KR100428751B1 - TDS/Salt-Meter - Google Patents
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Abstract
Description
본 고안은 이온 농도 및 휴대용 티디에스(이하 'TDS'라 한다)/염분 측정기에 관한 것으로, 더 상세하게는 전도도법을 응용한 주파수 변환 분석법을 이용하여 시료의 이온 농도, 염도(이하 염분, 염분 농도라는 말을 같이 쓴다) 및 TDS 농도에 따른 주파수를 측정한 후 염분 및 TDS 표준 용액의 농도에 따른 주파수와 비교하여 시료의 TDS 및 염분 농도를 측정하는 TDS/염분 측정기에 관한 것이다.The present invention relates to ion concentration and portable TDS (hereinafter referred to as 'TDS') / salinometer, and more specifically, to the ion concentration, salinity (hereinafter salinity, salinity) of a sample using a frequency conversion analysis method using conductivity method And TDS / salin meter for measuring the TDS and salinity of a sample by measuring the frequency according to the concentration of TDS and then comparing the frequency according to the concentration of salinity and TDS standard solution.
통상 센서 (sensor)는 검출소자라고도 하며 물리ㆍ화학량의 변화를 감지하는 장치를 일컫는 말로, 현재 개발되어진 센서를 분류하면 물리량을 계측하는 물리센서와 화학물질 측정을 대상으로 하는 화학 센서로 분류할 수 있다.In general, a sensor, also called a detection element, refers to a device that detects changes in physical and stoichiometric amounts. When sensors are developed, they can be classified into physical sensors that measure physical quantities and chemical sensors that measure chemical substances. have.
이러한 센서 기술을 응용하여 미지 시료에 포함된 다양한 화학 물질의 종류 및 구조를 밝히고 그 물질들의 양을 정량적으로 측정하기 위하여 여러 가지 분석 방법들이 개발되어 왔으며, 최근 들어 분석하고자 하는 특정 화학 물질에 대한 선택성이 우수하고 극미량의 시료도 정확하게 분석할 수 있는 방법들이 개발되고 있다. 특히, 공정의 자동화, 품질 관리, 의학적 분석, 환경 시료의 분석 등을 위해 정확하면서도 짧은 시간 안에 시료를 분석해야 할 필요성이 증가함에 따라, 화학 물질을 간편하게 분석하는 방법 및 장치의 개발에 대한 관심이 증가하고 있다.Various analytical methods have been developed to identify the types and structures of various chemical substances in unknown samples and to quantitatively measure the amount of these substances by applying this sensor technology. Methods are being developed to accurately analyze these excellent and trace amounts of samples. In particular, as the need for accurate and short time sample analysis for process automation, quality control, medical analysis, and analysis of environmental samples increases, there is a growing interest in the development of methods and devices for easy analysis of chemicals. It is increasing.
자연계에 존재하는 대부분의 물질들은 중성을 띠고 있으나, 원자나 분자가 전자를 과다하게 보유하거나 잃어서 물이나 그밖에 다른 용매에 양전기나 음전기를 띤 이온 (ion)의 형태로도 상당량 존재하게 된다. 이러한 물질들은 화학적으로 활성이 크기 때문에 임상 의료 및 진단, 식품, 환경, 공정제어 등에서 그 양을 정확히 알아내어 조절해야 할 필요가 있다.Most materials in nature are neutral, but atoms or molecules possess or lose excess electrons, which are also present in large quantities in the form of positive or negative ions in water or other solvents. Because these substances are chemically active, they need to be accurately determined and controlled in clinical healthcare and diagnostics, food, environment and process control.
이러한 이온 (ion)을 측정하는 방법으로 가장 널리 쓰이는 방법은 이온크로마토그래피법 (ion chromatography), 침전적정법 (precipitation titration), 원자흡광(atomic absorption) 또는 발광법 (atomic emission), 이온선택성 전극을 이용한 전위차법 (potentiometry), 전도도를 이용한 전도도법 (conductometry) 등이 있다.The most widely used method for measuring such ions is ion chromatography, precipitation titration, atomic absorption or atomic emission, and ion selective electrodes. Potentiometry, conductance using conductivity, and the like.
이 중 원자흡광·발광법, 침전적정법, 이온크로마토그래피법을 이용한 기기의 경우 기기가 고가이며, 시료의 전처리과정이 복잡하고, 휴대가 용이하지 않아현장 측정이 용이하지 않으며, 숙련자와 비숙련자의 숙련도에 따른 차이가 발생되고, 또한 기존 분석기기의 초점이 미량분석에 적합하도록 설계되었기 때문에 다량 분석 시 희석에 의한 오차가 생길 수 있다.Among the devices using atomic absorption / luminescence method, precipitation titration method, and ion chromatography method, the device is expensive, the pretreatment process of the sample is complicated, and it is not easy to carry, so it is not easy to measure the site. Due to the proficiency difference, and because the focus of the existing analyzer is designed to be suitable for microanalysis, errors due to dilution may occur in the large amount analysis.
이에 반하여 용액상에서 전극 반응에 의한 전위차, 전기량, 전도도 변화 등을 측정하는 전기화학적 방법의 하나로 전극 사이의 전기저항을 측정하는 전도도법의 경우 작동원리 및 사용방법이 간단하며, 감응 시간이 수초 이내로 짧을 뿐만 아니라 대량 분석이 용이하고, 분광학적 분석 방법과는 달리 시료의 탁도 등에 영향을 받지 않기 때문에 시료의 전 처리 단계가 필요 없으며 분석 장치의 제조가 비교적 간단하여 기기 가격이 다른 분석 장비에 비해 저렴하다는 장점을 가지고 있다.On the other hand, as one of the electrochemical methods for measuring the potential difference, the amount of electricity, and the change in conductivity due to the electrode reaction in solution, the conductivity method for measuring the electrical resistance between electrodes is simple and the operation time is short. In addition, mass analysis is easy, and unlike the spectroscopic analysis method, it is not affected by turbidity of the sample, so that no pretreatment step of the sample is required, and the manufacture of the analysis device is relatively simple, so that the price of the device is lower than that of other analysis equipment. It has an advantage.
따라서 전도도법에 의한 분석 방법은 공업용수의 정화설비, 상·하수의 수질관리 설비, 보일러 설비의 용수 관리 등 수질 관리·분석에서 뿐 만 아니라 식품 화학 및 공업 화학 분야에서의 공정 조절 및 환경 분석에 이르기까지 널리 응용되고 있다.Therefore, the conductivity analysis method is not only used for water quality management and analysis, such as purification facilities for industrial water, water quality management facilities for water and sewage, and boiler water management, but also for process control and environmental analysis in food and industrial chemistry. Widely applied.
일상생활에서 가장 많이 거론되는 이온은 산성-알칼리성을 결정해주는 수소이온 (H+)을 비롯하여 각종 알칼리 이온 (Na+, K+, Ca2+, Mg2+등), 중금속이온 (Pb2+, Cd2+, Cu2+등), 할로겐 이온 (F-, Cl-, Br-, I-), 이온 원자단 (NH4 +, NO3 -, SO4 2-등)등 측정 필요도가 높은 이온들이 많이 존재한다.The most common ions in everyday life include hydrogen ions (H + ), which determine acid-alkaline properties, various alkali ions (Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+, etc.), heavy metal ions (Pb 2+ , Cd 2+, Cu 2+, etc.), halogen ions (F -, Cl -, Br -, I -), atomic ions (NH 4 +, NO 3 - , SO 4 2- , etc.), and the like need to measure with a high degree of ion There are a lot of them.
특히 Na+와 Cl-이온으로 구성된 염분의 경우 매일 섭취하는 음식물 속에 다량 함유되어 고혈압 환자나 만성 신부전증 환자와 같은 경우 음식물로 섭취하는 염분량을 조절해 주어야만 한다. 그런데 우리나라 사람의 1일 평균 염분 섭취량은 20mg 정도로 서구인의 섭취량의 약 2배 이상으로 고혈압과 같은 질환의 발병빈도가 커지는 요인으로 작용한다. 따라서 고혈압 환자 뿐 만 아니라 일반인에게도 음식물로 섭취하는 염분량을 조절하는 것은 건강을 유지하는데 매우 중요하다고 할 수 있다.In particular, salts composed of Na + and Cl - ions are contained in the daily food, so in the case of patients with hypertension or chronic renal failure, the amount of salt intake should be controlled. However, the average daily salt intake of Korean people is about 20mg, which is more than twice the intake of Westerners, which acts as a factor in the incidence of diseases such as hypertension. Therefore, controlling the amount of salt intake not only for hypertension patients but also for the general public can be said to be very important for maintaining health.
TDS는 Total Dissolved Solids (총 용존 고형물)의 약자이다. 오염된 물을 여과지에 여과시켰을 경우 여과지에 걸러지는 것이 있고 통과하는 것이 있다. 여과지에 걸려지는 것을 SS (Suspended Solids, 부유물질)라고 하며, 여과지를 통과한 용액 속에 있는 용해된 물질이 바로 용존고형물 (TDS)이라고 한다.TDS stands for Total Dissolved Solids. If contaminated water is filtered through the filter paper, some of the filter paper is filtered and passed through. The hanging on the filter paper is called SS (Suspended Solids), and the dissolved material in the solution that passes through the filter paper is called dissolved solids (TDS).
총 용존 고형물질은 칼슘이나 마그네슘 철분 등 미네랄 성분을 포함한 고형물질이 물 속에 녹아 있는 총양을 말한다. 말하자면 물 속에 미네랄과 같은 고형물질이 얼마나 녹아 있는가를 재는 단위로 TDS는 수질오염이나 보일러 용수 관리 등에 사용되고 있다. 특히 보일러 관의 스케일 생성에 TDS가 중요한 지표로 이용되고 있다. 그러나 물 속에 유기물과 무기물을 측정한다는 것이 대단히 곤혹스러운 일이며 휘발성 물질(Volatile Solute)이나 산화(Oxidation)과정에서 발생하는 용존기체 등을 측정한다는 것은 신속성을 요구하는 수질관리의 측면에서 보면 실용성이 없는 일이다. 따라서 측정의 효율성 측면에서 TDS값이 전기전도도 (Conductivity)와 비례하기 때문에 전기전도도로 측정하고 있다.Total dissolved solids refers to the total amount of solids dissolved in water, including minerals such as calcium and magnesium iron. In other words, TDS is used to measure how much solids such as minerals are dissolved in water. In particular, TDS is used as an important indicator for scale generation of boiler tubes. However, measuring organic and inorganic substances in water can be very embarrassing, and measuring volatiles (Volatile Solute) or dissolved gases generated during oxidation is not practical in terms of water quality management, which requires promptness. It's work. Therefore, in terms of measurement efficiency, the TDS value is measured as the electrical conductivity because it is proportional to the electrical conductivity.
그러나 종래의 상용화된 전도도법을 이용한 측정기의 경우 대부분 측정치가 부정확하며 고가이고, 전량을 수입에 의존하고 있는 실정으로 국산화가 시급한 실정이다.However, in the case of the conventional measuring device using a commercially available conductivity method, most of the measured values are inaccurate and expensive, and localization is urgently needed since the whole quantity depends on imports.
종래의 염도계는 표준 용액의 염분 농도에 따른 주파수 변환을 이용하여 염분 농도만 측정할 수 있었다. 하지만 실생활에서는 염분 농도 뿐 만 아니라 TDS 농도를 함께 측정할 필요성이 있지만, 기존에는 한 가지 측정기로 염분 및 TDS 농도를 함께 측정할 수 있는 측정기가 없어 서로 다른 측정기로 측정할 수밖에 없는 문제점이 있다.Conventional salinometers can only measure salinity concentrations using frequency conversion depending on the salinity concentrations of standard solutions. However, in real life, there is a need to measure not only salinity concentration but also TDS concentration together, but there is a problem in that there is no measuring instrument that can measure salinity and TDS concentration together with one meter.
또한 동일 시료에서 온도 변화에 따라 발생되는 측정 오차를 보정하려면 시료의 온도를 정확하게 측정하는 것이 선행되어야 하는데, 종래의 측정기는 온도 센서가 달리 구비되어 있지 않아 측정값이 부정확한 측면이 있었다.In addition, in order to correct the measurement error caused by the temperature change in the same sample, it is necessary to accurately measure the temperature of the sample. In the conventional measuring device, since the temperature sensor is not provided differently, the measured value was inaccurate.
그리고 종래의 측정기는 시료의 온도가 고온일 경우, 측정기의 전극을 시료에 넣어 측정할 때 신체의 일부 (손가락, 손등 등)를 델 위험이 있으며, 또한 다른 기구 등을 이용하여 시료의 일부를 분취한 후, 분취된 시료를 측정할 경우에는 용기의 준비, 시료의 온도가 변화에 의한 오류가 발생하는 등의 문제점이 있었다.In the conventional measuring device, when the temperature of the sample is high, there is a risk of removing part of the body (finger, hand, etc.) when the electrode of the measuring instrument is put into the sample, and using a different instrument to collect a part of the sample. Then, when measuring the sample collected there was a problem such as the preparation of the container, an error occurs due to the change of the temperature of the sample.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 염분 농도 뿐만 아니라 TDS 농도를 동일한 측정기로 함께 측정할 수 있는 TDS/염분 측정기를 제공함에 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a TDS / salinity meter that can measure not only the salinity concentration but also the TDS concentration with the same meter.
본 발명의 다른 기술적 과제는 시료의 온도를 정확하게 측정하여 온도 변화에 따라 발생되는 측정 오차를 보다 정확히 보정할 수 있는 TDS/염분 측정기를 제공함에 있다.Another technical problem of the present invention is to provide a TDS / salinity meter that can more accurately correct the measurement error caused by the temperature change by measuring the temperature of the sample accurately.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 시료가 고온일 경우에도 신체의 위험 없이 그리고 온도에 따른 오차가 크지 않게 시료의 농도 측정이 가능한 TDS/염분 측정기를 제공함에 있다Another technical problem of the present invention is to provide a TDS / salinometer which can measure the concentration of a sample even if the sample is a high temperature without risk to the body and a large temperature error.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 티디에스(TDS)/염분 측정기의 구성도,1 is a block diagram of a TDS / salinometer according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TDS/염분 측정기의 전극과 회로부를 도시한 도면,2 is a view showing the electrode and the circuit portion of the TDS / salinometer according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDS/염분 측정기의 구성을 도시한 블록도,Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a TDS / salinometer according to an embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기의 염분 표준 용액의 농도 변화에 따른 주파수 특성을 도시한 그래프,Figure 4 is a graph showing the frequency characteristics according to the concentration change of the salinity standard solution of the TDS / salinity measuring instrument according to an embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기로 염분 농도 변화에 따라 반복 측정하여 측정기 간의 정밀도를 도시한 그래프,Figure 5 is a graph showing the precision between the measuring by repeating the measurement according to the salinity concentration changes in the TDS / salinity measuring instrument of one embodiment of the present invention,
도 6은 본 발명의 일 실시예인 휴대용 TDS/염도계로 온도 변화에 따른 염도를 측정한 값을 도시한 그래프,Figure 6 is a graph showing the measured salinity according to the temperature change with a portable TDS / salinometer which is an embodiment of the present invention,
도 7은 TDS 표준용액의 TDS 농도 변화에 따른 주파수 변화 특성을 도시한 그래프,7 is a graph showing the frequency change characteristics according to the TDS concentration change of the TDS standard solution,
도 8은 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기로 반복 측정하여 측정기 간의 정밀도를 도시한 그래프,8 is a graph showing the precision between the measuring by repeating the measurement with a TDS / salinometer which is an embodiment of the present invention,
도 9는 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기로 온도 변화에 따른 TDS를 측정한 값을 도시한 그래프,Figure 9 is a graph showing the measured value of the TDS according to the temperature change with a TDS / salinometer which is an embodiment of the present invention,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDS/염분 측정기의 외형을 도시한 도면,10 is a view showing the appearance of the TDS / salinometer according to an embodiment of the present invention,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDS/염분 측정기의 회로를 도시한 도면,11 illustrates a circuit of a TDS / salin measuring device according to an embodiment of the present invention;
도 12a, 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 채취 보조기의 도면이다.12A and 12B are diagrams of a sampling aid according to an embodiment of the present invention.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 이온 농도 측정기는 시료와 접하는 두 전극; 상기 두 단자에 전류를 공급하며, 소정의 저항 값과 커패시턴스를 갖는 회로부; 상기 전류가 흐르는 시료의 저항 값을 이용해 시료의 주파수를 구하는 주파수 계산부; 미리 저장된 표준용액의 이온농도를 수식화한 테이블로부터 상기 시료의 주파수와 대응하는 시료의 이온 농도를 구하는 연산부; 상기 시료의 이온 농도를 표시하는 출력부; 및 상기 전극 부분에 삽입되는 개구부, 상기 개구부에 연결되어 있으며, 상기 삽입된 부분을 채취부의 내부에 밀착할 수 있도록 상기 삽입된 부분의 일 측면을 고정하는 홀딩부, 및 상기 개구부에 연결되어 있으며, 상기 시료의 소정 분량을 보유하는 채취부,를 포함하는 시료 채취 보조기;를 포함한다.상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 TDS/염분 측정기는 시료와 접하는 두 전극; 상기 두 단자에 전류를 공급하며, 소정의 저항 값과 커패시턴스를 갖는 회로부; 상기 전류가 흐르는 시료의 저항값을 이용해 시료의 주파수를 구하는 주파수 계산부; 상기 전극 중 어느 한 전극에 장착된 온도센서를 이용하여 시료의 온도를 감지하는 센서부; 미리 저장된 주파수-염분 표준용액의 농도를 수식화한 테이블로부터 상기 시료의 주파수와 대응하는 시료의 염분 농도를 구하고, 상기 센서부에서 감지한 시료의 온도에 따른 측정 오차를 반영하여 시료의 염분 농도를 보정하는 제1 연산부; 미리 저장된 주파수-TDS 표준용액의 농도를 수식화한 테이블로부터 상기 시료의 주파수와 대응하는 시료의 TDS 농도를 구하고, 상기 센서부에서 감지한 시료의 온도에 따른 측정 오차를 반영하여 시료의 TDS 농도를 보정하는 제2 연산부; 모드 선택키, 홀드 (테스트)키를 포함하는 키패드; 및 상기 모드 선택키의 동작에 따라 상기 보정된 시료의 TDS 농도 또는 염분 농도, 온도를 출력부로 보내며, 홀드 (테스트)키 동작 시 측정값을 소정의 시간동안 출력부에 표시하는 제어부; 를 포함함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, an ion concentration meter includes two electrodes in contact with a sample; A circuit unit supplying current to the two terminals and having a predetermined resistance value and capacitance; A frequency calculator which calculates a frequency of the sample using a resistance value of the sample through which the current flows; A calculation unit for obtaining the ion concentration of the sample corresponding to the frequency of the sample from a table in which the ion concentration of the standard solution stored in advance is formulated; An output unit displaying ion concentration of the sample; And an opening inserted into the electrode portion, connected to the opening portion, a holding portion fixing one side of the inserted portion so as to be in close contact with the inside of the collecting portion, and connected to the opening portion. And a sampling aid including a sampling part having a predetermined amount of the sample. A TDS / salin measuring device according to the present invention for achieving the above technical problem includes two electrodes in contact with a sample; A circuit unit supplying current to the two terminals and having a predetermined resistance value and capacitance; A frequency calculator which calculates a frequency of the sample using the resistance of the sample through which the current flows; A sensor unit for sensing a temperature of a sample using a temperature sensor mounted on one of the electrodes; The salinity concentration of the sample corresponding to the frequency of the sample is obtained from a table formulating the concentration of the pre-stored frequency-saline standard solution, and the salinity of the sample is corrected by reflecting the measurement error according to the temperature of the sample detected by the sensor unit. A first calculation unit to perform; The TDS concentration of the sample corresponding to the frequency of the sample is obtained from a table formulating the concentration of the pre-stored frequency-TDS standard solution, and the TDS concentration of the sample is corrected by reflecting the measurement error according to the temperature of the sample detected by the sensor unit. A second calculating unit; A keypad including a mode selection key and a hold (test) key; And a control unit which transmits the corrected TDS concentration or salinity concentration and temperature of the sample according to the operation of the mode selection key to the output unit, and displays the measured value on the output unit for a predetermined time when the hold (test) key is operated. Characterized by including.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 TDS/염분 측정기는 상기 TDS/염도 측정기의 전극 부분이 삽입되는 개구부; 상기 개구부에 연결되어 있으며, 상기 삽입된 부분을 채취부의 내부에 밀착할 수 있도록 상기 삽입된 부분의 일 측면을 고정하는 홀딩부; 및 상기 개구부에 연결되어 있으며, 상기 시료의 소정 분량을 보유하는 채취부;로 구성되는 시료 채취 보조기를 더 포함함을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a TDS / salin measuring device including an opening into which an electrode part of the TDS / salin measuring device is inserted; A holding part connected to the opening and fixing one side of the inserted part to closely contact the inserted part to an inside of a collecting part; And a sampling unit connected to the opening and configured to hold a predetermined amount of the sample.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDS/염분 측정기의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a TDS / salinometer according to an embodiment of the present invention.
먼저 전극(10)을 통해 시료에 소정의 전류를 흘려준다. 시료 내에 각종 이온들이 존재하는 경우 전극을 통해 전류가 흐르게 된다.First, a predetermined current flows through the electrode 10 to the sample. When various ions exist in the sample, current flows through the electrode.
전극은 금속 전극 재료 (Au, Cu, Ag, Pt 등), 바람직하게는 전기화학적 특성 (전도도, 내화학성, 내구성 등)이 우수하고, 경제성이 있으며, 인체에 무해한 금 (Au)을이용하여 제작한다.Electrode is a metal electrode material (Au, Cu, Ag, Pt, etc.), preferably produced using the electrochemical properties (conductivity, chemical resistance, durability, etc.) is excellent, and the economical efficiency, gold (Au) is harmless to the human body do.
센서부(15)는 두 전극 중 한 전극의 내부에 장착된 온도 센서를 이용하여 시료의 온도를 감지한다. 시료의 온도를 열전달이 용이한 금속 재질의 전극 중 어느 한 전극에 장착된 온도센서를 이용하여 감지하므로 시료의 온도를 정확하고, 간단하게 측정할 수 있게 된다. 센서부는 보다 정확한 시료의 이온 농도를 얻기 위한 것으로 부가적인 요소이다The sensor unit 15 senses the temperature of the sample using a temperature sensor mounted inside one of the two electrodes. The temperature of the sample is sensed using a temperature sensor mounted on one of the metal electrodes, which facilitates heat transfer, so that the temperature of the sample can be measured accurately and simply. The sensor unit is an additional factor to obtain a more accurate ion concentration of the sample.
회로부(20)에서는 전원, 그리고 시료의 전도도를 측정하기 위한 저항과 콘덴서를 포함한다.The circuit unit 20 includes a power supply and a resistor and a capacitor for measuring conductivity of the sample.
도 2는 전극과 회로부의 구성을 도시한 도면이다. 전류는 시료 (전극을 통해)와 회로부에 흐른다.2 is a diagram illustrating a configuration of an electrode and a circuit unit. Current flows in the sample (via the electrode) and in the circuitry.
전기전도도는 용액이 전류를 운반할 수 있는 정도를 말하며, 용액중의 이온세기를 신속하게 평가할 수 있는 항목으로서 전기저항의 역수 ohm-1 또는 mho로 나타내나 현재는 국제적으로 S (Siemens) 단위가 통용되고 있다. 측정원리는 용액에 담겨있는 2개의 전극에 일정한 전압을 가해주면 가한 전압이 전류를 흐르게 하며, 이때 흐르는 전류의 크기는 용액의 전도도에 의존한다는 사실을 이용한 것으로 어떤 전도체에 저항 R은Electrical conductivity refers to the degree to which a solution can carry an electric current. It is an item that can quickly evaluate the ionic strength in a solution. It is expressed as the inverse of the electrical resistance in ohm-1 or mho. It is commonly used. The measuring principle takes advantage of the fact that when a constant voltage is applied to two electrodes in a solution, the applied voltage causes current to flow, and the magnitude of the current flowing depends on the conductivity of the solution.
과 같은 식으로 표시할 수 있는데 여기에서는 저항도이고 l은 두 전극간의 거리(㎝), A는 단면적(㎠)이므로 전기전도도 L은Can be expressed as: Is the resistance, l is the distance between two electrodes (cm), and A is the cross-sectional area (cm 2).
L = 1/R = (A /l)*KL = 1 / R = (A / l) * K
가 된다. 여기에서 K (=1/)는 비전도도 (mho/㎝)이며 동일 측정계를 사용할 경우 셀의 규격은 일정하므로 두 전극간의 거리와 단면적은 무시할 수 있다.Becomes Where K (= 1 / ) Is the non-conductivity (mho / cm) and the cell size is constant when the same measuring system is used, so the distance and cross-sectional area between two electrodes can be ignored.
즉, 시료와 회로부에 전류가 흐르므로 옴의 법칙에 의하여 저항 값을 구할 수 있게 된다.That is, since a current flows in the sample and the circuit part, the resistance value can be obtained by Ohm's law.
R(t) = R(시료) + R(회로)R (t) = R (sample) + R (circuit)
여기서 R(t)는 전체저항, R(시료)는 시료의 저항, R(회로)는 회로부 내부의 저항이다. 그리고 회로부의 콘덴서 값은 C로 나타낼 수 있다.Where R (t) is the total resistance, R (sample) is the resistance of the sample, and R (circuit) is the resistance inside the circuit section. And the capacitor value of the circuit portion can be represented by C.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TDS/염분 측정기의 전극과 회로부를 도시한 도면이다. 내부저항 R, 커패시터 C, NAND 슈미트 트리거 (Schmitt trigger)를 이용한 이장발진회로(relaxation oscillator circuits) 이며, 본 회로에서는 74HC132를 사용하였다.2 is a view showing the electrode and the circuit portion of the TDS / salinometer according to an embodiment of the present invention. It is relaxation oscillator circuits using internal resistance R, capacitor C, and NAND Schmitt trigger. 74HC132 is used in this circuit.
커패시터의 연속적인 충전과 방전으로 구형파가 출력된다.The square wave is output by the continuous charging and discharging of the capacitor.
이 커패시터의 지수적인 충전과 방전을 해석하여 출력구형파의 주기를 얻는 식을 유도했다.The exponential charge and discharge of this capacitor was analyzed to derive an equation for obtaining the output square wave period.
UTP (Upper Trip Point)는 VH의 값을 갖고 LTP (Lower Trip Point)는 VL의 값을 갖는다. 어떤 RC 회로에 적용되는 기본적인 스위칭 방정식은UTP (Upper Trip Point) has a value of V H and LTP (Lower Trip Point) has a value of V L. The basic switching equation that applies to any RC circuit is
v = vi+ (vf- vi)(1 - e-t/RC)v = v i + (v f -v i ) (1-e -t / RC )
로 나타낼 수 있으며, 여기서Can be expressed as
v = 순시커패시터전압v = instantaneous capacitor voltage
vi= 초기커패시터전압v i = initial capacitor voltage
vf= 최종커패시터전압v f = final capacitor voltage
t = 충전시간t = charging time
RC = 시상수RC = time constant
를 나타낸다.Indicates.
도 2에서 커패시터는 VL(초기치)부터 충전되기 시작하고 VH에서 끝난다. 커패시터전압에 대한 최종값은 Vsat 이고, 커패시터의 충전시간은 T/2 (반주기)이다. 이를 위 식에 적용하면In Figure 2 the capacitor begins to charge from V L (initial value) and ends at V H. The final value for the capacitor voltage is Vsat, and the charge time of the capacitor is T / 2 (half cycle). If you apply this to the above equation
VH= VL+ (Vsat+ VH)(1 - e-T/2RC)V H = V L + (V sat + V H ) (1-e -T / 2RC )
간단히 하면Simply
진수 (antilog)를 취하면, 위의 식은Taking an antilog, the above expression
그러므로 주파수는Therefore, the frequency
연산부(40)에서는 미리 저장된 이온농도를 수식화한 테이블로부터 상기 시료의 주파수와 대응하는 시료의 이온농도를 구한다. 즉, 표준 용액의 이온 농도에 따른 주파수는 실험을 통해 측정한 후 이온 농도와 주파수에 대하여 수식화한다. 그리고 시료의 주파수를 표준용액의 주파수와 비교하여 표준용액의 주파수에 대응하는 표준용액의 이온 농도를 시료의 이온농도로 한다.The calculation unit 40 obtains the ion concentration of the sample corresponding to the frequency of the sample from the table in which the ion concentration stored in advance is modified. That is, the frequency according to the ion concentration of the standard solution is measured through experiments and then formulated with respect to the ion concentration and frequency. Then, the frequency of the sample is compared with that of the standard solution, and the ion concentration of the standard solution corresponding to the frequency of the standard solution is the ion concentration of the sample.
용액의 전도도는 용액의 온도에 따라 변하므로 즉 온도가 증가할수록 전도도 값이 증가하기 때문에 보정부(45)는 상기 시료의 온도에 따른 주파수 변화를 보정하여 시료의 이온 농도를 보정한다. 즉, 표준용액의 온도 변화에 따른 주파수 변화를 수식화하여 25℃를 기준으로 만일 시료의 온도가 30℃일 경우 5℃ 차이에 해당하는 주파수를 빼주고, 시료온도가 20℃일 경우 5℃ 차이에 해당하는 주파수를 더하는 방식으로 시료의 온도 변화에 따른 측정오차를 보정한다.Since the conductivity of the solution changes with the temperature of the solution, that is, the conductivity value increases as the temperature increases, the compensator 45 corrects the frequency change according to the temperature of the sample to correct the ion concentration of the sample. That is, the frequency change according to the temperature change of the standard solution is formulated, and if the temperature of the sample is 30 ℃, the frequency corresponding to the difference of 5 ℃ is subtracted, and if the sample temperature is 20 ℃, it corresponds to the difference of 5 ℃. Correct the measurement error according to the temperature change of the sample by adding frequency.
출력부(50)에서는 보정된 시료의 이온 농도를 표시한다. 또한 온도 센서부를 포함한 경우에는 보정된 시료의 이온 농도 및 온도를 표시할 수 있다.The output unit 50 displays the ion concentration of the corrected sample. In addition, when the temperature sensor unit is included, the ion concentration and temperature of the corrected sample can be displayed.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDS/염분 측정기의 구성을 도시한 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a TDS / salinometer according to an embodiment of the present invention.
전극(110), 센서부(115), 회로부(120), 주파수 계산부(130)는 도 1에 도시된 TDS/염분 측정기의 설명으로 대체한다.The electrode 110, the sensor unit 115, the circuit unit 120, and the frequency calculator 130 are replaced with the description of the TDS / salin meter shown in FIG. 1.
제1 연산부(140)에서는 미리 저장된 주파수-염분 표준용액의 농도를 수식화한 테이블로부터 상기 시료의 주파수와 대응하는 시료의 염분 농도를 구하고, 상기 센서부에서 감지한 시료의 온도에 따른 염분 농도의 오차를 반영하여 시료의 염분 농도를 보정한다. 온도에 따른 오차의 보정은 위에서 설명한 방법을 이용한다.The first calculation unit 140 obtains the salinity concentration of the sample corresponding to the frequency of the sample from a table in which the concentration of the frequency-salin standard solution is stored in advance, and the salinity error according to the temperature of the sample detected by the sensor unit. Correct the salinity of the sample by reflecting. The correction of the temperature-dependent error uses the method described above.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기의 염분 표준 용액의 농도 변화에 따른 주파수 특성을 도시한 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the frequency characteristics according to the change in the concentration of the salt standard solution of the TDS / salinometer of an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기의 염분 감응 특성을 조사하기 위하여 정확한 농도를 이미 알고 있는 염분 표준용액 (0.01% ∼ 5.0%)을 사용하여 염분 농도 변화에 따른 주파수 특성을 조사하였다. 도 4의 가로축은 염분 표준용액의 농도(%)이며, 세로축은 주파수(Hz)를 나타낸다. 염분 농도 변화에 따른 주파수 변화를 curve fitting을 통하여 가장 정확한 식을 구한 후 프로그래밍 하였다. 식에 따르면, 염분 농도가 1%인 경우 주파수는 1000Hz가 된다. 이에 근거하여 주파수-표준용액의 농도를 수식화한 테이블을 작성하여 제1 연산부에서 사용한다.In order to investigate the salinity sensitivity of the TDS / salinity measuring device of an embodiment of the present invention using a salt standard solution (0.01% to 5.0%) of which the exact concentration is known to investigate the frequency characteristics of the salinity change. 4 is the concentration (%) of the salt standard solution, the vertical axis represents the frequency (Hz). The frequency change according to the salinity change was programmed after obtaining the most accurate equation through curve fitting. According to the formula, when the salt concentration is 1%, the frequency is 1000 Hz. Based on this, a table formulating the concentration of the frequency-standard solution is prepared and used in the first calculation unit.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기로 염분 농도 변화에 따라 반복 측정하여 측정기 간의 정밀도를 도시한 그래프이다.Figure 5 is a graph showing the precision between the measuring by repeating the measurement according to the salinity change with a TDS / salinity measuring instrument of an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기의 염분 농도 변화에 따른 반복 측정 및 측정기간의 정밀도를 조사하기 위하여 정확한 농도를 이미 알고 있는 염분 표준용액 (0.01% ∼ 5.0%)을 사용하여 5개의 측정기를 10회 측정하였다. 도 5의 가로축은 염분 표준용액의 농도 (%)이며, 세로축은 본 발명의 일 실시예인 휴대용 TDS/염도계로 측정한 염분 표준용액의 측정값이다. 도 5에 나타난 바와 같이 측정값의 편차는 전체적으로 측정치의 ±10% 이내의 값을 가지며, 또한 직선성을 유지하는 것으로 나타났다.In order to investigate the accuracy of the repeated measurement and measurement period according to the salinity change of the TDS / salin measuring device, which is an embodiment of the present invention, five measuring devices using a salinity standard solution (0.01% to 5.0%) of which a known concentration is known Ten measurements were taken. 5 is the concentration (%) of the salinity standard solution, and the vertical axis is the measured value of the salinity standard solution measured by the portable TDS / salinity meter according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the deviation of the measured value was found to have a value within ± 10% of the measured value as a whole, and also to maintain linearity.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 휴대용 TDS/염도계로 온도 변화에 따른 염도를 측정한 값을 도시한 그래프이다.Figure 6 is a graph showing the measured salinity according to the temperature change with a portable TDS / salinometer which is an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예인 휴대용 TDS/염도계로 온도 변화에 따른 염분 농도 측정치의 정밀도를 조사하기 위하여 정확한 농도를 이미 알고 있는 염분 표준용액(0.01% ∼ 5.0%)을 사용하여 온도 범위 0℃∼ 70℃에서 10회 측정하였다. 도 6의 가로축은 염분 표준용액의 농도 (%)이며, 세로축은 본 발명의 일 실시예인 휴대용 TDS/염분 측정기로 측정한 표준용액의 염분 농도 (%)이다. 도 6에 도시한 바와 같이 측정값의 편차는 전체적으로 측정치의 ±10% 이내의 값을 가지며, 또한 직선성을 유지하는 것으로 나타났다.In an embodiment of the present invention, in order to investigate the precision of salinity concentration measurement according to temperature change with a portable TDS / salinometer, a temperature range of 0 ° C. to 70 ° C. using a saline standard solution (0.01% to 5.0%) of which the concentration is already known. 10 measurements were made at. 6 is the concentration (%) of the salinity standard solution, and the vertical axis is the salinity concentration (%) of the standard solution measured by the portable TDS / salin measuring device according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the deviation of the measured value was found to have a value within ± 10% of the measured value as a whole, and also to maintain linearity.
제2 연산부(145)에서는 미리 저장된 주파수-TDS 표준용액의 농도를 수식화한 테이블로부터 상기 시료의 주파수와 대응하는 시료의 TDS 농도를 구하고, 상기 센서부에서 감지한 시료의 온도에 따른 TDS 농도의 오차를 반영하여 시료의 TDS 농도를 보정한다.The second calculating unit 145 obtains the TDS concentration of the sample corresponding to the frequency of the sample from a table in which the concentration of the pre-stored frequency-TDS standard solution is formulated, and the error of the TDS concentration according to the temperature of the sample detected by the sensor unit. Correct the TDS concentration of the sample by reflecting.
도 7은 TDS 표준용액의 TDS 농도 변화에 따른 주파수 변화 특성을 도시한 그래프이다.7 is a graph showing the frequency change characteristics according to the TDS concentration change of the TDS standard solution.
본 발명의 일 실시예인 휴대용 TDS/염분 측정기의 TDS 감응 특성을 조사하기 위하여 정확한 농도를 이미 알고 있는 TDS 표준용액 (1ppm ∼ 999ppm)을 사용하여 TDS 농도 변화에 따른 주파수 변화 특성을 조사하였다. 도 7의 가로축은 표준 용액의 TDS 농도 (ppm)이며, 세로축은 주파수 (Hz)를 나타낸다. 도 7에 보는 바와 같이 TDS 농도 변화에 따른 주파수 변화를 curve fitting을 통하여 가장 정확한 식을 구한 후 프로그래밍 하였다. 식에 따르면 TDS가 500ppm인 경우 주파수는 500Hz가 된다. 이에 근거하여 주파수-TDS 표준용액의 농도를 수식화한 테이블을 작성하여 제2 연산부에서 사용한다.In order to investigate the TDS response characteristics of the portable TDS / salinity measuring device according to an embodiment of the present invention, the frequency change characteristic of the TDS concentration was investigated using a TDS standard solution (1 ppm to 999 ppm). 7 is the TDS concentration (ppm) of the standard solution, and the vertical axis represents frequency (Hz). As shown in FIG. 7, the frequency change according to the TDS concentration change was programmed after obtaining the most accurate equation through curve fitting. According to the equation, if the TDS is 500 ppm, the frequency is 500 Hz. Based on this, a table formulating the concentration of the frequency-TDS standard solution is prepared and used in the second calculation unit.
도 8은 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기로 반복 측정하여 측정기 간의 정밀도를 도시한 그래프이다.8 is a graph showing the precision between the measuring by repeating the measurement with a TDS / salinometer which is an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기의 반복 측정하여 측정기간의 정밀도를 조사하기 위하여 정확한 농도를 이미 알고 있는 TDS 표준용액 (1ppm ∼ 999ppm)을 사용하여 5개의 측정기를 10회 측정하였다. 도 8의 가로축은 TDS 표준용액의 농도 (ppm)이며, 세로축은 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기로 측정한 TDS 표준용액의 측정치 (ppm)이다. 도 8에 나타난 바와 같이 측정값의 편차는 전체적으로 최대 측정치 (999ppm)의 ±3% 이내의 값을 가지며, 또한 직선성을 유지하는 것으로 나타났다.In order to investigate the accuracy of the measurement period by repeating the measurement of the TDS / salinometer which is an embodiment of the present invention, five measuring instruments were measured 10 times using a TDS standard solution (1 ppm to 999 ppm). 8 is the concentration (ppm) of the TDS standard solution, and the vertical axis is the measured value (ppm) of the TDS standard solution measured by the TDS / salin measuring device according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the deviation of the measured value was found to have a value within ± 3% of the maximum measured value (999ppm) as a whole, and also to maintain linearity.
도 9는 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기로 온도 변화에 따른 TDS를 측정한 값을 도시한 그래프이다.FIG. 9 is a graph illustrating a measurement of TDS according to a temperature change with a TDS / salin measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 9의 가로축은 TDS 표준용액의 농도 (ppm)이며, 세로축은 본 발명의 일 실시예인 TDS/염분 측정기로 측정한 표준용액의 측정치 (ppm)이다. 본 TDS/염분 측정기의 온도 변화에 따른 TDS 측정치의 정밀도를 조사하기 위하여 정확한 농도를 이미 알고 있는 TDS 표준용액 (1ppm ∼ 999ppm)을 사용하여 온도 범위 0℃ ∼ 40℃에서 10회 측정하였다. 도 9에 도시한 바와 같이 측정값의 편차는 전체적으로 최대 측정치 (999ppm)의 ±3% 이내의 값을 가지며, 또한 직선성을 유지하는 것으로 나타났다.9 is the concentration (ppm) of the TDS standard solution, and the vertical axis is the measured value (ppm) of the standard solution measured by the TDS / salin measuring device according to one embodiment of the present invention. In order to investigate the accuracy of the TDS measurement value according to the temperature change of the TDS / salter, the TDS standard solution (1ppm to 999ppm) was used for 10 times in the temperature range of 0 ° C to 40 ° C. As shown in FIG. 9, the deviation of the measured value was found to have a value within ± 3% of the maximum measured value (999 ppm) as a whole, and also to maintain linearity.
키패드(150)는 모드 선택키, 홀드 (테스트)키를 포함한다. 사용자의 조작에 의하여 모드 선택기, 홀드 (테스트)키를 선택할 수 있다.The keypad 150 includes a mode selection key and a hold (test) key. The mode selector and the hold (test) key can be selected by the user.
제어부(155)에서는 모드 선택키의 동작에 따라 상기 시료의 TDS 농도 또는 염분 농도 (염도), 온도 측정치를 출력부로 보낸다. 전극을 시료에 담가 측정하여 측정치가 안정화 (측정이 완료)되면 측정치를 자동으로 홀드시키고, 다시 시료를 측정하고자하면 홀드(테스트)키를 동작시키면 시료의 TDS 농도 또는 염도, 온도를 측정한다.The control unit 155 sends the TDS concentration or salinity (salinity) and the temperature measurement value of the sample to the output unit according to the operation of the mode selection key. Immerse the electrode in the sample and hold the measured value automatically when the measured value is stabilized (measurement is completed) .If you want to measure the sample again, operate the hold (test) key to measure the TDS concentration, salinity and temperature of the sample.
모드 선택키 (바람직하게는 도 10에 도시된 MODE 부분)를 누를 때마다 TDS 농도, 염분 농도, 온도가 선택되는데 제어부에서는 해당 값을 출력부, 바람직하게는 LCD화면으로 전송한다.Each time the mode selection key (preferably the MODE part shown in FIG. 10) is pressed, the TDS concentration, salinity concentration and temperature are selected. The control unit transmits the corresponding values to the output unit, preferably the LCD screen.
시료 측정 시 측정치가 안정화되어 자동으로 홀드된 후, 다시 시료를 측정하고자할 경우 홀드 (테스트)키 (바람직하게는 도 10에 도시된 TEST 부분)를 동작시켜 측정한다.When the sample is stabilized and automatically held when measuring the sample, when the sample is to be measured again, the hold (test) key (preferably the TEST portion shown in FIG. 10) is measured.
도시하지 않은 출력부, 바람직하게는 LCD 화면에서는 측정값을 표시한다. 또한 측정완료를 알려주는 기능, 배터리 교환 시기를 알려주는 기능이 더 표시될 수 있다.An output unit, not shown, preferably an LCD screen, displays the measured value. In addition, a function for notifying measurement completion and a function for notifying battery replacement time may be further displayed.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDS/염분 측정기의 외형을 도시한 도면이다.10 is a view showing the appearance of the TDS / salinometer according to an embodiment of the present invention.
휴대용 TDS/염도계는 일상생활이나 현장에서 수용액 상에 함유된 염분 농도 및 TDS를 즉시 측정하는 것을 목적으로 하고 있다. 따라서 크기가 작고 가벼워 휴대하기에 편리하며, 사용하기가 용이하고, 한 손으로 사용하는데 문제가 없다. 휴대성을 높이고 외부의 충격이나 열로부터 사용자나 기기에 안전성을 고려하여 막대형태를 하고 있다.Portable TDS / Salinometers are intended for the immediate measurement of salinity and TDS contained in aqueous solutions in everyday life or on site. Therefore, small size and light weight, convenient to carry, easy to use, there is no problem to use with one hand. It is shaped like a rod in consideration of safety for users and devices from external shocks and heat.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDS/염분 측정기의 회로를 도시한 도면이다.11 is a diagram illustrating a circuit of a TDS / salin meter according to an embodiment of the present invention.
제품의 소형화를 위해 마이크로프로세서 (Microprocessor)를 사용하였고, 소모 전력이 적은 저전력형 소자를 사용하여 배터리 (Battery) 사용 시간을 증가시켰다. 또한 배터리 사용량을 표시하여 교환 시기를 사용자가 알 수 있도록 하였고, 프로그램에 자기진단 기능을 추가시켜 사용자가 편리하게 사용할 수 있도록 설계하였으며, 복잡한 연산을 피하고 비교 연산을 사용하였다.Microprocessor was used to make the product smaller and battery life was increased by using low power device with low power consumption. In addition, the battery usage is displayed so that the user can know the replacement time. The self-diagnosis function is added to the program for the user's convenience. The complicated operation is avoided and the comparison operation is used.
즉, 시료의 안정적인 전도도 측정을 위하여 금 재질로 제작된 두 전극이 회로부에 연결된다. 주파수 계산부에서 전도도를 이용하여 시료의 주파수를 구한다. 연산부에는 시료 내 염분 농도 및 TDS를 계산하는 프로그램이 내장된 마이크로프로세서가 연결된다. 신호처리 프로그램은 온도에 따른 염분 농도 및 TDS의 오차를 보정해 주는 기능을 가지도록 구현되어, 온도 변화에 관계없이 안정적인 결과를 출력할 수 있도록 설계하였다.That is, two electrodes made of gold are connected to the circuit to measure the stable conductivity of the sample. From the frequency calculator, use the conductivity to find the frequency of the sample. The calculator is connected to a microprocessor with a program that calculates salinity and TDS in the sample. The signal processing program is designed to correct the salinity concentration and the TDS error according to the temperature, and is designed to output stable results regardless of the temperature change.
또한, 마이크로프로세서가 계산한 염분 농도 및 TDS를 디스플레이 하는 LCD패널과 측정이 완료되었음을 사용자에게 알려주는 버저를 출력부에 포함하였다. 측정치가 안정화되면 측정치가 자동적으로 홀드되는 기능을 제어부에 설계하여 사용자가 측정값을 확인하기에 편리하도록 하였으며, 소모 전력이 적은 저전력형 소자를 사용하여 배터리 (Battery) 사용 시간을 증가시킴과 동시에 일정 시간 이상 사용하지 않을 경우 자동으로 전원이 꺼지도록 설계하였다.Also included in the output is an LCD panel that displays the salt concentration and TDS calculated by the microprocessor and a buzzer to inform the user that the measurement is complete. When the measured value is stabilized, the function is automatically held on the control part to make it convenient for the user to check the measured value.The low-power device with low power consumption increases the battery usage time and at the same time. It is designed to turn off the power automatically when it is not used for longer time.
출력부, 바람직하게는 LCD 화면에는 배터리 사용량을 표시하여 사용자에게 배터리 교환시기를 알 수 있도록 하였고, 염분 농도, TDS 농도 및 온도를 선택적으로 표시할 수 있도록 설계하였다. An output unit, preferably an LCD screen, displays battery usage so that the user can know when to replace the battery, and is designed to selectively display salinity concentration, TDS concentration and temperature .
회로 구성을 살펴보면 두 전극은 주파수 계산부의 커넥터에 연결되며, 주파수계산부는 NAND 게이트의 입력포트와 출력포트 사이에 두개의 트랜지스터와 가변저항으로 구성된 피드백회로를 구비하여 출력신호의 일부가 입력신호로 전환되어 전극에서 측정한 입력신호를 강하게 감응할 수 있도록 구성하였다. Looking at the circuit configuration, the two electrodes are connected to the connector of the frequency calculator, and the frequency calculator includes a feedback circuit composed of two transistors and a variable resistor between the input and output ports of the NAND gate to convert a part of the output signal into an input signal. Therefore, it is configured to strongly respond to the input signal measured by the electrode .
그리고 회로에 정전압을 공급하는 정전압 IC, 측정기 스위칭부, 전원의 ON/OFF 시 회로에 무리를 주지 않게 하는 안정기 및 전원스위치가 구비된 전원부와 염분 농도, TDS, 온도를 디스플레이하는 LCD 패널과 같은 기능을 하는 것으로서 사용자에게 측정이 완료되었음을 소리로 알리는 버저가 구비된 출력부로 구성하였다.And functions such as constant voltage IC to supply constant voltage to circuit, measuring device switching part, stabilizer that does not overload the circuit when power on / off and power part equipped with power switch and LCD panel displaying salinity concentration, TDS, temperature It was configured as an output unit provided with a buzzer to inform the user that the measurement is completed as a sound.
도 12a, 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 채취 보조기의 도면이다. 시료 채취 보조기는 개구부(310), 홀딩부(320) 및 채취부(330)를 포함한다.12A and 12B are diagrams of a sampling aid according to an embodiment of the present invention. The sampling aid includes an opening 310, a holding part 320, and a sampling part 330.
개구부(310)는 측정기, 바람직하게는 TDS/염분 측정기의 전극 부분이 삽입된다. 삽입 정도는 시료에 전극부분이 충분히 잠겨 염분 농도, TDS 농도 및 온도를 측정할 수 있을 정도이며, 홀딩부(320)와 채취부의 홈(330a)에 의해 그 정도가 결정된다. 채취부의 홈(330a)은 측정기의 삽입되는 부분이 채취부의 내부에 잘 밀착되도록 형성된다.The opening 310 is inserted with the electrode part of the meter, preferably the TDS / salter meter. Insertion degree is enough to measure the salinity concentration, TDS concentration and temperature of the electrode portion is sufficiently locked in the sample, the degree is determined by the holding portion 320 and the collecting portion groove (330a). The groove 330a of the collecting portion is formed so that the portion into which the measuring device is inserted is in close contact with the inside of the collecting portion.
홀딩부(320)는 개구부에 연결되어 있으며, 상기 삽입된 부분을 채취부의 내부에 밀착할 수 있도록 상기 삽입된 부분의 일 측면을 고정한다. 즉, 측정기의 삽입된 부분 중 일 측면은 채취부(330) (바람직하게는 채취부의 홈(330a))에, 측정기의 삽입된 부분 중 타 측면은 개구부에 연결되어 있는 홀딩부(320) (바람직하게는 꺾임 부분(320a)에 의해 고정된다. 꺽임 부분 외에도 탄력있는 재질을 이용하는 등 측정기를 고정할 수 있는 다른 방법도 가능하다. 따라서 전극을 통해 안정적으로 시료 내에 전류를 흘려주며, 시료의 염분 농도, TDS 농도 및 온도를 측정할 수 있게 된다. 또한 측정기가 시료 채취 보조기에서 빠지는 것을 방지한다.The holding part 320 is connected to the opening and fixes one side of the inserted part to closely contact the inserted part to the inside of the collecting part. That is, one side of the inserted part of the measuring device is a collecting part 330 (preferably the groove 330a of the collecting part), and the other side of the inserted part of the measuring device is a holding part 320 connected to the opening (preferably In addition to the bent portion, it is possible to fix the measuring device by using an elastic material, so that the current can be stably flowed through the electrode and the salt concentration of the sample can be fixed. In addition, it will be possible to measure TDS concentration and temperature, and will prevent the meter from escaping from the sampling aid.
채취부(330)는 상기 개구부에 연결되어 있으며, 상기 시료의 소정 분량을 보유한다. 시료가 고온인 경우 시료에 직접 측정기를 넣어 측정하는 것은 측정이 곤란하거나 신체의 일부를 델 수가 있는 문제점이 있었다. 그런데 시료를 다른 용기에 담아 분리한 후 측정을 하는 것은 다른 용기를 별도로 준비해야 하는 불편, 시료 온도가 변하여 오차가 발생하는 등의 문제가 있을 수 있었다. 따라서 전극이 충분히 시료에 잠긴 채로 시료의 일부를 분취하므로 온도 변화에 따른 오차를 줄일 수 있게 되고, 신체의 일부를 델 위험을 예방하게 된다. 시료 채취 보조기의 재질은 고온의 시료 내에서도 뒤틀리거나 변형이 없이 안정한 재질 (예를 들면, 플라스틱, 고무, 금속 등)을 사용한다.The sampling unit 330 is connected to the opening and holds a predetermined amount of the sample. When the sample is a high temperature it is difficult to measure the measurement by putting the measuring device directly in the sample, there was a problem that can be part of the body. However, the measurement after separating the sample in another container could be a problem such as the inconvenience of having to prepare another container separately, an error occurs by changing the sample temperature. Therefore, since the electrode is sufficiently submerged in the sample, a portion of the sample is collected, thereby reducing errors due to temperature changes, and preventing the risk of removing a part of the body. Sampling aids use materials that are stable (eg plastic, rubber, metal, etc.) without distortion or deformation even in hot samples.
시료 채취 보조기는 시료 측정기 (바람직하게는 시료를 감지하는 부분)와 결합과 분리가 가능하다.Sampling aids can be combined with and separated from the sampler (preferably the sensing part).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 TDS/염분 측정기에 의하면, 염분 농도 뿐 만 아니라 TDS (Total Dissolved Solids: 총용존 고용물)를 함께 간단하게 측정할 수 있다. 수용액 내의 염분 농도 및 TDS 의 변화를 주파수 변화로 분석하였으며, 소모 전력이 적은 저전력형 소자를 사용하여 저전력형 휴대용 TDS/염분 측정기를 개발하였다. 그리고 농도 변화에 따른 주파수 변화값의 재현성, 지속성, 안정성이 매우 우수하다.As described above, according to the TDS / salinometer according to the present invention, not only the salt concentration but also TDS (Total Dissolved Solids) can be easily measured together. Changes in salinity and TDS in aqueous solution were analyzed by frequency change, and a low-power portable TDS / salt detector was developed using low-power devices with low power consumption. And the reproducibility, persistence and stability of the frequency change value according to the concentration change are very good.
또 온도 변화에 따른 주파수 변화를 수식화하여 온도에 따른 측정값의 오차를 보다 정확히 보정할 수 있다.In addition, it is possible to correct the error of the measured value according to temperature by formulating the frequency change according to the temperature change.
또한 시료가 고온일 경우에도 측정기 (바람직하게는 시료를 감지하는 전극 부분)와 결합과 분리가 용이한 시료 채취 보조기의 사용으로 신체의 위험 없이 간단하게 염분 농도, TDS 농도 및 온도를 측정할 수 있다.In addition, even when the sample is hot, salinity, TDS concentration and temperature can be measured simply and without risk by using a measuring aid (preferably the electrode part for sensing the sample) and a sampling aid that is easy to combine and separate. .
본 발명에 의한 TDS/염분 측정기는 수질환경, 식음료 제조공정 등 공업용 및 가정용 음식물 등 수용액 시료 내의 이온 농도, 바람직하게는 염분 농도, TDS 농도 및 온도를 측정하고자 하는 모든 분야에서 사용 가능하다.TDS / salinity measuring apparatus according to the present invention can be used in all fields to measure the ion concentration, preferably salt concentration, TDS concentration and temperature in the aqueous environment samples, such as industrial and household food, such as water environment, food and beverage manufacturing process.
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101366109B1 (en) * | 2013-11-12 | 2014-02-24 | 대윤계기산업 주식회사 | System for detecting salinity using salinometer |
KR101380812B1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-04-10 | 대윤계기산업 주식회사 | Sodium caring device |
CN104950019A (en) * | 2014-12-03 | 2015-09-30 | 佛山市云米电器科技有限公司 | Water quality detecting device and water quality detecting method |
CN105758896A (en) * | 2016-05-06 | 2016-07-13 | 张光鹏 | Water testing pen |
KR101823132B1 (en) | 2016-10-28 | 2018-01-30 | 대윤계기산업 주식회사 | Tds meter and electronic device comprising the same |
WO2018098786A1 (en) * | 2016-12-01 | 2018-06-07 | Honeywell International Inc. | Total dissolved solids sensor calibration devices, methods, and systems |
KR20190134227A (en) | 2018-05-25 | 2019-12-04 | 울산과학기술원 | Apparatus for measuring salt concentration and method for measuring salt concentration using the same |
CN110763735A (en) * | 2019-10-18 | 2020-02-07 | 深圳和而泰数据资源与云技术有限公司 | Soluble total solid TDS detection method and related equipment |
CN114391097A (en) * | 2019-08-02 | 2022-04-22 | 恩德莱斯和豪斯集团服务股份公司 | Mobile system for calibrating, verifying and/or adjusting a sensor and method for calibrating, verifying and/or adjusting a sensor |
KR102620143B1 (en) | 2023-09-19 | 2024-01-02 | 김부광 | Device for measuring total dissolved solids installed in capacivice deionization device |
-
2003
- 2003-09-08 KR KR1020030062464A patent/KR100428751B1/en active IP Right Grant
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101380812B1 (en) * | 2012-08-17 | 2014-04-10 | 대윤계기산업 주식회사 | Sodium caring device |
KR101366109B1 (en) * | 2013-11-12 | 2014-02-24 | 대윤계기산업 주식회사 | System for detecting salinity using salinometer |
CN104950019A (en) * | 2014-12-03 | 2015-09-30 | 佛山市云米电器科技有限公司 | Water quality detecting device and water quality detecting method |
CN105758896A (en) * | 2016-05-06 | 2016-07-13 | 张光鹏 | Water testing pen |
KR101823132B1 (en) | 2016-10-28 | 2018-01-30 | 대윤계기산업 주식회사 | Tds meter and electronic device comprising the same |
CN109983327A (en) * | 2016-12-01 | 2019-07-05 | 霍尼韦尔国际公司 | Total dissolved solid pick up calibration equipment, method and system |
WO2018098786A1 (en) * | 2016-12-01 | 2018-06-07 | Honeywell International Inc. | Total dissolved solids sensor calibration devices, methods, and systems |
KR20190134227A (en) | 2018-05-25 | 2019-12-04 | 울산과학기술원 | Apparatus for measuring salt concentration and method for measuring salt concentration using the same |
CN114391097A (en) * | 2019-08-02 | 2022-04-22 | 恩德莱斯和豪斯集团服务股份公司 | Mobile system for calibrating, verifying and/or adjusting a sensor and method for calibrating, verifying and/or adjusting a sensor |
CN114391097B (en) * | 2019-08-02 | 2024-06-11 | 恩德莱斯和豪斯集团服务股份公司 | Mobile system for calibrating, verifying and/or adjusting a sensor and method for calibrating, verifying and/or adjusting a sensor |
CN110763735A (en) * | 2019-10-18 | 2020-02-07 | 深圳和而泰数据资源与云技术有限公司 | Soluble total solid TDS detection method and related equipment |
CN110763735B (en) * | 2019-10-18 | 2022-04-29 | 深圳和而泰数据资源与云技术有限公司 | Soluble total solid TDS detection method and related equipment |
KR102620143B1 (en) | 2023-09-19 | 2024-01-02 | 김부광 | Device for measuring total dissolved solids installed in capacivice deionization device |
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