KR101423491B1 - Sludge measurement apparatus possible of simultaneous measurement sedimentation sludge interface and floating sludge formation using digital filter system and measurement method - Google Patents

Sludge measurement apparatus possible of simultaneous measurement sedimentation sludge interface and floating sludge formation using digital filter system and measurement method Download PDF

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Abstract

According to the present invention, a blanket level meter for measuring the height of sludge comprises: multiple detectors (6) installed in water, and transmitting and receiving ultrasonic waves in order to measure the height of the blanket level of sedimentation sludge (12) on the bottom of a first sedimentation tank (8) and the height of the shape of floating sludge (14) in a second sedimentation tank (10); and a converter (4) capable of controlling the ultrasonic waves, which are transmitted and received by the detectors (6), by managing the detectors (6) by each of channels (C1, C2, ..., and Cn), and capable of simultaneously measuring the height of the blanket level of the sedimentation sludge (12) and the height of the shape of the floating sludge (14) by measuring time differences between the transmitted and received ultrasonic waves and the speeds of the transmitted and received ultrasonic waves, wherein the one converter (4) is capable of simultaneously controlling the ultrasonic wave detector (6), which measures the blanket level of the sedimentation sludge (12) deposited on the first sedimentation tank (8), and the ultrasonic wave detector (6) measuring the height of the floating sludge (14) floating in the water in the second sedimentation tank (10) so that sewage treatment and waste water treatment for the sedimentation sludge (12) and the floating sludge (14) can be efficiently performed.

Description

디지털 필터 방식을 이용하여 침전슬러지 계면과 부유슬러지 형상의 동시 측정이 가능한 슬러지 측정장치 및 측정방법{SLUDGE MEASUREMENT APPARATUS POSSIBLE OF SIMULTANEOUS MEASUREMENT SEDIMENTATION SLUDGE INTERFACE AND FLOATING SLUDGE FORMATION USING DIGITAL FILTER SYSTEM AND MEASUREMENT METHOD}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sludge measurement apparatus and a measurement method capable of simultaneously measuring a sediment sludge interface and a floating sludge shape using a digital filter method.

본 발명은 슬러지 측정장치에 관한 것으로, 특히 침전조 바닥에 쌓인 침전슬러지의 침전 높이와 수중에 떠있는 부유슬러지의 형상을 함께 측정할 수 있는 디지털 필터 방식의 초음파 계면계에 관한 것이다.
The present invention relates to a sludge measurement apparatus, and more particularly, to a digital filter type ultrasonic interface system capable of measuring the sedimentation height of sedimentation sludge accumulated on the bottom of a sedimentation tank and the shape of floating sludge floating in the water.

일반적으로 하수나 폐수를 처리하거나 수돗물을 정수할 때는 침전 과정을 거치게 되는데, 이러한 침전과정으로 침전조에는 필연적으로 슬러지가 발생되며, 발생된 슬러지는 폐수 처리기술인 여과, 침전, 중화와 같은 약품처리에 의해 물리, 화학적 방법을 통해 처리된다.Generally, when sewage or wastewater is treated or tap water is purified, it is subjected to a precipitation process. As a result of this precipitation process, sludge is inevitably generated in the settling tank, and the generated sludge is treated by a chemical treatment such as filtration, sedimentation and neutralization Physical, and chemical methods.

폐수처리는 비용해성 물질을 물과 분리시키는 것을 목적으로 하고 있으며, 처리방법으로는 일반 가정이나 산업현장으로부터 유입되는 폐수에 포함된 부유물을 제거한 후, 부유물이 제거된 폐수에 약품을 투입해 중화 처리하여 이물질과 물을 분리시키고, 분리된 이물질인 슬러지는 침전조에 침전시켜 물은 다시 2차 침전조나 여과지를 거쳐 정화시킨 다음 하천 등으로 방류시키고 있다.The wastewater treatment aims at separating the non-decomposable material from the water. The treatment method is to remove the suspended material contained in the wastewater flowing from a household or an industrial site, and then add the medicine to the wastewater from which the suspended material has been removed, The sludge, which is a separated foreign substance, is precipitated in a sedimentation tank, and the water is purified again through a secondary sedimentation tank or a filter paper, and then discharged to a stream or the like.

하수 및 폐수처리장에서는 침전조에 일정량의 슬러지가 쌓이면 슬러지 제거장치를 이용하여 침전된 슬러지를 제거하게 된다. 이러한 슬러지의 제거는 하수, 폐수 및 정수장의 원활한 운영과 양질의 폐수처리를 위해 일정한 두께의 슬러지가 쌓이기 이전에 슬러지를 인발하여 제거할 수 있도록 슬러지 층의 높이를 측정한다.In the sewage and wastewater treatment plants, when a certain amount of sludge accumulates in the sedimentation tank, the sludge is removed using a sludge removal device. This sludge removal measures the height of the sludge bed so that the sludge can be pulled out and removed before the sludge of a certain thickness is accumulated for the smooth operation of sewage, wastewater and water treatment plant and for the treatment of high quality wastewater.

침전조에 쌓여 있는 슬러지의 높이를 정확하게 측정하지 못하면 적시에 슬러지를 처리하지 못하게 되는데, 이로 인해 침전슬러지의 부폐로 침전조 하부로부터 부상되는 슬러지가 증가하여 폐수처리 시간이 지연되며, 심한 경우 침전슬러지가 처리수와 함께 유출되는 사고가 발생할 수 있어 환경오염의 문제가 발생하게 된다.If the height of the sludge accumulated in the settling tank can not be accurately measured, the sludge can not be treated in a timely manner. As a result, the sludge floated from the bottom of the settling tank is increased due to the sludge disposal, An accident that may occur together with water may occur, thereby causing a problem of environmental pollution.

침전슬러지를 측정하기 위한 종래의 기술로는 작업자에 의해 수동적으로 슬러지를 인발하는 고전적인 방법 이외에, 슬러지와의 접속 센서에 의해 침전슬러지의 높이를 측정하는 접촉식 계면장치와 함께 근적외선 방식의 슬러지 계면 측정장치, 레이저 방식의 슬러지 계면 측정장치, 초음파 방식의 슬러지 계면 측정장치 등의 비접촉식 계면장치 등이 사용되고 있다.Conventional techniques for measuring sedimentation sludge include a conventional method of passively drawing sludge by an operator, a contact type interface device for measuring the height of sedimentation sludge by a connection sensor with sludge, and a near- A non-contact type interface device such as a measuring device, a laser type sludge interface measuring device, and an ultrasonic type sludge interface measuring device is used.

이러한 종래의 슬러지 계면 측정장치들은 침전도 바닥에 쌓여 있는 침전슬러지만을 측정할 수 있으며, 1차 침전조를 거쳐 2차 침전조로 이송되어 하수 또는 폐수속에서 떠있는 띠형상의 부유슬러지도 함께 측정하기에는 어려움이 있었다.
Such conventional sludge interface measuring apparatuses can measure only the settled sludge accumulated on the bottom of the settling degree and are difficult to measure together with the strip-shaped floating sludge which is transferred to the second settling tank through the first settling tank and floating in the sewage or wastewater .

국내공개특허 제10-2010-0009743(2010.01.29.공개), '슬러지 계면 측정장치'Korean Patent Laid-Open No. 10-2010-0009743 (published on Jan. 29, 2010), 'Sludge interface measuring device'

따라서 본 발명의 목적은 침전조의 바닥에 쌓인 침전슬러지의 계면을 측정함과 함께 2차 침전조에서 수중에 떠있는 띠 형상의 부유슬러지의 형상을 동시에 측정하여 슬러지가 처리수와 함께 배출되는 것을 방지하는 데에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to measure the interface of a sedimentation sludge accumulated on the bottom of a sedimentation tank and to simultaneously measure the shape of a floating sludge in the form of a floating sediment in a secondary sedimentation tank to prevent sludge from being discharged together with treated water There is.

상기한 목적에 따른 본 발명은, 슬러지의 높이를 측정하기 위한 계면계에 있어서, 1차 침전조(8) 바닥의 침전슬러지(12) 계면높이와 2차 침전조(10)의 부유슬러지(14) 형상높이를 측정하기 위해 초음파를 송수신하는 다수의 검출기(6)를 수중에 설치하고, 상기 다수의 검출기(6)를 채널별(C1,C2...Cn)로 관리하여 검출기(6)를 통해 송수신되는 초음파를 제어함과 함께 송수신되는 초음파의 시간차이와 속도를 측정하여 침전슬러지(12)이 계면높이와 부유슬러지(14)의 형상높이를 함께 측정할 수 있는 변환기(4)를 구성함을 특징으로 하는 디지털 필터 방식을 이용하여 침전슬러지 계면과 부유슬러지 형상의 동시 측정이 가능한 슬러지 측정장치이다.The height of the interface between the sedimentation sludge (12) at the bottom of the primary settling tank (8) and the height of the floating sludge (14) of the secondary settling tank (10) A plurality of detectors 6 for transmitting and receiving ultrasonic waves for measuring the height are installed in the water and the plurality of detectors 6 are managed by the respective channels C1, C2 ... Cn, And a transducer 4 for measuring the time difference and velocity of the ultrasonic waves transmitted and received and measuring the height of the interface sludge 12 and the shape height of the floating sludge 14 together Is a sludge measuring device capable of simultaneously measuring the sediment sludge interface and the floating sludge shape by using a digital filter method.

또한 본 발명은, 슬러지의 높이를 측정하기 위한 방법에 있어서, 침전조(10) 내의 수중에 설치되어 침전슬러지(12)의 계면높이와 부유슬러지(14)의 형상높이를 측정하기 위해 다수의 검출기(6)의 설정 주파수 대역을 확인한 후, 제어연산부(24)를 통해 초음파 주파수를 검출기(6)의 설정 주파수 대역으로 변경하되, 주파수대역 설정부(40)에 의해 초음파 주파수를 디지털 필터 방식으로 변환하여 측정하고자 하는 슬러지의 종류에 따라 설치된 검출기(6) 주파수를 100~500㎑ 대역의 초음파로 변경하여 이를 송수신초음파 동기화부(32)에 의해 채널별(C1,C2...Cn)로 구별한 후 초음파송신부(34)로 출력하며, 채널별(C1,C2...Cn)로 구별되어 초음파송신부(34)로 전달된 초음파는 설정된 주파수 대역이 일치하는 검출기(6)를 통해 송신되고, 송신된 초음파가 침전슬러지(12) 및 부유슬러지(14)에 부딪혀 반사되어오는 수신 초음파를 수신한 검출기(6)는 이를 초음파수신부(36)로 전달하되, 초음파송수신 전환제어부(38)를 통해 초음파송신부, 수신부(34)(36)와 검출기(6) 사이에서 초당 5~10회 송수신되는 초음파의 송수신 역할을 교대로 반복하여 초음파의 송수신 신호전송 타이밍을 제어하고, 초음파수신부(36)로 전송된 수신 초음파를 송수신초음파 동기화부(32)에 의해 설정된 채널별(C1,C2...Cn)로 분류하여 제어연산부(24)로 전달하며, 검출기(6)를 통해 송수신된 초음파의 송수신 시간차와 속도를 이용하여 레벨변환부(42)를 통해 이를 거리값으로 연산하여 침전조(10) 바닥의 침전슬러지(12)의 계면높이와 수중에 떠 있는 부유슬러지(14)의 형상높이를 측정하는 것을 특징으로 한다.
The present invention also provides a method for measuring the height of sludge, comprising the steps of: providing a plurality of detectors (10) for measuring the height of the interface between the sedimentation sludge (12) and the floating sludge (14) 6, the ultrasonic frequency is changed to the preset frequency band of the detector 6 through the control operation unit 24, and the ultrasonic frequency is converted into the digital filter system by the frequency band setting unit 40 The frequency of the installed detector 6 is changed to an ultrasonic wave in the range of 100 to 500 kHz according to the type of the sludge to be measured and the ultrasonic wave is divided into the channels C1, C2 ... Cn by the transmitting and receiving ultrasonic synchronizing unit 32 The ultrasonic wave transmitted to the ultrasonic wave transmitting unit 34 by the channels C1, C2, ..., Cn is transmitted through the detector 6 whose set frequency band coincides with the ultrasonic wave transmitted to the ultrasonic wave transmitting unit 34, Ultrasonic waves are generated in the sedimentation sludge (12) The detector 6 which receives the reflected ultrasonic wave reflected from the sludge 14 and transmits the reflected ultrasonic wave to the ultrasonic wave receiving unit 36 through the ultrasonic wave transmission and reception switching control unit 38 and the ultrasonic wave transmitting unit, The ultrasonic transducer 32 controls the transmission and reception signal transmission timings of the ultrasonic waves by alternately repeating the transmission and reception of the ultrasonic waves transmitted and received 5 to 10 times per second between the detectors 6 and transmits the ultrasonic waves transmitted to the ultrasonic receiver 36 to the transceiver ultrasonic synchronizer 32. [ And transmits the result to the control operation unit 24. The level converter 42 converts the ultrasonic wave received from the ultrasonic transducer 42 into ultrasonic waves by using the time difference and the transmission / The height of the interface between the settling sludge 12 at the bottom of the settling tank 10 and the height of the shape of the floating sludge 14 floating in the water is calculated.

본 발명은 하나의 변환기를 통해 1차 침전조 바닥에 쌓인 침전슬러지의 계면을 측정하는 초음파 검출기와 2차 침전조의 수중에 떠 있는 부유슬러지의 형상을 측정하는 초음파 검출기를 동시에 제어할 수 있어 침전슬러지와 부유슬러지의 하수 및 폐수처리가 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.The present invention can simultaneously control the ultrasonic detector for measuring the interface of the settled sludge accumulated on the bottom of the primary settler and the ultrasonic detector for measuring the shape of the floating sludge floating in the water of the secondary settler through one converter, There is an effect that sewage and wastewater treatment of floating sludge can be efficiently performed.

또한, 슬러지의 계면을 측정하기 위해 디지털 방식의 초음파 센서를 이용함으로써 주파수대역을 변경하여 측정거리에 따라 다양하게 적용이 가능하며, 그에 따라 측정 정밀도가 향상되는 것이다.
In addition, by using a digital ultrasonic sensor to measure the interface of the sludge, the frequency band can be changed to variously be applied according to the measurement distance, thereby improving the measurement accuracy.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 계면계의 설치 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 계면계의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 제어연산부의 작동 구성도,
도 4는 본 발명의 초음파 계면계의 동작원리를 설명하기 위한 구성도,
도 5는 본 발명의 초음파 계면계를 응집 침전조에 설치한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 계면계를 이용한 슬러지 계면 측정방법의 흐름도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an installation diagram of an ultrasonic interface system according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram of an ultrasonic interface system according to an embodiment of the present invention.
3 is an operational structural view of the control operation section of the present invention,
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation principle of the ultrasonic wave interface system of the present invention,
5 is a view showing the ultrasonic wave interface system of the present invention installed in a coagulating sedimentation tank,
6 is a flowchart of a sludge interface measurement method using an ultrasonic interface meter according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 하수처리장의 침전조 바닥에 쌓인 침전슬러지(12)와 수중에 떠있는 부유슬러지의 형상높이를 동시에 측정하여 슬러지의 인발 타이밍을 자동으로 제어함과 함께 슬러지의 방류를 방지하는 것이다.The present invention simultaneously measures the height of the sedimentation sludge (12) stacked on the bottom of the sedimentation tank of the sewage treatment plant and the floating sludge floating in the water to automatically control the withdrawal timing of the sludge and prevent the discharge of the sludge.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 침전슬러지(12)와 부유슬러지(14)의 동시 측정이 가능한 슬러지 측정장치의 실시 구성을 보여주는 것으로, 본 발명의 초음파 계면계(2)는 수중에 설치되어 침전조의 슬러지 계면을 측정하는 다수의 검출기(6)와, 서로 다른 채널의 주파수 대역을 갖는 검출기(6)들을 관리하여 송수신되는 초음파신호를 제어함으로써 침전조의 슬러지 계면을 측정하는 변환기(4)로 구성한다.FIG. 1 shows a sludge measuring apparatus capable of simultaneously measuring a settling sludge 12 and a floating sludge 14 according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic interface system 2 of the present invention is installed in water A plurality of detectors 6 for measuring the sludge interface of the settling tank and a converter 4 for measuring the sludge interface of the settling tank by controlling ultrasonic signals transmitted and received by managing detectors 6 having frequency bands of different channels do.

상기에서 설명하는 채널(C1,C2...Cn)은 하나의 변환기(4)에 의해 일괄제어되는 다수의 검출기(6)를 표시하는 것이며, 검출기(6) 하나당 하나의 채널(C1,C2...Cn)로 설정되어 제어되는 것이다.The channels C1, C2 ... Cn described above represent a plurality of detectors 6 collectively controlled by one converter 4 and one channel C1, C2, ..., Cn per detector 6. ... Cn).

본 발명의 초음파 계면계(2)는 침전조 바닥이나 중간에 떠 있는 침전슬러지(12)의 계면 및 부유슬러지(14)의 형상을 측정하고, 침전슬러지(12)의 계면이 설정된 높이 이상이 되면 체크밸브(16)를 통해 자동으로 인발하는 것이며, 부유슬러지(14)의 형상이 설정된 높이 이상이 되면 정수된 물과 함께 슬러지가 방류될 수 있으므로 침전조의 방류시간을 조절할 수 있는 것이다.The ultrasonic interface system 2 of the present invention measures the interface of the sedimentation tank or the interface between the sedimentation sludge 12 floating in the middle and the shape of the suspended sludge 14 and, when the interface of the sedimentation sludge 12 becomes the set height or more, And when the shape of the floating sludge 14 exceeds the set height, the sludge can be discharged together with the purified water, so that the discharge time of the sedimentation tank can be controlled.

이때, 침전조 바닥면은 바닥의 침전슬러지(12)들이 모일 수 있도록 호퍼(18) 형태의 바닥형상을 가지며, 별도의 컨베이어에 의해 침전슬러지(12)들이 호퍼(18)로 모일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.At this time, the bottom of the settling tank has a bottom shape in the form of a hopper 18 so that the bottom settling sludge 12 can be collected, and it is preferable that the settling sludge 12 can be collected in the hopper 18 by a separate conveyor Do.

도 2는 본 발명의 변환기(4)와 검출기(6)의 구성을 상세히 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram for explaining the configuration of the transducer 4 and the detector 6 of the present invention in detail.

이를 참조하여 설명하면, 본 발명의 변환기(4)는 전반적으로 변환기(4)를 관리하고 제어하여 슬러지의 높이를 계산하는 제어연산부(24)와, 변환기(4)에 전압을 공급하는 전원공급부(20)와, 공급된 전압을 사용전압에 맞게 변환하는 변압기(22)(transfomer)와, 변환기(4)의 작동상태 및 측정결과를 알려주는 화면표시부(28)와, 상기 화면표시부(28)에 출력되는 화면상태를 조작하는 키제어부(30)와, 화면표시부(28)에 출력되는 정보를 관리하는 출력제어부(26)와, 제어연산부(24)에 의해 설정되는 초음파 신호를 채널별(C1,C2...Cn)로 관리하는 송수신초음파 동기화부(32)와, 제어연산부(24)에 의해 제어되는 초음파를 송수신하는 초음파송신부(34), 초음파수신부(36)와, 송수신되는 초음파의 전송타이밍을 제어하는 초음파송수신 전환제어부(38)와, 제어연산부(24)를 통해 계산된 슬러지의 높이를 확인하여 작동신호를 생성하는 슬러지인발 신호생성부(44)로 구성하며, 변환기(4)에 의해 일괄제어되며 초음파를 송신하거나 반사되어 오는 초음파를 수신하는 검출기(6)가 다수 설치된다.The converter 4 of the present invention includes a control operation unit 24 that manages and controls the converter 4 to calculate the height of the sludge and a power supply unit A transformer 22 for transforming the supplied voltage into a voltage to be used, a screen display unit 28 for indicating an operating state and a measurement result of the transformer 4, An output control unit 26 for managing the information output to the screen display unit 28 and an ultrasound signal setting unit 24 for setting ultrasound signals to be transmitted to the respective channels C1, An ultrasonic transmitter 34 for transmitting and receiving ultrasonic waves controlled by the control arithmetic unit 24, an ultrasonic receiver 36, and a transmission timing control unit 34 for controlling the transmission timings of the ultrasonic waves transmitted and received An ultrasonic transmission / reception switching control section 38 for controlling the ultrasonic transmission / reception switching control section 38, And a sludge discharge signal generator 44 for generating an operation signal by checking the height of the sludge. The detector 6, which is collectively controlled by the converter 4 and receives ultrasound waves or receives reflected ultrasound waves, do.

본 발명의 제어연산부(24)는 변환기(4)의 동작을 전반적으로 관리하는 것으로, 특히 침전조의 슬러지 계면높이를 측정하고자 하는 다수의 위치에 설치된 검출기(6)의 채널별(C1,C2...Cn) 설정 주파수 대역에 맞는 다양한 초음파의 송수신을 관리하며, 기존의 아날로그 필터 방식이 아닌 디지털 필터 방식을 채용함으로써 수신신호의 잡음이 적어 측정성능이 향상되고 주파수 대역이 좁아져 측정거리도 늘어나는 것이다.The control operation unit 24 of the present invention manages the operation of the transducer 4 as a whole. In particular, the control operation unit 24 of the detector 6 installed at a plurality of positions for measuring the sludge interface height of the sedimentation tank, .Cn) It manages the transmission and reception of various ultrasonic waves according to the set frequency band. By adopting the digital filter method instead of the conventional analog filter method, the measurement performance improves because the noise of the received signal is small, and the frequency band is narrowed, .

더욱이 측정하고자 하는 슬러지 높이가 침전슬러지(12)인지 부유슬러지(14) 인지에 따라 설치 위치가 다른 경우 다수 개의 검출기(6)를 설치하게 되는데, 이때 동일 주파수 대역 내지는 측정 높이에 따라 서로 다른 주파수 대역을 갖는 다수의 검출기(6)를 일괄제어하는 것이다.Further, when the sludge height to be measured is the settling sludge 12 or the floating sludge 14, a plurality of detectors 6 are installed when the installation position is different. At this time, different frequency bands And a plurality of detectors 6 having a plurality of detectors.

상기 전원공급부(20)는 AC 85~264V 범위의 전압을 공급하며, 공급된 전원을 변압기(22)에 의해 변환기(4)에서 사용가능한 전압으로 변환한다.The power supply unit 20 supplies a voltage in a range of AC 85 to 264 V and converts the supplied power to a voltage usable in the converter 4 by the transformer 22.

상기 화면표시부(28)는 제어연산부(24)를 통해 관리되는 초음파 계면계(2)의 현재 상태를 사용자가 알 수 있도록 LCD화면에 보여주는 것이며, 측정된 슬러지 높이, 5분~48시간 동안 측정된 슬러지 높이의 변화 추이, 내장된 온도센서(미도시)에 의한 변환기(4) 및 검출기(6)의 온도, 변환기(4) 및 검출기(6)의 작동상태를 실시간으로 알려준다. The screen display unit 28 displays the current state of the ultrasonic interface meter 2 managed by the control arithmetic unit 24 on the LCD screen so that the user can know the current state of the ultrasonic interface meter 2. The screen display unit 28 measures the sludge height measured for 5 minutes to 48 hours The temperature of the converter 4 and the detector 6 by the built-in temperature sensor (not shown), the operating condition of the converter 4 and the detector 6 in real time.

화면표시부(28)를 통해 출력되는 상태정보는 출력제어부(26)에 의해 관리되어 제어연산부(24)를 통해 출력된다. 출력제어부(26)는 제어연산부(24)를 통해 제어되는 상기의 상태정보를 사용자가 시각적으로 확인할 수 있도록 LCD 표시창을 통해 보여주며, 표시되는 상태정보 이외에도 LCD 표시창의 설정상태, 예를 들면 화면의 밝기, 상태정보들이 화면표시창에 보여지는 시간 간격, 표시창을 통해 보여지는 상태정보들의 종류 등을 제어하여 사용자의 편의를 돕는 것이다.The state information output through the screen display unit 28 is managed by the output control unit 26 and output through the control operation unit 24. [ The output control unit 26 displays the status information, which is controlled through the control and operation unit 24, through the LCD display window so that the user can visually confirm the status information. In addition to the displayed status information, the setting state of the LCD display window, Brightness, and status information on the display window, and the type of status information displayed on the display window.

이러한 기능들은 키제어부(30)의 버튼 입력방식에 의해 작동신호를 입력받아 제어되어 화면표시부(28)에 출력하고자 하는 상태정보를 불러올 수 있으며, 화면표시부(28)에 표시되는 화면 상태를 불러오기 위해 터치 입력방식이나 별도의 무선송수신장치를 구비하여 외부에서 무선컨트롤러로 제어하는 것도 가능하다.These functions are controlled by receiving the operation signal by the button input method of the key control unit 30 and can call the status information to be outputted to the screen display unit 28. The screen status displayed on the screen display unit 28 is called up A touch input method or a separate wireless transmitting / receiving device may be provided so that the wireless controller can be controlled from the outside.

본 발명의 변환기(4)는 주파수 대역의 변조를 위해 디지털 필터 방식(가산기, 승산기, 시프트 레지스터)을 채용하여 기존의 물리적인 방식(코일, 콘덴서, 저항)이 아닌 소프트웨어적인 CPU제어 방식을 채택한 것이다. 따라서 제어연산부(24)를 통해 다양한 주파수 대역의 출력이 가능하며, 측정거리에 따라 서로 다른 주파수 대역의 초음파를 송신하는 검출기(6)에 모두 적용이 가능하다.The converter 4 of the present invention adopts a software-based CPU control scheme instead of the existing physical scheme (coil, capacitor, resistance) by adopting a digital filter scheme (adder, multiplier, shift register) . Therefore, it is possible to output various frequency bands through the control operation unit 24, and it can be applied to the detector 6 that transmits ultrasonic waves of different frequency bands according to the measurement distance.

본 발명의 바람직한 실시 예에서는 1차 침전조(8)에서는 침전슬러지(12)의 계면높이를 측정하고 2차 침전조(10)에서는 부유슬러지(14)의 형상높이를 측정하는 것임에 따라, 본 발명의 제어연산부(24)는 측정 높이가 서로 다른 채널(C1,C2...Cn)의 초음파를 관리함에 따라 다수의 위치에 설치된 검출기(6)로 초음파를 송수신할 경우 주파수 대역이 변경된 초음파가 해당 주파수 대역으로 설정된 검출기(6)로 전달되도록 제어하는 것이 필요하다.In the preferred embodiment of the present invention, the height of the interface of the sedimentation sludge 12 is measured in the primary settling tank 8 and the height of the shape of the suspended sludge 14 is measured in the secondary settling tank 10, When the ultrasonic wave is transmitted / received to the detectors 6 installed at a plurality of positions as the ultrasonic waves of the channels C1, C2 ... Cn having different measurement heights are managed, It is necessary to control so as to be transmitted to the detector 6 set in the band.

본 발명에서는 제어연산부(24)에 의해 슬러지 측정 높이에 따라 다른 주파수 대역의 초음파가 채널(C1,C2...Cn)별로 설정된 검출기(6)로 송신될 수 있도록 하는 송수신초음파 동기화부(32)를 구성한다.In the present invention, the transmission and reception ultrasonic synchronizing unit 32, which enables the ultrasound waves of different frequency bands to be transmitted to the detectors 6 set for the channels C1, C2, ..., Cn according to the sludge measurement height by the control operation unit 24, .

제어연산부(24)는 2 이상의 주파수 대역이나 서로 다른 주파수 대역으로 설정된 다수의 검출기(6)로 해당 초음파를 송신하는 것이며, 이때 송신된 초음파가 설정된 주파수 대역에 맞는 검출기(6)로 송신될 수 있도록 초음파 신호와 함께 도착할 검출기(6)의 위치정보를 함께 보내게 되며, 송수신초음파 동기화부(32)는 이러한 초음파 신호에서 검출기(6) 정보를 추출하여 슬러지 높이 측정을 위해 설치된 검출기(6)로 초음파가 송신될 수 있도록 제어한다.The control operation unit 24 transmits the ultrasonic waves to a plurality of detectors 6 set to two or more frequency bands or to different frequency bands so that the transmitted ultrasonic waves can be transmitted to the detector 6 matching the set frequency band. And the position information of the detector 6 to be arrived together with the ultrasonic signal is transmitted together. The transmitting / receiving ultrasonic synchronizing unit 32 extracts the information of the detector 6 from the ultrasonic signal, Can be transmitted.

즉, 다수의 검출기(6)로 송신되는 초음파를 제어하여 주파수 대역이 변경된 초음파가 측정높이에 따라 특정 주파수 대역으로 설정된 검출기(6)로 송신될 수 있도록 하여 하나의 변환기(4)에 의해 다수의 검출기(6)가 일괄제어될 수 있도록 하는 것이다.That is, by controlling the ultrasonic waves transmitted to the plurality of detectors 6, the ultrasonic waves whose frequency bands are changed can be transmitted to the detector 6 set to a specific frequency band according to the measurement height, So that the detector 6 can be collectively controlled.

더욱이, 검출기(6)를 통해 수신된 초음파가 어느 위치에서 어떤 주파수 대역으로 설정된 초음파인지를 확인하고 이를 제어연산부(24)로 전달함으로써 해당 검출기(6)의 송신시간과의 차이 및 속도를 이용하여 슬러지 높이를 측정할 수 있어 다수의 검출기(6)와 초음파를 송수신하여도 특정 검출기(6)에서 측정된 슬러지 높이를 확인할 수 있게 된다.Further, it is confirmed from which position the ultrasonic wave received through the detector 6 is the ultrasonic wave set to which frequency band, and the ultrasonic wave is transmitted to the control arithmetic operation unit 24, The height of the sludge can be measured and the height of the sludge measured by the specific detector 6 can be confirmed even when a large number of detectors 6 transmit and receive ultrasonic waves.

상기 초음파송신부(34)는 제어연산부(24)에 의해 설정된 주파수 대역의 초음파가 검출기(6)로 송신될 수 있도록 전달하고, 초음파수신부(36)는 검출기(6)에 의해 송신된 초음파가 슬러지 계면에 반사되어 되돌아온 수신 초음파를 제어연산부(24)로 전달한다.The ultrasonic wave transmitting unit 34 transmits the ultrasonic wave of the frequency band set by the control operation unit 24 to the detector 6 and the ultrasonic wave receiving unit 36 transmits the ultrasonic wave transmitted by the detector 6 to the sludge interface And transmits the reflected ultrasonic wave to the control operation unit 24.

초음파송신부,수신부(34)(36)와 검출기(6)를 통해 송수신되는 초음파는 초음파송수신 전환제어부(38)를 통해 관리되어 제어연산부(24)에서 이를 거리값으로 변환할 수 있도록 한다.The ultrasonic wave transmitted and received through the ultrasonic wave transmitting unit, the receiving units 34 and 36 and the detector 6 is managed through the ultrasonic transmission and reception switching control unit 38 so that the control operation unit 24 can convert the ultrasonic waves into the distance value.

초음파송수신 전환제어부(38)는 제어연산부(24)와 검출기(6) 사이에서 제어연산부(24)를 통해 검출기(6)의 주파수 대역에 맞게 설정되어 초음파송신부(34)를 통해 검출기(6)로 출력되는 송신 초음파와 검출기(6)를 통해 송신된 후 슬러지에 반사되어 초음파수신부(36)로 전달된 수신 초음파의 신호전송 타이밍을 제어하여 원활하게 초음파의 송수신이 이루어질 수 있도록 한다.The ultrasonic transmission / reception switching control unit 38 is set between the control operation unit 24 and the detector 6 through the control operation unit 24 according to the frequency band of the detector 6 and is transmitted to the detector 6 via the ultrasonic transmission unit 34 The ultrasonic wave transmitted through the detector 6 and the transmitted ultrasonic wave is reflected to the sludge and the signal transmission timing of the ultrasonic wave transmitted to the ultrasonic wave receiver 36 is controlled to smoothly transmit and receive ultrasonic waves.

이를 살펴보면, 제어연산부(24)를 통해 설정된 초음파가 초음파송신부(34)를 통해 검출기(6)로 출력될 경우에는 초음파송수신 전환제어부(38)는 초음파송신기 역할을 하여 검출기(6)로 초음파를 전달하며, 검출기(6)를 통해 송신된 초음파가 침전조의 슬러지에 반사되어 초음파수신부(36)로 전달된 수신 초음파가 될 경우에는 초음파송수신 전환제어부(38)가 초음파수신기 역할을 하게 된다. 즉, 초음파의 송신, 수신 타이밍에 맞게 초음파송수신 전환제어부(38)가 그 역할을 교대로 반복함으로써 송수신되는 초음파를 관리하며 이를 제어연산부(24)를 통해 연산하여 슬러지 높이를 측정하게 된다.The ultrasonic transmission / reception switching control unit 38 serves as an ultrasonic transmitter and transmits ultrasonic waves to the detector 6 when the ultrasound waves set through the control operation unit 24 are output to the detector 6 through the ultrasonic transmission unit 34. [ And when the ultrasonic wave transmitted through the detector 6 is reflected by the sludge of the sedimentation tank and becomes the receiving ultrasonic wave transmitted to the ultrasonic receiving unit 36, the ultrasonic transmission / reception switching control unit 38 serves as an ultrasonic receiver. That is, the ultrasonic transmission / reception switching control part 38 alternately repeats its functions in accordance with the transmission and reception timings of the ultrasonic waves, and manages the ultrasonic waves transmitted and received, and calculates the sludge height through the control operation part 24.

상기 슬러지인발 신호생성부(44)는 제어연산부(24)를 통해 계산된 침전슬러지(12)의 계면높이와 부유슬러지(14)의 형상높이 측정값을 전송받으며, 측정된 슬러지 높이가 설정된 값의 범위에 이르면 작동신호를 생성하여 슬러지인발이 자동으로 이루어지도록 한다.The sludge withdrawal signal generating unit 44 receives the measured height values of the floating sludge 14 and the interface height of the settled sludge 12 calculated through the control operation unit 24, Once the range is reached, an operating signal is generated to ensure that the sludge draw is done automatically.

그 예로서, 침전조 바닥에 쌓인 침전슬러지(12)의 계면높이가 일정 수준이상이면 제어연산부(24)는 계산된 슬러지의 높이에 따라 침전조 바닥에 설치된 체크밸브(16)로 작동신호를 전송하여 슬러지를 인발하여 배출한다. 슬러지의 인발 중 슬러지의 높이 측정은 연속적으로 이루어지며, 슬러지 높이가 설정된 범위를 벗어나게 되면, 즉 높이가 하한치에 이르게 되면 체크밸브(16)를 닫도록 제어한다.
For example, when the interface height of the settled sludge 12 accumulated on the bottom of the settling tank is higher than a predetermined level, the control operation unit 24 transmits an operation signal to the check valve 16 provided on the bottom of the settling tank according to the calculated height of the sludge, And discharges it. The height of the sludge during the drawing of the sludge is continuously measured. When the height of the sludge exceeds the set range, that is, when the height reaches the lower limit, the check valve 16 is closed.

도 3은 본 발명의 제어연산부(24)에 의해 변환기(4)를 제어하여 초음파를 송수신함에 따라 침전조의 슬러지 계면높이를 측정하는 구성을 보여주는 블록도이다.3 is a block diagram showing a configuration for measuring the sludge interface height of the sedimentation tank by controlling the converter 4 by the control operation unit 24 of the present invention to transmit and receive ultrasonic waves.

도 3에서는 제어연산부(24)에 의해 2채널의 검출기(6)를 제어하는 구성을 설명하는 것이나, 도 1에 도시된 일 예와 같이 1차 침전조(8), 2차 침전조(10)나 도 5에 도시된 예와 같이 응집 침전조 및 농축조 등 필요에 따라 다수의 검출기(6)를 설치하고 이를 일괄제어하는 것도 가능하다.3 shows a configuration in which the control operation unit 24 controls the two-channel detector 6, but in the first and second settling tanks 8 and 10 as well as in the example shown in Fig. 1, It is also possible to provide a plurality of detectors 6 as needed, such as a coagulating sedimentation tank and a concentration tank, as shown in FIG. 5, and to control them collectively.

본 발명의 제어연산부(24)는 진동자를 전기적 또는 기계적으로 진동시킴으로써 초음파를 발생시키고 발생한 초음파를 검출기(6)의 설정 주파수 대역에 맞게 변경하는 주파수대역 설정부(40)로 발생 초음파를 전달한다.The control operation unit 24 of the present invention generates ultrasonic waves by vibrating the vibrator electrically or mechanically and transmits generated ultrasonic waves to a frequency band setting unit 40 that changes the generated ultrasonic waves to match the set frequency band of the detector 6. [

상기 제어연산부(24)는 검출기(6)의 설정에 맞는 주파수대역으로 초음파를 변환하는 주파수대역 설정부(40)와, 송수신되는 초음파를 이용하여 이를 거리값으로 계산하는 레벨변환부(42)로 구성한다.The control operation unit 24 includes a frequency band setting unit 40 for converting an ultrasonic wave into a frequency band suited to the setting of the detector 6 and a level converting unit 42 for calculating the distance value using the ultrasonic waves transmitted and received .

주파수대역 설정부(40)는 설치된 검출기(6)에서 설정된 주파수 대역에 맞도록 100~500㎑ 주파수 대역으로 변환하며, 예를 들면 침전조 바닥에 쌓인 침전슬러지(12)의 계면높이를 측정하는 검출기(6)에서는 100㎑ 대역의 낮음 초음파를 사용하여 직진성이 좋게 하여 중간에 떠있는 부유물에 의한 간섭은 무시하고 초음파가 침전슬러지(12)까지 도달할 수 있게 한다.The frequency band setting unit 40 converts the frequency band into a frequency band of 100 to 500 kHz in accordance with the frequency band set in the detector 6 installed in the detector 6 and measures the height of the interface between the precipitated sludge 12 6), the low-frequency ultrasound of the 100 kHz band is used to improve the straightness so that the interference caused by the suspended matter floating in the middle can be ignored, and the ultrasonic wave can reach to the settling sludge 12.

또한, 침전조의 중간에 떠 있는 부유슬러지(14)의 형상을 측정하는 검출기(6)에서는 500㎑ 대역의 초음파를 사용하여 일정농도 이상의 부유물에 초음파가 반사될 수 있도록 한다.Further, the detector 6 for measuring the shape of the floating sludge 14 floating in the middle of the settling tank can use ultrasound waves in the 500 kHz band to reflect the ultrasound waves to suspensions over a certain concentration.

주파수대역 설정부(40)에 의해 검출기(6) 설정 주파수 대역에 맞게 변경된 초음파는 초음파송신부(34)로 전달되고 검출기(6)를 통해 송신된 초음파는 침전된 슬러지에 반사되어 초음파수신부(36)를 통해 다시 제어연산부(24)로 전달된다. The ultrasonic wave changed by the frequency band setting unit 40 to the frequency band of the detector 6 is transmitted to the ultrasonic wave transmitting unit 34 and the ultrasonic wave transmitted through the detector 6 is reflected by the settled sludge, To the control arithmetic operation unit (24).

수신된 초음파는 레벨변환부(42)로 전달되며, 이때 레벨변환부(42)는 송신 초음파와 수신 초음파의 시간차 및 속도를 측정하고 이를 거리에 비례한 신호값으로 출력함으로써 침전슬러지(12) 계면높이 및 부유슬러지(14)의 형상높이를 측정하게 된다.
The received ultrasonic wave is transmitted to the level converting unit 42. The level converting unit 42 measures the time difference and the velocity between the transmitting ultrasonic wave and the receiving ultrasonic wave and outputs it as a signal value proportional to the distance, And the shape height of the floating sludge 14 are measured.

이하에서는 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 초음파 계면계(2)를 이용하여 침전조의 침전슬러지(12) 계면높이 및 부유슬러지(14)의 형상높이을 측정하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 6, a method of measuring the height of the sedimentation sludge 12 interface height and the shape height of the floating sludge 14 using the ultrasonic interface system 2 according to the embodiment of the present invention will be described.

먼저, 다수의 위치에 검출기(6)를 설치하되, 측정하고자 하는 슬러지의 높이에 맞는 초음파 주파수 대역을 설정한 후 초음파를 주파수대역 설정부(40)에 의해 채널별(C1,C2...Cn)로 각각의 검출기(6) 설정 주파수 대역으로 변경한다. First, a detector 6 is installed at a plurality of positions, and an ultrasonic frequency band corresponding to the height of the sludge to be measured is set. Ultrasound waves are then set by the frequency band setting unit 40 for each channel C1, C2 ... Cn ) To the set frequency band of each detector (6).

이때 검출기(6)는 하수처리장의 1차, 2차 침전조(8)(10), 응집침전조, 농축조, 고액분리조 및 용액분리조 등 슬러지의 높이를 측정하고자 하는 위치에 설치될 수 있다.At this time, the detector 6 may be installed at a position where the height of the sludge is to be measured, such as the primary and secondary settling tanks 8 and 10 of the sewage treatment plant, the coagulating sedimentation tank, the concentration tank, the solid-

본 발명의 실시 예로서, 침전조 바닥에 쌓인 침전슬러지(12)의 계면높이를 측정하고자 하는 경우에는 직진성이 좋아 중간의 부유슬러지(14)를 통과하여 바닥의 침전슬러지(12)까지 초음파가 도달할 수 있도록 낮음 음파 대역인 100㎑ 대역의 초음파로 설정하며, 침전조 중간에 떠 있는 부유슬러지(14)의 형상을 측정하고자 할 경우에는 설정된 농도 이상의 슬러지를 매질로 하여 초음파가 반사될 수 있도록 500㎑ 대역의 초음파 주파수로 검출기(6)를 설정하는 것이 좋다.In the embodiment of the present invention, when the height of the interface between the sedimentation sludge 12 accumulated on the bottom of the sedimentation tank is to be measured, the straightness is good and the ultrasound waves reach the bottom sedimentation sludge 12 through the intermediate suspended sludge 14 In order to measure the shape of the floating sludge 14 floating in the middle of the sedimentation tank, the sludge having a predetermined concentration or higher is used as a medium, and the ultrasound waves are reflected in a 500 kHz band It is preferable to set the detector 6 at the ultrasonic frequency of.

슬러지의 높이 측정 환경에 따라 채널별(C1,C2...Cn)로 변경된 초음파는 해당 채널(C1,C2...Cn)에 맞는 주파수 대역의 검출기(6)로 초음파가 송신될 수 있도록 송수신초음파 동기화부(32)를 통해 제어하여 검출기(6)에 맞는 주파수 대역의 초음파가 전달한다.The ultrasound waves changed into the channels C1, C2 ... Cn according to the height measurement environment of the sludge are transmitted and received so that the ultrasound waves can be transmitted to the detector 6 in the frequency band corresponding to the channels C1, And is controlled by the ultrasonic synchronizing unit 32 to transmit the ultrasonic wave of the frequency band suitable for the detector 6. [

검출기(6) 설정 주파수 대역으로 변경되어 전달된 초음파는 초음파송신부(34)를 통해 검출기(6)로 전달하며, 검출기(6)로 전달된 초음파는 슬러지의 높이를 측정하고자 하는 위치에서 초음파를 송신하게 된다.The ultrasonic wave transmitted to the detector 6 is transmitted to the detector 6 through the ultrasonic wave transmitting unit 34. The ultrasonic wave transmitted to the detector 6 is transmitted to the ultrasonic wave transmitting unit at a position where the height of the sludge is to be measured .

검출기(6)에서 송신된 초음파는 침전슬러지(12)를 측정하는 경우에는 바닥의 침전슬러지(12)에, 부유슬러지(14)의 형상높이를 측정하는 경우에는 설정된 농도의 부유슬러지(14)에 부딪혀 반사되어 되돌아오며, 수신된 초음파는 초음파수신부(36)를 통해 다시 제어연산부(24)로 전달된다. The ultrasonic wave transmitted from the detector 6 is supplied to the sedimentation sludge 12 at the bottom when the sedimentation sludge 12 is measured and to the suspended sludge 14 at a predetermined concentration when the height of the shape of the suspended sludge 14 is measured And the received ultrasonic wave is transmitted to the control operation unit 24 through the ultrasonic wave receiving unit 36 again.

제어연산부(24)는 검출기(6)를 통해 송신된 초음파의 송신 시간과 초음파가 슬러지에 부딪혀 되돌아온 수신 시간 차이 및 속도를 이용하여 레벨변환부(42)에서 이를 거리값으로 연산하게 되며, 연산된 거리값에 의해 슬러지의 높이를 측정한다.The control operation unit 24 uses the transmission time of the ultrasonic wave transmitted through the detector 6 and the reception time difference and speed returned by the ultrasonic wave against the sludge to calculate the distance value in the level conversion unit 42, The height of the sludge is measured by the distance value.

이하에서는 초음파 주파수의 수신 시간 차이 및 속도를 이용한 슬러지의 높이를 측정하는 방법을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method of measuring the height of the sludge using the difference in the reception time and the speed of the ultrasonic frequency will be described.

도 4를 참조하면, 본 발명의 검출기(6)는 수중에 설치되는 것임에 따라 초음파가 수중에서 전파되는 속도는 약 1500m/sec로 거의 일정하므로 초음파가 송수신시간을 알 수 있으면 거리를 계산하는 것이 가능하다.Referring to FIG. 4, since the detector 6 of the present invention is installed in water, the speed at which the ultrasonic wave propagates in water is almost constant at about 1500 m / sec. Therefore, if the ultrasonic wave can know the transmission / reception time, It is possible.

초음파 주파수의 송수신 시간차(T)는 T = 2L/C로 구할 수 있으며, 여기서 C는 음속, L은 검출기(6)에서 계면까지의 거리, T는 초음파 주파수의 송수신시간차이다.The transmission / reception time difference (T) of the ultrasonic frequency can be obtained by T = 2L / C, where C is the sound velocity, L is the distance from the detector 6 to the interface, and T is the transmission / reception time difference of the ultrasonic frequency.

상기 식을 변형하면, 검출기(6)에서 계면까지의 거리(L) = CT/2가 된다.If the above expression is modified, the distance L from the detector 6 to the interface becomes = CT / 2.

여기서 슬러지의 높이 LH = LO - L이 된다.Here, the height of the sludge is LH = LO - L.

즉, 초음파의 음속과 송수신 시간차이를 알면 이를 이용하여 검출기(6)와 슬러지 계면까지의 거리를 계산할 수 있으며, 침전조의 전체 높이에서 검출기(6)와 계면까지의 거리를 구하면 침전슬러지(12)의 계면높이를 측정할 수 있는 것이다.That is, the distance between the detector 6 and the sludge interface can be calculated by knowing the sound speed of the ultrasonic wave and the transmission / reception time difference. If the distance between the detector 6 and the interface is found from the height of the sedimentation tank, It is possible to measure the interface height of the interface.

상기에서는 침전슬러지(12)의 계면높이를 측정하는 것을 설명하였으나, 수중에 떠 있는 부유슬러지(14)의 형상높이도 같은 방법에 의해 계산할 수 있는 것이다.In the above description, the height of the interface sludge 12 is measured, but the shape height of the floating sludge 14 floating in the water can also be calculated by the same method.

제어연산부(24)를 통해 계산된 침전슬러지(12)와 부유슬러지(14)를 확인한 후 미리 설정된 범위인가를 확인하며, 침전슬러지(12)가 설정된 범위이면 침전조 바닥에 일정량 이상의 슬러지가 쌓여 있다는 것이므로, 슬러지인발 신호생성부(44)를 통해 작동신호를 생성하여 침전조 바닥의 체크밸브(16)를 자동으로 열어 슬러지를 배출한다.After confirming the settling sludge 12 and the suspended sludge 14 calculated through the control operation unit 24, it is confirmed whether the predetermined range is set. If the settling sludge 12 is in the set range, more than a certain amount of sludge is accumulated on the bottom of the settling tank , And an operation signal is generated through the sludge discharge signal generating unit 44 to automatically open the check valve 16 on the bottom of the settling tank to discharge the sludge.

이때 침전조 바닥은 호퍼(18) 형태의 구조이며, 침전조 바닥 전체에 쌓여 있는 슬러지들은 별도의 컨베이어에 의해 호퍼(18)로 이동시켜 한쪽으로 모아놓는 것이 좋다.In this case, the bottom of the settling tank is in the form of a hopper (18), and the sludge accumulated in the entire bottom of the settling tank is moved to the hopper (18) by a separate conveyor and collected in one side.

계산된 부유슬러지(14)의 형상높이가 설정된 범위이면 정수된 물을 방류하여도 된다는 것이며, 부유슬러지(14)의 형상 측정 높이가 일정범위 이상, 즉 수면과 가깝게 형성되어 있으면 방류되는 물에 부유슬러지(14)가 혼입될 수 있으므로 방류량을 제어하여 정수된 물이 방류될 수 있도록 한다.If the shape height of the floating sludge 14 is within a predetermined range, the purified water may be discharged. If the shape measurement height of the floating sludge 14 is formed to be more than a certain range, that is, close to the water surface, Since the sludge 14 may be mixed, the amount of discharged water can be controlled so that purified water can be discharged.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 하나의 변환기(4)를 통해 1차 침전조(8) 바닥에 쌓인 침전슬러지(12)의 계면을 측정하는 초음파 검출기(6)와 2차 침전조(10)의 수중에 떠 있는 부유슬러지(14)의 형상을 측정하는 초음파 검출기(6)를 동시에 제어할 수 있어 침전슬러지(12)와 부유슬러지(14)의 하수 및 폐수처리가 효율적으로 이루어질 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention relates to an ultrasonic detector 6 for measuring an interface of a settling sludge 12 accumulated on the bottom of a primary settler 8 through a single converter 4, It is possible to simultaneously control the ultrasonic detector 6 for measuring the shape of the floating sludge 14 floating in the sludge 12 and the floating sludge 14 so that the sewage and wastewater treatment of the precipitation sludge 12 and the floating sludge 14 can be efficiently performed.

또한, 슬러지의 높이를 측정하기 위해 디지털 방식의 초음파 센서를 이용함으로써 주파수대역을 변경하여 측정거리에 따라 다양하게 적용이 가능하며, 그에 따라 측정 정밀도가 향상되는 것이다.
In addition, by using a digital ultrasonic sensor to measure the height of the sludge, the frequency band can be changed and applied variously according to the measurement distance, thereby improving the measurement accuracy.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of claims and equivalents thereof.

본 발명은 1차 침전조, 2차 침전조, 응집 침전조, 농축조, 슬러지 저류조 등의 정수처리장에 설치되어 침전슬러지와 부유슬러지를 동시에 측정하여 슬러지를 자동으로 인발하는 데에 사용될 수 있다.
The present invention can be used in a water treatment plant such as a primary settling tank, a secondary settling tank, a coagulating sedimentation tank, a concentration tank, and a sludge storage tank to automatically measure sludge by simultaneously measuring precipitated sludge and suspended sludge.

(2)-- 초음파 계면계 (4)-- 변환기
(6)-- 검출기 (6)-- 1차 침전조
(10)-- 2차 침전조 (12)-- 침전슬러지
(14)-- 부유슬러지 (16)-- 체크밸브
(18)-- 호퍼 (20)-- 전원공급부
(22)-- 변압기 (24)-- 제어연산부
(26)-- 출력제어부 (28)-- 화면표시부
(30)-- 키제어부 (32)-- 송수신초음파 동기화부
(34)-- 초음파송신부 (36)-- 초음파수신부
(38)-- 초음파송수신 전환제어부 (40)-- 주파수대역 설정부
(42)-- 레벨변환부 (44)-- 슬러지인발 신호생성부
(C1,C2...Cn)-- 채널(2) - Ultrasonic interface meter (4) - Transducer
(6) - detector (6) - primary settler
(10) - Second settling tank (12) - Settling sludge
(14) - Suspended sludge (16) - Check valve
(18) - Hopper (20) - Power supply
(22) - a transformer (24) - a control operation section
(26) -output control part (28) -screen display part
(30) -key control section (32) -transmission / reception ultrasonic synchronization section
(34) - Ultrasound transmitter (36) - Ultrasound receiver
(38) Ultrasonic transmission / reception switching control unit (40) Frequency band setting unit
(42) a level converting section (44) a sludge drawing signal generating section
(C1, C2 ... Cn) - channel

Claims (6)

슬러지의 높이를 측정하기 위한 계면계에 있어서,
1차 침전조(8) 바닥의 침전슬러지(12) 계면높이와 2차 침전조(10)의 부유슬러지(14) 형상높이를 측정하기 위해 초음파를 송수신하는 다수의 검출기(6)를 수중에 설치하고, 상기 다수의 검출기(6)를 채널별(C1,C2...Cn)로 관리하여 검출기(6)를 통해 송수신되는 초음파를 제어함과 함께 송수신되는 초음파의 시간차이와 속도를 측정하여 침전슬러지(12)이 계면높이와 부유슬러지(14)의 형상높이를 함께 측정할 수 있는 변환기(4)를 구성하되, 상기 변환기(4)는 AC 전압을 공급하는 전원공급부(20)와, 초음파를 디지털 필터 방식에 의해 검출기(6)의 설정 주파수 대역으로 변경하여 이를 채널별(C1,C2...Cn)로 관리하고 검출기(6)에 의해 측정되는 초음파의 송수신 시간차와 속도를 이용하여 거리값을 연산하며 슬러지 높이 측정에 따른 변환기(4)의 상태정보를 제공하는 제어연산부(24)와, 상기 제어연산부(24)에 의해 측정된 슬러지 높이에 따라 자동적으로 슬러지가 인발될 수 있도록 체크밸브(16) 제어신호를 생성하는 슬러지인발 신호생성부(44)와, 상기 제어연산부(24)에 의해 채널별(C1,C2...Cn)로 구분관리되어 설정된 검출기(6)로 초음파가 전달될 수 있도록 하고 검출기(6)를 통해 수신된 초음파를 채널별(C1,C2...Cn)로 분류하여 제어연산부(24)로 전송하는 송수신초음파 동기화부(32)와, 상기 제어연산부(24)와 검출기(6) 사이에서 초음파를 송수신하는 초음파송신부,수신부(34)(36)와, 상기 초음파송신부,수신부(34)(36)를 통해 송수신되는 초음파 신호의 전송타이밍을 관리하기 위해 초음파 송수신기의 역할을 교대로 수행하는 초음파송수신 전환제어부(38)와, 제어연산부(24)에 의해 제공되는 상태정보를 LCD 표시창을 통해 알려주는 화면표시부(28)와, 화면표시부(28)에 표시되는 상태정보의 출력을 관리하는 출력제어부(26)로 구성함을 특징으로 하는 디지털 필터 방식을 이용하여 침전슬러지 계면과 부유슬러지 형상의 동시 측정이 가능한 슬러지 측정장치.
In an interface system for measuring the height of sludge,
A plurality of detectors 6 for transmitting and receiving ultrasonic waves are installed in the water for measuring the interface height of the settling sludge 12 at the bottom of the primary settling tank 8 and the shape height of the floating sludge 14 of the secondary settling tank 10, The plurality of detectors 6 are managed by the respective channels C1, C2 ... Cn to control the ultrasonic waves transmitted and received through the detector 6 and the time difference and velocity of the ultrasonic waves transmitted and received, The transducer 4 includes a power supply unit 20 for supplying an AC voltage, a power supply unit 20 for supplying the ultrasonic wave to the digital filter 14, (C1, C2, ..., Cn), and calculates the distance value by using the time difference and the transmission / reception time of the ultrasonic wave measured by the detector (6) (4) according to the sludge height measurement, A sludge withdrawal signal generator 44 for generating a control signal for the check valve 16 so that sludge can be automatically withdrawn according to the sludge height measured by the control arithmetic unit 24, The computation unit 24 allows the ultrasound waves to be transmitted to the detectors 6 classified and managed by the channels C1, C2 ... Cn and the ultrasound waves received through the detectors 6 by the channels C1 and C2 An ultrasonic transmission unit for transmitting and receiving ultrasonic waves between the control operation unit 24 and the detector 6, a reception unit 34 (for example, An ultrasonic transmission / reception switching control unit 38 for alternately performing an ultrasonic transmission / reception function to manage transmission timings of ultrasonic signals transmitted / received through the ultrasonic transmission unit and the reception units 34 and 36; ) On the LCD display window And an output control section (26) for managing the output of state information displayed on the screen display section (28). The simultaneous measurement of the sedimentation sludge interface and the floating sludge shape is performed by using the digital filter method Possible sludge measuring device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어연산부(24)는 채널별(C1,C2...Cn)로 구분된 검출기(6)의 설정 주파수 대역에 맞도록 초음파를 변환하는 주파수대역 설정부(40)와, 검출기(6)를 통해 송신 초음파와 수신 초음파의 시간차 및 속도를 측정하고 이를 거리에 비례한 신호값으로 출력하는 레벨변환부(42)로 구성함을 특징으로 하는 디지털 필터 방식을 이용하여 침전슬러지 계면과 부유슬러지 형상의 동시 측정이 가능한 슬러지 측정장치.
The method according to claim 1,
The control operation unit 24 includes a frequency band setting unit 40 for converting ultrasound waves to match the set frequency bands of the detectors 6 classified by the channels C1, C2 ... Cn, And a level converting unit (42) for measuring the time difference and the velocity between the transmitting ultrasonic wave and the receiving ultrasonic wave and outputting the signal as a signal value proportional to the distance. The digital filter method is used to determine the difference between the settling sludge interface and the floating sludge Sludge measuring device capable of simultaneous measurement.
제1항에 있어서,
제어연산부(24)에 의해 채널별(C1,C2...Cn)로 설정되는 초음파의 주파수 대역은 100~500㎑인 것을 특징으로 하는 디지털 필터 방식을 이용하여 침전슬러지 계면과 부유슬러지 형상의 동시 측정이 가능한 슬러지 측정장치.
The method according to claim 1,
The frequency of the ultrasonic waves set by the control operation unit 24 for each channel (C1, C2 ... Cn) is 100 to 500 kHz. The digital filter system is used to perform the simultaneous measurement of the precipitated sludge interface and floating sludge Sludge measuring device capable of measurement.
슬러지의 높이를 측정하기 위한 방법에 있어서,
침전조(10) 내의 수중에 설치되어 침전슬러지(12)의 계면높이와 부유슬러지(14)의 형상높이를 측정하기 위해 다수의 검출기(6)의 설정 주파수 대역을 확인한 후, 제어연산부(24)를 통해 초음파 주파수를 검출기(6)의 설정 주파수 대역으로 변경하되, 주파수대역 설정부(40)에 의해 초음파 주파수를 디지털 필터 방식으로 변환하여 측정하고자 하는 슬러지의 종류에 따라 설치된 검출기(6) 주파수를 100~500㎑ 대역의 초음파로 변경하여 이를 송수신초음파 동기화부(32)에 의해 채널별(C1,C2...Cn)로 구별한 후 초음파송신부(34)로 출력하며,
채널별(C1,C2...Cn)로 구별되어 초음파송신부(34)로 전달된 초음파는 설정된 주파수 대역이 일치하는 검출기(6)를 통해 송신되고, 송신된 초음파가 침전슬러지(12) 및 부유슬러지(14)에 부딪혀 반사되어오는 수신 초음파를 수신한 검출기(6)는 이를 초음파수신부(36)로 전달하되, 초음파송수신 전환제어부(38)를 통해 초음파송신부, 수신부(34)(36)와 검출기(6) 사이에서 초당 5~10회 송수신되는 초음파의 송수신 역할을 교대로 반복하여 초음파의 송수신 신호전송 타이밍을 제어하고, 초음파수신부(36)로 전송된 수신 초음파를 송수신초음파 동기화부(32)에 의해 설정된 채널별(C1,C2...Cn)로 분류하여 제어연산부(24)로 전달하며,
검출기(6)를 통해 송수신된 초음파의 송수신 시간차와 속도를 이용하여 레벨변환부(42)를 통해 이를 거리값으로 연산하여 침전조(10) 바닥의 침전슬러지(12)의 계면높이와 수중에 떠 있는 부유슬러지(14)의 형상높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 디지털 필터 방식을 이용하여 침전슬러지 계면과 부유슬러지 형상의 동시 측정이 가능한 슬러지 측정방법.
A method for measuring the height of a sludge,
After confirming the set frequency bands of the plurality of detectors 6 in order to measure the interface height of the settling sludge 12 and the shape height of the floating sludge 14 installed in the water in the settling tank 10, The frequency of the ultrasonic wave is changed to the frequency band of the detector 6 by the frequency band setting unit 40 and the frequency of the detector 6 installed in accordance with the type of the sludge to be measured is converted into 100 (C 1, C 2,..., C n) by the transceiver ultrasound synchronizer 32 and outputs the ultrasound signals to the ultrasonic transmitter 34,
The ultrasonic waves transmitted to the ultrasonic wave transmitting unit 34 are separated by the respective channels C1, C2 ... Cn and transmitted through the detector 6 whose set frequency band coincides with each other. The transmitted ultrasonic waves are passed through the settling sludge 12 and floating The detector 6 which receives the reflected ultrasonic wave reflected from the sludge 14 transmits the ultrasonic wave to the ultrasonic wave receiving unit 36 and the ultrasonic wave transmission and reception switching control unit 38 controls the ultrasonic wave transmitting unit, The transmission and reception signals of the ultrasonic waves transmitted and received between the ultrasonic transducers 6 are alternately repeated 5 to 10 times per second to control transmission and reception signal transmission timings of the ultrasonic waves and the reception ultrasonic waves transmitted to the ultrasonic reception unit 36 are transmitted to the transmission and reception ultrasonic synchronization unit 32 (C1, C2, ..., Cn) set by the control unit 24,
The difference between the height of the interface of the sedimentation sludge 12 at the bottom of the sedimentation tank 10 and the height of the sedimentation sludge 12 floating on the bottom of the sedimentation tank 10 is calculated by using the time difference and speed of the ultrasonic waves transmitted and received through the detector 6, And measuring the shape height of the floating sludge (14), wherein the shape of the floating sludge (14) is measured.
제5항에 있어서,
제어연산부(24)에 의해 측정된 슬러지 높이가 미리 설정된 범위를 벗어날 경우에는 제어연산부(24)의 슬러지 높이값을 전송받은 슬러지인발 신호생성부(44)를 통해 침전조 바닥에 설치된 체크밸브(16) 작동신호를 생성하여 슬러지가 자동으로 배출될 수 있도록 함을 특징으로 하는 디지털 필터 방식을 이용하여 침전슬러지 계면과 부유슬러지 형상의 동시 측정이 가능한 슬러지 측정방법.
6. The method of claim 5,
When the sludge height measured by the control operation unit 24 is out of a predetermined range, the sludge height value of the control operation unit 24 is transmitted to the check valve 16 provided at the bottom of the settling tank through the sludge withdrawal signal generating unit 44, Wherein the sludge is discharged to the outside of the sludge tank, and an operation signal is generated so that the sludge can be discharged automatically.
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