KR0120917Y1

KR0120917Y1 - 수용액막의 페하측정장치

Info

Publication number: KR0120917Y1
Application number: KR2019940035875U
Authority: KR
Inventors: 조준형
Original assignee: 김만제; 포항종합제철주식회사; 신창식; 재단법인산업과학기술연구소
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1998-08-01
Also published as: KR960024269U

Abstract

본 고안은 얇은 수용액막의 pH를 측정하는 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 수용액막의 pH를 수용액막을 이루고 있는 용액을 빨판과 흡입장치를 이용하여 모아서 pH 측정기를 이용하여 측정하는 장치에 관한 것이다. 본 고안은 두께가 얇은 수용액막의 페하(pH)를 측정하는 장치에 있어서, 상수도에 흡입구가 연결되고 상기 흡입구의 반대측으로 배출구가 연결되며, 일측에는 입구가 형성되어 상기 입구에 전자식 밸브를 갖춘 튜브가 연결되는 흡기기; 상기 흡기기의 튜브에 연결되는 유리관이 일측으로 유입되고, pH 측정기의 튜브에 연결된 pH 측정전극이 갖춰지며, 빨판에 연장된 튜브가 연결된 유리관이 장착되는 한편, 하부로는 전자식 밸브를 갖는 배수관이 연결되고 밀봉처리되는 일정크기의 중공형 채집기; 빨판을 시편의 수용액막에 밀착시키도록 탄력지지하는 스프링; 상기 채집기의 내부와, 빨판 및, 상기 빨판과 채집기를 연결하는 튜브와 유리관을 세척하는 증류수를 연속적으로 공급하도록 튜브의 중간에 전자식 밸브를 갖는 증류수통; 및, 상기 전자식 밸브를 원격조작으로 개폐시키는 밸브조절기; 를 포함함을 특징으로 하는 수용액막의 페하 측정장치를 제공한다.

Description

수용액막의 페하(pH) 측정장치

제1도는 본 고안에 따른 페하(pH) 측정장치의 전체구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:상수도 12:흡기기

14:튜브 16:채집기

18:유리관 24:빨판

28:pH 측정전극 35:증류수통

40:시편 50a,50b,50c:전자식 밸브

55:밸브 제어기

본 고안은 얇은 수용액막의 pH를 측정하는 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 수용액막의 pH를 측정하기 위하여 수용액막을 이루고 있는 용액을 빨판과 흡입장치를 이용하여 모아서 pH 측정기를 이용하여 측정하는 장치에 관한 것이다.

종래에 두꺼운 수용액막의 경우 pH 측정은 편평한 유리막(Glass membrane)으로 이루어진 pH 전극을 사용하여 측정한다. 얇은 수용액막의 경우 유리 전극이 수용액막에 잠기지 않기 때문에 리트머스 시험지를 이용하여 시험자가 용액을 묻혀 보고 나타나는 색을 육안으로 보고 pH를 분석한다. 그러나, 편평한 유리막의 pH 전극을 사용하여 pH를 측정하는 종래의 방법에서 pH 전극의 유리막(Glass membrane) 및 염다리의 부분이 일정 크기(또는 높이)를 갖기 때문에 용액층의 두께가 두꺼워서 이들을 잠기게 할 수 있는 정도가 되어야만 한다. 용액막의 두께가 얇을 때는 이 방법을 사용할 수 없다. 또한 용액막이 두꺼워서 잠기게 할 수 있을때도 용액층이 형성되어 있는 시편이 움직이는 시편이거나 진동을 하는 경우에는 진동에 의해 유리막이 손상될 수 있기 때문에 이용할 수 없다.

리트머스 시험지를 이용하여 얇은 용액막의 pH를 측정하는 경우 시험자가 시편의 용액층을 시험지에 묻혀보고 나타내는 색을 육안으로 판별하고 상품화 되어 있는 리트머스 시험지에 pH에 따른 색을 비교할 수 있도록 제공하는 표준 색과 비교하여 pH를 분석하게 된다. 리트머스 시험지를 이용하는 방법은 정확한 pH를 분석할 수 없다. 시험지마다 색 분별력이 다르며 또한 비교용으로 제공되는 색은 1∼12 사이에서 자연수에 대한 색만을 제공하기 때문에 소수점 이하의 값에 대해서는 분석할 수 없어 대략적인 값만을 분석할수 밖에 없다.

리트머스 시험지를 이용한 방법은 측정하고자 하는 시편이 연속적인 공정의 라인상에 있을때 시험자가 동작중인 라인의 옆에서 움직이는 시편의 용액층을 직접 묻혀 보아야 하기 때문에 어렵고 위험이 따른다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, pH 측정기를 이용하여 판상 시편위에 존재하는 얇은 수용액층의 용액을 빨판과 흡기기로서 채집하여 pH를 측정함으로서 정확한 측정이 가능하고, 작업자의 안전한 pH 측정이 가능한 수용액막의 페하(pH) 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 두께가 얇은 수용액막의 페하(pH)를 측정하는 장치에 있어서, 상수도에 흡입구가 연결되고 상기 흡입구의 반대측으로 배출구가 연결되며, 일측에는 입구가 형성되어 상기 입구에 전자식 밸브를 갖춘 튜브가 연결되는 흡기기; 상기 흡기기의 튜브에 연결되는 유리관이 일측으로 유입되고, pH 측정기의 튜브에 연결된 pH 측정전극이 갖춰지며, 빨판에 연장된 튜브가 연결된 유리관이 장착되는 한편, 하부로는 전자식 밸브를 갖는 배수관이 연결되고 밀봉처리되는 일정크기의 중공형 채집기; 빨판을 시편의 수용액막에 밀착시키도록 탄력지지하는 스프링; 상기 채집기의 내부와, 빨판 및, 상기 빨판과 채집기를 연결하는 튜브와 유리관을 세척하는 증류수를 연속적으로 공급하도록 튜브의 중간에 전자식 밸브를 갖는 증류수통; 및, 상기 전자식 밸브를 원격조작으로 개폐시키는 밸브조절기; 를 포함함을 특징으로 하는 수용액막의 페하 측정장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안은 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 고안의 페하(pH) 측정장치(1)는 제1도에 도시된 바와같이 상수도(10)에 흡기기(Aspirator)(12)를 연결하고 흡기기(12)의 흡기구(12a)로부터 일정길이를 갖는 튜브(14)를 용액채집기(16)까지 연결한다. 그리고 채집기(16)에는 흡기기(12)에 연결되는 유리관(18), 빨판(24)과 연결되는 유리관(22), 배수관(26) 등이 연결된다. 또한 채집기(16)에는 pH 전극(28)을 설치하여 모아진 용액의 pH를 측정할 수 있도록 한다.

상기 채집기(16)의 모양 및 크기는 두개의 유리관(18)(22) 및 pH 전극(28)을 설치할 수 있는 최소한의 크기로 한다.

또한, 상기 채집기(16)의 빨판(24)과 연결되는 유리관(22)으로 부터 튜브(32)로 빨판(24)이 있는 부위에 증류수 저장용(35)까지 연결한다. 상기빨판(24)은 튜브(32)의 아래쪽 부분을 적당한 크기로 원형의구멍(24a)을 뚫고 물을 잘 흡수하는 천(24b)으로 감싼다. 이 빨판(24) 부분을 시편(40)과 밀착시키기 위하여 띠 모양으로 된 스프링(42)을 사용하여 한쪽은 고정된 물체(45)에 고정시키고 한쪽은 빨판(24)의 상부와 연결하여 스프링(42)의 힘에 의해 시편(40)과 빨판(24)을 밀착시킨다. 시편(40)이 이동하지 않고 정지되어 있는 경우에는 빨판(24) 부분을 시험자가 시편(40)의 측정하고자 하는 면에서 밀착시킨 후 이동시켜 주면서 측정할 수 있다. 빨판(24)부분 다음에는 증류수통(35)을 튜브(32)로 연결하여 pH 측정시 장치의 내부를 세척하는 증류수를 제공할 수 있도록 한다. 각 부분의 연결을 개폐할 수 있도록 흡기기(12)와 채집기(16)사이, 배수관(26), 빨판(24)과 증류수통(35)사이에 전자식 밸브(50a)(50b)(50c)를 갖는다. 또한 상기 전자식 밸브(50a)(50b)(50c)는 밸브 제어기(55)에 의해서 원격으로 제어된다. 그리고, 상기 pH 측정 전극(28)에는 pH 측정기(28a)가 연결되어 채집기(16) 내부의 수용액을 자동으로 pH 측정하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 설명한다.

본 고안의 페하 측정장치(1)를 이용한 시편 용액층의 페하는 다음과 같이측정한다.

작업자는 상수도(10)를 개방시켜서 흡기기(12)의 흡기구(12a)에서 배출구(12b)로 수도물을 고압으로 통과시키면 튜브(14)가 연결된 측방입구(12c)에서는 부압이 발생된다. 이때 1번 밸브(50a)는 열고 2번 및 3번 밸브(50a)(50b)를 닫은 상태에서 빨판(24)을 시편(40)과 밀착시키면 흡기기(12)의 흡입력에 의해 시편(40)위의 용액층은 천(24b)을 투과하거나 천(24b)에 흡수 후 흡입력에 의해 채집기(16)로 이동하게 된다. 채집기(16)에 모아진 용액의 pH를 pH 측정기(28)로 측정하여 기록한다. 측정이 끝난 후 빨판(24)을 시편(40)으로 부터 분리시키고 내부를 세척하기 위해서 닫혀 있던 2번 및 4번 밸브(50a)(50b)를 열어 증류수통(35)의 증류수가 빨판(24) 및 튜브(32)내부를 세척하면서 채집기(16)로 이동하고 또한 채집기(16)도 세척하면서 배수관(26)을 통해 배수가 되도록 한다. 일정 시간 세척후 3번 밸브(50c)를 닫고 잠시후 2번 밸브(50b)를 닫아 세척을 완료한다. 세척완료 후 다시 측정을 실시한다.

이하, 본 고안을 이용한 실시예에 대하여 설명한다.

[실시예]

실험실에서 2% 염산 용액, 2% 가성소다 용액, 2% 올소규산소다 용액을 제조하였다. 15×15cm²의 크기를 갖는 냉연강판을 시편(40)으로 하여 각 용액에 10초간 침적 후 수세 방법을 다르게 하여 수세력에 따른 시편(40) 표면의 수용액층에 대한 pH를 측정하였다. 수세후 시편(40) 표면에서 빨판(24)을 시험자가 좌우로 이동하면서 수용액을 흡입하여 채집기(16)에 pH 전극(28)의 유리막과 염다리가 잠길때까지 용액을 모으고 pH를 측정하였다. pH 측정값을 비교하기 위해서 pH 값 1∼11까지 색의 변화에 의해 측정할 수 있는 리트머스 시험지를 이용하여 시편(40)위의 용액층을 묻혀서 측정하였다.

표 1에 나타난 것과 같이 본 고안의 pH 측정장치(1)를 이용한 방법이 리트머스 시험지를 이용한 방법에 비해 정확한 pH를 측정할 수 있음을 알 수 있다. 사용된 용액중 올소유산소다 용액의 경우 수세에 의해 시편(40)으로부터 수세되어 제거되는 정도가 약함을 알 수 있다.

이하 연속공정에서의 pH 측정 실시예를 설명한다.

본 고안의 pH 측정장치를 이용하여 띠 형태의 강판이 연속적으로 올소규산소다 용액으로 침적 및 전해 탈지 처리된 후 수세를 해주는 실제 라인에서 수용액막 pH 측정장치(1)로 pH를 측정하여 올소규산소다의 잔존 정도를 분석하였다. 열연강판을 원하는 두께의 냉연강판으로 얻기위해 냉간압연을 실시한다. 냉간압연시 압연유(Coolant 또는 Lubricant)를 사용한다. 압연 후 소둔을 하는 공정이 필요하다. 압연유의 제거는 탈지 공정에 의해 이루어진다. 탈지 공정에서는 올소규산소다 2%, 소량의 빌더(Bulider), 소량의 계면 활성제 등으로 구성된 용액으로 침적 탈지와 전해 탈지를 실시하며 탈지 후 탈지용액이 강판 표면에 존재하면 후공정인 소둔 공정에서 녹(Rust)을 발생시킬 수 있고 소둔 후 후처리가 실시되는 경우 후처리 불량을 발생시킬 수 있으므로 완전제거가 요구된다. 탈지 라인에서 전해탈지 후 순수를 스프레이하여 수세를 한다. 수세 후 건조시키는 과정이 필요하며 건조는 1차적으로 고무롤을 이용하여 표면의 용액 또는 물을 짜주어서 제거하는 과정을 거치게 된다. 스프레이와 고무롤의 사이에서 수막 pH 측정기(1)의 빨판(24)을 강판 표면에 밀착시킨 후 작동시켜 표면에 존재하는 용액의 pH를 측정하였다. 이때 스프레이의 분사 압력을 변화시키면서 측정하였다. 탈지용액은 3% 올소규산소다가 주성분인 것을 사용하고 두께가 0.2mm이고 폭이 1020mm인 강판(Steel strip)을 사용하였다. 강판의 처리속도는 300ppm의 속도로 처리되는 것에 대해 측정을 시도하였다. pH 측정값을 비교하기 위하여 리트머스 시험지로 pH 측정을 함께 실시하였다.

수세를 실시하지 않았을 때는 탈지 용액의 pH값과 같은 값을 얻을 수 있었으며 2Kg/cm의 분사압력으로 수세시에는 시편(40)에 올소규산소다의 성분이 남아있음을 알 수 있다. 5Kg/cm인 경우에는 수세에 사용되는 용수와 같은 pH값을 나타내었다. 그러므로 pH의 측정을 통해서 해당 탈지공정의 수세시에 분사 압력을 2보다는 크고 5보다는 작은 압력으로 분사하는 것이 적당하다는 것에 대한 판단을 가능하게 하였다.

연속공정에서 처리되는 시편에 대해서도 본 고안에 따른 수용액막의 pH 측정기(1)로 pH값을 정확하게 측정할 수 있으므로 리트머스 시험지를 이용한 측정은 대략적인 값을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다.

상기에서와 같이 본 고안에 의하면, 시편(40)위에 얇은 두께로 형성되어 있는 수용액막의 pH 측정은 정확하게 실행할 수 있다. 또한 연속적으로 이동되기 때문에 냉연강판등의 시편(40)에 적용될 수 있기 때문에 도금, 화성처리 등의 공정에서 한공정 처리후 다음공정으로 옮겨질 때 전공정의 용액이 처리중인 재료와 함께 다음 공정으로 유입되어 제품불량을 발생시키는 경우, 본 고안의 pH 측정 장치로 pH를 측정하여 검사할 수 있으며 pH 측정 장치에서 전극을 다른 이온 선택성 전극으로 대치하면 pH가 아닌 다른 이온 및 분자를 분석할 수 있으며 다양하게 응용될 수 있다. 그리고, 작업자가 직접 수용액막에 접촉하지 않고서도 pH 측정이 가능하기 때문에 안전한 작업이 이루어질 수 있는 효과가 얻어진다.

Claims

두께가 얇은 수용액막의 페하(pH)를 측정하는 장치에 있어서, 상수도(10)에 흡입구(12a)가 연결되고 상기 흡입구(12a)의 반대측으로 배출구(12b)가 연결되며, 일측에는 입구(12c)가 형성되어 상기 입구(12c)에 전자식 밸브(50a)를 갖춘 튜브(14)가 연결되는 흡기기(12); 상기 흡기기(12)의 튜브(14)에 연결되는 유리관(18)이 일측으로 유입되고, pH 측정기(28a)의 튜브에 연결된 pH 측정전극(28)이 갖춰지며, 빨판(24)에 연장된 튜브(32)가 연결된 유리관(22)이 장착되는 한편, 하부로는 전자식 밸브(50b)를 갖는 배수관(26)이 연결되고 밀봉처리되는 일정크기의 중공형 채집기(16); 빨판(24)을 시편(40)의 수용액막에 밀착시키도록 탄력지지하는 스프링(42); 상기 채집기(16)의 내부와, 빨판(24) 및, 상기 빨판(24)과 채집기(16)를 연결하는 튜브(32)와 유리관(22)을 세척하는 증류수를 연속적으로 공급하도록 튜브(22)의 중간에 전자식 밸브(50c)를 갖는 증류수통(35); 및, 상기 전자식 밸브(50a)(50b)(50c)를 원격조작으로 개폐시키는 밸브조절기(55); 를 포함함을 특징으로 하는 수용액막의 페하 측정장치.