KR101192992B1 - 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 염화칼슘용액의 농도 변화에 따른 부레의 변위량을 측정하여, 염화칼슘용액의 염도의 높. 낮음을 보다 간편하고 정확하게 측정할 수 있게 한 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치를 개시하고 있다.

Description

제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치{APPARATUS FOR DETECTING SALINITY OF CALCIUM CHLORIDE USING SNOW REMOVING}

본 발명은 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치에 관한 것으로, 특히 염화칼슘용액의 염도(鹽度)의 변화에 따른 액체 질량 차이로 발생되는 부레(Float)의 변위 값을 검출하여 염화칼슘 용액에 함유된 염도의 높.낮음을 정확히 측정하고 이 측정결과에 따라 염화칼슘용액의 염도를 맞추어서 공급할 수 있게 한 염도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 동 절기(冬節期)의 제설작업에 모래보다는 제설효과가 빠른 염화칼슘을 사용하고 있음 은 주지된 사실이다. 특히 적설량이 많을 시에는 효율적인 제설 작업을 위하여 염화칼슘과 같은 염화물을 물에 용해시켜 사용하고 있는데, 이때 염화칼슘과 물의 가장 이상적인 혼합비율은 물의 전체 중량에 염화칼슘이 30%의 비율로 용해된 상태라고 할 수 있다.

그러나 염화칼슘이 과다하게 첨가되면 경제적인 부담은 두말할 나위가 없고, 추후에는 염화칼슘용액이 가로수, 상.하수 시설 및 하천 등으로 그대로 유입되어 자연 환경의 파괴는 물론 인체에도 해를 주게 되는 요인이 되며, 반대로 염화 칼슘용액의 첨가량이 적게 되면 위와 같은 문제는 그나마 해소되지만, 폭설시 제설 작업에 어려움이 있고, 그 결과 빙판도로를 만들게 되는 요인이 되고 있다.

한편 염도를 측정하는 장치로 하기 특허 문헌과 같은 것이 있으나, 전극 방법은 고농축으로 된 염화용액의 고질적 문제인 스케일과 온도 특성에 대한 오차변화가 많아서 염화칼슘용액의 정확한 염도를 측정함에 어려움이 있어, 제설용 염화칼슘용액에 적용하여 사용함에는 큰 도움을 주지 못한다.

따라서 동 절기에 사용하는 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정에는 동절 기에 무리 없이 사용하면서도 정확한 염도를 측정하기 위한 염도 측정장치가 절실히 요구되고 있다.

1.국내 공개 특허 공개번호 10-2011-0139843, 염도측정장치

본 발명의 목적은, 상기 제반 결점들을 해소하고, 제설용 염화칼슘용액의 농도 변화에 따른 부레의 변위량을 측정하여, 제설용 염화칼슘용액의 염도의 높. 낮음을 측정하고,이 측정결과에 따라 염화칼슘용액의 염도를 맞추어서 공급할 수 있게 한 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치는, 청구항 1기재의 제설용 염화 칼슘용액의 입수구와 배출구가 형성된 염화칼슘용액 수용실을 갖는 중공상(中空狀)의 케이싱; 상기 염화칼슘용액 수용실에 유입되어 수용되는 염화칼슘용액의 염도의 높.낮음에 따라 상기 케이싱의 내부에서 상.하부로 이동되게 한 부레Float); 상기 케이싱의 상부에 장착되어 상기 부레의 상면으로 레이져를 조사(照射)하며, 염화칼슘용액의 염도의 높.낮이에 따른 염화칼슘 용액의 질량의 변화로 인한 상기 부레의 상.하 이동의 변동에 따라 발생되는 레이져의 조사 거리 변화를 측정하여 염화칼슘 용액의 염도의 높.낮음을 규정치로 제어하기 위한 신호를 출력하는 염도 측정부를 포함하는 것을 특징으로한다.

상기에서 염도 측정부는 염도 측정용 레이져 센서와, 상기 레이져 센서로부터 출력되는 신호를 전기적인 신호로 증폭하는 신호증폭기, 상기 신호증폭기로부터 입력되는 전기적인 신호를 처리하여 현재 염도 값을 숫자로 표시함은 물론 염화칼슘 용액 제조장치를 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 부레는 원통상의 하부 몸체와 하부 몸체에 비하여 넓은 직경의 상부 원판을 가는 굵기의 연결봉으로 연결한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면,제설용 염화칼슘용액의 비중의 변화에 따른 부레의 이동에 따른 변위 값을 측정하여, 제설용 염화칼슘용액의 염도의 높.낮음을 측정하고, 이 측정결과에 따라 염화칼슘용액의 염도를 맞추어서 공급할 수 있게 한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치의 내.외부구성을 나타낸 도면이고,
도 2a, 도2b는 도 1에서 부레(Float)만을 분리하여 확대 표시한 사시도 및 그 정면도이고,
도 3은 도 1 표시의 염도측정부에 대한 블록도이며,
도 4a,도4b는 부례의 작동 일예를 정면에서 보아 나타낸 도면들이다.

이하, 첨부된 도면에 의거 본 발명에 따른 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치의 보다 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치의 외관 및 내부구성을 나타낸 도면을, 그리고 도 2a, 도2b는 도 1에서 부레(Float)만을 분리하여 확대 표시한 사시도 및 그 정면도이다.

도면 표시와 같이, 본 발명에 따른 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치(100)는 이건 출원인의 염화 칼슘용액 제조장치에 설치되어 사용되는 것으로, 이 염도 측정장치(100)는, 염화칼슘용액 제조장치(미도시)로 부터 제조되어 이송되는 제설용 염화 칼슘용액이 유입되는 유입구(102)와 염화 칼슘용액이 배출되는 배출구(104)가 형성되고 상.하부가 폐쇄된 염화칼슘용액 수용실(106)을 갖는 중공상(中空狀)의 원통형상의 케이싱(108)을 구비하고 있다. 이 케이싱(108)은 유동 됨이 없도록 미 도시한 염화 칼슘용액 제조 장치에 견실하게 고정지지 되며, 내부가 투시되게 투명 재질로 제작함이 바람직하다.

상기 염화칼슘용액 수용실(106)에는 부레(FLoat)(110)가 상기 케이싱(108)을 따라 상.하방향으로 이동 되게 위치되어 있다. 상기 부레(110)의 이동은 염화칼슘용액 수용실(106)에 유입되어 수용되는 염화칼슘용액의 염도의 높.낮음에 따른 비중의 차이로 실행된다. 즉, 염화칼슘용액의 염도가 높으면, 그만큼 고 농도를 이루는 질량상승으로 부레(110)는 케이싱(108)의 상방으로 이동하게 된다. 반면에 염화칼슘용액의 염도가 낮게 되면, 염도가 낮은 저 농도를 이루게 되고 그결과 질량 또한 낮아져서 부레(110)은 케이싱(108)의 하방으로 이동된다. 이러한 부레(108)의 상.하이동의 원리는 아르키메데스의 비중차이에 의해 이동되는 액체 비중계를 응용한 것이다. 상기와 같은 원리로 이동되는 부레(110)은 도2b의 표시와 같이, 둥근 둘레면을 갖는 원주(圓柱)상의 하부몸체(112)와 하부 몸체(112)에 비하여 넓은 직경을 이루게 형성된 상부 원판(114)을 가는 굵기의 연결봉(116)으로 연결하여 구성하고 있다. 부레(110)의 연결봉(116)에 표시된 기준선(118)이 염화칼슘용액의 수면과 일치할 때 본 발명에서 얻고자하는 가장 이상적인 염화칼슘용액의 염도이다. 이러한 부레(110)의 재질은 금속,목재, 및 플라스틱 재질 중 어느 하나로 제작할 수 있다.

상기 케이싱(108)의 상부에는 염도 측정부(120)가 설치되어 있다. 염도 측정부(120)는 상기 케이싱(108)의 상부에 장착되어 상기 부레(110)의 상부 원판(114)의 상면으로 레이져를 조사(照射)한다. 레이져를 조사하는 이유는 염화칼슘용액 수용실(106)에 수용되는 염화칼슘용액의 염도를 측정하기 위함인데, 염도의 측정값은 바로 부레(110)의 상기와 같은 이동 량에 의해 결정된다. 상기와 같이, 염화칼슘용액 수용실(106)에 수용되는 염화칼슘용액의 염도의 높.낮이에 따른 염화칼슘 용액의 질량의 변화가 발생되면, 염화칼슘용액에 위치되어 있던 상기 부레(110)는 염화칼슘용액의 질량 값의 변화로 인한 비중의 차이로 인하여 자동으로 상.하로 위치 변동이 있게 되는데, 이때 부레(110)로부터 조사되는 레이져 빔의 조사 거리 또한 부레(110)의 상.하 이동에 따른 위치 변동에 비례하여 짧게 되거나 혹은 길게 변화하는데, 염도 측정부(120)는 바로 부레(110)쪽으로 발사되는 레이져 빔의 조사 거리의 변위량을 검출하여 염화칼슘 용액의 염도가 높은지 혹은 낮은지를 확인할 수 있게 하는 전기적인 신호로서 출력한다. 이에 대한 상세 구성은 도3을 참조하여 설명한다.

도 3은 도1 표시의 염화칼슘용액에 대한 염도측정부의 블록도이다.

도면 표시와 같이, 염도 측정부(120)는 염도 측정용 레이져의 조사 거리를 검출하는 레이져 센서(122)를 구비하고 있으며, 상기 레이져 센서(122)로부터 검출되는 레이져 빔의 조사거리 변동량은 레이져 검출신호 증폭기(124)로 보내지게 된다. 신호증폭기(124)는 상기 레이져 센서부(122)로부터 검출되는 레이져 빔의 조사거리 변위값을 전기적인 신호로 증폭하여 출력하는 작용을 한다. 이러한 신호증폭기(124)로부터 출력되는 전기적인 신호는 마이콤으로 이루어진 제어기(126)쪽으로 입력되고, 제어기(126)는 현재의 부레 변위 값과 기 설정된 프로그램에 의해 그에 해당하는 농도로 계산하여 표시기(128)에 의해서 현재의 염도 값을 외부에서 볼수 있도록 숫자로 표시하고 또한 제어기(126)는 염화칼슘 용액 제조장치의 염화칼슘 공급부 혹은 물 공급용 전동밸브(127) 등을 각각 제어하는 신호를 보내어 염화칼슘과 물의 공급량을 적정 비율로 공급되게 제어함으로써, 원하는 염도값의 염화칼슘 용액을 제조 할 수 있게 한다.

도 4a,도4b는 부례의 작동 일예를 정면에서 보아 나타낸 도면들이다.

도면 표시와 같이, 유입구(102)를 통하여 케이싱(108)의 내부로 유입되는 염화칼슘용액은 배출구(104)를 통하여 배출되는 구조이므로 유입되는 염화칼슘용액의 수위(L)는 배출구(104)와 거의 평행상태를 이루게 항상 일정하게 유지할 수 있다. 이러한 수위를 유지하는 염화칼슘용액에 위치된 부레(110)의 기준선(118)이 케이싱 (108)에 수용된 염화칼슘용액의 수위(L)와 일치되게 유지하면, 염화칼슘은 원하는 염도를 유지하는 것이라고 할수 있는데, 이와는 달리 도4a의 표시와 같이, 부레(110)의 기준선 (118)이 수위(L)의 아래로 혹은 상부로 이동하게 되면 염도가 낮거나 높다는 것인데, 이러한 부레(110)의 이동은 결과적으로 염도 측정부(120)의 레이져 센서(122)로부터 먼 위치(h1)로 이동하거나 혹은 가까운 위치(h2)로 이동하게 되므로, 염도 측정부(120)은 바로 부레의 변위 값을 검출하여 염도의 적정여부를 알려주는 것이다.

본 발명은 기존의 전극 방법인 디지털농도 측정방법에 비해 고농축으로 된 염화용액의 고질적 문제인 스케일과 온도 특성에 대한 오차변화가 적어 염화칼슘용액의 정확한 염도를 측정하여 제설에 적합한 용액으로 공급되게 한하는 이점이 있다.

100 : 염도측정장치
108 : 케이싱
110 : 부레(Float)
120 : 염도측정부

Claims (5)

1. 염화칼슘용액을 일정량 유입되게 하기 위한 전동밸브가 설치된 염화 칼슘용액 및 물 유입구와 배출구가 형성된 염화칼슘용액 수용실을 갖는 중공상(中空狀)의 케이싱;
   상기 염화칼슘용액 수용실에 수용되어 수용되는 염화칼슘용액의 염도의 높.낮음에 따라 상.하부로 이동되게 하는, 원통상의 하부 몸체와 하부 몸체에 비하여 넓은 직경의 상부 원판을 가는 굵기의 연결봉으로 결합한 부레(Float); 및
   상기 케이싱의 상부에 장착되어 상기 부레의 상면으로 레이져를 조사(照射)하며, 염화칼슘용액의 염도의 높.낮이에 따른 염화칼슘 용액의 질량의 변화로 인한 상기 부레의 상.하 이동의 변동에 따라 발생되는 레이져의 조사 거리 변위를 측정하여 염화칼슘 용액의 염도의 높.낮음을 규정치로 맞추기 위한 신호를 출력하는 염도측정부를 포함하고,
   상기 염도측정부는 염도 측정용 레이져 센서와 상기 염도측정용 레이져 센서로부터 출력되는 신호를 전기적인 신호로 증폭하는 신호증폭기와 상기 신호증폭기로부터 입력되는 전기적인 신호를 처리하여 현재 염도 값을 숫자로 표시함은 물론 염화칼슘 용액 제조장치를 제어하는 제어기로 이루어진 염도측정부를 포함하는 제설용 염화칼슘용액의 염도 측정장치.
   
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