KR101479990B1

KR101479990B1 - 수질 측정용 포트 구조체

Info

Publication number: KR101479990B1
Application number: KR20140100651A
Authority: KR
Inventors: 조혜연
Original assignee: 주식회사 엘가
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2015-01-08
Also published as: KR20140105706A

Abstract

수질 측정용 포트 구조체가 개시된다. 본 발명에 따른 수질 측정용 포트 구조체는 몸체와, 드레인 포트와, 가스 배출 포트와, 몸체 측면의 외부를 통하여 내부로 일정 길이만큼 삽입 연장되고 하방으로 절곡되어 형성되는 염산 주입 포트와, 상기 몸체 측면의 외부를 통하여 내부로 일정 길이만큼 삽입 연장되고 하방으로 절곡되어 형성되는 시료 주입 포트와, 오버플로우 포트, 및 상기 드레인 포트와 상기 오버플로우 포트 사이에 형성되는 것으로 상기 몸체 측면의 외부를 통하여 상기 몸체 내부로 삽입되는 에어 주입 튜브와, 상기 몸체의 내부에 상기 몸체의 내벽과 이격되어 삽입되며 그 내부는 비어 있고 공급된 에어를 저장 및 버퍼링하는 에어 탱크, 및 상기 에어 탱크의 바닥을 포함한 하단부에 형성되어 에어를 통과시켜 에어 버블을 투입시키는 글라스 필터부로 이루어지는 에어 버블링부를 포함하여, 측정 포트 내에서 이물질이 가라앉아 부착되기가 어려우며 에어 버블도 하방으로 불어내고 측방으로 퍼지면서 상향으로 올라가게 되어 시료수와 염산 뿐만 아니라 시료수 내의 이물질 성분들이 고르게 혼합될 수 있기 때문에 에어 버블을 불어내는 과정에서 측정값이 급격하게 변동되지 않으며 유지 보수도 현저하게 줄일 수 있다는 효과가 있다. 또한, 측정 포트내에서 발생될 수 있는 공기 풍선을 미리 제거하여 보다 안정된 측정값을 얻을 수 있다.

Description

수질 측정용 포트 구조체{Port structure for measuring water quality}

본 발명은 수질 측정 장치에 사용되는 수질 측정용 포트 구조체에 관한 것으로 더 상세하게는 오염도가 높거나 유지보수를 적게 요하면서 장시간 측정을 요하는 수질 측정 분야에 적합한 수질 측정용 포트 구조체에 관한 것이다.

2014년 2월 10일자로 공고된 대한민국 등록특허 제10-1359903호에는 총유기 탄소 또는 총무기 탄소 측정을 위한 측정 포트의 구조가 개시되어 있다. 상기 특허 공보의 도면 13 내지 도면 15를 참조하면 TIC 포트의 원통형 몸체로 1803으로 참조되는 에어 유입구가 하부캡 몸체로 연결되고 측정 포트의 하부캡은 상부는 개방되고 측면에는 에어 유입구가 구비되는 하부캡 몸체와, 개방된 상기 하부캡 몸체의 내측 바닥에 올려 놓아지는 글라스 필터로 이루어진다.

하지만 상기와 같은 구조의 측정 포트는 시료에 염산이 고르게 섞이도록 에어 버블링을 하는 과정에서 시료중에 섞인 불순물이 가라앉고 가라앉은 불순물들이 에어 버블링시에 다시 떠오르면서 측정값이 급변동하는 문제가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시료에 염산이 고르게 섞이도록 에어 버블링을 하는 과정에서 시료중에 섞인 불순물이 가라앉고 가라앉은 불순물들이 에어 버블링시에 다시 떠오르면서 측정값이 급변동하는 문제가 발생할 수 있다는 문제점을 개선한 수질 측정용 포트 구조체를 제공하는 것이다. 또한, 수질 측정시 에어 버블링을 할 때 발생될 수 있는 공기 풍선을 제거하여 측정값이 급격하게 변동되는 가능성을 보다 줄여준 측정용 포트 구조체를 제공하는 것이다.

상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 수질 측정용 포트 구조체는,

내부는 시료와 염산이 투입될 수 있도록 비어 있는 몸체(10)와;

상기 몸체(10)의 바닥측에 상기 몸체가 오므려져 형성되는 드레인 포트(110)와;

상기 몸체의 최상부에 형성되는 가스 배출 포트(112)와;

상기 가스 배출 포트(112)와 상기 드레인 포트(110) 사이에 설치되며 상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 내부로 일정 길이만큼 삽입 연장되고 하방으로 절곡되어 형성되는 시료 주입 포트(114)와;

상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 내부로 일정 길이만큼 삽입 연장되고 하방으로 절곡되어 형성되며 실질적으로 상기 시료 주입 포트(114)와 동일한 높이로 설치되는 염산 주입 포트(116);

상기 드레인 포트(110)와 상기 시료 주입 포트(114) 사이에 설치되는 오버플로우 포트(118); 및

상기 드레인 포트(110)와 상기 오버플로우 포트(118) 사이에 형성되는 것으로 상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 상기 몸체(10) 내부로 삽입되는 에어 주입 튜브(140)와, 상기 몸체(10)의 내부에 상기 몸체(10)의 내벽과 이격되어 삽입되며 그 내부는 비어 있고 상부 측면의 일부가 상기 에어 주입 튜브(140)와 관통 연결되어 상기 에어 주입 튜브(140)로부터 공급된 에어를 저장 및 버퍼링하는 에어 탱크(142), 및 상기 에어 탱크(142)의 바닥을 포함한 하단부에 형성되어 에어를 통과시켜 상기 몸체(10) 내부로 에어 버블을 투입시키는 글라스 필터부(144)로 이루어지는 에어 버블링부(14);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수질 측정용 포트 구조체는,

상기 시료 주입 포트(114)와 상기 에어 버블링부(14) 사이에 설치되는 것으로 일단은 상기 몸체의 내측면에 부착되고 상기 몸체 내부로 비스듬하게 하방을 향하게 돌출되며 단부는 뾰족하게 형성된 공기 풍선 제거날(16);을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 수질 측정용 포트 구조체는 측정 포트 내에서 이물질이 가라앉아 부착되기가 어려우며 에어 버블도 하방으로 불어내고 측방으로 퍼지면서 상향으로 올라가게 되어 시료수와 염산 뿐만 아니라 시료수 내의 이물질 성분들이 고르게 혼합될 수 있기 때문에 에어 버블을 불어내는 과정에서 측정값이 급격하게 변동되지 않으며 유지 보수도 현저하게 줄일 수 있다는 효과가 있다. 또한, 측정 포트내에서 발생될 수 있는 공기 풍선을 미리 제거하여 보다 안정된 측정값을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수질 측정용 포트 구조체의 구조를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 수질 측정용 포트 구조체에서 공기 풍선 제거날의 구조의 일 예를 상세 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 수질 측정용 포트 구조체에서 에어 버블링부의 상세 구조와 작용 효과를 설명하기 위한 측단면도,
도 4는 공기 풍선 제거날의 작용 효과를 설명하기 위한 측단면도, 및
도 5 내지 도 8은 본 발명에 따른 수질 측정용 포트 구조체를 적용한 TOC 및 TN 측정 장치의 구조 및 주요 제어 단계를 설명하기 위한 블록도.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 수질 측정용 포트 구조체의 구조를 사시도로써 나타내었다. 도 1을 참조하면 본 발명에 따른 수질 측정용 포트 구조체는 내부는 시료와 염산이 투입될 수 있도록 비어 있는 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 바닥측에 상기 몸체가 오므려져 형성되는 드레인 포트(110)와, 상기 몸체의 최상부에 형성되는 가스 배출 포트(112)와, 상기 가스 배출 포트(112)와 상기 드레인 포트(110) 사이에 설치되며 상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 내부로 일정 길이만큼 삽입 연장되고 하방으로 절곡되어 형성되는 시료 주입 포트(114), 및 상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 내부로 일정 길이만큼 삽입 연장되고 하방으로 절곡되어 형성되며 실질적으로 시료 주입 포트(114)와 동일한 높이로 설치되는 염산 주입 포트(116)를 구비한다.

또한, 상기 수질 측정용 포트 구조체는 상기 드레인 포트(110)와 상기 시료 주입 포트(114) 사이에 설치되는 오버플로우 포트(118)와, 상기 드레인 포트(110)와 상기 오버플로우 포트(118) 사이에 형성되는 것으로 상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 상기 몸체(10) 내부로 삽입되는 에어 주입 튜브(140)와 에어 버블링부(14)를 구비한다.

에어 버블링부(14)는 상기 드레인 포트(110)와 상기 오버플로우 포트(118) 사이에 형성되는 것으로 상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 상기 몸체(10) 내부로 삽입되는 에어 주입 튜브(140)와, 상기 몸체(10)의 내부에 상기 몸체(10)의 내벽과 이격되어 삽입되며 그 내부는 비어 있고 상부 측면의 일부가 상기 에어 주입 튜브(140)와 관통 연결되어 상기 에어 주입 튜브(140)로부터 공급된 에어를 저장 및 버퍼링하는 에어 탱크(142), 및 상기 에어 탱크(142)의 바닥을 포함한 하단부에 형성되어 에어를 통과시켜 상기 몸체(10) 내부로 에어 버블을 투입시키는 글라스 필터부(144)로 이루어진다.

도 2에는 도 1의 수질 측정용 포트 구조체에서 공기 풍선 제거날의 구조의 일 예를 단면도로써 나타내었다. 도 2를 참조하면, 공기 풍선 제거날(16)은 상기 시료 주입 포트(114)와 상기 에어 버블링부(14) 사이에 설치되는 것으로 일단은 상기 몸체의 내측면에 부착되고 상기 몸체 내부로 비스듬하게 하방을 향하게 돌출되며 단부는 뾰족하게 형성된다.

도 3에는 도 1의 수질 측정용 포트 구조체에서 에어 버블링부의 상세 구조와 작용 효과를 설명하기 위한 측단면도를 나타내었다. 도 3을 참조하면 에어 버블링부(14)는 상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 상기 몸체(10) 내부로 삽입되는 에어 주입 튜브(140)를 통하여 공기가 투입된다.

에어 탱크(142)는 상기 몸체(10)의 내부에 상기 몸체(10)의 내벽과 이격되어 삽입되며 그 내부는 비어 있고 상부 측면의 일부가 상기 에어 주입 튜브(140)와 관통 연결되어 상기 에어 주입 튜브(140)로부터 공급된 에어를 저장 및 버퍼링한다.

에어 버블링부(14)는 시료와 염산이 혼합된 시료수에 잠겨 있기 때문에 글라스 필터부(144)는 상기 에어 탱크(142)의 바닥을 포함한 하단부에 형성되어 에어를 통과시켜 상기 몸체(10) 내부로 에어 버블을 투입시키게 되며, 시료와 염산이 보다 원활하게 섞일 수 있게 된다. 에어 버블은 몸체(10) 내의 시료수에서 떠오르게 되는데 본 실시예에서 글라스 필터부(144)는 상기 에어 탱크(142)의 바닥을 포함한 하단부에 형성되어 있기 때문에 이물질이 가라앉아 부착되기가 어려우며 에어 버블도 하방으로 불어내고 측방으로 퍼지면서 상향으로 올라가게 되어 시료수와 염산 뿐만 아니라 시료수 내의 이물질 성분들이 고르게 혼합될 수 있게 된다. 따라서 에어 버블을 불어내는 과정에서 측정값이 급격하게 변동되지 않으며 유지 보수도 현저하게 줄일 수 있다는 효과가 있다.

한편, 수질 측정시 에어 버블링을 하게 되면 경우에 따라 측정 포트내에서 공기 풍선이 발생하여 측정값이 급격하게 변동되는 원인이 됨을 발견하였다. 따라서 발생된 공기 풍선을 미리 제거할 수 있는 도구가 요구된다. 도 4에는 공기 풍선 제거날의 작용 효과를 설명하기 위한 측단면도를 나타내었다. 도 4를 참조하면, 에어 버블링부(14)는 상기 드레인 포트(110)와 상기 오버플로우 포트(118) 사이에 형성되어 에어 버블링 과정에서 발생된 공기 풍선이 상방으로 올라오게 되면, 공기 풍선 제거날(16)의 날카로운 단부에 의하여 공기 풍선이 터지게 된다. 따라서, 수질 측정시 에어 버블링을 할 때 발생될 수 있는 공기 풍선을 제거하여 측정값이 급격하게 변동되는 가능성을 보다 줄여준다.

또한, 상기와 같은 수질 측정용 포트 구조체는 염산 주입 포트(116)의 단부와 시료 주입 포트(114)의 단부가 마주보지 않고 바닥을 보도록 나란하게 놓여지기 때문에 어느 한 포트로부터 나온 용액이 다른 한 포트에 영향을 주지 않는다는 효과도 기대할 수 있다.

도 5 내지 도 8에는 본 발명에 따른 수질 측정용 포트 구조체를 적용한 TOC 및 TN 측정 장치의 구조 및 주요 제어 단계를 설명하기 위한 블록도를 나타내었다.

먼저, 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 수질 측정용 포트 구조체(1 : 이하 TOC 포트라 칭함)에 남아 있는 시료를 배출 및 세정 후에 시료 및 염산을 투입한다. 시료는 시료 주입 포트(114)를 통하여 주입되고 염산은 염산 주입 포트(116)을 통하여 주입된다. 시료의 드레인 또는 주입에 따라 제1 솔레노이드 밸브(500)를 온 또는 오프한다.

다음으로, 도 6에서와 같이 제2 솔레노이드 밸브(502)를 노멀 클로즈로 절환하여 TOC 포트(1)로 에어를 주입하여 에어 버블링함으로써 염산이 혼합된 시료수로부터 TIC 성분을 배출한다. 다음으로 제2 솔레노이드 밸브(502)를 노멀 오픈으로 절환하여 운반 가스의 흐름을 변화시키고, 도 7에 도시한 바와 같이 주사기 펌프 형태의 시료 주입 장치(504)를 사용하여 TOC 포트(1)로부터 시료를 정량 흡입후 제3 솔레노이드 밸브(506)를 통해 산화 반응기(510)로 정량 투입한다.

이제, 도 8에 도시한 바와 같이 제2 솔레노이드 밸브(502)가 노멀 오픈 상태로 절환된 상태를 유지하여 운반 가스가 쿨러(512)를 통하여 CO₂ 검출부(520) 및 NO 검출부(522)로 인입하도록 함으로써 TOC와 TN을 측정하게 된다.

본 발명에 따른 수질 측정용 포트 구조체는 위에서 설명한 바와 같은 이유로 유기 탄소 또는 유기 질소를 포함한 다양한 이물질의 농도가 높은 경우에 보다 효과적으로 사용될 수 있는 바 도 5 내지 도 8을 참조한 TOC 및 TN 측정 장치에서와 같이 TIC 성분 및 VOC 성분과 같은 이물질 성분들을 배출한 후에 TOC 및 TN을 측정하기 때문에 이물질의 농도를 줄인 후 측정하게 되어 측정 대상이 아닌 이물질을 제거후 대상 성분만을 측정하게 되므로 보다 정확한 측정이 가능할 뿐만 아니라 측정 장치에 부하가 적게 걸려 유지 보수의 부담도 줄일 수 있다는 효과가 있다.

10 : 몸체
110 : 드레인 포트 112 : 가스 배출 포트
114 : 시료 주입 포트 116 : 염산 주입 포트
118 : 오버플로우 포트
14 : 에어 버블링부
140 : 에어 주입 튜브 142 : 에어 탱크
144 : 글라스 필터부
16 : 공기 풍선 제거날
500 : 제1 솔레노이드 밸브 502 : 제2 솔레노이드 밸브
504 : 시료 주입 장치 506 : 제3 솔레노이드 밸브
510 : 산화 반응기
512 : 쿨러 520 : CO₂ 검출부
522 : NO 검출부

Claims

내부는 시료와 염산이 투입될 수 있도록 비어 있는 몸체(10);
상기 몸체(10)의 바닥측에 상기 몸체가 오므려져 형성되는 드레인 포트(110);
상기 몸체의 최상부에 형성되는 가스 배출 포트(112);
상기 가스 배출 포트(112)와 상기 드레인 포트(110) 사이에 설치되며 상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 내부로 일정 길이만큼 삽입 연장되고 하방으로 절곡되어 형성되는 시료 주입 포트(114);
상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 내부로 일정 길이만큼 삽입 연장되고 하방으로 절곡되어 형성되며 실질적으로 상기 시료 주입 포트(114)와 동일한 높이로 설치되는 염산 주입 포트(116); 및
상기 드레인 포트(110)와 상기 시료 주입 포트(114) 사이에 설치되는 오버플로우 포트(118);
상기 드레인 포트(110)와 상기 오버플로우 포트(118) 사이에 형성되는 것으로 상기 몸체(10) 측면의 외부를 통하여 상기 몸체(10) 내부로 삽입되는 에어 주입 튜브(140)와, 상기 몸체(10)의 내부에 상기 몸체(10)의 내벽과 이격되어 삽입되며 그 내부는 비어 있고 상부 측면의 일부가 상기 에어 주입 튜브(140)와 관통 연결되어 상기 에어 주입 튜브(140)로부터 공급된 에어를 저장 및 버퍼링하는 에어 탱크(142), 및 상기 에어 탱크(142)의 바닥을 포함한 하단부에 형성되어 에어를 통과시켜 상기 몸체(10) 내부로 에어 버블을 투입시키는 글라스 필터부(144)로 이루어지는 에어 버블링부(14);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정용 포트 구조체.
제1항에 있어서,
상기 시료 주입 포트(114)와 상기 에어 버블링부(14) 사이에 설치되는 것으로 일단은 상기 몸체의 내측면에 부착되고 상기 몸체 내부로 비스듬하게 하방을 향하게 돌출되며 단부는 뾰족하게 형성된 공기 풍선 제거날(16);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정용 포트 구조체.