KR101804835B1 - 잔류 염소농도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잔류 염소농도 측정장치에 관한 것으로, 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관이 설치되는 측정부; 시약을 수용하도록 내부에 수용공간이 형성되고, 가압시에 상기 수용공간이 축소되는 시약 저장부; 상기 시약 저장부의 일측을 가압하는 탄성부재; 및 상기 발광부에서 생성된 빛이 상기 샘플수를 투과한 후, 상기 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 상기 샘플수의 산화제 농도를 측정하는 제어부;를 포함함으로써, 구조를 단순화하여 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

잔류 염소농도 측정장치{Apparatus for measuring TRO}

본 발명은 잔류 염소농도 측정장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 시약을 주입하기 위한 구성을 단순화하여 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라, 시약을 정량으로 투입할 수 있도록 하는 잔류 염소농도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 해상에서 운송하는 화물 선박은 유사한 화물의 상호 교환을 위하여 왕복 항해하는 선박을 제외하고는 대부분 편도 운항을 한다. 그리고, 편도 운항을 만재 상태로 항해한 후 귀환 항해 시에는 선박의 균형, 안전성 및 조종 성능 향상 등을 위하여 선박평형수(ballast water)를 선내로 유입하여 밸러스트 상태로 항해를 하게 된다.

이때, 선박평형수는 한 항구에서 채워져서 다른 곳으로 이송되어, 거기서 새로운 항구 내에 배출된다. 이와 같이, 먼 위치로부터 실려져 온 선박평형수에 포함된 해양 생물 및 병원균의 방출은 새로운 환경에 유해할 뿐만 아니라, 새로운 항구에서도 사람과 동물 모두에게 위험할 수 있다.

비-천연적인 해양 생물을 신규 생태계로 도입시키면, 신규 종에 대해 자연적인 방어체계를 지니고 있지 않을 수 있는 천연 식물군 및 동물군에게 파괴적인 효과를 미칠 수 있다. 또한, 콜레라와 같은 해로운 세균성 병원균이 원래의 항구에 존재할 수 있다. 이러한 병원균은 시간이 지남에 따라 밸러스트 탱크 내에서 증식되어, 이들이 방출되는 영역에서 질병을 발생시킬 수 있다.

이러한 해양 생물 및 병원균에 의해 제기되는 위험은 선박평형수 내에 존재하는 상기한 종들을 치사(致死)시켜 조절할 수 있다.

선박평형수를 살균 처리하는데 주로 전기 분해 방식을 이용하는데, 전기 분해 방식을 이용한 선박평형수 처리 시스템은 밸러스트 수의 TRO 측정하기 위한 TRO 센서 유닛을 구비하고 있다.

여기서 "TRO"는 "Total Residual Oxidant"의 약어로서, 밸러스트 수에 존재하는 전체 잔류 산화제를 의미하며, 통상적으로 전기 분해 과정을 통하여 발생하는 염소가 밸러스트 수 내의 수중 생물을 산화시키고 남은 염소의 잔류 염소 수치를 측정하여 구한다. TRO는 바닷물이나 염분이 섞여있는 물을 전기분해 또는 염소 소독할 경우 활성 염소 대신 브로민 등의 원자로 대체되어 여러 종류의 산화제가 공존하게 되는데, 이때 존재하는 모든 활성 산화제를 가리킨다.

전술한 TRO 센서는 선박이 항해하는 경로에 따라 담수, 해수 등 다양한 수질 조건에서 작동해야 하기 때문에, 수질변화에 덜 민감한 DPD 시약을 이용한 TRO 센서를 주로 사용한다.

DPD시약을 이용한 TRO 측정 센서는 측정부의 투명셀이 오염되었을 경우, 이를 신속하게 인지하지 못하여 측정 오차가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 투명셀의 오염을 제거하기 위해 복잡한 구성품을 분해하고, 다시 조립하는 과정이 필요한 문제점이 있다.

또한, TRO 측정센서의 시약 저장부에 보관된 시약이 소진된 상황을 자동으로 알려주지 못하기 때문에 시약을 적절한 시기에 교체시키지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 측정부 투명셀의 오염 여부를 파악하여 신속하게 오염을 제거할 수 있도록 하는 잔류 염소농도 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 복잡한 구성품을 분해하지 않고도 측정부 투명셀을 세척할 수 있도록 하는 잔류 염소농도 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 시약 저장부에 보관된 시약의 소진 여부를 파악함으로써 시약을 적시에 교체시킬 수 있도록 하는 잔류 염소농도 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 일관점에 따른 잔류 염소농도 측정장치는, 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관이 설치되는 측정부; 시약을 수용하도록 내부에 수용공간이 형성되는 시약 저장부; 상기 측정부를 세척하도록 세척 브러쉬가 삽입되는 세척 브러쉬 삽입부; 및 상기 발광부에서 생성된 빛이 상기 샘플수를 투과한 후, 상기 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 상기 샘플수의 산화제 농도를 측정하는 제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 측정부는, 오버플로우(overflow)관이 연결되고, 상기 세척 브러쉬 삽입부는, 상기 오버플로우관의 일측에 형성될 수 있다.

또한, 상기 세척 브러쉬 삽입부는, 상기 측정부의 일측에 형성될 수도 있다.

또한, 상기 세척 브러쉬 삽입부는, 오버플로우되는 샘플수의 유출을 방지하도록 착탈가능한 마개를 더 포함할 수도 있다.

한편, 본 발명의 다른 관점에 따른 잔류 염소농도 측정장치는, 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관이 설치되는 측정부; 시약을 수용하도록 내부에 수용공간이 형성되는 시약 저장부; 상기 측정부에 샘플수가 없는 상태에서 상기 발광부에서 생성된 빛이 상기 수광부에서 수신되는 신호가 기준값보다 낮아지면 청소 필요 알람을 발생시키는 제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 제어부는, 상기 측정부가 미사용된 상태에서 상기 발광부에서 생성된 빛이 상기 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 상기 기준값을 설정할 수 있다.

본 발명의 또다른 관점에 따른 잔류 염소농도 측정장치는, 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관이 설치되는 측정부; 시약을 수용하도록 내부에 수용공간이 형성되고, 가압시에 상기 수용공간이 축소되는 시약 저장부; 상기 발광부에서 생성된 빛이 상기 샘플수를 투과한 후, 상기 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 상기 샘플수의 산화제 농도를 측정하는 제어부; 상기 시약 저장부의 일측을 가압하는 가압판과, 상기 가압판이 소정 위치로 이동된 것을 센싱하는 위치센서를 더 포함한다.

여기서, 상기 위치센서는, 상기 가압판이 상기 소정 위치로 이동되면 트리거되는 스위치로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 가압판이 상기 소정 위치로 이동되면 시약 교체 알람을 발생시킬 수 있다.

본 발명에 의하면 측정부의 오염정도를 파악하여 세척이 필요하다고 판단할 경우 신속하게 측정부를 세척함으로써 측정 정확도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 잔류 염소농도 측정장치에는 세척 브러쉬 삽입부를 구비하여 복잡한 구성품을 분해하지 않고도 간단히 세척작업을 진행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 잔류 염소농도 측정장치는 시약 저장부에 보관된 시약의 소진 여부를 파악하는 위치센서를 구비함으로써, 적절한 시기에 시약을 교체할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치를 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약 공급부를 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약 공급부를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 수광부의 상대 반응도(Relative Responsivity)를 도시한 그래프이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정방법을 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치를 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 잔류 염소농도 측정장치(100)은, 샘플수의 잔류 염소 농도를 측정하는 측정부(110)와, 시약을 보관하고 있다가 상기 측정부(110)로 시약을 주입하는 시약 저장부(130)와, 측정부(110)에서 측정된 센싱정보에 따라 밸브들을 개방 또는 폐쇄시키는 제어부(150)을 포함한다.

측정부(110)는, 양 측면부에 발광부(111)와 수광부(113)이 각각 마주보도록 설치된다. 또한, 상기 측정부(110)는, 빛이 통과할 수 있는 투명 재질로 형성되어 발광부(111)에서 생성된 빛이 측정부(110)를 관통하여 수광부(113)에 도달할 수 있도록 구성된다.

여기서, 상기 발광부(111)는 3채널 파장대역을 모두 측정하기 위해 백색 LED로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수광부(113)는 Red, Green, Blue에 해당하는 color filter를 구비한 RGB 센서로 구성되어 3채널의 파장 모두를 인식할 수 있도록 구성된다. 3개의 파장 대역을 확인하므로 DPD로 발색된 산화제의 농도를 측정하는데 있어서 정확도를 높일 수 있고, 서로 다른 색으로 발색하는 다양한 종류의 시약에 하나의 기기로 모두 대응할 수 있는 장점을 지닐 수 있다.

이와 같은 구성을 통해 발광부(111)의 백색 LED가 온(On)되면 수광부(113)의 RGB 센서에서 투과된 빛의 세기(광량)를 측정하여 잔류 염소 농도를 측정할 수 있게 된다.

상기 측정부(110)는, 샘플수가 유입되도록 샘플수 유입관(121)이 설치되고, 측정이 완료된 샘플수가 배출되도록 샘플수 배출관(125)이 설치된다.

또한, 샘플수 유입관(121)에는 유입밸브(123)가 설치되고, 샘플수 배출관(125)에는 배출밸브(127)가 설치됨으로써 시약 저장부(130)에서 유입된 시약이 샘플수와 반응된 후에 원활히 배출될 수 있도록 구성한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이 측정부(110)와 연결되는 오버플로우관(160)을 포함할 수 있다.

여기서, 오버플로우관(160)은 측정부(110) 내의 샘플수가 넘칠 때 배출시키는 오버플로우 기능과 에어 벤트 기능을 동시에 수행할 수 있게 된다. 오버플로우관(160)이 에어 벤트 기능을 잘 수행하도록 오버플로우관(160)은 측정부(110)의 상측단에 연결되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 측정부(110)를 세척하도록 세척 브러쉬(미도시)가 삽입되는 세척 브러쉬 삽입부(115)가 포함된다. 세척 브러쉬(미도시)는 일측단에 세척솔이 구비되고 타측단에는 손잡이가 구비된 통상의 세척 브러쉬(미도시)를 사용할 수 있다.

여기서, 세척 브러쉬 삽입부(115)는, 도 1에 도시된 바와 같이 측정부(110)의 일측을 관통하도록 형성될 수도 있다.

또한, 세척 브러쉬 삽입부(115)는 세척 브러쉬(미도시)가 측정부(110)에 삽입될 수 있는 위치라면 측정부(110)에 직접 형성하지 않고 측정부(110)와 연결된 배관들 중 하나에 측정부(110)와 근접한 위치에 형성할 수도 있다. 특히, 측정부(110)와 연결된 오버플로우관(160)은 일반적으로 샘플수나 약품이 채워지지 않은 빈 상태이기 때문에 여기에 세척 브러쉬 삽입부(115)를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 세척 브러쉬 삽입부(115)는, 오버플로우되는 샘플수의 유출을 방지하도록 착탈가능한 마개(117)를 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 선박평형수에 투입되는 산화제를 측정하는 여러가지 방식의 장치중에 DPD(diethyl-p-phenylende diamine) 시약을 측정 대상 선박평형수에 반응시켜 잔류 산화제의 농도를 측정하는 방식을 적용한다.

이와 같은 DPD방식 산화제 측정장치는, 처리된 선박평형수의 일부를 채취한 후 DPD 시약을 투입하여 산화물질 농도를 측정하기 때문에 DPD 시약을 보관하기 위한 시약 저장부(130)을 구성요소로 한다. DPD 시약은 완충(Buffer) 용액과 혼합되어 측정부(110)로 주입되는데, DPD 시약과 Buffer 용액이 하나의 용기에 혼합되어 보관될 수도 있으나, 각각 별도의 용기에 보관되는 것이 보관상 바람직하다.

또한, 상기 시약 저장부(130)는 일정온도로 유지되는 온도유지수단(미도시)를 추가적으로 구비하여 시약의 반응성과 시약의 유효기간을 증가시킬 수도 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 측정부(110)로 시약이 주입되도록 시약 저장부(130)의 일측을 가압하는 탄성부재(133a, 133b)가 포함된다.

탄성부재(133a, 133b)는, 가압력을 발생시키는 기능을 수행하는 것으로, 기존의 잔류 염소농도 측정장치에 포함되었던 가압 펌프를 대체하여 간단한 구성으로 시약 저장부(130)에 저장된 시약을 공급할 수 있게 된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 탄성부재(133a, 133b)는 코일 스프링으로 구성되어 있지만, 이에 한정되지 않고 탄성력을 지닌 다양한 부재를 사용할 수 있다.

여기서, 탄성부재(133)의 상측단과 하측단은 각각 상부판(131)과 하부판(135)과 연결된다.

또한, 탄성부재(133)의 하측단인 하부판(135)은 나사산부(137)가 구비되어 높이를 조절하는 높이 조절수단(139)이 더 포함될 수 있다. 높이 조절수단(139)을 일정방향으로 회전시키면 나사산부(137)에 의해 하부판(135)을 상승 또는 하강시키면서 탄성부재(133)의 가압력을 증가 또는 감소시킬 수 있게 된다.

이와 같은 탄성부재(133)는, 후크(Hook)의 법칙에 의해 가압력을 발생시키는데, 가해지는 힘 F는 상수 k와 변위 또는 길이의 변화 x의 곱과 같게 된다. 즉, F=kx가 된다. 여기서, k의 값은 고려 대상인 탄성물질의 종류뿐만 아니라 크기나 모양에도 관계한다. 본 발명의 일실시예에서는 높이 조절수단(139)를 통해 k값을 증가 또는 감소시킨다.

한편, 도 1에 도시된 실시예와는 달리 높이 조절수단(139)을 포함하지 않고 상기 탄성부재(133)의 하측단이 잔류 염소농도 측정장치(100)의 하부 하우징(101) 내측면에 의해 지지되도록 구성할 수도 있다.

시약 저장부(130)는 시약을 수용하도록 내부에 수용공간이 형성되고, 가압시에 수용공간이 축소되도록 구성된다.

본 발명의 도 1에서는 그 일실시예로서, 주름관 형태의 벨로우즈(bellows)로 시약 저장부(130)를 구성하였다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약 공급부를 도시한 것으로, 이를 참조하면, 시약 저장부(130)의 하측단은 하우징(101)에 지지되고, 타측단은 그 상측에 위치한 탄성부재(133)에 의해 가압되도록 구성된다.

본 발명의 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 이에 한정되지 아니하고 시약 저장부(130)가 측면 방향에서 가압되도록 구성할 수도 있다. 이와 같이 구성할 경우, 도 1 또는 도 2의 실시예에서 탄성부재(133) 또는 시약 저장부(130)는 잔류 염소농도 측정장치(100)의 측면 하우징에 의해 지지되게 된다.

한편, 도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약 공급부를 도시한 것으로, 이를 참조하면, 시약 저장부(170)는 시약을 수용하는 수용공간이 구비된 실린더(175)와, 실린더(175)의 내측에 삽입되어 왕복운동하는 피스톤(173)으로 구성될 수도 있다.

또한, 피스톤(173)의 하측단은 하부판(131)이 결합되고 탄성부재(133)에 의해 지지된다.

도 2 및 3에서 미설명된 부호는 도 1과 동일하므로 이를 참조한다.

본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 도 1을 참조하면, 시약 저장부(130)에 보관된 DPD 시약이 샘플수를 담는 측정부(110)로 원활히 공급되도록 시약 저장부(130)와 측정부(110) 사이에는 시약 유입관(141)이 설치되고, 시약의 유입 흐름을 제어하도록 시약 유입관(141)에는 시약 조절밸브(143)가 설치될 수 있다.

시약 저장부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수개가 구비될 수 있다. 제1 시약 저장부(130a) 및 제2 시약 저장부(130b)에 모두 시약을 저장하도록 구성함으로써, 하나의 제1 시약 저장부(130a)의 시약이 모두 소비되더라도 예비적으로 제2 시약 저장부(130b)를 통해 시약이 공급될 수 있기 때문에 연속적인 시약 공급이 가능해진다.

여기서, 상기 시약 유입관(141)은 공급되는 시약에 의해 부식, 파손되는 것을 방지하도록 내화학성 튜브로 구성될 수 있다.

상기 시약 조절밸브(143)는 핀치 밸브(Pinch Valve)로 구성할 수 있다. 핀치 밸브는 탄성체를 상하 2 개의 바(BAR)로 눌러 주었다가 띄어주었다 하면서 밸브 개폐를 조정하는 장치로서, 이송되는 유체는 오로지 탄성체 내부에만 접액이 되며 어떠한 구동파트도 접액이 되지 않기 때문에 밸브와 시약이 접촉하지 않아 밸브의 부식 우려가 없고, 내구성이 향상되어 유지, 보수 비용을 최소화할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 탄성부재(133)는 초기위치에서 일정변위만큼 압축된 상태를 유지하다가 복원력에 의해 상부판(131)이 상승하면서 가압력을 발생시키게 되는데, 전술한 후크의 법칙에 의해 동작하기 때문에 상부판(131)이 상승함에 따라 변위가 축소되면서 가압력도 선형적으로 감소된다.

본 발명의 잔류 염소농도 측정장치(100)는 정량의 시약을 공급하기 위해서 이와 같은 가압력의 선형적 변화를 고려하여 시약 조절밸브(143)의 개방시간을 조절하여야 한다. 예를 들면, 상부판(131)이 초기위치에서 일정 높이 상승하여 가압력이 초기에 비해 1/2이 되는 지점에서는 시약 조절밸브(143)의 개방시간을 2배로 하여 시약 주입량이 정량으로 공급될 수 있도록 구성할 수 있다.

제어부(150)는, 발광부(111)에서 생성된 빛이 샘플수를 투과한 후, 수광부(113)에서 수신되는 신호를 근거로 상기 샘플수의 잔류 염소 농도를 측정하게 된다. 또한, 제어부(150)는, 측정부(110)에 주입된 시약이 잘 섞이도록 유입밸브(121)의 개방/폐쇄 동작을 반복시킬 수도 있다.

여기서, 제어부(150)는, 유입밸브(123)가 개방후 측정부(110)에 샘플수가 차지 않으면 샘플수가 유입되지 않는 것으로 파악하여 알람을 발생시킬 수 있으며, 배출밸브(125)가 개방후 측정부(110)의 샘플수가 배출되지 않으면 알람을 발생시킬 수 있다. 제어부(150)은, 측정부(110)가 빈 상태에서 발광부(111)를 켜고 수광부(113)에서 측정된 광량을 저장하고, 이를 기준으로 충수(充水)여부를 판단하게 된다. 즉, 광량이 일정이상 약해지면 샘플수가 채워진 것으로 판단하게 된다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)에 구비된 제어부(150)는, 측정부(110)의 오염여부를 파악할 수 있도록 구성된다.

일실시예로서, 측정부(110)에 샘플수가 없는 상태에서 발광부(111)에서 생성된 빛이 수광부(113)에서 수신되는 신호가 기준값보다 낮아지면 청소 필요 알람을 발생시키도록 구성할 수 있다.

여기서, 제어부(150)는, 측정부(110)가 미사용된 상태에서 수광부(113)에서 수신되는 신호를 근거로 기준값을 설정할 수 있다. 예를 들면, 공장에서 수광부(113)가 제조될 때에 미리 측정부(110)를 관통하는 수신강도를 측정한 후에 기준값으로 저장할 수 있다.

제어부(150)는 측정부(110)에 샘플수가 배수된 상태를 인지할 수 있기 때문에 샘플수가 배출이 완료될 때마다 빛의 세기(광량)을 측정하도록 구성할 수도 있고, 일반적인 측정부(110)의 오염시기를 근거로 일정 주기마다 측정하도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)는 측정부(110)의 오염여부를 신속히 파악하여 적시에 세척될 수 있도록 하여 정밀한 측정이 가능하도록 구성된다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 시약 저장부(130)의 일측을 가압하는 가압판과, 가압판이 소정 위치로 이동된 것을 센싱하는 위치센서(210)를 포함할 수 있다.

본 발명의 가압판은 도 1 내지 도 3을 참조하면, 탄성부재(133)의 일단과 연결되어 시약 저장부(130)에 접하여 가압하는 판형의 부품으로서, 도 1과 도 3에서는 상부판(131)이 되고, 도 2에서는 하부판(135)이 가압판이 된다.

여기서, 위치센서(210)는, 가압판이 소정 위치 즉, 시약 저장부(130,170)내의 시약이 모두 소진되는 위치로 이동되면 트리거되는 스위치로 구성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 제어부(150)은, 가압판이 상기 소정 위치로 이동되면 시약 교체 알람을 발생시킴으로써 작업자가 시약을 교체할 수 있도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 시약 저장부(130,170)에 보관된 시약의 소진 여부를 작업자가 파악할 수 있도록 함으로써 시약을 적시에 교체하여 시약 공급이 중단되지 않도록 구성된다.

본 발명의 도 1에 도시되지 않았지만, 측정부(110)는 중공의 원통형으로 형성되고, 샘플수 유입부의 방향이 내측벽면에 접하는 방향으로 형성하여 유입부를 따라 분사된 샘플수가 내측벽면을 따라 회전하도록 구성할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 수광부의 상대 반응도(Relative Responsivity)를 도시한 그래프이다.

도 4를 참조하면, Red, Green, Blue 영역의 상대 반응도는 파장에 따라 달라지게 되는데, 예를 들면 Red 영역은 약 750nm 파장에서 상대 반응도가 올라가고, Green 영역은 약 560nm 파장에서 상대 반응도가 올라감을 알 수 있다.

본 발명의 측정부(110)는, 도 4의 그래프를 이용하여 샘플수의 충수(充水)여부는 RGB 센서의 RED 영역을 사용하여 측정하고, 샘플수의 잔류염소 농도는 RGB 센서의 GREEN 영역을 사용하여 측정할 수 있다.

즉, 측정부(110)가 빈 상태에서 발광부(111)를 켜고 수광부(113)로 RED(약 750nm 파장)영역으로 측정한 광량을 저장하여 충수여부의 기준값으로 설정하고, 측정부(110)에 물이 채워진 상태에서는 시약을 샘플수에 투입하고 발광부(111)를 켠 다음, 수광부(113)의 GREEN 영역 (560nm 파장)을 이용하여 광량을 측정하게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정방법을 도시한 순서도이다. 그리고, 본 발명의 잔류 염소농도 측정방법은 도 1 및 도 2에 개시된 잔류 염소농도 측정장치를 사용한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정방법은, 농도 측정단계(S110)와, 샘플수를 교체하는 단계(S180)을 포함한다.

농도 측정단계(S110)를 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 유입밸브(123) 및 배출밸브(127)를 개방하여 샘플수를 바이패스한다. 바이패스되는 샘플수는 샘플수 유입관(121) 및 샘플수 배출관(125), 측정부(110)의 샘플수 유입공간을 세척하게 된다.

다음으로, 배출밸브(127)를 폐쇄하여 측정부(110)에 샘플수를 채운다. 샘플수의 충수 여부는 발광부(111)를 온(ON) 한 다음, 수광부(113)에서 광량을 측정하여 판단한다. 소정 용량의 샘플수가 채워지면 유입밸브(123)을 폐쇄한다.

그리고, 채워진 샘플수에 시약을 주입하지 않은 채 샘플수의 흡광도 측정해서 기준점을 설정한다. 이 기준점이 기준 흡광도가 된다.

이후, 배출밸브(127)를 개방하여 기준 흡광도 측정이 완료된 샘플수를 측정부(110)에서 배출하고, 배출이 완료된 후 배출밸브(127)을 폐쇄하여 새로운 샘플수가 측정부(110)로 주입되도록 한다.

이때, 샘플수의 배출 완료 확인을 위해서는 측정부(110)에서 흡광도를 측정하는데, 배출이 확인된 다음에도 수초간 더 배출밸브(127)를 개방된 상태로 놔둔 후 폐쇄하도록 조작함으로써 샘플수가 보다 확실하게 배출되도록 한다. 이러한 조작을 통해 측정 오차를 줄일 수 있게 된다.

또한, 새로운 샘플수가 측정부(110)로 주입될 때에는, 유입밸브(123)을 개방하여 샘플수를 채우는데, 샘플수의 충수 여부는 측정부(110)의 흡광도로 확인한다. 그리고, 샘플수를 채울 때에는 유입밸브(123)의 개방/폐쇄를 반복 조작한다. 예를 들면, 약 0.5초정도 개방한 후 약 0.5초정도 폐쇄하여 샘플수가 와류를 형성하면서 측정부(110)로 유입되도록 한다. 이러한 조작을 통해 유입되는 시약이 잘 섞이게 된다.

다음으로, 교체된 샘플수에 시약을 주입하고, 측정부(110)에서 발색 흡광도를 측정한다.

여기서, 시약을 주입할 때에는, 시약 조절밸브(143)가 개방되면 탄성부재(133)에 의해 가압된 시약 저장부(130)가 수용공간을 축소하면서 시약을 주입하게 된다.

보다 상세하게는, 유입밸브(123)의 개방/폐쇄 조작을 초기 2~3회 한 후에 미량의 시약을 주입하기 위해 시약 조절밸브(143)를 짧은시간 개방한 후에 폐쇄함으로써, 전술한 바와 같이 와류가 형성되면서 측정부(110) 내에서 시약이 잘 섞이게 된다.

이후, 제어부(150)에서는, 측정된 기준 흡광도와 발색 흡광도를 근거로 잔류 염소 농도를 환산한다. 즉, 기준 흡광도를 측정할 때에는 시약을 넣지 않은 상태의 샘플수 광량을 측정하고, 발색 흡광도를 측정할 때에는 시약을 주입한 샘플수의 광량을 측정하여 서로의 광량 차이를 구한 후, 적절한 변환 공식으로 잔류염소 농도로 환산한다. 변환 공식의 예로서, 광량 차이값에 a 값을 곱하면 잔류염소 농도가 되는데, 상기 a값은 발광부(111)인 LED와, 측정부(110) 투과도, 수광부(113)인 RGB 센서에 정해진다. 시약을 섞은 후에는 샘플수가 발색되기 때문에 흡광력이 생겨 수광부(113)에서 측정된 광량값은 약해지는데, 잔류 염소 농도가 높을수록 발색이 많이 되어 광량값이 작아진다. 시약을 섞은 후 발색이 전혀 되지 않으면 기준 광량과 동일한 광량이 측정되며 차이가 없기 때문에 잔류염소 농도가 0이 된다.

다음으로, 잔류 염소 농도 측정이 완료된 샘플수는 배출밸브(127)가 개방되면서 배출되고, 새로운 샘플수로 교체된다(S180).

이후, 새로운 샘플수의 잔류 염소 농도 측정을 위해서 전술한 샘플수를 바이패스하는 단계부터 다시 반복 동작을 수행하게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)은, 측정부(110)에 샘플수가 없는 상태에서 발광부(111)에서 생성된 빛이 측정부(110)를 관통하여 수광부(113)에서 수신되는 신호를 기준값(Kth)과 비교하는 단계(S120)를 포함할 수 있다.

비교결과, 측정신호가 기준값보다 낮으면 청소 필요 알람을 발생시키고(S130), 작업자가 세척 브러쉬 삽입부(115)에 세척 브러쉬(미도시)를 삽입하여 세척작업을 수행한다(S140).

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정장치(100)은, 시약 저장부(130)의 일측을 가압하는 가압판이 소정 위치로 이동된 것을 센싱하는 위치센서(210)를 구비하여 위치센서(210)에서 시약 교체 신호(트리거 신호)의 발생여부를 모니터링한다(S150).

시약 교체신호가 발생하면, 작업자에게 시약 부족상태를 알릴 수 있도록 시약 교체 알람을 발생시킨다(S160).

이후, 시약 교체 알람이 발생하면 작업자는 시약 저장부(130)에 새로운 시약을 투입하게 된다.

도 5에서는, 농도 측정단계(S110)와 샘플수 교체 단계(S180)사이에 청소 필요여부 판단 단계(S120) 및 시약 교체여부 판단 단계(S150)가 포함되어 있으나, 본 발명의 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 이에 한정되지 아니하고 샘플수 교체 단계(S180)이후에 청소 필요여부 판단 단계(S120) 및 시약 교체여부 판단 단계(S150)가 포함될 수도 있다.

또한, 청소 필요여부 판단 단계(S120)는 계속적으로 모니터링할 수도 있지만, 소정의 주기로 모니터링하도록 구성할 수 있다.

또한, 청소 필요여부 판단 단계(S120) 및 시약 교체여부 판단 단계(S150)를 모두 포함하도로 구성할 수도 있지만, 필요에 따라서는 하나를 선택하여 구성할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 측정부(110)의 오염이 심하거나, 시약 저장부(130)의 시약이 소진된 경우와 같이 잔류 염소농도 측정장치(100)에 측정 오류가 발생할 수 있는 상황에 알람을 발생시켜 작업자가 적절히 대처할 수 있도록 구성함으로써, TRO측정을 보다 정확하고 지속적으로 측정할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 잔류 염소농도 측정장치 110: 측정부
111: 발광부 113: 수광부
115: 세척 브러쉬 삽입부 117: 마개
121: 샘플수 유입관 123: 유입밸브
125: 샘플수 배출관 127: 배출밸브
130,170: 시약 저장부 133: 탄성부재
141: 시약 유입관 143: 시약 조절밸브
150: 제어부 173: 피스톤
175: 실린더 210: 위치센서

Claims (10)

1. 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관이 설치되는 측정부;
   시약을 수용하도록 내부에 수용공간이 형성되는 시약 저장부;
   상기 측정부를 세척하도록 세척 브러쉬가 삽입되는 세척 브러쉬 삽입부; 및
   상기 발광부에서 생성된 빛이 상기 샘플수를 투과한 후, 상기 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 상기 샘플수의 산화제 농도를 측정하는 제어부;를 포함하되,
   상기 세척 브러쉬 삽입부는,
   샘플수의 유출을 방지하도록 착탈가능한 마개를 더 포함하는, 잔류 염소농도 측정장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 측정부는, 오버플로우(overflow)관이 연결되고,
   상기 세척 브러쉬 삽입부는, 상기 오버플로우관의 일측에 형성되는, 잔류 염소농도 측정장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 세척 브러쉬 삽입부는,
   상기 측정부의 일측에 형성되는, 잔류 염소농도 측정장치.
   
4. 삭제
5. 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관이 설치되는 측정부;
   시약을 수용하도록 내부에 수용공간이 형성되는 시약 저장부;
   상기 측정부에 샘플수가 없는 상태에서 상기 발광부에서 생성된 빛이 상기 수광부에서 수신되는 신호가 기준값보다 낮아지면 청소 필요 알람을 발생시키는 제어부; 및
   상기 측정부를 세척하도록 세척 브러쉬가 삽입되는 세척 브러쉬 삽입부;를 포함하는, 잔류 염소농도 측정장치.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 측정부가 미사용된 상태에서 상기 발광부에서 생성된 빛이 상기 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 상기 기준값을 설정하는, 잔류 염소농도 측정장치.
   
7. 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관이 설치되는 측정부;
   시약을 수용하도록 내부에 수용공간이 형성되고, 가압시에 상기 수용공간이 축소되는 시약 저장부;
   상기 발광부에서 생성된 빛이 상기 샘플수를 투과한 후, 상기 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 상기 샘플수의 산화제 농도를 측정하는 제어부;
   상기 시약 저장부의 일측을 가압하는 가압판;
   상기 가압판이 소정 위치로 이동된 것을 센싱하는 위치센서; 및
   상기 측정부를 세척하도록 세척 브러쉬가 삽입되는 세척 브러쉬 삽입부;를 포함하는, 잔류 염소농도 측정장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 위치센서는,
   상기 가압판이 상기 소정 위치로 이동되면 트리거되는 스위치로 구성되는, 잔류 염소농도 측정장치.
   
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 가압판이 상기 소정 위치로 이동되면 시약 교체 알람을 발생시키는, 잔류 염소농도 측정장치.
   
10. 삭제

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