1. 용량식 파고계의 원리

◆ 원리 1
    축선이 도체(전기를 통하기 쉬운 것)로 있는 절연 피복(전기적 절연물)선은 수중에
넣으면 도체와 물 사이에 Condenser가 형성됩니다.
이것은 물을 0 level(G : Ground)로 하고 있으므로, 금속 도체와의 사이에 전위차가
생기기 때문에, 그 사이의 절연물은 Condenser적인 움직임으로 됩니다.
Condenser부분의 정전 용량(C)는, 수심(H)가 변화하면 정전 용량도 변화합니다.
이 변화는 비례하므로 수심이 깊게 되면 정전 용량은 증가하고, 낮아지면 정전 용량은 감소합니다.

이 정전 용량을 검출 내부(그림 1-B)에서 그것에 비례한 전압(V)에 변환(H C V)하고,
다시 한번 본체 내부의 직류 증폭기에서 전압 증폭하여 기준위로부터 변화를
수치변환 하여 출력하고 있습니다.

◆ 원리 2
   측정원리는 수중으로부터 해면상에 연직으로 설치되어 있는 전선과 해수 사이의 전기적 용량이
수위에 상하에 따라서 변화하는 것을 기초로 한다.
장점은 출력값에 대한 선형성과 응답성이 좋다는 것이다.
단점으로는 여러 대의 파고계를 근접하여 관측할 경우 상호간섭이 생겨 관측 값에 오차가 생길 수 있으며,
케이블의 길이에 한계가 있을 수 있으며, 묘류물로부터 센서의 보호장치가 필요하며,
해수에 대한 저항이 나쁘게 되면 출력값이 달라질 수 있다는 것이다.
또한, 해조류 등에 의해 용량선이 변화하면 출력 값이 변하는 것이다.
 


파고계 원리

2. Servo식 파고계의 원리

   침 전극과 Earth 전극간의 저항치가 항상 일정하게 되도록 Servo motor를 구동합니다.
이것은 침 전극 끝부분(그림 2-A)의 수위 변화에 따라 물과의 접촉 면적이 변화하지도 않고,
저항값(R)가 변동하더라도 이것을 Real Time으로 Earth 전극간의 저항치(R.s)가
일정하게 되도록 Servo motor에 의해 침 전극을 변화 (上,下로 움직이게 함)시킵니다.
침 전극의 위치는 Servo motor와 기계적으로 연동된 Potentiometer에 의해
위치 출력 (파고출력)으로서 나타납니다.

3. 수압식 파고계

  수압식 파고계는 파고 수감부를 수중 또는 해저 바닥에 설치하여 파랑에 의해 발생하는
수중압력의 변화를 측정하여 파고를 산출하는 파고계이다.
관측 결과는 기기내 또는 수감부 (Sensor)와 수중케이블을 연결하여 육상의 자료저장장치에 저장된다.
따라서 해안이나 도서의 근거리에서 파고관측에 용이하다.
수중케이블 사용시에는 해면과 육상에 접하는 부분에 조석, 파랑 등에 의해 절단 손상되는 경우가 많으므로
특히 유의 하여야 하며, 해면에 파고계 설치 위치를 표시하지 않을 경우 저인망 등에 의한 피해가 예상될 수 있다.
장점은 고장율이 적고, 어업이나 선박의 항해에 방해 받지않으며,
조석 간만의 차이가 큰 해역에서도 설치가 가능할 뿐 아니라 수위측정도 가능한 것이다.
단점으로는 수압 관측값을 수위 값으로 환산하는 점과 고주파수대 파랑 관측에 문제가 있을 수 있는 것,
유속이 빠른 곳에서는 유속에 의해 파장이 변할 수 있으므로 압력전달계수의 계산에 이를 고려해야 한다.

4. 초음파 파고계

① 수중발사형

   해저에 설치된 초음파식 송수파기로부터 발사된 초음파가 해면에 반사하여 돌아오는 시간을 측정하는 것이다.
이 파고계의 장점은 표면파형이 직접 관측되며, 해저에 설치하기 때문에 어업이나 선박에 항해로부터 방해가 적다.
단점은 수질조건이 복잡하거나 급변하는 해역(쇄파대, 하구부근 등 해수가 현저하게 교란되는 장소),
연안 또는 해안 구조물이 인접하여 초음파의 반사가 영향을 받는 곳, 선박의 항해가 빈번한 곳
그리고 강풍에 의해 쇄파 등이 자주 발생하는 곳에는 관측 결과에 오차가 생길 수 있다.

 img14.gif

② 공중발사형

   송.수신기를 공중에 설치하여 연직하 방향으로 발사한 초음파가 해면에서 반사되는 시간을 측정하는 것이다.
대기중에서 초음파의 전파속도가 수중에 비해 늦고 온도변화에 대한 속도변화를 무시할 수 없기 때문에
온도보정회로가 내장되어 있다.
또한 바람, 비 등 악기상시 초음파의 신호에 문제가 발생될 소지가 있기 때문에 이에 대한 저감방안이 있어야 한다.

img15.gif