KR101293690B1 - Optical sensor for measuring water quality using rgb sensor - Google Patents

Optical sensor for measuring water quality using rgb sensor Download PDF

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KR101293690B1
KR101293690B1 KR1020130068340A KR20130068340A KR101293690B1 KR 101293690 B1 KR101293690 B1 KR 101293690B1 KR 1020130068340 A KR1020130068340 A KR 1020130068340A KR 20130068340 A KR20130068340 A KR 20130068340A KR 101293690 B1 KR101293690 B1 KR 101293690B1
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김은수
백훈
황근춘
이정한
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한국해양과학기술원
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Abstract

PURPOSE: A light sensor device for measuring a water quality using an RGB sensor is provided to integrate light emitting diodes, the RGB sensor, and a light source filter into a sensor holder and to detachably insert the sensor holder into a sensor casing, thereby miniaturizing and lightening the sensor device at low costs. CONSTITUTION: A light sensor device (10) for measuring a water quality using an RGB sensor (11) includes light emitting diodes (9), a light source filter (12), a fluorescent film (8), a substrate (7), a fluorescent filter (13), and a measurement device. The light emitting diodes are installed on the front end surface of a sensor holder (14) at a predetermined interval. The light source filter is installed between the outer periphery of a light collecting pipe (14a) and the inner periphery of a sensor casing (1) and controls the frequencies of lights emitted by the light emitting diodes. The fluorescent filter emits the fluorescence of a specific frequency by reacting with the lights projected via the light source filter. The fluorescent film is coated on the substrate, and the substrate is installed inside a front cap. The fluorescent filter is installed inside the front end portion of the light collecting pipe and controls the frequencies of the fluorescence emitted by the fluorescent film. The measurement device is composed of the RGB sensor. The RGB sensor is arranged on the center of the sensor holder and inserted inside the sensor casing. The RGB sensor directly detects the colors of the light projected via the fluorescent filter, thereby measuring dissolved oxygen or pH.

Description

알지비 센서를 이용한 수질측정용 광센서장치{Optical sensor for measuring water quality using RGB sensor}Optical sensor for measuring water quality using RGB sensor

본 발명은 LED 광원으로부터 형광막으로 특정 파장의 빛을 투사시킨 다음, 상기 형광막으로부터 발산되는 형광을 기초로 용존산소 또는 pH와 같은 수질기준을 측정토록 한 광센서장치에 관한 것으로서, 기존의 디지털 카메라 대신에 RGB센서를 형광측정수단으로 적용시키는 한편, LED와 RGB센서 및 광필터를 최적 위치에 집적화시킨 센서홀더를 센서케이싱의 내부에 삽입시키고, 상기 센서케이싱의 전방캡에 형광막이 코팅된 기판을 배치함으로서, 저가의 초소형,초경량 광센서장치를 제공토록 한 알지비 센서를 이용한 수질측정용 광센서장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical sensor device for projecting light of a specific wavelength from a LED light source to a fluorescent film and then measuring a water quality standard such as dissolved oxygen or pH based on the fluorescence emitted from the fluorescent film. Instead of a camera, an RGB sensor is applied as a fluorescence measuring means, and a sensor holder in which an LED, an RGB sensor and an optical filter are integrated at an optimal position is inserted into a sensor casing, and a substrate coated with a fluorescent film on the front cap of the sensor casing. The present invention relates to an optical sensor device for measuring water quality using an AlgiBi sensor, which provides an inexpensive, compact and lightweight optical sensor device.

일반적으로 연안해역이나 하천 또는 호소(湖沼) 등지의 수질을 나타내는 지표로서 용존산소(DO)나 pH를 대표적인 예로 들 수 있으며, 통상 용존산소를 측정하는 방식은 클락셀(Clark cell: 갈바닉 또는 폴라로그래픽 셀)에 의한 격막법이 주로 사용되고, pH를 측정하는 방식은 전기화학센서로서의 전극봉을 수중에 침지시키는 방식이 주로 사용되며, 용존산소의 측정에도 전극봉이 자주 이용된다.In general, dissolved oxygen (DO) or pH as an indicator of the water quality of coastal waters, rivers or lakes, etc., and the typical method of measuring the dissolved oxygen is Clark cell (galvanic or polar) The diaphragm method by graphic cell) is mainly used, and the method of measuring pH is mainly the method of immersing the electrode as an electrochemical sensor in water, and the electrode is often used for the measurement of dissolved oxygen.

상기와 같은 격막법은 측정값의 정밀도와 재현성이 우수하다는 장점이 있는 반면에, 격막의 세정문제, 멤브레인과 전해액의 주기적인 교체문제, 멤브레인의 오염문제, 교정의 주기적인 수행과 같이 유지관리의 측면에서 많은 단점이 있었고, 전극봉을 이용하는 방식은 전극봉이 물과 접촉하면서 해조류나 이끼 등의 이물질이 쉽게 부착되고, 전극봉의 부식이 자주 발생하여 정확한 측정이 어려운 단점이 있었으며, 개략 6개월마다 전극봉을 교체시켜야 함에 따른 번거러움과 비용부담 또한 야기되는 단점이 있었다.While the above-mentioned diaphragm method has an advantage of excellent accuracy and reproducibility of measured values, the diaphragm cleaning problem, periodic replacement of the membrane and electrolyte, contamination of the membrane, periodic maintenance of the calibration, etc. There were many disadvantages in terms of the method, and the method using the electrode had the disadvantage that foreign substances such as algae or moss were easily attached while the electrode was in contact with water, and the electrode was frequently corroded, making it difficult to accurately measure the electrode. The hassle and cost burden of having to replace also caused.

상기와 같이 기존의 격막법이나 전극봉 방식이 가지는 단점을 해소할 수 있도록 한 것으로서, 특정 파장의 빛을 형광물질에 투사(投射)시킬 경우, 형광물질로부터 발생되는 형광이 산소분자 또는 수소이온과 접촉하여 특정한 영역대의 형광파장을 발생시키는 점을 이용한 측정방법이 강구되었으며, 이러한 형광의 원리를 이용하여 용존산소나 pH를 측정할 경우 기존의 격막법이나 전극봉 방식이 가지는 단점을 일거에 해소할 수 있다.As described above, it is possible to solve the disadvantages of the conventional diaphragm method or electrode method. When the light of a specific wavelength is projected onto the fluorescent material, the fluorescence generated from the fluorescent material is in contact with oxygen molecules or hydrogen ions. The measurement method using the point that generates the fluorescence wavelength in a specific area has been devised. When measuring dissolved oxygen or pH using the principle of fluorescence, the disadvantages of the conventional diaphragm method or electrode method can be solved at once. .

다시 말해서, 형광(Fluorescence)이란 들뜬 상태(높은 에너지 상태)의 물질이 바닥 상태(낮은 에너지 상태)로 되돌아갈 때, 전자 전이에 의하여 방출되는 빛 또는 그와 같은 발광 현상을 말하는 것인 바, 형광물질에 빛과 같은 자극이 가해지면 형광물질은 바닥 상태에서 들뜬 상태가 되고, 들뜬 상태는 불안정하여 외부로부터 에너지가 가해지지 않으면 흡수한 파장과 같은 파장의 빛을 방출하여 바닥 상태로 돌아가려고 하는 데, 산소분자나 수소이온이 형광의 양을 감소시킨다고 한다면, 형광이 감소되는 양만큼을 측정함으로서 산소분자 또는 수소이온의 양, 즉 수중의 용존산소와 pH를 측정할 수 있다는 것이다.In other words, fluorescence refers to light emitted by an electronic transition or such a luminescence phenomenon when a material in an excited state (high energy state) returns to a ground state (low energy state). When a stimulus such as light is applied to a substance, the fluorescent substance is excited in the ground state, and the excited state is unstable, and if energy is not applied from the outside, it tries to return to the ground state by emitting light of the same wavelength absorbed. If oxygen molecules or hydrogen ions reduce the amount of fluorescence, the amount of oxygen molecules or hydrogen ions, ie dissolved oxygen and pH in water, can be measured by measuring the amount of fluorescence reduced.

상기와 같이 형광의 원리를 이용하여 수질을 측정하는 광센서장치는 광원이 되는 LED(발광다이오드)와, 상기 LED로부터 발산되는 빛의 파장을 제어하는 광원필터와, 상기 광원필터를 거쳐 투사된 빛과 반응하여 특정 파장의 형광을 발산하는 형광막과, 상기 형광막으로부터 발산된 형광의 파장을 제어하는 형광필터와, 상기 형광필터를 거쳐 투사된 빛을 감지하여 용존산소 또는 pH를 측정토록 한 측정기구를 포함하여서 이루어지며, 상기 측정기구는 통상 CCD 카메라나 DSLR 카메라와 같은 디지털 카메라가 사용되었다.As described above, an optical sensor device for measuring water quality using the principle of fluorescence includes an LED (light emitting diode) serving as a light source, a light source filter controlling a wavelength of light emitted from the LED, and light projected through the light source filter. A fluorescence film that emits fluorescence of a specific wavelength in response to the fluorescence, a fluorescence filter that controls the wavelength of fluorescence emitted from the fluorescence film, and a light measured through the fluorescence filter to measure dissolved oxygen or pH. Including an instrument, the measurement instrument is typically a digital camera such as a CCD camera or a DSLR camera.

그러나, 기존의 수질측정용 광센서장치는 형광의 측정기구로서 고가의 디지털 카메라를 사용함에 따라 광센서장치의 가격을 크게 상승시킬 뿐만 아니라, 광센서장치의 전체적인 부피와 무게 또한 불필요하게 증대시키는 요인이 되었으며, 디지털 카메라를 기초로 하여 LED와 광필터를 적절하게 배치시킴으로서 센서기구를 소형케이싱의 내부에 집적화시키는 것이 까다롭기 때문에, LED와 광필터만을 센서팁(Sensor tip)으로 하고, 디지털 카메라는 이 센서팁의 외부에 설치한 것이 대부분이다.However, the conventional optical sensor for water quality measurement not only significantly increases the price of the optical sensor device by using an expensive digital camera as a fluorescence measuring device, but also increases the overall volume and weight of the optical sensor device unnecessarily. Since it is difficult to integrate the sensor mechanism inside the small casing by appropriately disposing the LED and the optical filter based on the digital camera, only the LED and the optical filter are used as the sensor tip. Most of them are installed outside the sensor tip.

따라서, 디지털 카메라를 이용한 기존의 광센서장치는 수중에 완전히 잠기도록 한 상태에서 용존산소나 pH를 지속적으로 측정할 수 없고, 센서팁 부분만을 수중에 침지시키는 방식으로만 용존산소나 pH를 측정할 수 밖에 없었으며, 이로 인하여 수질측정이 필요할 때마다 측정장비를 측정장소로 운반하여 용존산소나 pH를 측정하여야 하는 번거로움이 있었음은 물론이고, 관상용 수조나 양식용 수조에 내장형으로 설치하여 용존산소나 pH를 주기적으로 측정함으로서 수질의 유지와 어류의 관리용도로 사용하기에는 부적절한 문제점이 있었다.Therefore, the existing optical sensor device using a digital camera cannot measure dissolved oxygen or pH continuously while completely submerged in water, and can only measure dissolved oxygen or pH by immersing only the tip of the sensor in water. As a result, whenever there was a need for water quality measurement, the measuring equipment was transported to the measuring place to measure dissolved oxygen or pH, as well as the built-in dissolved oxygen in the tubular or aquaculture tank. By periodically measuring the pH, there was an inadequate problem to use for maintaining water quality and managing fish.

특히, 디지털 카메라의 경우는 빛의 파장(색체)을 직접 측정하는 장치가 아니라, 빛이 마이크로렌즈로 들어오면, 포토다이오드가 광자를 흡수하고 전하를 방출하며, CCD(Charged coupled device) 소자가 방출된 전하(전압)를 저장한 다음, 이를 증폭 및 조절하여 8bit의 디지털 신호로 변환시키는 장치이므로, 빛을 전압으로 바꾸고 이를 다시 8bit의 디지털 신호로 변환시켜 용존산소 또는 pH의 측정기준이 되는 색체를 구현하는 과정에서 색체의 선예도(Sharpness: 감도)가 저하될 우려가 있다.In particular, digital cameras are not devices that directly measure the wavelength (color) of light, but when light enters a microlens, the photodiode absorbs photons and emits charges, while charged coupled device (CCD) devices emit light. It stores the charged charge (voltage) and then amplifies and adjusts it to convert it into 8bit digital signal.So, it converts light into voltage and converts it into 8bit digital signal. In the process of implementation, sharpness of the color may be lowered.

다시 말해서, 디지털 카메라에 내장된 이미지 프로세서가 모든 픽셀마다의 RGB(Red,Green,Blue) 값을 직접 계산하지 않고 인접픽셀의 신호를 기반으로 그 픽셀의 나머지 값을 추정하는 바이어(Bayer) 보간법 등이 적용되기 때문에, 형광이 발현하는 특정한 색체를 기준으로 용존산소와 pH의 수치를 측정하는 광센서장치의 특성상, 색체를 구분하는 데 필요한 선예도가 이러한 보간과정에서 저하될 수 있으므로, 측정된 값의 정확도 및 신뢰도를 보장할 수 없는 상황이 발생할 수도 있다는 것이다.In other words, a Bayer interpolation method in which an image processor embedded in a digital camera estimates the remaining values of the pixels based on signals of adjacent pixels without directly calculating RGB (Red, Green, Blue) values for every pixel. Since this is applied, the sharpness required to distinguish colors can be lowered in this interpolation process because of the characteristics of the optical sensor device that measures the values of dissolved oxygen and pH based on the specific color of fluorescence. There may be situations where accuracy and reliability cannot be guaranteed.

대한민국 등록특허 10-0860545호(공고일자: 2008년 09월 26일)Republic of Korea Patent Registration 10-0860545 (Notification Date: September 26, 2008) 대한민국 공개특허 10-2010-0137944호(공개일자: 2010년 12월 31일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0137944 (published: December 31, 2010)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 형광막으로부터 발산되는 형광의 측정수단으로서 기존의 디지털 카메라 대신에 RGB센서를 적용시키는 한편, LED로부터 발산되는 광원의 필터기구와 형광막으로부터 발산되는 형광의 필터기구를 LED 및 RGB센서와 함께 센서홀더상에 합리적으로 배치시키고, 이 센서홀더를 센서케이싱의 내부에 삽입시키되, 상기 센서케이싱의 전방캡에 형광막이 코팅된 기판이 배치되도록 함으로서, 센서케이싱의 내부에 용존산소 또는 pH의 측정을 위한 모든 수단을 집적화시킨 저가의 초소형,초경량 광센서장치를 제공토록 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, while applying an RGB sensor instead of a conventional digital camera as a measuring means of the fluorescence emitted from the fluorescent film, while the filter mechanism and fluorescence of the light source emitted from the LED A filter device for fluorescence emitted from the film is reasonably disposed on the sensor holder along with the LED and RGB sensors, and the sensor holder is inserted into the sensor casing, and a substrate coated with a fluorescent film is disposed on the front cap of the sensor casing. The technical problem is to provide an inexpensive, compact and lightweight optical sensor device in which all means for measuring dissolved oxygen or pH are integrated inside the sensor casing.

이와 더불어, 본 발명은 빛의 색체(파장)를 직접 측정하는 RGB센서를 적용하여 보간과정에서 발생할 수 있는 왜곡 현상을 최소화시킴으로서, 광센서장치로부터 측정되는 용존산소와 pH의 측정값 또한 매우 높은 수준의 정확도와 신뢰도를 가지도록 하고, LED와 RGB센서 및 광필터가 포함된 센서홀더를 센서케이싱으로부터 용이하게 분리시켜 센서기구의 수리나 교체 등을 매우 손쉽게 수행할 수 있도록 하며, 특히 관상용 수조나 양식용 수조의 내부에 장기간 동안 설치하여 수중의 용존산소나 pH를 주기적으로 측정하는 용도로 최적화시킬 수 있도록 한 광센서장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.In addition, the present invention minimizes the distortion that may occur during interpolation by applying an RGB sensor that directly measures the color (wavelength) of the light, so that the measured values of dissolved oxygen and pH measured from the optical sensor device are also very high. Accuracy and reliability, and the sensor holder including the LED, RGB sensor and optical filter can be easily separated from the sensor casing to make the repair or replacement of the sensor mechanism very easy. Another technical problem is to provide an optical sensor device that can be installed inside a water tank for a long time and optimized for periodically measuring dissolved oxygen or pH in water.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 광원이 되는 LED와, 상기 LED로부터 발산되는 빛의 파장을 제어하는 광원필터와, 상기 광원필터를 거쳐 투사된 빛과 반응하여 특정 파장의 형광을 발산하는 형광막과, 상기 형광막이 코팅되는 투명 또는 반투명 소재의 기판과, 상기 형광막으로부터 발산된 형광의 파장을 제어하는 형광필터와, 상기 형광필터를 거쳐 투사된 빛을 감지하여 용존산소 또는 pH를 측정토록 한 측정기구를 포함하여서 이루어지는 수질측정용 광센서장치에 있어서, 상기 측정기구는 형광필터를 거쳐 투사된 빛의 색체를 직접 검출하여 용존산소 또는 pH를 측정하는 RGB센서가 되고, 상기 RGB센서는 센서홀더의 중앙부에 배치된 상태로 센서케이싱의 내부에 삽입 설치되며, 상기 센서케이싱의 선단부와 후단부에는 전방캡과 후방캡이 밀폐링을 개재시킨 상태로 조립 설치되고, 상기 전방캡의 내측에 형광막이 코팅된 기판이 설치되며, 상기 센서홀더의 선단측 중앙부에는 형광필터를 거쳐 투사되는 빛을 RGB센서로 유도하는 집광파이프가 설치되고, 상기 LED는 집광파이프의 외주연부에 해당하는 센서홀더의 선단면에 일정한 간격을 두고 다수 개로 설치되며, 상기 형광필터는 집광파이프의 선단 내측에 설치되고, 상기 광원필터는 집광파이프의 외주연부와 센서케이싱(1)의 내주연부 사이에 설치되며, 상기 센서홀더에는 케이블단자가 접속 설치되는 한편, 상기 케이블단자와 연결된 케이블이 센서케이싱 또는 후방캡을 관통하여 외부로 연장 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention as a means for solving the above technical problem, the LED as a light source, a light source filter for controlling the wavelength of light emitted from the LED, and reacts with the light projected through the light source filter fluorescence of a specific wavelength A fluorescent film that emits light, a substrate of a transparent or translucent material coated with the fluorescent film, a fluorescent filter that controls the wavelength of the fluorescent light emitted from the fluorescent film, and a light emitted through the fluorescent filter to sense dissolved oxygen or In the optical sensor device for measuring the water quality comprising a measuring device for measuring the pH, the measuring device is an RGB sensor for measuring the dissolved oxygen or pH by directly detecting the color of the light projected through the fluorescent filter, The RGB sensor is inserted into and installed inside the sensor casing in a state of being disposed in the center of the sensor holder, and the front and rear ends of the sensor casing are front. The cap and the rear cap are assembled and installed with the sealing ring interposed therebetween, and a substrate coated with a fluorescent film is installed inside the front cap, and the light projected through the fluorescent filter at the front end side of the sensor holder is an RGB sensor. Inducing condensing pipes are installed, and the LED is installed in plurality at regular intervals on the front end surface of the sensor holder corresponding to the outer periphery of the condensing pipe, the fluorescent filter is installed inside the front end of the condensing pipe, the light source filter Is installed between the outer periphery of the condensing pipe and the inner periphery of the sensor casing (1), and a cable terminal is connected to the sensor holder, while a cable connected with the cable terminal extends through the sensor casing or the rear cap to the outside. It is characterized by being installed.

이와 더불어, 상기 센서홀더의 측면부에는 배터리의 장착을 위한 배터리수납부가 제공되고, 상기 센서홀더의 중앙부에는 RGB센서로부터 발생한 신호의 전송 및 배터리와 LED간의 접속 제어를 위한 컨트롤러가 설치되며, 상기 센서홀더에는 컨트롤러를 거쳐 배터리와 LED를 접속시키는 배선구조가 제공되고, 상기 케이블단자는 컨트롤러와 접속 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 RGB센서와 컨트롤러의 사이에는 RGB센서로부터 출력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 AD변환기가 추가로 제공되는 것을 특징으로 한다.In addition, a battery storage unit for mounting a battery is provided at the side of the sensor holder, a controller for transmitting a signal generated from the RGB sensor and controlling the connection between the battery and the LED is installed in the center of the sensor holder, the sensor holder It is provided with a wiring structure for connecting the battery and the LED via a controller, the cable terminal is characterized in that the connection is installed with the controller, between the RGB sensor and the controller converts the analog signal output from the RGB sensor into a digital signal It is characterized in that the additional AD converter is provided.

보다 세부적으로는, 상기 광센서장치가 수중의 용존산소를 측정하는 용도로 사용될 경우, 상기 LED는 청색광 LED가 되고, 상기 광원필터는 470nm 이하의 파장만을 통과시키는 숏패스필터가 되고, 상기 형광필터는 530nm 이상의 파장만을 통과시키는 롱패스필터가 되며, 상기 기판은 0.1~1mm의 두께를 가지는 폴리에스테르 재질의 투명판이 되고, 상기 형광막은 산소검출용 형광염료가 0.1~2㎛의 두께로 기판에 코팅된 것임을 특징으로 하며, 상기 형광막은 산소검출용 형광염료인 백금 옥타에틸 포피린과 보조염료인 쿠마린과 바인더인 폴리스티렌을 1:1:4의 중량비율로 혼합시키고, 이를 용제인 클로로포름과 1:10~20의 중량비율로 혼합시킨 다음, 해당 용액을 100~150㎛의 두께로 기판에 도포하여 용제 성분을 휘발시키는 방식으로 형성된 것임을 특징으로 한다.More specifically, when the optical sensor device is used for measuring dissolved oxygen in the water, the LED is a blue light LED, the light source filter is a short pass filter passing only a wavelength of 470nm or less, the fluorescent filter Is a long pass filter passing only a wavelength of 530nm or more, the substrate is a transparent plate made of a polyester material having a thickness of 0.1 ~ 1mm, the fluorescent film is coated with a fluorescent dye for oxygen detection 0.1 to 2㎛ thickness The fluorescent film is a mixture of platinum octaethyl porphyrin, an oxygen detecting fluorescent dye, coumarin, an auxiliary dye, and polystyrene, a binder, in a weight ratio of 1: 1: 4, and the chloroform, which is a solvent, is 1:10 to After mixing at a weight ratio of 20, the solution is applied to a substrate with a thickness of 100 to 150 μm, characterized in that it is formed in a manner to volatilize the solvent component.

다른 한편으로, 상기 광센서장치가 수중의 pH를 측정하는 용도로 사용될 경우, 상기 LED는 자외선 LED가 되고, 상기 광원필터는 405nm 파장만을 통과시키는 밴드패스필터가 되고, 상기 형광필터는 455nm 이상의 파장만을 통과시키는 롱패스필터가 되며, 상기 기판은 0.1~1mm의 두께를 가지는 폴리에스테르 재질의 투명판이 되고, 상기 형광막은 수소이온 검출용 형광염료가 10~20㎛의 두께로 기판에 코팅된 것임을 특징으로 하며, 상기 형광막은 수소이온 검출용 형광염료인 8-히드록시-1,3,6-피렌트리술폰산과 보조염료인 쿠마린과 바인더인 폴리우레탄 하이드로겔을 1.5:1.5:10의 중량비율로 혼합시키고, 이를 에탄올과 물이 9:1의 체적비율로 혼합된 용제에 1:5~10의 중량비율로 혼합시킨 다음, 해당 용액을 100~150㎛의 두께로 기판에 도포하여 용제 성분을 휘발시키는 방식으로 형성된 것임을 특징으로 한다.On the other hand, when the optical sensor device is used for measuring the pH of the water, the LED is an ultraviolet LED, the light source filter is a band pass filter passing only 405nm wavelength, the fluorescent filter is a wavelength of 455nm or more Being a long pass filter to pass through, the substrate is a transparent plate made of a polyester material having a thickness of 0.1 ~ 1mm, the fluorescent film is characterized in that the fluorescent dye for hydrogen ion detection is coated on the substrate with a thickness of 10 ~ 20㎛ The fluorescent film is mixed with a weight ratio of 1.5: 1.5: 10 of 8-hydroxy-1,3,6-pyrenetrisulfonic acid which is a fluorescent dye for detecting hydrogen ions, coumarin which is an auxiliary dye, and a polyurethane hydrogel as a binder. This is mixed with a solvent in which the ethanol and water are mixed at a volume ratio of 9: 1 at a weight ratio of 1: 5 to 10, and then the solution is applied to a substrate with a thickness of 100 to 150 µm to volatilize the solvent component.It characterized in that formed in the equation.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 기존의 디지털 카메라 대신에 RGB센서를 적용시키는 한편, 용존산소 또는 pH의 측정을 위한 모든 수단, 즉 LED와 RGB센서 및 광필터를 센서홀더에 집적화시키고, 이를 수밀(水密)처리가 이루어진 센서케이싱의 내부로 착탈 가능하게 삽입시킴으로서, 기존의 제품과 비교하여 저가의 초소형,초경량 광센서장치를 제공하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, while applying the RGB sensor in place of the existing digital camera, all means for measuring dissolved oxygen or pH, that is, the LED and RGB sensor and the optical filter are integrated in the sensor holder, and the watertight ( By removably inserting into the inside of the sensor casing is a water treatment, there is an effect to provide a low-cost ultra-compact, light weight optical sensor device compared to the existing products.

또한, 빛의 색체(파장)를 보간과정없이 직접 측정하는 RGB센서를 적용하고, 광필터와 형광막의 소재를 RGB센서에 맞추어 최적화시킴으로서, 광센서장치로부터 측정되는 용존산소와 pH의 측정값이 매우 높은 수준의 정확도와 신뢰도를 가지도록 하는 효과가 있으며, 상기 센서홀더를 센서케이싱으로부터 용이하게 분리시켜 센서기구의 수리나 교체 등을 매우 손쉽게 수행할 수 있는 효과를 제공한다.In addition, by applying an RGB sensor that directly measures the color of the light (wavelength) without interpolation process and by optimizing the material of the optical filter and the fluorescent film to the RGB sensor, the dissolved oxygen and pH measured from the optical sensor device is very It has the effect of having a high level of accuracy and reliability, and provides an effect that the sensor holder can be easily separated from the sensor casing to perform the repair or replacement of the sensor mechanism very easily.

특히, 관상용 수조나 양식용 수조의 내부에 광센서장치를 내장형으로 설치하여 수중의 용존산소나 pH를 장기간 동안 주기적으로 측정토록 할 수 있으며, 이로 인하여 해당 수조의 수질을 일정하게 유지시켜 어류를 안전하게 관리하는 용도로 최적화시킨 경제적이고 합리적인 수질관리수단을 제공할 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 가지는 것이다.In particular, it is possible to periodically measure the dissolved oxygen or pH in the water for a long period of time by installing the optical sensor device inside the tubular tank or aquaculture tank, thereby keeping the water quality of the tank constant and safely keeping the fish safe. It has a very useful effect such as providing economic and reasonable water quality management means optimized for management purpose.

도 1은 본 발명에 따른 광센서장치의 외관사시도.
도 2는 도 1의 평단면도.
도 3은 도 1의 측단면도.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도.
1 is an external perspective view of an optical sensor device according to the present invention.
Fig. 2 is a plan sectional view of Fig. 1; Fig.
3 is a side cross-sectional view of FIG.
4 is a sectional view taken along the line AA in Fig.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 수질측정용 광센서장치(10)는 도 1 내지 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 광원이 되는 LED(9)와, 상기 LED(9)로부터 발산되는 빛의 파장을 제어하는 광원필터(12)와, 상기 광원필터(12)를 거쳐 투사된 빛과 반응하여 특정 파장의 형광을 발산하는 형광막(8)과, 상기 형광막(8)이 코팅되는 투명 또는 반투명 소재의 기판(7)과, 상기 형광막(8)으로부터 발산된 형광의 파장을 제어하는 형광필터(13)와, 상기 형광필터(13)를 거쳐 투사된 빛을 감지하여 용존산소 또는 pH를 측정토록 한 측정기구를 포함하여서 이루어진다.As illustrated in FIGS. 1 to 4, the optical sensor device 10 for measuring water quality according to the present invention includes a light source for controlling a wavelength of light emitted from the LED 9 and the LED 9 as a light source. A filter 12, a fluorescent film 8 that emits fluorescence of a specific wavelength in response to the light projected through the light source filter 12, and a substrate of transparent or translucent material coated with the fluorescent film 8 ( 7), a fluorescence filter 13 for controlling the wavelength of fluorescence emitted from the fluorescence film 8, and a measuring instrument for detecting dissolved oxygen or pH by sensing light projected through the fluorescence filter 13 It is made, including.

본 발명의 제 1요부에 해당하는 구성요소로서는, 형광필터(13)를 거쳐 투사된 빛을 감지하여 용존산소 또는 pH를 측정토록 한 측정기구로서, 기존의 디지털 카메라 대신에 RGB센서(11)를 적용한 것인 바, 상기 RGB센서(11)는 빛의 색체(강도 또는 파장)를 직접 감지하여 해당 색체별로 특정한 아날로그 신호로 발생시키는 전자부품이 된다.A component corresponding to the first aspect of the present invention is a measuring mechanism for detecting dissolved oxygen or pH by detecting light projected through a fluorescence filter 13, and using an RGB sensor 11 instead of a conventional digital camera. As applied, the RGB sensor 11 is an electronic component that directly detects a color (intensity or wavelength) of light and generates a specific analog signal for each color.

상기 RGB센서(11)는 빛의 3원색인 적(Red)/녹(Green)/청(Blue)에 의하여 특정한 색상을 정의하는 것으로서, 통상 텔레비젼이나 비디오 시스템에 적용되어 적/녹/청의 색상을 신호화하여 전송시킴에 따라, 텔레비젼 수상기나 모니터에서 해당 신호를 바탕으로 컬러영상을 재현할 수 있도록 하는 것이며, 최근에는 스마트폰이나 디지털 카메라의 부품으로 사용되어 화면의 밝기나 선명도를 조정하는 데에도 널리 사용될 뿐만 아니라, 도금이나 염색공정에서 색상을 측정하여 도금이나 염색의 불량 여부를 판단하는 데에도 사용된다.The RGB sensor 11 defines a specific color by red, green, and blue, which are three primary colors of light. The RGB sensor 11 is generally applied to a television or a video system to obtain red, green, and blue colors. As it is signaled and transmitted, it is possible to reproduce color images based on the signal from a television set or a monitor. Recently, it is used as a part of a smartphone or a digital camera to adjust the brightness or sharpness of a screen. In addition to being widely used, it is also used to determine the plating or dyeing by measuring the color in the plating or dyeing process.

상기와 같이 RGB센서(11) 자체가 빛의 색체를 직접 감지하여 이를 특정한 아날로그 신호로 전송할 수 있기 때문에, 형광이라고 하는 단순한 색체를 감지하여 용존산소나 pH를 측정하는 용도에 충분히 적용할 수 있으며, 이러한 관점에 입각하여 마이크로렌즈로 투사된 영상을 다양한 색상의 디지털 이미지로 구현하는 CCD 카메라나 DSLR 카메라와 같은 고가의 부품을 적용하지 않고 RGB센서(11)를 이용하여 광센서장치(10)를 구성한 것이다.As the RGB sensor 11 itself can directly detect the color of light and transmit it as a specific analog signal, it can be sufficiently applied to the use of measuring dissolved oxygen or pH by detecting a simple color called fluorescence. Based on this perspective, the optical sensor device 10 is constructed by using the RGB sensor 11 without applying expensive components such as a CCD camera or a DSLR camera that realizes the image projected by the microlens as a digital image of various colors. will be.

상기와 같은 RGB센서(11)의 적용과 더불어, LED(9)와 광원필터(12) 및 형광필터(13)의 배치를 최적화시킴으로서 광센서장치(10)를 초소형,초경량 제품으로 제작하는 것이 요구되는 바, 이를 위하여 RGB센서(11)와 LED(9) 및 광원필터(12)와 형광필터(13)로 이루어지는 센서기구를 센서홀더(Sensor holder)(14)상에 집적화시키는 한편, 상기 센서홀더(14)를 원통형 센서케이싱(1)의 내부에 착탈 가능한 방식으로 삽입 설치한 것이다.In addition to the application of the RGB sensor 11 as described above, by optimizing the arrangement of the LED 9, the light source filter 12 and the fluorescent filter 13, it is required to manufacture the optical sensor device 10 as a very small, lightweight product For this purpose, a sensor mechanism comprising an RGB sensor 11, an LED 9, a light source filter 12, and a fluorescent filter 13 is integrated on a sensor holder 14, while the sensor holder is integrated. (14) is inserted into the cylindrical sensor casing (1) in a removable manner.

도면상 RGB센서(11)는 센서홀더(14) 중앙부의 설치구멍에 장착되고, 상기 센서홀더(14)의 선단측 중앙부에는 형광필터(13)를 거쳐 투사되는 빛을 RGB센서(11)로 유도하는 집광파이프(14a)가 돌출 형성되며, 상기 LED(9)는 집광파이프(14a)의 외주연부에 해당하는 센서홀더(14)의 선단면에 일정한 간격을 두고 다수 개로 설치되는 한편, 상기 형광필터(13)는 집광파이프(14a)의 선단 내측에 설치되고, 상기 광원필터(12)는 집광파이프(14a)의 외주연부와 센서케이싱(1)의 내주연부 사이에 설치된다.In the drawing, the RGB sensor 11 is mounted in the installation hole in the center of the sensor holder 14, and the light projected through the fluorescent filter 13 is guided to the RGB sensor 11 in the center of the tip side of the sensor holder 14. The condensing pipe 14a is formed to protrude, and the LEDs 9 are installed in plural at regular intervals on the front end surface of the sensor holder 14 corresponding to the outer periphery of the condensing pipe 14a. 13 is provided inside the tip of the condensing pipe 14a, and the light source filter 12 is provided between the outer periphery of the condensing pipe 14a and the inner periphery of the sensor casing 1.

상기와 같은 방식으로 센서홀더(14)를 구성하게 되면, RGB센서(11)와 LED(9)가 광원필터(12)와 형광필터(13) 및 집광파이프(14a)에 의하여 안전하게 보호될 수 있음은 물론이고, LED(9)로부터 발산되는 광원과 RGB센서(11)로 유도되는 형광이 집광파이프(14a)에 의하여 서로 간섭을 일으키지 않도록 할 수 있으며, LED(9)와 RGB센서(11)의 작동에 필요한 전기배선이나 회로 등을 센서홀더(14)에 배선시키는 방식을 통하여 매우 간단하고 콤펙트한 센서유닛을 제공할 수 있다.When the sensor holder 14 is configured in the above manner, the RGB sensor 11 and the LED 9 can be safely protected by the light source filter 12, the fluorescent filter 13, and the condensing pipe 14a. Of course, the light source emitted from the LED 9 and the fluorescence induced by the RGB sensor 11 can be prevented from interfering with each other by the condensing pipe 14a, and the LED 9 and the RGB sensor 11 It is possible to provide a very simple and compact sensor unit by wiring an electric wiring or a circuit necessary for operation to the sensor holder 14.

도 4를 기준으로 하면, 총 4개의 LED(9)가 90도 간격을 두고 배치된 것으로 도시되어 있으나, LED(9)의 설치갯수는 최소 2개로부터 최대 8개의 범위내에서 조정이 가능하고, 각각의 LED(9)는 형광막(8)을 향하여 개략 45도 정도의 각도로 경사지게 설치하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 도 2 및 도 3에서와 같이 상기 센서홀더(14)의 선단면은 집광파이프(14a)측을 향하여 오목하게 경사지는 경사면으로 형성되어 있다.Referring to FIG. 4, a total of four LEDs 9 are shown to be arranged at intervals of 90 degrees, but the number of installations of the LEDs 9 can be adjusted within a range of at least two to eight, Each LED 9 is preferably inclined toward the fluorescent film 8 at an angle of about 45 degrees. For this purpose, as shown in FIGS. 2 and 3, the front end surface of the sensor holder 14 is a condensing pipe. It is formed in the inclined surface inclined concavely toward 14a side.

그리고, 상기 광원필터(12)는 특정 파장대 이하의 파장만을 통과시키는 숏패스필터(Short-pass filter)나 특정 파장대만을 통과시키는 밴드패스필터(Band-pass filter)가 사용되는 한편, 상기 형광필터(13)는 특정 파장대 이상의 파장만을 통과시키는 롱패스필터(Long-pass filter)가 사용되는 것이 일반적이며, 이러한 광필터는 LED(9)를 이용하는 광센서 분야에서 널리 사용되는 공지기술에 해당한다.In addition, the light source filter 12 may be a short-pass filter that passes only a wavelength below a specific wavelength band or a band-pass filter that passes only a specific wavelength band. A long-pass filter for passing only wavelengths above a specific wavelength band is generally used, and the optical filter corresponds to a known technique widely used in the field of optical sensors using the LEDs (13).

추가적인 사항으로서, 상기 센서케이싱(1)의 선단부와 후단부에는 전방캡(2)과 후방캡(3)이 나사식으로 조립 설치되는 한편, 센서케이싱(1)의 수밀처리를 위하여 전방캡(2)과 후방캡(3)의 조립부위에는 밀폐링(4)이 적용되며, 상기 전방캡(2)의 내측에 형광막(8)이 코팅된 기판(7)을 설치하되, 상기 기판(7)이 전방캡(2)과 연결되는 부분에도 수밀처리가 이루어지도록 한다.In addition, the front cap 2 and the rear cap 3 are assembled to the front end and the rear end of the sensor casing 1 by screwing, while the front cap 2 for the watertight treatment of the sensor casing 1. ) And a sealing ring (4) is applied to the assembly portion of the rear cap (3), and the substrate (7) coated with the fluorescent film (8) is installed inside the front cap (2), but the substrate (7) The watertight treatment is also made at the portion connected to the front cap (2).

상기와 같이 센서케이싱(1)의 선단부와 후단부에 조립식의 전방캡(2)과 후방캡(3)을 적용시킴에 따라, 센서케이싱(1)으로부터 센서홀더(14)를 용이하게 분리시켜 센서기구의 수리나 교체 등을 매우 손쉽게 수행할 수 있으며, 이를 위하여 상기 센서홀더(14)는 센서케이싱(1)의 내주면과 밀착되는 원통형 바디로 구성하여 센서케이싱(1)의 내부에 끼움식으로 삽입 설치하는 것이 바람직하다.By applying the prefabricated front cap 2 and the rear cap 3 to the front and rear ends of the sensor casing 1 as described above, the sensor holder 14 is easily separated from the sensor casing 1 so that the sensor Repair or replacement of the instrument can be carried out very easily, and for this purpose, the sensor holder 14 is composed of a cylindrical body in close contact with the inner circumferential surface of the sensor casing 1 and is inserted into the sensor casing 1 by fitting. It is desirable to install.

그리고, 센서케이싱(1)과 센서홀더(14) 및 전방캡(2)과 후방캡(3)은 플라스틱 소재로 제작하는 것이 바람직하지만, 필요시 센서케이싱(1)과 전방캡(2) 및 후방캡(3)은 내식성 금속소재나 내식도금이 이루어진 금속소재가 적용될 수도 있으며, 상기 기판(7)은 전방캡(2)의 내주면에 접착방식으로 고정 설치하는 것이 바람직하고, 상기 광원필터(12)와 형광필터(13)는 집광파이프(14a)를 기초로 하여 끼움식으로 설치하는 것이 바람직하다.The sensor casing 1, the sensor holder 14, and the front cap 2 and the rear cap 3 are preferably made of a plastic material, but if necessary, the sensor casing 1, the front cap 2, and the rear cap are required. Cap 3 may be applied to a corrosion-resistant metal material or a metal material made of corrosion-resistant plating, the substrate 7 is preferably fixed to the inner peripheral surface of the front cap 2 by an adhesive method, the light source filter 12 And the fluorescence filter 13 are preferably installed on the basis of the condensing pipe 14a.

이와 더불어, RGB센서(11)의 신호를 외부로 전송하는 신호전송라인과, 미도시된 전원으로부터 LED(9)로 전력을 공급하는 전력공급라인 등이 포함된 케이블(6)이 센서케이싱(1) 또는 후방캡(3)을 관통하여 센서홀더(14)와 연결 설치되어야 하며, 상기 케이블(6)은 외부의 컴퓨터 단말기나 휴대용 제어패널 등과 접속되는 한편, 센서홀더(14)를 매개로 하여 RGB센서(11) 및 LED(9)와 각각 접속된다.In addition, a cable 6 including a signal transmission line for transmitting a signal of the RGB sensor 11 to the outside and a power supply line for supplying power to the LED 9 from an unshown power source is provided in the sensor casing 1. Or through the rear cap 3 to be connected to the sensor holder 14, and the cable 6 is connected to an external computer terminal or a portable control panel and the like, while the RGB is connected via the sensor holder 14. It is connected with the sensor 11 and the LED 9, respectively.

따라서, RGB센서(11)에서 측정된 용존산소 또는 pH의 값은 외부의 컴퓨터 단말기 또는 휴대용 제어패널에 제공된 모니터를 통하여 수치 또는 그래픽 등의 형태로 표시되며, LED(9)의 점등시간 및 이를 기초로 한 용존산소 또는 pH의 측정시간 등은 외부의 컴퓨터 단말기나 휴대용 제어패널을 입력수단으로 하여 제어되는 것이다.Therefore, the dissolved oxygen or pH value measured by the RGB sensor 11 is displayed in the form of a numerical value or a graphic through a monitor provided to an external computer terminal or a portable control panel, and the lighting time of the LED 9 and the basis thereof. The measurement time of dissolved oxygen or pH is controlled by an external computer terminal or a portable control panel as an input means.

도 1 및 도 3을 기준으로 하면, 상기 케이블(6)은 센서케이싱(1)에 제공된 케이블포트(5)를 통하여 센서케이싱(1)의 내부로 삽입되는 한편, 케이블단자(17)에 의하여 센서홀더(14)와 접속되며, 상기 케이블포트(5)에도 방수팩킹(5a)을 설치하여 해수 또는 담수 등의 유입을 차단시키게 된다.1 and 3, the cable 6 is inserted into the sensor casing 1 through the cable port 5 provided in the sensor casing 1, while the sensor is connected by the cable terminal 17. It is connected to the holder 14, the waterproof port (5a) is also installed in the cable port 5 to block the inflow of sea water or fresh water.

상기와 같이 센서케이싱(1)의 몸통측으로 케이블(6)을 관통시키는 이유는, 센서기구의 수리나 교체를 위하여 전방캡(2)과 후방캡(3)이 센서케이싱(1)과 나사식으로 회전 조립되도록 하였기 때문에, 상기 케이블(6)이 후방캡(3)을 관통하도록 설치하게 되면, 센서홀더(14)와 케이블단자(17)의 접속을 보장하는 조건하에서 케이블(6)의 관통부위에 수밀처리를 적용하기가 까다롭기 때문이다.The reason why the cable 6 is penetrated to the body side of the sensor casing 1 as described above is that the front cap 2 and the rear cap 3 are screwed with the sensor casing 1 for repair or replacement of the sensor mechanism. Since the cable 6 is installed so as to penetrate the rear cap 3, the cable 6 is installed in the penetrating portion of the cable 6 under conditions that ensure the connection between the sensor holder 14 and the cable terminal 17. This is because it is difficult to apply watertight treatment.

물론, 도면에 도시된 형태의 케이블단자(17) 대신에 핀(Pin) 형태의 플러그를 케이블(6)에 연결시키고, 상기 센서홀더(14)에는 파이프 형태의 소켓을 적용시킨 스냅링(Snap-ring) 방식의 접속기구를 사용함으로서, 상기 케이블(6)이 후방캡(3)을 관통하도록 할 수도 있으나, 케이블(6)과 센서홀더(14)의 접속상태를 보다 확실하게 보장하고 광센서장치(10)의 단가를 보다 저렴하게 낮출 수 있도록, 도면에 도시된 방식을 적용하는 것이 유리하다고 볼 수 있다.Of course, instead of the cable terminal 17 of the type shown in the drawings, a pin-type plug is connected to the cable 6, and the snap ring is applied to the sensor holder 14 by applying a pipe socket. By using the coupling mechanism of the type), the cable 6 may pass through the rear cap 3, but the connection state between the cable 6 and the sensor holder 14 is more reliably ensured and the optical sensor device ( In order to lower the unit cost of 10), it may be advantageous to apply the scheme shown in the drawings.

다른 한편으로, 관상용 수조나 양식용 수조의 내부에 본 발명의 광센서장치(10)를 내장형으로 설치하여 수중의 용존산소나 pH를 장기간 동안 주기적으로 측정토록 하는 측면을 고려할 경우, 상기 센서홀더(14)에 배터리(18)의 장착을 위한 배터리수납부(14b)를 제공함으로서, 센서홀더(14)에 배터리(18)의 장착까지 가능토록 하는 것이 보다 더 바람직하며, 상기 배터리(18)는 핀 형태의 리튬배터리나 단추형 배터리 등과 같은 다양한 종류의 배터리가 적용될 수 있다.On the other hand, when considering the aspect to periodically measure the dissolved oxygen or pH in the water for a long time by installing the optical sensor device 10 of the present invention in the interior of the tubular aquarium or aquaculture tank, the sensor holder ( By providing the battery compartment 14b for mounting the battery 18 to 14, it is even more preferable to enable the mounting of the battery 18 to the sensor holder 14, the battery 18 being pin Various types of batteries such as lithium batteries or button batteries may be applied.

이와 더불어, 상기 센서홀더(14)의 중앙부에 RGB센서(11)로부터 발생한 신호의 전송 및 배터리(18)와 LED(9)간의 접속 제어를 위한 컨트롤러(16)를 추가로 설치하고, 상기 케이블(6)은 신호전송라인만을 이용하여 컨트롤러(16)와 케이블단자(17)로 접속시키며, 상기 센서홀더(14)에는 컨트롤러(16)를 거쳐 배터리(18)와 LED(9)를 접속시키는 배선구조가 제공되도록 한다.In addition, a controller 16 is additionally installed at the center of the sensor holder 14 to transmit signals generated from the RGB sensor 11 and to control connection between the battery 18 and the LED 9. 6) is connected to the controller 16 and the cable terminal 17 using only a signal transmission line, the sensor holder 14 is connected to the battery 18 and the LED (9) via the controller 16 To be provided.

상기 배선구조의 대표적인 예를 들자면, LED(9)용 (+)전선 또는 (-)전선이 배터리(18)의 (+)극 또는 (-)극과 접속되도록 하고, LED(9)용 (-)전선 또는 (+)전선이 컨트롤러(16)를 거쳐 배터리(18)의 (-)극 또는 (+)극과 접속되도록 한 상태에서, 상기 컨트롤러(18)에 배터리(18)와 LED(9)의 접속에 필요한 스위치회로를 제공하는 동시에, 상기 스위치회로에 의한 배터리(18)와 LED(9)의 접속주기 및 접속시간을 제어할 수 있는 프로그램을 내장시키는 것이다.As a representative example of the wiring structure, the (+) wire or the (-) wire for the LED 9 is connected to the (+) or (-) pole of the battery 18, and the (-) for the LED 9 The battery 18 and the LED 9 are connected to the controller 18 in a state where a wire or a positive wire is connected to the negative or positive electrode of the battery 18 via the controller 16. In addition to providing a switch circuit necessary for the connection of the control circuit, a program for controlling the connection cycle and the connection time of the battery 18 and the LED 9 by the switch circuit is incorporated.

보다 더 바람직하게는, 상기 RGB센서(11)와 컨트롤러(16)의 사이에 RGB센서(11)로부터 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환시키는 AD변환기(15)를 추가로 설치함으로서, 본 발명에 따른 광센서장치(10)가 산소공급장치 등을 직접 제어하여 수조에 저장된 해수 또는 담수의 수질을 일정하게 유지시킬 수 있는 수질관리수단이 되도록 하는 것이며, 상기 컨트롤러(16)에는 AD변환기(15)를 거쳐 발생한 디지털 신호를 증폭하여 외부로 전송할 수 있는 기능을 추가로 제공하는 것이 유리하다.Even more preferably, an AD converter 15 for converting an analog signal output from the RGB sensor 11 into a digital signal is further provided between the RGB sensor 11 and the controller 16. The optical sensor device 10 according to the present invention is to directly control the oxygen supply device such that the water quality management means that can maintain the water quality of the seawater or fresh water stored in the tank constant, AD controller 15 in the controller 16 It is advantageous to further provide a function for amplifying the digital signal generated through the transmission to the outside.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 광센서장치(10)를 용존산소의 측정용도로 사용할 경우, 상기 LED(9)는 청색광 LED(Blue LED)가 적용되는 바, 용존산소의 측정에 청색광 LED를 사용하는 것은 광센서 분야에서 이미 알려진 사항이며, 피크파장(λ-peak)이 445nm이고, 사용전력이 340mW이며, 사용전류가 700mA인 고휘도 LED(9)를 사용하는 것이 바람직하다.When using the optical sensor device 10 of the present invention configured as described above for the measurement of dissolved oxygen, the LED (9) is applied to a blue light LED (Blue LED), the blue light LED to measure the dissolved oxygen It is preferable to use a high-brightness LED 9 having a peak wavelength (λ-peak) of 445 nm, a power of 340 mW, and a current of 700 mA.

또한, 상기 기판(7)은 0.1~1mm의 두께를 가지는 폴리에스테르(Polyester) 재질의 투명판이 되고, 상기 형광막(8)은 산소검출용 형광염료가 0.1~2㎛의 두께로 기판(7)에 코팅된 것이며, 상기 형광막(8)은 기판(7)의 외측, 다시 말해서 해수 또는 담수와 접촉하는 표면에 형성시키는 것이 바람직하고, 산소검출용 형광염료의 대표적인 예로는 루테늄(Ruthenium)이나 백금 옥타에틸 포피린(Platinum Octaethly Porphyrin: PtOEP) 등을 들 수 있다.In addition, the substrate 7 is a transparent plate made of a polyester (Polyester) material having a thickness of 0.1 ~ 1mm, the fluorescent film 8 is a fluorescent dye for oxygen detection of the substrate 7 to a thickness of 0.1 ~ 2㎛ The fluorescent film 8 is preferably formed on the outer surface of the substrate 7, that is, on the surface in contact with sea water or fresh water, and a representative example of the oxygen detecting fluorescent dye is ruthenium or platinum. Octaethyl porphyrin (Platinum Octaethly Porphyrin: PtOEP) and the like.

상기와 같이 청색광 LED(9)를 이용한 용존산소의 측정시 형광막(8)으로부터 붉은색(주황색~적색) 계열의 형광이 발현되므로, 상기 광원필터(12)는 청색광 이하, 즉 470nm 이하의 파장만을 통과시키는 숏패스필터(Short-pass filter)로 설치한 상태에서, 상기 형광필터(13)는 RGB센서(11)에 의하여 측정이 가능한 다른 광원으로서 형광과 인접한 녹색광이 투과되지 않도록 530nm 이상의 파장만을 통과시키는 롱패스필터(Long-pass filter)가 사용된다.As described above, since red (orange to red) fluorescence is expressed from the fluorescent film 8 when the dissolved oxygen is measured using the blue light LED 9, the light source filter 12 has a wavelength of blue light or less, that is, 470 nm or less. The fluorescent filter 13 is another light source that can be measured by the RGB sensor 11 while being installed as a short-pass filter through which only the light passes. Only a wavelength of 530 nm or more is prevented so that green light adjacent to the fluorescence is not transmitted. Long-pass filter is used.

이와 더불어, 상기 기판(7)의 두께를 0.1~1mm로 하는 이유는, 기판(7)을 거쳐 형광막(8)으로 조사(照射)되는 빛의 투과성을 충분히 확보하는 동시에, 기판(7)의 강도를 만족시킬 수 있는 최적 범위이기 때문이며, 기판(7)의 소재가 되는 폴리에스테르는 형광막(8)을 이루는 성분과 화학반응을 일으키지 않고 해수에 대한 내부식성이 우수한 소재가 된다.In addition, the reason for the thickness of the substrate 7 to be 0.1 to 1 mm is to ensure sufficient permeability of light irradiated to the fluorescent film 8 through the substrate 7 and at the same time, It is because it is an optimum range which can satisfy the intensity | strength, and polyester used as the raw material of the board | substrate 7 becomes a material excellent in corrosion resistance with respect to seawater, without causing chemical reaction with the component which comprises the fluorescent film 8.

그리고, 상기 형광막(8)은 산소검출용 형광염료를 바인더(Binder) 및 용제와 혼합하여 기판(7)의 표면에 코팅시키는 방식으로 형성되는 바, 이를 위하여 상기 형광염료는 미세한 분말형태로 가공하여 바인더 및 용제와 함께 혼합시키게 되며, 형광막(8)의 두께는 0.1~2㎛의 범위내로 하는 것이 형광염료의 낭비를 방지하고 형광의 발현성 및 형광막(8)의 사용수명을 보장하는 측면에서 바람직하다.In addition, the fluorescent film 8 is formed by mixing a fluorescent dye for oxygen detection with a binder and a solvent to coat the surface of the substrate 7. For this purpose, the fluorescent dye is processed into a fine powder form. By mixing with a binder and a solvent, the thickness of the fluorescent film 8 to be in the range of 0.1 ~ 2㎛ to prevent waste of the fluorescent dye and to ensure the expression of fluorescence and the service life of the fluorescent film (8) It is preferable in terms of.

본 발명에 있어 용존산소 측정용 형광막(8)의 최적 실시예로서는, 상기 백금 옥타에틸 포피린(Platinum Octaethly Porphyrin: PtOEP)과 보조염료인 쿠마린(Coumarin)과 바인더인 폴리스티렌(Polystyrene)을 1:1:4의 중량비율(wt%)로 혼합시키고, 이를 용제인 클로로포름(Chloroform)과 1:10~20의 중량비율(wt%)로 혼합시킨 다음, 해당 용액을 100~150㎛의 두께로 기판(7)에 도포하여 용제 성분을 휘발시키는 방식으로 형성시키는 것이다.In an embodiment of the present invention, the platinum octaethyl porphyrin (PtOEP), coumarin (cooumarin) and the polystyrene (binder) of the binder are 1: 1: It is mixed at a weight ratio of 4 (wt%), and it is mixed with a solvent of chloroform (Chloroform) at a weight ratio of 1:10 to 20 (wt%), and then the solution is 100-150 μm thick. ) To form a solvent component by volatilization.

상기 백금 옥타에틸 포피린(PtOEP)은 0%의 용존산소 조건에서 650nm 수준의 적색광을 발현하는 우수한 산소측정용 형광염료이고, 상기 쿠마린은 PtOEP의 형광발현에 필요한 에너지를 추가로 제공함으로서 PtOEP의 형광발현을 한층 더 촉진시키는 매개체가 되며, 쿠마린 염료 자체는 청색광 조건하에서 480nm 수준의 녹색 형광을 발생시키지만, 이러한 녹색 형광은 530nm 이상의 파장만을 통과시키는 형광필터(롱패스필터)(13)에 의하여 RGB센서(11)측으로 투과되지 못하므로 용존산소의 측정에 지장을 초래하지 아니한다.The platinum octaethyl porphyrin (PtOEP) is an excellent oxygen measurement fluorescent dye that expresses 650 nm of red light at 0% dissolved oxygen conditions, and the coumarin provides fluorescence of PtOEP by providing additional energy required for fluorescence of PtOEP. Although the coumarin dye itself generates a green fluorescence of 480 nm level under blue light conditions, the green fluorescence is caused by an RGB sensor (long pass filter) 13 that passes only wavelengths of 530 nm or more. 11) Since it does not penetrate the side, it does not interfere with the measurement of dissolved oxygen.

또한, 상기 바인더로서의 폴리스티렌과 용제인 클로로포름은 PtOEP 및 쿠마린 염료와 화학반응을 일으키지 않고 해당 염료를 기판(7)상에 견고하게 부착시킬 수 있는 최적의 소재이며, PtOEP와 쿠마린과 바인더를 1:1:4의 중량비율로 혼합시키고, 이를 용제인 클로로포름과 1:10~20의 중량비율로 혼합시키는 이유는, PtOEP와 쿠마린의 분포를 균일하게 하여 기판(7)에 안정적으로 도포시킬 수 있는 최적의 비율이기 때문이며, 해당 용액을 100~150㎛의 두께로 기판(7)에 도포하여 용제 성분을 휘발시키게 되면, 0.1~2㎛의 두께를 가지는 형광막(8)을 얻어낼 수 있다.In addition, polystyrene as a binder and chloroform as a solvent are optimal materials for firmly attaching the dye onto the substrate 7 without causing a chemical reaction with PtOEP and coumarin dyes, and 1: 1 with PtOEP, coumarin, and binder. The reason for mixing at a weight ratio of 4: 4 and mixing it at a weight ratio of 1:10 to 20 with chloroform as a solvent is optimal for uniformly distributing PtOEP and coumarin and stably applying it to the substrate 7. It is because it is a ratio, and when the solution is apply | coated to the board | substrate 7 in thickness of 100-150 micrometers, and a solvent component is volatilized, the fluorescent film 8 which has a thickness of 0.1-2 micrometers can be obtained.

다른 한편으로, 본 발명의 광센서장치(10)를 pH의 측정용도로 사용할 경우, 상기 LED(9)는 자외선 LED(UV LED)가 적용되는 바, pH의 측정에 자외선 LED를 사용하는 것 역시 광센서 분야에서는 이미 알려진 사항이며, 피크파장(λ-peak)이 405 nm이고, 사용전력이 460mW이며, 사용전류가 700mA인 고휘도 LED(9)를 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, when using the optical sensor device 10 of the present invention for the measurement of pH, the LED 9 is applied to the ultraviolet LED (UV LED) bar, it is also used to use the ultraviolet LED for the measurement of pH It is already known in the field of optical sensors, and it is preferable to use a high brightness LED 9 having a peak wavelength (λ-peak) of 405 nm, a power of 460 mW, and a current of 700 mA.

상기 기판(7)은 앞에서 설명되어진 바와 같이 0.1~1mm의 두께를 가지는 폴리에스테르 재질의 투명판이 되고, 상기 형광막(8)은 수소이온 검출용 형광염료가 10~20㎛의 두께로 기판(7)에 코팅된 것이며, 수소이온 검출용 형광염료의 대표적인 예로서는, 8-히드록시-1,3,6-피렌트리술폰산(8-hydroxy-1,3,6-pyrenetrisulfonic acid: HPTS)을 들 수 있고, pH 측정용 형광막(8)의 두께를 한정하는 이유와 형광막(8)을 형성시키는 방식은 앞서 용존산소 측정을 기준으로 하여 설명된 것과 동일하게 적용된다.As described above, the substrate 7 is a transparent plate made of a polyester material having a thickness of 0.1 to 1 mm, and the fluorescent film 8 has a thickness of 10 to 20 μm with a fluorescent dye for detecting hydrogen ions. ), And a representative example of a fluorescent dye for detecting hydrogen ions is 8-hydroxy-1,3,6-pyrenetrisulfonic acid (HPTS). The reason for limiting the thickness of the fluorescent film 8 for pH measurement and the manner of forming the fluorescent film 8 are applied in the same manner as described above on the basis of the dissolved oxygen measurement.

상기와 같이 자외선 LED(9)를 이용한 pH의 측정시 형광막(8)으로부터 녹색 계열의 형광이 발현되므로, 상기 광원필터(12)는 자외선 영역대인 405nm 파장만을 통과시키는 밴드패스필터(Band-pass filter)로 설치한 상태에서, 상기 형광필터(13)는 RGB센서(11)에 의하여 측정이 가능한 다른 광원으로서 형광과 인접한 영역의 청색광이 투과되지 않도록 455nm 이상의 파장만을 통과시키는 롱패스필터가 사용된다.Since the green-based fluorescence is expressed from the fluorescent film 8 when measuring the pH using the ultraviolet LED 9 as described above, the light source filter 12 is a band-pass filter (Band-pass only passing the wavelength of 405nm in the ultraviolet region) In the filter installed state, the fluorescent filter 13 is another light source that can be measured by the RGB sensor 11, and a long pass filter that passes only a wavelength of 455 nm or more so as not to transmit blue light in a region adjacent to the fluorescence is used. .

본 발명에 있어 pH 측정용 형광막(8)의 최적 실시예로서는, 상기 8-히드록시-1,3,6-피렌트리술폰산(8-hydroxy-1,3,6-pyrenetrisulfonic acid: HPTS)과 보조염료인 쿠마린(Coumarin)과 바인더인 폴리우레탄 하이드로겔(Polyurethane hydrogel)을 1.5:1.5:10의 중량비율(wt%)로 혼합시키고, 이를 에탄올과 물이 9:1의 체적비율로 혼합된 용제에 1:5~10의 중량비율(wt%)로 혼합시킨 다음, 해당 용액을 100~150㎛의 두께로 기판(7)에 도포하여 용제 성분을 휘발시키는 방식으로 형성시키는 것이다.In the present invention, as an optimal embodiment of the fluorescent film 8 for pH measurement, the 8-hydroxy-1,3,6-pyrenetrisulfonic acid (HPTS) and auxiliary The dye coumarin and the binder polyurethane hydrogel are mixed in a weight ratio (wt%) of 1.5: 1.5: 10, and the solvent is mixed with ethanol and water in a volume ratio of 9: 1. After mixing at a weight ratio (wt%) of 1: 5 to 10, the solution is applied to the substrate 7 to a thickness of 100 to 150 µm to form a solvent component by volatilization.

상기 8-히드록시-1,3,6-피렌트리술폰산(HPTS)은 pH10의 조건에서 555nm 수준의 녹색광을 발현하는 우수한 pH측정용 형광염료이고, 상기 쿠마린은 앞에서 설명되어진 바와 같이 HPTS의 형광발현에 필요한 에너지를 추가로 제공함으로서 HPTS의 형광발현을 한층 더 촉진시키는 매개체가 되며, 쿠마린 자체는 자외선 조건하에서 420nm 수준의 청색 형광을 발생시키지만, 이러한 청색 형광은 455nm 이상의 파장만을 통과시키는 롱패스필터에 의하여 RGB센서(11)측으로 투과되지 못하므로 pH의 측정에는 지장을 초래하지 아니한다.The 8-hydroxy-1,3,6-pyrenetrisulfonic acid (HPTS) is an excellent pH measurement fluorescent dye that expresses 555 nm green light at pH 10 conditions, and the coumarin is fluorescence of HPTS as described above. By providing additional energy needed for fluorescence, HPTS is a medium to further promote fluorescence, and coumarin itself generates 420nm of blue fluorescence under ultraviolet conditions, but this blue fluorescence is applied to a long pass filter that passes only wavelengths of 455nm or more. Because it is not transmitted to the RGB sensor 11 side, it does not cause a problem in the measurement of pH.

또한, 상기 바인더로서의 폴리우레탄 하이드로겔 및 에탄올과 물이 혼합된 용제는 HPTS 및 쿠마린 염료와 화학반응을 일으키지 않고 해당 염료를 기판(7)상에 견고하게 부착시킬 수 있는 최적의 소재이며, HPTS와 쿠마린과 바인더를 1.5:1.5:10의 중량비율로 혼합시키고, 이를 에탄올과 물이 9:1의 체적비율로 혼합된 용제에 1:5~10의 중량비율로 혼합시키는 이유는, HPTS와 쿠마린의 분포를 균일하게 하여 기판(7)에 안정적으로 도포시킬 수 있는 최적의 비율이기 때문이며, 해당 용액을 100~150㎛의 두께로 기판(7)에 도포하여 용제 성분을 휘발시키게 되면, 10~20㎛의 두께를 가지는 형광막(8)을 얻어낼 수 있다.In addition, the solvent mixed with the polyurethane hydrogel and ethanol and water as the binder is an optimal material that can firmly adhere the dye on the substrate (7) without causing a chemical reaction with HPTS and coumarin dyes, The reason for mixing coumarin and binder in a weight ratio of 1.5: 1.5: 10, and mixing them in a solvent in which ethanol and water are mixed in a volume ratio of 9: 1 in a weight ratio of 1: 5 to 10 is because of HPTS and coumarin This is because it is an optimum ratio that can uniformly distribute the substrate 7 to the substrate 7, and when the solution is applied to the substrate 7 to a thickness of 100 to 150 μm, the solvent component is volatilized. A fluorescent film 8 having a thickness of can be obtained.

마지막으로, 용존산소 측정용 형광막(8)과 pH측정용 형광막(8)의 표면에 카본분말이 함유된 하이드로겔시트(Hydrogel sheet)를 10㎛ 정도의 두께로 코팅시키게 되면, 형광막(8)으로부터 수중으로 발산되는 형광의 20% 정도를 RGB센서(11)측으로 유도시킬 수 있으나, 이러한 카본코팅층의 적용 유무가 RGB센서(11)에 의한 실질적인 측정값에 큰 영향을 미치지 않는 것이 실험으로 확인되었는 바, 카본코팅층의 적용여부는 필요에 따라 선택할 수 있는 사항임을 밝혀두는 바이다.Finally, when a hydrogel sheet containing carbon powder is coated on the surfaces of the dissolved oxygen measuring fluorescent film 8 and the pH measuring fluorescent film 8 to a thickness of about 10 μm, the fluorescent film ( 8) can induce about 20% of the fluorescence emitted in the water to the RGB sensor 11 side, but the application of the carbon coating layer does not significantly affect the actual measured value by the RGB sensor 11 as an experiment. It was confirmed that the application of the carbon coating layer is a matter that can be selected as needed.

1 : 센서케이싱 2 : 전방캡 3 : 후방캡
4 : 밀폐링 5 : 케이블포트 5a : 방수팩킹
6 : 케이블 7 : 기판 8 : 형광막
9 : LED 10 : 광센서장치 11 : RGB센서
12 : 광원필터 13 : 형광필터 14 : 센서홀더
14a : 집광파이프 14b : 배터리수납부 15 : AD변환기
16 : 컨트롤러 17 : 케이블단자 18 : 배터리
1: Sensor casing 2: Front cap 3: Rear cap
4: sealing ring 5: cable port 5a: waterproof packing
6 cable 7 substrate 8 fluorescent film
9: LED 10: light sensor device 11: RGB sensor
12 light source filter 13 fluorescent filter 14 sensor holder
14a: condensing pipe 14b: battery housing 15: AD converter
16 controller 17 cable terminal 18 battery

Claims (7)

광원이 되는 LED(9)와, 상기 LED(9)로부터 발산되는 빛의 파장을 제어하는 광원필터(12)와, 상기 광원필터(12)를 거쳐 투사된 빛과 반응하여 특정 파장의 형광을 발산하는 형광막(8)과, 상기 형광막(8)이 코팅되는 투명 또는 반투명 소재의 기판(7)과, 상기 형광막(8)으로부터 발산된 형광의 파장을 제어하는 형광필터(13)와, 상기 형광필터(13)를 거쳐 투사된 빛을 감지하여 용존산소 또는 pH를 측정토록 한 측정기구를 포함하여서 이루어지는 수질측정용 광센서장치에 있어서,
상기 측정기구는 형광필터(13)를 거쳐 투사된 빛의 색체를 직접 검출하여 용존산소 또는 pH를 측정하는 RGB센서(11)가 되고, 상기 RGB센서(11)는 센서홀더(14)의 중앙부에 배치된 상태로 센서케이싱(1)의 내부에 삽입 설치되며,
상기 센서케이싱(1)의 선단부와 후단부에는 전방캡(2)과 후방캡(3)이 밀폐링(4)을 개재시킨 상태로 조립 설치되고, 상기 전방캡(2)의 내측에 형광막(8)이 코팅된 기판(7)이 설치되며,
상기 센서홀더(14)의 선단측 중앙부에는 형광필터(13)를 거쳐 투사되는 빛을 RGB센서(11)로 유도하는 집광파이프(14a)가 설치되고, 상기 LED(9)는 집광파이프(14a)의 외주연부에 해당하는 센서홀더(14)의 선단면에 일정한 간격을 두고 다수 개로 설치되며,
상기 형광필터(13)는 집광파이프(14a)의 선단 내측에 설치되고, 상기 광원필터(12)는 집광파이프(14a)의 외주연부와 센서케이싱(1)의 내주연부 사이에 설치되며,
상기 센서홀더(14)에는 케이블단자(17)가 접속 설치되는 한편, 상기 케이블단자(17)와 연결된 케이블(6)이 센서케이싱(1) 또는 후방캡(3)을 관통하여 외부로 연장 설치되는 것을 특징으로 하는 알지비 센서를 이용한 수질측정용 광센서장치.
LED 9 which becomes a light source, the light source filter 12 which controls the wavelength of the light radiate | emitted from the LED 9, and reacts with the light projected through the light source filter 12, and emits fluorescence of a specific wavelength A fluorescent film (8), a transparent or semi-transparent substrate (7) coated with the fluorescent film (8), a fluorescent filter (13) for controlling the wavelength of fluorescence emitted from the fluorescent film (8), In the optical sensor device for measuring the water quality comprising a measuring mechanism for detecting the dissolved oxygen or pH by detecting the light projected through the fluorescent filter (13),
The measuring device is an RGB sensor 11 that directly detects the color of light projected through the fluorescence filter 13 and measures dissolved oxygen or pH, and the RGB sensor 11 is located at the center of the sensor holder 14. Inserted into the interior of the sensor casing (1) is disposed,
The front cap 2 and the rear cap 3 of the sensor casing 1 are assembled to the front cap 2 and the rear cap 3 with the sealing ring 4 interposed therebetween, and a fluorescent film inside the front cap 2. 8) coated substrate 7 is installed,
A condensing pipe 14a for guiding the light projected through the fluorescent filter 13 to the RGB sensor 11 is installed at the central portion of the front end side of the sensor holder 14, and the LED 9 is the condensing pipe 14a. Are installed in a plurality at regular intervals on the front end surface of the sensor holder 14 corresponding to the outer peripheral edge of the,
The fluorescent filter 13 is installed inside the tip of the condensing pipe 14a, and the light source filter 12 is installed between the outer periphery of the condensing pipe 14a and the inner periphery of the sensor casing 1,
A cable terminal 17 is connected to and installed in the sensor holder 14, while a cable 6 connected to the cable terminal 17 extends through the sensor casing 1 or the rear cap 3 to the outside. Optical sensor device for measuring the water quality using the Algibi sensor, characterized in that.
제 1항에 있어서, 상기 광센서장치는 수중의 용존산소를 측정하는 용도로 사용되며,
상기 LED(9)는 청색광 LED(Blue LED)가 되고, 상기 광원필터(12)는 470nm 이하의 파장만을 통과시키는 숏패스필터(Short-pass filter)가 되고, 상기 형광필터(13)는 530nm 이상의 파장만을 통과시키는 롱패스필터(Long-pass filter)가 되며,
상기 기판(7)은 0.1~1mm의 두께를 가지는 폴리에스테르 재질의 투명판이 되고, 상기 형광막(8)은 산소검출용 형광염료가 0.1~2㎛의 두께로 기판(7)에 코팅된 것임을 특징으로 하는 알지비 센서를 이용한 수질측정용 광센서장치.
The method of claim 1, wherein the optical sensor device is used for measuring the dissolved oxygen in water,
The LED 9 is a blue LED, the light source filter 12 is a short-pass filter that passes only a wavelength of 470nm or less, the fluorescent filter 13 is 530nm or more It becomes a long-pass filter that passes only wavelengths,
The substrate 7 is a transparent plate of a polyester material having a thickness of 0.1 ~ 1mm, the fluorescent film 8 is characterized in that the fluorescent dye for oxygen detection is coated on the substrate 7 with a thickness of 0.1 ~ 2㎛ Optical sensor device for water quality measurement using the Algibi sensor.
제 2항에 있어서, 상기 형광막(8)은 산소검출용 형광염료인 백금 옥타에틸 포피린(Platinum Octaethly Porphyrin: PtOEP)과 보조염료인 쿠마린(Coumarin)과 바인더인 폴리스티렌(Polystyrene)을 1:1:4의 중량비율(wt%)로 혼합시키고, 이를 용제인 클로로포름(Chloroform)과 1:10~20의 중량비율(wt%)로 혼합시킨 다음, 해당 용액을 100~150㎛의 두께로 기판(7)에 도포하여 용제 성분을 휘발시키는 방식으로 형성된 것임을 특징으로 하는 알지비 센서를 이용한 수질측정용 광센서장치.The method of claim 2, wherein the fluorescent film 8 comprises platinum octaethyl porphyrin (PtOEP), which is a fluorescent dye for oxygen detection, coumarin, which is an auxiliary dye, and polystyrene, which is a binder, in a 1: 1: It is mixed at a weight ratio of 4 (wt%), and it is mixed with a solvent of chloroform (Chloroform) at a weight ratio of 1:10 to 20 (wt%), and then the solution is 100-150 μm thick. ) Optical sensor device for measuring the water quality using an Algibi sensor, characterized in that formed in a way to apply a volatilized solvent component. 제 1항에 있어서, 상기 광센서장치는 수중의 pH를 측정하는 용도로 사용되며,
상기 LED(9)는 자외선 LED(UV LED)가 되고, 상기 광원필터(12)는 405nm 파장만을 통과시키는 밴드패스필터(Band-pass filter)가 되고, 상기 형광필터(13)는 455nm 이상의 파장만을 통과시키는 롱패스필터(Long-pass filter)가 되며,
상기 기판(7)은 0.1~1mm의 두께를 가지는 폴리에스테르 재질의 투명판이 되고, 상기 형광막(8)은 수소이온 검출용 형광염료가 10~20㎛의 두께로 기판(7)에 코팅된 것임을 특징으로 하는 알지비 센서를 이용한 수질측정용 광센서장치.
The method of claim 1, wherein the optical sensor device is used for measuring the pH in water,
The LED 9 becomes an ultraviolet LED (UV LED), the light source filter 12 becomes a band-pass filter that passes only a wavelength of 405 nm, and the fluorescent filter 13 only has a wavelength of 455 nm or more. It will be a long-pass filter
The substrate 7 is a transparent plate made of a polyester material having a thickness of 0.1 ~ 1mm, the fluorescent film 8 is a fluorescent dye for detecting hydrogen ions is coated on the substrate 7 to a thickness of 10 ~ 20㎛ Optical sensor device for measuring the water quality using the Algibi sensor.
제 4항에 있어서, 상기 형광막(8)은 수소이온 검출용 형광염료인 8-히드록시-1,3,6-피렌트리술폰산(8-hydroxy-1,3,6-pyrenetrisulfonic acid: HPTS)과 보조염료인 쿠마린(Coumarin)과 바인더인 폴리우레탄 하이드로겔(Polyurethane hydrogel)을 1.5:1.5:10의 중량비율(wt%)로 혼합시키고, 이를 에탄올과 물이 9:1의 체적비율로 혼합된 용제에 1:5~10의 중량비율(wt%)로 혼합시킨 다음, 해당 용액을 100~150㎛의 두께로 기판(7)에 도포하여 용제 성분을 휘발시키는 방식으로 형성된 것임을 특징으로 하는 알지비 센서를 이용한 수질측정용 광센서장치.The method of claim 4, wherein the fluorescent film 8 is 8-hydroxy-1,3,6-pyrenetrisulfonic acid (HPTS), which is a fluorescent dye for detecting hydrogen ions. Coumarin and auxiliary dyes were mixed in a binder (polyurethane hydrogel) in a weight ratio of 1.5: 1.5: 10 (wt%), and ethanol and water were mixed in a volume ratio of 9: 1. Algi ratio, characterized in that formed by mixing the solvent in a weight ratio (wt%) of 1: 5 to 10, and then applying the solution to the substrate 7 to a thickness of 100 ~ 150㎛ Optical sensor device for measuring water quality using sensors. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서홀더(14)의 측면부에는 배터리(18)의 장착을 위한 배터리수납부(14b)가 제공되고, 상기 센서홀더(14)의 중앙부에는 RGB센서(11)로부터 발생한 신호의 전송 및 배터리(18)와 LED(9)간의 접속 제어를 위한 컨트롤러(16)가 설치되며,
상기 센서홀더(14)에는 컨트롤러(16)를 거쳐 배터리(18)와 LED(9)를 접속시키는 배선구조가 제공되고, 상기 케이블단자(17)는 컨트롤러(16)와 접속 설치되는 것을 특징으로 하는 알지비 센서를 이용한 수질측정용 광센서장치.
6. The battery holder 14b according to claim 1, wherein a side surface of the sensor holder 14 is provided with a battery storage portion 14b for mounting the battery 18. A controller 16 is installed for transmitting signals generated from the RGB sensor 11 and controlling the connection between the battery 18 and the LED 9.
The sensor holder 14 is provided with a wiring structure for connecting the battery 18 and the LED 9 via the controller 16, the cable terminal 17 is connected to the controller 16, characterized in that the installation Optical sensor device for water quality measurement using Algivy sensor.
제 6항에 있어서, 상기 RGB센서(11)와 컨트롤러(16)의 사이에는 RGB센서(11)로부터 출력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 AD변환기(15)가 추가로 제공되는 것을 특징으로 하는 알지비 센서를 이용한 수질측정용 광센서장치.7. An AD converter (15) is further provided between the RGB sensor (11) and the controller (16) to convert an analog signal output from the RGB sensor (11) into a digital signal. Optical sensor device for water quality measurement using Algivy sensor.
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