KR101850252B1 - Optical density analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광학밀도 분석계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 특정 파장의 LED 광원으로 사용하여 측정 대상물이 흡수하고 남은 광량을 검출하여 농도, 성분 등을 측정하는 광학밀도 분석계에 관한 것이다.The present invention relates to an optical density analyzer, and more particularly, to an optical density analyzer used as an LED light source of a specific wavelength to measure the amount of light absorbed by an object to be measured and to measure density, component, and the like.
특정 물질의 농도를 파악하기 위한 방법으로 광학밀도(Optical density)를 측정하는 방법이 있다. There is a method of measuring the optical density as a method for grasping the concentration of a specific substance.
광학밀도는 일정한 세기를 가진 특정 파장의 빛이 용액층을 통과한 후, 광도가 그 일정세기로 될 때의 양을 지칭하는 것이다. 통상 투입광의 세기, 수신광의 세기를 바탕으로 몰흡광계수, 몰농도, 액층의 두께를 통해 농도를 측정하게 된다.The optical density refers to the amount of light having a certain intensity when light of a specific wavelength passes through the solution layer, and then the light intensity becomes a constant intensity. Normally, the concentration is measured through the molar extinction coefficient, the molar concentration, and the thickness of the liquid layer based on the intensity of the incident light and the intensity of the incoming light.
이러한 광학밀도의 측정장치로 최근 기술을 소개하면, 그 일례로 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1737377호(2017.05.18.공고)가 있으며, 이 기술은 유체 통로 내로 광을 입사하는 광입사부와 유체통로 내를 투과한 광을 수광하는 광검출부를 구비하여 흡광도를 통해 농도를 측정하는 장치로서, 측정 정밀도 향상, 소형화, 저코스트화를 가능하게 하는 이점이 있다.An example of such an optical density measuring apparatus is disclosed in Korean Registered Patent Publication No. 10-1737377 (published on May 17, 2017), which discloses an optical density measuring apparatus using a light incidence portion And a photodetecting section for receiving the light transmitted through the fluid channel, thereby measuring the concentration through the absorbance, which is advantageous in that the measurement accuracy can be improved, the size can be reduced, and the cost can be reduced.
그런데 이와 같은 종래기술은 검출기 본체에 유체통로를 설치하여야 하므로 별도의 연결 작업이 필요하고 구성이 복잡하며 유체의 누설 등으로 인한 문제 발생에 대비하여야 하며, 무엇보다도 측정 대상물과 원거리에서는 측정이 어려운 문제점이 있다.However, since such a conventional technique requires a fluid passage to be installed in the main body of the detector, a separate connection operation is required, the configuration is complicated, and it is necessary to prepare for the occurrence of a problem caused by leakage of fluid or the like. .
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 현지에서 별도의 추가 작업 없이도 간단히 직접 측정이 가능하도록 한 광학밀도 분석계를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an optical density analyzer capable of performing direct measurement directly without additional work in the field.
또한, 본 발명은 PC 등의 데이터 처리장치와 간단히 연결하여 대량 및 장기간의 정보를 획득, 가공, 처리할 수 있도록 한 광학밀도 분석계를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an optical density analyzer capable of acquiring, processing, and processing large-amount and long-term information by simply connecting with a data processing apparatus such as a PC.
또한, 본 발명은 원거리에 위치하는 측정 대상물에도 쉽게 적용할 수 있도록 한 광학밀도 분석계를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an optical density analyzer which can be easily applied to a measurement object located at a long distance.
또한, 본 발명은 광원 장치의 위치가 측정 대상물과 이격되어 설치되므로 광원 장치의 고장, 파손을 방지할 수 있도록 한 광학밀도 분석계를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an optical density analyzer capable of preventing the failure or breakage of the light source device because the position of the light source device is spaced apart from the object to be measured.
또한, 본 발명은 광 산란, 기포 등으로 인한 측정 오차 발생을 최소화하여 측정 정밀도를 현저히 높일 수 있도록 한 광학밀도 분석계를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an optical density analyzer capable of remarkably increasing the measurement accuracy by minimizing the occurrence of measurement errors due to light scattering, bubbles, and the like.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 광학밀도 분석계는,In order to solve the above problems, the optical density analyzer of the present invention comprises:
광을 방출하는 광원;A light source for emitting light;
광원으로 공급되는 전력을 제어하는 광 제어부;A light control unit for controlling power supplied to the light source;
광을 수신하는 수광부;A light receiving unit for receiving light;
상기 수광부에서 검출된 신호를 수신하는 신호 수신부;A signal receiving unit receiving the signal detected by the light receiving unit;
상기 신호 수신부에서 검출되는 신호를 증폭시키는 신호 증폭부;A signal amplifier for amplifying a signal detected by the signal receiver;
상기 신호 증폭부에서 증폭된 신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호 변환부;A signal converting unit for converting the signal amplified by the signal amplifying unit into digital data;
상기 신호 변환부에서 변환된 디지털 데이터를 처리 및 저장하는 데이터 처리 및 저장부;A data processing and storing unit for processing and storing the digital data converted by the signal converting unit;
처리된 데이터를 화면에 출력하는 디스플레이부;A display unit for outputting processed data to a screen;
조작을 위한 입력부;An input for manipulation;
데이터를 외부장치로 전송하는 데이터 송수신부; 및 A data transmission / reception unit for transmitting data to an external device; And
광을 출력 및 수신하는 광 출력 및 수신 단자; 가 구비되는 컨트롤 장치,An optical output and reception terminal for outputting and receiving light; A control device,
측정 대상물에 광을 투사 및 수신하는 검지부 및A detection unit for projecting and receiving light to the measurement object and
상기 컨트롤 장치의 광 출력 및 수신 단자와 상기 검지부를 연결하는 광섬유를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And an optical fiber connecting the optical output and reception terminal of the control device and the detection unit.
또한, 상기 검지부는,In addition,
봉 형태로 이루어지며,Shaped,
그 단부에 측정 대상물이 유입될 수 있도록 길이 방향에 대해 수직으로 관통형성되는 측정부,A measurement unit vertically penetrating the longitudinal direction so that the measurement object can flow into the end thereof,
상기 측정부의 단부면 표면에 설치되는 광반사부 및A light reflection part provided on an end surface of the measurement part;
내부에 설치되되 일단은 상기 측정부까지 연장되고 타단은 상기 광 출력 및 수신단자와 결합하는 연결 잭까지 연장되는 광섬유 케이블을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And an optical fiber cable which is installed inside the optical fiber cable and has one end extending to the measurement part and the other end extending to a connection jack for coupling with the optical output and reception terminal.
또한, 상기 검지부는 중간에는 굽힘부가 형성되는 것을 특징으로 한다.Further, the detecting unit is characterized in that a bent portion is formed in the middle.
또한, 상기 광반사부는,Further, the light-
상기 측정부 단부면에 홈을 가공하고 이 홈에 미러 코팅층을 형성한 반사부재를 삽입하여 구성하는 것을 특징으로 한다.And a reflection member formed by processing a groove on the end face of the measurement unit and having a mirror coating layer formed in the groove is inserted.
또한, 상기 반사부재는,In addition,
투명한 유리로 이루어지되 그 하면에 금속을 코팅하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Transparent glass, and a metal is coated on the lower surface thereof.
또한, 농도측정 센서 교정제어 및 탁도측정 센서 교정제어가 이루어지도록 구성되며,In addition, the concentration measurement sensor calibration control and the turbidity measurement sensor calibration control are configured to be performed,
상기 신호 변환부는 12bit의 분해능을 가지도록 구성되되 신호 변환부의 포화값인 4095 미만의 최대 교정 감도 값을 가지도록 구성되며,Wherein the signal converting unit is configured to have a resolution of 12 bits and has a maximum correction sensitivity value of less than 4095, which is a saturation value of the signal converting unit,
상기 농도측정 센서 교정제어는,The concentration measurement sensor calibration control may include:
기준농도 용액 하에서 0부터 시작해 최대 교정 감도 값에 맞추기 위해 상기 광 제어부를 이용하여 상기 광원에 공급되는 전류를 제어하며, Controlling the current supplied to the light source using the light control unit to adjust to a maximum calibration sensitivity value starting from 0 under reference concentration solution,
최대 교정 감도 값에 도달 후 일정 시간 동안 상기 신호 수신부를 통해 검출되는 광 출력이 안정되면 상기 광원 제어를 위한 파라미터 값을 상기 데이터 처리 및 저장부를 통해 저장하며,When the light output detected through the signal receiving unit is stable for a certain period of time after reaching the maximum calibration sensitivity value, the parameter value for the light source control is stored through the data processing and storage unit,
상기 광원으로 공급되는 전류값이 허용전류 범위 이외의 경우에는 강제로 광학밀도 분석계를 작동을 중지하도록 구성되며,And forcibly stops operating the optical density analyzer when the current value supplied to the light source is out of the allowable current range,
상기 탁도측정 센서 교정제어는,Wherein the turbidity measurement sensor calibration control comprises:
0NTU 용액에서 0부터 시작해 최대 교정 감도 값에 맞추기 위해 상기 광 제어부를 이용하여 상기 광원에 공급되는 전류를 제어하며, Control the current supplied to the light source using the light control unit to adjust the maximum calibration sensitivity value from 0 to 0 in the solution,
최대 교정 감도 값에 도달 후 일정 시간 동안 상기 신호 수신부를 통해 검출되는 광 출력이 안정되면 상기 광원 제어를 위한 파라미터 값을 상기 데이터 처리 및 저장부를 통해 저장하며,When the light output detected through the signal receiving unit is stable for a certain period of time after reaching the maximum calibration sensitivity value, the parameter value for the light source control is stored through the data processing and storage unit,
상기 광원으로 공급되는 전류값이 허용전류 범위 이외의 경우에는 강제로 광학밀도 분석계를 작동을 중지하도록 구성되며,And forcibly stops operating the optical density analyzer when the current value supplied to the light source is out of the allowable current range,
1차 탁도 기준 용액에서 검출되는 광 출력 세기를 측정하여 저장하고 2차 탁도 기준 용액에서 광 출력 세기를 측정하여 저장하며, 0NTU의 광 출력 값과 1차 탁도 기준 용액의 광 출력 값 사이의 광 출력 값에 대한 탁도 값의 기울기와 1차 탁도 기준 용액의 광 출력 값과 2차 탁도 기준 용액의 광 출력 값 사이의 기울기를 상기 데이터 처리 및 저장부에 연산 및 저장하는 것을 특징으로 한다.The light output intensity detected in the first turbidity reference solution is measured and stored. The light output intensity is measured and stored in the second turbidity reference solution. The optical output power between the optical output value of 0 NTU and the optical output value of the first turbidity reference solution And the slope between the optical output value of the first turbidity reference solution and the optical output value of the second turbidity reference solution is calculated and stored in the data processing and storage section.
또한, 상기 광 제어부는 광원에 주기적으로 전류를 공급하고 상기 광 수신부 또는 상기 데이터 처리 및 저장부는 신호 입력시 일정 시간 지연 후 신호나 데이터를 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The light control unit periodically supplies a current to the light source, and the light receiving unit or the data processing and storing unit processes a signal or data after a predetermined time delay when a signal is input.
상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 광학밀도 분석계는 현지에서 간단히 직접 측정이 가능하고, 데이터 처리장치와 간단히 연결하여 대량 및 장기간의 정보를 획득, 가공, 처리할 수 있으며, 원거리 측정에 용이하며, 광원 장치의 고장, 파손을 방지할 수 있으며, 산란, 기포 등으로 인한 측정 오차 발생을 최소화하여 측정 정밀도가 우수한 등의 이점이 있다.The optical density analyzer according to the present invention can be directly measured directly in the field and can be easily connected to a data processing device to acquire, process and process information in a large amount and a long term, And it is possible to prevent breakdown and damage of the light source device and to minimize the occurrence of measurement errors due to scattering, bubbles, etc., and to provide excellent measurement accuracy.
도 1은 본 발명에 따른 광학밀도 분석계를 개념적으로 간략히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 광학밀도 분석계의 컨트롤 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 광학밀도 분석계의 컨트롤 장치를 개념적으로 간략히 도시한 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 광학밀도 분석계의 검지부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 광학밀도 분석계의 반사부를 확대 도시한 도면이다.FIG. 1 is a conceptual diagram briefly showing an optical density analyzer according to the present invention.
2 is a view showing a control device of an optical density analyzer according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a control device of an optical density analyzer according to the present invention conceptually.
4 is a diagram showing a detection unit of an optical density analyzer according to the present invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a reflecting section of an optical density analyzer according to the present invention.
본 발명에 따른 광학밀도 분석계의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Preferred embodiments of the optical density analyzer according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 광학밀도 분석계를 개념적으로 간략히 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 광학밀도 분석계의 컨트롤 장치를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 광학밀도 분석계의 컨트롤 장치를 개념적으로 간략히 도시한 블럭도이며, 도 4는 본 발명에 따른 광학밀도 분석계의 검지부를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 광학밀도 분석계의 반사부를 확대 도시한 도면이다.2 is a view showing a control device of an optical density analyzer according to the present invention, and FIG. 3 is a graph showing a control of an optical density analyzer according to the present invention FIG. 4 is a diagram showing a detection unit of an optical density analyzer according to the present invention, and FIG. 5 is an enlarged view of a reflection unit of an optical density analyzer according to the present invention.
본 발명에 따른 광학밀도 분석계는 측정하고자 하는 측정 대상물에 침적시켜 농도를 측정하기 위한 장치로서, 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 컨트롤 장치(10), 검지부(30) 및 상기 컨트롤 장치(10)와 검지부(30)를 연결하는 광섬유 케이블(40)을 포함하여 구성된다.The optical density analyzer according to the present invention is an apparatus for measuring the concentration by immersing in a measurement object to be measured. To this end, the optical density analyzer according to the present invention includes a
여기서, 상기 컨트롤 장치(10)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광을 생성하고 수신하며 입력되는 신호를 처리하며 처리된 결과를 보여주기 위한 장치로서, 광을 방출하는 광원(11), 상기 광원(11)으로 공급되는 전력을 제어하는 광 제어부(12), 광을 수신하는 수광부(13), 상기 수광부(13)에서 검출된 신호를 수신하는 신호 수신부(14), 상기 신호 수신부(14)에서 검출되는 신호를 증폭시키는 신호 증폭부(15), 상기 신호 증폭부(15)에서 증폭된 신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호 변환부(16,A/D Converter), 상기 신호 변환부(16)에서 변환된 디지털 데이터를 처리 및 저장하는 데이터 처리 및 저장부(17), 처리된 데이터를 화면에 출력하는 디스플레이부(18), 조작을 위한 입력부(19), 데이터를 외부장치로 전송하는 데이터 송수신부(20), 광을 출력 및 수신하는 광 출력 및 수신 단자(21,22)가 구비된다.2 and 3, the
상기 광원(11)으로는 LED가 사용되며, 종래의 가시광선 영역대의 파장 대신 850nm의 적외선을 사용함으로써 전처리 작업을 저감시키게 된다. 특히 본 발명에서와 같이 광원(11)이 검지부(30)가 아닌 컨트롤 장치(10) 내에 구비됨으로써 광원(11)이 직접적으로 측정 대상 물질이나 외부 충격 등에 노출되지 않으므로 광원의 수명이 연장됨으로써 유지보수 비용을 절감케 된다.An LED is used as the
본 발명에서는 상기 데이터 송수신부(20)를 통해 상기 컨트롤 장치(10)에서 변환된 데이터를 PC, 서버 등으로 바로 전송하여 대용량의 데이터 처리가 신속히 가능한 특징도 있다. In the present invention, there is also a feature that data converted by the
그리고 상기 검지부(30)는 측정 대상물에 광을 투사 및 수신하는 부분으로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 봉(棒) 형태로 이루어지며, 그 단부에 측정 대상물이 유입될 수 있도록 길이 방향에 대해 수직으로 관통 형성되는 측정부(31), 상기 측정부(31)의 단부면 표면에 설치되는 광반사부(32), 내부에 설치되되 일단은 상기 측정부(31)까지 연장되고 타단은 상기 광 출력 및 수신단자와 결합하는 연결 잭까지 연장되는 광섬유(33)로 이루어진다.4, the
상기 광반사부(32)는 상기 측정부(31) 단부면에 홈을 가공하고 여기에 미러 코팅층을 형성한 반사부재를 삽입하여 구성한다.The
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 광반사부는 투명한 유리로 이루어지되 그 하면에 금속을 코팅하여 구성한다. 이를 통해, 금속 코팅이 외부로 노출됨으로써 산화막 발생, 바이오 필름 현상을 방지하게 된다.Specifically, as shown in FIG. 5, the light reflection part is made of transparent glass, and the lower surface is coated with a metal. Through this, the metal coating is exposed to the outside, thereby preventing the occurrence of an oxide film and a biofilm phenomenon.
상기 광섬유 케이블(40)은 상기 컨트롤 장치(10)의 광 출력 및 수신 단자와 상기 검지부(30)를 연결하는 수단으로, 복수의 광섬유(33)로 이루어지며 상기 광원(11)과 연결되어 광을 투입하는 투광측 케이블과 수신된 광을 광 수신부로 전달하는 흡광측 케이블로 이루어진다. The
이와 같이 구성되는 상기 측정부(31)를 포함하는 검지부(30)의 단부를 측정 대상물에 투입하게 되면, 상기 측정부(31) 내에 측정 대상물이 유입되며, 여기에 광원(11)에 의해 투사되는 광이 광섬유 케이블(40) -> 광 출력 단자(21) -> 광섬유 케이블(40)의 투광측 케이블 -> 검지부(30)의 광섬유(33) -> 광반사부(32) -> 검지부(30)의 광섬유(33) -> 광섬유 케이블(40)의 흡광측 케이블 -> 광 수신 단자(22) -> 수광부(13)로 전달되며, 이 과정에서의 흡광도{-log(L1/L2), L1은 수신된 광의 세기, L2은 투입된 광의 세기}를 통해 농도를 측정하게 된다.When the end of the detecting
이와 같이 구성되는 본 발명의 또 다른 특징은 설치되는 광섬유(33)들이 종래기술들과 같이 90° 이상 절곡되는 부분이 생기지 않으므로 광의 누설, 왜곡 등의 현상이 발생되지 않게 된다.According to another aspect of the present invention configured as described above, there is no portion where the installed
또한, 본 발명에서는 상기 검지부(30)의 중간에는 굽힘부(34)가 형성되는 것을 특징으로 하며, 이를 통해 상기 측정부(31)에서 기포가 잔류할 수 없는 구조이므로 더욱 정밀한 측정값을 획득할 수 있게 된다.Further, in the present invention, a bending portion (34) is formed in the middle of the detecting portion (30). Since the bubble can not remain in the measuring portion (31) .
본 발명의 또 다른 특징으로, 신속하고 정확한 측정을 위해 본 발명은 농도측정 센서 교정제어 및 탁도측정 센서 교정제어가 이루어지도록 구성되며, 이를 위해 상기 신호 변환부는 12bit의 분해능을 가지도록 구성되되 신호 변환부의 포화값인 4095 미만의 최대 교정 감도 값을 가지도록 구성되며, 가독성이 좋은 4000이 바람직하다.According to another aspect of the present invention, for rapid and accurate measurement, the present invention is configured to perform concentration measurement sensor calibration control and turbidity measurement sensor calibration control. To this end, the signal conversion unit is configured to have a resolution of 12 bits, And a maximum calibration sensitivity value of less than 4095 which is the saturation value of the negative, and 4000 having good readability is preferable.
먼저, 상기 농도측정 센서 교정제어에 대해 설명하면, 상기 농도측정 센서 교정제어는 기준농도 용액 하(기준농도 용액에 프로브를 투입)에서 이루어지는데, 0부터 시작해 최대 교정 감도 값, 구체적으로 4000에 맞추기 위해 상기 광 제어부를 이용하여 상기 광원에 공급되는 전류를 증가하도록 제어하며, 최대 교정 감도 값에 도달 후 일정 시간 동안 상기 신호 수신부를 통해 검출되는 광 출력이 안정되면 상기 광원 제어를 위한 파라미터 값을 상기 데이터 처리 및 저장부를 통해 저장하게 되며, 상기 광원으로 공급되는 전류값이 허용전류 범위 이외의 경우에는 장치의 이상으로 판단하여 강제로 광학밀도 분석계를 작동을 중지하도록 구성된다.First, the concentration measurement sensor calibration control will be described below. The concentration measurement sensor calibration control is performed under the reference concentration solution (the probe is put in the reference concentration solution), and the maximum calibration sensitivity value, The control unit controls the light control unit to increase the current supplied to the light source, and when the light output detected through the signal receiving unit is stable for a certain period of time after reaching the maximum calibration sensitivity value, And if the current value supplied to the light source is out of the allowable current range, it is determined that the apparatus is abnormal and operation of the optical density analyzer is forcibly stopped.
즉, 특정 용액의 기준농도에 해당되는 용액에서 광 출력을 최대 교정 감도 값에 이르도록 광원의 전류를 증가시켜 안정된 파라미터 값인 전류값 등을 저장한 후 동일한 용액의 측정시에는 광원에 저장된 전류값 등을 호출하여 공급함으로써 매번 측정시마다 교정작업을 해야되는 불편함을 제거할 수 있으며, 호출시 해당 전류값이 허용되는 범위를 벗어나는 경우 신속히 이상의 유무를 판단할 수 있게 된다. That is, the current value, which is a stable parameter value, is stored by increasing the current of the light source so that the light output reaches the maximum calibration sensitivity value in the solution corresponding to the standard concentration of the specific solution, and then the current value stored in the light source It is possible to eliminate the inconvenience of performing the calibration operation each time the measurement is made and can promptly determine whether or not the current value is out of the permissible range.
또한, 상기 탁도측정 센서 교정제어는, 0 NTU(Nepthelometric Turbidity Unit) 용액에서 0부터 시작해 최대 교정 감도 값에 맞추기 위해 상기 광 제어부를 이용하여 상기 광원에 공급되는 전류가 증가하도록 제어하며, 최대 교정 감도 값에 도달 후 일정 시간 동안 상기 신호 수신부를 통해 검출되는 광 출력이 안정되면 상기 광원 제어를 위한 파라미터 값을 상기 데이터 처리 및 저장부를 통해 저장하며, 상기 광원으로 공급되는 전류값이 허용전류 범위 이외의 경우에는 강제로 광학밀도 분석계를 작동을 중지하도록 구성되며, 1차 탁도 기준 용액(예를 들어, 20NTU)에서 검출되는 광 출력 세기를 측정하여 저장하고 2차 탁도 기준 용액(예를 들어, 100NTU)에서 광 출력 세기를 측정하여 저장하며, 0NTU의 광 출력 값과 1차 탁도 기준 용액의 광 출력 값 사이의 광 출력 값에 대한 탁도 값의 기울기와 1차 탁도 기준 용액의 광 출력 값과 2차 탁도 기준 용액의 광 출력 값 사이의 기울기를 상기 데이터 처리 및 저장부에 연산 및 저장하도록 구성된다.Also, the turbidity measurement sensor calibration control may be such that the current supplied to the light source is increased by using the light control unit to adjust to a maximum calibration sensitivity value starting from zero in a NTU (Nepthelometric Turbidity Unit) solution, A parameter value for controlling the light source is stored through the data processing and storing unit when the light output detected through the signal receiving unit is stable for a predetermined time after reaching the predetermined value, (E.g., 20 NTU), the optical output intensity is measured and stored, and a second turbidity reference solution (e.g., 100 NTU) is set to stop the optical density analyzer forcibly, And the light output value between the optical output value of 0 NTU and the optical output value of the first turbidity reference solution is It is configured to calculate and store the gradient between the gradient of the turbidity values and the primary light output of the turbidity standard solution value and the second turbidity standard solution of the optical output value in the data processing and storage unit.
이와 같이, 탁도는 측정 구간을 복수로 나누고 각 구간의 광 출력 값에 대한 탁도 값의 기울기를 사전에 저장하고 이를 통해 광 출력값에 따른 탁도를 신속히 파악할 수 있도록 구성된다. 농도측정 센서교정과 동일한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.Thus, the turbidity is divided into a plurality of measurement periods, and the slope of the turbidity value with respect to the optical output value of each section is previously stored, and the turbidity according to the optical output value can be quickly identified. The description of the same parts as the concentration measurement sensor calibration is omitted.
상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명인 광학밀도 분석계는 현지에서 간단히 직접 측정이 가능하고, 데이터 처리장치와 간단히 연결하여 대량 및 장기간의 정보를 획득, 가공, 처리할 수 있으며, 원거리 측정에 용이하며, 광원 장치의 고장, 파손을 방지할 수 있으며, 산란, 기포 등으로 인한 측정 오차 발생을 최소화하여 측정 정밀도가 우수한 등의 이점을 가진다.Through the above-described configuration, the optical density analyzer of the present invention can be directly measured directly in the field, can be easily connected to the data processing apparatus to acquire, process and process information in a large amount and a long term, , It is possible to prevent the failure or breakage of the light source device and to minimize the occurrence of measurement errors due to scattering, bubbles, etc., and to have an advantage of excellent measurement accuracy.
10: 컨트롤 장치 11: 광원
12: 광제어부 13: 수광부
14: 신호 수신부 15: 신호 증폭부
16: 신호 변환부 17: 데이터 처리 및 저장부
18: 디스플레이부 19: 입력부
20: 데이터 송수신부 21:광 출력 단자
22: 광 수신 단자
30: 검지부 31: 측정부
32: 광반사부 33: 광섬유
34: 굽힘부
40: 광섬유 케이블10: Control device 11: Light source
12: light control unit 13: light receiving unit
14: Signal receiving section 15: Signal amplifying section
16: Signal conversion unit 17: Data processing and storage unit
18: display section 19: input section
20: data transmission / reception unit 21: optical output terminal
22: light receiving terminal
30: Detecting unit 31: Measuring unit
32: light reflecting portion 33: optical fiber
34:
40: Fiber optic cable
Claims (1)
광원으로 공급되는 전력을 제어하는 광 제어부;
광을 수신하는 수광부;
상기 수광부에서 검출된 신호를 수신하는 신호 수신부;
상기 신호 수신부에서 검출되는 신호를 증폭시키는 신호 증폭부;
상기 신호 증폭부에서 증폭된 신호를 디지털 데이터로 변환하는 신호 변환부;
상기 신호 변환부에서 변환된 디지털 데이터를 처리 및 저장하는 데이터 처리 및 저장부;
처리된 데이터를 화면에 출력하는 디스플레이부;
조작을 위한 입력부;
데이터를 외부장치로 전송하는 데이터 송수신부; 및
광을 출력 및 수신하는 광 출력 및 수신 단자; 가 구비되는 컨트롤 장치,
측정 대상물에 광을 투사 및 수신하는 검지부 및
상기 컨트롤 장치의 광 출력 및 수신 단자와 상기 검지부를 연결하는 광섬유를 포함하여 구성되며,
상기 검지부는,
봉 형태로 이루어지며,
그 단부에 측정 대상물이 유입될 수 있도록 길이 방향에 대해 수직으로 관통형성되는 측정부,
상기 측정부의 단부면 표면에 설치되는 광반사부 및
내부에 설치되되 일단은 상기 측정부까지 연장되고 타단은 상기 광 출력 및 수신단자와 결합하는 연결 잭까지 연장되는 광섬유 케이블을 포함하여 구성되며,
상기 검지부는 중간에는 굽힘부가 형성되며,
상기 광반사부는,
상기 측정부 단부면에 홈을 가공하고 이 홈에 미러 코팅층을 형성한 반사부재를 삽입하여 구성하며,
상기 반사부재는,
투명한 유리로 이루어지되 그 하면에 금속을 코팅하여 구성되며,
농도측정 센서 교정제어 및 탁도측정 센서 교정제어가 이루어지도록 구성되되,
상기 신호 변환부는 12bit의 분해능을 가지도록 구성되되 신호 변환부의 포화값인 4095 미만의 최대 교정 감도 값을 가지도록 구성되며,
상기 농도측정 센서 교정제어는,
기준농도 용액 하에서 0부터 시작해 최대 교정 감도 값에 맞추기 위해 상기 광 제어부를 이용하여 상기 광원에 공급되는 전류를 제어하며,
최대 교정 감도 값에 도달 후 일정 시간 동안 상기 신호 수신부를 통해 검출되는 광 출력이 안정되면 상기 광원 제어를 위한 파라미터 값을 상기 데이터 처리 및 저장부를 통해 저장하며,
상기 광원으로 공급되는 전류값이 허용전류 범위 이외의 경우에는 강제로 광학밀도 분석계를 작동을 중지하도록 구성되며,
상기 탁도측정 센서 교정제어는,
0NTU 용액에서 0부터 시작해 최대 교정 감도 값에 맞추기 위해 상기 광 제어부를 이용하여 상기 광원에 공급되는 전류를 제어하며,
최대 교정 감도 값에 도달 후 일정 시간 동안 상기 신호 수신부를 통해 검출되는 광 출력이 안정되면 상기 광원 제어를 위한 파라미터 값을 상기 데이터 처리 및 저장부를 통해 저장하며,
상기 광원으로 공급되는 전류값이 허용전류 범위 이외의 경우에는 강제로 광학밀도 분석계를 작동을 중지하도록 구성되며,
1차 탁도 기준 용액에서 검출되는 광 출력 세기를 측정하여 저장하고 2차 탁도 기준 용액에서 광 출력 세기를 측정하여 저장하며, 0NTU의 광 출력 값과 1차 탁도 기준 용액의 광 출력 값 사이의 광 출력 값에 대한 탁도 값의 기울기와 1차 탁도 기준 용액의 광 출력 값과 2차 탁도 기준 용액의 광 출력 값 사이의 기울기를 상기 데이터 처리 및 저장부에 연산 및 저장하며,
상기 광 제어부는 광원에 주기적으로 전류를 공급하고 상기 신호 수신부 또는 상기 데이터 처리 및 저장부는 신호 입력시 일정 시간 지연 후 신호나 데이터를 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
광학밀도 분석계
A light source for emitting light;
A light control unit for controlling power supplied to the light source;
A light receiving unit for receiving light;
A signal receiving unit receiving the signal detected by the light receiving unit;
A signal amplifier for amplifying a signal detected by the signal receiver;
A signal converting unit for converting the signal amplified by the signal amplifying unit into digital data;
A data processing and storing unit for processing and storing the digital data converted by the signal converting unit;
A display unit for outputting processed data to a screen;
An input for manipulation;
A data transmission / reception unit for transmitting data to an external device; And
An optical output and reception terminal for outputting and receiving light; A control device,
A detection unit for projecting and receiving light to the measurement object and
And an optical fiber connecting the optical output and reception terminal of the control device and the detection unit,
The detecting unit includes:
Shaped,
A measurement unit vertically penetrating the longitudinal direction so that the measurement object can flow into the end thereof,
A light reflection part provided on an end surface of the measurement part;
And an optical fiber cable having one end extending to the measurement unit and the other end extending to a connection jack for coupling with the optical output and reception terminal,
The detecting unit is formed with a bent portion in the middle,
The light-
A reflective member having a groove formed on an end face of the measurement unit and having a mirror coating layer formed on the groove,
Wherein the reflective member comprises:
Transparent glass, the lower surface of which is coated with a metal,
The concentration measurement sensor calibration control and the turbidity measurement sensor calibration control are performed,
Wherein the signal converting unit is configured to have a resolution of 12 bits and has a maximum correction sensitivity value of less than 4095, which is a saturation value of the signal converting unit,
The concentration measurement sensor calibration control may include:
Controlling the current supplied to the light source using the light control unit to adjust to a maximum calibration sensitivity value starting from 0 under reference concentration solution,
When the light output detected through the signal receiving unit is stable for a certain period of time after reaching the maximum calibration sensitivity value, the parameter value for the light source control is stored through the data processing and storage unit,
And forcibly stops operating the optical density analyzer when the current value supplied to the light source is out of the allowable current range,
Wherein the turbidity measurement sensor calibration control comprises:
Control the current supplied to the light source using the light control unit to adjust the maximum calibration sensitivity value from 0 to 0 in the solution,
When the light output detected through the signal receiving unit is stable for a certain period of time after reaching the maximum calibration sensitivity value, the parameter value for the light source control is stored through the data processing and storage unit,
And forcibly stops operating the optical density analyzer when the current value supplied to the light source is out of the allowable current range,
The light output intensity detected in the first turbidity reference solution is measured and stored. The light output intensity is measured and stored in the second turbidity reference solution. The optical output power between the optical output value of 0 NTU and the optical output value of the first turbidity reference solution And the slope between the optical output value of the first turbidity reference solution and the optical output value of the second turbidity reference solution is calculated and stored in the data processing and storage section,
Wherein the light control unit periodically supplies a current to the light source and the signal receiving unit or the data processing and storing unit processes a signal or data after a predetermined time delay when a signal is input
Optical density analyzer
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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2017
- 2017-09-21 KR KR1020170121631A patent/KR101850252B1/en active IP Right Grant
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