KR101877766B1 - An Ultrasound Apparatus for Measuring an Interface Surface of an Active Carbon - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 활성탄 계면 측정 장치에 관한 것이고, 구체적으로 고도 정수 시설의 여과지에 설치된 활성탄의 팽창 수준의 측정이 가능하도록 하는 초음파 활성탄 계면 측정 장치에 관한 것이다. 초음파 활성탄 계면 측정 장치는 액체 내부에 배치되어 유동성을 가지면서 액체의 내부의 서로 다른 높이에서 계면을 형성하는 유동성 소재의 계면을 측정하는 계면 측정 장치에 있어서, 서로 다른 높이에서 송신되는 초음파 신호의 수신 여부를 탐지할 수 있는 초음파 높이 측정 유닛(11); 및 서로 다른 높이에서 송신되는 초음파 및 수신되는 신호를 처리하는 신호 처리 유닛(12)을 포함하고, 상기 초음파 신호의 수신 여부에 따라 계면의 높이가 산출되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an ultrasonic activated carbon interface measuring apparatus, and more particularly to an ultrasonic activated carbon interface measuring apparatus capable of measuring the expansion level of activated carbon installed on a filter paper of an advanced water purification facility. An ultrasonic activated carbon interface measuring apparatus is an interfacial measuring apparatus for measuring an interface of a fluid material disposed inside a liquid and having fluidity and forming an interface at different heights of the inside of a liquid, An ultrasonic height measuring unit (11) capable of detecting whether or not the ultrasonic wave is detected; And a signal processing unit (12) for processing ultrasonic waves and received signals transmitted at different heights, and the height of the interface is calculated according to whether the ultrasonic signals are received or not.
Description
본 발명은 초음파 활성탄 계면 측정 장치에 관한 것이고, 구체적으로 고도 정수 시설의 여과지에 설치된 활성탄의 팽창 수준의 측정이 가능하도록 하는 초음파 활성탄 계면 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic activated carbon interface measuring apparatus, and more particularly to an ultrasonic activated carbon interface measuring apparatus capable of measuring the expansion level of activated carbon installed on a filter paper of an advanced water purification facility.
상수도 물의 공급을 위한 정수장은 상수원수의 취수를 위한 취수장, 물과 정수 약품을 혼합시키는 혼화지, 응집 과정을 통하여 이물질을 침전시켜 제거하는 침전지, 침전수를 모래층의 여과 막 사이를 통과시키면서 불순물을 제거하는 여과지 및 불순물이 제거된 정수를 저장하는 정수지로 이루어질 수 있다. 이와 같은 정수 시설 중 여과지에서 불순물은 활성탄에 의하여 제거될 수 있고, 활성탄은 일정 기간 동안 사용되면 재사용을 위하여 활성탄 자체에 축적된 이물질이 제거되어야 한다. 활성탄의 불순물 제거를 위하여 정수 과정에서 물의 흐름과 반대되는 방향으로 물을 강제로 투입하여 역세척이 이루어져야 한다. 그리고 이와 같은 역세척의 과정에서 활성탄은 팽창을 하고, 활성탄의 팽창 수준이 탐지되어 역세척의 과정이 적절하게 조절될 필요가 있다. 이와 같은 여과지의 역세척의 과정에 대한 다양한 기술이 이 분야에 공지되어 있다. The water purification plant for the supply of water is composed of a water intake point for the water supply of the water source, a mixed soil for mixing the water and the water purification agent, a sedimentation tank for precipitating and removing the foreign matter through the agglomeration process, A filtering paper to be removed, and a fixing paper for storing purified water from which impurities have been removed. Impurities in the filtering paper can be removed by the activated carbon, and if the activated carbon is used for a certain period of time, the foreign substances accumulated in the activated carbon itself must be removed for reuse. In order to remove impurities from the activated carbon, water must be backwashed by forcibly injecting water in the direction opposite to the flow of water in the purification process. During the backwashing process, the activated carbon expands, and the level of expansion of the activated carbon is detected, so that the backwashing process needs to be appropriately controlled. Various techniques for the process of backwashing such filter paper are known in the art.
특허공개번호 제10-2009-0026693호는 정수처리시스템에서 여과지의 팽창률을 측정하는 측정 장치에 관한 것으로, 여과지 일 측부에 고정형으로 설치되거나 탈부착이 가능한 일정한 길이의 지지관; 상기 지지관의 하단부에 장착되며, 여과지의 역세척시 모래 또는 활성탄으로부터 탈리된 탁질의 농도를 측정할 수 있는 센서부; 상기 센서부의 출력에 응답하고, 상기 센서부의 출력 위치와 상기 지지관의 기준점 위치를 비교하여 여과지의 팽창률을 계산하여 저장하고 디스플레이하는 화면연산부; 상기 지지관의 상단부에 장착되며, 상기 계산된 팽창률 및 상기 센서부의 출력을 외부로 출력하는 데이터 전달부; 및 상기 지지관의 중앙에 장착되며 상기 지지관의 기준점을 여재의 표면에 고정할 수 있도록 상기 지지관의 길이를 조절하는 길이 조절부로 이루어진 여과지 팽창률 측정장치에 대하여 개시한다.Patent Publication No. 10-2009-0026693 relates to a measuring apparatus for measuring the expansion rate of a filter paper in a water treatment system, comprising: a support tube fixedly installed on one side of a filter paper or detachable; A sensor unit mounted on a lower end of the support tube and capable of measuring the concentration of the desorbed sediment from the sand or activated carbon upon backwashing of the filter paper; A screen operation unit for responding to the output of the sensor unit and calculating and storing the expansion rate of the filter paper by comparing the output position of the sensor unit with the reference point position of the support pipe; A data transfer unit mounted on an upper end of the support tube and outputting the calculated expansion rate and the output of the sensor unit to the outside; And a length adjuster mounted at the center of the support tube and adjusting the length of the support tube so as to fix the reference point of the support tube to the surface of the filter media.
특허공개번호 제10-2001-0006614호는 외부의 모래여과지나 오존접촉지 등의 전처리를 거쳐 유입되는 처리수에 포함된 오염물질을 흡착하도록 그 내부에 활성탄층이 형성된 활성탄흡착지; 상기 활성탄 흡착지의 출구 측에 장착되어 배출되는 처리수의 입도를 측정하며, 입도 분석을 통해 상기 활성탄 흡착지로부터 누출되는 미생물과 미세 활성탄 및 현탁 물질을 감지하는 제1 입도 측정 수단; 및 상기 제1 입도 측정 수단으로부터 측정된 입도 데이터를 입력받아 역세척 시점을 결정하고 제어 신호를 출력하는 제어 수단을 포함하는 활성탄 공정의 자동 역세척 장치에 대하여 개시한다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2001-0006614 discloses an activated carbon adsorption paper in which an activated carbon layer is formed so as to adsorb contaminants contained in treated water flowing through a pretreatment such as an outer sand filter or an ozone contact paper; First particle size measurement means for measuring the particle size of the process water loaded on the outlet side of the activated carbon adsorption paper and detecting microorganisms leaking from the activated carbon adsorption paper through the particle size analysis, micro activated carbon and suspended matter; And control means for receiving the particle size data measured by the first particle size measurement means to determine a backwash point and outputting a control signal.
상기 선행기술에서 개시하고 있는 활성탄의 역세척의 시기를 결정하기 위한 농도의 측정 또는 입도의 측정은 실제 적용 과정에서 측정 위치에 따라 또는 측정 환경에 따라 서로 다른 측정 결과를 나타낼 수 있고, 이로 인하여 정확한 팽창률 또는 역세척의 시기 측정이 어렵다는 단점을 가진다. 그러므로 역세척의 시기 또는 역세척의 과정에서 정확하게 역세척의 시기 또는 팽창률을 측정할 수 있는 수단이 요구되지만 선행기술은 이와 같은 방법에 대하여 개시하지 않는다.The measurement of the concentration or the particle size for determining the backwashing time of the activated carbon disclosed in the prior art can show different measurement results depending on the measurement position or the measurement environment in the actual application process, It is difficult to measure the rate of expansion or the time of backwashing. Therefore, the means of accurately measuring the timing or rate of backwash in the period of backwashing or backwashing is required, but the prior art does not disclose such a method.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art and has the following purpose.
본 발명의 목적은 활성탄 여과지의 역세척의 시기 또는 역세척의 과정에서 송신된 초음파의 수신 여부에 의하여 활성탄의 수준 또는 팽창률의 측정이 가능하도록 하는 초음파 활성탄 계면 측정 장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an ultrasonic activated carbon interface measuring apparatus capable of measuring the level or expansion rate of activated carbon by receiving ultrasonic waves transmitted during backwashing or backwashing of activated carbon filter paper.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 초음파 활성탄 계면 측정 장치는 액체 내부에 배치되어 유동성을 가지면서 액체의 내부의 서로 다른 높이에서 계면을 형성하는 유동성 소재의 계면을 측정하는 계면 측정 장치에 있어서, 서로 다른 높이에서 송신되는 초음파 신호의 수신 여부를 탐지할 수 있는 초음파 높이 측정 유닛 및 서로 다른 높이에서 송신되는 초음파 및 수신되는 신호를 처리하는 신호 처리 유닛을 포함하고, 상기 초음파 신호의 수신 여부에 따라 계면의 높이가 산출되는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, an ultrasonic activated carbon interface measuring apparatus is an interfacial measuring apparatus for measuring an interface of a fluid material disposed inside a liquid and having fluidity and forming an interface at different heights of liquid inside, An ultrasonic height measuring unit capable of detecting whether or not an ultrasonic signal transmitted at a different height is detected, and a signal processing unit for processing ultrasonic waves and received signals transmitted at different heights, Is calculated.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 초음파 높이 측정 유닛은 서로 다른 높이에 배치되는 다수 개의 초음파 탐지 유닛을 포함하고, 각각의 초음파 탐지 유닛을 초음파의 송신 또는 수신이 가능한 것을 특징으로 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the ultrasonic height measuring unit includes a plurality of ultrasonic detecting units disposed at different heights, and each of the ultrasonic detecting units can transmit or receive ultrasonic waves.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 초음파 높이 측정 유닛은 여과지의 활성탄의 팽창에 따라 미리 결정된 높이에서 초음파의 수신 여부를 탐지하여 활성탄의 팽창 수준을 산출하는 것을 특징으로 한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the ultrasonic height measuring unit detects the reception of ultrasonic waves at a predetermined height according to the expansion of the activated carbon of the filter paper, and calculates the expansion level of the activated carbon.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 초음파 높이 측정 유닛은 서로 다른 높이에 배치되는 다수 개의 초음파 탐지 유닛을 포함하고, 각각의 초음파 유닛은 초음파 송신 유닛, 초음파 수신 유닛 및 활성탄 유동 도관 브래킷을 포함한다.According to another preferred embodiment of the present invention, the ultrasonic height measuring unit includes a plurality of ultrasonic detecting units disposed at different heights, and each of the ultrasonic units includes an ultrasonic transmitting unit, an ultrasonic receiving unit, and an activated carbon flow conduit bracket do.
본 발명에 따른 계면 측정 장치는 초음파 탐지 유닛에 의하여 여과지의 활성탄의 수준 또는 역세척의 과정에서 팽창률의 정확한 측정이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 계면 측정 장치는 역세척 과정에서 활성탄의 수위 또는 팽창률의 미리 결정된 범위에 도달했는지 여부를 정확하게 판단하는 것에 의하여 활성탄의 유실이 방지되도록 한다. 본 발명에 따른 계면 측정 장치는 레이저, 마이크로웨이브 또는 다른 전자기파에 의하여 측정되기 어려운 수중에 형성된 다양한 침전물의 계면 측정이 가능하도록 한다.The interfacial measuring apparatus according to the present invention allows the ultrasonic detection unit to accurately measure the level of activated carbon in the filter paper or the expansion rate in the course of backwashing. The interfacial measuring apparatus according to the present invention precisely determines whether the level or the expansion rate of activated carbon has reached a predetermined range in the backwashing process, thereby preventing the loss of activated carbon. The interface measuring apparatus according to the present invention makes it possible to perform interfacial measurement of various precipitates formed in water which are difficult to be measured by laser, microwave or other electromagnetic waves.
도 1은 본 발명에 따른 계면 측정 장치의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 계면 측정 장치에 적용되는 초음파 높이 측정 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 계면 측정 장치에 적용되는 초음파 탐지 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 계면 측정 장치가 여과지에 설치된 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 계면 측정 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.1 is a block diagram showing an embodiment of an interface measuring apparatus according to the present invention.
2 shows an embodiment of an ultrasonic height measuring unit applied to the interfacial measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 3 shows an embodiment of an ultrasonic wave detection unit applied to an interface measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 4 shows an embodiment in which the interface measuring apparatus according to the present invention is installed on a filter paper.
FIG. 5 illustrates an operation of an interface measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so that they will not be described repeatedly unless necessary for an understanding of the invention, and the known components will be briefly described or omitted. However, It should not be understood as being excluded from the embodiment of Fig.
도 1은 본 발명에 따른 계면 측정 장치의 실시 예를 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.1 is a block diagram showing an embodiment of an interface measuring apparatus according to the present invention.
도 1을 참조하면, 초음파 계면 활성탄 계면 측정 장치는 서로 다른 높이에서 송신되는 초음파 신호의 수신 여부를 탐지할 수 있는 초음파 높이 측정 유닛(11); 및 서로 다른 높이에서 송신되는 초음파 및 수신되는 신호를 처리하는 신호 처리 유닛(12)을 포함하고, 상기 초음파 신호의 수신 여부에 따라 계면의 높이가 산출된다.Referring to FIG. 1, the ultrasonic interface active carbon interface measuring apparatus includes an ultrasonic
본 발명에 따른 계면 측정 장치는 액체 내부에 배치되어 유동성을 가지면서 액체의 내부의 서로 다른 높이에서 계면을 형성하는 유동성 소재의 계면을 측정하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 정수장의 여과지에 불순물의 방지를 위한 활성탄 또는 입상 활성탄이 바닥면으로부터 미리 결정된 높이로 배치될 수 있다. 여과지에 배치된 활성탄은 미세 오염 물질을 제거하는 기능을 가지고, 예를 들어 1주일 단위 또는 1개월 단위의 주기로 역세척이 될 필요가 있다. 역세척은 공기와 물로 행해질 수 있고, 역세척의 과정에서 활성탄이 팽창된다. 활성탄의 팽창은 예를 들어 20 내지 70 %로 유지될 필요가 있다. 만약 역세척의 과정에서 팽창률이 미리 결정된 수준을 벗어나게 되면 역세척수의 배수를 위하여 설치된 트러프(trough)를 통하여 유실될 수 있다. 그러므로 역세척의 시기를 결정하기 위하여 또는 역세척의 과정에서 활성탄의 팽창률 또는 활성탄의 계면이 정확하게 탐지되고 이에 의하여 역세척 공정이 제어될 필요가 있다. 본 발명에 따른 초음파 계면 측정 장치는 이와 같이 여과지에 배치된 활성탄의 계면 측정에 적용되지만 이에 제한되지 않는다.The interfacial measuring apparatus according to the present invention may have a function of measuring the interface of the fluid material disposed inside the liquid and having fluidity and forming an interface at different heights of the inside of the liquid. For example, activated carbon or granular activated carbon for preventing impurities may be arranged at a predetermined height from the bottom surface of a filtering paper of a water treatment plant. The activated carbon placed on the filter paper has a function of removing fine contaminants, for example, it needs to be backwashed at intervals of one week or one month. Backwashing can be done with air and water, and the activated carbon expands during backwashing. The expansion of the activated carbon needs to be maintained at 20 to 70%, for example. If the expansion rate deviates from a predetermined level during backwashing, it may be lost through a trough installed for drainage of backwash water. Therefore, in order to determine the timing of backwashing or in the course of backwashing, the rate of expansion of the activated carbon or the interface of the activated carbon needs to be accurately detected, and thus the backwashing process needs to be controlled. The ultrasonic interface measuring apparatus according to the present invention is applied to the interface measurement of the activated carbon disposed on the filter paper, but is not limited thereto.
본 발명에 따른 계면 측정 장치는 액체 내부에 형성된 다양한 고체 또는 고체 유사한 물질의 계면 측정에 적용될 수 있다. 그러므로 본 발명은 활성탄의 팽창률을 비롯하여 액체 내부에 형성되는 다양한 계면 측정에 적용될 수 있고, 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.The interfacial measuring apparatus according to the present invention can be applied to the interface measurement of various solid or solid-like materials formed in a liquid. Therefore, the present invention can be applied to various interface measurements formed inside a liquid, including the expansion rate of activated carbon, and is not limited to the embodiments shown.
초음파 높이 측정 유닛(11)은 예를 들어 선형으로 연장되면서 계면이 측정되는 여과지 또는 다른 액체 저장 시설에서 물 또는 액체 내부로 일부가 투입되는 구조로 만들어질 수 있다. 선형으로 연장되는 초음파 높이 측정 유닛(11)의 아래쪽 부분에 초음파의 발생 및 수신이 가능한 초음파 유닛이 배치될 수 있다. 초음파 유닛은 예를 들어 선형의 초음파 높이 측정 유닛(11)의 아래쪽 끝 부분으로부터 미리 결정된 서로 다른 높이에 다수 개가 배치될 수 있다. 예를 들어 초음파 높이 측정 유닛(11)의 아래쪽 끝으로부터 활성탄 팽창률이 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 % 및 90 %가 되는 대응되는 높이에 각각 초음파 유닛이 배치될 수 있다. 그리고 각각의 초음파 유닛에서 송신되는 초음파의 수신 여부를 탐지하여 활성탄의 팽창도가 탐지될 수 있다.The ultrasonic
초음파는 종파에 해당하면서 고체, 액체 및 기체를 통하여 전파될 수 있고, 매질의 밀도에 따라 전달 속도가 변한다. 초음파는 액체를 통하여 전달될 수 있지만 액체에 분말 형태의 고체가 분산되어 있거나, 콜로이드 형태의 물질 또는 겔과 같은 소재를 통하여 전송되지 못한다. 이와 같은 특성을 이용하여 초음파 높이 측정 유닛(11)의 서로 다른 높이의 초음파 유닛으로부터 송신되는 초음파의 수신 여부를 탐지하여 계면의 높이를 측정할 수 있다. 서로 다른 높이에 설치된 초음파 유닛은 물 속 또는 액체 내부의 서로 다른 높이에 위치될 수 있다. 구체적으로 초음파 유닛은 서로 다른 수위에 위치될 수 있고, 서로 다른 시각에 펄스 형태의 초음파가 정해진 방향으로 전송될 수 있다. 그리고 각각의 초음파 유닛은 물 또는 액체 내부의 정해진 수위를 통과하도록 전송될 수 있다. 각각의 초음파 유닛은 여과지 내부의 서로 다른 수위를 통과하도록 전송될 수 있다. 그리고 전송된 초음파의 수신 여부에 따라 활성탄이 해당 수위에 이르도록 팽창했는지 또는 활성탄의 계면이 해당 수위의 아래쪽에 위치하는지 또는 위쪽에 위치하는지 여부가 결정될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 계면 측정 장치는 초음파가 특정 매질을 통하여 전달되지 못하는 특성을 이용하여 물 속 또는 액체 내부에 형성된 계면의 높이를 측정할 수 있다. 서로 다른 높이에서 송신된 초음파 유닛을 수신하기 위한 수신 유닛은 초음파 높이 측정 유닛(11)에 설치되거나, 초음파 높이 측정 유닛(11)과 평행하게 설치되면서 초음파 높이 측정 유닛(11)과 유사한 형상으로 만들어지는 초음파 선형 부재에 설치되거나 또는 물의 외부에 설치될 수 있다. 다만 각각의 초음파 유닛에서 전송되는 초음파는 서로 다른 수위 면 또는 수위 부분을 통과하도록 각각의 초음파 유닛이 배치될 수 있다.Ultrasonic waves propagate through solids, liquids and gases corresponding to the longitudinal waves, and the propagation speed changes with the density of the medium. Ultrasonic waves can be transmitted through liquids, but powdered solids can not be dispersed in liquids or can not be transmitted through colloidal materials or gels. Using this characteristic, the height of the interface can be measured by detecting whether or not ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic units of different heights of the ultrasonic
신호 처리 유닛(12)은 초음파 높이 측정 유닛(11)에 설치된 각각의 초음파 유닛에서 서로 다른 시각에 초음파 신호를 전송하거나, 수신된 초음파 신호를 처리할 수 있다. 신호 처리 유닛(12)은 다양한 마이크로프로세서를 포함하는 제어 유닛, 디스플레이 또는 입력 유닛을 포함할 수 있다. 신호 처리 유닛(12)은 초음파 신호의 전송 또는 수신 과정을 제어할 수 있는 다양한 하드웨어 또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어 신호 처리 유닛(12)은 초음파 유닛의 트랜스듀서를 제어하여 초음파의 진폭 또는 초음파 발생 시각을 조절할 수 있다. 또한 수신되는 초음파 신호의 수신 시각 또는 크기를 산출할 수 있다. 그리고 신호 처리 유닛(12)에서 처리된 신호는 수신 감도 결정 유닛(13)으로 전송될 수 있다. 수신 감도 결정 유닛(13)은 특정 위치에서 송신된 초음파의 수신 여부 또는 수신 감도를 결정할 수 있다. 그리고 만약 1 높이에서 송신된 초음파 수신 유닛에서 수신이 되지만 1 높이에 비하여 낮은 2 높이에서 송신된 초음파가 수신되지 않는다면 활성탄의 계면은 1 높이와 2 높이 사이가 된다. 이와 같은 방법으로 서로 다른 높이에서 송신된 초음파 신호의 수신 여부에 따라 계면의 높이가 결정될 수 있다. 수신 감도 결정 유닛(13)에서 서로 다른 높이에서 전송된 초음파의 수신 여부가 결정되면 팽창도 결정 유닛(14)에 의하여 활성탄의 팽창도가 결정될 수 있다. 계면의 높이에 따라 팽창도가 미리 결정될 수 있고, 그에 따라 팽창도가 산출될 수 있다. 다른 한편으로 수위에 따라 활성탄의 밀도가 서로 다를 수 있고, 활성탄의 밀도가 낮은 경우 일부가 전달될 수 있다. 이와 같은 활성탄의 수중 밀도에 따른 초음파의 전송 거리는 실험적으로 또는 이론적으로 결정될 수 있다. 그에 따라 활성탄 또는 액체 내부에서 부유하는 물질의 계면이 산출될 수 있다. 그리고 이와 같은 방법으로 산출된 계면의 높이 또는 팽창률에 따라 역 세척 장치의 역-세척 조절 유닛(15)에 의하여 역-세척 과정이 조절될 수 있다. 예를 들어 세척수의 강도가 조절되거나, 세척이 일시적으로 중단되거나 또는 세척 시간이 조절될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 초음파 활성탄 계면 측정 장치에 의하여 여과지의 수중의 계면이 정확하게 측정될 수 있다. 그리고 측정된 높이에 기초하여 활성탄의 팽창률이 결정될 수 있고, 팽창률에 기초하여 역-세척 조절 유닛(15)의 작동이 제어될 수 있다.The
이와 같이 본 발명에 따른 초음파 활성탄 계면 측정 장치는 다른 측정 유닛에 의하여 측정되기 어려운 액체 내부의 계면이 측정될 수 있도록 한다. 그리고 측정되어야 하는 계면에 따라 초음파 높이 측정 유닛(11)이 적절하게 다양한 방법으로 만들어질 수 있다.As described above, the ultrasonic activated carbon interface measuring apparatus according to the present invention can measure the interface inside the liquid, which is difficult to measure by other measuring units. And the ultrasonic
도 2는 본 발명에 따른 계면 측정 장치에 적용되는 초음파 높이 측정 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.2 shows an embodiment of an ultrasonic height measuring unit applied to the interfacial measuring apparatus according to the present invention.
도 2를 참조하면, 초음파 높이 측정 유닛(11)은 위쪽 부분은 선형의 튜브 형상으로 그리고 아래쪽 부분은 반-실린더 형상 또는 이와 유사한 형상이 되는 측정 부재(21); 및 반-실린더 형상으로 이루어진 부분에 배치되는 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)을 포함할 수 있다. 그리고 각각의 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)은 측정 부재(21)의 아래쪽 끝으로부터 1 높이(H1), 2 높이(H2), 3 높이(H3) 및 4 높이(H4)에 각각 배치될 수 있다. 1 내지 4 높이(H1 내지 H4)의 높이는 미리 결정될 수 있고, 각각의 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)이 초음파 전송 방향은 미리 설정될 수 있다. 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)의 수는 제한되지 않으며 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)의 설치 높이는 활성탄의 팽창률에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 예를 들어 활성탄의 팽창률이 25 %, 35 %, 50 % 및 70 %가 되는 위치에 각각 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)이 배치될 수 있다. 그리고 각각의 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)은 측정 부재(21)의 내부를 통하여 외부로 연장되는 전송 케이블(23)에 의하여 신호 처리 유닛과 연결될 수 있다.2, the ultrasonic
서로 다른 높이에 배치되는 각각의 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)은 예를 들어 활성탄의 팽창률에 따라 또는 송신된 초음파의 수신을 탐지하는 수신 유닛의 위치에 따라 예를 들어 0.1 내지 2 MHz의 초음파를 발생시킬 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 따르면 초음파 송신 유닛(221)과 초음파 수신 유닛(222)은 유체의 흐름이 가능한 유동 도관 브래킷(24)에 배치될 수 있다. 유동 도관 브래킷(24)은 내부로 유체의 흐름이 가능한 유동 경로를 형성할 수 있고, 초음파 송신 유닛(221)에서 송신된 송신 초음파(TU)는 유동 경로를 통과하여 유동 도관 브래킷(24)의 반사면(241)에서 반사되어 수신 초음파(RU)가 될 수 있다. 그리고 초음파 송신 유닛(24)과 분리되어 설치된 초음파 수신 유닛(222)에서 수신될 수 있다. 이와 같이 초음파 송신 유닛(221)에서 송신된 송신 초음파(TU)는 유동 경로를 경유하여 반사면(241)에서 반사되어 초음파 수신 유닛(222)에서 수신될 수 있다. 만약 유체에 활성탄 성분이 포함된 유체(F)가 유동 도관 브래킷(24)에 형성된 유동 경로를 통하여 흐르고, 활성탄의 밀도가 크다면, 초음파 송신 유닛(221)에서 송신된 송신 초음파(TU)는 반사면(241)에서 반사되지 못하거나 초음파 수신 유닛(222)에서 수신되지 않을 수 있다. 또는 활성탄의 농도에 따라 수신되는 수신이 되는 수신 초음파(RU)의 강도가 약할 수 있다. 이와 같이 초음파 송신 유닛(221)과 초음파 수신 유닛(222)이 서로 분리되어 설치되고 초음파 송신 유닛(221)에서 유체(F)의 유동 경로로 송신 초음파(TU)가 송신된다. 그리고 초음파 수신 유닛(222)에서 수신 초음파(RU)의 수신 여부 또는 수신 감도에 따라 활성탄이 정해지 위치까지 팽창되었는지 여부가 결정될 수 있다. 초음파 송신 유닛(221)과 초음파 수신 유닛(222)은 서로 다른 높이에 배치된 각각의 유동 경로에 배치될 수 있고, 반사면(241)은 유동 도관 브래킷(24)의 유동 경로를 형성하는 면이 되거나 또는 독립적으로 형성된 반사체가 될 수 있다. 또한 유동 경로는 다양한 방법으로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.Each of the ultrasonic detecting
도 3은 본 발명에 따른 계면 측정 장치에 적용되는 초음파 탐지 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.FIG. 3 shows an embodiment of an ultrasonic wave detection unit applied to an interface measuring apparatus according to the present invention.
도 3을 참조하면, 초음파 높이 측정 유닛은 전체적으로 속이 빈 튜브 형상의 측정 부재(21); 측정 부재(21)의 아래쪽에 서로 분리되어 배치되는 초음파 탐지 유닛(22a, 22b, 22c); 및 전송 케이블(23)로 이루어질 수 있다. 측정 부재(21)의 아래쪽 부분은 서로 분리되어 다수 개의 절개 부분이 형성될 수 있고, 절개 부분의 사이에 형성된 다수 개의 분리 통로의 외부 표면에 각각의 초음파 탐지 유닛(22a, 22b, 22c)이 배치될 수 있다. 분리 통로는 서로 다른 높이에 형성될 수 있고, 각각의 초음파 탐지 유닛(22a, 22b, 22c)은 각각의 분리 통로의 외부 표면에 설치되는 것에 의하여 측정 부재(21)의 서로 다른 높이에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 3, the ultrasonic height measuring unit includes a measuring
도 2에 제시된 실시 예에서 초음파 송신 유닛과 초음파 수신 유닛이 서로 분리되어 설치되지만 하나의 트랜스듀서에 송신 진동자와 수신 진동자가 별도로 설치되거나, 하나의 진동자가 송신 기능과 수신 기능을 모두 가질 수 있다. 초음파는 펄스 형태로 송신되고, 초음파의 수신 거리가 짧은 경우 송신 진동자와 수신 진동자가 별도로 형성되는 것이 유리하다. 그러나 트랜스듀서의 성능, 초음파의 전송 거리 또는 트랜스듀서의 분해 능력에 따라 하나의 트랜스듀서가 송신 기능과 수신 기능을 모두 가질 수 있다.In the embodiment shown in FIG. 2, the ultrasonic transmitting unit and the ultrasonic receiving unit are installed separately from each other, but a transmitting transducer and a receiving transducer may be separately installed in one transducer, or one transducer may have both a transmitting function and a receiving function. It is advantageous that the ultrasonic wave is transmitted in the form of a pulse and that the transmission oscillator and the reception oscillator are separately formed when the reception distance of the ultrasonic wave is short. However, depending on the performance of the transducer, the transmission distance of the ultrasonic waves, or the resolution capability of the transducer, one transducer can have both transmit and receive functions.
도 3의 (나)를 참조하면, 초음파 탐지 유닛(22a, 22b, 22c)은 속이 빈 사각 박스 형상의 유동 도관 브래킷(24)에 배치될 수 있다. 그리고 유동 도관 브래킷(24)의 외부 표면에 두 개의 배치 브래킷(31a, 31b)이 배치될 수 있고, 각각의 배치 브래킷(31a, 31b)에 각각 초음파 송신 유닛과 초음파 수신 유닛이 배치될 수 있다. 유체 또는 활성탄을 포함하는 유체는 유동 도관 브래킷(24)의 내부에 채워질 수 있고, 각각의 배치 브래킷(31a, 31b)에 배치된 초음파 송신 유닛 및 초음파 수신 유닛으로부터 초음파가 송신되고 그리고 초음파가 수신되거나 수신되지 않을 수 있다. 이와 같은 구조에서 유동 도관 브래킷(24)의 내부 면이 반사면이 될 수 있다.Referring to FIG. 3 (b), the
본 발명에 따르면, 초음파 송신 유닛과 초음파 수신 유닛은 다양한 위치에 배치될 수 있고, 예를 들어 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또한 초음파 송신 유닛은 수중에 설치되어야 하지만 초음파 수신 유닛은 수중에 배치되거나 외부에 배치될 수 있다. 또한 초음파 송신 유닛과 초음파 수신 유닛은 서로 다른 측정 부재(21)에 배치될 수 있다.According to the present invention, the ultrasonic transmission unit and the ultrasonic reception unit can be arranged at various positions, and can be arranged to face each other, for example. Further, the ultrasonic transmitting unit should be installed in the water, but the ultrasonic receiving unit may be disposed in the water or disposed outside. Further, the ultrasonic transmitting unit and the ultrasonic receiving unit may be disposed on
초음파 높이 측정 유닛은 다양한 구조로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.The ultrasonic height measuring unit may be formed in various structures, and the present invention is not limited to the embodiments shown.
도 4는 본 발명에 따른 계면 측정 장치가 여과지에 설치된 실시 예를 도시한 것이다.FIG. 4 shows an embodiment in which the interface measuring apparatus according to the present invention is installed on a filter paper.
도 4를 참조하면, 아래쪽 부분에 초음파 탐지 유닛이 배치된 측정 부재(21)는 여과지(41)의 벽면에 배치될 수 있다. 여과지(41)의 내부에 다수 개의 트러프(43a, 43b, 43c)가 배치될 수 있고, 여과지(41)의 바닥 면에 활성탄(42)이 배치될 수 있다. 일정 기간 동안 여과지(41)에서 정수가 된 이후 활성탄(42)에 축적된 불순물의 제거를 위하여 활성탄(42)이 역-세척에 의하여 세척되어야 한다. 역세척을 위하여 여과지(41)의 아래쪽으로부터 세척수가 역류될 수 있다. 이에 따라 활성탄(42)이 바닥면으로부터 팽창이 될 수 있다. 활성탄(42)은 여과지의 내에서 수중에 위치하고, 여과지의 규모로 이하여 팽창하는 활성탄(42)의 수준이 외부에서 관찰되지 않는다. 만약 역세척 과정에서 활성탄(42)이 미리 결정된 수준을 벗어나면 세척수의 배수를 위한 트러프(43a, 43b, 43c)를 통하여 활성탄(42)이 유실될 수 있다. 이를 방지하기 위하여 활성탄(42)의 팽창률이 탐지될 필요가 있다. 본 발명에 따른 초음파 활성탄 계면 측정 장치는 역세척 과정에서 활성탄의 팽창률의 탐지가 가능하고, 이에 따라 역세척 과정이 조절될 수 있도록 한다.Referring to FIG. 4, the measuring
도 5는 본 발명에 따른 계면 측정 장치의 작동 과정의 실시 예를 도시한 것이다.FIG. 5 illustrates an operation of an interface measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 5를 참조하면, 역세척 주기가 되면, 역세척 작동 유닛(RF)이 작동될 수 있고, 역세척 작동 유닛(RF)의 작동 개시가 제어 유닛(51)으로 전송될 수 있다. 제어 유닛(51)은 각각의 초음파 탐지 유닛의 작동 주기를 설정하는 주기 유닛(511)이 배치될 수 있다. 그리고 주기 유닛(511)에 의하여 각각의 초음파 탐지 유닛에서 펄스 형태의 송신 초음파가 송신될 수 있다. 만약 정해진 초음파 탐지 유닛으로 전송된 송신 초음파가 정해진 횟수 이상으로 탐지되지 않으면 상기 정해진 초음파 탐지 유닛의 위쪽에 위치하는 초음파 탐지 유닛에 대하여 전송 주기가 다시 설정될 수 있다. 정해진 초음파 발생 유닛(52)에서 송신 초음파가 송신될 수 있고, 송신 초음파가 초음파 탐지 유닛(53)에 의하여 탐지되거나 또는 탐지되지 않을 수 있다. 그리고 체크 유닛(54)에 의하여 초음파의 탐지 위치가 확인될 수 있다. 예를 들어 1 초음파 탐지 유닛(53)에서 초음파가 수신되고 2 초음파 탐지 유닛(53)에서 초음파가 탐지되지 않는 경우 체크 유닛(54)은 주기 유닛(511)에서 설정된 주기와 달리 1 초음파 탐지 유닛(53) 및 2 초음파 탐지 유닛(53)에서 다시 초음파의 수신 여부가 탐지될 수 있다. 필요에 따라 수신 감도 결정 유닛(55)에 의하여 수신된 초음파의 감도가 확인될 수 있고, 그에 따라 특정 수위에서 활성탄의 밀도가 확인될 수 있다. 그리고 팽창 산출 유닛(56)에 의하여 활성탄의 팽창률이 결정될 수 있다. 이후 결정된 활성탄의 팽창률에 따라 작동 제어 유닛(AC)에 의하여 역세척 장치의 작동이 제어될 수 있다. 그에 따라 역세척 수준이 결정될 수 있고. 역세척이 효과적으로 이루어지면서 활성탄의 유실이 방지될 수 있다.Referring to Fig. 5, when the backwash cycle is reached, the backwash operation unit RF can be operated and the operation start of the backwash operation unit RF can be transmitted to the
본 발명에 따른 초음파 활성탄 계면 측정 장치는 여과지를 비롯한 다양한 정수 시설 또는 이와 유사한 시설에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.The ultrasonic activated carbon interface measuring apparatus according to the present invention can be applied to various purification facilities including filter paper or similar facilities, and the present invention is not limited to the embodiments shown.
본 발명에 따른 계면 측정 장치는 초음파 탐지 유닛에 의하여 여과지의 활성탄의 수준 또는 역세척의 과정에서 팽창률의 정확한 측정이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 계면 측정 장치는 역세척 과정에서 활성탄의 수위 또는 팽창률의 미리 결정된 범위에 도달했는지 여부를 정확하게 판단하는 것에 의하여 활성탄의 유실이 방지되도록 한다. 본 발명에 따른 계면 측정 장치는 레이저, 마이크로웨이브 또는 다른 전자기파에 의하여 측정되기 어려운 수중에 형성된 다양한 침전물의 계면 측정이 가능하도록 한다.The interfacial measuring apparatus according to the present invention allows the ultrasonic detection unit to accurately measure the level of activated carbon in the filter paper or the expansion rate in the course of backwashing. The interfacial measuring apparatus according to the present invention precisely determines whether the level or the expansion rate of activated carbon has reached a predetermined range in the backwashing process, thereby preventing the loss of activated carbon. The interface measuring apparatus according to the present invention makes it possible to perform interfacial measurement of various precipitates formed in water which are difficult to be measured by laser, microwave or other electromagnetic waves.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.
11: 초음파 높이 측정 유닛 12: 신호 처리 유닛
13: 수신 감도 결정 유닛 14: 팽창도 결정 유닛
15: 역-세척 조절 유닛 21: 측정 부재
22a, 22b, 22c, 22n: 초음파 탐지 유닛
23: 전송 케이블 24: 유동 도관 브래킷
31a, 31b: 배치 브래킷 41: 여과지
42: 활성탄 43a, 43b, 43c: 트러프
51: 제어 유닛 52: 초음파 발생 유닛
53: 초음파 탐지 유닛 54: 체크 유닛
55: 수신 감도 결정 유닛 56: 팽창 산출 유닛
221: 초음파 송신 유닛 222: 초음파 수신 유닛
241: 반사면 511: 주기 유닛
AC: 작동 제어 유닛 F: 유체
H1: 1 높이 H2: 2 높이
H3: 3 높이 H4: 4 높이
RF: 역세척 작동 유닛 RU: 수신 초음파
TU: 송신 초음파11: ultrasonic height measuring unit 12: signal processing unit
13: reception sensitivity determination unit 14: expansion degree determination unit
15: reverse-washing regulating unit 21: measuring member
22a, 22b, 22c, 22n: ultrasonic detection unit
23: Transmission cable 24: Flow conduit bracket
31a, 31b: placement bracket 41: filter paper
42: activated
51: control unit 52: ultrasound generating unit
53: Ultrasonic detection unit 54: Check unit
55: reception sensitivity determination unit 56: expansion calculation unit
221: ultrasonic transmission unit 222: ultrasonic reception unit
241: Reflecting surface 511: Periodic unit
AC: Operation control unit F: Fluid
H1: 1 height H2: 2 height
H3: 3 height H4: 4 height
RF: backwash operation unit RU: receiving ultrasound
TU: Transmission ultrasound
Claims (4)
서로 다른 높이에서 송신되는 초음파 신호의 수신 여부를 탐지할 수 있는 초음파 높이 측정 유닛(11); 및
서로 다른 높이에서 송신되는 초음파 및 수신되는 신호를 처리하는 신호 처리 유닛(12)을 포함하고,
상기 초음파 신호의 수신 여부에 따라 계면의 높이가 산출되고,
초음파 높이 측정 유닛(11)은 속이 빈 튜브 형상의 측정 부재(21) 및 상기 측정 부재(21)의 아래쪽에 서로 분리되어 서로 다른 높이에 배치되는 다수 개의 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)을 포함하고, 상기 측정 부재(21)의 아래쪽 부분은 서로 분리되어 다수 개의 절개 부분이 형성되고, 상기 절개 부분의 사이에 형성된 다수 개의 분리 통로의 외부 표면에 상기 다수 개의 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)이 각각 배치되고,
각각의 초음파 탐지 유닛(22a 내지 22n)은 초음파 송신 유닛(221), 초음파 수신 유닛(222) 및 상기 초음파 송신 유닛(221)과 상기 초음파 수신 유닛(222)이 각각 배치되는 배치 브래킷(31a, 31b)이 외부 표면에 배치되는 활성탄 유동 도관 브래킷(24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 활성탄 계면 측정 장치.1. An interface measuring apparatus for measuring an interface of a fluid material disposed inside a liquid and having fluidity and forming an interface at different heights of liquid inside,
An ultrasonic height measuring unit 11 for detecting whether ultrasonic signals transmitted at different heights are received; And
And a signal processing unit (12) for processing ultrasonic waves and received signals transmitted at different heights,
The height of the interface is calculated according to whether or not the ultrasonic signal is received,
The ultrasonic height measuring unit 11 includes a hollow tube-shaped measuring member 21 and a plurality of ultrasonic detecting units 22a to 22n which are separated from each other and disposed at different heights below the measuring member 21 , A lower portion of the measuring member (21) is separated from each other to form a plurality of cut portions, and the plurality of the ultrasonic wave detecting units (22a to 22n) are formed on the outer surface of a plurality of cut- Disposed,
Each of the ultrasonic wave detection units 22a to 22n includes an ultrasonic wave transmission unit 221, an ultrasonic wave reception unit 222 and placement brackets 31a and 31b, in which the ultrasonic wave transmission unit 221 and the ultrasonic wave reception unit 222 are respectively disposed. And an activated carbon flow conduit bracket (24) disposed on the outer surface.
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