KR101420181B1 - Optical sensor for monitering pollutional and water pollution measuring apparatus using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 오염 모니터링 광센서는 광섬유가 고정되는 광섬유 블록(130)과, 상기 광섬유와 광학적으로 접속되는 광 도파로가 형성된 광 도파로 기판(110)을 구비하고, 상기 광섬유는 광이 입사하는 입사 측 광섬유(131)와 광이 출사하는 출사 측 광섬유(132)를 포함하며, 상기 도파로 기판은 상기 입사 측 광섬유로부터 입사되는 광을 안내하는 입사 측 도파로(111)와 반사되는 광을 안내하는 출사 측 도파로(112)와 상기 도파로 기판의 물과 접촉하는 면에 형성된 오염측정부(115)를 포함하고, 상기 오염측정부는 상기 입사 측 도파로와 상기 출사 측 도파로가 만나는 부분이다.The contamination monitoring optical sensor of the present invention includes an optical fiber block 130 to which an optical fiber is fixed and an optical waveguide substrate 110 on which an optical waveguide optically connected with the optical fiber is formed. The optical fiber includes an incident side optical fiber Side waveguide 111 for guiding the light incident from the incident-side optical fiber and an output-side waveguide (for guiding the reflected light) 112) and a contamination measurement unit (115) formed on a surface of the waveguide substrate in contact with water, wherein the contamination measurement unit is a portion where the incident side waveguide and the emission side waveguide meet.

Description

오염 모니터링 광센서 및 이를 이용한 수질오염 측정장치{OPTICAL SENSOR FOR MONITERING POLLUTIONAL AND WATER POLLUTION MEASURING APPARATUS USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a photosensor for monitoring pollution, and an apparatus for measuring water pollution using the same.

본 발명은 오염 모니터링용 광센서 및 이를 이용한 수질오염 측정장치에 관한 것으로, 특히 수질의 오염 정도를 측정하는 수질측정장치의 측정부의 오염의 정도를 모니터링하고, 오염 정도가 일정한 오염도 이상이 되면 경고를 하거나 또는 자동 세정장치와 연동하여 오염부를 자동으로 세정하도록 하기 위한 오염 모니터링 광센서 및 이를 이용한 수질오염 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensor for monitoring contamination and an apparatus for measuring water pollution using the same, and more particularly, to monitoring the degree of contamination of a measuring section of a water quality measuring apparatus for measuring the degree of contamination of water, Or an automatic cleaning device to automatically clean a contaminated portion, and a water pollution measuring device using the same.

산업화 및 도시화의 진전에 따라서 공장 폐수 및 가정 하수의 배출량은 계속적인 증가세를 보이고 있고, 이에 따른 수질오염의 증가는 생태 환경의 파괴로 이어지고 있다.Emissions of industrial wastewater and domestic sewage have been continuously increasing in accordance with the progress of industrialization and urbanization, and the increase of water pollution has led to destruction of ecological environment.

수질오염의 최소화와 더불어 수질오염에 대한 즉각적인 대비책의 마련을 위해 수질오염의 정도를 상시 측정하기 위한 수질오염 모니터링 시스템의 설치가 증가하고 있다.Water pollution monitoring systems are being installed in order to measure the degree of water pollution at all times in order to minimize water pollution and provide immediate measures against water pollution.

이와 같은 수질오염 모니터링 시스템은 통상 물의 탁도, COD, BOD, 용존 산소량, 부유물질 농도 등 다양한 항목별 센서를 사용하고 있고, 이 중 특히 탁도, COD, BOD, 용존 산소량 등의 모니터링에는 광학센서가 이용되고 있다(예를 들어 특허문헌 1).Such a water pollution monitoring system usually uses various items of sensors such as water turbidity, COD, BOD, dissolved oxygen amount, and suspended substance concentration, and in particular, optical sensors are used for monitoring turbidity, COD, BOD, (For example, Patent Document 1).

도 1은 특허문헌 1의 수질오염 모니터링 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing an example of a water pollution monitoring system of Patent Document 1. FIG.

도 1에 도시된 것과 같이, 광학센서를 이용한 수질오염 측정시스템은 예를 들어 펌프(17) 등에 의해 관로(16) 내로 시료인 물을 도입하며, 관로(16) 내로 도입된 시료는 광학센서(13)를 통과한다. 광학센서(10)는 광원(11)과 검출부(12)를 구비하며, 광원(11)에서 시료를 향해 특정 파장의 광을 조사하면 시료를 통과한 광이 시료 내의 유기물에 의해 산란 또는 흡수되어 파장 변화가 발생하며, 이때 변화하는 광의 파장을 검출부(204)에서 검출함으로써 시료인 물속에 포함된 유기물이나 그 외의 부유물의 양을 검출할 수 있다.1, a water pollution measuring system using an optical sensor introduces water as a sample into a conduit 16 by, for example, a pump 17, and a sample introduced into the conduit 16 is introduced into an optical sensor 13). The optical sensor 10 includes a light source 11 and a detection unit 12. When the light source 11 irradiates light of a specific wavelength toward the sample, light passing through the sample is scattered or absorbed by the organic matter in the sample, The detection unit 204 detects the wavelength of the changed light, thereby detecting the amount of the organic matter contained in the sample water or other suspended matter.

그러나 관로(16) 내로 도입된 시료가 수질측정부인 광학센서(13)를 통과하는 과정에서 광학센서(13) 주위에 오염물질이 축적되어 센서의 정확도 및 정밀도가 낮아진다는 문제가 발생한다.However, when the sample introduced into the conduit 16 passes through the optical sensor 13, which is the water quality measuring part, contaminants accumulate around the optical sensor 13, resulting in a problem that accuracy and precision of the sensor are lowered.

특허문헌 1에서는 이와 같은 문제에 대한 대책으로 제어부(17)의 제어 하에 광학센서(13) 주위에 배치된 브러시에 의해 광학센서(13) 주위를 세정하거나 또는 압축공기의 분사에 의해 광학센서(13) 주위를 세정하는 세정장치를 설치하여 정기적으로 자동으로 세정하는 방법이 기재되어 있다.In the patent document 1, as a countermeasure to such a problem, the periphery of the optical sensor 13 is cleaned by the brush disposed around the optical sensor 13 under the control of the control unit 17, or the optical sensor 13 ) Is provided on the surface of the substrate and periodically and automatically cleaned.

그러나 특허문헌 1의 세정장치에 의하면 미리 정해진 주기별로 정기적으로 광학센서(13) 주위를 세정하는 것으로 하고 있으므로, 예를 들어 장마철과 같이 물의 오염이 심한 시기나, 또는 반대로 상대적으로 물의 오염이 덜한 시기에도 일률적으로 정해진 주기별로 세정장치는 자동으로 세정을 하게 되므로, 오염이 심한 시기에는 세정이 불충분하여 수질측정의 정확도가 낮아진다는 문제가 있다.However, according to the cleaning device of Patent Document 1, since the periphery of the optical sensor 13 is periodically cleaned at predetermined intervals, it is possible to prevent the water from being contaminated at a time when water is contaminated at a high level, There is a problem in that the cleaning device is automatically cleaned at regularly determined intervals so that the cleaning is insufficient at the time of severe contamination and the accuracy of the water quality measurement is lowered.

한편, 역으로 상대적인 오염이 적은 시기에도 무조건 정해진 주기에 도달하기만 하면 자동으로 세정을 하므로 불필요하게 자주 세정을 하게 됨에 따른 전력소비의 증가, 나아가서는 세정장치의 수명을 단축시키는 문제도 발생한다.On the other hand, when the relative contamination is small, the cleaning is automatically performed only when the period is unconditionally set. Therefore, there is a problem that the power consumption is increased due to unnecessary frequent cleaning and the life of the cleaning apparatus is shortened.

특허문헌 1 : 공개특허 2005-108734호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-108734

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 수질오염 측정장치의 수질측정부 주위의 수질오염의 정도를 자동으로 모니터링 하는 오염 모니터링 광센서 및 이를 이용한 수질오염 측정장치의 자동 세정장치를 제공함을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a pollution monitoring optical sensor for automatically monitoring the degree of water pollution around a water quality measuring part of a water pollution measuring device, and an automatic cleaning device for a water pollution measuring device using the same. .

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 오염 모니터링 광센서는, 수질오염 측정장치의 수질측정부의 오염의 정도를 모니터링 하는 오염 모니터링 광센서로, 광섬유가 고정되는 광섬유 블록과, 상기 광섬유와 광학적으로 접속되는 광 도파로가 형성된 광 도파로 기판을 구비하고, 상기 광섬유는 광이 입사하는 입사 측 광섬유와 광이 출사하는 출사 측 광섬유 및 상기 입사 측 광섬유와 상기 출사 측 광섬유의 바깥쪽에 배치되는 한 쌍의 광축 정렬용 광섬유를 포함하며, 상기 도파로 기판은 상기 도파로 기판의 상기 광섬유 블록의 반대쪽 끝단에 형성된 오염측정부와, 상기 입사 측 광섬유로부터 상기 오염측정부로 연장되어서 상기 입사 측 광섬유로부터 입사되는 광을 안내하는 입사 측 도파로와, 상기 입사 측 도파로에 대해 소정의 각도로 구부러져 배치되어서 상기 오염측정부에서 반사되는 광을 안내하는 출사 측 도파로와, 상기 한 쌍의 광축 정렬용 광섬유와 각각 광학적으로 결합하는 한 쌍의 광축 정렬용 도파로를 포함하고, 상기 오염측정부는 상기 입사 측 도파로와 상기 출사 측 도파로가 만나는 부분인 오염 모니터링 광센서이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a contamination monitoring optical sensor for monitoring a degree of contamination of a water quality measuring unit of a water pollution measuring apparatus, comprising: an optical fiber block to which an optical fiber is fixed; And an optical waveguide substrate on which an optical waveguide is formed, wherein the optical fiber includes an incident-side optical fiber on which light is incident and an outgoing-side optical fiber on which light is emitted, and a pair of optical axes aligned on the outside of the incident- An optical fiber, and the waveguide substrate includes a contamination measuring unit formed on an opposite end of the optical fiber block of the waveguide substrate, and an incident side optical fiber extending from the incident side optical fiber to the contamination measuring unit to guide light incident from the incident- Waveguide and the incident-side waveguide at a predetermined angle, And a pair of optical axis alignment waveguides optically coupled to the pair of optical axis alignment optical fibers, wherein the contamination measurement unit is configured to detect the optical intensity of the incident- And the emission-side waveguide.

바람직하게는, 상기 오염측정부의 상기 입사 측 도파로와 상기 출사 측 도파로가 만나는 부분의 각도는 상기 광의 파장이 1550㎚인 경우에 60도 내지 70도 범위이다.Preferably, the angle of the portion of the contamination measuring unit where the incident-side waveguide meets the exit-side waveguide ranges from 60 degrees to 70 degrees when the wavelength of the light is 1550 nm.

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또, 본 발명의 수질오염 측정장치는, 광학적인 방법으로 수질오염을 측정하는 수질오염 측정장치로, 측정 시료인 물을 관로 내로 이동시키는 시료 순환수단과, 광원과, 상기 광원으로부터 출사하여 상기 관로를 통과한 광을 검출하는 검출부를 구비하며 상기 시료의 수질오염을 측정하는 광학센서와, 상기 관로 내에 배치되어 상기 광학센서 주변의 수질오염을 모니터링 하는 상기 오염 모니터링 광센서와, 상기 광센서에 의한 모니터링 결과가 미리 정해진 값 이상이면 동작하여 상기 광학센서 주변을 세정하는 세정수단을 포함한다.The water pollution measuring apparatus of the present invention is a water pollution measuring apparatus for measuring water pollution by an optical method. The water pollution measuring apparatus includes sample circulating means for moving water as a measurement sample into a channel, a light source, An optical sensor for measuring water contamination of the sample, a pollution monitoring optical sensor disposed in the channel for monitoring water pollution around the optical sensor, And cleaning means for cleaning the periphery of the optical sensor when the monitoring result is equal to or greater than a predetermined value.

바람직하게는, 상기 수질오염 측정장치는 오염경고장치를 더 포함하며, 상기 오염경고장치는 상기 광센서에 의한 모니터링 결과가 미리 정해진 값 이상이면 경고를 한다.Preferably, the water pollution measuring apparatus further includes a pollution warning device, and the pollution warning device warns if the monitoring result by the photosensor is a predetermined value or more.

상기 구성을 갖는 본 발명의 오염 모니터링 광센서(100)는 간단한 구성에 의해 수질오염 측정장치의 수질측정부 주위의 수질의 오염 정도를 상시 모니터링 할 수 있다.According to the pollution monitoring optical sensor 100 of the present invention having the above-described configuration, the degree of contamination of the water quality around the water quality measuring part of the water pollution measuring device can be monitored at all times by a simple structure.

또, 이 오염 모니터링 광센서를 수질오염 측정장치에 적용하면, 예를 들어 장마철과 같이 수질의 오염이 심한 시기에는 세정 빈도를 높이고, 반대로 상대적으로 물의 오염이 덜한 시기에는 세정 빈도를 낮춤으로써 항상 일정한 수질오염 측정의 정확도를 항상 일정한 수준으로 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, when the pollution monitoring optical sensor is applied to a water pollution measuring device, for example, in the rainy season, when the water pollution is severe, the cleaning frequency is increased. On the contrary, when the water pollution is relatively less, The accuracy of water pollution measurement can always be maintained at a constant level.

또, 세정이 꼭 필요한 때에만 수질오염 측정장치의 세정을 하므로 불필요한 세정에 따른 전력소비의 감소가 가능하고, 나아가서는 세정장치의 수명도 연장할 수 있다.In addition, since the water pollution measuring device is cleaned only when cleaning is absolutely necessary, it is possible to reduce power consumption due to unnecessary cleaning, and further, the life of the cleaning device can be extended.

도 1은 종래의 수질오염 모니터링 시스템의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태의 오염 모니터링 광센서의 구조를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태의 오염 모니터링 광센서에 의한 측정 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시형태의 오염 모니터링 광센서를 이용한 수질오염 측정장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a schematic structure of a conventional water pollution monitoring system.
2 is a conceptual view showing the structure of a contamination monitoring optical sensor according to a preferred embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a diagram showing measurement simulation results by a contamination monitoring optical sensor according to a preferred embodiment of the present invention. Fig.
4 is a diagram showing a schematic configuration of a water pollution measuring apparatus using a pollution monitoring optical sensor according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태의 오염 모니터링 광센서에 대해서 설명한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시형태의 오염 모니터링 광센서의 구조를 개념적으로 나타내는 도면이다.Hereinafter, a contamination monitoring optical sensor according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 2 is a conceptual view showing the structure of a contamination monitoring optical sensor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 것과 같이 본 실시형태의 오염 모니터링 광센서(100)는 평면 광 도파로부(110, PLC : Planar Lightwave Circuit)와 광파이버 블록(130) 및 광섬유(131, 132, 133, 134)로 이루어진다.2, the contamination monitoring optical sensor 100 according to the present embodiment includes a planar lightwave circuit 110, an optical fiber block 130, and optical fibers 131, 132, 133, and 134 .

평면 광 도파로부(110)는 실리카 등의 기판(116)에 형성된 입사 측 도파로(111)와, 출사 측 도파로(112)와, 입사 측 도파로(111)와 출사 측 도파로(112)의 바깥쪽에 배치된 한 쌍의 광축 정렬용 도파로(113, 114)를 포함하고, 입사 측 도파로(111)와 출사 측 도파로(112)는 도 2에 도시된 것과 같이 광 진행방향의 도중에서 오염측정부(115) 방향으로 소정의 각도로 구부러져서, 오염측정부(115)에서 서로 만나도록 형성된다.The planar optical waveguide portion 110 is disposed on the outside of the incident side waveguide 111 formed on the substrate 116 such as silica and the outgoing waveguide 112 and the incident side waveguide 111 and the outgoing waveguide 112 The incident side waveguide 111 and the output side waveguide 112 include a pair of optical axis alignment waveguides 113 and 114. The incident side waveguide 111 and the output side waveguide 112 are arranged in the optical path direction in the contamination measurement unit 115, And is formed so as to meet with each other at the contamination measuring unit 115. [0064]

상세하게는 오염측정부(115)는 상기 소정의 각도로 구부러진 입사 측 도파로(111)와 출사 측 도파로(112)가 기판(116)의 끝단에서 만나는 부분이며, 도 2의 부분 확대도에 나타내는 것과 같이 기판(116)의 끝단에서의 형상은 V자 형상을 이루고, 오염측정부(115)의 V자 형상의 각도는 사용되는 광원의 파장에 의존하며, 일 예로 파장 1550㎚의 광을 사용하는 경우에는 입사 측 도파로(111)와 출사 측 도파로(112)가 만나는 부분의 부분의 각도는 60도 내지 70도 범위가 바람직하다.More specifically, the contamination measuring unit 115 is a portion where the incident-side waveguide 111 bent at the predetermined angle and the exit-side waveguide 112 meet at the end of the substrate 116, Likewise, the shape at the end of the substrate 116 has a V shape, and the angle of the V shape of the contamination measuring unit 115 depends on the wavelength of the light source used. For example, when light having a wavelength of 1550 nm is used The angle of the portion where the incident-side waveguide 111 and the exit-side waveguide 112 meet is preferably in the range of 60 degrees to 70 degrees.

광섬유(131, 132, 133, 134)는 주지의 구성을 갖는 것으로, 굴절률이 높은 코어를 피복하도록 굴절률이 낮은 클래드가 형성된 구성이며, 광파이버 블록(130)에 형성된 예를 들어 V자 홈에 장착되어서 접착제 등에 의해 고정되어 있다.The optical fibers 131, 132, 133, and 134 have a well-known structure, and have a structure in which a clad having a low refractive index is formed to cover a core having a high refractive index. And is fixed with an adhesive or the like.

입사 측 광섬유(131)는 예를 들어 레이저 다이오드 등의 광원과 공지의 방법에 의해 접속되며, 광원으로부터 입사하는 광을 입사 측 도파로(111)를 통해서 오염측정부(115)로 안내한다.The incident-side optical fiber 131 is connected to a light source such as a laser diode, for example, by a known method, and guides the light incident from the light source to the contamination measurement unit 115 through the incident-

출사 측 광섬유(132)는 예를 들어 포토 다이오드 등의 광검출소자와 공지의 방법에 의해 접속되며, 후술하는 것과 같이 입사 측 도파로(111)를 통해 입사된 광 중 오염측정부(115)와 접촉하고 있는 물에서 반사한 광을 출사 측 도파로(112)를 통해서 포토 다이오드 등의 광검출소자로 입사하도록 안내한다.The outgoing-side optical fiber 132 is connected to a light detecting element such as a photodiode by a known method, and is contacted with the contamination measuring portion 115 among lights incident through the incident-side waveguide 111 as described later Guiding the light reflected from the water to enter the light detecting element such as a photodiode through the exit side waveguide 112.

광섬유(133, 134)는 입사 측 광섬유(131) 및 출사 측 광섬유(132)의 바깥쪽에 각각 배치되는 한 쌍의 광축 정렬용 광섬유이다.The optical fibers 133 and 134 are a pair of optical axes for alignment arranged on the outer side of the incident side optical fiber 131 and the outgoing side optical fiber 132, respectively.

한 쌍의 광축 정렬용 도파로(113, 114) 및 한 쌍의 광축 정렬용 광섬유(133, 134)에 의한 광축 정렬은 공지의 방법에 의해서 이루어지므로 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.The alignment of the optical axes by the pair of optical axis alignment waveguides 113 and 114 and the pair of optical axis alignment optical fibers 133 and 134 is performed by a known method, and a detailed description thereof will be omitted.

광파이버 블록(130)은 예를 들어 폴리이미드 계 수지를 일체로 성형한 것이며, 광섬유(131, 132, 133, 134)를 고정 지지하기 위한 것으로, 앞에서 설명한 광섬유(131, 132, 133, 134) 지지용 V자 홈이 형성되어 있고, 이 V자 홈에 광섬유(131, 132, 133)가 배치된 상태에서 예를 들어 접착제 등에 의해 고정된다.The optical fiber block 130 is formed integrally with, for example, a polyimide resin, and fixes and supports the optical fibers 131, 132, 133, and 134. The optical fiber block 130 includes the optical fibers 131, 132, And the optical fibers 131, 132, and 133 are fixed to the V-shaped groove by an adhesive or the like.

다음에, 본 실시형태의 오염 모니터링 광센서(100)를 수중에 배치한 것으로 하여 그 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation of the contamination monitoring optical sensor 100 according to the present embodiment will be described as being arranged in water.

앞에서 설명한 것과 같이 오염 모니터링 광센서(100)의 입사 측 광섬유(131)를 미 도시의 광원과 연결하고, 출사 측 광섬유(132)를 미 도시의 광검출소자와 연결하여 광원으로부터의 광을 입력하면, 입력된 광은 입사 측 광섬유(131)를 통해서 평면 광 도파로부(110)의 입사 측 도파로(111)로 안내되고, 물과 접촉하고 있는 오염측정부(115)에서 반사되어서 출사 측 도파로(112) 측으로 입사하여 출사 측 광섬유(132)를 통해서 광검출소자로 입력된다.As described above, when the incident-side optical fiber 131 of the contamination monitoring optical sensor 100 is connected to a light source not shown, and the light from the light source is input by connecting the output-side optical fiber 132 to a light detecting device (not shown) The inputted light is guided to the incidence side waveguide 111 of the planar optical waveguide part 110 through the incidence side optical fiber 131 and reflected by the contamination measurement part 115 in contact with the water to be incident on the output side waveguide 112, Side optical fiber 132 and is input to the optical detector.

이때, 오염측정부(115)에서 반사되어 광검출소자로 입력되는 광의 강도는 오염도가 증가할수록 감소하게 되며, 광원으로부터 출사하는 광의 강도와 오염측정부(115)에서 반사되어 광검출소자로 입력되는 광의 강도를 비교함으로써 수질의 오염 정도를 측정할 수 있다.At this time, the intensity of the light reflected by the pollution measuring unit 115 and input to the optical detector decreases as the degree of contamination increases, and the intensity of the light emitted from the light source and the intensity of the light reflected by the pollution measuring unit 115 and input to the optical detector The degree of contamination of the water quality can be measured.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태의 오염 모니터링 광센서에 의한 측정 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면으로, 상단의 사진은 오염도의 증감에 따른 광의 파장의 변화를 실제 촬영한 모습을, 하단의 그래프는 오염도 증감에 따른 파장의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 3의 시뮬레이션 결과는 광원으로부터 오염 모니터링 광센서(100)로 입사하는 광의 파장을 1550㎚로 하고, 오염측정부(115)의 V자 형상부의 각도를 66도로 한 경우의 예이다.FIG. 3 is a graph showing a measurement simulation result by the contamination monitoring optical sensor according to the preferred embodiment of the present invention. The top image shows a photograph of a change in the wavelength of light with the increase or decrease in the degree of contamination, Of the wavelength of the light. 3 shows an example of a case where the wavelength of the light incident on the contamination monitoring optical sensor 100 from the light source is 1550 nm and the angle of the V-shaped portion of the contamination measuring unit 115 is 66 degrees.

도 3에서 보는 것과 같이 오염측정부(115)의 오염도가 증가할수록 광검출소자에서 검출되는 광의 강도가 저하하고, 오염도가 감소할수록 광검출소자에서 검출되는 광의 강도는 증가함을 알 수 있다.As shown in FIG. 3, as the degree of contamination of the contamination measuring unit 115 increases, the intensity of light detected by the optical detector decreases and the intensity of light detected by the optical detector increases as the degree of contamination decreases.

다음에, 본 실시형태의 오염 모니터링 광센서(100)를 수질오염 측정장치에 적용한 경우에 대해서 설명한다.Next, a case where the pollution monitoring optical sensor 100 of the present embodiment is applied to a water pollution measuring apparatus will be described.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시형태의 오염 모니터링 광센서를 이용한 수질오염 측정장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram showing a schematic configuration of a water pollution measuring apparatus using a pollution monitoring optical sensor according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4에 도시하는 것과 같이 본 발명의 바람직한 실시형태의 오염 모니터링 광센서를 이용한 수질오염 측정장치는 도 1의 종래의 장치와 기본적으로는 동일한 구성을 가지며, 본 발명의 오염 모니터링 광센서(100)를 관로(16) 내의 수질측정부의 주위, 구체적으로는 광학센서(10) 주위에 배치하고, 오염 모니터링 광센서(100)의 출력을 제어부(15)로 입력하여, 이 제어부(15)의 제어에 의해 동작하는 오염경고장치(150) 및 관로(16) 내의 광학센서(10) 주위에 배치되어 광학센서(10) 주위를 세정하는 세정장치(160)를 더 갖는다는 점에서 다르다.As shown in FIG. 4, the apparatus for measuring water pollution using a pollution monitoring optical sensor according to a preferred embodiment of the present invention has basically the same configuration as the conventional apparatus of FIG. 1, The output of the pollution monitoring light sensor 100 is inputted to the control unit 15 and the control of the control unit 15 is performed to the control of the water pollution monitoring optical sensor 100 in the vicinity of the water quality measurement unit in the duct 16, And a cleaning device 160 disposed around the optical sensor 10 in the pipeline 16 to clean the periphery of the optical sensor 10. The pollution warning device 150 shown in FIG.

상기 세정장치(160)는 예를 들어 브러시에 의해 광학센서(10) 주위를 세정하는 세정장치라도 좋고, 또, 압축공기의 분사에 의해 광학센서(10) 주위를 세정하는 세정장치라도 좋으며, 그 외의 어떤 세정장치라도 좋다.The cleaning device 160 may be, for example, a cleaning device that cleans the periphery of the optical sensor 10 with a brush, or a cleaning device that cleans the periphery of the optical sensor 10 by jetting compressed air, Any other cleaning device may be used.

다음에 본 실시형태의 수질오염 측정장치의 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation of the water pollution measuring apparatus of the present embodiment will be described.

먼저, 수질오염 측정장치는 광학센서(10) 주위에 배치된 오염 모니터링 광센서(100)를 이용하여 관로(16) 내의 광학센서(10) 주위의 오염 정도를 상시 감시하며, 그 결과는 제어부(15)로 입력되고, 관로(16) 내의 광학센서(10) 주위의 오염의 정도가 미리 정해진 값 이상이면 제어부(15)는 오염경고장치(150)를 동작시켜서 오염을 경고하거나, 또는 세정장치(160)를 동작시켜서 광학센서(10) 주위를 세정함으로써 관로(16) 내의 오염물질을 제거한다.First, the water pollution measuring apparatus always monitors the degree of contamination around the optical sensor 10 in the pipeline 16 by using the pollution monitoring optical sensor 100 disposed around the optical sensor 10, If the degree of contamination around the optical sensor 10 in the conduit 16 is equal to or greater than a predetermined value, the control unit 15 operates the contamination warning device 150 to warn the contamination, 160 are operated to clean the periphery of the optical sensor 10 to remove contaminants in the pipeline 16. [

여기서, 오염경고장치(150)에 의한 오염의 경고 및 세정장치(160)에 의한 세정은 동시에 이루어져도 좋고, 오염경고장치(150)에 의한 오염의 경고에 의해 사람이 수동으로 세정장치(160)를 동작시켜서 세정을 하는 것으로 해도 좋다. 또, 필요에 따라서는 광학센서(10) 등의 오염이 심한 부품을 교체하도록 할 수도 있다.In this case, the contamination warning by the pollution warning device 150 and the cleaning by the cleaning device 160 may be performed at the same time. If the person manually handles the cleaning device 160 by warning of contamination by the pollution warning device 150, May be operated to perform cleaning. If necessary, components such as the optical sensor 10, which are highly contaminated, may be replaced.

이상 설명한 본 발명의 오염 모니터링 광센서(100)는 간단한 구성에 의해 수질의 오염 정도를 상시 모니터링할 수 있고, 또, 이 오염 모니터링 광센서(100)를 수질오염 측정장치에 적용하면, 예를 들어 장마철과 같이 수질의 오염이 심한 시기에는 세정 빈도를 높이고, 반대로 상대적으로 물의 오염이 덜한 시기에는 세정 빈도를 낮춤으로써 항상 일정한 수질오염 측정의 정확도를 항상 일정한 수준으로 유지할 수 있는 효과가 있다.The pollution monitoring optical sensor 100 according to the present invention can monitor the pollution degree of the water quality at any time by a simple configuration. When the pollution monitoring optical sensor 100 is applied to a water pollution measurement device, for example, It is possible to maintain the accuracy of constant water quality pollution measurement at a constant level by always raising the frequency of cleaning at the time of high water pollution such as the rainy season and conversely by decreasing the frequency of cleaning at the time of relatively less water pollution.

또, 세정이 꼭 필요한 때에만 수질오염 측정장치의 세정을 하므로 불필요한 세정에 따른 전력소비의 감소가 가능하고, 나아가서는 세정장치의 수명도 연장할 수 있다.In addition, since the water pollution measuring device is cleaned only when cleaning is absolutely necessary, it is possible to reduce power consumption due to unnecessary cleaning, and further, the life of the cleaning device can be extended.

이상 본 발명의 바람직한 실시형태에 의해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 기술사상의 범위 내에서 다양한 변경 및 변형을 할 수 있음은 물론이다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments of the present invention, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.

상기 실시형태에서는 특정 구조를 갖는 수질오염 측정장치에 본 발명의 오염 모니터링 광센서를 적용한 예에 대해서 설명하였으나, 수질오염 측정장치는 상기 실시형태에서 설명한 구조로 한정되는 것은 아니며, 광학적인 방법에 의해 수질오염의 정도를 측정하는 측정장치이면 상기 실시형태의 수질오염 측정장치와는 다른 구성을 갖는 것이라도 좋다.In the above embodiment, the pollution monitoring optical sensor of the present invention is applied to a water pollution measuring apparatus having a specific structure. However, the water pollution measuring apparatus is not limited to the structure described in the above embodiment, The measuring device for measuring the degree of water contamination may have a configuration different from that of the water pollution measuring device of the above embodiment.

또, 상기 실시형태에서는 오염 모니터링 광센서는 광축 정렬용 광섬유(133, 134)를 구비하고, 평면 광 도파로부(110)도 광축 정렬용 도파로(113, 114)를 구비하는 것으로 하였으나, 광축 정렬용 광섬유(133, 134) 및 광축 정렬용 도파로(113, 114) 대신 다른 공지의 광축 정렬용 구성을 갖는 것으로 해도 좋다.In the above embodiment, the contamination monitoring optical sensor is provided with the optical axis alignment optical fibers 133 and 134, and the planar optical waveguide portion 110 is provided with the optical axis alignment waveguides 113 and 114. However, Other known optical axis alignment configurations may be used in place of the optical fibers 133 and 134 and the optical axis alignment waveguides 113 and 114. [

또, 상기 실시형태에서는 광원으로부터 오염 모니터링 광센서(100)로 입사하는 광의 파장을 1550㎚로 하였으나, 광원으로부터 오염 모니터링 광센서(100)로 입사하는 광의 파장은 이에 한정되는 것은 아니며, 광의 파장은 광원으로부터 출사하는 광과 광 검출장치로 입사하는 광의 강도의 비교에 의해 수질오염의 정도를 확인할 수 있는 값이면 된다.In the above embodiment, the wavelength of the light incident on the contamination monitoring optical sensor 100 from the light source is 1550 nm. However, the wavelength of the light entering the contamination monitoring optical sensor 100 from the light source is not limited thereto, A value that can confirm the degree of water pollution by comparing the intensity of light emitted from the light source with the intensity of light incident on the light detecting device.

또, 상기 실시형태에서는 수질오염 측정장치의 수질측정부의 예로 광학센서(10)를 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 광학적인 방법으로 수질오염의 정도를 측정하는 어떤 것이라도 좋다.In the above embodiment, the optical sensor 10 is exemplified as an example of the water quality measuring unit of the water pollution measuring apparatus, but the present invention is not limited to this, and any method that measures the degree of water pollution by an optical method may be used.

100 오염 모니터링 광센서
110 평면 광 도파로부
111 입사 측 도파로
112 출사 측 도파로
115 오염측정부
130 광파이버 블록
131 입사 측 광섬유
132 출사 측 광섬유100 Pollution Monitoring Optical Sensor
110 plane optical waveguide part
111 Incident waveguide
112 Outgoing waveguide
115 Pollution measurement section
130 optical fiber block
131 incident side optical fiber
132 Output side optical fiber

Claims (5)

수질오염 측정장치의 수질측정부의 오염의 정도를 모니터링 하는 오염 모니터링 광센서로,
광섬유가 고정되는 광섬유 블록과,
상기 광섬유와 광학적으로 접속되는 광 도파로가 형성된 광 도파로 기판을 구비하고,
상기 광섬유는 광이 입사하는 입사 측 광섬유와 광이 출사하는 출사 측 광섬유 및 상기 입사 측 광섬유와 상기 출사 측 광섬유의 바깥쪽에 배치되는 한 쌍의 광축 정렬용 광섬유를 포함하며,
상기 도파로 기판은 상기 도파로 기판의 상기 광섬유 블록의 반대쪽 끝단에 형성된 오염측정부와, 상기 입사 측 광섬유로부터 상기 오염측정부로 연장되어서 상기 입사 측 광섬유로부터 입사되는 광을 안내하는 입사 측 도파로와, 상기 입사 측 도파로에 대해 소정의 각도로 구부러져 배치되어서 상기 오염측정부에서 반사되는 광을 안내하는 출사 측 도파로와, 상기 한 쌍의 광축 정렬용 광섬유와 각각 광학적으로 결합하는 한 쌍의 광축 정렬용 도파로를 포함하고,
상기 오염측정부는 상기 입사 측 도파로와 상기 출사 측 도파로가 만나는 부분인 오염 모니터링 광센서.A pollution monitoring optical sensor that monitors the degree of contamination of a water quality measuring part of a water pollution measuring device,
An optical fiber block to which an optical fiber is fixed,
And an optical waveguide substrate on which an optical waveguide which is optically connected with the optical fiber is formed,
Wherein the optical fiber includes an incident side optical fiber on which light is incident and an outgoing side optical fiber on which light is emitted, and a pair of optical axis alignment optical fibers arranged on the outside of the incident side optical fiber and the outgoing side optical fiber,
Wherein the waveguide substrate comprises a contamination measurement unit formed on the waveguide substrate opposite to the optical fiber block, an incident side waveguide extending from the incident-side optical fiber to the contamination measurement unit and guiding light incident from the incident- Side waveguide and a pair of optical axis alignment waveguides each of which is optically coupled to the pair of optical axis alignment optical fibers, the waveguide being arranged to be bent at a predetermined angle with respect to the optical waveguide- and,
Wherein the contamination measuring unit is a portion where the incident side waveguide and the output side waveguide meet. 청구항 1에 있어서,
상기 오염측정부의 상기 입사 측 도파로와 상기 출사 측 도파로가 만나는 부분의 각도는 상기 광의 파장이 1550㎚인 경우에 60도 내지 70도 범위인 오염 모니터링 광센서.The method according to claim 1,
Wherein the angle of the portion of the contamination measuring unit where the incident-side waveguide meets the exit-side waveguide is in the range of 60 to 70 degrees when the wavelength of the light is 1550 nm. 삭제delete 광학적인 방법으로 수질오염을 측정하는 수질오염 측정장치로,
측정 시료인 물을 관로 내로 이동시키는 시료 순환수단과,
광원과, 상기 광원으로부터 출사하여 상기 관로를 통과한 광을 검출하는 검출부를 구비하며 상기 시료의 수질오염을 측정하는 광학센서와,
상기 관로 내에 배치되어 상기 광학센서 주변의 수질오염을 모니터링 하는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 오염 모니터링 광센서와,
상기 광센서에 의한 모니터링 결과가 미리 정해진 값 이상이면 동작하여 상기 광학센서 주변을 세정하는 세정수단을 포함하는 수질오염 측정장치.As a water pollution measuring device that measures water pollution by an optical method,
A sample circulating means for moving water as a measurement sample into the channel,
An optical sensor having a light source and a detector for emitting light from the light source and detecting light passing through the channel,
The contamination monitoring optical sensor according to any one of claims 1 to 3, which is disposed in the pipeline and monitors water pollution around the optical sensor,
And cleaning means for cleaning the periphery of the optical sensor when the monitoring result by the optical sensor is greater than or equal to a predetermined value. 청구항 4에 있어서,
오염경고장치를 더 포함하며,
상기 오염경고장치는 상기 광센서에 의한 모니터링 결과가 미리 정해진 값 이상이면 경고를 하는 수질오염 측정장치.The method of claim 4,
Further comprising a pollution warning device,
Wherein the pollution warning device warns if the monitoring result by the optical sensor is a predetermined value or more.
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