KR101071157B1

KR101071157B1 - 전해수 농도 자동조절장치

Info

Publication number: KR101071157B1
Application number: KR1020080094438A
Authority: KR
Inventors: 홍성기; 박회만; 조광환; 오성식
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2011-10-10
Also published as: KR20100035215A

Abstract

본 발명은 농산물 살균용으로 사용되는 전해수의 농도 자동조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 살균대상의 살균소독이 이루어지는 살균수조의 전해수 농도값에 따라 필요한 만큼의 전해수를 공급하여 설정된 농도로 자동 유지하는 전해수 농도 자동조절장치에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 농산물의 살균소독이 실시되는 농산물 살균소독장치에 포함구성되는 살균수조 내 전해수 농도를 측정하여 조절하는 전해수 농도 자동조절장치에 있어서,

상기 살균수조 내 전해수를 순환시켜 전위차를 발생시키는 전해수 순환모터와, 상기 살균수조에서 순환되는 전해수와 접촉되어 농도를 측정하는 농도측정센서와, 전해수를 생성하여 상기 살균수조로 공급하는 전해수 생성공급부와, 상기 전해수 생성공급부에 전해질수용액을 공급하는 전해질수용액 공급부와, 상기 농도측정센서로부터 측정된 전해수의 농도값을 입력받아 이를 일정 범위의 적정치로 미리 설정된 농도값과 비례제어 방식으로 비교연산하여 상기 전해수 생성공급부의 가동여부를 결정하는 제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전해수 농도 자동조절장치를 제공한다.

농산물, 살균, 전해수, 농도, 농도측정센서, 비례제어, 자동조절

Description

전해수 농도 자동조절장치{Automatic concentration control device for electro analysis water}

본 발명은 농산물 살균용으로 사용되는 전해수의 농도 자동조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 농산물(살균대상)의 살균소독이 이루어지는 농산물 살균소독장치의 살균수조 내 전해수 농도값에 따라 필요한 만큼의 전해수를 공급하여 설정된 적정농도로 자동 유지하는 전해수 농도 자동조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 전해수(電解水, electro-analysised water)는 전해질을 수돗물이나 지하수 등의 일반적인 물에 녹여 전해질수용액을 만들고, 이 전해질수용액에 전기적인 힘을 가해서 얻어지는 물로서 이온수라고도 하며, 이러한 전해질수용액에 직류의 전기를 통하면, (+)극 쪽에는 물에 녹아 있는 음이온이 모이게 되어 산성 이온수가 되고, (-)극 쪽에는 양이온이 모여 알칼리 이온수가 생긴다.

이는 살균·소독제, 세정제, 세제, 왁스, 농약 등의 화학물질 대용으로 사용 가능하며, 이 밖에도 다양한 산업분야에 활용되어 각종 오염물질을 감소시켜 수질 오염과 대기오염 등을 예방할 수 있으며, 보건환경적인 면에서 해로운 요소를 줄일 수 있다.

일반적인 전해질수용액으로는 소금물이 있으며 이에 전기적인 힘을 가하면 소금이 Na과 Cl로 분리되어 전해수가 생성된다.

특히, 농산물을 청결하고 안전하게 살균하기 위한 용도로 많이 사용되는 전해수는 초기에는 살균에 필요한 농도를 적정하게 유지하나 일정시간이 초과하면 농도가 옅어지면서 살균 효과가 떨어지게 된다.

이러한 전해수의 농도 측정을 위하여, 종래에는 주로 잔류염소농도 측정용으로 사용하는 비색 페이퍼를 작업자가 직접 전해수에 투입하여 전해수의 농도를 측정하였으며, 전해수의 농도가 일정 범위의 적정치를 벗어나면 비색 페이퍼가 일정 농도를 나타내는 색에 도달할 때까지 전해수를 투입하여 전해수의 농도를 일정 범위의 적정치로 유지하였다.

이러한 전해수의 농도 측정 및 조절은 수작업으로서 번거로울 뿐만 아니라 정밀측정이 어려우며 농도를 적정치로 조절하는데도 많은 시간이 소모되어 작업에 어려움이 많다.

이에 따라 농산물의 살균력 저하로 인해 농식품의 안정성을 확보하기 어려우며, 전해수의 농도 유지를 위한 노동력이 과다하게 요구되어 많은 유지 비용이 소모되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 살균수조 전해수의 농도 측정이 자동으로 수행되고, 측정된 농도값을 설정된 농도값과 비교연산하여 일정범위의 적정치로 유지하도록 적정한 농도의 전해수를 살균수조에 자동 공급하여 조절하는 전해수 농도 자동조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 농산물의 살균소독이 실시되는 농산물 살균소독장치에 포함구성되는 살균수조의 전해수 농도를 측정하여 조절하는 전해수 농도 자동조절장치에 있어서,

바람직하게, 상기 제어기는 상기 농도측정센서로부터 측정된 전해수의 농도값이 설정된 농도값보다 작으면 상기 전해수 생성공급부를 구동하고 설정된 농도값 이상이면 상기 전해수 생성공급부를 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 전해질수용액 공급부는, 전해질수용액이 저장되는 전해질수용액 탱크와, 상기 전해질수용액을 이송하는 전해질수용액 공급펌프와, 상기 전해질수용액 공급펌프의 작동을 위한 공급모터를 포함하여 구성되고,

상기 전해수 생성공급부는, 전해질수용액이 이송되어 전해수가 생성되는 전해수조와, 상기 전해수를 이송하는 전해수 공급펌프와, 상기 전해수 공급펌프의 작동을 위한 이송모터와, 상기 전해수조에 이송된 전해질수용액을 전해수로 변환하는 전해수발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 농도측정센서의 농도 측정시 온도를 측정/고려하여 농도측정센서의 측정오차를 보정하는 온도보정센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

바람직하게, 상기 전해수조의 전해수 수위를 일정하게 유지하기 위하여 전해수 수위를 측정하는 수위조절센서를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게, 상기 농도측정센서는 한 쌍의 갈바니 전극으로 구성되며, 전해수 농도측정가능범위를 저농도에서 고농도까지 확보하기 위하여 두 개 이상으로 장착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전해수 농도 자동조절장치는 전해수의 농도 측정이 자동으로 정확하게 수행되고, 측정된 농도값을 설정된 농도값과 비교연산하여 그 결과에 따 라 전해수를 공급하거나 전해수 공급을 중지함으로써 농도를 적정치로 자동 유지할 수 있다.

이와 같이 전해수를 이용하여 농산물의 살균소독이 실시되는 살균수조의 전해수 농도 유지가 생력화 및 자동화됨으로써 유지 비용이 절감되며, 전해수의 농도 유지관리가 편리해지는 효과가 있다.

또한, 전해수 농도를 일정하게 유지함으로써 농산물의 살균소독율이 향상되어 농식품의 안정성을 확보할 수 있다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

본 발명의 실시 예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따라 바람직하게 구현된 전해수 농도 자동조절장치는 적정 농도의 전해수가 담긴 살균수조에 살균소독대상이 연속 투입되면서 농도가 일정치 아래로 떨어지는 것을 방지하기 위하여 전해수의 농도를 실시간으로 측정하여 설정농도로 자동 유지하도록 구성된다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따라 바람직하게 구현된 전해수 농도 자동조절장치를 도시한 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전해수 농도 자동조절장치의 농도조절 흐름도이다.

본 발명에 따른 일실시예는 전해수를 생성하여 살균수조(30)로 공급하는 전해수 생성공급부와, 상기 전해수 생성공급부에 전해질수용액을 공급하는 전해질수용액 공급부와, 상기 살균수조(30)에 담긴 전해수의 농도를 측정하는 농도측정센서(31)와, 상기 농도측정센서(31)의 농도 측정값에 대하여 살균수조(30)의 농도를 일정 범위의 적정치로 유지하도록 하는 제어하는 제어기(40) 등을 포함하여 구성된다.

여기서 상기 살균수조(30)는 전해수를 이용하여 농산물을 살균하는 농산물 살균소독장치의 일부 구성으로서, 상기 전해수 생성공급부에서 전해수를 공급받아 살균대상의 살균소독이 이루어지는 수조이며, 상기 전해수 생성공급부는 전해질수용액이 이송되어 전해수가 생성되는 전해수조(20)와, 상기 전해수조(20)에 전해수를 살균수조(30)로 이송하는 전해수 공급펌프(21)와, 상기 전해수 공급펌프(21)의 작동을 위한 이송모터(22)를 포함하여 구성되며, 상기 전해수조(20)에 이송된 전해질수용액을 이온화하여 전해수로 변환생성하는 통상의 전해수발생기(23)가 장착된다.

이하 본 발명의 일실시예에 따라 더욱 상세하게 설명하면, 상기 전해질수용액 공급부는 전해수조(20)에 전해질수용액을 공급하기 위하여, 소금 등의 전해질이 수용된 용액을 저장하는 전해질수용액 탱크(10)와, 상기 전해질수용액 탱크(10)에 장착되어 전해질수용액을 전해수조(20)로 이송하는 전해질수용액 공급펌프(11) 및 이 공급펌프(11)를 가동하기 위한 공급모터(12)를 포함하여 구성된다.

상기 농도측정센서(31)는 잔류염소농도 측정에 많이 쓰이는 갈바니 전극으로 구성될 수 있다. 갈바니 전극은 2개의 전극 사이에 흐르는 전류의 세기가 용액의 전도도에 따라서 변하는 원리를 이용하여 농도를 측정하는 것으로서, 살균수조(30)의 전해수 속에서 측정 가능하도록 방수케이스로 감싸 구성하며, 한 쌍의 갈바니 전극으로는 고농도의 측정이 미흡하여 두 쌍으로 이용하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 농도측정센서(31)는 전해수의 농도 측정가능 범위를 확대할 수 있도록 두 개로 장착하는 것이 바람직하며, 이때 검출된 농도 측정값은 아날로그 값으로 출력된다.

그리고, 상기 농도측정센서(31)가 전해수의 농도를 측정할 수 있도록 하기 위하여, 살균수조(30) 내 전해수를 순환시켜 전위차를 발생시키는 전해수 순환모터(32)가 장착되며, 상기 전해수 순환모터(32)가 전해수로 인해 오작동하는 것을 방지하기 위하여 수중용으로 사용가능한 것을 이용하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 전해수 순환모터(32)에 의해 전위차가 발생하는 과정을 살펴보면, 전해수가 순환되면서 농도측정센서(31)의 (+)극과 (-)극에 각각 모여있던 음이온과 양이온이 섞이게 되고, 음이온은 (+)극으로 양이온은 (-)극으로 모이려는 성질에 의해 다시 (+)극과 (-)극으로 이동하면서 전류가 흘러 전위차가 발생하게 된다.

상기 제어기(40)는 상기 농도측정센서(31)가 측정한 살균수조(30) 내의 전해수 농도가 적정치 이하로 떨어지면 상기 살균수조(30)에 전해수를 보충공급하여 전 해수 농도를 일정치로 유지하기 위하여, 미리 설정된 농도값과 비교연산하여 상기 전해수 생성공급부의 가동 여부를 결정한다.

여기서, 상기 살균수조(30)에 초기 저장되어 있는 전해수의 농도는 전해수조(20)의 전해수 농도보다 옅게 셋팅되는 것이 전해수를 공급하여 농도를 조절유지하는데 바람직하다.

즉, 상기 제어기(40)에는 전해수 농도가 적정 범위로 설정되어 있으며, 이에 따라 살균수조(30)의 전해수 농도를 일정 범위의 적정치로 유지하기 위하여 비례제어(PID : Proportional integral Derivative Control)방식으로 제어하여 살균수조(30)의 전해수 농도와 미리 설정된 전해수 농도를 비교연산하여 농도차를 산출하고 살균수조의 농도를 미리 설정되어 있는 전해수 농도값으로 조절유지하기 위하여 이송모터를 이용하여 전해수 공급펌프(21)를 작동/정지시킴으로써 살균수조(30) 내 전해수 농도의 자동조절이 가능하도록 한다.

다시 말하면, 상기 제어기(40)는 살균수조(30)에서 측정된 전해수의 농도가 옅어져 설정농도를 벗어나면 이송모터(22)를 온(on)하여 전해수 공급펌프(21)를 작동시켜 부족한 농도만큼 전해수를 공급하고, 설정농도 이상으로 짙어지면 이송모터(22)를 오프(off)시켜 전해수 공급펌프(21)를 정지시킴으로써 상기 살균수조(30)에 전해수의 공급을 중단하여 항상 설정농도를 유지하도록 한다.

또한, 상기 전해수 공급펌프(21)는 살균수조(30)의 전해수 농도와 설정된 전해수 농도의 비교연산을 통해 산출된 농도차에 따른 제어기(40)로부터의 구동제어신호에 의해 일정한(필요한) 양의 전해수만을 공급하도록 가동된다.

한편, 상기 전해수조(20)는 항시 일정량의 전해수를 유지하기 위하여 수위조절센서(24)가 장착된다. 상기 수위측정센서(24)가 전해수조(20)의 전해수 수위를 측정하여 그 신호를 제어기(40)로 송신하면, 제어기(40)가 전해질수용액 공급펌프(11)와 전해수발생기(23)가 가동되게 제어하여 전해수조(20) 내 전해수 양이 일정하게 유지되도록 한다.

또한, 살균수조(30)의 전해수 온도에 따라 농도 측정값이 달라지는 것을 방지하기 위하여 농도측정센서(31)의 농도 측정시 온도를 측정/고려하여 농도 측정값을 보정하는 온도보정센서(33)를 설치함으로써 측정오차를 제거한다.

그리고, 상기 제어기(40)의 신호에 따라 공급모터(12) 및 이송모터(22) 등에 전원을 공급하는 전원공급부(미도시)가 구비된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 일실시예의 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

전해수 순환모터(32)의 작동으로 농도측정센서(31)가 살균수조(30) 내에 전해수에 접촉하면서 전해수의 농도를 수시로 측정하고, 이 측정값은 제어기(40)로 송신되어 설정된 농도값과 비교연산된다.

비교연산 결과 살균수조(30) 내 전해수의 농도 측정값이 설정농도보다 작으면 제어기(40)의 신호에 따라 이송모터(22)가 구동하여 전해수 공급펌프(21)를 작동시키고, 살균수조(30) 내 전해수 농도의 측정값이 설정농도 이상이 되면 상기 전해수 공급펌프(21)의 작동을 정지시켜 살균수조(30)로의 전해수 공급을 중단한다.

이때, 상기 제어기(40)로 송신되는 살균수조(30)의 전해수 농도 측정값 신호 는 온도보정센서(33)에 의해 농도측정시 온도가 고려된 정확한 값으로 전송된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 본 발명에 따라 바람직하게 구현된 전해수 농도 자동조절장치를 도시한 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 전해수 농도 자동조절장치의 농도조절 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전해질수용액 탱크 11 : 전해질수용액 공급펌프

12 : 공급모터 20 : 전해수조

21 : 전해수 공급펌프 22 : 이송모터

23 : 전해수발생기 24 : 수위측정센서

30 : 살균수조 31 : 농도측정센서

32 : 전해수 순환모터 33 : 온도보정센서

40 : 제어기

Claims

전해질수용액이 저장되는 전해질수용액 탱크와, 전해질수용액을 전해수 생성공급부로 이송하는 전해질수용액 공급펌프와, 전해질수용액 공급펌프의 작동을 위한 공급모터를 포함하는 전해질수용액 공급부와; 전해수조에 이송된 전해질수용액을 전해수로 변환하는 전해수발생기와, 생성된 전해수를 저장하는 전해수조와, 전해수조의 전해수 수위를 측정하는 수위조절센서와, 전해수를 살균수조로 이송하는 전해수 공급펌프와, 전해수 공급펌프의 작동을 위한 이송모터를 포함하는 전해수 생성공급부; 를 포함하고, 농산물의 살균소독이 실시되는 농산물 살균소독장치에 포함구성되는 살균수조 내 전해수 농도를 측정 및 조절하는 전해수 농도 자동조절장치에 있어서,

상기 살균수조 내 전해수를 순환시켜 전위차를 발생시키는 전해수 순환모터와;

상기 살균수조에서 순환되는 전해수와 접촉되어 농도를 측정하는 농도측정센서와;

상기 농도측정센서로부터 측정된 전해수의 농도값을 입력받아 이를 일정 범위의 적정치로 미리 설정된 농도값과 비례제어 방식으로 비교연산하여 상기 전해수 생성공급부의 가동여부를 결정하는 제어기와;

상기 농도측정센서의 농도 측정시 온도를 측정/고려하여 농도측정센서의 측정오차를 보정하는 온도보정센서;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전해수 농도 자동조절장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어기는 상기 농도측정센서로부터 측정된 전해수의 농도값이 설정된 농도값보다 작으면 상기 전해수 생성공급부를 구동하고, 설정된 농도값 이상이면 상기 전해수 생성공급부를 정지시키는 제어를 하도록 채택된 것임을 특징으로 하는 전해수 농도 자동조절장치.
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청구항 1에 있어서,

상기 농도측정센서는 한 쌍 또는 두 쌍의 갈바니 전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전해수 농도 자동조절장치.
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