제품 포지셔닝

다오완이 채수 제어 및 소프트웨어 시스템을 자체 개발하고 독일·덴마크 순정 채수 프레임을 통합합니다.

Fig. 1　HYDRO-BIOS 다연식 채수 어레이(순정 제품 사진)

Fig. 2　KC-Denmark 프레임 12병 구성 완제기(제품 사진)

제품 개요

DW31 시리즈 다연식 채수기는 칭다오다오완과기유한공사가 채수 제어 및 소프트웨어 시스템을 자체 개발하고 국제 주류 채수 프레임을 통합한 층위별(층화) 채수 제품 시리즈입니다. 다오완은 수중 메인 제어부, 채수 제어 전자부, 갑판 유닛 및 DWS 소프트웨어를 자체 개발하여 완결된 채수 제어·데이터 체계를 구성합니다. 채수 프레임과 채수병은 독일 HYDRO-BIOS와 덴마크 KC-Denmark, 두 국제적으로 저명한 채수기 제조사의 순정 표준 부품을 채택하고, 국내에서 시스템 통합·테스트 및 완제기 납품을 수행하여 두 가지 샘플링 모드와 두 개 프레임 브랜드를 아우르는 네 가지 모델을 형성했습니다.

시리즈는 샘플링 모드에 따라 두 종류로 나뉩니다. 온라인 실시간 샘플링형(구성 코드 -DR)은 채수 층위를 실시간 회신되는 염분·수온·수심 프로파일 데이터로 결정하며, 폐병 명령을 실시간 하달하고 병별로 확인합니다. 사전 설정 채수 수심 자기기록 샘플링형(구성 코드 -SC)은 전개 전에 채수 층위 시퀀스를 설정하고, 장비가 케이블 없이 사전 설정 수심에 따라 자동으로 병을 닫으며 회수 후 데이터를 읽습니다.

채수 프레임은 순정 표준 부품을 채택합니다. HYDRO-BIOS 다연식 채수 어레이는 6 / 12 / 24 병 위치와 1.7～10 L 병 용적 선택을 제공하며 작동 수심은 3 000 m(6 000 m 선택 가능)입니다. KC-Denmark 로제트(Rosette) 프레임은 12 / 24 병 위치와 10 L 채수병을 제공하며 정격 작동 수심은 6 000 m입니다. 프레임 구조, 병체와 액추에이터의 기계 부분은 순정 설계와 사양을 그대로 사용하며 변경하지 않습니다.

두 프레임이 동일한 다오완 제어·소프트웨어 체계를 공유합니다. 수심 판정은 메인 제어부(또는 DW16 CTD(염분·수온·수심계)) 자체의 압력 채널에서 나오고, 채수 층위와 염분·수온·수심 프로파일 데이터가 동일 출처에서 나오므로, 회수 후 병 번호, 층위, 프로파일 기록이 세 가지 모두 직접 대응됩니다.

주요 특징

●　하나의 메인 제어부, 두 개의 프레임. 다오완 메인 제어 시스템은 HYDRO-BIOS와 KC-Denmark 두 국제 채수기 프레임을 성공적으로 통합하였고, 동시에 CTD(염분·수온·수심), 클로로필, 탁도, 용존산소, 고도계(알티미터) 등 주류 센서를 통합했습니다;

●　두 가지 샘플링 모드: 온라인 실시간 샘플링(-DR)과 사전 설정 채수 수심 자기기록 샘플링(-SC)으로, 선박 사용 시간, 케이블 조건과 조사 목적에 따라 선택합니다;

●　6～24 병 위치, 1.7～10 L 병 용적: 층위 밀도와 단일 시료 용적을 조사 수요에 따라 조합합니다;

●　층위와 프로파일의 동일 출처: 수심 판정은 메인 제어부 압력 채널에서 취하며, 폐병 순간의 수심, 수온, 염분이 병 번호와 함께 기록됩니다;

●　심해 커버: HYDRO-BIOS 프레임 3 000 m(6 000 m 선택 가능), KC-Denmark 프레임 6 000 m 전 해심, 실시간형 FSK 반송파 통신 거리는 10 000 m에 이릅니다;

●　폐병 동작 확인 가능: HYDRO-BIOS 프레임은 폐병 명령마다 응답이 있고, KC-Denmark 프레임은 전 행정 병 위치 모니터링으로 소프트웨어 카운트/3점 홀 기준 원점을 한 번에 복귀시킬 수 있습니다;

●　소프트웨어 사용 편의: 다오완 DWS 소프트웨어(중국어 인터페이스)로 실시간 표시, 층위 설정, 수동 트리거, 곡선 재생과 데이터 내보내기를 커버합니다;

●　자체 연구개발과 현지화 납품: 수중 메인 제어부, 채수 제어 전자부, 갑판 유닛, DWS 소프트웨어와 FSK 통신은 다오완이 자체 개발하고, 완제기는 국내에서 통합·테스트·납품되며, 품질보증, 예비 부품과 교정 서비스는 현지화되어 제공됩니다.

모델 및 선정 비교

모델은 「채수 프레임 브랜드 × 샘플링 모드」로 설립되며, 샘플링 모드는 다오완 구성 코드로 표시합니다. -DR은 온라인 실시간 샘플링(직독식), -SC는 사전 설정 채수 수심 자기기록 샘플링(자기기록식)입니다. 채수병 수량과 병당 용적은 각 모델의 구성 옵션으로 주문 시 확정됩니다.

선정 가이드: 관측 층위가 많고 단일 시료 용적이 작은 경우(영양염, Chl-a 등)는 24병 소형 용적 채수병 구성을, 층위가 적고 대용량 수질 시료가 필요한 경우(미생물 배양, DOM)는 6 또는 12병에 5～10 L를 선택하십시오. 아머드 케이블과 윈치 조건이 있고 현장에서 층위를 판단해야 하는 경우 실시간형(-DR)을, 케이블 작업 조건이 없거나 사전 설정된 층위에 따라 독립 운전이 필요한 경우 자기기록형(자기 저장형)을 선택하십시오. 심해와 저층 채수는 DW3102 시리즈(6 000 m, 고도계와 저층 접촉 경보기 보조)를 우선하고, 대륙붕·대륙사면의 일반 단면 및 다층 채수에는 DW3101 시리즈를 선택할 수 있습니다. 자기기록형의 트리거·전원·저장 구성은 프로젝트 기술 협의서를 기준으로 합니다.

Fig. 3　채수기 프레임 비교도(24병/12병/6병 프레임 실물 촬영)

작동 원리

실시간형(-DR)은 윈치와 함께 하강하며 수중 센서가 수온, 염분, 수심, 클로로필 농도, 저층(해저) 이격 고도 등 파라미터를 동시에 수집하여 실시간으로 갑판에 회신합니다. 운용 요원이 프로파일 곡선에서 목표 층위를 판정하면 병마다 폐병 명령을 순차적으로 하달하고, 모터가 액추에이터 암을 구동하여 정밀하게 회전·위치 전환하며 해당 병 위치의 채수병을 순서대로 닫고 응답을 회신하여 다층 이산 채수를 완료합니다. HYDRO-BIOS 프레임형은 갑판 케이블을 통해 RS-232 통신을 하며 수심 판정은 DW16의 압력 채널에서 가져옵니다. KC-Denmark 프레임형은 선체 탑재 아머드 케이블을 통한 FSK 반송파 통신으로 통신 거리가 10 000 m에 이릅니다.

자기기록형(-SC)은 전개 전에 소프트웨어로 채수 층위 시퀀스를 설정하며, 장비는 내장 배터리로 독립 전원을 공급받아 케이블 없이 운전합니다. 하강과 인상 과정에서 실측 수심을 사전 설정 층위와 비교하여 해당 층에 도달하면 자동으로 병을 닫고 병 번호와 당시의 CTD(염분·수온·수심) 데이터를 기록하며, 회수 후 RS-232로 DWS 소프트웨어에 연결하여 데이터를 읽습니다. 자기기록형의 트리거, 전원과 저장 구성은 프로젝트 기술 협의서를 기준으로 합니다.

두 모드의 수심 판정은 모두 메인 제어부(또는 DW16) 자체의 압력 채널에서 나오고, 채수 층위와 프로파일 데이터가 동일 출처에서 나오므로, 회수 후 병 번호, 층위, 프로파일 기록이 세 가지 모두 직접 대응될 수 있습니다.

Fig. 4　시스템 링크 개념도: 다오완 메인 제어부가 RS-232로 채수 제어 유닛과 통신(HYDRO-BIOS 프레임형, 순정 원리 개념도)

시스템 구성

자체 연구개발과 국산화 짝 구성

DW31 시리즈는 다오완 자체 브랜드 제품입니다. 시스템 솔루션, 제어 전자부와 소프트웨어는 다오완이 자체 개발하고, 채수 프레임, 채수병과 액추에이터는 독일 HYDRO-BIOS, 덴마크 KC-Denmark의 순정 표준 부품을 채택하며, 완제기는 국내에서 통합·조정·테스트 및 납품을 완수하고 다오완이 품질보증, 교정과 기술 서비스를 통합 제공합니다. 연구개발, 부품과 서비스의 세 층위별 분업은 다음과 같습니다:

이러한 분업으로 DW31 시리즈는 국제적으로 성숙한 기계 플랫폼의 신뢰성과 국내 연구개발 대응의 유연성을 동시에 갖추게 됩니다. 기계 채수 부분은 장기 해상 작업으로 검증된 순정 부품을 채택하고, 제어·소프트웨어·데이터 체계는 다오완이 자체 개발하여 국내 조사 임무의 작업 관행과 프로젝트 수요에 따라 기능과 인터페이스를 커스터마이징할 수 있으며 신속한 기술 지원을 제공합니다.

소프트웨어 시스템

KC-Denmark 프레임형(DW3102)의 갑판 유닛은 다오완 DWS 소프트웨어를 구동하며, 구성·조정, 채수 작업과 프로파일 곡선 표시 기능 인터페이스를 커버하고, 갑판 유닛과 수중 메인 제어부는 통합 통신 포트로 연결 즉시 사용됩니다.

●　구성·조정 인터페이스: 1 / 2 / 4 Hz 실시간 데이터 갱신과 통신 하트비트 모니터링을 지원하며, 전원 인가 승인, 모터 단보 동작, 원점 복귀 교정과 수동 병 위치 선택을 지원하고, 이력 데이터 조회와 일괄 내보내기를 제공합니다.

Fig. 5　다오완 DWS 소프트웨어 구성·조정 인터페이스(샘플링 층위 시퀀스와 병 위치 제어)

●　채수 작업 메인 인터페이스: 파라미터 수치와 실시간 곡선의 이중 표시, 모터 상태, 배터리 잔량과 통신 상태의 온라인 모니터링을 제공하며, 작업 중 언제든 채수 트리거 또는 일시 정지가 가능하고 조정/작업 모드를 한 번에 전환합니다.

●　프로파일 곡선 인터페이스: 염분·수온·수심, 클로로필, 저층(해저) 이격 고도를 수심에 따라 프로파일로 그리며, 다파라미터 동시 화면 비교, 확대·축소와 데이터 포인트 조회를 지원하여 수중 성층 구조 판단과 채수 층위 선정을 보조합니다.

Fig. 6　다오완 DWS 소프트웨어 채수 작업 메인 인터페이스

Fig. 7　다오완 DWS 소프트웨어 프로파일 곡선 표시 인터페이스

HYDRO-BIOS 프레임형(DW3101)은 다오완 DWS 소프트웨어와 짝을 이룹니다. 중국어 인터페이스로 실시간 프로파일 표시, 층위 설정, 수동 트리거, 병 번호와 데이터 기록을 커버하며, DW16 시리즈와 동일한 조작 절차와 데이터 내보내기 방식을 공유합니다.

구성과 선정

병 위치 수는 조사 층위 밀도와 항차 선박 사용 시간에 따라 결정됩니다. 12 / 24병형은 표준 단면 및 고해상도 연직 채수에 적합하고, 6병 구성은 층위가 적고 대용량 채수에 적합합니다. KC-Denmark 프레임형의 병 위치 교정 방식은 두 단계로 구분됩니다. 12병형은 소프트웨어 카운트 원점 복귀 교정(RESET으로 1번 병 이전 기준 위치로 회전, 수동 병 위치 교정 지원)을 채택하고, 24병형은 3점 홀 센서 자동 원점 복귀 교정(카운터가 6#/7#、14#/15#、22#/23# 병 위치 사이에 위치)을 채택하여 원점 복귀 시간이 크게 단축됩니다. 작업 전에 반드시 기종별로 패널 버튼 기능을 확인하십시오.

DW3102 시리즈는 선체 탑재 아머드 동축 케이블을 통해 FSK 반송파 통신을 구현합니다. 갑판 측 FSK 인터페이스는 48 V를 출력하며, 케이블 코어와 외부 아머가 각각 신호의 두 극에 해당하고 아머드 케이블은 수중으로 전원을 공급할 수 없습니다. 이에 짝하는 윈치와 아머드 케이블은 사용 선박 측에서 제공합니다. DW3101 시리즈의 제어 유닛은 직독식 DW16(DW1613-D 1 500 m / DW1623-D 6 000 m)을 선택하여 온라인 실시간 샘플링을 구현하고, 자기기록(자기 저장) 샘플링에는 자기기록형 DW16(16 GB 저장, 내장 충전식 리튬 배터리)을 선택합니다. 구체적인 구성은 프로젝트 기술 협의서를 기준으로 합니다.

Fig. 8　DW16 시리즈 CTD(염분·수온·수심계)(DW3101 시리즈 제어 유닛, 제품 사진)

기술 사양

DW3101 시리즈(HYDRO-BIOS 프레임)

DW3102 시리즈(KC-Denmark 프레임)

수중 유닛은 메인 제어 유닛의 내장 내압 배터리로 독립 전원을 공급받습니다. 메인 제어부가 출력하는 48 V는 FSK 통신 모듈 전용이며, 아머드 케이블은 수중 장비에 전원을 공급할 수 없습니다.

갑판 제어 유닛(DW3102 시리즈)

응용 분야

●　대양·심해 종단 조사의 다층 이산 채수(6～24 층);

●　해양과 호수의 층위별(층화) 수질 시료 채취: 영양염, 용존산소, 클로로필 a와 미생물 시료의 프로파일 채취;

●　저층 고해상도 샘플링: 고도계와 저층 접촉 경보기의 보조로 해저에 안전하게 접근하여 취수(DW3101 시리즈);

●　종단 조사에서 표준 층위별로 취수하며, 층위와 CTD 데이터가 동일 출처로 대응됩니다;

●　수질 배경 조사, 환경영향평가와 배출 혼합 구역 조사;

●　저수지, 하구와 음용수 수원지의 연직 수질 샘플링;

●　모니터링 스테이션, 해양 플랫폼 등 장기 모니터링 시나리오의 짝 채수;

●　교육 실습과 관측 시스템 통합 프로젝트에서의 채수 기능 구성.

제품 갤러리

Fig. 9　현장 실물 촬영: 프레임 회수 점검

Fig. 10　현장 실물 촬영: 두 사람이 협력하여 어레이 프레임을 고정

Fig. 11　KC-Denmark 프레임형의 내외 이중 프레임 구조

Fig. 12　다연식 채수기 완제기 실물 촬영(12 병 위치 프레임)

Fig. 13　갑판 제어 유닛(커버 개방 상태, 디스플레이와 조작 패널 통합)

Fig. 14　채수병 병구와 폐병 액추에이터 클로즈업

Fig. 15　갑판 제어 유닛 조작 패널 클로즈업

Fig. 16　HYDRO-BIOS 다연식 채수 어레이(6병 구성 실물 촬영)

Fig. 17　해상 시험 현장: 다연식 채수 어레이와 다오완 CTD 통합 완제기

Fig. 18　해상 시험 현장: 채수병과 다오완 CTD 통합 디테일

Fig. 19　해상 시험 현장: 어레이를 선현을 따라 전개

Fig. 20　해상 시험 현장: 다연식 채수 어레이의 출수 순간