KR100814680B1 - 휴대형 양액 성분 분석장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수경재배시 사용되는 배양액에 포함된 필수 이온들의 농도를 현장에서 신속하게 측정할 수 있도록 하는 휴대형 양액 성분 분석장치에 관한 것이다.
본 발명은; 이온들의 농도를 측정하는 고체형 이온 센서 모듈;
상기 고체형 이온 센서 모듈과 연결되며, 상기 고체형 이온 센서 모듈로부터 출력되는 전류신호를 아날로그 전압 신호로 변환하는 고저항 입력부;
상기 고저항 입력부와 연결되며, 상기 고저항 입력부로부터 출력되는 상기 아날로그 전압신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및
상기 아날로그-디지털 변환기와 연결되며, 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 상기 디지털 신호를 이용하여 상기 이온들의 농도를 표시하는 휴대용 개인단말장치(PDA);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 휴대형 양액 성분 분석장치의 구성을 개략적으로 보인 구성도이다.
도 2는 KNO3농도 변화에 따른 NO3 - 센서의 반응을 보여주는 그래프이다.
도 3은 NO3 - 농도와 센서의 전기적 신호 관계를 보여주는 그래프이다.
도 4는 K+이온센서의 방해이온 존재시 반응 곡선을 보인 그래프이다.
도 5는 Ca2+이온센서의 방해이온 존재시 반응 곡선을 보인 그래프이다.
도 6은 NH4 +이온센서의 방해이온 존재시의 반응 곡선을 보인 그래프이다.
도 7은 NO3 - 이온센서의 방해이온 존재시의 반응 곡선을 보인 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 휴대형 양액 성분 분석장치, 20 : 휴대용 개인단말장치(PDA),
30 : 아날로그-디지털 변환기, 40 : 고저항 입력부,
50 : 이온선택성 양액센서 모듈,
본 발명은 휴대형 양액 성분 분석장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수경재배시 사용되는 배양액에 포함된 필수 이온들의 농도를 현장에서 신속하게 측정할 수 있도록 하는 휴대형 양액 성분 분석장치에 관한 것이다.
최근 국민소득 향상으로 인한 소비자의 고품질 청정채소 및 화훼류에 대한 수요가 증가하면서 시설재배와 수경재배 면적이 급속히 증가하고 있다.
수경재배에 있어서 작물이 생육환경 및 생성단계에 따라 흡수하는 이온의 양이 다르기 때문에 작물에 공급되는 배양액의 비료성분은 작물에 완전히 흡수되지 못하게 된다. 수경재배 시스템의 경우 이러한 양액의 재활용 여부에 따라 순환식과 비순식으로 구분되는데, 비순환식 시스템은 일정시간 사용한 양액을 다시 재사용하지 않고 배출하는 방식으로 배출양액의 잔여 비료성분으로 인하여 환경오염 및 비료의 불필요한 과다사용으로 인한 문제점이 있었다.
반면, 순환식 수경재배시스템은 양액 이용율 극대화 및 환경문제 해결을 위하여 많은 관심을 받고 있으나, 재배 후 재활용되는 양액 내의 성분이온별 농도 측정의 어려움으로 인하여 널리 실용화되지 못하고 있으며, 순환식의 경우라도 배양액의 전기전도도(Electric conductivity:EC)를 측정한 뒤 기준 농도에 맞도록 농축배양액을 첨가하여 전체적인 배양액의 농도를 보정해 주는 방식에 불과함으로써 배양액내의 이온간 불균형상태를 완전히 해소할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여는 무기 이온간의 불균형을 해소하고자 부족한 비료성분을 알맞게 투입하여야 하는데, 이는 배양액에서 이온별 농도를 측정 할 수 있는 계측시스템의 구축이 선행되어야 하는 것이다.
배양액의 이온별 농도를 측정하기 위한 여러 가지 센서 중 이온 선택성 전극 센서는 사용이 쉽고 제작이 용이하다는 장점이 있는 반면 센서 내부에 전해용액을 사용하는 종래의 이온선택성 센서는 고가일 뿐만 아니라 사용 후 보관 및 관리가 어렵다는 단점이 있어 내부 전해 용액을 사용하지 않는 교체가능한 이온선택성 센서 모듈이 개발되고 있다.
그러나, 이러한 내부 전해용액을 필요로 하지 않는 종래의 이온선택성 센서는 주로 의료진단용 또는 생물의 추출물 분석용도로 제작되어 토양이나 양액의 필수 이온, 예를 들면 칼륨 이온(K+), 칼슘 이온(Ca2+), 암모늄 이온(NH4 +), 질산 이온(NO3 -) 및 수소 이온(H+)을 분석하기에는 부적합한 문제점이 있었다.
또한, 종래의 양액성분 분석장치는 실험실 등 수경재배의 현장과 떨어진 곳에 고정설치되고, 따라서 이온의 농도를 측정하기 위해서는 양액시료를 채취하여 양액성분 분석장치에 설치된 곳으로 가져와서 분석해야하는 불편함이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 시설재배 배양액에 포함된 필수 이온의 농도 분석에 적합한 이온선택형 센서를 이용하고 휴대용 개인단말장치(PDA)를 기반으로 하여 재배현장에서 즉시 이온의 농도를 정확하게 측정가능한 휴대형 양액 성분 분석장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 이온들의 농도를 측정하는 고체형 이온 센서 모듈;
상기 고체형 이온 센서 모듈과 연결되며, 상기 고체형 이온 센서 모듈로부터 출력되는 전류신호를 아날로그 전압 신호로 변환하는 고저항 입력부;
상기 고저항 입력부와 연결되며, 상기 고저항 입력부로부터 출력되는 상기 아날로그 전압신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및
상기 아날로그-디지털 변환기와 연결되며, 상기 아날로그-디지털 변환기로부터 출력되는 상기 디지털 신호를 이용하여 상기 이온들의 농도를 표시하는 휴대용 개인단말장치(PDA);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고체형 이온 센서 모듈은 칼륨 이온(K+)센서, 칼슘 이온(Ca2+), 암모늄 센서(NH4 +), 질산 이온(NO3 -) 센서 및 수소 이온(H+)센서로 이루어진 군에서 선택된 적어도 두 개의 이온 센서를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 고체형 이온 센서 모듈을 구성하는 상기 이온 센서는 이온 선택성 전극센서이며, 상기 고체형 이온 센서 모듈은, 기판; 상기 기판에 형성된 전극; 상기 전극의 적어도 일부에 도포되는 절연막층; 및 상기 전극 중 노출된 부분에 형성되며, 지지체, 가소체, 이온 선택성 물질 및 친유성 첨가제를 구비하는 이온 선택성 전극막;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기판은 실리콘 기판이고, 상기 전극은 은(Ag) 전극인 것을 특징으로 한 다.
상기 지지체는 PVC 중합체인 것을 특징으로 한다.
상기 가소제는 dioctyl adipate(DOA) 및 2-Nitrophenyl octyl ether(NPOE) 가소제인 것을 특징으로 한다.
상기 아날로그-디지털 변환기는 PCMCIA 형으로 마련되어 상기 휴대용 개인단말장치(PDA)에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 고저항 입력부는, 상기 고체형 이온 센서 모듈로부터 출력되는 미세 전류를 증폭시키는 미세 전류 증폭부; 및 상기 고체형 이온 센서 모듈로부터 출력되는 신호에서 잡음을 제거하기 위한 고주파 잡음 감소부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 하나의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 휴대형 양액 성분 분석장치(10)는 휴대용 개인단말장치(Portable Digital Assitant, PDA)(20), 아날로그-디지털 변환기(30), 고저항 입력부(40) 및 고체형 이온 센서 모듈(50)을 포함한다.
고체형 이온 센서 모듈(50)은 배양액(60) 내의 필수 이온들 각각의 이온 농도를 측정하기 위한 것으로, 고체형 이온 센서모듈(50)로부터 출력되는 신호는 아주 작은 전류값이다. 따라서, 이러한 미세한 신호를 증폭하고 고주파 잡음을 제거하기 위하여 고저항 입력부(40)가 고체형 이온 센서 모듈(50)과 연결된다.
상기 고저항 입력부(40)를 통해 증폭된 신호는 5V이하의 전압값으로 아날로그 신호인 전압값을 디지털 신호로 전환시키기 위하여 고저항 입력부(40)는 아날로그-디지털 변환기(30)와 연결된다.
또한, 아날로그-디지털 변환기(30)는 휴대용 개인단말장치(PDA)(20)와 연결되어 아날로그-디지털 변환기(30)에서 출력되는 디지털 신호는 휴대용 개인단말장치(PDA)(20)의 중앙 연산처리부로 보내져서 휴대용 개인단말장치(PDA)(20)의 디스플레이부에 표시됨과 동시에 메모리에 저장된다.
한편, 미리 농도를 알고 있는 이온들로 구성된 표준시료를 이용하여 이온농도와 전압사이의 관계식을 얻고, 이 관계식을 이용하여 측정 대상인 배양액(60)내에 있는 이온의 농도를 계산하여 휴대용 개인단말장치(PDA)(20)의 디스플레이에 수치 또는 그래프로 표시한다.
다음으로는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 양액 성분 분석장치의 각 구성요소에 대하여 상세히 살펴본다.
먼저, 고체형 이온센서 모듈(50)은 측정하고자 하는 필수 이온들의 개수만큼 고체형 이온선택성 전극을 구비한다. 고체형 이온 센서 모듈(50)은 각 이온 성분을 분석할 수 있는 이온 선택성 전극센서가 하나의 모듈을 이루도록 설치되고, 이때 이웃한 이온 선택성 전극 센서들이 서로 간섭을 일으키지 않도록 제작 가능한 전극의 크기와 전극 간격을 캐드의 3D-매핑(mapping)등을 이용하여 설계할 수 있으며 일 실시예로서 개별 이온 선택성 전극사이의 간격은 5mm정도가 될 수 있다.
이러한 고체형 이온 센서 모듈(50)은 실크스크린 인쇄방법을 통해 제작된 실리콘 기판의 노출 전극위에 PVC 중합체, 가소제 및 전극 물질의 혼합 용액을 도포 및 건조하여 전극만을 형성하는 방법으로 제조될 수 있다.
이때 가소제는 디옥틸 아디페이트(dioctyl adipate, DOA), 2-니트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether, NPOE) 및 디브틸 프탈레이트(dibutyl phthalate, DBP)가 사용될 수 있다.
또한, 센서 모듈의 바탕이 되는 실리콘 기판상에는 은(Ag)을 이용하여 전극 및 회로 패턴을 형성하고, 그 위에 염화은(AgCl)을 도포하여 절연층을 형성할 수 있다.
표 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 고체형 이온 센서 모듈의 각 이온 선택성 전극막의 조성을 나타낸 것이다.
[표 1]
| 이 온 | 지지체 | 이온선택성 물질 | 가소제 | 친유성 첨가제 |
| K+ | PVC | Valinomycin | DOS | - |
| 33.0wt% | 1.0 wt% | 66.0 wt% | - | |
| Ca2+ | PVC | ETH1001 | NPOE | KTpC1PB |
| 33.0 wt% | 1.0 wt% | 66.0 wt% | 50 mol% | |
| NH4 + | PVC | Nonactin | DOS | - |
| 33.0 wt% | 1.0 wt% | 66.0 wt% | - | |
| H+ | PVC | TDDA | NPOE | KTpC1PB |
| 32.7 wt% | 2.0 wt% | 65.3 wt% | 50 mol% | |
| NO3 - | PVC | TDMANO3 | DBP | - |
| 33.0 wt% | 1.0 wt% | 66.0 wt% | - |
고체형 이온 센서 모듈(50)에서 각 이온 선택성 전극막은 지지체로서 PCV 중합체가 사용될 수 있으며, 이온 선택성 물질로는, 칼륨이온 전극에는 발리노마이신(Valinomycin), 칼슘이온 전극에는 ETH1001, 암모늄 이온 전극에는 논악틴(Nonactin), 수소이온 전극에는 트리도데실 아민(Tridodecyl amine, TDDA), 질소이온 전극에는 트리도덱실메틸암모늄 니트레이트(Tridodecylmethylammonium nitrate, TDMAN03)이 사용될 수 있다.
한편, 고저항 입력부(40)는 고체형 이온 센서 모듈(50)로부터 나온 전기적 신호인 전류를 받아들이는데, 이온 선택성 전극센서의 특성인 고저항 신호를 받아들일 수 있도록 고저항 입력 증폭전용 OP-Amp IC를 이용하는 회로부를 구비하고, 고주파 잡음 감소 회로부를 포함함으로써 입력신호의 감도를 증가시킬 수 있도록 형성된다.
한편, 고저항 입력부(40)는 고체형 이온 센서 모듈(50)로부터 나온 전기적 신호인 전류를 받아들이는데, 이온 선택성 전극센서의 특성인 고저항 신호를 받아들일 수 있도록 고저항 입력 증폭전용 OP-Amp IC를 이용하는 회로부를 구비하고, 고주파 잡음 감소 회로부를 포함함으로써 입력신호의 감도를 증가시킬 수 있도록 형성된다.
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이때 고저항 입력부(40)의 작동을 위한 전원공급을 위하여 고저항 입력부(40)에 전원이 별도로 연결되거나 고저항 입력부(40) 자체에 재충전 가능한 전지를 포함하도록 구성할 수 있다.
고저항 입력부(40)로부터 출력되는 아날로그 신호로서의 전압값은 아날로그-디지털 변환기로 입력되어 디지털 신호로 변환된 후 휴대용 개인단말장치(PDA)로 출력되게 되는데, 이때 아날로그-디지털 변환기와 휴대용 개인단말장치(PDA)사이의 연결을 위하여 인터페이스방식이 특정되어야 한다.
휴대용 개인단말장치(PDA)는 모델별로 외부 확장기기와 다양한 방식으로 연결될 수 있고, 가장 보편적으로는 PCMCIA용 확장팩을 휴대용 개인단말장치(PDA)에 연결하거나 휴대용 개인단말장치(PDA) 자체적으로 PCMCIA 슬롯을 내장하여 PCMCIA 타입의 주변기기와 연결되도록 마련된다.
따라서, 상기 아날로그-디지털 변환기(30)는 PCMCIA형으로 마련되어 휴대용 개인단말장치(PDA) 또는 별도의 확장팩에 마련된 슬롯에 연결될 수 있으며, 그 밖에 CF메모리 슬롯이나 SD메모리 슬롯이 마련된 휴대용 개인단말장치(PDA)와의 연결을 위하여 CF 타입 또는 SD 타입으로 마련될 수 있다.
일단 상술한 바와 같이 아날로그-디지털 변환기와 휴대용 개인단말장치(PDA)가 연결된 상태에서 아날로그-디지털 변환기에서 출력되는 디지털 신호는 휴대용 개인단말장치(PDA)로 입력되어 버스를 통해 휴대용 개인단말장치(PDA)의 중앙처리장치 및 메모리부로 전송된다.
이때 휴대용 개인단말장치(PDA)의 디스플레이를 통해 상기 디지털 신호에 따른 이온 농도 데이터를 출력하기 위하여 입력된 디지털 데이터가 중앙처리장치의 연산과정을 거치면 수치 데이터 및 그래픽 데이터 형태로 출력가능하게 된다.
한편, 최종적인 이온농도를 구하기 위해서는 상술한 바와 같이 미리 농도를 알고 있는 이온들로 구성된 표준시료를 이용하여 이온 농도와 전압 사이의 관계식을 얻고, 이 관계식을 이용하여 측정 대상인 배양액내에 있는 이온의 농도를 계산하는 방법이 사용된다.
이상에서 살펴본 본 발명에 따른 휴대형 양액 분석장치를 이루는 각 구성요소는 서로 용이하게 결합 또는 분리 가능하게 마련되어 휴대용 개인단말장치(PDA)를 평상시에는 일반적인 용도로 사용하다가 이온 농도 측정이 필요한 경우 고체형 이온 센서를 모듈을 양액 시료에 담근 상태에서 이 고체형 이온 센서모듈과 고저항 입력부, 아날로그-디지털 변환기 및 휴대용 개인단말장치(PDA)를 차례로 연결하면 하나의 휴대형 양액 분석장치를 이룰 수 있게 된다.
다음으로는 이러한 구성에 의한 휴대형 양액 성분 분석장치의 성능을 분석한 결과에 대하여 살펴본다.
먼저, 각 이온 선택성 전극 센서의 성능을 분석하기 위하여 표준 용액에 대한 각 이온 선택성 전극 센서의 반응 특성을 조사하였다. 전극의 반응 특성 실험을 위한 개별 이온을 포함하는 표준용액은 수경재배시 사용되는 고순도 비료염을 이용하여 10-6 ~ 10-1 M의 농도로 조제하였다. 본 성능분석에서 전극 센서의 성능평가를 위하여 분석한 전기화학적 반응특성은 감응성(Slope), 직선성(Linearity), 측정 해상도와 관련있는 검출한계(Detection limit) 및 반응시간(Respons time)이다.
NO3 - 이온선택성 전극의 반응특성은 도 2에서 도시된 바와 같이 농도의 변화에 따라 이온 선택성 전극의 전위차가 빠르게 응답하고 안정화하였으며, 이온 농도의 로그값과 전위차 사이에는 도 3에서와 같이 높은 결정계수를 갖는 선형관계를 나타내었다. pH,K+,NH4 +,Ca2+ 이온 선택성 전극의 반응도 NO3 - 이온 선택성 전극과 마찬가지로 유사하게 나타나 단일 이온만으로 조성된 표준용액에 대하여 우수한 성능을 가지는 것으로 조사되었다.
[표 2]
| 이 온 | 감응성(mV/dec) | 검출한계(log C) | 직선성(-log C) | 반응시간(sec) |
| NO3 - | -60.58 | -4.25 | 1 ~ 4.3 | < 5 |
| NH4 + | 57.29 | -6.37 | 1 ~ 6.4 | < 5 |
| K+ | 57.17 | -5.90 | 1 ~ 5.9 | < 5 |
| Ca2+ | 28.69 | -6.80 | 1 ~ 6.8 | < 5 |
| H+ | 57.2 | -12.5 | 1 ~ 12.5 | < 5 |
표 2는 대상 이온의 농도를 변화시키면서 분석한 각 전극 센서의 감응성, 직선성, 검출한계, 반응시간을 보여준다.
전극막의 감응성은 이론적인 Nernst slope에 근접한 기울기(59.6mV/dec)를 갖는 것으로 나타났다. 또한, 농도에 따른 이온선택성 전극막의 반응은 각 이온 전극막 모두 결정계수 0.99 이상의 높은 선형성을 나타내었으며, 검출한계는 5.6x 10-5 ~ 1.6x 10-7 M 로서 일반적인 재배 양액의 대상이온 제어 농도범위(10-4 ~ 10-3M)를 충분히 포함하는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로, 방해이온이 존재할 때 이온 선택성 전극 센서의 측정성능을 배양액 조성시 많이 사용되는 염에 들어 있는 여러 종류의 이온을 방해이온으로 한 선택성 계수를 이용하여 분석하였다. 도 4 내지 7은 K+,NH4 +,Ca2+,NO3 - 각각의 선택성 전극만의 분석이온(Target Ion) 및 방해이온(Interference Ion)에 대한 감응곡선을 나타낸 것이다.
여기서 각 감응곡선은 바탕전해질 (0.1M Tris-H2SO4, pH 7.4)에서 100초 마다 목적이온 및 방해이온종의 농도를 10-6M에서 10-1M까지 단계적으로 변화시키면서 다변량 반응신호를 측정하여 작성하였다. 또한 분석이온과 방해이온의 반응신호를 이용하여 선택성계수를 계산하였다.
표 3은 다른 방해이온에 영향을 받지 않는 pH를 제외한 K+,NH4 +,Ca2+,NO3 - 이온센서의 특정 방해이온에 대한 선택성 계수를 보여준 것이다.
[표 3]
[표 3]
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선택성 분석결과 K+ 이온센서는 NH4 + 이온의 농도가 K+ 이온보다 100배이상 있을때 영향을 받지 않는 것으로 나타났고(선택성계수, -1.90), 그 외의 방해이온에는 영향을 거의 받지 않았다. Ca2+ 이온센서는 주요 방해이온에 거의 영향을 받지 않았으나, NH4 + 이온센서는 분석용액중에 Ca2+ 이온센서는 NO3 - 이온센서는 NO2-과 Br- 이온이 다량 들어있을때 측정에 영향을 받는 것으로 나타냈다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대형 양액 성분 분석장치를 이용하여 실제 배양액에서 개별 이온의 농도 측정을 위한 가능성을 조사하기 위해서 배양액을 조성하는 여러 가지 비료성분이 포함된 용액에서 각 이온전극의 이온농도를 측정하였다. 표 4는 각 이온 선택성 센서 모듈의 양액 내 이온성분 농도측정에 대한 결과를 나타낸 것이다.
[표 4]
배양액을 이용하여 표준물 첨가법에 의해 이온 선택성 센서 모듈의 측정성능을 분석한 결과 각 이온센서 모두 우수한 반복성을 나타내었으며, K+,Ca2 +,NO3 - 이온센서는 5% 이내의 높은 측정 정확성을 나타내었다. 또한, NH4 + 이온센서의 경우에도 다른 이온과 비교하여 배양액내에서 상대적으로 낮은 농도로 존재한다는 점을 감안할 때 비교적 정확하게 이온농도를 측정한 것임을 알 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 선택성 전극 센서의 내구성을 조사하였는바, 표 5는 경과 일수에 따른 신호 변화를 나타낸 것이다.
[표 5]
| 이 온 | 15일 경과후 측정값 변화율(%) |
| K+ | 4.83 |
| Ca2+ | -2.00 |
| NH4 + | -3.03 |
| NO3 - | -5.49 |
| pH | -0.20 |
이온농도를 측정한 다음 동일 센서로 15일 후 재측정했을 때 시간경과에 따라 5% 내외의 작은 신호차이가 발생하여, 동일 센서로 여러 번의 측정이 가능함을 확인하였다.
지금까지는 본 발명에 따른 휴대형 양액 성분 분석장치를 배양액 내의 이온 성분을 측정하는 것에 관하여 설명하였으나, 이러한 휴대형 양액 성분 분석장치가 토양 성분을 측정하는데도 사용될 수 있음은 물론이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대형 양액 성분 분석장치는 휴대가 간편한 휴대용 개인단말장치(PDA)에 고체형 이온 센서모듈을 연결함으로써 현장에서 즉시 양액 내의 필수 이온 성분 및 토양 성분들을 높은 정확성으로 간편하게 측정가능하도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 휴대형 양액 성분 분석장치는 휴대 및 사용이 간편하여 양액 재배농가에 쉽게 적용할 수 있고, 이에 따라 최적의 이온별 양액 조제가 가능하게 되어 작물 성장에 필요한 주요 영양분이 과부족 없이 공급될 수 있으므로 양액재배의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
나아가, 이와 같은 휴대형 양액 성분 분석장치를 이용하게 되면 순환식 양액 재배도 가능하여 비순환 양액 재배함에 따른 폐수가 발생되지 않게 되므로 환경오염이 방지되는 효과가 있다.
이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명된 것이나, 이는 예시적인 것일 뿐 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위에 특정되는 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
Claims (12)
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- 이온들의 농도를 측정하는 고체형 이온 센서 모듈;상기 고체형 이온 센서 모듈과 연결되며, 상기 고체형 이온 센서 모듈로부터 출력되는 전류신호를 아날로그 전압 신호로 변환하는 고저항 입력부;상기 고저항 입력부와 연결되며, 상기 고저항 입력부로부터 출력되는 상기 아날로그 전압신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및상기 아날로그-디지털 변환기와 연결되어 측정된 이온의 농도를 표시하는 휴대용 개인단말장치(PDA);를 포함하여 구성되며,상기 고체형 이온 센서 모듈은 하나의 실리콘기판위에 칼륨 이온(K+), 칼슘 이온(Ca2+), 암모늄 이온(NH4 +), 질산 이온(NO3 -) 및 수소 이온(H+) 전극을 5mm의 간격을 두고 은으로 형성하고 상기 각각의 전극 끝단에 칼륨이온 전극에는 발리노마이신(Valinomycin), 칼슘이온 전극에는 ETH1001, 암모늄 이온 전극에는 논악틴(Nonactin), 수소이온 전극에는 트리도데실 아민(Tridodecyl amine, TDDA), 질소이온 전극에는 트리도덱실메틸암모늄 니트레이트(Tridodecylmethylammonium nitrate, TDMAN03)를 이온선택성 물질로 사용하고 각각 지지체와 가소제로 구성된 박막을 형성하며, 상기 각 전극의 나머지 부분은 염화은으로 절연층을 형성한 것을 특징으로 하는 휴대형 양액 성분 분석장치.
- 제9항에 있어서, 상기 지지체로서는 PVC 중합체를 사용하는 것을 특징으로 하는 휴대형 양액 성분 분석장치.
- 제10항에 있어서, 상기 가소재로는 상기 칼륨이온 전극과 상기 암모늄이온 전극의 경우 각각 디옥틸 아디페이트(dioctyl adipate, DOA), 상기 칼슘이온 전극과 수소이온 전극의 경우 2-니트로페닐 옥틸 에테르(2-Nitrophenyl octyl ether, NPOE), 상기 질산 이온의 경우 디브틸 프탈레이트(dibutyl phthalate, DBP)을 사용하는 것을 휴대형 양액 성분 분석장치.
- 제11항에 있어서,상기 지지체로써 상기 칼륨이온 전극, 칼슘이온전극, 암모늄이온 전극 및 질산이온 전극의 경우 PVC 33중량%, 수소이온 전극의 경우 32.7 중량%를 포함하고,상기 이온선택성 물질로써 상기 칼륨이온 전극은 발리노마이신(Valinomycin) 1.0중량%, 상기 칼슘이온 전극은 ETH1001 1.0중량%, 상기 암모늄 이온 전극은 논악틴(Nonactin) 1.0중량%, 상기 수소 이온 전극은 트리도덱실메틸암모늄 니트레이트(Tridodecylmethylammonium nitrate, TDMAN03) 1.0중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 양약 성분 분석장치.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101059090B1 (ko) | 2009-11-30 | 2011-08-24 | 주식회사 과학기술분석센타 | 질산성 질소 센서용 멤브레인, 이를 포함하는 전극 및 센서 |
| KR20170135162A (ko) | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 농업회사법인 주식회사 그린코프 | 원예작물의 양액재배를 위한 비료처방 방법 |
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| KR20010046845A (ko) * | 1999-11-16 | 2001-06-15 | 한종필 | 양액 이온 측정기 |
-
2006
- 2006-12-08 KR KR1020060124927A patent/KR100814680B1/ko active Active
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| KR20170135162A (ko) | 2016-05-30 | 2017-12-08 | 농업회사법인 주식회사 그린코프 | 원예작물의 양액재배를 위한 비료처방 방법 |
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