KR101923412B1 - 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템에 관한 것으로, 오일 혼합물을 수납하는 구조로, 투입부에 버블을 가두기 위한 버블트랩(150)이 구비되는 수조부(100); 상기 수조부(100)에서 수납된 오일 혼합물 표층에 자외선광을 조사하는 광원부(200); 및 상기 조사된 자외선 광에 의해 오일 혼합물 속에 포함된 방향족 탄화수소에서 발현되는 형광신호를 수광하여 오일 혼합물의 탄화수소 농도를 측정하는 측정부(300)를 포함하여 구성된다.
이와 같은 본 발명은 측정 센서와 샘플수의 접촉으로 인한 오염을 근원적으로 차단하기 위하여 비침지 및 비접촉 측정 방법으로 수계내 오일(oil-in-water) 농도 또는 탄화수소 농도를 측정하는 효율적인 시스템을 제공한다.
이와 같은 본 발명은 측정 센서와 샘플수의 접촉으로 인한 오염을 근원적으로 차단하기 위하여 비침지 및 비접촉 측정 방법으로 수계내 오일(oil-in-water) 농도 또는 탄화수소 농도를 측정하는 효율적인 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 탄화수소 측정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비침지 및 비접촉 측정 방법으로 수계내 오일(oil-in-water) 농도 또는 탄화수소 농도를 측정하는 시스템에 관한 것이다.
석유 유체에서 오염물들에 대한 분석적인 테스트는 다수의 산업 공정에서 중요한 단계이다. 오염물들은 예를 들어, 다수 목적용 파이프라인들 또는 정제된 오일 저장 탱크들에 잔류한 다른 유형의 소량의 연료의 형태로 있을 수 있다. 오염물들은, 디젤 연료 분포 동작 및 저장에서 일반적으로 일어나는, 소량의 동일한 연료이지만 서로 다른 황 함량을 가진 형태로 있을 수 있다. 오염물들은 또한 신선한 연료와 혼합된 건조 (weathered) 연료의 형태로 있을 수 있거나, 손쉽게 식별될 수 없는 일부 화학물들의 형태로 있을 수 있다.
오염물들에 대한 분석적인 테스트 방법은 적외선 흡수, 자외선 (UV) 흡수, 및 핵자기 공명 (nuclear magnetic resonance)을 사용하는 것을 포함하지만, 이들 각각은 결점들을 포함한다.
액체 탄화수소 연료들 (예컨대, 제트 연료, 가솔린, 및 디젤 연료)은 자외선 광으로 여기될 시에, 별개의 형상들의 형광 방출 스펙트럼에 의해 특징이 이루어질 수 있다. 상기와 같은 연료들이 오염되거나, 또 다른 유형의 연료와 함께 블렌딩될 시에, 그들의 스펙트럼 형상들은 오염물들의 형광 스펙트럼/시간 특성들에 의존하여 변화된다. 이들 경우 대부분에서, 탄화수소 연료들 내의 오염물들은 오염된 샘플들과 오염되지 않은 샘플들 사이의 형광 방출 스펙트럼의 형상을 비교함으로써 식별될 수 있다.
한 방법에서, 오일의 식별은 샘플의 형광방출 스펙트럼을 동일한 스펙트럼의 가능한 소스 샘플들과 직접적으로 시각적 비교함으로써, 이루어지고, 모든 것은 254 nm 자외 복사를 사용하여 여기 된다. 다시 말해, 스펙트럼 비교를 수행하기 위해, 시각적 또는 수치적이든, 측정은 우선 알려지지 않은 샘플로부터 측정이 비교될 필요한 기준 데이터를 발생시키기 위해, 기준 샘플에 관해 또는 한 세트의 기준 샘플에 관해 수행되어야 한다. 다수의 경우들에서, 필요한 정보는 오염물의 유형일 뿐만 아니라, 블렌딩될 시에, 그들의 볼륨 비율, 즉 그들의 농도일 것이다.
그리고, 일반적인 수계 탄화수소 측정 시스템은 탄소와 수소만으로 이루어진 유기화학물인 탄화수소(오일류) 중에서 물에 녹는 방향족 탄화수소(PAH) 계열의 농도를 광학적으로 측정하는 시스템으로, 254/265 nm의 UV 광원을 조사한 PAH는 벤젠 고리의 이중 결합(double bonding)으로부터 270 ∼ 400 nm 대역의 형광 신호를 발현하는데, 광량의 세기에 따른 형광 신호의 세기로 수계 내 탄화수소의 정량을 농도로 측정하는 시스템이다. 그러나, 수계내 존재하는 방향족 탄화수소는 측정 시스템의 표면(플로우 셀/측정 윈도우)에 쉽게 부착되어 측정 오류를 유발하는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은 다음과 같은 해결과제를 가진다.
첫째, 본 발명은 비침지 및 비접촉 측정 방법으로 수계내 오일(oil-in-water) 농도 또는 탄화수소 농도를 측정하는 효율적인 시스템을 제공하고자 함이다.
둘째, 본 발명은 시간 변화에 따른 광량 변화로 인한 측정 오차를 제거하거나 줄일 수 있고, 유입 가능한 부유 오일 또는 버블의 발생을 차단하여 측정 오차를 줄일 수 있는 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템을 제공하고자 함이다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하고자 하는 본 발명의 특징은, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템으로, 오일 혼합물을 수납하는 구조로, 투입부에 버블을 가두기 위한 버블트랩(150)이 구비되는 수조부(100); 상기 수조부(100)에서 수납된 오일 혼합물 표층에 자외선광을 조사하는 광원부(200); 및 상기 조사된 자외선 광에 의해 방향족 탄화수소에서 발현되는 형광신호를 수광하여 오일 혼합물의 탄화수소 농도를 측정하는 측정부(300)를 포함한다.
여기서, 상기 버블트랩(150) 상단의 오일 혼합물 표층에 부유오일 제거장치(160)가 설치되는 것이 바람직하고, 상기 버블트랩(150) 상단의 오일 혼합물 표층에 오일 흡수부재(170)가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광원부(200)는, 자외선 광원과, 조사되는 자외선 광을 분리하는 광분리기(230)와, 광분리기(230)로부터 분리된 광을 수광하는 광량 감시부(250)를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 광량 감시부(250)는 광 센서(photosensor)인 것이 바람직하다.
더하여, 상기 측정부(300)는, 상기 조사된 자외선 광에 의해 방향족 탄화수소에서 발현되는 형광신호를 수집하는 렌즈(310)와, 렌즈(310)에서 수집된 자외선 광을 전송하는 광섬유(330)와, 광섬유(330)로부터 전송된 자외선 광을 수광하여 스펙트럼 분석하는 분광기(350)(spectrometer)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광원부(200)와 측정부(300)를 인접시켜 하나의 구조체로 형성하는 것이 바람직하고, 상기 광원부(200)와 측정부(300)를 분리하여 두 개의 구조체로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 버블트랩(150)은, 상기 수조의 투입부와 인접 위치에 다수개의 플레이트가 서로 이격되어 엇갈리도록 배치되는 구조인 것이 바람직하다. 나아가, 하단은 수조 바닥에 접촉하고 상단은 수조 내부에 배치되는 일 플레이트와 하단은 수조 바닥에서 이격되며, 상단은 수조 상측 외부에 노출되게 배치되는 타 플레이트가 상호 이격되어 한쌍으로 구비되며, 상기 일 플레이트는 상기 투입구(110)에 인접하게 배치되며, 상기 한쌍의 플레이트는 횡방향으로 추가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 플레이트는 다수개의 관통공이 형성된 메쉬형 구조인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 측정 센서와 샘플수의 접촉으로 인한 오염을 근원적으로 차단하기 위하여 비침지 및 비접촉 측정 방법으로 수계내 오일(oil-in-water) 농도 또는 탄화수소 농도를 측정하는 효율적인 시스템을 제공한다.
둘째, 본 발명은 광원에 광량 감시부를 구비하여 측정된 측정 신호를 통해 출력 형광신호의 크기를 보정함으로써, 시간 변화에 따른 광량변화로 인해 발생하는 측정 오차를 제거할 수 있는 탄화수소 측정 시스템을 제공한다.
셋째, 본 발명은 유입 가능한 부유 오일 또는 생성될 수 있는 버블에 의한 측정 오차를 줄이고자 수조부 투입구에 버블트랩을 설치하여 부유 오일 유입 및 버블의 발생에 따른 측정 오류를 원천적으로 차단한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 구성을 나타낸 측정 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 버블트랩 및 오일 흡수부재를 구비한 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 버블트랩 및 오일 흡수부재를 구비한 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 구성을 나타낸 측정 모식도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은, 오일 혼합물을 수납하는 구조로, 투입부에 버블을 가두기 위한 버블트랩(150)이 구비되는 수조부(100); 상기 수조부(100)에서 수납된 오일 혼합물 표층에 자외선광을 조사하는 광원부(200); 및 상기 조사된 자외선 광에 의해 오일 혼합물 속에 포함된 방향족 탄화수소에서 발현되는 형광신호를 수광하여 오일 혼합물의 탄화수소 농도를 측정하는 측정부(300)를 포함하여 구성된다.
이처럼 본 발명의 실시예는 측정 센서와 샘플수의 접촉으로 인한 오염을 근원적으로 차단하기 위하여 비침지 및 비접촉 측정 방법으로 수계내 오일(oil-in-water) 농도 또는 탄화수소 농도를 측정하는 효율적인 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는 새로운 측정 방식 및 시스템으로서, 종래의 에어 커튼이나 샘플수의 스트림이 균일하지 않은 단점을 보완하고자 균일한 측정 표면을 유지하고, 부가적으로 측정 광원의 변동에 따른 오류를 보정하는 것이 가능하고, 부유 오일이 측정부(300)로 유입되지 않은 구조를 구비하여 유입 가능한 부유 오일에 의한 측정 오차를 줄일 수 있는 탄화수소 측정 시스템을 제공한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은, 시료인 오일 혼합물이 수납되어 있는 수조부(100), 오일 혼합물에 자외선(UV) 광을 조사하는 광원부(200) 및 조사된 자외선 광에 의해 오일 혼합물 속에 포함된 방향족 탄화수소에서 발현되는 형광신호를 수광하여 측정하는 측정부(300)를 포함하여 구성된다.
여기서, 수조부(100)는 물과 오일 등을 포함하는 오일 혼합물을 수납하는 상부가 개방된 박스형 하우징으로, 하단 일측에 오일 혼합물을 투입하는 투입구(inlet)(110)가 구비되고, 상단 일측에 오일 혼합물을 외부로 배출하는 배출구(130)(outlet)가 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 오일 혼합물은 탄소와 수소만으로 이루어진 유기화합물을 통틀어 이르는 탄화수소인 오일류 등을 물과 혼합시켜 이루어진 물질을 말한다. 또한, 본 발명의 실시예에는 탄화수소 물질 중에서 물에 녹는 방향족 탄화수수(PAH) 계열의 농도를 광학적으로 측정하는 시스템일 수 있다.
수조부(100)의 투입구(110)는 수조의 하단부에서 오일 혼합물을 투입하는 입구로서 외부의 오일 및 물이 저장되어 있는 저장탱크 등으로부터 유입되도록 연결할 수 있다. 또한 수조부(100)의 배출구(130)는 수조의 일정 높이까지 오일 혼합물을 채워야 할 필요가 있을 때, 그 수위에 해당하는 상단 지점에 외부로 배출되는 배출구(130)를 형성할 수 있다.
이와 같은 하단의 투입구(110) 및 상단의 배출구(130)조는 외부로부터 계속적으로 수조부내로 오일 혼합물을 투입시켜도 상단부의 배출구(130)를 통해 배출되도록 하는 구조라는 점에서 수계내의 오일 혼합물을 정상상태로 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라, 유입 및 배출속도를 조절하여 일정한 흐름을 유체상태를 형성하는 것도 가능하다.
광원부(200)는 자외선 광원을 발생하는 장치로서, UV LED을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 254nm 내지 265nm의 UV 광원을 조사한 물에 녹는 방향족 탄화수수(PAH)는 벤젠 고리의 이중 결합(double bonding)으로부터 270nm ~ 400nm 대역의 형광 신호를 발현하게 되는데, 광량의 세기에 따른 형광 신호의 세기로 수계 내 탄화수소의 정량을 농도로 측정하기 쉽기 때문이다.
측정부(300)는 광원부(200)에서 수조의 오일 혼합물 표층에 조사하고, 탄화수소로 인해 발생되는 형광신호를 수광하고, 수광된 광을 분광기(350)를 통해 탄화수소의 농도를 측정하는 장치이다.
도 2는 본 발명의 일실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템에 적용되는 광원부(200)는 자외선 광원, 조사되는 자외선 광을 분리하는 광분리기(230), 및 광분리기(230)로부터 분리된 광을 수광하는 광량 감시부(250)를 포함하여 구성된다.
이와 같이 도 2의 실시예는 도 1의 실시예와는 달리, 광량 감시부(250)를 포함하는 구성일 수 있는데, 이는 광원부(200)로서 UV LED 등이 광량이 변화되는 경우 측정부(300)의 출력 신호가 함께 변화하게 되어 정확한 측정이 어렵기 때문에, 광분리기(230)를 통해 분리된 광을 광센서(photosensor) 등을 통한 광량 감시부(250)에서 측정된 측정 신호를 통해 출력 형광신호의 크기를 보정함으로써, 시간 변화에 따른 광량변화로 인해 발생하는 측정 오차를 제거할 수 있기 때문이다.
그리고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 적용되는 측정부(300)는 오일 혼합물에서 발생된 형광신호를 수집하는 렌즈(310)와, 렌즈(310)에서 수집된 형광신호를 전송하는 광섬유(330)와, 광섬유(330)로부터 전송된 형광신호를 수광하여 스펙트럼 분석하는 분광기(350)를 포함하는 것이 바람직하다.
이는 조사된 자외선 광에 의해 방향족 탄화수소에 발현되는 광(형광신호)을 효율적으로 수집하기 위해 오목 또는 볼록 렌즈(310)를 통해 형광신호를 수집하고, 수집된 형광신호를 광섬유(330)를 통해 효율적으로 전송하여 분광기(350)에서 수광하여 스펙트럼 신호를 처리하여 분광 데이터를 생성한 후 수계 내 탄화수소의 정량을 농도로 측정하게 된다. 이처럼 본 발명의 실시예에 적용되는 측정부(300)는 렌즈(310), 광섬유(330) 및 분광기(350) 등을 구비하여 조사된 자외선 광에 의해 방향족 탄화수소에 발현되는 광(형광신호)을 효율적으로 수집 및 수광하여 측정효율 높일 수 있게 된다.
그리고, 도 2에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은 UV LED 등의 광원과 포토센서 등의 광량 감시부(250)가 분리된 구조를 사용하여 조사되는 자외선 광과 분리되는 자외선 광의 위상차를 90도로 형성할 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은 광원부(200)와 측정부(300)를 인접하여 설치하여 하나의 구조체로 형성할 수 있다. 이와 같이, 광원부(200)와 측정부(300)를 인정하여 설치하는 하나의 구조체로 측정 시스템을 형성하게 되면, 구조가 간단하고 전체적인 크기를 줄일 수 있게 되어 설치 비용을 낮추고 시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은, 광원부(200)가 UV LED 등의 광원, 광분리기(230), 미러 및 광센서(photosensor) 등의 광량 감시부(250)를 포함하여 구성되는 실시예로서, 광분리기(230)에서 분리된 광을 미러를 통해 다시 반사시켜 수광 시키도록 함으로써, 조사되는 자외선 광과 분리되는 분리광의 위상차를 180도로 형성하는 실시예이다.
또한 도 4에 나타낸 실시예는, 광원부(200)와 측정부(300)를 분리하여 구성함으로써, 시스템 전체의 크기가 커지지만, 조사된 자외선 광에 의해 방향족 탄화수소에 발현되는 광(형광신호)을 더욱 효율적으로 수집 및 수광 할 수 있어서 측정효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
도 4에 예시된 바와 같이, 광원부(200)는 광분리기(230), 미러 및 광량 감시부(250)를 포함하여 구성되는데, 이와 같은 광량 감시부(250)는 UV LED 등의 광원의 광량 변화량을 측정하기 때문에, 변화하는 출력 형광신호의 크기를 보정하여, 시간 변화에 따른 광량변화로 인한 측정 오차를 제거하거나 줄일 수 있는 큰 장점이 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
도 5는 도 1 내지 도 4의 실시예와는 달리, 광원부(200)의 광원과 광량 감시부(250)가 인접하여 형성 되고, 더하여 광원부(200)와 측정부(300)를 인접하여 설치하여 전체 시스템이 하나의 구조체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 도 5에 예시된 실시예는 광원부(200)의 광량이 변화량을 측정하여 변화하는 출력 형광신호의 크기를 보정하고, 시간 변화에 따른 광량변화로 인한 측정 오차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 광원부(200)와 측정부(300)를 인접하여 설치하는 하나의 구조체로 형성함으로써, 전체적인 시스템 크기를 획기적으로 줄일 수 있다는 장점이 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 버블트랩(150) 및 오일 흡수부재(170)를 구비한 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템의 탄화수소 측정 모식도이다.
본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은 오일 혼합물의 표면에 떠있는 탄화수소(오일류)는 측정하고자 하는 대상이 아니며, 물속에 용해되어 있거나 미세한 입자로 분산되어 있는 탄화수소를 측정 대상으로 하기 때문에, 측정하고자 하는 시료는 수계 중간층에서 취하는 것이 바람직하다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은, 수조부(100)의 하단 투입구(110) 인접 부위에 다수개의 플레이트가 서로 이격되어 엇갈리면서 배치되는 버블트랩(150) 구조를 형성한다. 나아가, 하단은 수조 바닥에 접촉하고 상단은 수조 내부에 배치되는 일 플레이트와 하단은 수조 바닥에서 이격되며, 상단은 수조 상측 외부에 노출되게 배치되는 타 플레이트가 상호 이격되어 한쌍으로 구비되며, 상기 일 플레이트는 상기 투입구(110)에 인접하게 배치되며, 상기 한쌍의 플레이트는 횡방향으로 추가 배치될 수 있다.
일반적으로 매우 높은 농도의 오일 혼합물 시료를 대상으로 하는 경우 수조부(100) 표면에 오일류가 떠오를 수 있으며, 이때 실제 탄화수소의 농도보다 높게 측정되는 오류를 발생시키게 되고, 또한, 오일 혼합물 시료에 버블이 생성될 수 있으며, 생성된 표층의 버블로 인하 측정 오차가 크게 발생할 가능성이 높아지게 된다.
이에 본 발명의 실시예에 따른 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템은, 측정 대상 시료가 표층이 아닌 중간층에서 채취하여야 하므로, 유입 가능한 부유 오일 또는 생성될 수 있는 버블에 의한 측정 오차를 줄이고자 수조부(100) 투입구(110)에 버블트랩(150)을 설치하여 부유 오일 유입 및 버블의 발생에 따른 측정 오류를 원천적으로 차단한다.
이와 같은 부유 오일을 유입을 방지하기 위한 버블트랩(150) 구조는 수조부(100) 투입구(110) 주변에 다수개의 플레이트를 서로 이격시켜 엇갈리도록 배치함으로써, 부유오일을 걸러내는 필터링 기능을 수행하거나 버블의 발생을 방지하는 기능 수행하도록 한다. 버블트랩(150)의 플레이트는 수조부(100)의 오일 혼합물 표층 상부로 노출되는 것이 바람직하고, 서로 교대로 플레이트가 노출되도록 함으로써 보다 효과적으로 부유 오일의 유입을 방지할 수 있다.
또한 버블트랩(150)에 적용되는 플레이트는 다수개의 관통공이 형성된 메쉬형 구조인 것이 바람직하다. 이는 오일 혼합물이 투입구(110)를 통해 수조부(100) 특정영역으로 유입되는 과정에서 불순물, 부유오일, 버블 등을 메쉬형 구조의 버블트랩(150)의 플레이트를 통과하면서 효과적으로 걸러질 수 있기 때문이다.
더하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 적용되는 버블트랩(150) 구조의 상단의 오인 혼합물 표층에 오일 제거장치(160)를 구비하여 효과적으로 오일을 제거하거나 걸러낼 수 있다. 오일 제거장치(160)는 버블트랩(150) 상단의 표층을 막대 등으로 걷어내도록 하는 장치일 수 있고, 이와 같은 오일 제거장치(160)의 작동은 주기적으로 또는 선택적으로 구동할 수 있다.
그리고, 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예는 수조부(100)의 버블트랩(150) 구조 상단에 오일 흡수부재(170)를 설치하는 구조를 예시한다. 즉 본 발명의 실시예는 많은 양의 오일류가 버블트랩(150)의 표면에 떠오르는 경우, 오일 흡수부재(170)에서 오일을 흡착시켜 측정 영역으로 도달하지 못하도록 보다 효과적으로 방지하는 기능을 수행한다.
또한, 이와 같은 오일 흡수부재(170)를 버블트랩(150) 상단에 설치하는 것은, 버블트랩(150)의 다수개의 플레이트가 높이를 달리하여 이격되는 구조로 설치되는 구조이기 때문에, 상단에 설치되는 판형의 오일 흡수부재(170)가 표층이 수조부(100) 중간층에 존재하는 오일류까지 흡수하는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 도 7에 예시된 버블트랩(150) 및 그 상단에 위치시키는 오일 흡수부재(170)의 설치 구조는 측정 오류 또는 오차를 발생시키는 버블 및 부유오일의 측정영역의 유입을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 수조부 150: 버블트랩
160: 부유오일 제거장치 170: 오일 흡수부재
200: 광원부 230: 광분리기
250: 광량 감시부 300: 측정부
310: 렌즈 330: 광섬유
350: 분광기
160: 부유오일 제거장치 170: 오일 흡수부재
200: 광원부 230: 광분리기
250: 광량 감시부 300: 측정부
310: 렌즈 330: 광섬유
350: 분광기
Claims (10)
- 오일 혼합물을 수납하는 구조로, 투입부에 버블을 가두기 위한 버블트랩(150)이 구비되는 수조부(100); 상기 수조부(100)에서 수납된 오일 혼합물 표층에 자외선광을 조사하는 광원부(200); 및 상기 조사된 자외선 광에 의해 방향족 탄화수소에서 발현되는 형광신호를 수광하여 오일 혼합물의 탄화수소 농도를 측정하는 측정부(300)를 포함하며,
상기 버블트랩(150)은 상기 수조의 하단에 구비된 투입구(110)와 인접 위치에 다수개의 플레이트가 서로 이격되어 엇갈리도록 배치되는 구조이며,
하단은 수조 바닥에 접촉하고 상단은 수조 내부에 배치되는 일 플레이트와 하단은 수조 바닥에서 이격되며, 상단은 수조 상측 외부에 노출되게 배치되는 타 플레이트가 상호 이격되어 한쌍으로 구비되며, 상기 일 플레이트는 상기 투입구(110)에 인접하게 배치되며, 상기 한쌍의 플레이트는 횡방향으로 추가 배치될 수 있고
상기 버블트랩(150) 상단의 오일 혼합물 표층에 오일 흡수부재(170)가 설치되는 것을 특징으로 하는 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 버블트랩(150) 상단의 오일 혼합물 표층에 부유오일 제거장치(160)가 설치되는 것을 특징으로 하는 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 광원부(200)는,
자외선 광원과, 조사되는 자외선 광을 분리하는 광분리기(230)와, 광분리기(230)로부터 분리된 광을 수광하는 광량 감시부(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템. - 청구항 4에 있어서,
상기 광량 감시부(250)는 광 센서(photosensor)인 것을 특징으로 하는 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 측정부(300)는,
상기 조사된 자외선 광에 의해 방향족 탄화수소에서 발현되는 형광신호를 수집하는 렌즈(310)와,
렌즈(310)에서 수집된 자외선 광을 전송하는 광섬유(330)와, 광섬유(330)로부터 전송된 자외선 광을 수광하여 스펙트럼 분석하는 분광기(350)(spectrometer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 광원부(200)와 측정부(300)를 인접시켜 하나의 구조체로 형성하는 것을 특징으로 하는 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 광원부(200)와 측정부(300)를 분리하여 두 개의 구조체로 형성하는 것을 특징으로 하는 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 플레이트는 다수개의 관통공이 형성된 메쉬형 구조인 것을 특징으로 하는 비침지 및 비접촉 탄화수소 측정 시스템.
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