KR101082673B1 - standard solution of dissolved in water hydrogen manufacturing equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명은 용해조 내의 수소가스 압력을 대기압으로 유지하면서 물에 수소가스를 용해시켜, 1기압 하에서 온도에 따라 측정하여 공인된 물에 대한 수소가스 용해도에 준하는 표준 용존수소 용액을 만드는 표준 용존수소 용액 제조장치에 관한 것으로서, 표준 용존수소 용액을 제조하는 장치에 있어서, 물에 수소가스를 용해시키는 가스 용해조(25); 상기 가스 용해조(25)에 물을 순환 공급하는 물 순환계통; 상기 가스 용해조(25)에 가스를 공급하는 가스 공급계통;을 구비하여 이루어진다. 특히 상기 가스 용해조(25)는, 상기 물 순환계통을 통해 공급되는 물이 충전되는 것으로서, 측부에 순환수 유입관(8)과 가스 유입관(5)이 각기 관통 설치되고, 상부에 가스 배출관(26)이 설치되며, 하부에 순환수 배출관(7)이 설치되는 외통(1); 순환수 유입관(8)을 통해 유입된 물이 외통(1)으로 유출되도록 하는 물 유출구멍(10)이 상부에 설치되는 내통(3); 상기 내통(3)에 설치되는 격벽(27)을 관통하는 상기 가스 유입관(5)의 종단에 설치되어 수소가스를 분출하는 산기관(4); 가운데가 빈 중공의 형태로서, 상부에 물 배출 구멍(11c)이 설치되어 외통(1)의 물이 상기 순환수 배출관(7)으로 배출되도록 하는 물 배출체(11);가 구비되는 이루어질 수 있다.The present invention is to prepare a standard dissolved hydrogen solution to dissolve the hydrogen gas in water while maintaining the pressure of hydrogen gas in the dissolution tank at atmospheric pressure, and to make a standard dissolved hydrogen solution in accordance with the hydrogen gas solubility in water by measuring according to the temperature under 1 atm An apparatus for producing a standard dissolved hydrogen solution, comprising: a gas dissolving tank (25) for dissolving hydrogen gas in water; A water circulation system for circulating and supplying water to the gas dissolving tank 25; And a gas supply system for supplying gas to the gas dissolving tank 25. In particular, the gas dissolving tank 25 is filled with water supplied through the water circulation system, and the circulation water inflow pipe 8 and the gas inflow pipe 5 are respectively installed on the side thereof, and the gas discharge pipe ( 26 is installed, the outer cylinder (1) is installed in the lower circulating water discharge pipe (7); An inner cylinder 3 having a water outlet hole 10 through which the water introduced through the circulating water inlet pipe 8 flows out into the outer cylinder 1; An acid pipe (4) installed at an end of the gas inlet pipe (5) passing through the partition wall (27) provided in the inner cylinder (3) to eject hydrogen gas; As the hollow form in the middle, a water discharge hole (11c) is installed at the top to the water discharge body 11 for discharging the water of the outer cylinder 1 to the circulating water discharge pipe (7); may be provided with .
용존수소, 보정, 용존수소 측정기, 용존수소 표준용액 Dissolved Hydrogen, Calibration, Dissolved Hydrogen Meter, Dissolved Hydrogen Standard Solution
Description
본 발명은 표준 용존수소 용액 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일정 온도와 압력 하에서 수소가스를 용해시킬 물 안에 일정량의 수소가스를 용해시켜 균일한 농도의 표준 용존수소 용액을 제조하는 표준 용존수소 용액 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a standard dissolved hydrogen solution manufacturing apparatus, and more particularly, to a standard dissolved hydrogen to prepare a standard dissolved hydrogen solution of uniform concentration by dissolving a certain amount of hydrogen gas in water to dissolve the hydrogen gas under a certain temperature and pressure. It relates to a solution manufacturing apparatus.
정확한 보정은 모든 측정기의 측정 신뢰도를 유지하는데 있어서 매우 중요하기 때문에 이러한 측정기가 정상적인 측정치를 출력하고 있는지의 여부를 판단하고 그렇지 않다면 이를 보정하는 작업 또한 매우 중요하다. 이때 보정작업은 정밀하고 정확하게 이루어져야 한다.Accurate calibration is very important in maintaining the measurement reliability of all instruments, so it is also important to determine whether these instruments are outputting normal measurements and otherwise correct them. At this time, the calibration should be precise and accurate.
본 발명에서 다루고 있는 표준 용존수소 용액은 용존수소 측정기를 보정하기 위해 공인된 ‘물에 대한 수소 용해도’에 맞도록 제조되는 것이다.The standard dissolved hydrogen solution handled in the present invention is prepared to meet the certified 'hydrogen solubility in water' to calibrate the dissolved hydrogen meter.
용존수소 측정기는 수중에 용해되어 있는 수소가스(용존수소) 농도를 측정하는 기구이다.Dissolved hydrogen measuring device is a device for measuring the concentration of hydrogen gas (dissolved hydrogen) dissolved in water.
현재 용존수소 측정기를 보정하기 위해 사용되고 있는 방법에는, 수소센서에 물 대신 건(dry) 표준 수소가스를 흘려주는 방법(스위스 Orbisphere사 방법)과 물에 전류를 흘려 물을 전기분해하여 일정량의 수소가스를 발생시켜 하는 방법(독일 Gronowski사 방법)이 있다. Current methods used to calibrate dissolved hydrogen meters include flowing dry standard hydrogen gas to the hydrogen sensor instead of water (Swiss Orbisphere) and electrolyzing water by passing current through the water to produce a certain amount of hydrogen gas. There is a way to generate (Gronowski, Germany).
그러나 건 표준 수소가스 사용방법은 물 중에 용해되어 있는 가스가 아닌 고농도의 건 가스를 사용하기 때문에 실제의 용존 수소가스 농도와 차이가 날 수 있고, 전기분해 방법은 물의 상태(pH, 전기전도도 등)나 전극의 상태(표면상태)에 따라 발생 수소가스 양이 다를 수 있어 신뢰도가 낮다는 단점이 있다.However, since the standard dry hydrogen gas method uses a high concentration of dry gas rather than dissolved gas in water, it may be different from the actual dissolved hydrogen gas concentration, and the electrolysis method is the state of water (pH, electrical conductivity, etc.). The amount of generated hydrogen gas may be different depending on the state (surface state) of the electrode, and thus has a disadvantage of low reliability.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 용해조 내의 수소가스 압력을 대기압(1atm)으로 유지하면서 물에 수소가스를 용해시켜, 1기압 하에서 온도에 따라 측정하여 공인된 물에 대한 수소가스 용해도에 준하는 표준 용존수소 용액을 만드는 표준 용존수소 용액 제조장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, while maintaining the hydrogen gas pressure in the dissolution tank at atmospheric pressure (1 atm) to dissolve the hydrogen gas in water, measured according to the temperature under 1 atm hydrogen gas for the certified water It is an object of the present invention to provide a standard dissolved hydrogen solution production apparatus for making a standard dissolved hydrogen solution corresponding to solubility.
본 발명은 상기한 목적을 실현하기 위하여 다음과 같은 수단들을 구비한다.The present invention has the following means to achieve the above object.
본 발명은 표준 용존수소 용액을 제조하는 장치에 있어서, 물에 수소가스를 용해시키는 가스 용해조(25); 상기 가스 용해조(25)에 물을 순환 공급하는 물 순환계통; 상기 가스 용해조(25)에 가스를 공급하는 가스 공급계통;을 구비하여 이루어진다.The present invention provides a device for producing a standard dissolved hydrogen solution, comprising: a gas dissolving tank (25) for dissolving hydrogen gas in water; A water circulation system for circulating and supplying water to the gas dissolving
본 발명은 상기 물 순환계통 상에 시료를 채취하기 위한 시료 채취관(19);이 더 구비될 수 있다. The present invention is a sampling pipe for collecting a sample on the
상기 가스 용해조(25)는, 상기 물 순환계통을 통해 공급되는 물이 충전되는 것으로서, 측부에 순환수 유입관(8)과 가스 유입관(5)이 각기 관통 설치되고, 상부에 가스 배출관(26)이 설치되며, 하부에 순환수 배출관(7)이 설치되는 외통(1); 순환수 유입관(8)을 통해 유입된 물이 외통(1)으로 유출되도록 하는 물 유출구멍(10)이 상부에 설치되는 내통(3); 상기 내통(3)에 설치되는 격벽(27)을 관통하는 상기 가스 유입관(5)의 종단에 설치되어 수소가스를 분출하는 산기관(4); 가운데가 빈 중공의 형태로서, 상부에 물 배출 구멍(11c)이 설치되어 외통(1)의 물이 상기 순환수 배출관(7)으로 배출되도록 하는 물 배출체(11);가 구비되는 이루어질 수 있다.The
상기 가스 용해조(25)는, 원판(2a)과 이 원판(2a)의 테두리부에서 수직 하방으로 연장된 연장부(2b)가 형성된 것으로서, 상기 내통(3)의 상부에 설치되어 물방울 비산을 방지하는 물방울 비산 방지 덮개(2);가 더 구비되어 이루어질 수 있다.The
상기 가스 용해조(25)는, 상기 물 배출체(11)의 상부에, 원판(6a)과 이 원판(6a)의 테두리부에서 수직 하방으로 연장된 연장부(6b)가 형성되어 이루어지는 기포 유입 방지 덮개(6);가 더 구비되어 이루어질 수 있다.The gas dissolving
상기 외통(1)의 상부에는, 가운데가 비어 있으면서 원반 형태를 가지는 것으로서, 측면 테두리를 따라 다수의 가스 배출구멍(12a)이 형성된 가스 배출체(12);가 더 구비되어 이루어질 수 있다.The upper portion of the outer cylinder (1), having a disc shape while the middle is empty, a
상기 가스 배출체(12)의 하부에는 원판 형태의 물방울 분리판(9);이 더 구비 되어 이루어질 수 있다.The lower portion of the
본 발명은 용존수소 측정기가 설치되어 있는 현장에서 직접 정확한 표준 용존수소 용액을 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.The present invention has an effect that can be easily prepared accurate standard dissolved hydrogen solution in the field where the dissolved hydrogen measuring device is installed.
나아가 본 발명은 제조된 표준 용존수소 용액을 근거로 용존수소 측정기를 보정할 수 있도록 함으로써 용존수소 측정기의 측정 신뢰도를 높여 정확한 용존수소 측정을 통하여 화력이나 원자력 발전소에서 설비의 안정적 운영과 수명을 연장하는데 기여하는 효과가 있다.Furthermore, the present invention enables to calibrate the dissolved hydrogen measuring instrument based on the prepared standard dissolved hydrogen solution, thereby increasing the reliability of measuring the dissolved hydrogen measuring instrument to extend the stable operation and lifetime of the facility in thermal power or nuclear power plants through accurate dissolved hydrogen measurement. There is a contributing effect.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 표준 용존수소 용액 제조장치의 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시한 가스 용해조의 확대 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시한 가스 용해조의 분리 사시도이다.1 is a block diagram of a standard dissolved hydrogen solution production apparatus according to the present invention, Figure 2 is an enlarged perspective view of the gas dissolution tank shown in Figure 1, Figure 3 is an exploded perspective view of the gas dissolution tank shown in FIG.
본 발명은 도 1에 도시한 바와 같이, 물에 수소가스를 용해시키는 가스 용해조(25)와 상기 가스 용해조(25)에 물을 순환 공급하는 물 순환계통 및 상기 가스 용해조(25)에 가스를 공급하는 가스 공급계통을 구비하여 이루어진다.As shown in FIG. 1, a
한편, 본 발명은 상기 물 순환계통 상에 시료를 채취하기 위한 시료 채취관(19)이 더 구비되어 이루어질 수 있다. 시료 채취관(19)은 본 발명에 따른 제조장치에 의해 표준 용존수소 용액이 제조되었을 때 이 표준 용존수소 용액을 용이하게 채취할 수 있도록 하기 위해 구비되는 것이다. On the other hand, the present invention may be further provided with a
상기 물 순환계통은 도 1에 도시한 바와 같이, 순환수 배출관(7), 순환수 유입관(8), 물 공급관(13), 다수의 밸브(14, 17, 20), 펌프(15), 유량계(16), 시료 채취관(19) 등이 구성되어 이루어진다.As shown in FIG. 1, the water circulation system includes a circulating
상기 순환수 배출관(7)은 상기 가스 용해조(25)의 물이 배출되는 것이고, 상기 순환수 유입관(8)은 상기 가스 용해조(25)의 내통(3)으로 물이 유입되는 것이고, 상기 물 공급관(13)은 외부에서 물이 공급되는 것이고, 상기 다수의 밸브(14, 17, 20, 21, 23)는 순환수의 경로를 선택적으로 변경하는 것이고, 상기 펌프(15)는 물을 순환시키는 동력원이고, 상기 유량계(16)는 순환수의 유량을 측정하는 것이고, 상기 시료 채취관(19)은 시료 채취를 위해 구비되는 것이다.The circulating
상기 가스 공급계통은 산기관(4), 가스 유입관(5), 2 개의 밸브(21, 23), 가스 유량 제어기(22), 수소가스 봄브(24)가 구비되어 이루어진다.The gas supply system is provided with an
상기 산기관(4)은 가스 유입관(5)을 통해 유입되는 수소가스를 분출하는 것이고, 상기 가스 유입관(5)은 수소가스를 산기관(4)으로 보내는 것이고, 상기 밸브(21, 23)는 수소가스의 경로를 단속하는 것이고, 상기 가스 유량 제어기(22)는 수소가스의 유량을 제어하는 것이고, 상기 수소가스 봄브(24)는 수소가스가 충전되어 있는 것이다. The diffuser (4) is to eject the hydrogen gas flowing through the gas inlet pipe (5), the gas inlet pipe (5) is to send hydrogen gas to the diffuser (4), the valves (21, 23) ) Is to control the path of hydrogen gas, the gas
상기 가스 용해조(25)는 도 1에 도시한 바와 같이 물 순환계통을 통해 유입되는 물에 가스 공급계통을 통해 유입되는 수소가스를 용해시키는 것으로서, 도 2 및 도 3에 상세하게 도시한 바와 같이, 외통(1), 내통(3), 물방울 비산 방지 덮개(2), 기포 유입 방지 덮개(6), 물 유출구멍(10), 물 배출체(11), 물방울 분리판(9), 가스 배출체(12)를 구비하여 이루어진다.The gas dissolving
상기 외통(1)은 상기 물 순환계통을 통해 공급되는 물이 충전되는 것으로서, 측부에 순환수 유입관(8)과 가스 유입관(5)이 각기 관통 설치되고, 상부에 가스 배출관(26)이 설치되며, 하부에 순환수 배출관(7)이 설치되게 된다. The outer cylinder (1) is filled with water supplied through the water circulation system, the circulating
상기 순환수 유입관(8)과 가스 유입관(5)은 외통(1)의 측부에 형성된 구멍(8a, 5a)을 관통하여 설치되어, 각기 물과 수소가스를 가스 용해조(25)로 유입시키게 된다. The circulating
상기 가스 배출관(26)은 외통(1) 상부에 형성된 구멍(26a)에 설치되어 수소가스가 배출되도록 하는 것이고, 상기 순환수 배출관(7)은 외통(1) 하부에 형성된 구멍(7a)에 설치되어 물이 배출되도록 하는 것이다.The
상기 내통(3)은 상판(3a)과 하판(3b)으로 밀폐되어 있는 상태에서 격벽(27)에 의해 하부 공간이 분할되게 된다. 이 하부 공간은 가스 유입관(5)이 유입 설치될 수 있도록 하는 것이다.In the state in which the
상기 내통(3)에는 순환수 유입관(8)을 통해 유입된 물이 외통(1)으로 빠져나가도록 하는 물 유출구멍(10)이 형성되어 있다. The
상기 격벽(27)에는 가스 유입관(5)이 관통되는 구멍이 형성되어 있다. 이 가스 유입관(5)은 상기 하판(3b)과 격벽(27)이 만들어 내는 공간을 통해 설치된다.The
상기 물 유출구멍(10)은 순환수 유입관(8)을 통해 유입된 물이 내통(3) 저부에서부터 차올랐을 때 이 물이 내통(3) 바깥, 즉 외통(1)으로 빠져나갈 수 있도록 하는 것이다.The
상기 물방울 비산 방지 덮개(2)는 원판(2a)과 이 원판(2a)의 테두리부에서 수직 하방으로 연장된 연장부(2b)가 형성된 것으로서, 상기 내통(3)의 상부에 설치되어 물방울 비산을 방지하는 것이다.The droplet
상기 물 배출체(11)는 상기 물 유출구멍(10)을 통해 내통(3)에서 외통(1)으로 빠져나온 물이 가스 용해조(25) 바깥으로 배출되도록 하는 것으로서, 원판(11a)과 이 원판(11a)에서 수직 하방으로 연장된 연장부(11b) 및 상부 둘레에 다수 형성된 물 배출구멍(11c)으로 이루어진다. 연장부(11b)의 종단은 외통(1)의 하판(1a)에 기밀이 유지되게 고정 설치된다.The
상기 기포 유입 방지 덮개(6)는 원판(6a)과 이 원판(6a)의 테두리부에서 수직 하방으로 연장된 연장부(6b)가 형성된 것으로서, 상기 물 배출체(11)의 상부에 설치되어 물 속에 포함된 기포가 상기 물 배출체(11)로 유입되는 것을 방지하는 것이다. The bubble
상기 물방울 비산 방지 덮개(2)와 기포 유입 방지 덮개(6)는 본 발명의 바람직한 실시예를 위해 채택된 것으로서, 임의로 제거하여 사용할 수도 있다.The droplet
상기 물방울 분리판(9)은 순환수에 용해되지 않은 수소가스를 따라 위로 상승하는 물방울을 수소가스와 분리하여 물방울이 가스 배출관(26)으로 흘러들어가는 것을 방지하기 위한 것이다.The
상기 가스 배출체(12)는 순환수에 용해되지 않은 수소가스가 배출되는 출구로서, 중공 형태로 가운데가 비어 있으면서 원반 형태를 가지고, 측면 테두리에는 다수의 가스 배출구멍(12a)이 등간격으로 형성되어 있다. 수소가스는 이 가스 배출 구멍(12a)을 통해 가스 배출관(26)으로 배출되게 된다.The
한편, 본 발명은 상기한 바와 같이 구성되는 표준 용존수소 용액 제조장치에 의해 제조된 용존수소 용액이 표준으로 사용할 수 있는지를 알아보기 위해 수소센서(18)를 더 구비하여 구성할 수 있다.On the other hand, the present invention can be configured to further include a
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명한다. The operation of the present invention configured as described above will be described.
본 발명은 외통(1)과 내통(3)으로 이루어진 가스 용해조(25)의 작용으로 인해 표준 용존수소 용액이 제조되는 것으로서, 그 과정을 설명하면, 수소가스를 용해시킬 물이 펌프에 의해서 순환수 유입구(8)를 통하여 내통 하부로 들어가 위로 올라가 상부의 물유출구(10)를 통과하여 외통으로 흘러내리도록 하면서 내통 하부에 설치된 산기관(4)으로부터 표준 농도의 수소가스 방울을 분출시키면 수소가스방울이 물과 함께 상부로 올라가면서 물과 접촉하여 수소가스가 물에 용해된다. The present invention is to produce a standard dissolved hydrogen solution due to the action of the gas dissolving tank (25) consisting of the outer cylinder (1) and the inner cylinder (3), when explaining the process, the water to dissolve the hydrogen gas is circulated by the pump The gas flow drops into the lower part of the inner cylinder through the
내통(3)에서 외통(1)으로 흘러내린 물은 아래로 내려가 기포 유입 방지 덮개(6)의 안으로 들어갔다가 위로 올라가 물 배출체(11)를 통과하여 순환수 배출관(7)을 지나 펌프로 되돌아가 순환을 반복한다. 이와 같은 순환과정을 되풀이하면 충분한 시간이 경과 후 물에 일정량의 수소가스가 용해되어 표준 용존수소 용액이 만들어진다. The water flowing from the
한편, 상기와 같은 방법으로 표준 용존수소 용액을 제조하여 용존수소 측정기를 보정하는데 있어서 문제가 되는 것은 미세한 수소가스 방울을 포함하는 물이 수소센서(18)로 유입되거나 내통(3) 상부로 올라온 수소가스 방울이 물 표면에서 깨지면서 생긴 작은 물방울이 비산되어 가스 배출관(26)으로 나가는 것이다. 미세 한 수소가스 방울을 포함하는 물이 수소센서(18)로 유입되면 용존수소 측정기의 지시치가 심하게 흔들리고 균일한 농도의 용액을 만들기 어렵게 되며, 작은 물방울이 가스 배출관(26)으로 나가게 되면 가스 배출관(26)을 막아 가스 용해조(25) 상부의 수소가스 압력이 높아져 용존수소 농도가 달라지게 된다. On the other hand, the problem in calibrating the dissolved hydrogen meter by preparing a standard dissolved hydrogen solution in the same manner as described above is that the water containing the fine hydrogen gas droplets are introduced into the
따라서 본 발명에서는 미세한 수소가스 방울이 수소센서(18)로 유입되는 것을 방지하기 위하여 가스 용해조(25) 외통(1) 하부에 기포 유입 방지 덮개(6)를 설치한 것이다. 물과 함께 내려온 수소가스 방울은 기포 유입 방지 덮개(6)로 인하여 곧바로 순환수 배출관(7)으로 들어가지 못하고 점점 아래로 내려오면서 부력에 의하여 위로 상승하여 제거되고, 물만 기포 유입 방지 덮개(6)의 안으로 들어가 위로 향하였다가 물 배출체(11)를 통과하여 순환수 배출관(7)을 지나 나가게 된다. Therefore, in the present invention, in order to prevent the fine hydrogen gas droplets from flowing into the
한편, 작은 물방울이 가스 배출구멍(10)으로 나가는 것을 방지하기 위하여 내통(3) 상부와 외통(1) 상부에 각각 물방울 비산 방지 덮개(2)와 물방울 분리판(9)을 설치하였다. 물방울 비산 방지 덮개(2)는 내통(3) 상부로 올라온 수소가스 방울이 깨지면서 생긴 작은 물방울이 곧바로 가스 배출체(12)로 향하지 못하고 외통(1) 하부로 내려가면서 물방울은 중력에 의해 하부로 떨어지고 수소가스만 위로 올라가도록 한다. 제거되지 않고 수소가스와 함께 외통(1) 상부로 올라온 미세한 물방울은 물방울 분리판(9)에 충돌하여 부착하였다가 아래로 흘러내려 제거되고 수소가스만 가스 배출체(12)를 통하여 나가게 된다.On the other hand, in order to prevent the droplets from going out of the gas discharge hole (10), the upper surface of the inner cylinder (3) and the outer cylinder (1) above the water droplet scattering prevention cover (2) and the droplet separating plate (9), respectively. The droplet splash prevention cover (2) is a small droplet generated by breaking the hydrogen gas droplets up the inner cylinder (3) is not directed directly to the gas outlet (12), but drops down the outer cylinder (1), the water drops fall down by gravity and the hydrogen Only gas up. The fine water droplets, which are not removed, and are raised to the upper portion of the
이하에서는 보다 구체적인 예를 들면서 표준 용존수소 용액 제조 과정에 대 해서 설명한다. Hereinafter, a standard dissolved hydrogen solution manufacturing process will be described with more specific examples.
일정한 농도의 표준 용존수소 용액을 만들기 위해서는 가스 용해조(25) 외통(1) 내부 상부 공간의 압력이 1atm이 유지되도록 표준 수소가스를 주입하여야 한다. 100% 표준 수소가스를 사용할 때 물의 온도에 따라서 표 1에서와 같이 물 중에 일정량의 수소가스가 용해된다. 표준 용존수소 용액의 농도를 변경하고자 하면 가스 용해조(25)에 주입되는 표준 수소가스의 농도를 다르게 함으로써(수소가스의 분압을 다르게 한다) 간단하게 만들 수 있다. 즉 표 1로부터 100% 순수 수소가스를 사용하는 경우 25℃에서 물 1㎖ 중에는 0.01754㎖의 수소가스가 용해되고, 물 1ℓ(1㎏) 중에는 17.54㎖가 용해하여 1,449ppb(㎍/kg)의 표준 용존수소 용액이 된다는 것을 알 수 있다(17.54㎖/24,400㎖/mol×2.0156g/mol×106㎍/g=1,449㎍). 3%의 표준 수소가스(N2 Balacing)를 사용하면 43.47㎍/㎏의 표준 용존수소 용액이 만들어진다(1,449㎍/kg×3%/100% = 43.47㎍/kg). 표 2.에 25℃, 1기압에서 표준 수소가스 농도에 따른 용존수소 농도를 나타내었다. In order to produce a constant concentration of standard dissolved hydrogen solution, standard hydrogen gas should be injected so that the pressure of the upper space inside the
*출처 : Lange's Handbook of Chemistry* Source: Lange's Handbook of Chemistry
이하에서는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 표준 용존수소 용액 제조장치에 의해 제조된 표준 용존수소 용액으로 용존수소 측정기를 보정하는 과정에 대해서 설명한다. Hereinafter, a process of calibrating a dissolved hydrogen meter with a standard dissolved hydrogen solution manufactured by the standard dissolved hydrogen solution manufacturing apparatus according to the present invention configured as described above will be described.
예컨대, 실내온도가 25℃로 조정된 실험실에서 먼저 밸브(14)를 조작하여 물이 물 공급관(13)을 통하여 가스 용해조(25) 외통(1) 하부로 들어가 물방울 비산방지 덮개(2) 아래 1~2cm 정도까지 차도록 한다. 밸브(14)와 밸브(17)를 조작하여 외통(1)의 물이 보정용 수소센서(18) 쪽으로 흐르도록 한 다음 밸브(20)를 열고 펌프(15)를 돌려 물을 순환한다.For example, in a laboratory in which the room temperature is adjusted to 25 ° C., the
보정용 수소센서(18)에 물을 차면 밸브(17)를 조작하여 물이 보정용 수소센서(18)를 우회하여 순환하도록 한다. 유량계(16)가 2,000㎖/분을 지시하도록 유량을 조정한다. 물은 순환수 유입관(8)을 통하여 내통(3) 하부로 들어갔다가 위로 향하여 상부의 물 유출구멍(10)을 지나 내통(3) 외벽을 타고 외통 하부로 흘러내려 기포유입 방지 덮개(6) 안으로 들어가 물 배출체(11)의 연장부(11b)를 따라 위로 향하였다가 물 배출구멍(11c)을 지나 순환수 배출관(7)을 통과하여 펌프(15)로 되돌아가 순환된다.When the
물을 순환시키면서 수소가스 봄브(24)의 밸브(23)와 중간 밸브(21)를 열고 가스유량 제어기(22)에 표준 수소가스 유량이 200㎖/분을 지시하도록 조정한다. 내통(3)의 산기관(4)에서 수소가스 기포가 분출되어 나오는지 확인한다. 2시간 정도 물을 충분히 순환시킨 다음 순환수 유량을 실제 용존수소 측정기의 표준 유량과 동일하도록 예컨대, 250㎖/분으로 조절하고 밸브(17)를 조작하여 물이 보정용 수소센서(18)로 흐르도록 한다.While circulating the water, the
보정용 수소센서(18)의 지시치가 안정된 값을 나타내면 시료 채취관(19)을 통하여 가스밀봉 주사기로 시료수를 채취하여 질량 분석기를 사용하여 수중 용존수소 농도를 분석한다. 10분 간격으로 3회 반복 시험하여 수소농도의 오차가 ±0.1% 이내이면 용존수소 측정기의 지시치가 표준 용존수소 농도를 지시하도록 용존수소 측정기의 스팬(span)을 조정한다. 이때 질량분석기에 의한 정밀분석은 필요한 경우에 실시할 수 있다.When the indication of the
< 실험예 ><Experimental Example >
본 발명의 표준 용존수소 용액 제조장치에 의해 제조되는 표준 용존수소 용액 농도의 정확성을 확인하기 위하여 3.09%의 표준 수소가스를 사용하여 시험하였다. 1시간 30분 동안 물을 순환한 후 3회에 걸쳐 시료수를 채취하여 질량분석기로 분석한 결과를 표 3에 나타내었다. 계산농도 43.7㎍/kg에 근접하는 결과가 얻어졌다.In order to confirm the accuracy of the standard dissolved hydrogen solution concentration prepared by the standard dissolved hydrogen solution preparation apparatus of the present invention, it was tested using standard hydrogen gas of 3.09%. After circulating the water for 1 hour 30 minutes, the sample water was taken three times and analyzed by a mass spectrometer. A result of approaching the calculated concentration of 43.7 µg / kg was obtained.
43.7
43.7
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments.
또한 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. In addition, the protection scope of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope will be construed as being included in the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 표준 용존수소 용액 제조장치의 구성도.1 is a block diagram of a standard dissolved hydrogen solution production apparatus according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시한 가스 용해조의 확대 사시도.FIG. 2 is an enlarged perspective view of the gas dissolving tank shown in FIG. 1. FIG.
도 3은 도 2에 도시한 가스 용해조의 분리 사시도.3 is an exploded perspective view of the gas dissolving tank illustrated in FIG. 2.
* 도면 주요부호의 간단한 설명* Brief description of major symbols
1 : 외통 2 : 물방울 비산 방지 덮개1: outer cylinder 2: water splash cover
2a : 원판 2b : 연장부2a:
3 : 내통 4 : 산기관3: inner tube 4: diffuser
5 : 가스 유입관 6 : 기포 유입 방지 덮개5: gas inlet pipe 6: bubble inlet prevention cover
6a : 원판 6b : 연장부6a: original 6b: extension part
7 : 순환수 배출관 7a : 순환수 배출관 구멍7: circulating
8 : 순환수 유입관 9 : 물방울 분리판8: circulating water inlet pipe 9: droplet separator
10 : 물 유출 구멍 11 : 물 배출체10: water outflow hole 11: water discharge
11a : 원판 11b: 연장부11a: original 11b: extension part
11c : 물 배출 구멍11c: water discharge hole
12 : 가스 배출체 12a : 가스 배출 구멍12
13 : 물 공급관 14, 17, 20, 21, 23 : 밸브 13:
15 : 펌프 16 : 유량계15
18 : 수소센서 19 : 시료 채취관18: hydrogen sensor 19: sampling tube
22 : 가스 유량 제어기 24 : 수소가스 봄브22
25 : 가스 용해조 26 : 가스 배출관 25
26a : 가스 배출관 구멍26a: gas discharge hole
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