KR100989636B1

KR100989636B1 - 초음파 진동자를 이용한 계측기 센서의 이물질 세척방법 및 계측기

Info

Publication number: KR100989636B1
Application number: KR1020090081207A
Authority: KR
Inventors: 이성원; 황상철
Original assignee: (주)대신피아이씨; 황상철; 이성원
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2010-10-26

Abstract

본 발명은 초음파 진동자를 이용한 계측기 센서의 이물질 세척방법 및 계측기에 관한 것이다. 본 발명은 수조 내에 설치된 수질 감지센서; 및 상기 수질 감지센서에 진동을 부여하는 진동자를 포함하는 계측기를 제공한다. 또한 본 발명은 수조 내에 설치된 수질 감지센서의 주위에, 진동을 발생(부여)시켜 센서에 부착된 이물질을 제거하거나 이물질의 부착을 방지하는 수질 계측센서(감지센서)의 세척방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 진동에 의해 감지센서에 부착된 이물질이 효과적으로 제거되면서, 이와 함께 이물질의 부착이 방지된다. 이에 따라, 센서를 통한 슬러지의 두께(층), 수질 및 농도 등의 정밀한 계측이 가능하다.

슬러지, 계측기, 수질 감지센서, 세척, 초음파, 진동

Description

초음파 진동자를 이용한 계측기 센서의 이물질 세척방법 및 계측기{Method for cleaning sensor of measuring instrument using an ultrasound oscillator and Measuring instrument}

본 발명은 초음파 진동자를 이용한 계측기 센서(감지센서)의 이물질 세척방법 및 계측기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수조 내의 수질 계측센서(감지센서)나 그 주위에 초음파 진동을 발생시켜 센서에 부착된 이물질을 제거하거나 이물질의 부착을 방지하여 수질의 정밀한 계측이 가능한 계측센서의 이물질 세척방법 및 계측기에 관한 것이다.

일반적으로 수조에는 센서를 설치하여 수질의 상태(예를 들어, 수질 오염도나 슬러지의 층(깊이) 등)를 감지하고 있다. 이러한 센서들은 수조 내에 위치함에 따라 미생물이나 물이끼, 슬러지 퇴적물 등의 이물질로 인하여, 센서의 정확도가 떨어진다는 단점이 있어왔다. 예를 들어, 슬러지의 퇴적량(슬러지 층 두께)을 측정하기 위하여 슬러지 누적층 감지센서를 슬러리 처리조 내에 설치하여 슬러지 퇴 적량을 측정해 왔다. 이러한 측정방법으로는 압력센서를 이용하여 측정하는 방법이나 레이저 센서(적외선 센서)의 송수신을 이용하여 감지하는 방법 등이 사용되고 있다.

그러나 수조 내의 미생물이나 슬러지 물이끼 등과 같은 이물질이 수질 감지센서에 부착되어 측정치가 심하게 변형되는 단점이 있다. 이와 같은 단점을 보안하고자 한국공개특허 제10-2008-0030973호에서는 슬러지 두께(층)의 측정을 위한 적외선 빔(레이저 센서)에 분사노즐을 통해 세척수를 뿌려 줌으로써, 수질 감지센서에 이물질을 제거하려는 기술을 제시하고 있다. 그러나 이는 구조가 복잡하고, 세척수가 수조 내로 유입되어 처리대상 슬러지의 양이 많아지는 문제점이 지적된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 구조가 간단하면서 수질 감지센서에 부착된 이물질의 제거 및 이물질의 부착 방지를 효과적으로 도모하여 정밀한 계측이 가능한 계측기 및 수질 감지센서 세척방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,

수조 내에 설치된 수질 감지센서; 및

상기 수질 감지센서에 진동을 부여하는 진동자를 포함하는 계측기를 제공한다.

이때, 상기 수질 감지센서는, 개구부를 가지는 지지대에 형성되고, 상기 진동자는 상기 지지대의 개구부와 대향되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지대는 횡단면이 "["형 또는 "∑"형인 것 중에서 선택하여 사용할 수 있다.

더욱이, 상기 수질 감지센서를 갖는 지지대와 상기 진동자는 다수개의 통공을 구비한 하우징 내부에 배치되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 진동자는 1KHz 내지 80KHz의 주파수를 발생시키는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 본 발명은,

수조 내에 설치된 센서에 진동을 부여하여, 센서에 부착된 이물질을 제거하거나 이물질의 부착을 방지하는 것을 특징으로 하는 수질 감지센서의 세척방법.

수조 내에 설치된 수질 감지센서의 주위에, 진동을 발생시켜(부여하여) 센서에 부착된 이물질을 제거하거나 이물질의 부착을 방지하는 수질 계측센서의 세척방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 구조가 간단하면서 수질 감지센서에 부착된 이물질의 제거 및 이물질의 부착 방지를 효과적으로 도모하여 정밀한 계측이 가능한 효과를 갖 는다. 또한, 경제적이고 슬러지의 유입량이나 유입형태 또는 슬러지의 형태에 관계없이 정확한 감지가 가능하도록 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계측기의 단면도를 보인 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 계측기는 수조(100) 내에 설치된 수질 감지센서(21); 및 상기 수질 감지센서(21)에 진동을 부여하는 진동자(11)를 포함한다.

이때, 상기 수질 감지센서(21)는 지지대(20)를 통해 상기 수조(100) 내에 함침 고정된다. 상기 지지대(20)는 상기 수질 감지센서(21)를 고정할 뿐만 아니라, 상기 수질 감지센서(21)에서 생성된 신호를 제어기(30)로 전달할 수 있는 전기적인 연결을 도모한다. 이때, 계측기는 제어기(30)와 모니터링 수단(40)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 제어기(30)는 감지센서(21)에서 전달된 정보를 수집하여 사용자가 모니터링 할 수 있도록 하는 모니터링 수단(40)과 전기적인 연결을 이룬다. 상기 모니터링 수단(40)은 상기 수조(100)의 상부 또는 측면에 설치되거나, 전선과 같은 송신수단을 이용하여 집, 사무실 등에 설치될 수 있다.

한편, 상기 진동자(11)는 수질 감지센서(21)의 주위에 진동을 발생(부여)시키는 것이면 포함한다. 예를 들어, 상기 진동자(11)는 수조(100)의 외부에 위치한 초음파 발진부(50)를 통해 감소 또는 증폭된 전기신호를 이용하여 초음파를 발생시 키는 초음파 진동자가 될 수 있다. 이때, 상기 초음파는 상기 수질 감지센서(21)의 주위에 진동이나 상기 진동으로 인해 발생된 기포를 통해, 수질 감지센서(21)에 부착된 이물질을 제거하거나 이물질의 부착을 방지한다.

더욱이, 진동자(11)는 상기 지지대(20)와 대향되도록 상기 슬러지 수조(100)에 고정된 지지체(10)에 소정의 간격을 두고 몰딩되고, 상기 지지체(10)는 상기 진동자(11)를 고정할 뿐만 아니라 상기 발진부(50)에서 감소 또는 증폭된 전기신호를 상기 진동자(11)에 전달할 수 있도록 전기적인 연결을 이룬다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계측기의 부분 사시도를 보인 것으로 도 2를 참조하면, 상기 지지대(20)는 수질 감지센서(21)를 고정 지지할 수 있는 구조이면 특별히 제한하는 것은 아니다. 이러한 지지대(20)는, 일측이 개방된 것으로, 개구부(20a)를 갖는 구조로 될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지대는 횡단면이 “[”, “C”, “U”또는 “∑“형 등을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 수질 감지센서(21)는, 개구부(20a)를 가지는 지지대(10)에 형성되고, 상기 진동자(11)는 상기 지지대(10)의 상기 개구부(20a)와 대향되도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 진동자(11)는 상기 지지대(20)와 대향되도록 배치되어지되, 소정 간격으로 다수개 배치될 수 있다.

상기 개구부(20a)를 가지는 지지대(10)를 횡단면이 “[”형인 지지대(20)를 통해 더욱 상세하게 설명하면, 지지대(20)는 제1수직부(20-1), 상기 제1수직부(20-1)에 대향되게 배치된 제2수직부(20-2); 및 상기 제1수직부(20-1)와 제2수직부(20-2)를 연결하는 연결부(20-3)를 포함하여, 그 횡단면이 “[”형 구조를 갖는다.

이때, 상기 수질 감지센서(21)는 제1수직부(20-1)와 제2수직부(20-2)에 각각 1개 이상 형성되어, 서로 대향되도록 형성되는 것이 좋다. 즉, 제1수직부(20-1)에 다수의 수질 감지센서(21)가 배열 형성되고, 제2수직부(20-2)에도 다수의 수질 감지센서(21)가 배열 형성되어, 제1수직부(20-1)에 형성된 수질 감지센서(21)와 제2수직부(20-2)에 형성된 수질 감지센서(21)가 서로 대향되도록 형성되는 것이 좋다.

위와 같이, 지지대(20)가 “[”형이고, 상기 진동자(11)는 상기 지지대(10)의 개구부(20a)와 대향되도록 배치된 경우, 진동자(11)에서 발생된 진동이나 상기 진동에 의해 발생된 기포가 지지대(20)의 “[”형 안쪽에 포집되거나 반사됨으로 인하여, 예를 들어 초음파 주파수를 낮게 설정해도 이물질의 제거능이나 부착 방지능 등의 효율이 증가되는 이점이 있다. 더욱이, 본 발명에서 상기 지지대(20)는 효율을 극대화하기 위하여, 상기 지지대의 형태가 “[”형인 것이 바람직하고, 도 7에 도시한 바와 같이 "∑"자 형태인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 상기 “∑"형태의 지지대(20)는 상기 진동자(11)로부터 부여된 진동을 받아 수질 감지센서(21)측으로 반사함으로써 보다 높은 이물질 제거능과 이물질 부착 방지능을 얻을 수 있다.

본 발명에서 상기 수질 감지센서(21)는 통상과 같은 것으로서, 예를 들어 압력센서 및 레이저 센서(적외선 센서) 등으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 레이저 센서(적외선 센서)인 것이 좋다. 이때, 상기 레이저 센서(적외선 센서)는 레이저(적외선)를 발생하는 레이저(적외선) 발생부와, 발생된 레이저(적외선)를 수신하는 레이저(적외선) 수신부를 포함하여, 레이저(적외선) 투과 정도의 검출에 의 해 슬러지의 성상을 감지할 수 있다. 이러한 수질 감지센서(21)는 수조(100)에 수용된 수질을 측정하는 것으로서, 예를 들어 수조(100) 내에 수용된 처리수의 BOD나 SS(고형분) 등의 농도, pH값, 슬러지의 두께(층) 등을 감지(계측)할 수 있는 센서가 될 수 있다.

또한, 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 지지대(20)에 형성된 상기 수질 감지센서(21)와 상기 진동자(11)는 다수개의 통공(61)을 구비한 하우징(60) 내부에 배치될 수 있다. 이때, 상기 통공(61)은 하우징(60) 내부와 외부로의 슬러지 유출입을 자유롭게 할 수 있는 것이면, 그 크기 및 형상은 제한되지 않는다. 상기 하우징(60)은 상기에서 발생된 진동이나 상기 진동을 통해 발생된 기포 등의 외부유출을 방지하면서, 수질 감지센서(21) 및 진동자(11)를 보호하기 위한 것으로서, 그 형상은 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 하우징(60)은 도 3 내지 5에 예시한 바와 같이 박스형(직육면체)의 형상을 갖거나, 도 6에 예시한 바와 같이 원통형의 형상을 가질 수 있다.

더욱이, 본 발명에서 상기 진동자(11)는 도 5와 도 6에 예시한 바와 같이 지지체(10)없이 하우징(60) 내벽에 고정될 수 있다.

아울러, 상기 진동자(11)는 1KHz 내지 80KHz의 주파수를 발생시키는 것이 좋다. 이때, 진동자(11)를 통해 발생되는 주파수가 1KHz미만일 경우, 이물질 제거능 및 이물질 부착 방지능 등이 낮아지며, 80KHz를 초과할 경우, 기포가 너무 작아 이물질 제거능이 떨어지며, 이러한 이물질 제거능을 높이기 위해선 더 높은 파워가 요구되기 때문에, 경제성이 떨어질 수 있다. 이러한 진동자(11)의 주파수는 발진 부(50)의 제어를 통해 구현될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 수질 감지센서(계측센서)의 세척방법은, 수조 내에 설치된 센서와 센서주위에, 진동을 발생(부여)하는 단계를 적어도 포함한다. 이때, 상기 진동은 초음파를 통해 발생(부여)될 수 있다. 이에 따라, 진동과 상기 진동을 통해 발생된 기포에 의해 센서에 부착된 이물질이 효과적으로 제거되면서 이물질의 부착이 방지된다. 본 발명에 따른 수질 감지센서의 세척방법은 전술한 바와 같은 본 발명의 계측기에 의해 구현될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 수조에서 처리 대상되는 대상물은 하수, 폐수 또는 오수 등이 될 수 있으며, 아울러 상기 하수, 폐수 또는 오수 등을 처리하는 과정에서 발생된 슬러지가 될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 수조에서 처리 대상되는 대상물은 축산분뇨, 광산 등의 수 처리장에서 발생된 슬러지 등이 될 수 있다. 구체적으로, 상기 수조(100)에 수용된 처리 대상물은 상기와 같은 하수, 폐수, 오수 또는 이들로부터 발생된 슬러지나 축산분뇨, 광산 등의 수 처리장에서 발생된 슬러지 등이 될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어, 본 발명에 따른 수조는, 슬러지가 수용되는 것으로서, 하/폐수 종말 처리장의 1차침전조(최초 침전조), 폭기조(포기조), 2차침전조(최종 침전조), 소화조 또는 농축조 등을 예로 들 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 수질 감지센서의 세척방법에서, 감지의 대상이 되는 대상물은 상기한 바와 같은 하수, 폐수, 오수 또는 슬러지가 될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계측기의 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계측기의 부분분해 사시도를 보인 것이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하우징의 사시도.

도 4 내지 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 계측기의 부분 단면도를 보인 것이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 수조 10 : 지지체

11 : 초음파 진동자 20 : 지지대

20a : 개구부 20-1: 제1수직부

20-2 : 제2수직부 20-3 : 연결부

21 : 수질 감지센서 30 : 제어기

40 : 모니터링 수단 50 : 발진부

60 : 하우징 61 : 통공

Claims

삭제
수조 내에 설치된 수질 감지센서; 및

상기 수질 감지센서에 진동을 부여하는 진동자를 포함하되,

상기 수질 감지센서는, 횡단면이 “[”, “C”, “U”또는 “∑“형인 개구부를 갖는 지지대에 형성되고, 상기 진동자는 상기 지지대의 개구부와 대향되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 계측기.
삭제
수조 내에 설치된 수질 감지센서의 세척방법으로서,

횡단면이 “[”, “C”, “U”또는 “∑“형인 개구부를 가지는 지지대에 상기 수질 감지센서를 형성하고, 상기 지지대의 개구부와 대향되도록 진동자를 배치하여, 상기 수질 감지센서에 진동을 부여하여, 상기 수질 감지센서에 부착된 이물질을 제거하거나 이물질의 부착을 방지하는 것을 특징으로 하는 수질 감지센서의 세척방법.