KR101631867B1 - 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치 - Google Patents

병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 공기평형기로부터 공급되는 공기를 듀얼공기펌프를 통해 해수 내의 이산화탄소분압을 측정하는 측정기와 버블 도입관 내로 각각 분리하여 공급하여 병렬형으로 개별적으로 공기순환을 시키는 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명은 공기평형기를 중심에 두고 공기순환배관을 통해 측정기로 공급되는 공기공급순환과 버블순환배관으로 공급되는 버블공급순환을 독립적으로 병렬형으로 구성함으로써 양 순환시스템에 공기를 공급하는 펌프의 압축력과 공기 공급량에 차이가 있다 하더라도 플로팅 부재 내부의 해수면의 수위를 일정하게 유지되도록 함으로써 측정기에서 정확하게 해수의 이산화탄소분압을 측정할 수 있도록 한다는 장점이 있다.

Description

병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치{PARARREL TYPED CONTINUOUS ESTIMATION APPARATUS OF PARTIAL PRESSURE CARBON DIOXIDE IN SEAWATER USING DUAL AIR PUMP}
본 발명은 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 공기평형기로부터 공급되는 공기를 듀얼공기펌프를 통해 이산화탄소분압측정기와 버블도입관 내로 각각 분리하여 공급하여 병렬형으로 개별적으로 공기순환을 시키는 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 미세 해양생물이 서식하는 수조 내의 이산화탄소 분압이 해양생물 서식 환경에 미치는 영향을 연구하기 위해 해수의 산성도 정도를 나타내는 지표로 널리 사용되고 있다.
일반적으로 미세 해양생물이 서식하는 수조 내의 이산화탄소 분압을 측정하기 위해서는 수조 내의 해수의 일부를 연속적으로 샘플링하고 샘플링된 해수를 고압 펌프를 통해 밀폐된 측정 챔버 내로 고압 분사하여 해수 내의 이산화탄소 분압 및 챔버 내의 이산화탄소 분압이 평형을 이루는 것을 디텍팅 하여 해수 내의 이산화탄소 분압을 측정한다.
그러나, 이와 같이 수조 내 해수의 일부를 샘플링하여 고압 펌프를 통해 측정 챔버 내부로 고압 분사하여 해수 내의 이산화탄소 분압을 측정할 경우 수조 내의 미세 해양생물도 해수와 함께 유입되어 측정 챔버 내부로 고압 분사되어 집단 폐사하기 때문에 해양 생물의 관측 및 배양에 이를 적용하여 사용할 수 없다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 한국등록특허 제10-1363012호에서는 미세 해양 생물이 서식하는 수조 내의 해수의 이산화탄소 분압을 연속적으로 측정하는 도중 미세 해양 생물이 폐사되는 것을 방지한 수중 생물 폐사 방지용 해수의 이산화탄소 분압 측정 장치에 대해 제안을 하였다.
그러나, 상기 한국등록특허에서 제안한 해수의 이산화탄소분압 측정 장치는 이산화탄소분압을 측정하는 측정기와 공기순환을 담당하는 공기펌프를 직렬로 배치함으로써 측정기로 공급되는 샘플링된 공기의 압력과 공기순환배관을 통해 공급되는 공기의 압력이 균일하지 못하여 플로팅 부재 내부에 해수면의 수위가 압력차가 발생할 때마다 변화하여 격리 공간으로부터 샘플링되는 공기의 양이 균일하지 못할뿐만 아니라 플로팅 부재에 직접적으로 압력조절관을 부설하여 설치함으로써 플로팅 부재 내부에 형성되어 있는 격리공간 중 공기에 함유되어 있는 수분이나 버블에 의해 발생되는 미세한 물방울에 의해 막힘이 발생되었으며 이 때문에 측정기로 공급되는 공기의 압력이 균일하지 못하여 측정오류가 발생됨으로써 측정기에서 정확하게 해수의 이산화탄소분압을 측정하기 어렵다는 문제점이 발생하였다.
선행특허기술 1 : 한국등록특허 제10-1363012호(2014.02.04. 등록) 선행특허기술 2 : 한국등록특허 제10-1410253호(2014.06.16. 등록)
본 발명은 전술한 것과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명은 수중생물의 폐사를 방지함은 물론 해수의 이산화탄소분압을 측정하는 측정기에 압력이 균일하게 조정되었을 뿐만 아니라 습기도 유효하게 제거된 공기를 압력 변동 없이 제공할 수 있도록 하기 위하여 측정기로 공급되는 공기순환과 이산화탄소분압 측정 장치 내부로 공급되어 버블을 발생시키도록 하는 버블공기순환을 별도로 구성함으로써 측정기에서 해수의 이산화탄소분압을 정확하게 측정할 수 있도록 하는 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치는,
미세 해양 생물이 서식하는 해수를 수납하기 위한 공간을 제공하는 수조; 상기 해수에 일부가 잠겨 내부에 격리공간이 형성되며 상기 해수가 유출입 되는 개구를 갖는 플로팅 부재; 상기 플로팅 부재의 하부에 연통되며 상기 해수에 잠기는 버블 도입관; 상기 플로팅 부재의 상부에 일측이 연통되어 있어 플로팅 부재로부터 제공되는 공기와 타측으로부터 내부로 유입되는 공기를 혼합하여 평형을 이루도록 하여 공기 압력을 일정하게 조절하는 공기평형기; 상기 공기평형기로부터 유출되는 공기를 제공받아 상기 버블 도입관 내로 순환 공급시켜 제공하는 버블순환배관; 상기 공기평형기로부터 유출되는 공기를 다시 상기 공기평형기의 타측으로 순환 공급시켜 제공하는 공기순환배관; 및 상기 공기순환배관 내로 제공된 공기를 샘플링하여 샘플링된 공기 내의 이산화탄소분압을 측정하는 측정기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 버블 도입관의 하단은 수면을 향하여 U 자 형상으로 구부러진 것이 바람직한데, 이는 해수순환장치로부터 수조 내로 제공된 버블이 상승하면서 버블 도입관을 통해 플로팅 부재의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위함이다. 해수순환장치로부터 수조 내로 제공된 버블이 버블 도입관으로 제공될 경우, 해수순환장치를 통해 제공된 외부 공기에 포함된 이산화 탄소에 의하여 해수 내에 포함된 이산화 탄소 분압을 정확하게 측정할 수 없기 때문이다.
아울러, 상기 버블순환배관 중 상기 버블 도입관 내에 배치된 단부에는 버블 발생기가 형성될 수 있다. 버블 도입관 내부에서 발생된 버블은 버블 도입관 내부에서 상승 되고 이로 인해 수조 내의 해수는 버블의 상승에 기인하여 버블 도입관 내부로 유입된다. 버블 발생기에 의하여 플로팅 부재 내부의 격리 공간에 배치된 공기는 보다 큰 면적으로 해수와 접촉된다. 버블 도입관에서 공기와 해수의 연속 접촉에 의해 공기와 해수 내의 이산화탄소 분압이 평형을 이루게 된다.
한편, 본 발명은 상기 공기평형기에 연통되어 결합되어 상기 공기평형기 내부의 공기압력을 조절하기 위한 압력조절관이 더 포함되는 것을 다른 특징으로 한다.
압력조절관은 듀얼공기펌프를 구성하고 있는 공기펌프와 버블펌프의 압축력과 유량의 차이, 내외부의 압력 차이를 해소하여 해수-공기 평형을 담당하고 있는 플로팅 부재 내부의 해수면의 수위를 일정하게 유지하도록 하는 역할을 담당하게 된다.
아울러, 상기 공기평형기의 내부에는 습기를 흡착 제거하는 기능을 가지는 다공성 물질이 충진되어 있는 것이 또 다른 특징인데, 상기 다공성 물질은 습기 제거에 효과적인 실리카겔 또는 활성탄인 것이 바람직하다.
따라서, 공기평형기 내부에 충진된 다공성 물질이 제습제로 충진되어 있기 때문에 버블순환배관으로부터 공급되는 공기와 공기순환배관으로부터 공급되는 공기가 접촉할 수 있는 경로를 길게 하여 공기 내 이산화탄소분압의 평형을 촉진하게 된다. 아울러, 공기평형기 내에 충진된 다공성 물질은 공기의 절대량과 채류시간을 줄여 해수-공기평형기와 이산화탄소분압 측정기의 통과 빈도를 높여 측정의 민감도를 향상시키는 효과도 가져오게 된다.
한편, 본 발명은 상기 수조의 외부에 설치되며, 수조 외부로부터 공급되는 공기를 버블화하여 제공함으로써 수조 내부의 해수를 순환시켜 산소를 공급하는 한편 수조의 하단부의 막힘을 방지하도록 하는 해수순환장치가 더 포함되는 것을 또 다른 특징으로 한다. 해수순환장치는 파이프 형상으로 형성되며, 해수순환장치에서 발생된 버블은 수조 내의 해수에 산소를 공급 및 해수를 수조 내에서 순환시키는 역할을 한다. 특히, 해수순환장치를 수조의 하단부에 설치하는 경우에는 수조의 하단부에 집중되는 침전물 등이 덩어리로 형성되는 것을 방지할 수 있는 효과도 아울러 함께 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 공기평형기로부터 제공되는 공기를 펌핑하여 상기 버블순환배관과 상기 공기순환배관으로 각각 개별적으로 제공하여 병렬형 순환시스템을 구성하는 듀얼공기펌프가 더 포함되는 것을 또 다른 특징으로 한다.
상기 듀얼공기펌프를 통해 버블순환배관과 공기순환배관으로 각각 독립적으로 공기를 공급함으로써 병렬형의 2개의 공기순환시스템을 구축할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기 플로팅 부재에 연결되어 상기 격리공간과 공기평형기에 각각 연통되어 있으며 내부에 샘플링 공간이 형성되어 있는 샘플링 부재가 더 포함되는 것을 다른 특징으로 한다.
본 발명은 공기평형기를 중심에 두고 공기순환배관을 통해 측정기로 공급되는 공기공급순환과 버블순환배관으로 공급되는 버블공급순환을 독립적으로 병렬형으로 구성함으로써 양 순환시스템에 공기를 공급하는 펌프의 압축력과 공기 공급량에 차이가 있다 하더라도 플로팅 부재 내부의 해수면의 수위를 일정하게 유지되도록 함으로써 측정기에서 정확하게 해수의 이산화탄소분압을 측정할 수 있도록 한다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 공기평형기에 압력조절관을 부착함으로써 공기평형기 내부에서 별개의 순환시스템에서 제공되는 공기를 균일하게 혼합하여 압력을 일정하게 조절함과 동시에 공기에 포함되어 있는 수분을 충분히 제거할 수 있도록 함으로써 압력조절관이 공기 중 수분이나 미세한 물방울에 의한 막힘이 발생되지 않음으로써 급격하거나 미세한 압력변화에 대한 조절 능력을 유효하게 유지시킬 수 있도록 한다는 다른 장점이 있다.
도 1은 종래에 제안되었던 수중 생물 폐사 방지용 해수의 이산화탄소분압 측정 장치의 단면을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치의 개념을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치의 세부 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치의 세부 구성을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래에 제안되었던 수중 생물 폐사 방지용 해수의 이산화탄소분압 측정 장치의 단면을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 수중 생물 폐사 방지용 해수의 이산화탄소분압 측정 장치는 수조, 플로팅 부재, 버블도입관, 공기순환배관 및 측정기를 포함하여 구성되는데, 플로팅 부재 내부에 형성되어 있는 격리공간의 공기를 측정기에 공급하여 이산화탄소분압을 측정한 후 공기순환배관을 통해 다시 버블도입관으로 공기펌프를 통해 공급하는 직렬 순환구조를 제시하고 있다.
따라서 기존이 공지기술에서 제안되었던 해수의 이산화탄소분압 측정 장치의 경우 이산화탄소분압 측정시 고압을 사용하지 않는다는 점으로 인해 수중 생물의 폐사를 방지할 수 있다는 장점은 가지고 있었다.
그러나, 기존의 공지기술은 측정기, 공기순환배관, 버블도입관, 플로팅 부재 내부의 격리공간이 직렬적으로 형성되어 있으며, 압력조절관이 플로팅 부재에 직접적으로 연통되어 결합되어 있어 공기순환속도와 압력 차이에 의해 플로팅 부재 내부의 해수면 수위가 변동되어 안정적이고 정확한 해수의 이산화탄소분압 측정이 어려웠을 뿐만 아니라 압력조절관이 버블이 직접적으로 영향을 미칠 수 있는 플로팅 부재에 직접적으로 연통되어 있어 플로팅 부재 내부의 격리공간에 있는 공기의 습도나 버블 유입시 발생될 수 있는 미세한 물방울에 의하여 발생될 수 있는 막힘 현상 때문에 플로팅 부재 내부에서 발생되는 급격한 압력 변화에 효과적으로 대처하지 못하며, 장치 내외부의 압력차이를 조절하는 기능을 상실하게 되는 문제점을 가지고 있었다.
도 2는 본 발명의 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치의 개념을 도시한 것이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치의 세부 구성을 도시한 것이다.
수조(10)에는 해수 또는 담수가 수납될 수 있는데, 본 발명의 일실시예에서 수조(10)에는 해수가 제공되며, 해수 내에는 다수의 미세 해양 생물들이 배양된다. 수조(10)는, 예를 들어, 수조 몸체(12) 및 수조 커버(미도시)를 포함하며, 수조(10)의 수조 몸체(12)의 하부에는 수조(10)의 내부로 공기를 제공하는 해수순환장치(100)가 설치된다.
플로팅 부재(20)는 수조(10) 내에 배치되어 해수에 일부가 잠겨 내부에 격리 공간이 형성되고, 플로팅 부재(20)에는 해수가 유출되는 개구(28)가 형성된다.플로팅 부재(20)는 상판(22) 및 상판(22)에 연결된 측면판(24)들 및 바닥판(26)을 갖는 박스 형상으로 형성되며, 플로팅 부재(20)의 측면판(24) 또는 바닥판(26) 중 어느 하나에는 해수가 유입 또는 유출되기 위한 개구(28)가 형성된다.
플로팅 부재(20)의 상판(22) 및 측면판(24)은 기밀하게 결합되고 이로 인해 플로팅 부재(20)의 일부에만 해수가 채워질 경우, 플로팅 부재(20)의 내부에는 격리 공간(23)이 형성되며 격리공간(23)에는 공기가 채워질 수 있도록 플로팅 부재(20)는 해수의 수면 상에 플로팅 된다. 이때 플로팅 부재(20)는 별도의 고정장치를 이용하여 수조(10)에 고정될 수 있다.
버블 도입관(30)은, 양단이 개구된 파이프 형상으로 형성되며, 버블 도입관(30)의 상단은 플로팅 부재(20)의 바닥판(26)에 결합되는데 플로팅 부재(20)의 내부와 연통된다. 플로팅 부재(20)의 바닥판(26)에 결합된 버블 도입관(30)의 상단과 대향하는 하단은 U 자 형상으로 절곡되며 U자 형상으로 절곡된 버블 도입관(30)의 하단은 수면을 향하게 된다.
버블순환배관(40)은 공기평형기(50)를 통해 이산화탄소분압이 일정하게 조절된 공기를 듀얼공기펌프(80)를 통해 공급받아 이를 순환시켜 버블 도입관(30)의 내부로 제공하는 역할을 한다. 버블순환배관(40)을 통해 공기가 버블 도입관(30)의 내부로 제공될 경우 버블 도입관(30)의 내부에서는 버블이 발생된다. 버블 도입관(30) 내부에서 발생된 버블은 버블 도입관(30) 내부에서 상승 되고 이로 인해 수조(10) 내의 해수는 버블의 상승에 기인하여 버블 도입관(30)의 내부로 유입된다.
버블순환배관(40)은 공기가 통과하는 호스를 포함하며, 버블순환배관(40)의 일측단은 듀얼공기펌프(80)를 경유하여 공기평형기(50)에 연통되고, 버블순환배관(40)의 일측단과 대향하는 타측단은 U자 형태로 절곡된 버블 도입관(30)의 하단을 통해 버블 도입관(30)의 내부에 배치된다.
버블 도입관(30)의 내부에 배치된 버블순환배관(40)의 타측단에는 다수개의 버블들을 발생시키는 버블 발생기(43)가 형성될 수 있고, 버블 발생기(43)에 의하여 격리 공간에 배치된 공기는 보다 큰 면적으로 해수와 접촉된다. 버블 도입관(30)에서 공기와 해수의 연속 접촉에 의해 공기와 해수 내의 이산화탄소 분압이 평형을 이룬다.
한편, 버블순환배관(40)에는 듀얼공기펌프(80)으로부터 공급되는 버블발생용 공기의 순환을 촉진시키고 버블 발생에 충분한 공기량을 공급시키기 위하여 추가적으로 버블순환펌프(45)룰 듀얼공기펌프(80)와 버블발생기(43) 사이에 설치할 수 있다.
공기평형기(50)는 플로팅 부재(20)의 격리 공간으로부터 제공되는 공기와 측정기(60)를 통하여 이산화탄소분압이 측정된 후 공급되는 순환공기를 함께 제공받아 이를 잘 혼합시켜 이산화탄소분압이 평형을 이루도록 한다. 따라서 공기평형기 내부에서는 버블순환배관(40)을 통해 공급되는 플로팅 부재의 격리공간으로 제공되는 공기와 공기순환배관(70)을 통해 측정기(60)로부터 제공되는 공기가 서로 혼합되도록 함으로써 혼합된 공기의 이산화탄소분압이 평형을 이루도록 하는 역할을 하게 된다.
공기평형기(50)는 예를 들어, 긴 파이프 형태의 칼럼 형태로 구성되며, 내부에는 공기에 존재하는 수분을 제거하기 위하여 다공성 물질로 구성된 제습제를 충진시키게 된다. 이때 사용되는 제습제로는 실리카겔, 활성탄 등 다공성 재질의 고형 흡습제를 채택하여 사용할 수 있다.
따라서, 공기평형기는 버블순환배관(40)을 통해 플로팅 부재의 격리 공간으로부터 제공되는 공기와 공기순환배관(70)을 통해 측정기(60)으로부터 유출되어 나오는 공기를 균일하게 혼합시켜 일정한 이산화탄소분압을 나타내도록 하기 위하여 공기평형기(50)의 길이를 충분이 길게 확보하는 것이 바람직하며, 내부에는 다공성 흡습제를 가득 채움과 동시에 공기평형기를 관 형태로 구성함으로써 양 공기의 혼합시간 및 체류시간을 충분히 확보하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 플로팅 부재(20)의 격리 공간 내부의 공기는 공기평형기(50)를 통해 충분히 압력이 일정하게 조절된 후 버블순환배관(40) 및 듀얼공기펌프(80)에 의하여 지속적으로 버블 도입관(30)으로 제공되기 때문에 격리 공간 내부의 공기는 버블순환배관(40)을 통해 연속적으로 반복하여 순환된다.
측정기(60)는 플로팅 부재(20), 공기평형기(50), 공기순환배관(70) 및 듀얼공기펌프(80)을 연속하여 순환하는 공기 내에 포함된 이산화탄소를 샘플링 하여 해수 내부의 이산화탄소분압을 간접적으로 측정한다. 해수 내의 이산화탄소분압을 측정하기 위하여 측정기(60)는 듀얼공기펌프(80)를 통해 버블순환배관(40)과는 별도로 병렬적으로 공기순환배관(70)에 연결되며, 측정기(60)는 공기순환배관(70)을 통과하는 공기를 샘플링하여 해수 내의 이산화탄소 분압을 간접적으로 측정한다.
공기순환배관(70)은 공기가 통과하는 호스를 포함하며, 공기순환배관(70)의 일측단은 듀얼공기펌프(80)를 경유하여 공기평형기(50)에 연통되고, 공기순환배관(70)의 일측단과 대향하는 타측단은 측정기(60)의 일측에 연통되어 배치된다.
한편 공기순환배관(70)에는 듀얼공기펌프(80)로부터 유출되는 공기의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브(75)가 듀얼공기펌프(80)와 측정기(60) 사이에 추가적으로 설치될 수 있다.
듀얼공기펌프(80)는 2개의 공기펌프가 구성되어 있으며, 각각 공기와 해수의 이산화탄소 평형을 담당하는 버블순환배관(40)과 공기와 공기 사이의 이산화탄소 평형을 담당하는 공기순환배관(70)으로 공기를 공급하는 역할을 담당한다.
한편, 공기평형기(50)에는 장치 내외부의 급격한 압력 차이를 해소하고 공기평형기 내부의 공기 압력을 조절하기 위한 압력조절관(90)이 연결된다. 압력조절관(90)을 공기평형기(50)에 연통하여 배치함으로써 기존의 공지기술이 가지고 있던 공기 중 수분이나 버블에 의한 미세 물방울에 의한 막힘을 방지할 수 있어 압력조절관(90)의 기능이 저하되지 않도록 함으로써 보다 정확한 해수 내의 이산화탄소분압을 연속적으로 측정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치의 세부 구성을 도시한 것이다.
도 4에 도시된 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치는 샘플링 부재(110)를 제외하면 앞서 도 3에서 도시 및 설명된 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치와 실질적으로 동일한 바, 동일한 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조 부호를 부여하기로 한다.
도 4에서 제시된 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치는 플로팅 부재(20)에 샘플링 부재(110)을 추가적으로 연결하여 플로팅 부재의 격리공간(23)과 연통되도록 한 것을 특징으로 한다.
샘플링 부재(110)는 상판(112) 및 상판(112)과 연결된 측면판(114)을 포함하며, 측면판(114)의 단부는 플로팅 부재(20)의 상판(22)에 결합된다. 버블순환배관(40)의 일측단은 샘플링 부재(110)에 연통되며, 버블순환배관(40)의 일측단과 대향하는 타측단은 버블 도입관(30)의 내부에 배치되어, 샘플링 부재(110) 내부의 공기는 공기평형기(50)를 통해 측정기(60)로부터 공급되는 공기와 균일하게 혼합되어 일정한 압력을 가지도록 조정되며, 이후 듀일공기펌프(80)를 통해 버블순환배관(40)을 따라 버블 도입관(30) 내부의 버블 발생기(43)로 연속적으로 제공된다.
본 발명의 일실시예와 같이 수조(10) 내에 격리 공간을 갖는 플로팅 부재(20)를 배치하고 플로팅 부재(20)에 연통된 샘플링 부재(110)를 배치하여 샘플링 부재 내부의 공간의 공기를 흡입하여 공기평형기(50)로 공급을 하여 공기평형기 내에서 측정기(60)를 통과하여 제공되는 공기와 균일하게 혼합되어 압력을 일정하게 유지한 후 듀얼공기펌프(80)를 통해 연속적으로 버블 도입관(30) 내부로 버블발생용 공기를 제공함으로써 수조(10) 내의 미세 해양 생물의 폐사 없이 해수 내의 이산화탄소 분압을 연속적으로 정밀하게 측정할 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 해수 내 이산화탄소 분압을 측정하기 위해서 격리 공간이 형성된 플로팅 부재 내의 격리 공간의 공기를 공기평형기를 이용해 수분을 제거하고 측정기를 통해 공급되는 공기와 혼합하여 이산화탄소분압을 일정하게 유지시킨 후 듀얼공기펌프를 통해 병렬적으로 각각 공기순환배관과 버블순환배관으로 연속적으로 순환시켜 공기순환배관에 설치된 측정기를 통해 해수의 이산화탄소 분압을 연속적으로 측정함과 동시에 버블순환배관을 통해 다시 버블 도입관 내부로 연속적으로 버블발생용 공기를 별도로 공급하도록 병렬형 공기순환시스템을 구축함으로써 정밀한 해수 내 이산화탄소분압을 측정할 수 있음은 물론 대기압 상태를 유지하도록 함으로써 해수 내의 미세 해양 생물의 폐사를 방지하는 효과를 갖는다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10 : 수조
20 : 플로팅 부재
30 : 버블 도입관
40 : 버블순환배관
50 : 공기평형기
60 : 측정기
70 : 공기순환배관
80 : 듀얼공기펌프
90 : 압력조절관
100 : 해수순환장치
110 : 샘플링 부재

Claims (10)

  1. 미세 해양 생물이 서식하는 해수를 수납하기 위한 공간을 제공하는 수조;
    상기 해수에 일부가 잠겨 내부에 격리공간이 형성되며 상기 해수가 유출입 되는 개구를 갖는 플로팅 부재;
    상기 플로팅 부재의 하부에 연통되며 상기 해수에 잠기는 버블 도입관;
    상기 플로팅 부재의 상부에 일측이 연통되어 있어 플로팅 부재로부터 제공되는 공기와 타측으로부터 내부로 유입되는 공기를 혼합하여 평형을 이루도록 하여 공기 압력을 일정하게 조절하는 공기평형기;
    상기 공기평형기로부터 유출되는 공기를 다시 제공받아 상기 버블 도입관 내로 순환 공급시켜 제공하는 버블순환배관;
    상기 공기평형기로부터 유출되는 공기를 다시 상기 공기평형기의 타측으로 순환 공급시켜 제공하는 공기순환배관; 및
    상기 공기순환배관 내로 제공된 공기를 샘플링하여 샘플링된 공기 내의 이산화탄소분압을 측정하는 측정기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 버블 도입관의 하단은 수면을 향하여 U 자 형상으로 구부러진 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 측정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 버블순환배관 중 상기 버블 도입관 내에 배치된 단부에는 버블 발생기가 형성된 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 측정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기평형기에 연통되어 결합되어 상기 공기평형기 내부의 공기압력을 조절하기 위한 압력조절관이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 측정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 공기평형기의 내부에는 습기를 흡착 제거하는 기능을 가지는 다공성 물질이 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 측정 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 다공성 물질은 실리카겔 또는 활성탄인 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 측정 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수조의 외부에 설치되며, 수조 외부로부터 공급되는 공기를 버블화하여 제공함으로써 수조 내부의 해수를 순환시켜 산소를 공급하는 한편 수조의 하단부의 막힘을 방지하도록 하는 해수순환장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 병렬공기순환용 해수의 이산화탄소분압 측정 장치.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기평형기로부터 제공되는 공기를 펌핑하여 상기 버블순환배관과 상기 공기순환배관으로 각각 개별적으로 제공하여 병렬형 순환시스템을 구성하는 듀얼공기펌프가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치.
  9. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플로팅 부재에 연결되어 상기 격리공간과 공기평형기에 각각 연통되어 있으며 내부의 공기를 흡입하여 공기평형기로 공급하는 샘플링부재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 공기평형기로부터 제공되는 공기를 펌핑하여 상기 버블순환배관과 상기 공기순환배관으로 각각 개별적으로 제공하여 병렬형 순환시스템을 구성하는 듀얼공기펌프가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 병렬공기순환형 해수의 이산화탄소분압 연속 측정 장치.

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