초록
본 연구는 홍수기 유량측정의 어려움을 극복하고자 물과 비접촉식으로 유속을 측정하여 유량을 산정하는 전자파표면유속계(microwave water surface current meter, MWSCM)의 성능개선 제품인 범용 MWSCM에 대하여 소개하고자 하였다. 기존에 사용 중인 MWSCM은 홍수용으로써 연중 활용도가 낮아 이것의 이용성을 높이고자 성능을 개선하였다. 유속측정 범위를 확장하여 평 갈수기에도 하천 유량측정이 가능하게 하였다. 즉 기존 홍수용 MWSCM의 유속측정 범위가 $0.5{\sim}10.0ms^{-1}$이었던 반면, 금번에 개발된 범용 MWSCM은 $0.03{\sim}20.0ms^{-1}$로 홍수기 및 평수기 측정이 가능하도록 성능을 개선하였다. 이를 위해서 사용주파수의 변경($10GHz{\rightarrow}24GHz$), 안테나 및 송수신부 회로가 새롭게 설계 제작되었다. 이와 더불어 기존 홍수용 MWSCM 사용자들의 개선요구사항-기기 경량화, 유속 안정화, 자체점검기능, 저전력, 방수 및 방습-을 파악하여 반영함으로써 현장에서 유량을 측정하기에 용이한 기기로 개발하였다.
Discharge measurement during flood season is very difficult. Microwave water surface current meter (MWSCM) can measures river surface velocities easily without contacting water. This study introduces its improved version, MWSCM for general use. The existing version of MWSCM is for floods so that its applicable period in a year is short. It has been improved to extend its applicability in a year. The range of measurable velocity for MWSCM for general use is extended so it can be applied during normal flows as well as high flows. MWSCM for general use can measure the velocity range of $0.03{\sim}20.0ms^{-1}$, whereas MWSCM for floods can measure the velocity range of $0.5{\sim}10.0ms^{-1}$. To make such innovation of MWSCM for general use, the applied microwave frequency of MWSCM was changed from 10 GHz to 24 GHz. Waveguide slot array antenna has been designed with the new development of the circuit of transmitting and receiving part. Improvement requests on the existing MWSCM for floods - weight lightening, measured velocity stabilization, self-test, low power consumption, and waterproof and dampproof - from the users of it have been reflected for the development of the new version of MWSCM.
