KR101857601B1 - IoT 기반 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템 및 교정방법 - Google Patents

IoT 기반 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템 및 교정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표준거리측정기 1, 2와 비접촉식 피교정 수위계를 통하여 타켓의 거리를 각각 측정한 후 그 측정값을 비교하여 피교정 수위계의 불확도를 파악함으로써 피교정 수위계의 교정이 이루어질 수 있도록 하는 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템 및 교정방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템은 교정테이블(100)에 설치되어, 타켓(300)과의 거리를 측정하는 표준거리측정기 1(110)과; 상기 표준거리측정기 1(110)과 이격되어 교정테이블(100)에 설치되어, 타켓(300)과의 거리를 측정하는 표준거리측정기 2(120)와; 상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 사이에서 교정테이블(100)에 설치되어, 비접촉식으로 타켓(300)과의 거리를 측정하는 비접촉식 피교정 수위계(130)와; 물을 대신하여 상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 및 비접촉식 피교정 수위계(130)에서 송출되는 신호를 반사하는 타켓(300)과; 상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 및 비접촉식 피교정 수위계(130)를 통하여 측정되는 타켓(300)과의 거리 정보와, 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 사이의 거리 정보와, 상기 타켓(300)의 경사도 정보를 분석하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 산출하는 수위계 교정장치(500);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

IoT 기반 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템 및 교정방법 {Field Standard Calibration System and Methods For Non Contact Type Water Level Gauges Based On IoT}
본 발명은 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템 및 교정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표준거리측정기 1, 2와 비접촉식 피교정 수위계를 통하여 타켓의 거리를 각각 측정한 후 그 측정값을 비교하여 피교정 수위계의 불확도를 파악함으로써 피교정 수위계의 교정이 이루어질 수 있도록 하는 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템 및 교정방법에 관한 것이다.
수위를 측정하는 수위계는 물의 외측에서 초음파나 레이다 등을 이용하여 수위를 측정하는 비접촉식 수위계와, 물에 직접 접촉하여 수위를 측정하는 접촉식 수위계로 크게 나누어진다.
비접촉 수위계로는 대표적으로 초음파 수위계와 레이다식 수위계가 있다. 이 중, 초음파 수위계는 초음파가 센서로부터 발사되어 측정 표면으로부터 반사되어 오는 시간을 측정하여 레벨을 측정하는 원리를 이용하는데, 이 초음파 수신기는 수면의 연직 상방에 설치되어 초음파가 수면에 부딪혀 되돌아올 때까지의 시간을 측정하여 수면과 초음파 송수신기와의 거리를 측정함으로써 수면과는 전혀 접촉하지 않는다.
또한, 레이다식 수위계는 레이다 센서의 안테나를 통하여 수 ㎓의 레이다 펄스 신호를 발사하고 계측 대상에 의해 반사되는 신호를 레이다 에코 안테나로 수신하여 레이다 펄스 신호의 발사 및 수신 시간에 따라 거리를 측정하게 되는데, 계측 거리는 계측 대상물의 수위에 따라 레벨로 환산 표시되게 된다.
이러한 비접촉식 수위계는 측정 대상 및 측정 환경에 따라 오차가 발생할 우려가 있다. 예를 들면 측정 대상 액체에 점착성이 있거나 점도가 높은 경우 또는 부식성이 높은 액체의 경우 접촉식 수위계를 부식시키거나 액체 수증기가 비접촉식 수위계에 부착되어 오차가 발생할 수 있으며, 측정 대기의 온도 및 압력에 따라 측정 결과에 오차가 발생할 수 있게 된다.
또한, 수위계의 사용기간에 따라 측정 결과에 오차가 발생할 우려가 있기 때문에 수위계의 오차를 주기적으로 측정하여 교정하는 과정이 필요한데, 현재 수위계의 오차를 측정하여 교정할 수 있는 시스템으로 본 출원인에 의해 제안되어 K-water 연구원에 설치되어 운영중인 등록특허 제10-0753774호 "수위계의 표준 교정장치 및 교정방법"이 있다. 하지만, 상기 등록특허는 교정실에 고정 설치되어 운영되기 때문에, 수위계의 교정시 사용자가 수위계를 현장에서 교정실로 이동시켜 교정을 수행해야 하는 번거로운 문제점이 있었다. 이에 따라 근래에는 수위계의 이동 없이 현장에서 수위계를 직접 교정할 수 있는 시스템의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-0753774호 (2007.08.23. 등록) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0477917호 (2015.07.29. 등록)
본 발명은 종래 수위계의 교정시 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 비접촉식 피교정 수위계의 수위 측정 결과를 동일한 조건에서 표준거리측정기 1, 2로 측정하여 비교함으로써 비접촉식 피교정 수위계의 불확도를 검출하여 교정이 이루어질 수 있도록 하는 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템 및 교정방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템은 현장에서 비접촉식 수위계의 불확도를 측정하여 교정할 수 있도록 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템으로서, 교정테이블에 설치되어, 타켓과의 거리를 측정하는 표준거리측정기 1과; 상기 표준거리측정기 1과 이격되어 교정테이블에 설치되어, 타켓과의 거리를 측정하는 표준거리측정기 2와; 상기 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2의 사이에서 교정테이블에 설치되어, 비접촉식으로 타켓과의 거리를 측정하는 비접촉식 피교정 수위계와; 물을 대신하여 상기 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2 및 비접촉식 피교정 수위계에서 송출되는 신호를 반사하는 타켓과; 상기 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2 및 비접촉식 피교정 수위계를 통하여 측정되는 타켓과의 거리 정보와, 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2 사이의 거리 정보와, 상기 타켓의 경사도 정보를 분석하여 비접촉식 피교정 수위계의 불확도를 산출하는 수위계 교정장치;를 포함하여 이루어진다.
상기 타켓에는 타켓의 기울어진 경사도를 측정하여, IoT 기반의 무선 통신을 통하여 수위계 교정장치에 전송하는 수준기가 설치된다.
상기 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2 및 비접촉식 피교정 수위계는 상하좌우 방향 조절이 가능한 초점조정기 1, 2, 3의 상부에 각각 설치되어, 타켓과의 초점을 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 교정테이블에는 주변 온도와 습도 및 기압을 포함하는 교정 환경을 측정하여 수위계 교정장치에 전송하는 교정환경측정부가 구비된다.
한편, 상기 수위계 교정장치는 비접촉식 피교정 수위계의 보정값이 되는 불확도(br)를 다음의 수학식을 통하여 산출하게 된다.
[수학식]
Figure 112015105558509-pat00001
(여기에서, l1은 표준거리측정기 1의 측정값, l2는 표준거리측정기 2의 측정값, dm는 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2 사이의 거리, θα는 타켓의 x축에 의한 경사도, l'는 피교정 수위계의 측정값을 나타낸다)
상기 수위계 교정장치는 산출되는 비접촉식 피교정 수위계의 불확도 정보 및 교정 정보를 IoT 기반의 무선 통신을 통하여 교정관리서버 또는 관리자 단말기에 전송하게 된다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정방법은 현장에서 비접촉식 수위계의 불확도를 측정하여 교정할 수 있도록 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정방법으로서, 교정테이블에 나란히 이격 설치되는 표준거리측정기 1과 비접촉식 피교정 수위계 및 표준거리측정기 2를 통하여 타켓과의 거리를 측정하는 단계와; 곧은자를 통하여 상기 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2 사이의 거리를 측정하고, 상기 타켓에 설치된 수준기를 통하여 타켓의 경사도를 측정하는 단계와; 수위계 교정장치에서 상기 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2 및 비접촉식 피교정 수위계를 통하여 측정되는 타켓과의 거리 정보와, 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2 사이의 거리 정보와, 상기 타켓의 경사도 정보를 분석하여 비접촉식 피교정 수위계의 불확도를 산출하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
여기에서, 상기 교정테이블에 설치되는 교정환경측정부를 통하여 주변의 온도와 습도 및 기압을 포함하는 교정 환경 정보를 측정하고, 측정된 교정 환경 정보를 수위계 교정장치에 전송하는 단계가 더 포함된다.
상기 수위계 교정장치는 비접촉식 피교정 수위계의 보정값이 되는 불확도(br)를 다음의 수학식을 통하여 산출하게 된다.
[수학식]
Figure 112015105558509-pat00002
(여기에서, l1은 표준거리측정기 1의 측정값, l2는 표준거리측정기 2의 측정값, dm는 표준거리측정기 1과 표준거리측정기 2 사이의 거리, θα는 타켓의 x축에 의한 경사도, l'는 피교정 수위계의 측정값을 나타낸다)
본 발명에 따른 비접촉식 피교정 수위계의 현장교정용 표준교정시스템 및 교정방법은, 교정테이블에 설치된 표준거리측정기 1, 표준거리측정기 2, 비접촉식 피교정 수위계, 곧은자, 타켓에 설치된 수준기의 측정값을 비교 분석함으로써 비접촉식 피교정 수위계의 불확도를 검출하고, 이를 통하여 비접촉식 피교정 수위계의 교정을 현장에서 신속하게 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 비접촉식 피교정 수위계의 현장교정용 표준교정시스템 및 교정방법은 비접촉식 피교정 수위계와 표준거리측정기 1, 2의 측정값과 타켓의 경사도를 측정하여 비접촉식 피교정 수위계의 불확도 계산에 반영함으로써 비접촉식 피교정 수위계의 정확한 불확도 계산이 이루어질 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템의 블록 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템의 설치 개념도,
도 3은 본 발명에 따라 비접촉식 피교정 수위계의 불확도가 계산되는 과정을 나타낸 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 수위계 교정장치의 교정 프로그램 화면 일례를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템의 블록 구성도를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템은 현장에 설치되는 교정테이블(100)과, 상기 교정테이블(100)에 설치되어 비접촉식으로 타켓(300)과의 거리를 측정하는 표준거리측정기 1(110)과, 상기 표준거리측정기 1(110)의 초점을 조절하는 초점조절기 1(410)과, 상기 표준거리측정기 1(110)과 나란히 교정테이블(100)에 설치되어 비접촉식으로 타켓(300)과의 거리를 측정하는 표준거리측정기 2(120)와, 상기 표준거리측정기 2(120)의 초점을 조절하는 초점조절기 2(420)와, 상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 사이의 교정테이블(100)에 설치되어 비접촉식으로 타켓(300)과의 거리를 측정하는 비접촉식 피교정 수위계(130)와, 상기 비접촉식 피교정 수위계(130)의 초점을 조절하는 초점조절기 3(430)과, 상기 표준거리측정기 1(110) 및 표준거리측정기 2(120) 사이의 거리를 측정하는 곧은자(140)와, 교정테이블(100) 주변의 교정 기상 환경을 측정하는 교정환경측정부(200)와, 물을 대신하여 상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 및 비접촉식 피교정 수위계(130)에서 송출되는 신호를 반사하는 타켓(300)과, 상기 표준거리측정기 1(110) 및 2(120)와 비접촉식 피교정 수위계(130)를 통하여 측정되는 타켓(300)과의 거리 정보와 타켓(300)의 경사도 정보를 분석하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 산출하는 수위계 교정장치(500)를 포함하여 이루어진다.
상기 교정테이블(100)은 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 측정하기 위한 각 장비가 설치되는 테이블로서, 이 교정테이블(100)에는 비접촉식 피교정 수위계(130)와 타켓(300)에 비접촉식 피교정 수위계(130)의 신호 초점을 맞추기 위한 초점조정기 3(430)과, 표준거리측정기 1(110)과 타켓(300)에 표준거리측정기 1(110)의 신호 초점을 맞추기 위한 초점조정기 1(410)과, 표준거리측정기 2(120)와 타켓(300)에 표준거리측정기 2(120)의 신호 초점을 맞추기 위한 초점조정기 2(420)와, 교정 환경을 측정하는 교정환경측정부(200)가 설치된다.
상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)는 거리 측정에 대한 기준을 제공하는 기준 거리계로서, 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 산출하기 위하여 이용된다. 이 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)는 타켓(310)을 향하도록 교정테이블(100)에 설치되는데, 이 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)는 비접촉식 피교정 수위계(130)와 나란하게 설치되어 측정 기준점이 서로 수평으로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 표준거리측정기 1(110)은 교정테이블(100)에 대하여 상하좌우 조절이 가능한 초점조정기 1(410) 위에 설치되어, 초점조정기(410)의 조절을 통하여 표준거리측정기 1(110)의 신호를 타켓(300)의 한 지점으로 지속적으로 맞출 수 있도록 한다. 상기 표준거리측정기 2(120) 또한 교정테이블(100)에 대하여 상하좌우 조절이 가능한 초점조정기 2(420)에 설치되어 타켓(300)에 대한 신호 초점이 조절될 수 있도록 한다.
상기 비접촉식 피교정 수위계(130)는 교정 대상이 되는 레이다 또는 초음파식 수위계 등의 비접촉식 수위계로서, 이 비접촉식 피교정 수위계(130)는 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 중간 위치에 설치된다. 상기 비접촉식 피교정 수위계(130) 또한 교정테이블(100)에 대하여 상하좌우 조절이 가능한 초점조정기 3(430)에 설치되어 타켓(300)을 지향할 수 있도록 한다. 본 발명의 실시예에서 상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)는 레이저 측장기(EDM : Electro-optic Distance Meter)로 이루어져 100m 이내의 범위를 측정할 수 있게 되는데, 이 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 및 비접촉식 피교정 수위계(130)를 통하여 측정되는 타켓(300)과의 거리값은 실시간으로 유선 또는 무선 통신을 통하여 수위계 교정장치(500)로 전송된다.
상기 곧은자(140)는 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 사이의 거리를 측정하는 자로서, 이 곧은자(140)를 통하여 측정되는 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 사이의 거리는 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 계산하는 변수로 이용된다. 본 발명에서 상기 곧은자(140)는 항상 곧은 상태를 유지하는 자만을 의미하는 것이 아니라, 측정시 곧게 펴서 거리를 측정할 수 있는 모든 자를 포함하는 의미로 사용된다.
상기 교정환경측정부(200)는 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도 검사가 이루어지는 교정 환경을 측정하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예에서 이 교정환경측정부(200)는 교정테이블(100)에 설치되어 교정이 이루어지는 동안의 온도/습도/기압을 측정하는 온도계(210)와 습도계(220) 및 기압계(230)를 포함하여 이루어진다. 상기 온도계(210)와 습도계(220) 및 기압계(230)에 통하여 측정된 온도/습도/기압 정보는 수위계 교정장치(500)로 유선 또는 무선 통신을 통하여 실시간으로 전송된다.
상기 타켓(300)은 액체를 대신하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 신호와 표준거리측정기 1(110) 및 2(120)의 레이져 빛 신호를 반사하는 역할을 하게 되는데, 본 발명의 실시예에서 상기 타켓(300)은 빛을 잘 반사하는 알루미늄 재질로 이루어진다. 또한, 이 타켓(300)은 소정의 간격으로 이격되어 평행하게 송출되는 비접촉식 피교정 수위계(130)의 신호와 표준거리측정기 1(110) 및 2(120)의 신호를 모두 반사할 수 있도록 2m(H) × 2m(W) 크기로 이루어지는데, 타켓(300)의 크기가 크기 때문에 차량에 탑재할 수 있도록 4등분으로 접을 수 있도록 제작된다. 상기 타켓(300)은 자립형으로 제작되는데, 하부에는 무거운 추가 부착되어 바람의 영향을 최소화하여 움직이지 않도록 제작된다.
한편, 상기 타켓(300)에는 타켓(300)의 기울기, 즉 경사도를 측정할 수 있도록 수준기(310)가 설치되는데, 이 수준기(310)는 타켓(300)의 중간 부분에 설치되어 타켓(300)의 경사도를 측정하며, 측정되는 타켓(300)의 경사도를 수위계 교정장치(500)에 전송하게 된다. 본 발명의 실시예에서 상기 수준기(310)는 전기식 레벨계(Electronic Inclinometer)로 이루어지는데, 이 수준기(310)에 의해 측정되는 경사도는 비접촉식 피교정 수위계(310)와 표준거리측정기 1(110) 및 표준거리측정기 2(120)의 타켓(300) 겅사도에 의해 발생하는 높이 측정 오차에 따른 불확도를 산출하여 보상하는데 이용된다. 또한, 상기 수준기(310)는 교정테이블(100)과 떨어져 위치하는 타켓(300)에 설치되기 때문에, 측정된 경사도를 IoT 기반의 무선 통신을 통하여 수위계 교정장치(500)에 전송하게 된다.
상기 수위계 교정장치(500)는 표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120), 비접촉식 피교정 수위계(130), 교정환경측정부(200), 타켓(300)의 수준기(310)의 측정값을 IoT 기반의 무선으로 입력받아 이를 분석함으로써 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 계산하는 하는 컴퓨터 장치이다. 상기 수위계 교정장치(500)에는 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 계산하는 교정 프로그램이 탑재되어, 표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120), 비접촉식 피교정 수위계(130), 타켓(300)의 수준기(310), 곧은자(140)를 통하여 측정된 데이터를 바탕으로 타켓(300)의 거리를 다양하게 변경하며 반복 측정을 수행하고, 이를 비교하여 평균값을 계산함으로써 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 계산하게 된다. 본 발명에서 명칭되는 불확도(Uncertainty)는 국제시험기관인정협력체(ILAC ; International Laboratory Accreditation Conference)에 정의하고 있는 "충분히 타당성 있는 이유에 의하여 측정량에 영향을 미칠 수 있는 값들의 분포를 특성화한 파라미터"를 의미한다.
상기 교정관리서버(600)는 수위계 교정장치(500)에서 처리된 교정데이터를 지속적으로 관리하는 서버 컴퓨터로서, 이 교정관리서버(600)는 수위계 교정장치(500)에서 IoT 기반의 무선 통신을 통하여 교정데이터를 송신하면 이를 수신하여 자체 내의 데이터베이스에 저장하고 관리되도록 한다.
상기 관리자 단말기(700)는 비접촉식 피교정 수위계(130)를 관리 및 운영하거나 교정하는 관리자가 이용한 통신 단말기로서, 관리자는 이 관리자 단말기(700)를 통하여 수위계 교정장치(500)에서 IoT 기반의 무선 통신을 통하여 전송하는 교정진행 상황 정보 등을 확인하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 수위계 교정장치(500)는 교정테이블(100)에 설치되는 교정환경측정부(200), 표준거리측정기 1(110) 및 2(120), 비접촉식 피교정 수위계(130), 타켓(300)에 설치되는 수준기(310)와 유선 또는 무선 통신을 통하여 데이터를 송수신하게 되고, 수집되는 측정값을 분석함으로써 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 계산하게 된다. 또한, 수집된 측정값과 계산되는 불확도 정보를 IoT 기반의 무선으로 교정관리서버(600) 및 관리자 단말기(700)에 전송하여, 원격에서 이를 확인하고 관리할 수 있도록 제공하게 된다.
이하에서는 상기 수위계 교정장치(500)가 비접촉식 피교정 수위계(130)와 표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120), 곧은자(140), 수준기(310)의 경사각에 따라 발생하는 거리 오차를 고려하여, 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 계산하는 과정을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템의 설치 개념도를 나타낸 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 표준거리측정기 1(110)과 타켓(300)의 거리가 L1 이라 하고, 표준거리측정기 2(120)와 타켓(300)과의 거리가 L2, 피교정 수위계(130)와 타켓(300)과의 거리가 L', 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 거리가 d, 타켓(300)의 x축에 의한 회전 기울기를 θ라고 하자. 여기에서, 타켓(300)의 x축에 의한 회전 기울기는 타켓(300)의 상하 방향 기울기를 의미하는데, 이 타켓(300)의 x축에 의한 회전 기울기는 타켓(300)에 설치되는 수준기(310)에 의해 측정된다. 이때, 타켓(300)의 좌우 방향 기울기인 y축에 의한 타켓(300)의 회전은 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 측정값으로부터 계산이 가능하다. 즉, y축(좌우)을 중심으로 회전한 타켓(300)의 각도인 φ는 다음의 수학식과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112015105558509-pat00003
상기 수학식 1에서 계산된 y축을 중심으로 회전한 타켓(300)의 각도 φ에 의해, 비접촉식 피교정 수위계(130)와 타켓(300)의 거리 L'는 다음 수학식과 같이 된다.
Figure 112015105558509-pat00004
여기에, x축에 의한 회전 θ까지 추가로 고려하면, L'는 다음 수학식과 같다.
Figure 112015105558509-pat00005
최종적으로, 비접촉식 피교정 수위계(130)와 타켓(300)의 거리 L'는 다음의 수학식과 같이 된다.
Figure 112015105558509-pat00006
이와 같이, 비접촉식 피교정 수위계(130)와 타켓(300)의 거리 L'은 표준거리측정기 1(110)과 타켓(300)의 거리인 L1과, 표준거리측정기 2(120)와 타켓(300)과의 거리인 L2와, 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 거리인 d와, 타켓(300)의 x축에 의한 회전 기울기인 θ를 통하여 계산될 수 있다. 여기에서, 상기 L1은 표준거리측정기 1(110)의 측정값인 l1이 되고, L2는 표준거리측정기 2(120)의 측정값인 l2가 되며, d는 곧은자(140)의 측정값인 dm이 되고, θ는 수준기(310)의 측정값인 θα로 구해질 수 있다.
이렇게 계산되는 비접촉식 피교정 수위계(130)와 타켓(300)의 거리 L'과 비접촉식 피교정 수위계(130)의 실제 측정값을 비교하면 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 파악할 수 있으며, 이를 통해 비접촉식 피교정 수위계(130)의 보정값을 계산할 수 있게 된다. 즉, 비접촉식 피교정 수위계(130)의 측정값을 l'라 하면, 비접촉식 피교정 수위계(130)의 보정값 br은 다음 수학식과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112015105558509-pat00007
상기 수학식 5를 통하여 계산되는 비접촉식 피교정 수위계(130)의 보정값은 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 의미한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 수위계 교정장치(500)는 측정된 표준거리측정기 1(110)의 측정값 l1, 표준거리측정기2(120)의 측정값 l2, 피교정 수위계(130) 측정값 l' , 곧은자(140)를 통하여 측정하는 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 거리 dm, 수준기(310)로 측정되는 타켓(300)의 기울기 θα를 통하여 상기 수학식을 이용하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 계산함으로써 비접촉식 피교정 수위계(130)의 교정이 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 수위계 교정장치(500)는 표준불확도 성분을 고려하여 평균표준불확도를 계산하게 되는데, 이하에서는 이러한 평균표준불확도를 계산하는 과정에 대하여 설명하기로 한다.
다음의 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 측정된 비접촉식 피교정 수위계의 불확도 총괄표 일례를 나타낸 것이다.
Figure 112015105558509-pat00008
본 발명에서, 상기 비접촉식 피교정 수위계(130)의 보정값은 상술한 수학식 5의 수학적 모델을 따르게 되며, 이에 대하여 합성표준불확도는 불확도 전파 법칙에 따라 다음의 수학식 6과 같이 주어진다.
Figure 112015105558509-pat00009
이러한 수학식 6을 계산하는 데 있어 각 입력값에 대한 표준불확도가 고려되어야 하는데, 상기 표 1에 나타난 바와 같이 표준불확도 성분은 각 입력값별로 추정값, 표준불확도, 확률분포, 감도계수, 불확도기여량, 자유도 등으로 구분된다.
먼저, 표준거리측정기 1(110)의 측정값(l1)에 대한 불확도 성분 중 추정값은 반복측정에 의한 거리 측정 평균값으로 5회 반복 측정 결과 14.052m로 측정되었다. 또한, 표준불확도는 표준거리측정기 1(110)의 불확도로서 교정불확도와 분해능으로 인한 불확도, 우연효과에 의한 불확도의 합으로 0.787m가 계산되었다. 확률분포는 정규분포를 나타내며, 감도계수는 1.0이고, 불확도 기여량은 0.787㎜, 자유도는 ∞이다.
상기 표준거리측정기 2(120)의 측정값(l2)에 대한 불확도 성분 중 추정값은 반복측정에 의한 거리 측정 평균값으로 5회 반복 측정 결과 14.052m로 측정되었다. 또한, 표준불확도는 표준거리측정기 2(120)의 불확도로서 교정불확도와 분해능으로 인한 불확도, 우연효과에 의한 불확도의 합으로 0.787m가 계산되었다. 확률분포는 정규분포를 나타내며, 감도계수는 1.0이고, 불확도 기여량은 0.787㎜, 자유도는 ∞이다.
상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 거리(dm)에 대한 불확도 성분 중 추정값은 0.800m이며, 표준불확도는 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)에 대한 반복측정에 의한 거리 불확도로서, 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 거리를 측정하는 곧은자(140)의 교정불확도, 분해능으로 인한 불확도, 우연효과에 의한 불확도의 합으로 0.293㎜로 계산되었다. 또한, 확률분포는 t분포를 나타내며, 감도계수는 0.0059, 불확도 기여량은 0.000173㎜, 자유도는 ∞이다.
상기 수준기(310)의 측정값(θ)에 대한 불확도 성분 중 추정값은 0.00°이며, 표준불확도는 표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120)와 비접촉식 피교정 수위계(130)에 대한 반복측정에 의한 기울기 불확도로서, 수준기(310)의 교정불확도, 분해능으로 인한 불확도, 우연효과에 의한 불확도의 합으로 0.000125로 계산되었다. 또한, 확률분포는 정규분포를 나타내며, 감도계수는 800.00㎜이고, 불확도 기여량은 0.1㎜, 자유도는 ∞이다.
상기 비접촉식 피교정 수위계(130)의 측정값(l')에 대한 불확도 성분 중 추정값은 반복 측정에 의한 거리 측정 평균값으로 14.052m가 측정되었으며, 표준불확도는 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도로서 비접촉식 피교정 수위계(130)의 측정값의 안정도에 의한 불확도, 분해능으로 인한 불확도, 우연효과에 의한 불확도의 합으로 0.913㎜로 계산되었다. 또한, 확률분포는 t분포를 나타내면, 감도계수는 -1.0이고, 불확도 기여량은 0.913㎜, 자유도는 ∞이다.
따라서, 비접촉식 피교정 수위계(130)의 합성표준불확도는 상기 각 요소별 불확도를 통하여 다음의 수학식 7과 같이 구할 수 있게 된다.
Figure 112015105558509-pat00010
한편, 상기 수학식 7에서 계산된 합성표준불확도의 유효자유도를 Welch-Satterthwaite 공식을 이용하여 다음의 수학식 8과 같이 구할 수 있는데, 이 유효자유도는 합성표준불확도 교정결과의 표준편차를 얼마나 잘 추정하는가를 나타내는 것이다.
Figure 112015105558509-pat00011
또한, 상기 수학식 7에서 계산되는 합성표준불확도의 확장불확도를 계산할 수 있는데, 이 확장불확도는 합성표준불확도에 포함인자(k)를 곱하여 계산되며 포함인자는 유효자유도가 ∞이므로 신뢰수준 95%일 때 k=2를 적용하여 다음의 수학식 9와 같이 구해진다.
Figure 112015105558509-pat00012
상기의 과정을 통하여 표 1과 같은 수위계 불확도 총괄표가 작성되어 비접촉식 피교정 수위계(130)의 합성표준불확도와 자유도 및 확장불확도를 계산할 수 있으며, 이를 통하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 교정이 이루어질 수 있다.
이하, 상기의 구성으로 이루어진 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템을 통하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도가 계산되는 과정에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 비접촉식 피교정 수위계의 불확도가 계산되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
단계 S110 : 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 측정하기 위해 먼저 교정테이블(110)에 각 장비를 설치한다. 즉, 교정테이블(100)에 표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120), 비접촉식 피교정 수위계(130)를 소정의 간격으로 이격되게 수평으로 설치한다. 또한, 주변 온도와 습도 및 기압을 측정하기 위하여 교정환경측정부(200)의 온도계(210)와 습도계(220) 및 기압계(230)를 교정테이블(100)의 일측에 설치한다. 상기표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120), 비접촉식 피교정 수위계(130), 교정환경측정부(200)는 측정된 측정값을 유선 또는 무선을 통하여 수위계 교정장치(500)에 전송하게 된다.
단계 S120 : 교정테이블(100)에 장비가 설치되면, 바람의 영향을 받지 않도록 유의하여 타켓(300)을 수평으로 설치하고, 상기 타켓(300)에 x축의 경사를 측정할 수 있도록 수준기(310)를 설치한다.
단계 S130, S140 : 상기 과정을 통하여 교정테이블(100) 장비 및 타켓(300)이 설치되면, 수위계 교정장치(500)와 표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120), 비접촉식 피교정 수위계(130)의 통신을 연결하고(S130), 수위계 교정장치(500)에 탑재된 교정 프로그램을 실행하여 비접촉식 피교정 수위계(130)에 대한파라메터를 셋팅하고 교정파일명 등을 설정하는 환경설정을 수행하게 된다.
단계 S150, S160 : 상기 교정테이블(100)에 설치된 표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120), 비접촉식 피교정 수위계(130)를 초기화하여 영점을 조정한 후(S150), 곧은자(140)를 통하여 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 거리를 측정하게 된다(S160).
단계 S170 : 측정의 정확성을 높이기 위해 타켓(300)에 대한 측정은 여러 위치에서 진행되는데, 이를 위해 먼저 측정할 위치를 설정하게 된다. 본 발명의 실시예에서는 5곳의 측정위치를 설정하여 측정이 이루어질 수 있도록 한다.
단계 S180, S190 : 측정위치가 설정되면, 첫 번째 측정위치로 타켓(300)을 이동시킨 후(S180), 이동된 위치에서 표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120), 비접촉식 피교정 수위계(130), 교정환경측정부(200)의 온도계(210)와 습도계(220) 및 기압계(230)의 값을 측정하고, 동시에 타켓(300)에 설치되어 있는 수준기(310)의 값을 측정하게 된다(S190). 상기 과정에서 측정되는 값은 수위계 교정장치(500)로 유선 및 IoT 기반의 무선을 통하여 전송되며, 전송되는 측정값을 수위계 교정장치(500)에서 저장하게 된다.
단계 S200 : 설정한 마지막 측정위치까지 측정하였는지를 판단하여, 마지막 위치가 되지 않았다면 상기 측정 및 전송, 저장 과정을 반복하여 수행하게 된다.
단계 S210 : 마지막 위치까지 측정이 완료되면, 수위계 교정장치(500)는 측정값을 분석하여 불확도를 계산하고 교정을 완료하게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수위계 교정장치의 교정 프로그램 화면 일례를 나타낸 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수위계 교정장치(500)의 교정 프로그램을 통하여 표출되는 화면에는, 교정테이블의(100) 설치 및 동작 상태와, 표준거리측정기 1(110), 표준거리측정기 2(120) 및 비접촉식 피교정수위계(130)의 각 측정값과, 온도/습도/기압의 정보와, 타켓(300)의 경사도 값 등이 표시됨을 알 수 있다. 따라서, 관리자는 이 수위계 교정장치(500)의 화면에 표시되는 설정값을 조작하여 비접촉식 수위계의 현장교정용 표준교정시스템의 각 동작을 설정할 수 있으며, 동작상태를 확인할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템은 교정테이블(100)에 설치되는 표준거리측정기 1(110), 2(120)와 비접촉식 피교정 수위계(130) 및 곧은자(140)와, 타켓(300)에 설치되는 수준기(310)의 측정값을 분석하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 현장에서 직접 검출하게 되며, 검출되는 불확도 정보를 통하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 교정이 현장에서 직접 이루어질 수 있도록 한다.
이러한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
100 : 교정테이블 110 : 표준거리측정기 1
120 : 표준거리측정기 2 130 : 비접촉식 피교정 수위계
140 : 곧은자 200 : 교정환경측정부
210 : 온도계 220 : 습도계
230 : 기압계 300 : 타켓
310 : 수준기 410 : 초점조정기 1
420 : 초점조정기 2 430 : 초점조정기 3
500 : 수위계 교정장치 600 : 교정관리서버
700 : 관리자 단말기

Claims (9)

  1. 현장에서 비접촉식 수위계의 불확도를 측정하여 교정할 수 있도록 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템으로서,
    교정테이블(100)에 설치되어, 타켓(300)과의 거리를 측정하는 표준거리측정기 1(110);
    상기 표준거리측정기 1(110)과 이격되어 교정테이블(100)에 설치되어, 타켓(300)과의 거리를 측정하는 표준거리측정기 2(120);
    상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120)의 사이에서 교정테이블(100)에 설치되어, 비접촉식으로 타켓(300)과의 거리를 측정하는 비접촉식 피교정 수위계(130);
    물을 대신하여 상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 및 비접촉식 피교정 수위계(130)에서 송출되는 신호를 반사하는 타켓(300);
    상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 및 비접촉식 피교정 수위계(130)를 통하여 측정되는 타켓(300)과의 거리 정보와, 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 사이의 거리 정보와, 상기 타켓(300)의 경사도 정보를 분석하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 산출하는 수위계 교정장치(500);를 포함하되,
    상기 수위계 교정장치(500)는
    상기 비접촉식 피교정 수위계(130)의 보정값이 되는 불확도(br)를 다음의 수학식을 통하여 산출하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템.
    [수학식]
    Figure 112018000545546-pat00019

    (여기에서, l1은 표준거리측정기 1(110)의 측정값, l2는 표준거리측정기 2(120)의 측정값, dm는 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(110) 사이의 거리, θα는 타켓(300)의 x축에 의한 경사도, l'는 피교정 수위계(130)의 측정값을 나타낸다)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 타켓(300)에는 타켓(300)의 기울어진 경사도를 측정하여, IoT 기반의 무선 통신을 통하여 수위계 교정장치(500)에 전송하는 수준기(310)가 설치된 것을 특징으로 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 및 비접촉식 피교정 수위계(130)는 상하좌우 방향 조절이 가능한 초점조정기 1, 2, 3(410)(420)(430)의 상부에 각각 설치되어, 타켓(300)과의 초점을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 교정테이블(100)에는 주변 온도와 습도 및 기압을 포함하는 교정 환경을 측정하여 수위계 교정장치(500)에 전송하는 교정환경측정부(200)가 구비된 것을 특징으로 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수위계 교정장치(500)는 산출되는 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도 정보 및 교정 정보를 IoT 기반의 무선 통신을 통하여 교정관리서버(600) 또는 관리자 단말기(700)에 전송하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정시스템.
  7. 현장에서 비접촉식 수위계의 불확도를 측정하여 교정할 수 있도록 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정방법으로서,
    교정테이블(100)에 나란히 이격 설치되는 표준거리측정기 1(110)과 비접촉식 피교정 수위계(130) 및 표준거리측정기 2(120)를 통하여 타켓(300)과의 거리를 측정하는 단계(a); 곧은자(140)를 통하여 상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 사이의 거리를 측정하고, 상기 타켓(300)에 설치된 수준기(310)를 통하여 타켓(300)의 경사도를 측정하는 단계(b); 수위계 교정장치(500)에서 상기 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 및 비접촉식 피교정 수위계(130)를 통하여 측정되는 타켓(300)과의 거리 정보와, 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(120) 사이의 거리 정보와, 상기 타켓(300)의 경사도 정보를 분석하여 비접촉식 피교정 수위계(130)의 불확도를 산출하는 단계(c);를 포함되,
    상기 수위계 교정장치(500)는
    상기 비접촉식 피교정 수위계(130)의 보정값이 되는 불확도(br)를 다음의 수학식을 통하여 산출하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정방법.
    [수학식]
    Figure 112018000545546-pat00020

    (여기에서, l1은 표준거리측정기 1(110)의 측정값, l2는 표준거리측정기 2(120)의 측정값, dm는 표준거리측정기 1(110)과 표준거리측정기 2(110) 사이의 거리, θα는 타켓(300)의 x축에 의한 경사도, l'는 피교정 수위계(130)의 측정값을 나타낸다)
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 교정테이블(100)에 설치되는 교정환경측정부(200)를 통하여 주변의 온도와 습도 및 기압을 포함하는 교정 환경 정보를 측정하고, 측정된 교정 환경 정보를 수위계 교정장치(500)에 전송하는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 수위계 현장교정용 표준교정방법.
  9. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2654370C1 (ru) * 2017-07-25 2018-05-17 Сергей Иванович Остапчук Способ измерения уровня воды в скважине и устройство для его осуществления
CN108414057B (zh) * 2018-02-08 2024-07-02 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 一种非接触式水位计检测校准装置
JP7349238B2 (ja) * 2018-09-28 2023-09-22 旭化成株式会社 湿度測定装置、及び露点温度測定装置
CN110346012B (zh) * 2019-07-03 2024-04-26 长江三峡通航管理局 一种高水头船闸水位计自动校准方法
CN112212947A (zh) * 2019-07-09 2021-01-12 中核四0四有限公司 一种用于超声波液位计现场校准的装置及方法
KR102510078B1 (ko) * 2021-11-29 2023-03-14 민경인 갈바노미터를 이용한 수위측정기 및 수위측정 방법
KR102679737B1 (ko) * 2023-06-16 2024-06-28 박경현 불감대 영역이 없는 초음파 레벨 측정 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100753774B1 (ko) * 2007-06-18 2007-08-30 한국수자원공사 수위계의 표준 교정장치 및 교정방법
KR200447626Y1 (ko) * 2009-02-13 2010-02-11 이기훈 레이저빔을 이용한 높이측정장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100753774B1 (ko) * 2007-06-18 2007-08-30 한국수자원공사 수위계의 표준 교정장치 및 교정방법
KR200447626Y1 (ko) * 2009-02-13 2010-02-11 이기훈 레이저빔을 이용한 높이측정장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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홍성택 외 1인, ‘수위데이터 신뢰성 향상을 위한 현장 교정방안’, 한국통신학회 종합 학술 발표회 논문집(하계), 2015.06., pp.35-36.*

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