KR101425556B1 - 수질측정용센서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수질의 특성과 오염이 발생할 경우 간단히 세정 가능하며, 내부보충액의 배출 저하, 배출량 저하시 배출량 조정부만을 간단히 교체하여 센서의 전체적 교체가 불필요하고, 세정 여건이 허락하지 않는 상황에서도 측정을 원활히 지속할 수 있는 수질측정용센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 Ag/AgCl와이어 및 내부전해액(HCl)이 각각 내부로 삽입 충진되며 하부로 측정부가 형성되는 유리전극을 형성하고, 상기 유리전극의 측정부와 온도센서가 하부로 노출되게 설치되며, 내부로 기준정션 및 내부보충액(KCl)이 각각 삽입 및 충진되는 센서몸체의 바닥면에는 내부보충액(KCl)의 배출 및 교체를 통해 배출량 조절을 위한 액락부를 형성한 배출량 조정부를 구성하여, 측정수의 낮은 전도도 및 오염이나 온도저하 유속의 저하로 인한 내부보충액의 배출이 원활하지 못할 경우 배출량 조정부를 교체하여 측정 감응을 위한 내부보충액의 배출량을 조정할 수 있어 센서의 교체가 필요하지 않아 경제적인 효과가 있다.

Description

수질측정용센서{Water quality measurement sensor }
본 발명은 수질의 특성을 측정하는 센서에 관한 것으로, 특히 수질의 특성 및 오염도, 측정여건에 따라 내부보충액이 측정감도 기준보다 부족하게 배출될 경우 배출양을 간단히 조정할 수 있어 경제적 효율성을 갖춘 수질측정용센서에 관한 것이다.
일반적으로 심각한 환경오염으로 인해 수질이나 대기 오염원에 대한 측정과 제거에 대한 연구가 필수불가결하며, 또한 활발히 진행되고 있다.
그 중 인간과 모든 생명체의 근원이 되는 물의 오염 정도의 측정과 개선이 무엇보다 중요한데, 수질 오염을 판단하기 위해서는 수질환경의 생물학적 특성, 부유물 내의 미량원소와 같은 화학적 특성 그리고 물의 색깔, 냄새, 탁도 등의 물리적 특성을 측정하기 위하여 수질측정센서가 이용된다.
이러한, 수질측정센서는 수중에 녹아 있는 물질의 농도를 측정하기 위해서 어떤 수단을 사용하여 화학량을 전기신호로 변환하여 검지하는 장치이다.
상기한 수질측정센서는 측정방식에 따라 전압 측정방식과 전류 측정방식으로 구분하는데, 먼저 전압 측정방식에 입각한 것은 pH, ORP, 각종 이온, 중성지질(中性脂質), L-아미노산, 요소(尿素), L-글투타민산, 크레아티닌, 페니실린, 페놀, 유산(乳酸), 콜레스테롤, 티로신, 아스파라긴, 페닐 알라닌 전극 등이 있다.
그리고, 전류 측정 방식에 입각한 것은 각종 선택성이온, 용존산소, 글루코스, 말토스, 인지질(憐脂質), 에탄올, 요산(尿酸), 인산 이온, 과산화수소, 유기 모노아민, 아세트산(酸) 암모니아, 아질산(亞室酸), BOD, 아밀라제, 유산염(乳酸鹽), 옥살산, 아스코르빈산, 각종 면역센서 등이 있다.
이러한, 수질측정센서는 수질에 대한 반응측정이 매우 민감하게 제작된 만큼 고가이며, 상기와 같은 일반적인 수질측정센서는 오랜 시간 사용하다 보면, 센서를 감싸고 있는 센서몸체 및 센서의 주요부분 표면에 각종 이물질 및 미생물이 달라붙는 사례로서 정확한 측정이 불가한 단점이 있었다.
따라서, 수질측정센서를 감싸고 있는 센서몸체를 분리시키고, 센서의 주요부분을 브러시로 닦아내고 물 세척한 다음 오염물질을 제거한 후 센서의 재조립 후 다시 사용한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 종래의 수질측정센서가 결합되는 센서몸체는 몸체와 캡이 일체의 형태로 이루어져 측정부의 표면에 달라붙은 오염물을 제거하기 위하여 매번 해체 작업을 시행하거나, 해체 작업과정 없이 브러쉬를 이용하는 경우 측정부와 캡이 접촉하여 만나는 구석(코너)부분의 오염물이 완벽히 제거되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 수질측정센서가 결합되는 센서몸체는 몸체와 캡이 일체의 형태로 이루어져 캡의 분할벽에 각종 이물질이나 머리카락과 같은 길이가 긴 오염물이 서로 엉켜 제거하기가 어려운 문제점이 있었다.
특히, 기존의 수질측정센서의 측정부의 근처에 넓은 액락부가 구성된 경우 브러쉬나 세정수를 이용해서 액락부에 세정작업을 완전하게 수행하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 수질측정센서의 액락부를 세정한 후에도 공극에 삽입된 이물질이 완전히 제거되지 못할 경우나, 상기 액락부의 완전한 세정을 위해 황산이나 염산에 침적시켜 공극에 끼인 이물질을 제거해야 하는데 측정현장에서 황산이나 염산 등이 준비되어 있지 못할 경우 완전한 세정이 불가능한 문제점이 있었다.
더불어, 측정수의 유속이 느리거나 전도도가 낮은 경우 내부보충액의 배출량이 측정 감도에 미달되거나 측정수의 온도가 낮아 내부보충액이 결빙되어 원활히 배출되지 못하는 문제점이 있었다.
이로 인하여, 수질측정센서의 측정부나 액락부가 노출되어 있어 세정 작업이 편리하고, 액락부만을 교체할 수 있어 내부보충액의 배출 기능 상실이나 측정환경에 따른 배출량을 조절할 수 있어 측정에 정확도를 일정하게 유지할 수 있도록 개선된 수질측정센서가 절실히 요구되는 실정이다.
1. 등록번호 제20-0344602호 (세정 헤드)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 오염이나 온도저하로 인한 결빙 또는 낮은 전도도 및 유속의 저하로 인한 내부보충액의 배출이 원활하지 못할 경우 배출량 조정부를 교체 또는 개폐 면적을 조절하여 측정 감응을 위한 내부보충액의 배출량을 조정할 수 있도록 하는 수질측정용센서를 제공하는데 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 내부보충액이 배출되는 배출량 조정부가 노출되어 있어 오염으로 인한 분리 세정 및 비 분리 세정가능하도록 하는 데 있다.
더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 보호단을 형성시켜 측정을 위한 설치시 측정대상 지점의 바닥면과 측정부와 액락부, 온도센서의 접촉을 방지하여 파손을 방지하도록 하는 데 있다.
아울러, 본 발명의 다른 목적은 내부보충액이 배출되는 양이 다른 공극의 크기로 형성되는 다양한 액락부를 구성하여 필요 배출량에 따라 교체나 조정캡을 회전시켜 누출 가능하도록 하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 Ag/AgCl와이어 및 내부전해액(HCl)이 각각 내부로 삽입 충진되며 하부에 원형형태나 평판형태의 측정부가 형성되는 유리전극을 형성하고, 상기 유리전극의 측정부와 온도센서가 하부로 노출되게 설치되며, 내부로 기준정션 및 내부보충액(KCl)이 각각 삽입 및 충진되는 센서몸체의 바닥면에는 내부보충액(KCl)의 배출 및 교체를 통해 배출량 조절을 위한 액락부를 형성한 배출량 조정부를 구성하되, 상기 배출량 조정부는 센서몸체의 내부공간과 외부로 연통하는 배출홀이 형성된 배출단을 하부로 돌출 형성하고, 상기 배출단과 결합되는 캡 형태로 바닥면에는 내부보충액(KCl)이 통과하는 공극을 갖는 액락부가 일체로 형성된 조정캡으로 구성하여, 측정수의 낮은 전도도 및 오염으로 인한 막힘, 측정수의 저 유속, 결빙으로 인한 내부보충액(KCl)의 배출량 저하시 배출량 조정부을 간단히 세정 또는 교체하여 배출량을 조정할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서를 제공한다.
이상에서와 같이 본 발명은 측정수의 낮은 전도도 혹은 오염이나 온도저하로 인한 결빙 또는 유속의 저하로 인한 내부보충액의 배출이 원활하지 못할 경우 배출량 조정부를 교체나 개폐량을 조정하여 측정 감응을 위한 내부보충액의 배출량을 조정할 수 있어 센서의 교체가 필요하지 않아 경제적인 효과가 있다.
그리고, 내부보충액이 배출되는 배출량 조정부가 노출되어 있어 오염으로 인한 분리 또는 비 분리 세정작업이 편리한 효과가 있다.
더불어, 보호단을 형성시켜 측정을 위한 설치시 측정대상 지점의 바닥면과 측정부와 액락부, 온도센서의 접촉을 방지하여 파손을 방지하는 효과가 있다.
도 1에서 도면 a는 둥근형태의 측정부, 도면 b는 평판형태의 측정부를 갖는 종래의 수질측정센서의 형태에 따른 세정 후 구석에 오염이 잔존하는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 수질측정센서의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 수질측정센서의 저면 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 원형 측정부를 갖는 수질측정센서의 단면도 및 부분 확대도,
도 5는 본 발명에 따른 평판형 측정부를 갖는 수질측정센서의 단면도 및 부분 확대도,
도 6은 배출량 조정부를 분해한 상태를 나타낸 수질측정센서의 부분 저면사시도,
도 7은 본 발명에 따른 수질측정센서의 저면도,
도 8 및 도 9는 배출량 조정부에 누출홀과 연통홀이 형성된 형태를 나타낸 저면사사도 및 단면 작동도,
도 10 및 도 11은 배출량 조정부에 누출장홀이 형성된 형태를 나타낸 저면사사도 및 단면 작동도,
도 12 및 도 13은 보호단이 끼움방식이나 나선체결방식으로 탈부착 되는 구조를 나타낸 사시도,
도 14는 본 발명에 따른 보호캡이 적용되는 수질측정센서의 단면도 및 부분 확대도,
도 15는 본 발명에 따른 수질측정센서를 이용하여 측정수를 다양한 방식으로 측정하는 예시도이다.
이에 상기한 바와같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 수질측정용센서는 원형형태나 평판형태의 측정부(13)가 하부에 형성되며 측정전극(14)을 이루는 유리전극(10)과, 온도 측정을 위한 온도센서(20), 상기 유리전극(10)과 온도센서(20)를 감싸며 내부에는 기준전극(38)을 이루고 내부보충액(KCl:32)의 배출 및 교체를 통해 배출량 조정을 위한 액락부(33)를 갖는 배출량 조정부(34)가 형성된 센서몸체(30)로 수질측정센서(100A), 상기 수질측정센서(100A)와 동일 구성이되 액락부(33)를 갖는 배출량 조정부(34)를 개폐량을 조절하여 내부보충액(KCl:32)의 배출 및 배출량 조정을 (100B)를 구성한다.
먼저, 상기 수질측정센서(100A)(100B)는 수소이온농도(pH), 산화환원전위차(ORP), 각종 선택성이온 등의 측정수의 특성을 측정하는 것이다.
이러한, 상기 수질측정센서(100A)(100B)의 유리전극(10)은 유리관 형태의 유리전극(10)의 하부로 측정부(13)가 형성되는데, 상기 측정부(13)는 수질측정센서(100A)가 수소이온농도센서일 경우 유리격막으로 나타내어지며 본 발명에서는 일 예로 측정부로 통칭하여 설명하기로 한다.
즉, 상기 유리전극(10)은 Ag/AgCl와이어(11) 및 내부전해액(HCl:12)이 각각 내부로 삽입 충진되며 하부에 원형형태나 평판형태의 측정부(13)가 형성되는 것이다.
이러한, 상기 유리전극(10)의 내부공간에 담겨지는 내부전해액(HCl:12)은 0.1Mol~0.5Mol의 HCl로 이루어지는 것이며, 내부전해액(12)에 Ag/AgCl와이어(11)가 침적되어 측정전극(14)을 형성하는 것이다.
그리고, 상기 센서몸체(30)는 유리전극(10)의 측정부(13)와 온도센서(20)가 하부로 노출되게 설치되는 것으로 본 발명에서는 플라스틱을 중공관 형태로 구성한 것을 일 예로 구성하여 설명한다.
이때, 상기 센서몸체(30)의 내부로 기준정션(31) 및 내부보충액(KCl:32)이 각각 삽입 및 충진되며 바닥면에는 내부보충액(KCl:32)이 배출 및 교체를 통해 배출량 조절을 위한 액락부(33)를 형성한 배출량 조정부(34)를 구성한다.
부연 설명하자면, 상기 센서몸체(30)는 중공관 형태이며 하부 끝단의 외주면에는 측정시 사용되는 별도의 고정홀더나 보호캡(50)과 결합을 위한 수나선단(30b)을 구성할 수 있으며, 상기 내부보충액(KCl:32)은 액락부(33)을 통해 측정시 미세하게 배출되는 젤(gal) 또는 용액상태의 3Mol~3.5Mol의 Kcl 포화용액으로 이루어지며, 상기 내부보충액(KCl:32)에 침적되는 Ag/Agcl 기준정션(Ag/Agcl reference junction:)과 함께 기준전극(38)을 형성하게 된다.
이러한, 상기 센서몸체(30)의 바닥면(30c)은 평평한 상태를 이루게 되는데 측정부(13)의 형태가 원형(구(球)) 형태일 경우에는 측정부가 바닥면(30c)을 관통해 하부로 돌출되게 설치되고, 측정부(13)의 형태가 평판형태일 경우 바닥면(30c)과 일치하도록 설치되어 구성하는 것이다.
여기서, 상기 센서몸체(30)의 바닥면(30c)에는 유리전극(10)이 결합되는 유리전극홀(30a)과 온도센서(20)가 결합되는 온도센서홀(30a')이 이격 형성된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수질측정센서(100A)의 배출량 조정부(34)는 센서몸체(30)의 내부공간과 외부로 연통하는 배출홀(34a)이 형성된 배출단(35)을 하부로 돌출 형성한다.
그리고, 상기 배출단(35)과 결합되는 캡 형태로 바닥면에는 내부보충액(KCl:32)이 통과하는 공극을 갖는 액락부(33)가 일체로 형성된 조정캡(36)으로 구성한다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 수질측정센서(100B)의 배출량 조정부(34)는 센서몸체(30)의 내부공간과 외부로 연통하는 배출홀(34a)이 중앙에 형성된다.
그리고, 상기 배출홀(34a)과 연통하는 하나 이상의 누출홀(35b)이 측면을 관통하게 형성된 배출단(35)을 하부로 돌출 형성한다.
아울러, 상기 배출단(35)과 결합되는 캡 형태며 누출홀(35b)과 대응되는 하나 이상의 연통홀(36d)이 측면을 관통하게 형성하고, 바닥면에는 내부보충액(KCl:32)이 통과하는 공극을 갖는 액락부(33)가 일체로 형성된 조정캡(36)으로 구성한다.
이때, 상기 누출홀(35b)이 형성되는 방향은 측정부(13)를 향해 구성됨이 바람직 할 것이다.
여기서, 상기 누출홀(35b)과 연통홀(36d)은 측정조건에 따라 각각 배출단(35)과 조정캡(36)의 원주를 따라 일정한 간격으로 다수 개로 구성할 수도 있으나 본 발명에서는 누출홀(35b)과 연통홀(36d)의 개수를 각각 하나로 구성하는 것을 일 예로 들어 설명한다.
아울러, 상기 누출홀(35b)과 연통홀(36d)은 각각 원형 형태, 길이가 긴 장홀 형태 등으로 구성할 수도 있다.
즉, 상기 배출단(35)에 조정캡(36)을 체결시 누출홀(35b)과 연통홀(36d)은 서로 어긋나게 체결되어 액락부(33)만을 통해 내부보충액(KCl:32)이 누출되도록 하고, 상기 내부보충액(KCl:32)의 액락부(33)를 통해서 원활하게 배출하지 못할 경우 조정캡(36)을 회전시켜 연통홀(36d)을 누출홀(35b)과 연통되게 하여 내부보충액(KCl:32)이 배출될 수 있도록 구성하는 것이다.
다른 실시 예로써, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 수질측정센서(100B)의 배출량 조정부(34)는 센서몸체(30)의 내부공간과 외부로 연통하는 배출홀(34a)이 중앙에 형성된 배출단(35)을 하부로 돌출 형성한다.
상기 배출단(35)과 결합되는 캡 형태며 측면의 길이 방향을 따라 하나 이상의 누출장홀(36e)을 절개된 형태로 형성하고, 바닥면에는 내부보충액(KCl:32)이 통과하는 공극을 갖는 액락부(33)가 일체로 형성된 조정캡(36)으로 구성한다.
즉, 상기 배출단(35)에 조정캡(36)을 체결시 누출장홀(36e)은 개방되지 않도록 체결되어 액락부(33)만을 통해 내부보충액(KCl:32)이 누출되도록 하고, 상기 내부보충액(KCl:32)의 액락부(33)를 통해서 원활하게 배출하지 못할 경우 조정캡(36)을 회전시켜 누출장홀(36e)이 배출단(35)의 끝단을 지나치게 하여 내부보충액(KCl:32)이 누출장홀(36e)을 통해 배출될 수 있도록 구성하는 것이다.
이러한, 상기 수질측정센서(100A)(100B)의 공통적은 특징은 배출단(35)의 외주면에는 결합수나선(35a)이 형성되고, 상기 조정캡(36)의 내주면에는 결합수나선(35a)과 나선체결을 위한 결합암나선(36a)이 형성된다.
도 6, 도 8, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 조정캡(36)을 배출단(35)과 체결시에는 센서몸체(30)의 내부로 측정수의 유입을 방지하기 위한 밀폐링(37)을 배출단(35)에 끼운 상태로 조정캡(36)을 결합하여 밀폐력을 증진시킨다.
그리고, 상기 조정캡(36)의 액락부(33)는 전체면적에 동일 크기의 공극이 분포 형성된다. 즉, 하나의 액락부(33)에는 동일 크기의 공극이 골고루 분포되도록 구성한 것이다.
아울러, 상기 액락부(33)의 공극 크기는 내부보충액(KCl:32)의 배출량에 따라 다양하도록 구성할 수 있는데 내부보충액의 배출량을 많게 할 경우 공극의 크기를 크게 형성하고, 배출량을 적게 할 경우 공극의 크기를 작게 형성하는 것이 바람직할 것이다.
더불어, 상기 조정캡(36)의 외면에는 내부보충액(KCl:32)의 시간당 배출양을 나타내는 수치나 표식의 표시 및 논슬립돌기(36b)가 형성되는데, 이때 본 발명에서는 수치나 표식을 ㎕/hr의 수치에 해당하는 배출양을 숫자나 기호, 문자로 나타낼수 있으며 도면에서는 숫자로 표시한 것을 일 예로 들어 설명한다.
그리고, 상기 논슬립돌기(36b)는 조정캡(36)의 외면에서 길이 방향을 따라 원형 배열로 형성되어 배출단(35)과 결합/해체시 미끄러짐을 방지하기 위한 구성이다.
아울러, 상기 측정부(13)가 원형 형태일 경우 액락부(33)의 위치가 측정부(13)의 하부 끝단과 동일선상에 위치하도록 하며, 측정부(13)가 평판 형태일 경우 배출단(35)과 조정캡(36)의 길이를 짧게 형성하여 액락부(33)가 평판형 측정부(13)에 최대한 근접하도록 구성함이 바람직할 것이다.
한편, 상기 센서몸체(30)의 바닥면 일측에는 유리전극(10)의 측정부(13)와 배출량 조정부(34)의 길이보다 길게 돌출된 보호단(40)을 일체로 구성한다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 보호단(40)은 센서몸체(30)와 탈부착방식으로 결합되며 다양한 길이로 구성할 수도 있다.
즉, 상기 보호단(40)을 탈부착방식으로 구성할 경우 끼움결합방식과 나선체결 방식으로 구성할 수 있는데, 이중 끼움결합방식일 경우 센서몸체(30)의 바닥면(30c)에 끼움홈(30d)을 형성하여 보호단(40)의 일 끝단을 끼움 결합하여 구성할 수 있으며, 나선체결방식일 경우 센서몸체(30)의 바닥면(30c)에 나선홈(30e)을 형성하고 보호단(40)의 일 끝단에는 나선단(41)을 형성하여 나선홈(30e)에 나선 체결로 결합 해체가능하도록 구성할 수도 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 상기 센서몸체(30)의 하부측에 유리전극(10)의 측정부(13)와 온도센서(20) 및 배출량 조정부(34)를 보호하기 위한 보호캡(50)을 탈부착방식으로 구성할 수도 있다.
즉, 상기 보호캡(50)은 측정수에 함유된 고형물, 이물질이나 유속이 급한 측정수에 의해 측정부(13)나 액락부(33)가 파손되거나 손상되는 것을 방지하며 오염물질의 침착을 억제하는 것으로, 센서몸체(30)의 하부측에 형성되는 수나선단(30b)과 나선체결 해체될 수 있도록 구성한다.
이러한, 상기 보호캡(50)은 보호단(40)이 구비된 상태로 사용가능하고 보호단(40)이 해체 가능한 구조로 채택될 경우 보호단(40)을 제거한 상태로 사용가능한 것으로 측정 여건에 따라 선택적으로 적용 및 비적용 구성될 수 있다.
자세하게 설명자하면, 상기 보호캡(50)은 센서몸체(30)의 수나선단(30b)에 나선체결되도록 상부단 내주면에는 일자형태나 테이퍼 형태의 암나선단(51)을 형성한다.
그리고, 상기 암나선단(51)이 형성된 반대편 측인 하부단에는 측정수의 유동을 위한 다수 유동공간(52)을 형성하는 분할벽(53)이 원주를 따라 형성된다.
즉, 상기 보호캡(50)은 내주면에 암나선단(51)이 형성되는 몸체의 하부로 연장되는 다수개의 분할벽(53)이 서로 이격되도록 형성되고, 상기 분할벽(53)과 분할벽(53)의 사이에는 측정수가 유동하는 유동공간(52)이 형성되도록 구성되는 것이다.
이러한, 상기 수질측정센서(100A)는 측정수에 의한 오염으로 인한 액락부(33)의 막힘, 측정수의 저 유속, 낮은 전도도, 결빙에 의해 내부보충액(KCl:32)의 배출량 저하시 배출량 조정부(34)을 간단히 세정 또는 공극이 보다 큰 액락부(33)를 갖는 조정캡(36)을 교체할 수 있도록 구성하는 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수질측정센서(100A)(100B)는 센서몸체(30)의 내부로 유리전극(10)을 삽입하여 측정부(13) 및 온도센서(20)가 센서몸체(30)의 바닥면(30c)에 형성된 유리전극홀(30a) 및 온도센서홀(30a')에 각각 통해 노출시킨 후 밀폐 설치한다.
이후, 상기 유리전극(10)의 내부로 Ag/AgCl와이어(11)를 삽입 후 내부전해액(HCl:12)을 일정한 높이로 충진하여 측정전극(14)을 완성한다.
다음으로, 상기 센서몸체(30)의 내부로 기준정션(31)을 삽입한 후 내부보충액(KCl:32)을 일정한 양으로 충진하여 기준전극(38)을 완성한다.
그리고, 상기 유리전극(10)의 상부와 센서몸체(30)의 상부에는 온도센서(20), Ag/AgCl와이어(11), 기준정션(31) 등을 고정시키며 내부전해액(12)과 내부보충액(32)이 누출되지 않도록 밀폐한 후 온도센서(20), Ag/AgCl와이어(11), 기준정션(31)에 연결되는 독립적 케이블을 연결하여 단자형태나 연결잭 형태의 케이블을 연결한다.
상기와 같은 케이블은 기본적으로 모두 4개의 전선으로 구분되어 전선의 끝단에는 지시계에 연결되는 접점단자가 일체로 구성되어 있으며, 4개의 전선 중 하나는 Ag/AgCl와이어(11)에 연결되는 글라스단자선(G), 다른 하나는 기준정션(31)과 연결되는 레퍼런스단자선(R), 나머지 두 개는 온도센서의 '+'극(T)과 '-'극(T)에 연결되는 양극온도단자선와 음극온도단자선으로 이루어질 수 있으며, 실드(Shield:S)나 접지단자(E) 등을 추가로 구성할 수 있다.
그 다음으로, 상기 배출단(35)에는 측정수의 오염도나 측정수의 온도 측정환경의 온도, 측정수의 유속 등을 고려하여 내부보충액(32)이 측정부(13)에 측정 감응도에 알맞은 양으로 배출할 수 있는 공극을 갖는 액락부(33)가 형성된 조정캡(36)을 결합하고, 필요에 따라 보호캡(50)을 수나선단(30b)과 체결하여 수질측정센서(100A)의 조립을 완성한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 상기 수질측정센서(100A)는 수질 특성을 측정하는 방식에 따라 침적형 측정방식, 삽입형 측정방식, 유통형 측정방식으로 나뉘어진다.
우선, 상기 침적형 측정방식은 수질측정센서(100A)가 결합된 센서몸체(30)를 수중에 침적시킨 상태에서 별도의 고정홀더(200)에 홀더체결단(30a)을 결합시킨 상태에서 수중에 침적시켜 측정을 수행한다.
그리고, 상기 삽입형 측정방식은 T형상 등과 같은 다양한 형상의 배관을 따라 흐르는 유동방향과 수직배치로 파이프(300)에 센서몸체(30)에 홀더체결단(30a)을 체결 후 측정부(13)를 수중에 침적시켜 측정을 수행한다.
아울러, 상기 유통형 측정방식은 물이 유입되어 타측으로 배수되는 파이프(300)에 센서몸체(30)에 홀더체결단(30a)을 체결 후 측정부(13)를 수중에 침적시켜 측정을 수행한다.
이러한, 상기 수질측정센서(100A)(100B)를 이용하여 수소이온농도(pH)의 측정원리를 간단히 설명하자면 내부보충액(32)이 액락부(33)를 통해 흘러나와 Ag/AgCl와이어(11)의 Ag와 반응을 하면 Ag와 AgCl의 평형이 이루어지고 동시에 측정전극(14)의 내부전해액(12)이 측정하기 위해 접촉된 측정수를 만나 농도가 묽게 변하게 되는 산화반응이 발생되며, 이와 반대로 환원반응은 포화로 되어있던 Hg2Cl2가 Ag/AgCl와이어(11)의 전자를 받아 Hg로 환원되면서 Cl-를 재 방출하게 된다.
이로 인하여. 전기가 통하고 흐르는 전류는 산화 전극의 두 번째 반응인 HO+이온 농도의 차이에 의존한다. 이로써 묽어진 농도를 계산할 수 있게 되고 따라서 수소이온농도(pH)를 알 수 있게 되는 것으로, 여기서 전위차는 흘러나온 내부전해액(12)에 의해 발생하는 산화 반응과 동시에 이루어지는 H3O+이온의 묽어지는 것에 의해 전위차가 발생한다고 할 수 있는 것이다.
이렇게, 상시 수질측정센서(100A)(100B)를 이용하여 수질의 특성을 측정할 경우 장시간 사용시 측정수에 함유된 오염물질이 측정부(13)나 액락부(33)에 지속적으로 달라 붙을 경우 측정부(13)의 측정 정확도를 저하시키며, 상기 액락부(33)에서는 내부보충액(32)의 원활한 배출을 저해하는 문제점이 생길 경우 측정부(13)와 액락부(33)가 외부로 노출되어 있어 세정 작업이 편리하며, 보호캡(50)이 결합된 경우에는 보호캡(50)을 해체한 후 세정작업을 간단히 수행할 수 있는 특징이 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수질측정센서(100A)는 액락부(33)의 오염으로 인한 내부보충액(32)이 측정 감응 기준에 알맞게 배출되지 못해 액락부(33)를 세정한 후에도 공극에 삽입된 이물질이 완전히 제거되지 못할 경우나, 상기 액락부(33)의 완전한 세정을 위해 황산이나 염산에 침적시켜 공극에 끼인 이물질을 제거해야 하는데 측정현장에서 황산이나 염산 등이 준비되어 있지 못해 완전한 세정이 불가능한 경우에는, 기존의 조정캡(36)을 배출단(35)에서 해체한 후 동일한 액락부(33)가 구비된 새로운 조정캡(36)으로 교체하여 오염으로 인한 내부보충액(32)이 원활히 배출되지 못하는 문제점을 측정현장에서 간단히 해결할 수 있는 특징이 있다.
또한, 측정수의 전도도가 낮거나 측정수의 유속이 느려 내부보충액(32)의 배출량이 측정 감도에 미달되거나 측정수의 온도가 낮아 내부보충액(32)이 결빙될 경우 기존의 조정캡(36)을 배출단(35)에서 해체한 후 큰 공극을 갖는 액락부(33)가 구비된 다른 조정캡(36)으로 교체하여 내부보충액(32)이 원활히 배출되지 못하는 문제점을 측정현장에서 간단히 해결할 수 있는 특징이 있다.
도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 수질측정센서(100B)는 액락부(33)의 오염으로 인한 내부보충액(32)이 측정 감응 기준에 알맞게 배출되지 못해 액락부(33)를 세정한 후에도 공극에 삽입된 이물질이 완전히 제거되지 못할 경우나, 상기 액락부(33)의 완전한 세정을 위해 황산이나 염산에 침적시켜 공극에 끼인 이물질을 제거해야 하는데 측정현장에서 황산이나 염산 등이 준비되어 있지 못해 완전한 세정이 불가능한 경우에는, 조정캡(36)을 회전시켜 연통홀(36d)이 누출홀(35b)과 연통하는 면적을 조절하여 내부보충액(KCl:32)의 누출량을 조절하거나, 조정캡(36)을 회전시켜 누출장홀(36e)의 개방면적을 조절하여 내부보충액(KCl:32)의 누출량을 조절하여 오염으로 인한 내부보충액(32)이 원활히 배출되지 못하는 문제점을 측정현장에서 간단히 해결할 수 있는 특징이 있다.
또한, 측정수의 전도도가 낮거나 측정수의 유속이 느려 내부보충액(32)의 배출량이 측정 감도에 미달되거나 측정수의 온도가 낮아 내부보충액(32)이 결빙될 경우, 조정캡(36)을 회전시켜 연통홀(36d)이 누출홀(35b)과 연통하는 면적을 조절하여 내부보충액(KCl:32)의 누출량을 조절하거나, 조정캡(36)을 회전시켜 누출장홀(36e)의 개방면적을 조절하여 내부보충액(KCl:32)의 누출량을 조절하여 내부보충액(32)이 원활히 배출되지 못하는 문제점을 측정현장에서 간단히 해결할 수 있는 특징이 있다.
아울러, 상기 수질측정센서(100A)(100B)는 측정을 위한 설치의 오류 등으로 인하여 측정수가 존재하는 대상면에 측정부(13)나 액락부(33)의 돌출 길이보다 길게 형성된 보호단(40)이 우선적으로 접촉을 함으로써 측정부(13)나 액락부(33)의 파손을 방지하는 특징이 있는 것이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10 : 유리전극 11 : Ag/AgCl와이어
12 : 내부전해액 13 : 측정부
14 : 측정전극 20 : 온도센서
30 : 센서몸체 30a : 유리전극홀
30a' : 온도센서홀 30b : 수나선단
30c : 바닥면 30d : 끼움홈
30e : 나선홈 31 : 기준정션
32 : 내부보충액 33 : 액락부
34 : 배출량 조정부 34a : 배출홀
35 : 배출단 35a : 결합수나선
35b : 누출홀 36 : 조정캡
36a : 결합암나선 36b : 논슬립돌기
36d : 연통홀 36e : 누출장홀
37 : 밀폐링 38 : 측정전극
40 : 보호단 41 : 나선단
50 : 보호캡 100A : 수질측정센서
200 : 고정홀더 300 : 파이프

Claims (17)

  1. Ag/AgCl와이어(11) 및 내부전해액(HCl:12)이 각각 내부로 삽입 충진되며 하부에 원형형태나 평판형태의 측정부(13)가 형성되는 유리전극(10)을 형성하고,
    상기 유리전극(10)의 측정부(13)와 온도센서(20)가 하부로 노출되게 설치되며, 내부로 기준정션(31) 및 내부보충액(KCl:32)이 각각 삽입 및 충진되는 센서몸체(30)의 바닥면에는 내부보충액(KCl:32)의 배출 및 교체를 통해 배출량 조절을 위한 액락부(33)를 형성한 배출량 조정부(34)를 구성하되,
    상기 배출량 조정부(34)는 센서몸체(30)의 내부공간과 외부로 연통하는 배출홀(34a)이 형성된 배출단(35)을 하부로 돌출 형성하고, 상기 배출단(35)과 결합되는 캡 형태로 바닥면에는 내부보충액(KCl:32)이 통과하는 공극을 갖는 액락부(33)가 일체로 형성된 조정캡(36)으로 구성하여,
    측정수의 낮은 전도도 및 오염으로 인한 막힘, 측정수의 저 유속, 온도 저하에 따른 결빙으로 인한 내부보충액(KCl:32)의 배출량 저하시 배출량 조정부(34)을 간단히 세정 또는 교체하여 배출량을 조정할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 조정캡(36)의 액락부(33)는 전체면적에 동일 크기의 공극이 분포 형성되며,
    상기 공극 크기는 내부보충액(KCl:32)의 배출량에 따라 다양하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 배출단(35)과 조정캡(36)은 나선체결로 결합되며 체결시 밀폐를 위한 밀폐링(37)이 결합되는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서.
  5. 제 1항 또는 제 3항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조정캡(36)의 외면에는 내부보충액(KCl:32)의 시간당 배출양을 나타내는 수치나 표식의 표시 및 논슬립돌기(36b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서.
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  9. Ag/AgCl와이어(11) 및 내부전해액(HCl:12)이 각각 내부로 삽입 충진되며 하부에 원형형태나 평판형태의 측정부(13)가 형성되는 유리전극(10)을 형성하고,
    상기 유리전극(10)의 측정부(13)와 온도센서(20)가 하부로 노출되게 설치되며, 내부로 기준정션(31) 및 내부보충액(KCl:32)이 각각 삽입 및 충진되는 센서몸체(30)의 바닥면에는 내부보충액(KCl:32)의 배출을 위한 액락부(33)를 형성한 배출량 조정부(34)를 구성하되,
    상기 배출량 조정부(34)는 센서몸체(30)의 내부공간과 외부로 연통하는 배출홀(34a)이 중앙에 형성되고, 상기 배출홀(34a)과 연통하는 하나 이상의 누출홀(35b)이 측면을 관통하게 형성된 배출단(35)을 하부로 돌출 형성하고, 상기 배출단(35)과 결합되는 캡 형태며 누출홀(35b)과 대응되는 하나 이상의 연통홀(36d)이 측면을 관통하게 형성하고, 바닥면에는 내부보충액(KCl:32)이 통과하는 공극을 갖는 액락부(33)가 일체로 형성된 조정캡(36)으로 구성하여;
    측정수의 낮은 전도도 및 오염으로 인한 막힘, 측정수의 저 유속, 온도 저하에 따른 결빙으로 인한 내부보충액(KCl:32)의 배출량 저하시 배출량 조정부(34)을 간단히 세정 또는 회전시켜 배출량을 조정할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서.
  10. 삭제
  11. 제 9항에 있어서, 상기 배출량 조정부(34)는 센서몸체(30)의 내부공간과 외부로 연통하는 배출홀(34a)이 중앙에 형성된 배출단(35)을 하부로 돌출 형성하고,
    상기 배출단(35)과 결합되는 캡 형태며 측면의 길이 방향을 따라 하나 이상의 누출장홀(36e)을 절개된 형태로 형성하고, 바닥면에는 내부보충액(KCl:32)이 통과하는 공극을 갖는 액락부(33)가 일체로 형성된 조정캡(36)으로 구성하는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서.
  12. 제 9항 또는 제 11항에 있어서, 상기 조정캡(36)의 액락부(33)는 전체면적에 동일 크기의 공극이 분포 형성되며,
    상기 공극 크기는 내부보충액(KCl:32)의 배출량에 따라 다양하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서.
  13. 제 9항 또는 제 11항에 있어서, 상기 배출단(35)과 조정캡(36)은 나선체결로 결합되며 체결시 밀폐를 위한 밀폐링(37)이 결합되는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서.
  14. 제 9항 또는 제 11항에 있어서, 상기 조정캡(36)의 외면에는 내부보충액(KCl:32)의 시간당 배출양을 나타내는 수치나 표식의 표시 및 논슬립돌기(36b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수질측정용센서.
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