KR101621220B1 - 광 발광식 스마트 수질측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발전소, 사물인터넷, 폐수, 초 순수 설비라인이나 양식장, 양어장, 스마트 팜 등의 각종 분야에 이용하는 각종 물을 취급하는 현장에서 출력신호 및 염도보상 조정이 가능하며 국제통일규격 신호로 출력하는 광 발광식 스마트 수질측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광 발광 방식으로 측정하는 용존산소센서와 측정값을 수치적으로 표시하는 미터기가 신호선으로 연결된 것으로, 용존산소량을 발광작용으로 측정하는 광학부가 형성된 용존산소센서, 상기 용존산소센서의 출력신호출력 및 수질의 특성에 맞게 측정조건의 자동선택기능과 센서의 제어 및 입력과 측정데이터를 출력가능한 컨버터, 상기 컨버터에서 전달되는 국제통일규격신호를 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm으로 연산하는 기능을 이용하여 변환시켜 표시부에 표시하며 사물인터넷 기능으로 실시간 관리가능한 미터기로 구성하여; 용존산소센서에서 규격화된 출력신호로 변환되어 전달함으로써 다른 미터기에 적용 호환성 증대 및 사물인터넷을 이용한 실시간 관리 가능한 효과가 있다.

Description

광 발광식 스마트 수질측정장치{Smart water quality measurement system by Optical}
본 발명은 수질측정장치에 관한 것으로, 특히 발전소, 사물인터넷, 폐수, 초 순수 설비라인이나 양식장, 양어장, 스마트 팜 등 각종 수질 분야의 용존산소량을 광(Optical) 방식으로 수질의 특성에 맞는 자동적 측정조건의 선택이 가능하고, 출력신호 및 염도, 염소량, 온도가 보상된 국제통일규격신호를 변환하여 표시 및 사물인터넷 기능으로 실시간 관리가능한 광 발광식 스마트 수질측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 용존산소란 물속에 용존하는 산소량을 말하는 것으로 공기 속의 산소에 의해 공급되고, 그 용해량은 온도나 기압에 좌우되는 성질이 있으며 대기압하에서의 20℃의 순수의 용존산소(DO)는 약 9ppm 정도이며 온도가 저하됨에 따라 상승하여 4℃에서 약 13ppm이 된다. 생물의 호흡이나 용해 물질의 산화 등에 소모되기 때문에 더러워진 물일수록 용존산소(DO)는 감소한다.
반면에 조류 등이 번식하면 광합성 작용으로 DO가 증가하여 과포화를 나타내는 경우도 있다. 하수처리에 있어서의 활성 오니법에서는 미생물의 활동을 조장하기 때문에 폭기를 하여 용존산소(DO)를 공급하지만, 보일러수에서는 부식을 방지하기 위해서 용존산소(DO)를 제거한다.
이러한, 용존산소의 농도는 물의 온도와 기압 및 불순물의 농도에 따라 달라지는데, 자연에 존재하는 대부분의 물은 고요한 상태를 유지할 수 있지만 환경조건에 따라서 바람 등의 영향으로 수면이 고요하지 않고 난류상태(Turbulence)가 생길 경우에 대기 중의 산소는 물 속으로 녹아 들어간다. 이렇게 대기 중의 산소가 물속에 녹아 들어가는 것을 전달이라고 하며 그 율을 전달률이라고 한다.
이러한, 산소의 용해도는 기압이 높고 수온이 낮을수록 용해 염분농도가 낮을수록 커지나, 20℃ 순수한 물 1L에 최대 9.092mg 밖에 녹지 않을 정도로 물에 잘 녹지 않는다.
아울러, 용존 산소량은 유기물질과 같은 산소 소비체가 수중에 존재한다면 낮은 값을 나타내게 된다. 한편 물이 깨끗하면 할수록 급류하천 등과 같이 공기와의 접촉기회가 많거나 조류(algae) 및 수생식물의 산소 동화작용이 현저할수록 용존 산소량은 높은 값을 나타내게 된다.
아래의 표 1은 순수한 물속에 온도에 따라 포화될 수 있는 포화 용존산소량(기압 650mmHg)의 관계를 나타낸 것이다.
수온(℃) 포화용존산소량(mg/L)
0
5
10
15
20
25
30
35
40		 14.521
12.660
11.288
10.084
9.092
8.253
7.559
6.950
6.412
이러한, 용존산소의 중요성은 액체 폐기물에서 용존산소는 그 생물학적 변화가 호기성 미생물에 의해 일어나는지, 또는 혐기성 미생물에 의해 일어나는지를 판단하는 인자가 된다. 전자는 자유산소를 사용하여 유기물질과 무기물질을 무해한 최종 생성물로 산화하는 반면, 후자는 황산염과 같은 특정한 무기염의 환원을 통해 이러한 변화를 일으키는 것으로 최종 생성물이 때로 매우 해로운 것일 수도 있다.
이 두 형태의 미생물은 자연에 보편적으로 존재하고 있으므로 호기성 미생물에 유리한 상태(호기성 조건)를 유지하는 것은 대단히 중요하며, 그렇지 않을 경우에는 혐기성 미생물이 자라게 되어 좋지 못한 상태(Nuisance condition)로 바뀌어진다. 그러므로 용존산소의 측정은 오염물질이 유입되는 자연수와 가정하수, 산업폐수를 정화하는 호기성 처리공정을 호기성 상태로 유지하는데 있어서 매우 중요한 일이다.
그리고, 용존산소의 측정값은 이 밖에도 여러 가지 목적에 쓰이며, 환경공학에서 매우 중요한 단일 시험 항목 중의 하나이다. 하천 오염의 제어에서 요구하는 대부분은 어족과 기타의 수중생물의 성장과 생식에 유리한 조건을 유지시켜 주어야 하는 것이다. 즉, 수중생물들이 항상 건강한 상태를 유지할 수 있는 충분한 농도로 용존산소가 존재하도록 해 주어야 한다.
아울러, 용존산소의 측정은 생물학적산소요구량(BOD)측정의 바탕이 된다. 그러므로 가정하수와 산업폐수의 오염의 세기를 평가하는데 이용되는 가장 중요한 측정항목이다. 생물학적 산화반응의 속도도 여러 시간 간격에 걸쳐 시스템 내의 잔류하는 용존산소를 측정한다. 호기성 처리공정은 모두 용존산소에 의존하므로, 용존산소의 검출시험은 적절한 양의 공기를 공급하여 정확히 호기성 상태가 유지되도록 폭기 속도를 조절하고 과도한 공기공급을 방지하는데 반드시 필요하다.
이러한, 용존산소 측정 방법은 용존산소 측정기술을 크게 두 갈래로 나눌 수 있다. 하나는 광 기반 측정법으로 통상 발광식이라 하고, 다른 하나는 클라크 전기화학식이나 멤브레인 전극식이다. 그 밑으로도 약간의 하위분류가 있는데 예를 들면 광학센서에도 두 종류가 있는데, 둘 모두 발광(산소의 영향을 받음)을 측정하지만 하나는 발광의 지속시간을 보는 반면 다른 방식은 발광의 세기를 감지하고 클라크 전기화학센서는 폴라로그래픽과 갈바닉식이 있다.
먼저, 갈바닉 측정방식은 측정 셀에서 전기화학적 변위에 의해 음극과 양극 사이에서 전위차가 자발적으로 생성이 된다. 이것은 양극에서 산소 분자를 줄이기에 충분하며, 음극에서 상응하는 산화 반응을 일으키기에 충분하다. 음극과 양극 사이의 전위차는 전해액 내의 산소 농도에 비례한다. 갈바닉 측정 셀은 자발적으로 분극화가 일어난다. 다시 말하면, 전원이 연결되면 사용이 바로 가능하다는 의미이다.
그리고, 폴라로그래픽 측정방식은 음극과 양극 사이에서 발생되는 전위차가 양극에서 산소 분자를 줄이기에는 충분하지 않기 때문에 외부 분극 전압이 공급되어야 하며, 외부전압이 공급된 후에 전해질 내의 산소 농도에 비례하는 전류가 측정이 된다. 안정적인 분극 전압이 음극과 양극 사이에서 자발적으로 생성되지 않기 때문에 분극 시간이 필요하다. 센서 형태에 따라 약 2시간 정도 필요하며, 만약 전지의 버퍼링(buffering)이 제공되지 않고 전원이 공급되면 분극 시간 후에 바로 사용가능한 것이다.
이러한, 전기화학식에 따른 용존산소의 측정은 용존산소센서를 용존산소 미터에 연결한 후 갈바닉이나 폴라로그래픽 법으로 측정하면 센서의 프로브로부터 돌아오는 전기신호를 받아 아날로그신호를 디지털신호로 변환 증폭하여 표시한다.
이때, 용존산소 미터로 전달되는 용존산소센서의 측정 신호는 멤브레인을 통과하는 산소량에 비례하며, 산소가 멤브레인을 통과해 -극에서 환원하면 프로브가 읽어 들이는 전기신호(전류)가 증가하고, 산소가 증가하면 신호도 커지고 산소가 감소하면 신호도 작아짐을 나타내도록 구성된다.
반면, 광 발광식에 따른 용존산소량측정은 광학부에서 자극광을 조사하여 수질에 포함된 산소량에 의해 발광강도 및 시간에 따라 변화되는 반사 입사광량을 수광 및 측정하여 미터로 전달하여 수치적으로 표하시는 장치로 구성된다.
이러한, 종래 기술에 따른 광 발광식 용존산소 측정 장치는 단지 용존산소센서를 이용하여 수질의 용존산소 측정값만을 표시함으로써, 용존산소량에 영향을 미치는 기압보상 기능이 없어 측정환경에 따라 달라지는 기압에 영향을 받아 정확한 용존산소량을 측정할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술에 따른 광 발광식 용존산소 측정 장치는 용존산소 농도를 측정시 물의 염도에 영향을 받아 염도가 높을 경우 산소 용해도가 감소되는 것을 보상하는 기능이 없어 정확한 측정이 불가능한 문제점이 있었다.
더불어, 종래 기술에 따른 광 발광식 용존산소 측정 장치는 용존산소센서의 격막은 오염이나 수명에 따라 일정 주기로 교체를 해야 하는데 격막의 교체주기를 감지할 수 있는 기능이 없어 사용자가 센서를 육안으로 확인하거나 측정값의 헌팅(Hunting)현상의 증상을 보고 파악을 통해 교체시기를 결정해야 하는 불편한 문제점이 있었다.
더불어, 종래 기술에 따른 광 발광식 용존산소 측정 장치는 측정시 발생되는 아날로그신호의 형태가 다양함으로써 해당 센서와 맞게 제작된 미터기 이외 다른 미터기와는 측정값을 표시할 수 없는 호환성을 갖지 못하는 문제점이 있었다.
아울러, 종래 기술에 따른 광 발광식 용존산소 측정 장치는 측정과 작동에 관한 모든 제어 작업을 미터기를 통해서만 이루어짐으로써, 센서가 설치된 현장과 미터가 설치된 관리지역이 원거리일 경우 현장상황의 파악이 어려워 2인 1조의 관리자가 서로 무전 통신을 통해 작업을 진행해야 하는 불편한 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술에 따른 광 발광식 용존산소 측정 장치는 센서마다 다른 출력 아날로그신호를 국제통일규격신호로 전환한 다음 미터에서 수치적으로 나타내기 위하여 여러 번의 연산 변환과정을 거치게 되어 측정값 표시시간이 지연되고 오차율이 발생하는 문제점이 있었다.
아울러, 종래 기술에 따른 광 발광식 용존산소 측정 장치는 발광식 용존산소센서는 국제통일규격신호를 발생시키더라도 미터기에서 연산기능이 마련되지 못하여 센서와 호환되지 못하여 측정이 불가능한 문제점이 있었다.
이로 인하여, 광 발광 용존산소센서에서 아날로그신호를 변환하여 국제통일규격신호로 출력함으로써 미터기에서 연산 변환과정이 단순해져 연산 오차율을 현저히 감소시키고, 다른 미터기와 호환성을 증대 및 제작이 간단하고 측정값에 영향 인자를 보상하고 용존산소센서 자체나 미터기를 통해 제어 관리를 간편하게 수행할 수 있도록 개선된 광 발광 수질측정장치가 절실히 요구되는 실정이다.
1. 등록번호 제10-10151940호 (휴대용 용존산소 계측장치) 2. 등록번호 제20-0398856호 (용존산소 측정장치)
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로 발전소, 사물인터넷, 폐수, 초 순수 설비라인이나 양식장, 양어장, 스마트 팜 등 각종 분야에 이용하는 수질의 용존산소량을 측정시 고유 아날로그신호를 국제통일규격으로 변환하여 미터기로 전달하여 표시하는 광 발광식 스마트 수질측정장치를 제공하는데 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 용존산소센서에서 국제통일규격 형태로 출력신호를 변환함으로써 미터기에서 측정값 표시를 위한 연산 변환 과정의 단순화로 연산 오차율을 현저하게 감소시키는 목적이 있다.
더불어, 본 발명의 다른 목적은 측정현장의 온도뿐만 아니라 염도 및 염소량이나 기압 및 고도를 보상하며, 측정에 관련한 모든 과정에서 정상작동상태에서의 표시상태와 이상작동상태에서의 표시상태를 화면이나 램프, 소리를 통해 표시하여 사용자가 쉽게 파악할 수 있도록 하는 데 있다.
아울러, 본 발명의 다른 목적은 여러 언어나 단위로 표시되어 국내나 외국인이 쉽게 사용할 수 있으며 음성지원이나 점자가 형성되어 장애인이 사용할 수 있도록 하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 컨버터를 이용하여 용존산소센서를 미터기의 조작없이 출력신호의 형태 및 측정수의 특성과 교정 작업을 현장 직접 수행할 수 있도록 하는 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 용존산소센서에서 규격화된 출력신호로 변환되어 전달함으로써 다른 미터기에 적용하여 사용할 수 있도록 하는 데 있다.
더불어, 본 발명의 목적은 사물인터넷 기능을 이용하여 각종 휴대기기나 관리기기와 대화형태로 실시간 확인 및 통제로 관리가능하도록 하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 발전소, 사물인터넷, 폐수, 초 순수 설비라인이나 양식장, 양어장, 스마트 팜 등 각종 분야에 이용하는 수질의 용존산소량을 광 발광 방식으로 측정하는 용존산소센서와 측정값을 수치적으로 표시하는 미터기가 신호선으로 연결된 광 발광식 수질측정장치에 있어서, 상기 광 발광식으로 용존산소량을 측정하는 용존산소센서의 내부에는 측정수의 특성에 따른 측정조건과 전류(Current)단위나 전압(Voltage)으로 단위변환하며, 수질의 특성에 따라 발광강도나 염분의 함유에 따라 측정조건을 자동전환하도록 제어하는 컨버터제어부를 형성하고, 측정신호를 별도의 이동저장수단 또는 외부기기로 아웃 풋(Out Put) 기능 및 교정 기능을 갖는 컨버터를 형성하며, 상기 컨버터를 통해 출력신호를 국제통일규격신호를 전달받아 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm으로 표시하며, 수질의 특성에 대한 측정값 및 이상신호, 대비 판단값, 자동 및 수동관리를 위해 관리기기와 인터넷이나 이동통신망을 이용하여 실시간 대화형 통신이 가능하며 사물인터넷(Internet Of Things) 기능을 지니도록 미터기를 형성하여, 상기 컨버터의 연산으로 용존산소센서의 고유 아날로그신호를 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호로 전달받는 미터기를 통해 표시하며 사물인터넷 기능으로 실시간으로 통제 관리할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치를 제공한다.
이상에서와 같이 본 발명은 발전소, 사물인터넷, 폐수, 초 순수 설비라인이나 양식장, 양어장, 스마트 팜 등 각종 분야에 이용하는 각종 수질의 용존산소량을 측정시 고유 아날로그신호를 국제통일규격으로 변환하여 미터기로 전달하여 표시하는 응답시간이 빠른 효과가 있다.
그리고, 용존산소센서에서 국제통일규격 형태로 출력신호를 변환함으로써 미터기에서 측정값 표시를 위한 연산 변환 과정의 단순화로 연산 오차율을 현저하게 감소시켜 신뢰성이 우수한 효과가 있다.
더불어, 측정현장의 온도뿐만 아니라 염도 및 염소량이나 기압 및 고도를 보상하며, 측정에 관련한 모든 과정에서 정상작동상태에서의 표시상태와 이상작동상태에서의 표시상태를 화면이나 램프, 소리를 통해 표시하여 사용자가 쉽게 파악할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 여러 언어나 단위로 표시되어 국내나 외국인이 쉽게 사용할 수 있으며 음성지원이나 점자가 형성되어 장애인이 사용가능한 효과가 있다.
또한, 컨버터를 이용하여 용존산소센서를 미터기의 조작없이 출력신호의 형태 및 측정수의 특성과 교정 작업을 현장 직접 수행할 수 있어 관리가 편리한 효과가 있다.
더불어, 사물인터넷 기능을 이용하여 각종 휴대기기나 관리기기와 대화형태로 실시간 확인 및 통제로 관리가능하도록 하는 효과가 있다.
그리고, 용존산소센서에서 규격화된 출력신호로 변환되어 전달함으로써 다른 미터기에 적용가능한 호환성이 증대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광 발광식 스마트 수질측정장치를 나타낸 분해사시도,
도 2는 본 발명에 따른 용존산소센서의 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 보호캡을 제거한 스마트 수질측정센서를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 용존산소센서를 나타낸 정면도,
도 5는 용존산소센서의 광학부 및 발광격막을 나타낸 개념도로 도면 a는 램프방식의 광학부를 이용하는 개념도, 도면 b는 LED방식의 광학부를 이용하는 개념도,
도 6은 용존산소센서에 발광격막을 보호하기 위한 접촉방지구를 형성한 예시도로써 도면 a는 접촉방지구가 나선체결된 예시도, 도면 b는 접촉방지구가 끼움결합된 예시도, 도면 c는 방지단이 일체로 형성된 예시도, 도면 d는 방지단이 분리형태로 형성되 예시도,
도 7은 미터기와 연결되는 신호선이 BNC 커넥터, 핀 커넥터, TNC 커넥터, 터미널 단자로 연결되는 것을 도시한 연결도,
도 8은 용존산소센서의 센서제어부와 컨버터의 컨버터제어부의 개략적은 구성도,
도 9는 미터기(50a)의 표시부를 LCD, LED, OLED, 터치패널 방식으로 적용하여 나타낸 사시도,
도 10은 단자부의 일 예를 나타낸 예시도,
도 11은 다른 실시 예에 따른 표시부를 나타낸 정면도,
도 12는 본 발명에 따른 광 발광식 스마트 수질측정장치 중 표시부가 케이스에서 분리되는 상태를 나타낸 정면도,
도 13은 본 발명에 따른 광 발광식 스마트 수질측정장치의 표시부에 표시전환부를 설치한 사용 예시도,
도 14는 본 발명에 따른 광 발광식 스마트 수질측정장치에 램프부가 적용된 예시 정면도,
도 15는 미터기의 개략적인 구성도,
도 16 내지 도 18는 본 발명에 따른 광 발광식 스마트 수질측정장치에 다이얼이 적용된 일 정면도 및 다이얼 작동 예시도,
도 19는 본 발명에 따른 미터기(50b)의 표시부를 SND로 적용하여 나타낸 일 예 사시도,
도 20은 표시부가 SND로 적용되는 미터기(50b)에 일 예로 LED램프에 온도단위 스티커가 부착된 상태의 분해 사시도,
도 21은 표시부가 SND로 적용되는 미터기(50b)에 일 예로 케이스와 패드의 분해 사시도,
도 22는 표시부가 터치패널 방식으로 적용되는 미터기(50b)를 판넬 형태로 적용하여 나타낸 정면도,
도 23은 표시부가 터치패널 방식으로 적용되는 미터기(50d)를 휴대용 포터블 형태로 적용하여 나타낸 정면도,
도 24는 PI제어에 PID제어를 비교하여 조작오차율이 사라진 상태를 나타낸 그래프,
도 25에서 도면 a,b는 각각 미터기(50a)를 패널이나 벽면에 설치한 설치예시도, 도면 c,d는 각각 미터기(50a)를 수직파이프에 설치한 예시도, 도면 b는 용존산소 분석기를 수평파이프에 설치한 예시도,
도 26 및 도 27은 광 발광식 스마트 수질측정장치를 침적형, 유통형, 삽입형, 샘플링 방식으로 측정하기 위한 설치 예시도,
도 28은 광 발광식 스마트 수질측정장치와 관리자간에 사물제어부 및 어플리케이션을 이용하여 실시간 통신예시도이다.
이에 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 24에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 발광식 스마트 수질측정장치는 발전소나 사물인터넷, 양식장, 양어장, 스마트 팜 등의 각종 분야에 이용하는 수질의 용존산소량을 광 발광 방식으로 측정하는 용존산소센서와 측정값을 수치적으로 표시하는 미터기가 신호선으로 연결된 것으로, 용존산소량을 발광작용으로 측정하는 광학부(15)가 형성된 용존산소센서(10), 상기 용존산소센서(10)를 미터기와 연결하는 신호선(30), 상기 용존산소센서(10)의 내부에 센서제어부(13)와 신호적으로 연결되며 출력신호 및 수질의 특성에 맞게 센서의 제어 및 입력과 측정데이터를 출력가능한 컨버터(40), 상기 컨버터(40)에서 전달되는 국제통일규격신호를 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm으로 연산하는 기능을 이용하여 변환시켜 표시부(60)에 표시하는 미터기(50)로 스마트 수질측정장치(100)를 구성한다.
이러한, 상기 용존산소센서(10)의 내부에는 광학부(15)를 작동시키 위한 구동부(11) 및 측정된 고유 아날로그출력신호를 전달하는 출력부(12)와, 출력부(12)에서 전달되는 신호의 제어 및 연산제어하는 센서제어부(13)가 신호를 전달하도록 연결 설치된 센서몸체(14)를 형성하는데, 상기 출력부(12)는 광학부(15)의 의해 용존산소량을 측정시 컨버터(40)로 전달하는 기능을 하며 구동부(11)는 측정시 측정값을 고유 아날로그신호를 연산하도록 구성되어 컨버터(40)에 연결된다.
그리고, 상기 센서몸체(14)의 하단 끝에는 자극광을 조사하는 발광소자(15a)의 발광된 광을 굴절시키는 광학렌즈(15b)를 형성하고, 상기 광학렌즈(15b)를 통과해 굴절 발광된 광의 반사광을 수광하는 수광소자(15c)로 광학부(15)를 형성하는데, 도 4에 도시된 바와 같이 발광소자(15a)는 램프나 LED조사 방식 중 하나로 제작 및 측정 여건에 따라 변경하여 형성하며, 상기 광학렌즈(15b)는 발광소자(15a)의 조사 광이 반사되어 수광소자(15c)로 원활히 입사되도록 굴절시키도록 구성한다.
이때, 상기 발광소자(15a)에서 조사되는 자극광과 수광소자(15c)로 유입되는 발광 광량을 비교하여 컨버터(40)의 제어로 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm으로 측정하도록 발광소자(15a)의 발광세기를 조절하도록 구성한다.
아울러, 상기 센서몸체(14)의 하단 끝에 체결되어 측정수에 포함된 산소량에 의해 발광강도 및 시간에 따라 발광소자(15a)의 발광된 광을 발광 반사광으로 반사시키는 발광격막(21)이 형성된 측정캡(20)을 형성한다.
이때, 상기 측정캡(20)의 발광격막(21)은 산소가 침투하지 못하는 투명격막(22)을 형성하고, 상기 투명격막(22)에서 측정수와 접촉하는 전면에 발광소자(15a)의 발광된 광에 여기되며 산소에 반응하는 광학 형광물질이 도포된 코팅층(23)을 형성하며, 상기 측정캡(20)은 발광격막(21)을 보호하기 위하여 센서캡(24)이 센서몸체(14)에 탈부착 방식으로 결합하여 형성한다.
그리고, 상기 센서캡(24)의 내부에는 습식부재(25)가 삽입되어 발광격막(21)과 접촉함으로써 건조되지 않고 습식보관하도록 형성하는데, 상기 습식부재(25)는 수분의 함유기간을 장시간 유지할 수 있으며 발광격막(21)에 접촉하더라도 긁힘 현상이나 가압 현상이 발생하지 않는 스폰지나 섬유, 탈지면, 수분을 장시간 흡수하여 유지하는 겔(gel)부재 등으로 형성할 수 있다.
아울러, 상기 측정캡(20)의 외면에는 미끄럼방지부(26)를 형성하여 센서몸체(14)에 조립 해체시 미끄러지지 않도록 형성하는데, 상기 측정캡(20)은 발광격막(21)의 변형을 방지하기 위하여 센서몸체(14)에 체결과 해체시 별도의 공구를 사용하는 것을 권장하고 있지 않아 반드시 손을 이용한 인력으로 체결과 해체과정시 미끄러짐을 방지하기 위한 것이다.
더불어, 상기 센서몸체(14)는 스테인리0스 스틸과 합성수지를 혼용하여 제작되는 것으로 본 발명에서는 원통형상으로 중앙은 스테인리스로 형성하고 양 끝으로는 합성수지를 이용하여 형성한다.
아울러, 상기 센서몸체(14)의 입출력부(44) 커버(44d)의 내측면에 실링부재(48)를 결합 및 부착시켜 수분 침투를 방지하도록 각각 구성한다.
즉, 상기 실링부재(48)는 탄성력을 지지는 연질이며 커버(44d)의 내면에 부착하여 나사못을 이용하여 커버(44d)를 센서몸체(14)에 체결할 경우 수분이 침투하지 못하도록 구성한 것이다.
아울러, 상기 센서캡(24)을 제거한 상태로 용존산소센서(10)를 사용할 겨우에는 센서몸체(14)의 하부에는 측정캡(20)의 발광격막(21)과 측정환경의 바닥 및 이물질과 직접접촉을 방지하기 위한 접촉방지구(27)를 일체의 형태나 분리 형태로 형성한다.
이때, 상기 접촉방지구(27)는 캡 형태로 제2나선(14g)에 체결되거나 센서몸체(14)에 끼움되는 결합몸체(27a)의 하부로 발광격막(21)의 주변 전방으로 돌출되는 방지단(27b)을 다수 개로 구성할 수 있다.
이러한, 상기 접촉방지구(27)는 측정캡(20)의 외면에는 발광격막(21)의 주변 전방으로 돌출되는 다수 개의 방지단(27b)을 일체 또는 분리형태로 형성할 수 있는데 방지단(27b)을 분리 형태고 형성할 경우 측정캡(20)의 외면에 홀더(27b')를 형성하여 끼움 및 해체하도록 구성할 수도 있다.
즉, 상기 접촉방지구(27)는 용존산소센서(10)를 침적형, 샘플링 방식으로 사용할 경우에는 나선체결되는 결합몸체(27a)를 형성하며, 용존산소센서(10)를 유통형, 삽입형으로 사용할 경우에는 끼움구조의 결합몸체(27a)로 형성함이 바람직 할 것이다.
이러한, 상기 센서몸체(14)의 상부에는 침적형, 샘플링 방식의 측정시 고정기능을 하도록 제1나선(14f)을 형성하며, 상기 센서몸체(14)의 하부 끝단 부분에는 삽입형, 유통형 방식의 측정시 고정기능을 하도록 제2나선(14g)을 형성한다.
아울러, 상기 센서몸체(14)에는 써모커플, 측온저항체, 써미스터 중 하나로 형성하는 온도센서(16)를 측정시 측정수에 접촉하도록 노출시켜 형성하며, 상기 온도센서(16)는 센서제어부(13) 제어 연산에 의해 측정수의 온도값을 용존산소 측정값에 자동적으로 보상하도록 형성한다.
이때, 상기 온도센서(16)를 형성하는 써모커플, 측온저항체, 써미스터를 간단히 설명하면 다음과 같다.
1. 상기 써모커플은 두 종류의 금속을 조합하였을 때 접합 양단의 온도가 서로 다르면 이 두 금속 사이에 전류가 흐르는데, 이때 전류로 2접점 간의 온도차를 파악하는 것으로 백금-백금 로듐, 크로멜-알루멜, 철-큰스탄탄, 동-콘스탄탄 등으로 구성할 수 있을 것이다.
2. 상기 측온저항체는 금속 또는 반도체의 전기 저항이 온도에 따라서 변화하는 것을 이용하여 그 저항값을 측정하여 온도를 측정하는 것으로, 저항 소자로서는 백금, 구리, 니켈 등의 금속선으로 구성될 수 있다.
3. 상기 써미스터는 온도가 상승하면 전기 저항값이 민감하게 감소하는 성질이 있는 반도체 소자로써 망간, 니켈, 코발트, 철, 동, 티탄 등의 금속 산화물을 소결해 구성하는 것으로 수질의 온도 측정 또는 검출에 이용되며 측정 범위는 -50~300℃ 정도로 감도를 갖도록 구성될 수 있다.
즉, 상시 용존산소센서(10)의 온도 측정환경, 측정 정밀도나 용존산소센서(10)의 제작 의뢰자의 요구 사양에 따라 적용성을 증대시키도록 형성한 것이다.
한편, 상기 용존산소센서(10)에 연결되는 워터 프루프(Water Proof) 신호선(30)에는 전류(Current)단위나 전압(Voltage)단위의 출력신호로 변환하고, 측정수의 특성에 따라 측정조건 및 출력신호 조건을 선택 가능하며, 입력카드(44a)를 이용해 측정과 연산 제어하고, 측정되는 아날로그신호나 변환된 출력신호를 별도의 이동저장수단 또는 외부기기로 아웃 풋(Out Put) 기능 및 교정 기능이 구비된 컨버터(40)를 형성한다.
여기서, 상기 신호선(30)은 워터 프루프(Water Proof) 방식으로 제조되어 수분을 흡수하지 않도록 형성하며, 상기 신호선(30)은 미터기(50)를 통해 전원을 공급받는 파워선(30a), 접지를 위한 접지선(30b), 0~5V 혹은 1~5V 의 출력신호를 전달하는 제1출력선(30c), 4~20㎃의 출력신호를 전달하는 제2출력선(30d), 광학부(15)의 측정에 의한 측정범위에 따른 측정값을 각각 전달하는 제1~3농도출력선(31)(32)(33), 광학부(15)의 측정에 의한 염분수 측정값과 비염분수 측정값을 각각 전달하는 제1,2염수출력선(34)(35)으로 형성하여, 외부신호를 차단하는 노이즈차폐 및 선간 저항이나 간섭이 발생하지 않는 절연기능을 갖도록 형성한다.
아울러, 상기 신호선(30)은 시스 케이블(Sheath Cable)로 구성할 수도 있는데 외력, 외상과 부식으로부터 보호하기 위한 외장 피복. 납, 알루미늄 등의 금속이나 네오프렌, 폴리에틸렌 등의 고분자 재료로 형성되며, 제조과정에 있어 방전관 등에서 전극 둘레에 이온이 모여서 전극을 감싸 제작하는 것으로 전계를 형성하여 전극의 작용이 발생되지 않도록 구성한다.
즉, 상기 신호선(30)의 구조는 고무 절연을 한 하나 내지 몇 개의 심선을 강인한 캡타이어 고무로 피복된 것으로, 심한 외력에도 잘 휘어지도록 구성한 것이다.
이러한, 상기 컨버터(40)는 측정시 발생하는 고유 아날로그신호를 전류(Current)단위나 전압(Voltage)단위의 출력신호로 변환하도록 선택가능한 신호전달부(42)를 형성하고, 상기 신호전달부부(42)에 간섭되지 않는 일 측으로 측정할 수질의 특성에 따라 측정조건 및 출력신호 조건을 선택 가능한 염도보상부(43)를 형성하며, 상기 용존산소센서(10)의 발광격막(21) 특성에 따른 고유 아날로그신호를 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호로 연산 변환하는 컨버터제어부(41)를 형성하고, 용존산소센서(10)의 아날로그신호나 변환된 출력신호를 별도의 이동저장수단 또는 외부기기로 아웃 풋(Out Put)하기 위한 입출력부(44)를 형성한다.
이러한, 상기 컨버터(40)는 용존산소센서(10)의 고유 아날로그신호를 컨버터제어부(41)의 연산으로 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호로 변환하여 미터기(50)로 전달하도록 형성한다.
추가로, 상기 컨버터제어부(41)는 전류(Current)를 전압(Voltage)으로 변환하거나, 전압(Voltage)을 전류(Current)로 변환하거나, 전류(Current)를 서로 다른 단위 크기의 전류(Current)로 변환하거나, 전압(Voltage)을 서로 다른 단위 크기의 전압(Voltage)으로 변환하도록 구성할 수도 있다.
즉, 상기 신호선택부(42)는 용존산소센서(10)의 고유 아날로그 신호를 미터기로 출력할 때 4~20mA의 형태인 전류(Crrent) 방식이나 0~5V 혹은 1~5V의 형태인 전압(Voltage) 방식으로 변경하는 기능을 갖도록 형성한다.
더불어, 상기 컨버터(40)의 염도보상부(43)는 센서몸체(14)의 하부 일측에 형성되는 염도센서(28)에 연결되는데, 상기 염도센서(28)에 의해 염분이 존재하는 측정수나 해수를 측정한 아날로그신호를 염분수(Sea Water), 염분이 없는 측정수나 담수를 측정한 아날로그신호를 비염분수(Normal Water)의 특성에 맞는 출력신호로 염도보상부(43)를 통해 변환하도록 구성한다.
즉, 상기 용존산소센서(10)로 수질을 측정시 염도센서(28)의 염분 감지에 의해 염도보상부(43)는 염분량에 따라 자동으로 염분이 없는 담수(Normal Water)나 염분이 존재하는 바닷물(Sea Water)의 측정조건으로 전환함으로써 염도를 보상할 수 있도록 형성한다.
또한, 상기 용존산소센서(10)의 센서몸체(14)에는 설정버튼(46a)이 형성되어 설정시간 동안 작동시 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)가 초기화 교정되도록 형성한다.
즉, 상기 설정버튼(46a)은 용존산소센서(10)의 조작시 오작동을 방지하기 위하여 센서몸체(14)에서 커버(44c)를 해체하면 제1슬롯(44a)와 제2슬롯(44b)이 형성된 사이에 형성되는 버튼홀(46b)을 통해 외부로 돌출되지 않은 상태에서 가압하도록 구성한 것이다.
이러한, 상기 설정버튼(46a)은 뾰족한 도구를 버튼홀(46b)에 삽입하여 컨버터기판(46)에 형성된 설정버튼(46a)을 약 1~3초간 누를 경우 용존산소센서(10)를 구입하여 사용하기 전 단계로 초기화 교정되도록 형성한 것이다.
한편, 상기 용존산소센서(10)는 담겨진 물에 에어 펌프나 급기 장비를 이용하여 물을 공기포화시키는 공기 포화 물 방식이나, 밀폐된 용기 내에 수분을 함유한 스폰지를 넣고 용존산소센서(10)를 용기 내에 넣어 내부 공기를 측정하는 수분 포화 공기 방식을 이용하는 100% 포화교정 방식으로 설정버튼(46a)를 이용하지 않고 미터기(50)를 이용하여 교정할 수 있도록 구성한다.
그리고, 상기 입출력부(44)는 입력카드(44a)가 삽입되는 제1슬롯(44b)과 이동저장수단 또는 외부기기를 연결하기 위한 제2슬롯(44c)으로 형성하며, 상기 입출력부(44)를 개폐하기 위해 센서몸체(14)에 나사못을 이용하여 개폐작동되는 커버(44d)를 형성한다.
이때, 상기 제1슬롯(44b)은 SD카드슬롯, Micro SD카드슬롯 중 하나로 형성되며, 상기 제2슬롯(44c)은 Micro USB슬롯, USB슬롯, SMA형 커넥터슬롯, M형 커넥터슬롯, N형 커넥터슬롯, F형 커넥터슬롯, TNC형 커넥터슬롯, SATA 슬롯, SD카드슬롯, Micro SD카드슬롯 중 1개 또는 2개 이상 혼용으로 형성하는 것으로 각 특성을 간단히 살펴보면 다음과 같다.
1. SMA형 커넥터슬롯 : 마이크파 대역에 대응하는 유,무선통신 기기에 주로 사용되며 임피던스는 45~55Ω으로 형성된 것이다.
2. M형 커넥터슬롯 : 유,무선통신 기기에 사용하는 것으로 구조가 단순하며 비용이 저렴하며, VHF 대역 이하의 주파수 대역에서 사용하도록 형성된다.
3. N형 커넥터슬롯 : 주파수 특성이 우수하여 UHF 대역에 사용되며 임피던스는 45~75Ω으로 형성된 것이다.
4. F형 커넥터슬롯 : 신호를 전달하기 위한 것으로 임피던스는 70~75Ω으로 형성된 것이다.
5. TNC형 커넥터슬롯 : BNC형 커넥터의 연결 기구를 나선 방식으로 변경한 것으로 N형 커넥터보다 소형이며 SMA형 커넥터보다 취급이 용이하도록 형성된 것이다.
6. SATA 슬롯 : SATA는 PATA의 문제점 해결을 위한 것으로 높은 대역폭을 전송하도록 형성된 것이다.
그리고, 상기 입출력부(44)의 입력카드(44a)는 용존산소센서(10)의 센서몸체(14) 내부에 설치되는 컨버터제어부(41)가 형성된 컨버터기판(46)에 반도체칩 방식으로 일체의 형태로 형성하거나, 상기 입력카드(44a)는 용존산소센서(10)의 센서몸체(14) 내부에 설치되는 컨버터제어부(41)가 형성된 컨버터기판(46)에 접속 및 접속 해제되는 분리 교체 가능한 마이크로칩 형태로 형성한다.
또한, 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)는 용존산소센서(10)에서 측정하는 고유 아날로그신호를 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호로 변환하여 미터기(50) 전달하는 연산부(41a)로 구성한다.
아울러, 상기 입력카드(44a)에는 측정캡(20)의 발광격막(21)에 관한 고유시리얼 번호 정보를 내포하도록 형성하여, 상기 측정캡(20)을 교체시 입력카드(44a)를 함께 교체하여 발광격막(21)의 제조상 특성에 맞게 용존산소센서(10)의 상태를 초기화 및 발광격막(21)의 사용연한을 셋팅할 수 있도록 형성하거나, 상기 입력카드(44a)는 교체하지 않고 측정캡(20)만을 교체할 수 있도록 구성한다.
더불어, 상기 센서몸체(14)에는 유량계(14a), 유속계(14b)를 형성하여 측정환경의 고도 및 기압, 유량, 유속을 측정값을 미터기(50)으로 전달하도록 구성한다.
아울러, 상기 입출력부(44)의 제2슬롯(44c)에는 표준로더기를 접속시켜 미터기(50)를 이용하지 않고 용존산소센서(10)를 간단히 현장에서 발광격막(21)을 교체하거나 교체하지 않은 상황에서 스팬(Span), 기울기(Slop), 제로(Zero) 교정할 수 있도록 형성한다.
또한, 상기 입출력부(44)를 통해 이동기기로 출력신호를 다운 또는 출력할 경우 제2슬롯(44c)에 출력신호선(44e)을 연결하여 유선방식으로 송출하도록 구성한다.
그리고, 상기 온도센서(16)와 연결되는 온도신호선은 2선식, 3선식, 4선식 중 하나로 형성하여 도선의 수가 많아 질수록 정밀한 온도 측정이 가능하도록 구성한다.
여기서, 상기 온도센서(16)를 이용하여 수질의 수온을 측정할 때 센서제어부(13)에는 온도측정의 정확성을 위하여 기준접점보상회로, 도선저항보상회로, 리니어라이즈회로 중 하나 또는 혼용하여 구성할 수 있는데 각 회로의 특성을 살펴보면 다음과 같다.
1. 기준접점보상회로는 열전대의 출력전압(열기전력)은 냉접점과 온접점의 온도차에 의해 생기는 원리를 이용하는 것으로, 냉접점의 온도를 정확하게 알아야 하는데 이 냉접점을 기준접점이라 하며, 정밀한 온도 측정을 필요로 하는 경우에는 빙점(0℃)을 사용하지만, 빙점을 준비하는 것이 번거로울 때는 소형의 항온조로 대용하는 경우도 있으며, 이러한 항온조를 사용하지 않고 기준접점의 온도를 별개의 온도센서로 검출 후 열기전력 출력을 보정하여 온도지시를 하도록 구성한 것이다.
2. 도선저항보상회로는 열전대온도계의 빙점 또는 항온조식의 기준접점 대신, 전자회로로 냉접점을 보상하는 것이다. 여기에는 냉접점의 온도에 상당하는 열전대의 열기전력을 다른 온도센서(NTC 또는 동선)로 만들어 보상하는 방법과, 전용 IC를 이용하는 방법이 있으며, 전용 IC를 사용하는 것으로서는 리니어라이저 등과 조합하여 사용하도록 구성하는 것이다.
즉, 도선저항보상회로는 고가의 열전대 소선의 대용으로 사용하는 도선으로써 열기전력 특성을 열전대의 특성에 가까우며 전기저항이 작아지며, 크로멜-콘스탄탄, 구리-콘스탄탄, 철-콘스탄탄 열전대의 소선은 가격이 싸기 때문에 그들의 소선과 같은 재질의 도선을 보상도선으로 사용하는 경우가 많지만 백금-백금 로듐, 크로멜-알루멜 열전대에서는 별개의 재료를 사용하는 것이다.
3. 리니어라이즈회로는 온도센서를 이용하여 측정한 온도측정값 중 비 직선형 온도신호를 직선형 온도신호로 보정하여 정밀도를 향상시키도록 구성하는 것이다.
여기서, 상기 컨버터(40)에 형성되는 신호선택부(42)의 신호스위치(42a), 염도보상부(43)의 보상스위치(43a)는 슬라이드스위치, 로터리스위치, 전환스위치, 토글스위치, 시소스위치, 셀렉터스위치 중 1 개나 2 개로 혼용하여 구성할 수 있는데, 본 발명에서는 슬라이드스위치를 적용한 것을 설명하기로 한다.
이러한, 상기 용존산소센서(10)의 용존산소농도 측정범위는 0~20mg/L. 0~20ppb, 0~100ppt이며, 측정수의 온도범위는 -5℃~50℃이고, 포화도(%) 측정범위는 0~200%이며, 측정수의 고도에 따른 대기압 범위는 51~112kPa이고, 측정 정밀도에서 측정오차율은 DO±0.001~0.005mg/L; 온도오차율은 ±0.01℃; 포화도(%)의 오차율은 ±0.05%이며, 측정에 대한 응답시간은 0~30초까지는 90%의 응답률을 나타내고, 30~50초에서는 100% 응답률을 나타내도록 구성할 수 있으나, 측정조건에 따라 용존산소농도 측정범위, 온도범위, 포화도 측정범위, 각 오차율은 변동시켜 조정이 가능할 것이다.
한편, 상기 미터기(50)는 컨버터(40)의 제어로 전류(Current)나 전압(Voltage)단위의 국제통일규격신호를 전달받고 측정수에 대한 염도와 염소량이 자동 보상되어 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm으로 표시되게 형성한다.
이때, 상기 미터기(50)는 측정환경에 따라 현장 측정가능한 현장용 미터기 방식인 제1미터기(50a) 및 제2미터기(50b)나, 현장에서 자동 연속측정이 가능한 온라인미터기 방식인 제3미터기(50c)나, 휴대용으로 원하는 측정현장에서 간편하게 측정하는 포터블 방식인 제4미터기(50d) 방식 중 하나로 구성할 수 있다.
여기서, 본 발명에서 미터기(50)는 현장용 미터기 중 제1미터기(50a)는 다이케스팅 방식으로 제작된 것으로 상부에는 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식으로 이루어지는 표시부(60)가 형성되고, 상기 표시부(60)의 하부에는 조작부(90)가 형성되는 것을 도면으로 표현하여 일 예로 설명하며, 램프부(80)는 선택적으로 구성할 수도 있을 것이다.
아울러, 상기 제2미터기(50b)는 합성수재 몸체의 전면으로 SND(7-세그먼트 디스플레이)방식으로 표시부(60)를 형성하고, 하부로 램프부(80)와 조작부(90)가 형성된 것을 도면으로 표현하여 일 예로 설명한다.
더불어, 상기 제3미터기(50c)는 패널형태의 케이스에 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식으로 이루어지는 표시부(60)가 형성되고, 일측으로 램프부(80)와 조작부(90)가 형성된 것을 도면으로 표현하여 일 예로 설명한다.
그리고, 상기 제4미터기(50d)는 휴대용 케이스에 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식으로 이루어지는 표시부(60)가 형성되고, 하부로 램프부(80)와 조작부(90)가 형성된 것을 도면으로 표현하여 일 예로 설명한다.
이러한, 상기 미터기(50)는 케이스(51)의 후방으로 용존산소센서(10)를 연결하는 입력채널(52)의 일측으로 측정값 출력을 위한 출력채널(53)을 다수 개로 형성한다.
이때, 상기 케이스(51)는 다양한 크기 및 형태로 형성될 수 있는 것으로 몸체에서 전방커버가 개폐됨으로써 몸체의 내부에 구성품들의 관리가 편리하도록 구성한 것이다.
그리고, 상기 케이스(51)의 내부에는 용존산소센서(10)의 연결을 위한 입력채널(52) 및 측정값 출력을 위한 출력채널(53)을 각각 다수 개로 형성한다.
이러한, 상기 용존산소센서(10)는 광 발광 방식을 채택한 비전극방식으로 분극에 따르는 준비시간이 없고 전원을 공급하면 즉각적으로 교정 및 측정 가능하도록 구성한다.
아울러, 상기 입력채널(52)은 하나 이상의 채널로 형성하며, 용존산소센서(10)의 파워선(30a)이 연결되는 전원채널(52a), 접지선(30b)이 연결되는 접지채널(52b), mg/L의 출력형태로 표시되도록 출력신호 전달하는 제1출력선(30c)이 연결되는 제1입력채널(52c), %의 출력형태로 표시되도록 출력신호 전달하는 제2출력선(30d)이 연결되는 제2입력채널(52d)로 구성한다.
더불어, 상기 입력채널(52)에는 용존산소센서(10)와 관계없이 별도의 온도센서로 측정수의 온도를 측정시 온도센서가 연결되는 온도단자채널(52e)이 한 쌍의 제1온도채널(T1), 한 쌍의 제2온도채널(T2)로 이루어지는 4선식 방식으로 형성할 수 있는데, 상기 용존산소센서(10)의 온도단자는 2선식, 3선식, 4선식 중 하나로 형성될 수 있어 이러한 이유로 본 발명의 미터기(50)에서는 온도단자채널(52e)을 4선 식으로 구성하여 온도단자의 개수에 제한을 받지 않도록 구성한 것이다.
또한, 상기 입력채널(52)에는 용존산소센서(10)와 관계없이 별도의 전기 전도도센서로 측정수의 전기전도도를 측정시 전기 전도도센서가 연결되는 전도도채널(52f)을 형성하여 연결할 수 있도록 구성할 수 있다.
즉, 상기 용존산소센서(10)는 온도센서(16)가 형성되어 온도보상이 자동으로 이루어지고, 염도값를 보상하여 전기전도도를 연산하여 보상할 수 있지만 별도의 온도측정센서나 전기전도도센서를 연결할 수 있도록 구성한 것이다.
한편, 상기 출력채널(53)은 용존산소센서(10)의 컨버터(40)에서 전달되는 측정신호를 연산변환부(63)에서 변환하여 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V로 출력하기 위한 절연 신호출력단자(53a)나 온도 측정값을 출력하기 위한 절연 온도출력단자(53b), 전기 전도도 측정값을 출력하기 위한 절연 전도도출력단자(53c)를 다수 개로 형성하고, 측정값과 온도값, 전기 전도도값을 선택적 또는 동시에 출력신호로 출력하도록 구성한다.
이러한, 상기 입력채널(52)이나 출력채널(53)은 터미널단자방식이나 BNC커넥터방식, 핀(Pin) 커넥터 방식 중 하나 또는 혼용하여 구성할 수도 있다.
아울러, 상기 케이스(51)의 내부에는 표리전원이나 AC 0V와 100V 또는 AC 220V의 제1전원단자(51a)가 형성되고, 케이스(51)의 내부에 인버터가 내장되어 DC전원을 이용하기 위한 제2전원단자(51b)를 구성하여 직류전원 환경으로 사용할 수 있도록 구성한 것이다.
그리고, 상기 케이스(51)의 내부에는 보조전원장치(51c)를 형성하여 갑작스런 전원의 OFF시 전원을 지속적으로 공급하여 측정상태를 유지할 수 있도록 구성하는데, 상기 보조전원장치(51c)는 케이스(51)의 내부에 미터기(50)에 제1,2전원단자(51a)(51b)를 통해 전원이 공급될 때 충전지 형태로 전원을 별도도 저장시킨 상태를 유지하다, 제1,2전원단자(51a)(51b)를 통해 공급되는 전원이 정전이나 파워선의 단락으로 전원이 차단될 경우 보조전원장치(51c)를 통해 지속적으로 일정 시간 동안 전원을 보조로 공급하여 측정과정을 지속할 수 있으며 사용자로 하여금 정전에 대비할 수 있는 시간적 여유를 제공하는 구성이다.
아울러, 상기 미터기(50)는 입력채널(52)에 연결되는 용존산소센서(10)의 표시 및 다양한 동종표시단위로 측정값 표시, 전기전도도, BOD측정값 표시, 온도 표시, 염도 측정값 표시, 기압값 및 고도값 표시, 세정 표시, 교정 표시를 하며, 발광격막(21)의 데이터 값이나 사용시간, 사용연한에 의해 교체주기 및 교체시기, 측정값을 상태바 형태나 그래프 형태로 표시하며 프로세서(61)의 반전/비반전부(62)에 의해 정상상태와 비정상상태가 서로 다르게 표시되는 표시부(60)를 케이스(51)의 전방에 형성한다.
그리고, 상기 표시부(60)는 프로세서(61)에서 용존산소센서(10)를 자동으로 인식하거나 컨버터(40)의 입력카드(44)에서 신호를 전달받아 발광격막(21)의 데이터 값이나 사용시간, 사용연한에 의해 교체주기 및 교체시기를 표시부(60)나 램프부(80)를 통해 알림 표시하거나, 상기 교체주기 설정 및 교체시기 알림을 위한 설정시 조작부(90)를 통해 수동으로 설정 입력하여 표시부(60)나 램프부(80)에서 설정에 따라 알림표시 표시하도록 구성한다.
이러한, 상기 표시부(60)는 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식, SND(7-세그먼트 디스플레이)방식 중 하나로 형성할 수 있다.
일 예로 상기 LCD방식은 백라이트 기능이 내장되어 조작시 활성화되어 식별력을 향상시킬 수 있으며, LCM, TN, HTN, STN, FSTN, TFT 중 하나로 사용여건이나 제작여건에 따라 선택적으로 적용 형성할 수 있다.
즉, 상기 표시부(60)의 LCD방식은 조작부(90)를 조작시 백라이트 기능이 활성화되면서 발광되어 화면이 잘 보이도록 구성한 것이다.
그리고, 상기 표시부(60)의 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식은 측정값을 ppb, ppm, ppt 또는 ㎎/L, %, ㎍/L 단위의 수치적이거나 그래픽적으로 나타내는 측정값표시창(60a)과 온도를 섭씨(℃)나 화씨(℉)로 자동이나 수동의 선택으로 나타내는 온도표시창(60b), 접속한 센서의 종류를 나타내는 센서표시창(60c), 오류경고창(60d), 교정내용을 표시하는 교정표시창(60e), 다른 기기로 측정값을 전송하는 출력표시창(56), 세정내용을 표시하는 세정표시창(60j), 측정수질의 농도를 표시하는 농도표시부(60l), 담수 및 해수를 표시하는 염수표시부(60m)을 분할 형성되거나, 한 표시화면에서 다른 표시화면으로 전환되도록 형성할 수 있다.
그리고, 상기 표시부(60)의 SND(7-세그먼트 디스플레이)방식은 측정값을 나타내는 측정값표시창(60a)과 온도를 섭씨(℃)나 화씨(℉)로 자동방식이나 수동방식의 선택으로 나타내는 온도표시창(60b)으로 구성하는 것이다.
이때, 상기 표시부(60)에서 측정값을 그래픽적으로 나타내는 방식은 실시간 측정값을 가로방향이나 수직방향 형태로 그래픽창(60k)을 통해 표시할 수도 있으며, 신호출력단자(53a)에 그래픽방식으로 출력가능한 별도의 프린터를 연결하여 출력할 수도 있을 것이다.
즉, 상기 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식은 전원의 인가와 동시에 화면 전체가 발광되도록 구성한 것이다.
아울러, 상기 SND(7-세그먼트 디스플레이)방식은 측정값을 나타내는 측정값표시창(60a)과 온도를 섭씨(℃)나 화씨(℉)로 자동방식이나 수동방식의 선택으로 나타내는 온도표시창(60b)으로 구성할 수 있다.
그리고, 상기 케이스(51)의 전방커버(10d)에 램프홀(56a)을 형성하고, 섭씨(℃)와 화씨(℉) 표시가 인쇄된 스티커(56b)를 전면에 부착한 제1,2LED램프(56c)(56d)를 램프홀(10f)에 설치하여 제1,2LED램프(56c)(56d)의 발광에 의해 온도측정에 따른 섭씨(℃)나 화씨(℉) 단위가 표시되도록 형성할 수 있다.
아울러, 상기 케이스(51)의 전방커버(10d)의 전면으로 부착되는 패드(56e)에 섭씨(℃)와 화씨(℉)를 표시하고, 섭씨(℃)와 화씨(℉) 표시의 후방으로 제1,2LED램프(52b)(52c)를 전방커버(56)의 램프홀(10f)에 설치하여, 상기 제1,2LED램프(52b)(52c)의 발광시에만 패드(56e)에 인쇄된 섭씨(℃)나 화씨(℉) 표시가 투광되도록 구성한다.
이때, 상기 제1,2LED램프(56c)(56d)는 동일한 색상으로 발광하거나 서로 다른 색상으로 발광하도록 형성할 수 있으며, 패드(56e)에 인쇄되는 섭씨(℃)와 화씨(℉) 표시는 제1,2LED램프(56c)(56d)의 비발광시에는 보이지 않고 발광시에만 빛의 투광으로 표시되도록 하고, 일 예로 제1LED램프(56c)의 발광시에는 섭씨(℃)가 발광 표시되며 제2LED램프(56d)의 발광시에는 화씨(℉)가 발광 표시되도록 구성함이 바람직할 것이다.
여기서, 상기 제1,2LED램프(56c)(56d)의 작동을 통한 섭씨(℃)나 화씨(℉) 단위 표시는 표시부(60)를 SND(7-세그먼트 디스플레이)방식이 적용한 미터기(50)의 제2미터기(50b)에 적용함이 바람직할 것이다.
즉, 상기 SND(7-세그먼트 디스플레이)방식은 전원공급에 의한 도면상 미도시한 발광램프에 의해 발광하도록 구성한 것이다.
이러한, 상기 표시부(60)는 측정관련, 측정범위의 상한치 하한치 제어 관련, 전극관련, 작동관련에 대해 정상작동상태의 표시상태와 비정상작동상태의 표시상태를 나타내는 일 예로는 LCD방식일 경우 백라이트가 점등/점멸을 반복하면 깜빡거림 동작을 수행할 수 있으며, LED방식, OLED방식, 터치패널방식은 반전/비반전부(62)의 제어로 화면 전체의 색상이 흰색에서 빨간색으로 바뀌어 유지되거나 흰색과 빨간색이 번갈아 가면서 변색되는 동작이나 글씨가 기울어지는 기능으로 수행할 수 있고, SND(7-세그먼트 디스플레이)방식은 내부에 다른 색상으로 발광하는 발광LED가 각각 삽입되어 있어 정상상태와 비정상상태에서 다른 색상으로 표현되도록 구성할 수 있는 것이다.
이때, 상기 프로세서(61)를 통해 각종 설정 정보와 오류를 판단한 제어신호가 반전/비반전부(62)로 전달되면 표시부(60)의 색상을 정상상태에서는 비반전상태를 유지하고, 비정상상태에서는 반전상태로 변화시킬 수 있도록 구성한 것이다.
그리고, 상기 미터기(60)의 프로세서(61)에는 용존산소센서(10)의 측정값 및 이상신호, 대비 판단값, 자동 및 수동관리를 위한 관리기기와 통신을 위해 송수신부(71)를 구비하는 사물제어부(70)를 형성한다.
이때, 상기 관리기기는 컴퓨터, 스마트폰, 테블릿PC, 개인휴대용단말기(PDA), 웨어러블 컴퓨터 중 하나를 채택할 수 있는데 본 발명에서는 스마트폰을 채택하여 관리 전용 앱(APP)을 이용하여 제어 관리하는 것을 일 예로 설명한다.
여기서, 상기 용존산소센서(10)의 센서제어부(13)에 의한 제어로 미터기(50)의 사물제어부(70) 및 송수신부(71)를 통해 관리기기와 측정 및 각종 상황을 실시간으로 송신하며 수신되는 설정된 값에 의해 자체제어와 판단 대응이 가능하며, 통신 및 앱 구동을 통해 관리제어가 관리자 없이 실시간으로 이루어지도록 한다.
아울러, 상기 송수신부(71)는 무선방식이나 유선방식의 인터넷망 또는 이동통신망이나 위성통신망을 이용하여 무선방식으로 신호를 전달할 수 있도록 형성하며, 상기 송수신부(71)의 출력신호 형식은 절연된 각종 전압 및 전류 신호, HART통신, RS232C, RS485, Modbus, TCP/IP 중 하나로 구성한다.
이때, 상기 송수신부(71)는 신호를 블루투스를 이용하여 하나의 관리기기와 연결되는 단독 페어링방식이나 복수의 관리기기와 동시에 연결하는 멀티 페어링방식으로 연결되거나, 상기 송수신부(71)는 와이파이나 인터넷망, 이동통신망의 무선송수신방식을 이용하여 하나의 관리기기와 단독 연결되거나, 그룹형태의 관리기기와 복수로 연결하도록 구성한다.
이때, 상기 송수신부(71)는 무선접속장치(AP)가 설치된 일정 범위 안에서 작동하는 근거리무선통신망인 와이파이(Wi-Fi)나 이동하면서 무선통신이 가능한 와이브로(Wibro)방식인 무선광대역인터넷, 무선초고속인터넷, 2.3GHz 휴대인터넷이나 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)방식인 고속하향패킷접속 등의 무선데이터 송수신방식으로 작동하도록 구성한다.
아울러, 상기 송수신부(71)의 무선통신을 위하여 사용할 수 있는 안테나 방식은 무지향성이며 방향성 없이 퍼져서 전송되고 무특정 대다수가 사용하는 핫스팟 등에 이용되며 스캐닝이 간편한 옴니(Omni Antenna)안테나나 방향성을 지니며 일 방향으로 전송되고 특정지역이나 특정구역을 탐지할 경우 다이렉셜 안테나(Directional Antenna)로 구성할 수 있을 것이다.
이러한, 상기 송수신부(71)에는 관리자나 관계자만이 접속할 수 있도록 보안방식은 전파의 출력세기를 특정하는 설정방식, 데이터 범위를 한정하는 조절방식, 비밀번호를 이용하는 설정방식, 공유기를 통한 MAC인증방식 중 하나를 이용하여 구성한다.
더불어, 상기 관리기기는 컴퓨터, 스마트폰, 테블릿PC, 개인휴대용단말기(PDA), 웨어러블 컴퓨터 중 하나로 형성하며, 상기 관리기기는 와이파이나 인터넷망, 이동통신망의 무선송수신방식을 이용하여 무선통신하거나, 상기 관리기기에는 용존산소센서(10)나 컨버터(40)와 신호적으로 연동하는 어플리케이션을 설치하여 용존산소센서(10)의 정보취득 및 관리제어, 업데이트 및 다운로드 하도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 관리기기는 본 발명에서는 컴퓨터와 스마트폰을 도면에 도시한 것을 일 예로 설명하며, 상기 관리기기는 상호간에 무선이나 이동통신망으로 통신하고, 웨어러블 컴퓨터는 손목에 착용하여 휴대가 간편하도록 구성한 것이다.
여기서, 상기 어플리케이션은 관리기기와 설정된 특정시간이나 특정시간간격, 이상이 발생할 경우 실시간으로 실행되면서 관리기기에 표시되어 관리자가 확인할 수 있도록 구성한다.
이러한, 상기 어플리케이션은 이동가능한 스마트폰이, 휴대용단말기, 웨어러블 컴퓨터와 컴퓨터, 테블릿PC에서 구동할 수 있으며 서로 대화형 통신이 가능하도록 구성한다.
그리고, 상기 케이스(51)의 내부에는 측정하는 현장의 기압값 및 고도값을 측정하기 위한 기압계 및 고도계(51d)를 내부에 형성하거나 비형성하며, 상기 기압계 및 고도계(51d)가 비형성된 경우 조작부(90)를 통해 별도의 기압측정장치나 고도측정장치로 측정한 기압값이나 고도값을 수동 입력할 수 있도록 구성한다.
이때, 상기 출력신호의 형식은 절연된 각종 전압 및 전류 신호, HART통신, RS232C, RS485, Modbus, TCP/IP 중 하나로 자동방식 또는 수동방식으로 출력형식을 선택하여 출력변환부(64)의 제어에 의해 다른 분석기나 계측기, 기록계로 전달하도록 케이스(51)의 후방에는 HART출력단자(64a), RS232C출력단자(64b), RS485출력단자(64c), Modbus출력단자(64d), TCP/IP출력단자(64e)를 구성한다.
또한, 상기 표시부(60)는 케이스(51)에 일체로 형성되어 프로세서(61)와 연결 설치되거나, 상기 표시부(60)는 케이스(51)에서 분리되는 분리케이스(54)에 설치되어 분리형태로 구성할 수 있다.
아울러, 상기 프로세서(61)에는 비휘발성이나 휘발성 메모리로 형성이 가능하며, 송수신부(71)와 케이스(51)에 형성되는 통신포트(65a)를 통해 인터넷과 외부기기와 연결하여 측정데이터를 유선 송수신방식으로 전송, 자료를 수신할 수 있는 것을 표시부(60)가 일체로 형성된 형태에 적용함이 바람직할 것이다.
여기서, 상기 비휘발성이나 휘발성 메모리는 프로세서(61)에 회로적인 프로그램 형태로 비휘발성 메모리는 실시간으로 측정하는 데이터가 바로 저장되어 갑작런 미터기(50)의 전원 미 공급으로 인한 작동정지 상태에서 측정한 테이터 값을 잃지 않는 것이며, 휘발성 메모리는 미터기(50)의 작동정지 상태에서 측정한 테이터 값이 저장되지 않는 것이다.
그리고, 상기 프로세서(61)에는 측정값을 제어하는 대상의 출력 값과 설정 값과의 오차를 이용하여 제어 값을 계산해내는 PID제어부(69)를 구성한다.
이때, 상기 PID제어부(69)는 비례적분제어(PI제어)에 미분제어(D제어)를 추가하여 빠르게 목표값에 도달하도록 프로그램적인 것으로, 상기 비례적분제어(PI제어)의 일례로 이는 점점 줄어든 오차 값이 조작량의 분해능 이하로 떨어지게 되면, 현재 값이 목표 값에 아주 근소한 오차를 남겨두며 일정하게 제어되는 방식인데, 적분제어(I제어)는 잔류오차를 없애기 위해 사용되는 것으로 잔류편차를 적분하여 일정크기의 오차 값으로 읽은 다음, 조작량을 증가시켜주는 방식으로 목표 값에 도달하기 위한 일정 시간이 필요한 문제가 있어 PID제어부(87)를 이용하여 구성한 것이다.
그리고, 상기 프로세서(61)에는 블루투스, 와이파이를 이용한 송수신부(71)와 무선 송수신방식으로 실시간 측정값을 표시부(60)에 표시하거나, 측정데이터를 별도의 스마트폰, 개인휴대용 단말기의 외부기기로 송출 및 외부기기의 데이터를 다운로드, 관리하는 하는 것으로 보조케이스(51)를 채택하여 표시부(60)가 분리 형성된 형태에 적용함이 바람직할 것이다.
그리고, 상기 프로세서(61)에는 용존산소센서(10)나 발광격막(21)에 이상발생 감시판단, 측정에 필요한 반응용액 잔여량 감시판단, 도선의 단락 여부를 측정값의 변동이나 측정 아날로그신호의 변화를 이용하여 감시판단하는 퍼지부(61a)를 형성하여, 상기 퍼지부(61a)에 의한 감시판단 작동으로 패널창(60)에 정상과 이상 여부를 표시하고 측정에 대한 수명을 표시하도록 구성한다.
이때, 상기 미터기(50)의 프로세서(61)에는 측정관련 및 감시관련 데이터를 일시적, 설정된 시간에 따라 저장 및 삭제할 수 있는 저장부(61b)를 구성하는데, 상기 저장부(61b)는 실시간으로 저장한 후 일정기간 후 삭제되는 방식이거나 백업 형태로 저장하는 방식이거나 전원이 공급되지 않더라도 저장하는 방식으로 구성할 수 있을 것이다.
그리고, 상기 미터기(50)의 프로세서(61)에는 출력부(12)나 센서제어부(13)에서 전달되는 데이터의 오류를 검출하는 오류검출부(61c), 검출된 오류를 복원하는 오류복원부(61d)를 구성한다.
이때, 상기 오류검출부(61c)와 오류복원부(61d)는 센서제어부(13)에 프로그램된 알고리즘 프로그램을 통해 손실 데이터를 검출 및 복원하고, 고차원의 데이터를 저차원의 데이터로 압축하여 미터기(50)나 관리기기로 전송하면, 미터기(50)나 관리기기에서 압축데이터를 수신받아 복원한 후 분석할 수 있어 데이터전달의 지연문제를 감소시키고, 데이터 손실로 인한 분석상의 오류를 최소화할 수 있도록 구성한다.
아울러, 상기 미터기(50)의 프로세서(61)에는 설정 시간 동안 조작이나 작동이 없을 경우 자동 종료되어 절전되도록 구성한다.
더불어, 상기 표시부(60)의 케이스(51)나 분리케이스(54)에는 USB장치, SD카드장치를 연결하는 이동식저장슬롯(65b)을 구성한다.
이러하, 상기 이동식저장슬롯(65b)과 이어폰잭(83c)은 케이스(51)의 전방커버(56)에 형성되는 개폐 가능한 슬롯커버(65c)을 개방시킬 경우 노출되도록 구성한다.
더불어, 상기 표시부(60)에는 측정시 측정 기울기의 이상 발생이나 측정값에 헌팅현상(측정 지시치가 일정하지 않고 증감되는 현상) 발생, 측정이 이루어지지 않을 경우 세정표시가 세정표시창(60j)을 통해 나타나며, 프로세서(61)의 제어를 통해 별도의 세정장치를 작동시키기 위한 신호를 세정출력단자(55)를 통해 내보내도록 구성한다.
여기서, 상기 세정장치를 구동시키기 위한 신호는 세정장치의 솔레노이드밸브 개폐작동을 위해 미터기(50)와 연결되어 신호를 전달받을 수 있도록 구성한 것이다.
그리고, 상기 표시부(60)는 프로세서(61)와 연결되는 언어변환부(83)를 통해 측정값이나 측정관련 메시지를 한국어, 영어, 중국어, 일어 등 다양한 다국어 언어로 번역 표시되도록 형성한다.
이러한, 상기 표시부(60)는 조작부(90)의 조작을 통해 색상이나 밝기, ON/OFF를 수동방식으로 조절하거나 조도를 조도센서(66)에서 감지하여 광(光)량에 따라 밝기, ON/OFF를 자동방식으로 조절하도록 구성할 수도 있다.
아울러, 상기 표시부(60)의 전면으로 표시전환부(68)를 케이스(51)에 부착하여 표시부(60)를 확인할 없는 상부나 하부 위치에서 화면 내용을 확인할 수 있도록 구성하는 것으로, 상기 표시전환부(68)는 케이스(51)에 결합될 수 있는 프레임(68a)에 표시부(60)의 전면에 위치되는 프리즘이나 잠망경 방식으로 빛의 굴절을 이용하는 방향 전환이 가능한 굴절부재(68b)의 기능으로 표시부(60)를 정면에서 투영하지 못하는 시선 범위를 벗어나 설치된 경우에도 표시전환부(68)를 통해 표시부(60)의 표시화면을 파악할 수 있도록 구성한 것이다.
아울러, 상기 미터기(50)의 표시부(60) 주변으로 정상상태, 비정상상태, 상한/하한값, 용존산소센서(10)의 접속여부, 전극 연결의 오류표시, 잠금관련 상태를 나타내는 램프부(80)를 형성한다.
이때, 상기 램프부(80)는 미터기(50)에서 5~6개로 서로 다른 색상으로 발광하도록 형성되어 각종 상태를 램프의 점등/점멸, 특정패턴으로 점멸작동하거나 발광색상으로 상태를 표시하는 것으로 일 예로 정상측정작동 상태로 측정시에 모든 전극에 해당하는 것을 표시하며, 측정 및 측정과정의 비정상 작동시 오프(OFF)되면서 다른 색깔로 발광하고, 상한값(HA)에 도달했을 때 알림을 나타내며, 하한값(LA)에 도달했을 때 알림을 나타내고, 광학식, 전기화학식 방식 중 선택된 용존산소센서(10)가 접속되어 측정하는 경우를 나타내도록 구성할 수도 있는 것으로, 특히 SND(7-세그먼트 디스플레이)방식을 채택하는 표시부(60)와 함께 이상 여부를 표시하도록 구성할 수 있다.
여기서, 상기 케이스(51)의 일 측에는 부저(81)를 형성하여 측정에 관련 사항이나 비정상태를 소리나 음성지원으로 알림하도록 형성하여 청각적으로 사용자에게 알림 할 수 있는 기능을 갖도록 구성한 것이다.
아울러, 상기 케이스(51)의 일측에는 카메라(82)와 마이크(83), 이어폰잭(83c)을 형성하여 현장과 통제소와 실시간 영상통화가 되도록 구성하여, 현장 관리자와 통제소 관리자가 측정되는 상태에서 카메라(82)와 마이크(83)를 이용하여 영상과 음성을 통해 실시간으로 현장과 통제소간에 상황을 전달받을 수 있으며, 소음이 많은 현장에서는 이어폰잭(83c)을 이용하여 음성전달이 명확하도록 구성한 것이다.
그리고, 상기 미터기(50)의 램프부(80) 주변으로 측정값의 단위설정, 측정범위의 상한값과 하한값 설정 및 교정 설정, 측정간섭 인자 보상설정, 세정 설정, 보안설정, 용존산소센서(10)의 교정 조작하며 점자가 형성된 조작부(90)로 발전소나 각종 분야에 이용하는 수질의 용존산소농도 측정값을 나타내도록 형성한다.
이러한, 상기 램프부(50)의 주변으로 측정값의 단위설정, 측정범위의 상한값과 하한값 설정 및 교정 설정, 측정간섭 인자 보상설정, 세정 설정을 위한 다수개의 릴레이 조작, 용존산소센서(10)의 교정 조작 조작부(90)를 형성한다.
여기서, 상기 조작부(90)는 측정 및 용존산소센서(10)의 측정항목 선택모드, 단위선택모드, 측정용액선택모드, 교정모드, 염도보상모드, 온도보상 모드, 기압 및 고도보상 모드, 간섭보상모드, 분극모드, 상한/하한값 설정모드 및 설정된 값에 의한 알림기능 설정모드, 세정관련 모드, 세팅모드, 엔터모드, 잠금/해제모드를 수행하도록 다수개의 제1~4버튼(90a)(90b)(90c)(90d) 및 각종 설정시 이동과 값을 증감하기 위한 제5~8버튼(90e)(90f)(90g)(90h)로 구성한다.
그리고, 상기 제1~4버튼(90a)(90b)(90c)(90d) 중 하나의 버튼을 이용하여 조작 횟수에 따라 모드가 달라지거나, 상기 제1~4버튼(90a)(90b)(90c)(90d) 중 두 개 또는 세 개를 동시에 조합 조작하면 실행 모드에서 다른 모드를 수행하도록 형성하는 것이다.
아울러, 미터기(50)에는 별도의 유량계나 유속계를 이용하여 유량 및 유속을 측정한 후 측정값을 조작부(90)를 이용하여 수동으로 입력 보상할 수도 있다.
또한, 상기 제1~8버튼(90a)(90b)(90c)(90d)(90e)(90f)(90g)(90h)에는 시각장애인을 위한 점자(91)를 구성할 수 있으며, 상기 신호출력단자(53a)에 점자 출력가능한 프린터를 연결할 경우 측정데이터를 점자 인쇄물 형태로 출력할 수 있어 시각 장애인이더라도 미터기(50)를 이용하는데 문제가 없도록 구성한 것이다.
그리고, 상기 점자(91)는 별도 조작부(90)에 표시하기 어려운 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식에서는 키보드 같은 별도의 조작부에 표시하여 구성할 수도 있으며, 점자(91)는 제1~8버튼(90a)(90b)(90c)(90d)(90e)(90f)(90g)(90h)을 나타나는 표시만 표시되고 제1~8버튼(90a)(90b)(90c)(90d)(90e)(90f)(90g)(90h)의 조합조작 기능은 미터기(50)를 제조하는 제조자가 별도로 제공하는 메뉴얼 책자에 점자로 표시하여 제공하거나 메뉴얼이 음성으로 지원되는 콤팩트디스크(Compact Disc)로 공급함으로써 시각장애를 가지는 사용자더라도 미터기(50)를 간단히 사용할 수 있을 것이다.
이렇게, 본 발명의 미터기(50)에서 조작부(90)의 버튼을 일 예로 제1~8버튼(90a)(90b)(90c)(90d)(90e)(90f)(90g)(90h)으로 구성한 것을 설명하며 최소개의 개수로 버튼을 구성하여 미터기(50)의 체적은 작게 유지시키면서 조합조작에 의해 여러 기능을 수행하도록 구성한 것이다.
아울러, 상기 제1~8버튼(90a)(90b)(90c)(90d)(90e)(90f)(90g)(90h)이 형성된 케이스(51)의 일측에는 다이얼(99)로 작동하는 다이얼조작부(92)를 형성하여, 다이얼(99)의 회전으로 제1~4버튼(90a)(90b)(90c)(90d)의 기능을 수행할 수 있으며, 다이얼(99)은 제1~7버튼(90a)(90b)(90c)(90d)(95)(96)(97)의 기능 수행과 누르면 제4버튼(60d)의 기능을 수행하도록 구성한 것이다.
이때, 상기 다이얼(99)을 좌/우 방향으로 회전시키면 표시부(60)의 표시된 각종 모드 구역이 순차적으로 위/아래 방향, 또는 좌/우 방향으로 이동하면서 선택되고 다이얼(99)을 가압하면 선택된 모드가 선택되는 구성이다.
이러한, 상기 미터기(50)는 측정 현장에 설치하기 위하여 패널(1)을 타공하여 삽입 설치하는 패널설치형, 벽면(2)에 설치하는 벽설치형, 수직이나 수평방향으로 설치된 파이프(3)에 고정하는 파이프설치형, 기기의 판넬(4)에 설치하는 판넬설치형 중 하나로 구성할 수도 있다.
즉, 상기 패널설치형은 현장의 패널(1)을 케이스(51)의 후방이 삽입가능하게 타공한 공간으로 삽입 후 후방에서 별도의 브라켓(B)을 이용하여 고정하는 방식이며, 벽면 설치형은 브라켓(B)을 벽면(2)에 고정시킨 상태에서 미터기(50)를 브라켓(B)에 체결하여 고정하는 방식이며, 파이프설치형의 현장의 특성에 맞게 파이프(3)를 수평이나 수직으로 설치한 후 미터기(50)와 브라켓(B)의 사이에 파이프(3)를 위치시킨 후 고정하는 방식이며, 판넬설치형은 표시부(60), 램프부(50), 조작부(90)를 터치방식으로 현장 및 사용 여건에 따라 선택적으로 적용 가능한 구성이다.
즉, 상기 스마트수질측정장치(100)는 용존산소센서(10)의 광학부(15)에서 자극광을 조사하여 수질에 포함된 산소량에 의해 발광강도 및 시간에 따라 변화되는 반사 입사광량을 수광 및 측정하여 용존산소량을 산출할 때, 센서마다 측정시 다양한 측정값 범위 및 측정값 단위로 발생하는 고유 아날로그신호를 컨버터(40)를 이용해 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호로 변환시켜 다양한 미터기(50)와 호환성을 향상시키고, 상기 미터기(50)와 조작과 관계없이 현장에서 용존산소센서(10)를 사물인터넷 기능으로 실시간으로 통제 관리할 수 있도록 구성하는 것이다.
이때, 상기 미터기(50)의 표시부(60)에서 용존산소센서(10)의 측정값을 표시하기 위하여 연산부(41d)에서 변환된 출력신호를 국제통일규격신호로 전달받아 출력신호나 염도 및 염소량 보상 기능과 연산 변환 기능을 갖는 본 발명의 미터기(50)의 연산과정을 살펴보면 다음과 같다.
1. 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)의 출력신호를 0~5V 혹은 1~5V로 출력시킬 경우 미터기(50)에서 mg/L의 단위로 측정값을 표시하기 위해서 mg/L = A × Voltage (여기서, A는 측정값을 mg/L로 계산하기 위한 전압값 대비 데이터 상수, Voltage는 용존산소센서의 측정 전압 출력값) 의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성할 수도 있다.
2. 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)의 출력신호를 0~5V 혹은 1~5V로 출력시킬 경우 미터기(50)에서 포화도(%)의 단위로 측정값을 표시하기 위해서 % = B × Voltage × 100% (여기서, B는 측정값을 %로 계산하기 위한 전압값 대비 데이터 상수, Voltage는 용존산소센서의 측정 전압 출력값) 의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성할 수도 있다.
3. 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)의 출력신호를 4~20㎃로 출력시킬 경우 미터기(50)에서 mg/L의 단위로 측정값을 표시하기 위해서 mg/L = C × Current -α(여기서, C는 측정값을 mg/L를 계산하기 위한 전류값 대비 데이터 상수, Current는 용존산소센서의 측정 전류 출력값, α는 데이터 상수 값에 대한 계수) 의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성할 수도 있다.
4. 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)의 출력신호를 4~20㎃로 출력시킬 경우 미터기(50)에서 포화도(%)의 단위로 측정값을 표시하기 위해서 % = (D × Current - β) × 100% (여기서, D는 측정값을 % 를 계산하기 위한 전류값 대비 데이터 상수, Current는 용존산소센서의 측정 전류 출력값, β: 데이터 상수 값에 대한 계수) 의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성할 수도 있다.
5. 상기 염도센서(28)에 측정되는 염도값을 염도보상부(43) 제어로 염분이 존재하는 측정수를 측정할 경우 염도보상을 위해서 용존산소농도(mg/L, After) = 용존산소농도(mg/L, Before) × S (여기서, After : 측정 후 산소농도 , Before : 측정 전 산소농도, S : 보상팩터) 의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성할 수도 있다.
이때, 상기 보상팩터 S 는 '염도= 0 ppt' 인 경우에는 S = 1로 산정하며, 상기 보상팩터 S 는 '염도= 35 ppt' 이며 측정수 온도에 따라 S를 산정하여 보상하도록 구성한다.
5. 상기 미터기(50)는 염소량 보상을 위해서 염소량(Chlorinity:ppt단위) = δ × 염도(Salinity) (여기서, δ는 염도에 따른 간섭보상계수, 염도는 용존산소센서의 측정에 따른 보상값) 의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성할 수도 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 28에 도시된 바와 같이, 상기 스마트수질측정장치(100)를 이용하여 수질의 용존산소량을 측정하기 위해서는 용존산소센서(10)의 센서몸체(14)에서 보호캡(24)을 해체한 다음 측정캡(20)의 발광격막(21)은 건조되지 않은 시간내로 침적형 측정방식, 유통형 측정방식이나, 삽입형 측정방식이나, 샘플링 측정방식 중 하나 방식을 채택하여 설치를 한다.
이때, 상기 용존산소센서(10)는 일 예로 침적형이나 샘플링형 측정방식일 경우에는 별도의 센서홀더나 배관에 제1나선(14f)을 체결하여 설치하며, 삽입형이나 유통형 측정방식일 경우 배관이나 샘플링 홀더에 제2나선(14g)을 이용하여 설치를 한다.
여기서, 상기 컨버터(40)는 외부로 노출되도록 하며 신호선(30)의 제2신호선(32)은 미터기(50)와 연결한다.
이때, 상기 미터기(50)는 날짜 설정 실행 시 좌측 상단에 년-월-일의 형태로 점멸하는데 조작부(90)의 상/하/좌/우 키 기능을 하는 제5~8버튼(90e)(90f)(90g)(90h)를 조작해 년-월-일 순으로 변경하며, 온도 단위로 °C 또는 °F를 사용할 수 있다.
이후, 상기 용존산소센서(10)의 커버(41c)를 열고 발광격막(21)의 정보가 담겨진 입력카드(44a)를 제1슬롯(44b)에 삽입한 후 미터기(50)를 통해 전원을 공급하면서 용존산소를 측정하게 되는데, 상기 입력카드(44a)를 입출력부(44)의 제1슬롯(44b)에 삽입 접속하면 미터기(50)나 표시부(60)에 발광격막(21)에 대한 시리얼정보 및 용존산소센서(10)의 스펙 정보가 표시되면서 확인할 수 있는 특징이 있다.
그리고, 상기 입력카드(44a)에서는 용존산소센서(10)를 측정에 사용하기 시작한 시점부터 발광격막(21)의 수명을 체크하여 미터기(50)나 표시부(60)에 표시하여 관리자에게 알림하며, 측정캡(20)을 교체할 경우 입력카드(44a)도 함께 교체하여 제조상 발광격막(21)의 특성을 측정에 반영하여 오차율을 줄이고 측정간섭인자 및 오류가 발생하지 않는 특징이 있다.
아울러, 상기 용존산소센서(10)의 측정값이 비정상적이거나 측정이 불가능할 경우에는 버튼홀(46b)를 통해 뾰족한 도구를 이용하여 설정버튼(46a)을 약 3초가 가압하는 단순 동작으로 관리소의 제어를 거치지 않고 초기화 교정작업을 현장에서 간단하게 시행할 수 있어 현장 대응성이 증대되고 응급대응이 빨라 측정에 대한 지연시간이 발생하지 않는 특징이 있다.
또한, 상기 설정버튼(46a)을 이용하지 않을 경우에는 입출력부(44a)에 표준로더기를 접속시켜 용존산소센서(10)를 간단히 현장에서 스팬(Span), 기울기(Slop), 제로(Zero) 교정할 수 있는 특징이 있다.
아울러, 상기 미터기(50)를 이용해서는 물에 에어 펌프나 급기 장비를 이용하여 물을 공기포화시키는 공기 포화 물 방식이나, 밀폐된 용기 내에 수분을 함유한 스폰지를 넣고 용존산소센서(10)를 용기 내에 넣어 내부 공기를 측정하는 수분 포화 공기 방식을 이용하는 100% 포화교정 방식으로 교정할 수 있는 특징이 있다.
이러한, 상기 설정버튼(46a)을 이용하여 교정할 경우 교정상태가 미터기(50)의 표시부(60)에 표시됨으로써 관리소에서 쉽게 교정과정 및 이상 여부를 판단할 수 있는 특징이 있다.
이때, 상기 스마트수질측정장치(100)와 연결되는 미터기(50)는 컨버터(40)에서 국제통일규격신호인 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 출력신호를 전달받아 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm으로 바로 연산 후 표시하는 연산 기능이 구비된 것으로, 상기 컨버터(40)의 컨버버제어부(41)는 센서제어부(13)의 구동부(11) 및 출력부(12)를 통해 용존산소센서(10)의 측정 고유 아날로그신호를 전달받아 국제통일규격신호인 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 출력신호로 연산하는 연산부(41d)로 형성된 것을 일 예로 설명한다.
다음으로, 상기 스마트수질측정장치(100)의 용존산소센서(10)는 신호선(30)의 파워선(30a)은 입력채널(52)의 전원채널(52a)에 연결하여 미터기(50)에서 +5~16V의 전원을 공급받고 접지선(30b)은 접지채널(52b)에 연결하여 접지시키며, 표시값을 4~20mA의 출력신호를 전달하는 제1출력선(30c)은 제1입력채널(52c)에 연결하고, 광학부(15)의 측정에 따른 측정범위에 따른 측정값을 각각 전달하는 제1~3농도출력선(31)(32)(33)을 미터기(50)의 입력단자에 연결하며, 광학부(15)의 측정에 의한 염분수 측정값과 비염분수 측정값을 각각 전달하는 제1,2염수출력선(34)(35)을 미터기(50)의 입력단자에 연결하여 측정을 위한 설치를 완료하여 시행한다.
아울러, 상기 용존산소센서(10)를 이용하여 측정할 수질의 염분을 염도센서(28)에서 감지하면 염도보상부(43)의 제어를 통해 염분량에 따라 담수(Normal Water)이나 바닷물(Sea Water) 측정조건 중 하나를 자동으로 선택한다.
여기서, 상기 염도보상부(43)를 이용하여 염도 보정 활성화 상태에서 용존산소농도를 측정할 경우에는 조작부(90)를 이용하여 염도 보정을 표시창(60)에서“SON”에 위치시키며, 제5,6버튼(90e)(90f)을 조작하여“측정을 선택하고 “입력”인 제4버튼(90d)을 누르고, 염도를 어떤 단위로 입력할지 선택하고 제4버튼(90d)를 누른다.
이때, 염도 입력 단위는 ‰ 또는 ppt로써 제5,6버튼(90e)(90f)을 조작하여 점멸 값을 변경한 후 좌/우 제7,8버튼(90g)(90h)버튼을 조작하여 다음 자릿수로 이동한 다음 변경을 완료하면 제4버튼(90d)를 누른다.
이후, 상기 미터기(50)를 작동시켜 파워선(30a)을 통해 전원이 용존산소센서(10)로 공급되면 구동부(11)의 제어로 광학부(15)가 작동하면, 상기 광학부(15)의 발광소자(15a)에서 청색의 광이 조사되면 광학렌즈(15b)를 통과하면서 굴절되어 발광격막(21)에 부딪혀 반사되어 수광소자(15c)로 입사된다.
이때, 상기 발광소자(15a)에서 조사되는 자극광과 수광소자(15c)로 유입되는 발광 광량을 비교하여 컨버터(40)의 제어로 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm으로 측정하도록 발광소자(15a)의 발광세기를 자동으로 조절하여 수질에 따른 알맞은 측정조건을 설정한다.
이러한, 상기 용존산소센서(10)의 용존 산소량 측정원리는 측정수에 용존된 산소가 발광격막(21)의 형광물질에 발광의 세기 및 지속시간에 따라 영향을 주면 수광소자(15c)에서 발광을 감지해 출력 값을 출력부(12)를 통해 컨버터(40)로 전달하는 단순화 과정을 통해 가장 정확하고 정밀한 정보를 얻을 수 있도록 변조 과정을 거친다.
아울러, 상기 발광소자(15a)의 발광 광(여기 광)이 광학렌즈(15b)를 통과하여 산소 투과성 코팅층(23)의 형광염료, 기질을 타격하면, 코팅층(23)의 분자가 여기 광을 흡수하여 들뜬(여기) 상태에 이르게 된다.
이때, 상기 수광소자(15c)로 입사되는 빛은 코팅층(23)의 형광물질에 반사되어 돌아오는 반사광을 측정하여 정확도와 안정성을 증진할 수 있고 발광소자(15a)의 청색 자극광을 조사해 에너지 준위를 높이면 코팅층(23)에서 발광이 일어나고, 수광소자(15c)가 발광 지속시간을 적색 광에 대비해 용존산소 농도를 안정적으로 산출하는 것이다.
즉, 상기 광학부(15)에서는 발광소자(15a)의 청색 자극광 특정 주파수에서 사인파 변조하며, 동 주파수는 코팅층(23)의 발광 수명 및 분석 대상 최대/최소 수명과 관련이 있다.
이렇게, 상기 수광소자(15c)로 입사된 입사광을 측정하는 파라미터는 발광소자(15a)의 청색 자극광 여기 신호의 위상 지연은 코팅층(23)의 부근 용존산소(보통은 분석 대상물에 들어있는 산소)량과 역관계에 있다. 이러한 위상 변조 기법으로 발광의 산소 의존성 소광 수명을 측정하게 되는 것이다.
즉, 상기 코팅층(23)의 분자는 빛을 방출함으로써 여기 에너지를 내놓는데, 빛 에너지를 흡수한 다음 방출하기까지의 시간이 발광 지속시간이며 발광 지속시간은 정확하게 아는 양이며 여러 요소에 영향을 받는데, 영향의 정도는 예측이 가능하고, 상기 요소 가운데 하나가 매체 내 산소량이되는 것이다.
이렇게, 상기 수광소자(15c)로 입사된 입사광의 전기적 신호가 구동부(11)로 들어가면, 구동부(11)에서 방출된 광신호를 처리해 용존산소량에 대응하는 값으로 정확하게 바꿔주고, 신호 처리에는 이전 교정 및 온도센서(16)에 의한 자동 온도보상 정보가 포함되어 산출되어 출력부(12)를 거쳐 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)로 전달되면 연산부(41d)에 의해 국제통일규격신호인 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V로 연산 변환되어 미터기(50)로 전달하여 표시하게 된다.
이때, 측정된 데이터 값을 저장하기 위해서는 좌/우 버튼인 제5,6버튼(90e)(90f)을 조작하여 “저장”을 선택하고 입력인 제4버튼(90d)을 누르면, 미터기(50)에 데이터를 저장하게 되면 저장이 완료되면 제4버튼(90d)을 눌러 복귀하면 표시창(60)에 저장데이터가 표시된다.
한편, 저장된 데이터를 불러오기 위해서는 좌/우 버튼인 제5,6버튼(90e)(90f)을 조작하여 “불러오기”메뉴를 선택하고 입력버튼인 제4버튼(90d)을 누르면 저장된 데이터를 불러올 수 있다.
그리고, 상기 염도보상부(43)에 의한 측정염도값을 이용하여 염소량을 수치적으로 자동 보상하는 특징이 있다.
또한, 상기 스마트수질측정장치(100)는 컨버터(40)의 입출력부(44)에 형성된 제2슬롯(44b)에 외부기기를 연결하여 측정값, 측정인자를 별도로 미터기(50)를 이용하지 않고 현장에서 직접적으로 다운받거나 용존산소센서(10)나 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)에 대한 업데이트 항목이 있을 경우 업데이트 기기를 연결하여 현장에서 간단히 추가 업로드 가능함으로써 관리적 측면에서 편리함이 극대화되는 특징이 있다.
아울러, 상기 미터기(50)의 프로세서(61)에는 설정 시간 동안 조작이나 작동이 없을 경우 자동 종료됨으로써 불필요한 전력의 낭비를 예방하는 특징이 있다.
이러한, 상기 컨버터(40)의 연산부(41d)에 의해 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호로 연산 변환 전달된 신호는 미터기(50)에서 재 연산되어 mg/L(ppm 이나 ppb, ppt로 환산 값)단위나 포화도(%)단위로 표시되며, 각 단위에 따른 미터기(50)의 표시값을 연산식으로 나타내면 다음과 같다.
1. 출력신호가 0~5V 혹은 1~5V이며 용존산소측정값을 mg/L로 표시할 경우에는 전압값 대비 데이터 상수값 A와 용존산소센서의 측정 전압 출력값인 Voltage를 곱하여 연산변환된다.
2. 출력신호가 0~5V 혹은 1~5V이며 용존산소측정값을 %로 표시할 경우에는 전압값 대비 데이터 상수값 B와 Voltage는 측정 전압 출력값인 Voltage를 곱하여 연산변환된다.
3. 출력신호가 4~20mA이며 용존산소측정값을 mg/L로 표시할 경우에는 전류값 대비 데이터 상수값 C와 용존산소센서의 측정 전류 출력값인 Current를 곱한 값에서 데이터 상수 값 α를 빼기하여 연산변환된다.
4. 출력신호가 4~20mA이며 용존산소측정값을 %로 표시할 경우에는 전류값 대비 데이터 상수값 D와 용존산소센서의 측정 전류 출력값인 Current를 곱한 값에서 데이터 상수 값 α를 빼기한 계산값에 100%를 곱하여 연산변환된다.
5. 측정수에 염분이 함유된 경우 염도센서(28)에서 측정되는 염도보상을 위해서는 용존산소농도(mg/L, After) = 용존산소농도(mg/L, Before) × S (여기서, After : 측정 후 산소농도 , Before : 측정 전 산소농도, S : 보상팩터)로 연산변환된다.
6. 측정수의 염도에 따른 염소량보상을 위해서는 염도에 따른 간섭보상계수값 δ와 용존산소센서의 측정에 따른 염도 보상값을 곱하여 연산변환된다.
아울러, 상기 스마트수질측정장치(100)의 용존산소센서(10)와 미터기(50)를 서로 연결하는 신호선(30)은 워터프로프 방식으로 제작되어 장시간 측정수에 침적되더라도 수분이 침투하거나 함유하지 않는 특징이 있어 수명이 연장되고 신호 전달시 간섭요인이 발생하지 않는 특징이 있다.
아울러, 상기 용존산소센서(10)에서 측정된 용존산소 측정값은 미터기(50)에서 직접 표시될 수 있지만 사물제어부(70)를 이용하여 송수신부(71)와 관리기기가 통신이 이루어지도록 설정하여 실시간 통신가능하도록 설정한다.
즉, 상기 용존산소센서(10)의 측정값은 직접 또는 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)의 연산 변환과정을 거쳐 사물제어부(70)의 송수신부(71)를 통해 관리기기로 측정신호를 직접 송출할 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 관리자 식별번호 01인 자가 관리기기를 통해 ODO-001센서에 'ODO 001 측정값과 수온, 용존산소값(DO), 측정조건을 보여줘.'라는 명령을 입력하면 사물제어부(50)에서 인식하여 관리자 01인 관리자가 요구하는 측정값을 ODO-001센서는 송수신부(60)을 통해 '출력신호는 전압(Voltage)이며 측정전압은 3으로 측정값은 12mg/L이고, 포화도는 120%이며, 수온은 25℃, 일반농도로 측정되며 담수 측정조건 입니다.'의 실시간 대화형태로 알려주게 되는 것이다.
이렇게, 상기 용존산소센서(10)나 컨버터(40)의 사물제어부(70)에서 각각 수질의 측정값 및 특성을 실시간으로 관리기기로 전송함으로써 관리자는 측정상황 및 측정환경 상태를 파악할 수 있다.
그리고, 상기 용존산소센서(10)의 센서몸체(14)에 형성된 표시부(60)을 통해 측정값표시창(60a)을 통해 측정값을 표시하고, 온도표시창(60b)을 통해 측정하는 온도를 섭씨(℃)나 화씨(℉)로 표시하며, 전극표시부(60c)에서 전극의 접속상태를 나타내고, 교정표시부(60)을 통해 측정에 맞지 않는 전극의 연결시 표시하며, 출력표시창(60i)을 통해 관리기기로 측정값을 전송하는 상태를 나타내고, 세정표시창(60j)을 통해 세정내용을 표시하여 관리자가 직접 확인할 수 있는 특징이 있다.
아울러, 상기 표시부(60)는 프로세서(61)의 반전/비반전부(68)에 의해 정상상태와 비정상 상태를 색상이 다르게 표시하거나 깜빡거림의 동작으로 원거리에서 육안으로 쉽게 알아볼 수 있는 특징이 있다.
더불어, 상기 표시부(60)는 프로세서(61)의 언어변환부(69)에 의해 측정값이나 측정관련 메시지를 한국어, 영어, 중국어, 일본어, 불어 등으로 다양하게 표현할 수 있으며, 측정환경의 조도를 조도센서(66)로 감지하여 표시부(60)의 색상이나 밝기조절, ON/OFF 작동을 자동으로 수행할 수 있는 특징이 있다.
한편, 상기 용존산소센서(10)의 측정성능이 저하되는 경우 미터기(50)에 형성되는 고도계(40c)와 기압계(40d), 센서몸체(14)에 형성되는 유량계(14a), 유속계(14b)의 측정값을 토대로 프로세서(61)의 제어작동을 통해 세정부(93)를 알맞은 세기로 작동시켜 발광격막(21)에 부착된 이물질을 자동으로 제거하는 세정작업이 이루어지는 특징이 있다.
그리고, 상기 용존산소센서(10)의 센서몸체(14)에 형성되는 감시부(82)의 외부감시부(83)를 통해 측정장소의 상황을 음향이 포함된 영상으로 촬영기록하며, 센서몸체(14)에 형성되는 수중감시부(86)를 통해 수중의 탁도나 어종 및 활동량, 개체수 확인할 수 있어 측정에 관계되는 주변환경과 수중생태 환경의 자료를 수집할 수 있는 특징이 있다.
아울러, 상기 감시부(82)의 일측에 설치되는 조명장치(87)에 의해 카메라(82)나 수중카메라(84)의 촬영시 조명의 기능을 부여하여 선명한 촬영이 가능한 특징이 있으며, 적외선카메라(88)를 형성하여 야간에도 측정환경을 선명하게 촬영할 수 있는 특징이 있다.
또한, 상기 퍼지부(61a)에 의해 용존산소센서(10)에 형성된 발광격막(21)에 이상발생 감시판단, 도선의 단락 여부를 측정값의 변동이나 측정 아날로그신호의 변화를 이용하여 감시판단하여 정상과 이상 여부를 표시하고 측정에 대한 수명 정보를 미터기(50)나 관리기기로 전달하는 특징이 있다.
한편, 상기 용존산소센서(10)를 각각 다수 개로 설치할 경우 임의의 개수로 그룹을 형성하여 각 그룹에서 하나의 용존산소센서(10)를 메인센서로 설정하고 나머지는 서브센서로 지정하여 그룹에 해당하는 용존산소센서(10)들 간의 상호 통신을 통해 측정값이나 이상 여부를 대비판단하여 미터기(50)나 관리기기로 송출하여 관리자가 쉽게 측정상황 및 이상 여부를 판단할 수 있도록 하는 특징이 있다.
그리고, 상기 저장부(61b)를 이용하여 측정관련 및 감시관련 데이터를 일시적, 설정된 시간에 따라 저장 및 삭제할 수 있으며, 이 과정에서 오류검출부(61c)와 오류복원부(61d)에 의해 프로세서(61)로 전달되는 데이터의 오류를 검출하고 복원할 수 있어 측정의 정확도를 유지가능한 특징이 있다.
이로써, 기존의 유비쿼터스나 M2M(Machine to Machine: 사물지능통신)과 다르게 본 발명의 스마트수질측정장치(100)는 인터넷이 가능한 지역에서 실시간으로 관리기기를 통해 측정정보 및 이상 여부 정보, 측정환경 정보를 대화형태로 관리자와 보고 및 지시사항을 주고 받으면서 인식하여 스스로 대비판단 및 제어할 수 있는 특징이 있다.
그리고, 관리자는 스마트수질측정장치(100)가 사물인터넷 기능을 지녀 관리가 편리하고 넓은 측정지역을 간단히 실시간으로 통제 제어 관리 가능하며 이상징후 시 즉각적으로 원격제어를 통해 대응조치를 할 수 있는 특징이 있는 것이다.
이러한, 상기 스마트수질측정장치(100)의 용존산소센서(10)는 종래의 용존산소측정센서의 전기화학센서나 폴라로그래픽센서와 비교해보면 다음과 같은 개선된 특징이 있다.
1. 유량의존 : 유량의존이란 센서 출력이 멤브레인 전반의 흐름이나 유속에 의존하는 이 현상을 말하는데, 종래의 전기화학센서는 측정 중에 산소를 소모하기 때문에 샘플운동을 통해 산소를 공급해주지 않으면 출력이 비정상적으로 낮아지는 문제점이 있으나, 본 발명의 용존산소센서(10)는 산소 소모 없이 용존산소를 측정하므로 유량의존이 나타나지 않고 교반도 필요치 않는데 특히 측정환경이 낮은 유속이거나 이를테면 현장에서 교반 및 운동이 어려운 조건에서 측정가능한 특징이 있다.
2. 측정을 위한 준비시간 : 종래의 폴라로그래픽센서는 분극에 5~15분 가량을 소요한 뒤 측정을 할 수 있는 문제가 있으나, 본 발명의 용존산소센서(10)는 비 전극방식으로 분극에 따르는 준비시간이 없기 때문에 샘플링 용도로 사용 시 매우 적합한 특징이 있으며, 전원만 넣으면 즉각적으로 교정 및 측정가능한 특징이 있다.
3. 교정주기 : 본 발명의 용존산소센서(10)는 전기화학센서 대비 교정드리프트가 매우 적은 편이어서 교정주기를 길게 잡을 수 있는 특징이 있다.
4. 측정간섭 : 종래의 전기화학센서는 멤브레인에 황화수소를 위시한 일부 간섭기체가 침투해 전극 및 출력에 영향을 미쳐 측정시 간섭이 나타나는 문제점 있는 반면, 본 발명의 용존산소센서(10)는 아무런 영향을 받지 않으므로 폐수, 하저, 습지대 등 황화수소환경에서 사용가능한 특징이 있다.
이때, 상기 간섭 기체는 100% 일산화탄소 1% 미만, 100% 이산화탄소 1% 가량, 100% 수소 1% 미만, 100% 염소 O2반응의 2/3, 100% 헬륨 없음, 100% 아산화질소 O2반응의 1/3, 100% 에틸렌 없음, 100% 일산화질소 O2반응의 1/3 등을 예로 들수 있다.
5. 유지보수요건 : 종래의 전기화학센서 멤브레인은 사용전 세척준비가 필요하며, 몇 주 단위 수시로 교체해야 하는 번거로운 문제점이 있는 반면, 본 발명의 용존산소센서(10)의 광학부(15)는 최하 2년에 1회 교환으로 충분하고, 세척이 요구되지 않으며, 구동부(11) 및 출력부(12), 발광소자(15a)나 수광소자(15c)가 설치된 PCB를 별도로 교체할 수 있어 유지비용이 절감되는 특징이 있다.
아울러, 기존의 센서몸체에 신호변환기능이 구비된 수질측정센서의 경우 단지 신호변환 기능만을 지니고 있어 사용상의 제약적인 문제점이 있었으나, 본 발명은 현장에서 출력신호 및 측정수에 관한 측정조건, 교정작업, 각종 데이터의 다운이나 업로드를 시행할 수 있는 개선된 특징이 있다.
또한, 기존의 센서몸체에 신호변환기능이 구비된 수질측정센서의 경우 센서나 신호변환기능의 저하나 이상이 발생할 경우 신호선을 포함한 수질측정센서 전체를 교체해야함으로 관리 유지비용이 과도하게 발생하는 문제점이 있는 반면, 본 발명의 스마트수질측정장치(100)는 용존산소센서(10)와 컨버터(40)를 분리형태로 형성하여 별도로 교체할 수 있어 유지 관리비용이 절감되는 특징이 있는 것이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 컨버터(40)를 이용하는 방식은 발광 방식으로 용존산소를 측정하는 용존산소센서(10)에 적용하는 것에 국한되지 않고 수소이온농도, 산화환원전위차, 전기전도도, 잔류염소농도, 부유물질농도, 탁도, 나트륨농도, 염화물, 각종 이온농도 등을 측정하는 수질측정센서에 프로그램적으로 변형 적용하여 변경가능한 기술로써, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
1 : 패널 2 : 벽면
3 : 파이프 4 : 판넬
10 : 용존산소센서 11 : 구동부
12 : 출력부 13 : 센서제어부
14 : 센서몸체 14a : 유량계
14b : 유속계
14f : 제1나선 14g : 제2나선
14h : 제1브라켓 14i : 제2브라켓
15 : 광학부 15a : 발광소자
15b : 광학렌즈 15c : 수광소자
16 : 온도센서 20 : 측정캡
21 : 발광격막 22 : 투명격막
23 : 코팅층 24 : 보호캡
25 : 습식부재 26 : 미끄럼방지부
27 : 접촉방지구 27a : 결합몸체
27b : 방지단 28 : 염도센서
30 : 신호선 30a : 파워선
30b : 접지선 30c : 제1출력선
30d : 제2출력선 31 : 제1농도출력선
32 : 제2농도출력선 33 : 제3농도출력선
34 : 제1염수출력선 35 : 제2염수출력선
40 : 컨버터
41 : 컨버터제어부 41a : 연산부
44 : 입출력부 44a : 입력카드
44a : 제1슬롯 44b : 제2슬롯
44c : 커버 45a : 입력채널
45b : 출력채널 46 : 컨버터기판
46a : 설정버튼 48 : 방수실링
50 : 미터기 51 : 케이스
51a : 제1전원단자 51b : 제2전원단자
51c : 보조전원장치 51e : 기압계 및 고도계
52 : 입력채널 52a : 전원채널
52b : 접지채널 52c : 제1입력채널
52d : 제2입력채널 52e : 온도단자채널
52f : 전도도채널 53 : 출력채널
53a : 신호출력단자 53b : 온도출력단자
53c : 전도도출력단자 54 : 분리케이스
55 : 세정출력단자 56 : 전방커버
56a : 램프홀 56b : 스티커
56c : 제1LED램프 56d : 제2LED램프
56e : 패드 56f : 몸체
60 : 표시부 60a : 측정값표시창
60b : 온도표시창 60c : 센서표시창
60d : 오류경고창 60e : 교정표시창
60f : 전도도표시창 60g : 염도표시창
60h : 염소량표시창 60i : 출력표시창
60j : 세정표시창 60k : 그래픽창
60l : 농도표시부 60m : 염수표시부
61 : 프로세서
61a : 퍼지부 61b : 저장부
61c : 오류검출부 61d : 오류복원부
62 : 반전/비반전부 63 : 연산변환부
64 : 출력변환부 64a : HART출력단자
64b : RS232C출력단자 64c : RS485출력단자
64d : Modbus출력단자 64e : TCP/IP출력단자
65a : 통신포트 65b : 이동식저장슬롯
65c : 슬롯커버 66 : 조도센서
67 : 언어변환부 68 : 표시전환부
68a : 프레임 68b : 굴절부재
69 : PID제어부 69a : 히팅장치
69b : 식별코드칩 70 : 사물인터넷
71 : 송수신부 80 : 램프부
81 : 부저 82 : 감시부
83 : 외부감시부 83a : 카메라
83b : 마이크 83c : 이어폰잭
84 : 수중카메라 85 : 수중마이크
85 : 수중마이크 86 : 수중감시부
87 : 조명장치 88 : 적외선카메라
90 : 조작부 90a~90h : 제1~9버튼
91 : 점자
92 : 다이얼조작부 93 : 세정부
94 : 초음파세정부 95 : 에어세정부
96 : 물세정부 97 : 접촉세정부
100 : 스마트수질측정장치
200 : 관리기기

Claims (73)

  1. 발전소, 사물인터넷, 폐수, 초 순수 설비라인이나 양식장, 양어장, 스마트 팜(Smart Farm) 등의 각종 분야에 이용하는 수질의 용존산소량을 광 발광 방식으로 측정하는 용존산소센서와 측정값을 수치적으로 표시하는 미터기가 신호선(30)으로 연결된 광 발광식 수질측정장치에 있어서,
    상기 광 발광식으로 용존산소량을 측정하는 용존산소센서(10)의 내부에는 측정수의 특성에 따른 측정조건과 전류(Current)단위나 전압(Voltage)으로 단위변환하며, 수질의 특성에 따라 발광강도나 염분의 함유에 따라 측정조건을 자동전환하도록 제어하는 컨버터제어부(41)를 형성하고, 측정신호를 별도의 이동저장수단 또는 외부기기로 아웃 풋(Out Put) 기능 및 교정 기능을 갖는 컨버터(40)를 형성하며,
    상기 컨버터(40)를 통해 출력신호를 국제통일규격신호를 전달받아 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm으로 표시하며, 수질의 특성에 대한 측정값 및 이상신호, 대비 판단값, 자동 및 수동관리를 위해 관리기기와 인터넷이나 이동통신망을 이용하여 실시간 대화형 통신이 가능하며 사물인터넷(Internet Of Things) 기능을 지니도록 미터기(50)를 형성하여,
    상기 컨버터(40)의 연산으로 용존산소센서(10)의 고유 아날로그신호를 컨4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호로 전달받는 미터기(50)를 통해 표시하며 사물인터넷 기능으로 실시간으로 통제 관리할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  2. 제 1항에 있어서, 용존산소센서(10)의 내부에는 구동부(11)와 출력부(12)의 구동제어 및 측정되는 아날로그신호를 연산제어하는 센서제어부(13)가 신호를 전달하도록 연결 설치된 센서몸체(14)를 형성하고,
    상기 센서몸체(14)의 하단 끝에는 자극광을 조사하는 발광소자(15a)의 발광된 광을 굴절시키는 광학렌즈(15b)를 형성하고, 상기 광학렌즈(15b)를 통과해 굴절 발광된 광의 반사광을 수광하는 수광소자(15c)를 형성하며,
    상기 발광소자(15a)에서 조사되는 자극광과 수광소자(15c)로 유입되는 발광 광량을 비교하여 컨버터(40)의 제어로 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm으로 측정하도록 발광소자(15a)의 발광세기를 조절하도록 광학부(15)를 형성하고,
    상기 센서몸체(14)의 하단 끝에 체결되어 측정수에 포함된 산소량에 의해 발광강도 및 시간에 따라 발광소자(15a)의 발광된 광을 발광 반사광으로 반사시키는 발광격막(21)이 형성된 측정캡(20)으로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 용존산소센서(10)의 발광소자(15a)는 램프나 LED조사 방식 중 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 측정캡(20)의 하단 끝단에 형성되는 발광격막(21)은 산소가 침투하지 못하는 투명격막(22)을 형성하고,
    상기 투명격막(22)에서 측정수와 접촉하는 전면에 발광소자(15a)의 발광된 광에 여기되며 산소에 반응하는 광학 형광물질이 도포된 코팅층(23)을 형성하며,
    상기 측정캡(20)의 외면에는 미끄럼방지부(26)를 형성하여 센서몸체(14)에 조립 해체시 미끄러지지 않도록 형성하며,
    상기 측정캡(20)은 발광격막(21)을 보호하기 위하여 센서캡(24)이 센서몸체(14)에 탈부착 방식으로 결합되며,
    상기 센서캡(24)의 내부에는 습식부재(25)가 삽입되어 발광격막(21)과 접촉함으로써 건조되지 않고 습식보관하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 센서몸체(14)에는 써모커플, 측온저항체, 써미스터 중 하나로 형성하는 온도센서(16)를 측정시 측정수에 접촉하도록 노출시켜 형성하며,
    상기 온도센서(16)는 센서제어부(13) 제어 연산에 의해 측정수의 온도값을 용존산소 측정값에 자동적으로 보상하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 컨버터(40)는 센서제어부(13)에서 연산된 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호를 미터기(50)로 전달하는 신호전달부(42)를 형성하고,
    상기 신호전달부(42)의 일 측으로 측정할 수질의 염분성분에 따라 측정조건을 자동 선택하는 염도보상부(43)를 형성하며,
    상기 컨버터제어부(41)에 연결되는 입력카드(44a) 및 용존산소센서(10)의 아날로그신호나 변환된 출력신호를 별도의 이동저장수단 또는 외부기기로 아웃 풋(Out Put)하기 위한 입출력부(44)를 센서몸체(14)의 일측에 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 컨버터(40)는 센서제어부(13)에서 연산된 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호를 미터기(50)로 전달하는 신호전달부(42)를 형성하고,
    상기 신호전달부(42)의 일 측으로 측정할 수질의 염분성분에 따라 측정조건을 자동 선택하는 염도보상부(43)를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 염도보상부(43)는 센서몸체(14)의 하부 일측에 형성되는 염도센서(28)에 연결되어,
    상기 염도센서(28)에 의해 염분이 존재하는 측정수나 해수를 측정한 아날로그신호를 염분수(Sea Water), 염분이 없는 측정수나 담수를 측정한 아날로그신호를 비염분수(Normal Water)의 특성에 맞는 출력신호로 염도보상부(43)를 통해 변환하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  9. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 용존산소센서(10)의 센서몸체(14)에는 설정버튼(46a)이 형성되어 설정시간 동안 작동시 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)가 초기화 교정되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 입출력부(44)는 입력카드(44a)가 삽입되는 제1슬롯(44b)과 이동저장수단 또는 외부기기를 연결하기 위한 제2슬롯(44c)으로 형성하며,
    상기 입출력부(44)를 개폐하기 위해 센서몸체(14)에 커버(44d)를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제1슬롯(44b)은 SD카드슬롯, Micro SD카드슬롯 중 하나로 형성되며,
    상기 제2슬롯(44c)은 Micro USB슬롯, USB슬롯, SMA형 커넥터슬롯, M형 커넥터슬롯, N형 커넥터슬롯, F형 커넥터슬롯, TNC형 커넥터슬롯, SATA 슬롯, SD카드슬롯, Micro SD카드슬롯 중 1개 또는 2개 이상 혼용으로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  12. 제 6항에 있어서, 상기 입출력부(44)의 입력카드(44a)는 센서몸체(14)의 내부에 설치되는 컨버터제어부(41)가 형성된 컨버터기판(46)에 접속 및 접속 해제되는 분리 교체 가능한 마이크로칩 형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 입출력부(44)의 제2슬롯(44c)에는 표준로더기를 접속시켜 미터기(50)를 이용하지 않고 용존산소센서(10)를 간단히 현장에서 발광격막(21)을 교체 후나 교체하지 않은 상황에서 스팬(Span), 기울기(Slop), 제로(Zero) 교정할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  14. 제 6항에 있어서, 상기 입출력부(44)를 통해 이동기기로 출력신호를 다운 또는 출력할 경우 제2슬롯(44c)에 출력신호선(44e)을 연결하여 유선방식으로 송출되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  15. 제 5항에 있어서, 상기 온도센서(16)와 연결되는 온도신호선은 2선식, 3선식, 4선식 중 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  16. 제 6항에 있어서, 상기 입출력부(44)의 커버(44c) 체결 부분에는 실링부재(48)를 결합 및 부착시켜 수분 침투를 방지하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 신호선(30)은 워터 프루프(Water Proof) 방식으로 제조되어 수분을 흡수하지 않도록 형성하며,
    상기 신호선(30)은 미터기(50)를 통해 전원을 공급받는 파워선(30a), 접지를 위한 접지선(30b), 접지를 위한 접지선(30b), 0~5V 혹은 1~5V 의 출력신호를 전달하는 제1출력선(30c), 4~20㎃의 출력신호를 전달하는 제2출력선(30d), 광학부(15)의 측정에 의한 저농도(ppb), 일반농도 mg/L나 포화도(%) 또는 ppm 측정값을 각각 전달하는 제1~3농도출력선(31)(32)(33), 광학부(15)의 측정에 의한 염분수 측정값과 비염분수 측정값을 각각 전달하는 제1,2염수출력선(34)(35)으로 형성하여, 외부신호를 차단하는 노이즈차폐 및 선간 저항이나 간섭이 발생하지 않는 절연기능을 갖도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 미터기(50)에 연결하는 신호선(30)은 시스 케이블(Sheath Cable)로 형성되며 BNC커넥터나 핀 커넥터, TNC형 커넥터, 터미널 단자 중 하나로 연결 분리하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)는 용존산소센서(10)에서 측정하는 고유 아날로그신호를 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V의 국제통일규격신호로 변환하여 미터기(50) 전달하는 연산부(41a)로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 컨버터제어부(41)는 전류(Current)를 전압(Voltage)으로 변환하거나, 전압(Voltage)을 전류(Current)로 변환하거나, 전류(Current)를 서로 다른 단위 크기의 전류(Current)로 변환하거나, 전압(Voltage)을 서로 다른 단위 크기의 전압(Voltage)으로 변환하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  21. 제 1항에 있어서, 상기 컨버터제어부(41)에는 온도측정의 정확성을 위하여 기준접점보상회로, 도선저항보상회로, 리니어라이즈회로 중 하나 또는 혼용하여 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  22. 제 6항에 있어서, 상기 입력카드(44a)에는 측정캡(20)의 발광격막(21)에 관한 고유시리얼 번호 정보를 내포하도록 형성하여,
    상기 측정캡(20)을 교체시 입력카드(44a)를 함께 교체하여 발광격막(21)의 제조상 특성에 맞게 용존산소센서(10)의 상태를 초기화 및 발광격막(21)의 사용연한을 셋팅할 수 있도록 형성하거나,
    상기 입력카드(44a)는 교체하지 않고 측정캡(20)만을 교체할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  23. 제 2항에 있어서, 상기 센서몸체(14)에는 유량계(14a), 유속계(14b)를 형성하여 측정환경의 고도 및 기압, 유량, 유속을 측정값을 미터기(50)으로 전달하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  24. 제 2항에 있어서, 상기 센서몸체(14)의 상부에는 침적형, 샘플링 방식의 측정시 고정기능을 하도록 제1나선(14f)을 형성하며,
    상기 센서몸체(14)의 하부 끝단 부분에는 삽입형, 유통형 방식의 측정시 고정기능을 하도록 제2나선(14g)을 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  25. 제 1항에 있어서, 상기 용존산소센서(10)는 담겨진 물에 에어 펌프나 급기 장비를 이용하여 물을 공기포화시키는 공기 포화 물 방식이나,
    밀폐된 용기 내에 수분을 함유한 스폰지를 넣고 용존산소센서(10)를 용기 내에 넣어 내부 공기를 측정하는 수분 포화 공기 방식을 이용하는 100% 포화교정 방식으로 교정하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  26. 제 1항에 있어서, 상기 용존산소센서(10)의 용존산소농도 측정범위는 0~20mg/L. 0~20ppb, 0~100ppt이며, 측정수의 온도범위는 -5℃~50℃이고, 포화도(%) 측정범위는 0~200%이며, 측정수의 고도에 따른 대기압 범위는 51~112kPa이고, 측정 정밀도에서 측정오차율은 DO±0.001~0.005mg/L; 온도오차율은 ±0.01℃; 포화도(%)의 오차율은 ±0.05%이며, 측정에 대한 응답시간은 0~30초까지는 90%의 응답률을 나타내고, 30~50초에서는 100% 응답률을 나타내도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  27. 제 1항에 있어서, 상기 용존산소센서(10)는 수질 속에 침적하여 측정하는 침적형 측정방식이나, T형상과 같은 배관을 따라 흐르는 수질을 측정하는 유통형 측정방식이나, Y형상과 같은 배관을 따라 수질이 일 방향으로 유입되어 타방향으로 배출되는 장소에 수질이 유통가능한 센서홀더에 결합하여 측정하는 삽입형 측정방식이나, 배관이나 탱크 등의 물을 샘플링하여 샘플링홀더로 유입시키면서 측정과 동시에 배출하는 측정방식의 샘플링 측정방식 중 하나의 측정방식으로 측정시 컨버터(40)는 수면 밖으로 노출하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  28. 제 1항에 있어서, 상기 미터기(50)는 케이스(51)의 후방으로 용존산소센서(10)를 연결하는 입력채널(52)의 일측으로 측정값 출력을 위한 출력채널(53)을 다수 개로 형성하고,
    상기 입력채널(52)에 연결되는 용존산소센서(10)의 표시 및 다양한 동종표시단위로 측정값 표시, 전기전도도, BOD측정값 표시, 온도 표시, 염도 측정값 표시, 기압값 및 고도값 표시, 세정 표시, 교정 표시를 하며, 발광격막(21)의 데이터 값이나 사용시간, 사용연한에 의해 교체주기 및 교체시기, 측정값을 상태바 형태나 그래프 형태로 표시하며 프로세서(61)의 반전/비반전부(62)에 의해 정상상태와 비정상상태가 서로 다르게 표시되는 표시부(60)를 케이스(51)의 전방에 형성하며,
    상기 프로세서(61)에는 용존산소센서(10)의 측정값 및 이상신호, 대비 판단값, 자동 및 수동관리를 위한 관리기기와 통신을 위해 송수신부(71)를 구비하는 사물제어부(70)를 형성하고,
    상기 표시부(60)의 주변으로 정상상태, 비정상상태, 상한/하한값, 용존산소센서(10)의 접속여부, 전극 연결의 오류표시, 잠금관련 상태를 나타내는 램프부(80)를 형성하고,
    상기 램프부(80)의 주변으로 측정값의 단위설정, 측정범위의 상한값과 하한값 설정 및 교정 설정, 측정간섭 인자 보상설정, 세정 설정, 보안설정, 용존산소센서(10)의 교정 조작하며 점자가 형성된 조작부(90)로 발전소나 각종 분야에 이용하는 수질의 용존산소농도 측정값을 나타내도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 송수신부(71)는 무선방식이나 유선방식의 인터넷망 또는 이동통신망이나 위성통신망을 이용하여 무선방식으로 신호를 전달할 수 있도록 형성하며,
    상기 송수신부(71)의 출력신호 형식은 절연된 각종 전압 및 전류 신호, HART통신, RS232C, RS485, Modbus, TCP/IP 중 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  30. 제 28항에 있어서, 상기 송수신부(71)는 용존산소센서(10)의 출력신호를 블루투스를 이용하여 하나의 관리기기와 연결되는 단독 페어링방식이나 복수의 관리기기와 동시에 연결하는 멀티 페어링방식으로 연결되거나,
    상기 송수신부(71)는 와이파이나 인터넷망, 이동통신망의 무선송수신방식을 이용하여 하나의 관리기기와 단독 연결되거나, 그룹형태의 관리기기와 복수로 연결하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  31. 제 28항 또는 제 30항에 있어서, 상기 관리기기는 컴퓨터, 스마트폰, 테블릿PC, 개인휴대용단말기(PDA), 웨어러블 컴퓨터 중 하나로 형성하며,
    상기 관리기기는 와이파이나 인터넷망, 이동통신망의 무선송수신방식을 이용하여 무선통신하거나,
    상기 관리기기에는 용존산소센서(10)나 컨버터(40)와 신호적으로 연동하는 어플리케이션을 설치하여 용존산소센서(10)의 정보취득 및 관리제어, 업데이트 및 다운로드 하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  32. 제 28항에 있어서, 상기 용존산소센서(10)는 컨버터(40)의 설정버튼(46a)을 이용하여 교정하거나 수분 포화 물 방식이나 공기 포화 물 방식을 이용하여 교정시 프로세서(61)에 입력된 교정 측정값과 교정용액의 농도 값이 같을 경우 자동교정 상태가 표시부(60)에 표시되고, 교정용액의 농도 값이 다를 경우 조작부(90)의 조작으로 교정값을 수동 입력할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  33. 제 28항에 있어서, 상기 입력채널(52)은 하나 이상의 채널로 형성하며, 용존산소센서(10)의 파워선(30a)이 연결되는 전원채널(52a), 접지선(30b)이 연결되는 접지채널(52b), 제1~3농도출력선(31)(32)(33)이 연결되는 제1입력채널(52c), 제1,2염수출력선(34)(35)이 연결되는 제2입력채널(52d)로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  34. 제 28항에 있어서, 상기 입력채널(52)에는 용존산소센서(10)와 관계없이 별도의 온도센서로 측정수의 온도를 측정시 온도센서가 연결되는 온도단자채널(52e)이 한 쌍의 제1온도채널(T1), 한 쌍의 제2온도채널(T2)로 이루어지는 4선식 방식으로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  35. 제 28항에 있어서, 상기 입력채널(52)에는 용존산소센서(10)와 관계없이 별도의 전기 전도도센서로 측정수의 전기전도도를 측정시 전기 전도도센서가 연결되는 전도도채널(52f)을 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  36. 제 28항에 있어서, 상기 출력채널(53)은 용존산소센서(10)의 컨버터(40)에서 전달되는 측정신호를 연산변환부(63)에서 변환하여 4~20mA나 0~5V 혹은 1~5V로 출력하기 위한 절연 신호출력단자(53a)나 온도 측정값을 출력하기 위한 절연 온도출력단자(53b), 전기 전도도 측정값을 출력하기 위한 절연 전도도출력단자(53c)를 다수 개로 형성하고, 측정값과 온도값, 전기 전도도값을 선택적 또는 동시에 출력신호로 출력하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  37. 제 28항에 있어서, 상기 케이스(51)에는 AC 100V나 AC 220V의 제1전원단자(51a)가 형성되고, 케이스(51)의 내부에는 인버터가 내장되어 DC전원을 이용하기 위한 제2전원단자(51b)를 형성하며,
    상기 케이스(51)의 내부에는 충전지나 배터리의 보조전원장치(51c)를 형성하여 갑작스런 전원의 OFF시 지속적으로 전원을 공급하여 측정상태를 유지할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  38. 제 28항에 있어서, 상기 케이스(51)의 내부에는 측정하는 현장의 기압값 및 고도값을 측정하기 위한 기압계 및 고도계(51d)를 내부에 형성하거나 비형성되며,
    상기 기압계 및 고도계(51d)가 비형성된 경우 조작부(90)를 통해 별도의 기압측정장치나 고도측정장치로 측정한 기압값이나 고도값을 수동 입력할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  39. 제 28항에 있어서, 상기 표시부(60)는 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식, SND(7-세그먼트 디스플레이)방식 중 하나로 형성하며,
    상기 LCD방식은 백라이트 기능이 내장되며 LCM, TN, HTN, STN, FSTN, TFT 중 하나로 형성하고,
    상기 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식은 측정값을 ppt, ppb, ppm 또는 ㎎/L, %, ㎍/L 단위로 수치적이거나 그래픽적으로 나타내는 측정값표시창(60a)과 온도를 섭씨(℃)나 화씨(℉)로 자동이나 수동의 선택으로 나타내는 온도표시창(60b), 센서의 접속 여부를 나타내는 센서표시창(60c), 오류경고창(60d), 교정내용을 표시하는 교정표시창(60e), 전도도값을 나타내는 전도도표시창(60f), 염도값을 나타내는 염도표시창(60g), 염소량을 나타내는 염소량표시창(60h), 다른 기기로 측정값을 전송하는 출력표시창(60i), 세정내용을 표시하는 세정표시창(60j), 측정수질의 농도를 표시하는 농도표시부(60l), 담수 및 해수를 표시하는 염수표시부(60m)을 분할 형성되거나, 한 표시화면에서 다른 표시화면으로 전환되도록 형성하고,
    상기 SND(7-세그먼트 디스플레이)방식은 측정값을 나타내는 측정값표시창(60a)과 온도를 섭씨(℃)나 화씨(℉)로 자동방식이나 수동방식의 선택으로 나타내는 온도표시창(60b)으로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  40. 제 39항에 있어서, 상기 표시부(60)는 측정관련, 측정범위의 상한치 하한치 관련, 전극관련, 작동관련, 측정시 간섭인자, 유량의존도에 대해 이상이 없는 정상상태의 표시상태와; 이상이 발생한 비정상상태에서는 프로세서(61)와 연결된 반전/비반전부(62)의 제어로 표시부(60)의 색상이 다르게 표시되거나, 깜빡거림의 알림 동작으로 표시되도록 형성하거나,
    상기 표시부(60) 중 LCD방식, LED방식, OLED방식, 터치패널방식은 글씨의 형태가 변형되어 표시되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  41. 제 28항에 있어서, 상기 케이스(51)의 일측에는 측정에 관련 사항이 비정상상태에서는 램프부(80)에 의해 시각적으로 나타내며, 부저(81)를 통한 소리나 음성지원으로 알림하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  42. 제 28항에 있어서, 표시부(60)는 프로세서(61)에서 용존산소센서(10)를 자동으로 인식하거나 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)에서 신호를 전달받아 데이터 값이나 사용시간, 사용연한에 의해 교체주기 및 교체시기를 표시부(60)나 램프부(80)를 통해 알림 표시하거나,
    상기 교체주기 설정 및 교체시기 알림을 위한 설정시 조작부(90)를 통해 수동으로 설정 입력하여 표시부(60)나 램프부(80)에서 설정에 따라 알림표시 표시하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  43. 제 28항에 있어서, 상기 출력신호의 형식은 절연된 각종 전압 및 전류 신호, HART통신, RS232C, RS485, Modbus, TCP/IP 중 하나로 자동 또는 수동으로 출력형식을 선택제어하는 출력변환부(64)를 프로세서(61)에 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  44. 제 28항에 있어서, 상기 표시부(60)는 케이스(51)에 일체로 형성되어 프로세서(61)와 연결 설치되거나,
    상기 표시부(60)는 케이스(51)에서 분리되는 분리케이스(54)에 설치되어 분리형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  45. 제 28항에 있어서, 상기 프로세서(61)에는 비휘발성이나 휘발성 메모리로 형성이 가능하며, 송수신부(71)에 의해 유선 송수신 방식으로 케이스(51)에 형성되는 통신포트(65a)를 통해 인터넷과 외부기기와 연결하여 측정데이터를 전송, 자료를 수신할 수 있도록 형성하고,
    상기 프로세서(61)는 블루투스, 와이파이를 이용한 송수신부(71)와 무선 송수신 방식으로 실시간 측정값을 표시부(60)에 표시하거나, 측정데이터를 별도의 스마트폰, 개인휴대용단말기의 외부기기로 송출 및 외부기기의 데이터를 다운로드, 관리하도록 형성하며,
    상기 표시부(60)의 케이스(51)나 분리케이스(54)에는 USB장치, SD카드장치를 연결하는 이동식저장슬롯(65b)을 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  46. 제 28항에 있어서, 상기 표시부(60)에는 측정시 측정 기울기의 이상 발생이나 측정값에 헌팅현상 발생, 측정이 이루어지지 않을 경우 세정표시가 나타나며, 프로세서(61)의 제어를 통해 별도의 세정장치를 작동시키기 위한 신호를 세정출력단자(55)를 통해 내보내도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  47. 제 28항에 있어서, 상기 프로세서(61)의 제어를 통해 수동이나 자동 세정작동으로 측정캡(20)의 발광격막(21)에 부착되는 이물질을 제거하며 패널창(60)에 세정과정이 표시되도록 세정부(93)를 센서몸체(14)의 일측에 형성하며,
    상기 세정부(93)는 측정캡(20)의 발광격막(21)에 초음파를 조사하여 이물질을 제거하는 초음파세정부(94), 측정캡(20)의 발광격막(21)에 압축공기를 분사하여 이물질을 제거하는 에어세정부(95), 측정캡(20)의 발광격막(21)에 물을 분사하여 이물질을 제거하는 물세정부(96), 측정캡(20)의 발광격막(21)에 접촉하면서 이물질을 제거하는 접촉세정부(97) 중 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  48. 제 47항에 있어서, 상기 초음파세정부(94), 에어세정부(95), 물세정부(96), 접촉세정부(97)는 수중의 수압, 오염정도, 유속, 유량의 증감에 따라 조사강도나 분사 세기를 센서제어부(13)의 제어로 자동조절되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  49. 제 28항에 있어서, 상기 조작부(90)는 측정 및 용존산소센서(10)의 측정항목 선택모드, 단위선택모드, 측정용액선택모드, 교정모드, 전도도보상모드, 염도보상모드, 염소보상모드, 온도보상 모드, 기압 및 고도보상 모드, 간섭보상모드, 분극모드, 상한/하한값 설정모드 및 설정된 값에 의한 알림기능 설정모드, 세정관련 모드, 세팅모드, 엔터모드, 잠금/해제모드를 수행하도록 다수개의 버튼 중 하나의 버튼을 이용하여 조작 횟수에 따라 모드가 달라지거나,
    상기 버튼 중 두 개 또는 세 개를 동시에 조작하면 다른 모드를 수행하도록 형성하며,
    상기 버튼에는 시각장애인을 위한 점자(91)를 구성하며,
    상기 버튼의 일측에는 다이얼조작부(92)를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  50. 제 28항에 있어서, 상기 표시부(60)는 프로세서(61)와 연결되는 언어변환부(67)를 통해 측정값이나 측정관련 메시지를 다양한 언어로 번역 표시되도록 형성하고,
    상기 표시부(60)는 조작부(90)의 조작을 통해 색상이나 밝기, ON/OFF를 수동방식으로 조절하거나 조도를 감지하여 광(光)량에 따라 밝기, ON/OFF를 자동방식으로 조절하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  51. 제 28항에 있어서, 상기 표시부(60)의 전면으로 표시전환부(68)를 케이스(51)에 설치하여 표시부(60)의 표시 내용이 표시전환부(68)에 의해 전환되어 표시부(60)를 확인할 없는 상부나 하부 위치에서 화면 내용을 확인할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  52. 제 28항에 있어서, 상기 케이스(51)는 측정 현장에 설치하기 위하여 패널(1)을 타공하여 삽입 설치하는 패널설치형, 벽면(2)에 설치하는 벽설치형, 수직이나 수평방향으로 설치된 파이프(3)에 고정하는 파이프설치형, 기기의 판넬(4)에 설치하는 판넬설치형 중 하나의 방식으로 설치되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  53. 제 28항에 있어서, 상기 프로세서(61)에는 측정값을 제어하는 대상의 출력 값과 설정 값과의 오차를 이용하여 제어 값을 계산해내는 PID제어부(69)를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  54. 제 28항에 있어서, 상기 케이스(51)의 전방커버(56)에 램프홀(56a)을 형성하고, 섭씨(℃)와 화씨(℉) 표시가 인쇄된 스티커(56b)를 전면에 부착한 제1,2LED램프(56c)(56d)를 램프홀(56a)에 설치하여 제1,2LED램프(56c)(56d)의 발광에 의해 온도측정에 따른 섭씨(℃)나 화씨(℉) 단위가 표시되도록 형성하거나,
    상기 케이스(51)의 전방커버(56)의 전면으로 부착되는 패드(56e)에 섭씨(℃)와 화씨(℉)를 표시하고, 섭씨(℃)와 화씨(℉) 표시의 후방으로 제1,2LED램프(56c)(56d)를 전방커버(56)의 램프홀(56a)에 설치하여, 상기 제1,2LED램프(56c)(56d)의 발광시에만 패드(56e)에 인쇄된 섭씨(℃)나 화씨(℉) 표시가 투광되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  55. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)의 출력신호를 0~5V 혹은 1~5V로 출력시킬 경우 미터기(50)에서 mg/L의 단위로 측정값을 표시하기 위해서
    mg/L = A × Voltage (여기서, A는 측정값을 mg/L로 계산하기 위한 전압값 대비 데이터 상수, Voltage는 용존산소센서의 측정 전압 출력값)
    의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  56. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)의 출력신호를 0~5V 혹은 1~5V로 출력시킬 경우 미터기(50)에서 포화도(%)의 단위로 측정값을 표시하기 위해서
    % = B × Voltage × 100% (여기서, B는 측정값을 %로 계산하기 위한 전압값 대비 데이터 상수, Voltage는 용존산소센서의 측정 전압 출력값)
    의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  57. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)의 출력신호를 4~20㎃로 출력시킬 경우 미터기(50)에서 mg/L의 단위로 측정값을 표시하기 위해서
    mg/L = C × Current -α(여기서, C는 측정값을 mg/L를 계산하기 위한 전류값 대비 데이터 상수, Current는 용존산소센서의 측정 전류 출력값, α는 데이터 상수 값에 대한 계수)
    의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  58. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 컨버터(40)의 컨버터제어부(41)의 제어로 용존산소센서(10)의 출력신호를 4~20㎃로 출력시킬 경우 미터기(50)에서 포화도(%)의 단위로 측정값을 표시하기 위해서
    % = (D × Current - β) × 100% (여기서, D는 측정값을 % 를 계산하기 위한 전류값 대비 데이터 상수, Current는 용존산소센서의 측정 전류 출력값, β: 데이터 상수 값에 대한 계수)
    의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  59. 제 8항에 있어서, 상기 염도센서(28)에 측정되는 염도값을 염도보상부(43)의 제어로 염분이 존재하는 측정수의 측정시 염도보상을 위해서
    용존산소농도(mg/L, After) = 용존산소농도(mg/L, Before) × S
    (여기서, After : 측정 후 산소농도, Before : 측정 전 산소농도, S : 보상팩터)
    의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  60. 제 59항에 있어서, 상기 보상팩터 S 는 '염도= 0 ppt' 인 경우에는 S = 1로 산정하며,
    상기 보상팩터 S 는 '염도= 35 ppt' 이며 측정수 온도에 따라 S를 산정하여 보상하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  61. 제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 미터기(50)는 염소량 보상을 위해서
    염소량(Chlorinity:ppt단위) = δ × 염도(Salinity)
    (여기서, δ는 염도에 따른 간섭보상계수, 염도는 용존산소센서의 측정에 따른 보상값)
    의 식으로 연산부(41d)에서 전달된 출력신호를 미터기(50)의 프로세서(61)를 통해 연산하여 표시부(60)에 표시되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  62. 제 1항 또는 제 28항에 있어서, 상기 미터기(50)는 현장에서 자동 연속 측정이 가능한 온라인미터기 방식이나, 측정환경에 따라 현장 측정가능한 현장용 미터기 방식이나, 휴대용으로 원하는 측정현장에서 간편하게 측정하는 포터블 미터기 방식 중 하나로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  63. 제 30에 있어서, 상기 미터기(50)의 프로세서(61)에는 용존산소센서(10)나 발광격막(21)에 이상발생 감시판단, 측정에 필요한 반응용액 잔여량 감시판단, 도선의 단락 여부를 측정값의 변동이나 측정 아날로그신호의 변화를 이용하여 감시판단하는 퍼지부(61a)를 형성하여,
    상기 퍼지부(61a)에 의한 감시판단 작동으로 표시부(60)에 정상과 이상 여부를 표시하고 측정에 대한 수명을 표시하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  64. 제 28항에 있어서, 상기 미터기(50)의 프로세서(61)에는 측정관련 및 감시관련 데이터를 일시적, 설정된 시간에 따라 저장 및 삭제할 수 있는 저장부(61b)를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  65. 제 28항에 있어서, 상기 미터기(50)의 프로세서(61)에는 출력부(12)나 센서제어부(13)의 데이터의 오류를 검출하는 오류검출부(61c), 검출된 오류를 복원하는 오류복원부(61d)를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  66. 제 28항에 있어서, 상기 미터기(50)의 프로세서(61)에는 설정 시간 동안 조작이나 작동이 없을 경우 자동 종료되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  67. 제 28항에 있어서, 상기 미터기(50)의 케이스(51) 일측에는 측정장소의 외부상황과 수중 상황을 실시간 촬영 및 음향을 녹취할 수 있는 감시부(82)를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  68. 제 67항에 있어서, 상기 감시부(82)는 측정장소의 상황을 촬영 및 음향을 녹취하는 카메라(83a) 및 마이크(83b)와 이어폰잭(83c)으로 이루어지는 외부감시부(83)를 형성하고,
    상기 감시부(82)는 발광격막(21)에 간섭하지 않는 센서몸체(14)의 일측에 수중 탁도 및 어종의 활동량과 개체수 확인을 위해 상황을 촬영할 수 있는 수중카메라(84) 및 수중의 음향을 녹취할 수 있는 수중마이크(85)로 이루어지는 수중감시부(86)로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  69. 제 67항에 있어서, 상기 감시부(82)의 카메라(83a) 및 수중카메라(84)의 일측에는 조명장치(87)를 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  70. 제 67항에 있어서, 상기 감시부(82)의 카메라(83a)나 수중카메라(84) 일측에는 야간에 촬영가능한 적외선카메라(88)를 각각 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  71. 제 1항 또는 제 28항에 있어서, 상기 미터기(50)의 케이스(51) 내부에는 동절기에 측정에 이용되는 결빙 및 내부에 결로 현상을 방지하도록 히팅장치(69a)구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  72. 제 28항에 있어서, 상기 프로세서(61)에는 식별코드칩(69b)이 연동되게 형성하여 관리기기에서 식별코드를 이용하여 관리하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
  73. 제 2항에 있어서, 상기 센서몸체(14)의 하부에는 측정캡(20)의 발광격막(21)과 측정환경의 바닥 및 이물질과 직접접촉을 방지하기 위한 접촉방지구(27)를 일체의 형태나 분리 형태로 형성하며,
    상기 접촉방지구(27)는 캡 형태로 제2나선(14g)에 체결되거나 센서몸체(14)에 끼움되는 결합몸체(27a)의 하부로 발광격막(21)의 주변 전방으로 돌출되는 방지단(27b)을 다수 개로 형성하고,
    상기 접촉방지구(27)는 센서몸체(14)의 하부 외면이나 측정캡(20)의 외면에는 발광격막(21)의 주변 전방으로 돌출되는 다수 개의 방지단(27b)을 일체 또는 분리형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 광 발광식 스마트 수질측정장치.
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