러(100)에 구비된 매니퓰레이터(40)에 의해서는 리니어 포지셔너(10) 자체의 위치를 정확하게 조정시키도록 하는 한편, 마이크로센서(18)의 침투작동은 구동모터(2)와 나사이송축(7)에 의하여 수행할 수 있게 됨으로서, 나사이송축(7)의 길이에 해당하는 이동폭만큼 마이크로센서(18)의 침투깊이를 보다 더 폭넓게 확보할 수 있게 되며, 이로 인하여 저질층의 오염측정에 필요한 보다 많은 데이터를 제공할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 리니어 포지셔너(10)의 작동에 따른 마이크로센서(18)의 위치가 인코더(3)에 의하여 컨트롤러(20)로 피드백 제어되도록 한 경우에는, 시간대별로 지정된 마이크로센서(18)의 침투깊이를 보다 더 정확하게 제어할 수 있게 됨으로서, 저질오염측정에 따른 데이터의 신뢰도를 한층 더 향상시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 프로파일러(100)에 의한 저질층 환경의 실질적인 구현이 가능하게 됨으로서, 연안해역이나 호소의 바닥면 생태연구와 그 복원사업에 매우 유익한 정보를 제공할 수 있게 된다.

다른 한편으로, 본 발명에 따른 프로파일러(100)의 컨트롤러(20)로서, 수밀 처리된 투명한 유리관케이스(21)의 내부에 제어기구를 집적화(集積化)시키는 한편, 상기 제어기구로서 유리관케이스(21)의 내부에 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)와 LCD디스플레이(24)가 제공되도록 한 경우에는, 자석봉을 이용하여 수중에서도 컨트롤러(20)의 조작작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 상기 유리관케이스(21)의 내부에 컨트롤러(20)용 제어기구가 모두 삽입되어 각 부품간의 전기적인 접속이 이루어지도록 한 상태에서, 마이크로센서(18) 및 리니어 포지셔너(10)와의 접속을 위한 케이블플러그(23)만이 컨트롤러(20)의 외부측에 제공되도록 함으로서, 컨트롤러(20)를 통한 누수의 위험 및 이에 따른 프로파일러(100)의 고장이나 오작동을 최소화시킬 수 있게 된다.

상기와 같은 여러 가지의 장점들로 인하여, 본 발명에 따른 저질오염측정용 프로파일러(100)는 종래의 프로파일러 제품과는 차별화된 수준의 기능을 제공할 수 있으며, 이로 인하여 프로파일러(100) 제품의 상품적 가치를 고양시켜 제품의 대외경쟁력 또한 확보할 수 있는 것이다.

1 : 모터케이스 1a,18a : 케이블 2 : 구동모터
2a : 감속기 3 : 인코더 3a : 회전판
3b : 슬롯 3c : 브라켓 3d : LED
3e : 광센서 4 : 상부지지판 5 : 하부지지판
6 : 센서고정대 6a : 센서삽입공 6b : 고정렌치
7,52a : 나사이송축 8 : 가이드봉 9 : 클램프축
10 : 리니어 포지셔너 11 : 스탠드 12 : 높이조절봉
12a : 침투단부 13 : 침하방지판 14 : 가이드브라켓
15 : 위치고정노브 16 : 받침대 17 : 결속밴드
17a : 손잡이 17b : 후크형 결속부 18 : 마이크로센서
18b : 센서바디 19 : 센서핀 19a : 센서팁
20 : 컨트롤러 21 : 유리관케이스 22 : 측면방수커버
23 : 케이블플러그 24 : LCD디스플레이 24a,24b,24c : 스위치
25 : 모터제어부 26 : 배터리 27 : 메모리
27a : 데이터 로깅회로 28 : 전류 및 전압계 28a : 신호증폭기
28b : 노이즈제거기 29 : 마이크로프로세서 30 : 연결포스트
31 : 회전지지대 32 : 회전몸체 33 : 잠금레버
34 : 볼수납케이스 34a : 절개부 35 : 각도조정볼
36 : 연결로드 37 : 잠금노브 38 : 연결브라켓
40 : 매니퓰레이터 41 : 전후방이송대 42,45,48 : 가이드블록
43 : 전후방 이송노브 44 : 좌우이송대 46 : 좌우이송노브
47,53 : 승하강대 48a : 가이드프레임 49 : 승하강 이송노브
50 : 클램퍼 51 : 클램퍼바디 52 : 미세조정노브
54 : 클램핑죠오 55 : 클램핑렌치 100 : 프로파일러

Claims (11)

1. 연안해역이나 호소(湖沼) 등의 바닥면 저질층으로 마이크로센서(18)를 침투시켜 저질층의 오염도를 측정하는 장치로서, 저질층에 안착되는 장치용 스탠드(11)와, 상기 스탠드(11)의 상부면에 설치되고 마이크로센서(18)와 케이블(18a)로 접속되는 컨트롤러(20)와, 상기 스탠드(11)의 일측에 설치되어 마이크로센서(18)의 위치를 조정하는 매니퓰레이터(Manipulator)(40)와, 상기 매니퓰레이터(40)의 선단에 설치되어 마이크로센서(18)를 저질층으로 침투시키는 센서기구를 포함하여서 이루어지는 프로파일러(Profiler)(100)에 있어서,
   상기 센서기구는, 수밀(水密) 처리된 모터케이스(1); 상기 모터케이스(1)의 내부에 삽입 설치되는 구동모터(2)와 감속기(2a); 상기 모터케이스(1)의 상단측에 연결 설치되어 컨트롤러(20)와 접속되는 케이블(1a); 상기 모터케이스(1)의 하측면에 고정 설치되는 상부지지판(4)과, 상기 상부지지판(4)의 하부에 소정의 간격을 두고 위치하는 하부지지판(5); 상기 상,하부지지판(4)(5)을 연결하는 클램프축(9); 상기 감속기(2a)로부터 연장되고, 모터케이스(1)와 상부지지판(4)을 관통하여 하부지지판(5)으로 삽입 설치되는 나사이송축(7); 상기 나사이송축(7)에 조립 설치되는 마이크로센서(18) 장착용 센서고정대(6); 상기 센서고정대(6)의 승하강 이동을 안내하도록 상,하부지지판(4)(5)의 사이에 설치되는 가이드봉(8);을 포함하여서 이루어지는 리니어 포지셔너(Linear positioner)(10)가 되며,
   상기 매니퓰레이터(40)의 선단에는 리니어 포지셔너(10)의 클램프축(9)과 맞물리는 죠오 형상의 클램퍼(50)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러.
2. 제 1항에 있어서, 상기 모터케이스(1)의 내부 하측에는 나사이송축(7)의 회전을 측정하는 인코더(3)가 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러.
3. 제 2항에 있어서, 상기 인코더(3)는, 나사이송축(7)에 고정 설치되는 회전판(3a); 상기 회전판(3a)의 외주면을 따라 일정한 간격을 두고 절개 형성되는 슬롯(3b); 상기 회전판(3a)의 외주면측이 삽입되도록 모터케이스(1)의 내측면에 고정 설치되는 "ㄷ" 자 형상의 브라켓(3c); 상기 브라켓(3c)의 상단 하측면에 설치되는 LED(3d); 상기 브라켓(3c)의 하단 상측면에서 LED(3d)와 마주보게 설치되는 광센서(3e);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러(20)는, 제어기구가 집적화되어 내부에 삽입 설치되는 원통 형상의 유리관케이스(21); 상기 유리관케이스(21)의 양측단에 조립 설치되는 측면방수커버(22); 상기 측면방수커버(22)에 설치되어 마이크로센서(18)용 케이블(18a)과, 리니어 포지셔너(10)의 모터케이스(1)로부터 연장되는 케이블(1a)과, 마이크로프로세서(29)용 케이블을 제어기구와 접속시키는 다수 개의 케이블플러그(23);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러.
5. 제 4항에 있어서, 상기 컨트롤러(20)의 유리관케이스(21) 내부에 삽입 설치되는 제어기구에는, 유리관케이스(21)의 외부에서 자석봉을 이용하여 컨트롤러(20)의 조작이 가능토록 하는 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)와, 상기 마그네틱 스위치(24a)(24b)(24c)에 의한 컨트롤러(20)의 작동상태를 표시하는 LCD디스플레이(24)가 제공되는 것을 특징으로 하는 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매니퓰레이터(40)와 스탠드(11)와의 연결부위에는 매니퓰레이터(40)를 상,하 방향과 좌,우 방향으로 각운동시킬 수 있는 연결포스트(30)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저질오염측정용 휴대용 프로파일러.
7. 제 4항에 있어서, 상기 매니퓰레이터(40)와 스탠드(11)와의 연결부위에는 매니퓰레이터(40)를 상,하 방향과 좌,우 방향으로 각운동시킬 수 있는 연결포스트(30)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저질오염측정용 휴대용 프로파일러.
8. 제 5항에 있어서, 상기 매니퓰레이터(40)와 스탠드(11)와의 연결부위에는 매니퓰레이터(40)를 상,하 방향과 좌,우 방향으로 각운동시킬 수 있는 연결포스트(30)가 설치되는 것을 특징으로 하는 저질오염측정용 휴대용 프로파일러.
9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스탠드(11)의 모서리측에는 가이드브라켓(14)이 고정 설치되고, 상기 가이드브라켓(14)과 스탠드(11)를 관통하여 높이조절봉(12)이 삽입 설치되며,
   상기 가이드브라켓(14)에는 높이조절봉(12)의 위치를 고정시키는 위치고정노브(15)가 설치되고, 상기 높이조절봉(12)의 하부측에는 침하방지판(13)이 설치되는 것을 특징으로 하는 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러.
10. 제 4항에 있어서, 상기 스탠드(11)의 모서리측에는 가이드브라켓(14)이 고정 설치되고, 상기 가이드브라켓(14)과 스탠드(11)를 관통하여 높이조절봉(12)이 삽입 설치되며,
    상기 가이드브라켓(14)에는 높이조절봉(12)의 위치를 고정시키는 위치고정노브(15)가 설치되고, 상기 높이조절봉(12)의 하부측에는 침하방지판(13)이 설치되는 것을 특징으로 하는 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러.
11. 제 5항에 있어서, 상기 스탠드(11)의 모서리측에는 가이드브라켓(14)이 고정 설치되고, 상기 가이드브라켓(14)과 스탠드(11)를 관통하여 높이조절봉(12)이 삽입 설치되며,
    상기 가이드브라켓(14)에는 높이조절봉(12)의 위치를 고정시키는 위치고정노브(15)가 설치되고, 상기 높이조절봉(12)의 하부측에는 침하방지판(13)이 설치되는 것을 특징으로 하는 저질오염측정을 위한 휴대용 프로파일러.

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