KR102067258B1 - 선박평형수 다항목 수질 측정장치 및 개선된 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박평형수의 다항목 수질 측정장치 및 측정방법을 제공코자 하는 것으로서, 상기 본 발명은 수개의 전극과 온도센서에 전기적으로 연결되어 선박평형수의 온도에 따른 전류의 양을 실시간 연속적으로 모니터링하여 전류량에 따라 선박평형수가 해수인지 담수인지를 감지토록 구성된 서브마이컴과, 상기 수개의 전극 중 기준전극과 온도센서에 전기적으로 연결되면서 서브마이컴으로부터 전기적 신호를 받도록 연결되어서, 서브마이컴에서 측정한 선박평형수의 전류량에 따라 저장되어 있던 해수적용테이블과 담수적용테이블을 선택적으로 작동시킬 수 있게 프로그래밍되어 선박평형수의 수질 측정 및 디스플레이되도록 구성된 메인마이컴이 포함되며, 상기 서브마이컴에서 연속적으로 선박평형수의 전류량을 감지하여 이에 따라서 메인마이컴에서 해수루틴을 적용하거나 담수루틴을 적용하여 수질 측정과 디스플레이가 이루어지도록 한 것을 특징으로 하며, 이에 의하면 선박평형수의 티알오와 염분도 및 페하 등의 수질 측정을 하나의 장치에서 이루어져서 단순화와 효율적인 유지보수 및 설치비용의 절감을 득할 수 있으며, 선박평형수로 해수 또는 담수 중 어느 것을 사용하더라도 하나의 측정장치에서 동시에 수질 측정 및 디스플레이할 수 있어 장치의 단순화와 효율화를 일층 배가시킬 수 있는 등 다수의 효과를 기대할 수 있는 것이다.

Description

선박평형수 다항목 수질 측정장치 및 개선된 측정방법{Ballast water multi item water quality measuring device and improved measuring method using the same}

본 발명은 선박평형수 다항목 수질 측정장치 및 개선된 측정방법에 대한 것으로서, 이를 보다 상세히 설명하면 선박평형수의 티알오(TRO; Total Residual Oxidant), 염분도(salinity) 및 페하(pH; potential of hydrogen)를 동시에 측정 및 디스플레이하는 다항목 수질 측정장치 한 대로 해수(海水)와 담수(淡水) 모두에 적용하여 수질 측정이 가능토록 한 선박평형수 다항목 수질 측정장치 및 개선된 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로 선박의 운항 시 안정선과 평형을 유지하기 위해 선박 내의 저장탱크(ballast tank)에 싣는 담수나 해수를 지칭하는 밸러스트수(ballast water; 이하 "선박평형수"라고 함)는 해양 생태계의 교란과 파괴를 방지하기 위하여 오존(ozone)처리, 전기분해(Electrolysis), 자외선(ultraviolet)처리 등에 의해서 다양하게 살균 처리를 하고 있는 실정이었으며, 이는 선박평형수를 시체스트(sea chest)를 통해서 선박의 밸러스트탱크로 유입하거나 선박 외부로 배출할 시 일례로 대한민국 공개특허 2010년 제105012호(2010년 9월 29일자 공개)에 게재된 바와 같이 티알오측정장치를 이용하여 선박평형수에 잔존하는 독성물질(=산화물)의 농도를 측정하여 그 결과에 따라서 살균효율을 가늠하거나, 선박평형수를 배출할 시는 남아 있는 산화물의 농도를 배출 허용범위까지 낮추기 위해 중화제를 투입하도록 한 기술이 개발되어 왔으며, 이로 인하여 오존처리나 전기분해 등에 의해서 살균 처리된 선박평형수를 배출할 시 선박평형수 내에 생성 잔류하고 있는 산화물을 적정한 양의 중화제로 신속하게 중화시켜 배출수의 독성을 제어하도록 해서 해양생태계를 보호하고 있었던 것이다.

이와 같은 선박평형수를 살균 처리하는 처리장치는 반드시 티알오(TRO(Total Residual Oxidant);총잔류산화물) 측정장치를 이용하여 지속적으로 모니터링 해야 하는바, 살균 처리 전의 선박평형수의 수질을 모니터링하여 활성물질(=산화제)의 양을 제어해야 하는 특성을 추가로 가지는 선박평형수 처리장치의 경우에는 티알오측정장치와 별도로 수질 계측장비를 추가로 구비해야 함에 따라서 선박평형수가 유입되는 주배관에 각각 티알오측정장치와 수질계측장치가 별도로 설치되어야 하므로 구조가 복잡해지면서 유지보수면에서도 비효율적이며, 각 장치의 구매비 및 설치비 등이 별도로 들어서 전체적인 비용이 상승하게 되는 문제점을 가지고 있었던 것이다.

상기 티알오측정장치와 별도로 설치되는 일반적인 수질의 계측장치로는 대한민국 공개특허 2003년 제3158호(2003년 1월 9일자 공개)에 게재된 바와 같이 염분측정장치가 존재하며, 이러한 일반적인 염분측정장치는 해수나 담수에 함유된 염분(salinity: 해수 1㎏중에 함유된 염류의 무게)을 측정하는 계측기로서, 과거에는 해수나 담수를 탈수시키고 남은 고형물질의 무게를 직접 측정하거나, 질산은 수용액에 의한 적정(滴定)방식을 사용하여 염분을 측정하였지만, 최근에는 염분이 증가하면 이에 동반하여 전기전도도가 증가하는 원리를 이용하여 해수나 담수에 전극을 넣고 전류를 유동시킴으로 해서 염분에 대하여 민감하게 감응하는 작동전극과 염분에 대하여 감응하지 않고 항상 일정한 전위를 유지하는 기준전극간의 전위차를 이용하여 염분을 측정하는 방법이 사용되고 있었던 것이다.

이와 더불어 근자에 들어 대한민국 공개특허 2017년 제5714호(2017년 1월 16일자 공개)에 게재된 바와 같이 선박평형수의 티알오(TRO)값을 측정하면서 이와 동시에 선박평형수의 염분도와 페하를 검출하여 한 대의 측정장치로 티알오, 염분도, 페하 등의 수질을 동시에 측정 및 디스플레이할 수 있도록 한 장치가 개발되어 있었으나, 이와 같은 공개특허 2017년 제5714호는 선박평형수로 해수만을 사용할 시 수질을 측정 및 디스플레이할 수 있었지 해수가 아닌 담수의 경우에는 담수의 티알오 및 염분도 및 페하 등을 측정 및 디스플레이하는 별도의 수질 측정장치로 교체 또는 더 설치해야 하는 것으로서, 교체 및 추가 설치에 드는 수고로움과 설치비용이 많이 소요되는 등 다수의 문제점을 가지고 있었던 것이다.

KR 10-2010-0105012 A 2010. 9. 29. KR 10-2003-0003158 A 2003. 1. 9. KR 10-2017-0005714 A 2017. 1. 16.

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 선박평형수의 티알오와 염분도 및 페하의 수질 측정 및 디스플레이를 동시에 구현하면서 선박평형수로 해수뿐만 아니라, 담수를 사용하더라도 티알오와 염분도 및 페하의 수질 측정 및 디스플레이를 별도의 장치로 교체하거나 바꾸지 않고서 하나의 장치에서 동시에 이루어지도록 한 선박평형수 다항목 수질 측정장치 및 이를 이용한 개선된 측정방법을 제공코자 함을 발명이 해결하고자 하는 과제로 하는 것이다.

또한 별도로 기술하지는 않았으나, 본 발명의 선박평형수 다항목 수질 측정장치 및 개선된 측정방법을 상세하게 기술한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위 및 도면 등을 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 해결과제에 포함되는 것이다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 선박평형수 다항목 수질 측정장치 및 개선된 측정방법을 제공함에 있어서, 상기 본 발명의 해수와 담수로 된 선박평형수 수질 측정장치는 선박평형수와 접하도록 선단에 각각 설치된 수개의 전극 및 온도센서에 전기적으로 연결되어 선박평형수의 온도에 따른 전류의 양을 실시간 연속적으로 모니터링하여 전류량에 따라 선박평형수가 해수인지 담수인지를 감지토록 구성된 서브마이컴이 구비되며, 상기 수개의 전극 중 기준전극과 온도센서에 전기적으로 연결되면서 서브마이컴으로부터 전기적 신호를 받도록 연결되어서, 서브마이컴에서 측정한 선박평형수의 전류량에 따라 저장되어 있던 해수적용테이블과 담수적용테이블을 선택적으로 작동시킬 수 있게 프로그래밍되어 선박평형수의 수질 측정 및 디스플레이되도록 구성된 메인마이컴이 구비되며, 상기 메인마이컴은 수개의 전극 중 대향전극 및 작용전극으로 전압을 인가하기 전에 온도센서에 의한 온도대비 기준전극에서 검출되는 기준전압을 취득한 후 기준전압을 디지털아날로그변환기를 통해서 전극에 드라이브하되, 드라이브된 전극은 대향전극이 되기 위하여 릴레이에 의해서 제어되게 전기적으로 연결 구성되며, 대향전극으로 인가된 전압은 선박평형수가 유입된 셀을 통해서 작용전극으로 공급되면서 전류가 흐르게 구성되며, 작용전극을 통과한 전류는 전류전압변환기를 통하여 전압으로 변환 후 메인마이컴으로 입력되게 구성되며, 메인마이컴으로 입력되어 측정되는 전압은 전류값으로 환산 후 메인마이컴의 데이터베이스와 대비되어 선박평형수의 상태가 파악되게 이루어져서, 측정되는 전극들은 상호 변경되면서 오차 유무를 판단해서 신뢰성이 있으면 디스플레이토록 구성된 것을 특징으로 한다.

이와 함께 본 발명의 해수와 담수로 된 선박평형수 수질 측정장치를 이용한 수질 측정방법은 메인마이컴에서 수개의 전극으로 전압 인가 전에 온도센서에 의해 감지되는 온도에 대비하여 기준전극에서 검출되는 기준전압을 취득하는 단계와, 전압 공급을 위해 기준전압을 측정하되, 페하의 수치가 측정되도록 기준전압을 매칭하는 단계를 거친 다음, 수개의 전극들과 전기적으로 연결되어 선박평형수의 전류흐름을 연속적으로 모니터링하는 서브마이컴에서 모니터링 중 취득되는 기준전압에 의한 전류량이 해수 또는 담수에 해당됨을 감지하게 되면 메인마이컴으로 해수일 때는 별도의 신호를 인가하지 않으며 담수일 때는 담수감지 신호를 인가하고, 메인마이컴에서 상시 설정된 해수적용테이블 또는 해수적용테이블에서 담수적용테이블로 변환하여 가동토록 메인마이컴의 해수루틴 또는 담수루틴을 각각 적용하는 단계를 거치도록 하되, 메인마이컴의 해수루틴 적용 시 1차 20초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 대향전극으로 인가하고, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계, 작용전압을 측정하는 단계와 함께 도전도를 계측하면서 전기전도도를 산출하는 단계, 2차 40초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 인가하고, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계, 1차 측정값과 2차 측정값의 비율과 유사성을 가지는 기준 티알오값을 디스플레이하는 단계로 이루어지며, 메인마이컴의 담수루틴 적용 시 1차 30초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 대향전극으로 인가하고, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계, 작용전압을 측정하는 단계와 함께 도전도를 계측하면서 전기전도도를 산출하는 단계, 2차 60초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 인가하고, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계, 1차 측정값과 2차 측정값의 비율과 유사성을 가지는 기준 티알오값을 디스플레이하는 단계로 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 선박평형수 다항목 수질 측정장치 및 개선된 측정방법은 종래 선박평형수의 살균처리 시 필요로 하던 티알오측정장치와 염분측정 등의 각종 수질계측장치를 별도로 구비하여 복잡하고 비용이 상승하면서 유지보수가 비효율적이던 것에 비하여 선박평형수의 티알오(TRO)와 염분도(salinity) 및 페하(pH) 등의 수질 측정을 하나의 장치에서 이루어지도록 해서 장치의 단순화와 효율적인 유지보수 및 설치비용의 절감을 득할 수 있음을 기본으로 한다.

이와 같이 선박평형수의 티알오, 염분도 및 페하 등의 수질 측정 시 사용되는 장치가 기본적으로 선박의 사용 형태에 따라서 선박평형수로 해수를 사용할 때와 담수를 사용할 때에 각각 사용되는 장치의 세팅이 달라서 해수 또는 담수로 선박평형수 사용 시 각각 수질 측정장치를 교체하거나, 장치의 세팅을 새로 해야 하거나, 두 대의 측정장치를 설치하여 사용해야 하던 것에 반하여, 본 발명은 하나의 수질 측정장치에서 티알오, 염분도 및 페하를 동시에 측정하되, 선박평형수로 해수 또는 담수 중 어느 것을 사용하더라도 해수용과 담수용의 각각의 장치를 구비하지 않고 하나의 측정장치에서 선박평형수로 해수를 사용하고 있는지, 담수를 사용하고 있는지를 지속적으로 모니터링하여 해수 또는 담수의 선박평형수에 각각 맞도록 티알오와 염분도 및 페하를 동시에 측정 및 디스플레이할 수 있으며, 이로 인하여 장치의 단순화와 효율화를 일층 배가시킬 수 있으며, 구매비 및 유지보수비용 등 경제적인 효과도 극대화시킬 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명이 선박평형수의 주 배관에 설치된 상태를 보인 예시도
도 2는 본 발명의 바람직한 일례를 보인 일부 단면도
도 3은 본 발명의 개략적인 회로 구성을 보인 레이아웃
도 4는 본 발명을 이용한 수질의 측정방법을 보인 순서도

본 발명은 해수(海水)나 담수(淡水)를 선박평형수로 사용할 시 한 대의 장치에서 선박평형수의 티알오(TRO; Total Residual Oxidant), 염분도(salinity) 및 페하(pH; potential of hydrogen)를 동시에 측정 및 디스플레이할 수 있도록 한 선박평형수 다항목 수질 측정장치 및 개선된 측정방법을 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하되, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되게 해석되어서는 아니 된다.

상기 본 발명의 해수와 담수로 된 선박평형수 수질 측정장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 선박에서 선박평형수가 이송되는 주 배관(8)에 삽입되게 결합 설치되어 선박평형수의 총잔류산화물인 티알오(TRO), 염분도(salinity), 페하(pH)를 동시에 측정할 수 있도록 구성되며, 이러한 수질 측정장치(1)의 선단에는 도 2에 도시된 바와 같이 선박평형수가 내입되는 센싱쳄버(2)가 구성되며, 센싱쳄버(2)로는 티알오, 염분, 페하를 측정토록 수개의 전극(3) 선단이 센싱쳄버(2) 내부로 유입된 선박평형수와 접하게 센싱쳄버(2)로 노출되게 설치되며, 센싱쳄버(2) 내부로 유입된 선박평형수의 온도를 측정토록 온도센서(4)가 센싱쳄버(2)로 노출되게 설치되게 설치된다.

이러한 수개의 전극(3)과 온도센서(4)는 도 3에 도시된 회로 구성과 같이 메인마이컴(6)의 Ucom#1과 수질 측정장치(1) 내부에서 전기적으로 배선 연결되게 구성되며, 메인마이컴(6)의 Ucom#2는 릴레이(5)를 거쳐서 수개의 전극(3)과 온도센서(4)에 수질 측정장치(1) 내부에서 전기적으로 배선 연결되게 구성되며, 이때 수개의 전극(3)과 온도센서(4)와 전기적으로 배선 연결되게 구성된 서브마이컴(7)이 구비되어 센싱쳄버(2) 내부로 유입된 선박평형수에서 전류가 흐르도록 해서 항시 연속적으로 모니터링하여 선박평형수의 전기전도도에 따라서 선박평형수로 사용된 물이 해수(염분 3~36PSU에 해당)인지 담수(염분 3PSU 이하에 해당)인지를 감지하되, 선박평형수에서 전류가 적게 흘러 담수로 감지 시 메인마이컴(6)으로 담수감지신호를 인가시켜서 메인마이컴(6)에서 최적화되어 있던 해수적용테이블을 담수적용테이블로 변환하여 가동토록 구성되며, 본 발명의 서브마이컴(7)에서는 염분 1PSU 이하의 담수도 측정 가능하여 메인마이컴(6)으로 담수감지신호를 인가토록 구성된다.

상기 본 발명의 수질 측정장치(1)는 도 3에서와 같이 장치 선단에 각각 설치된 온도센서(temperature sensor)(4)와 수개의 전극(3)들 중 기준전극(reference electrode)에 의해서 기준전압(reference voltage)을 취득한 후 이를 메인마이컴(6)의 Ucom#1에서 디지털아날로그변환기(DAC; digital-to-analog converter)를 통해서 수개의 전극들 중 하나로 드라이브시키며, 이와 같이 기준전압이 인가된 해당 전극이 대향전극(counter electrode)이 되며, 이때 기준전압이 드라이브된 전극은 대향전극이 되기 위하여 메인마이컴(6)의 Ucom#2와 연결되어 릴레이(5)를 제어하여 구성되며, 이와 같은 대향전극에서 생성된 역전압(counter voltage)을 대향전극에 대응되는 작용전극(working electrode)으로 셀(cell)을 통해서 공급하여 사용전압(working voltage)에 의해서 전류(electric current)가 흐르도록 구성되는 것이다.

이와 더불어서 작용전극을 통과한 전류는 메인마이컴(6)의 Ucom#2와 전기적으로 배선 연결된 전류전압변환기(current to voltage converter)를 통하여 메인마이컴(6)과 서브마이컴(7)으로 입력되도록 구성되며, 이로 인하여 메인마이컴(6)에서 측정되는 전압은 전류값으로 환산 후 연속적으로 모니터링하고 있는 서브마이컴(7)에서 전기전도도에 따라서 전류가 적게 흐르는 담수 일 때 메인마이컴(6)으로 담수감지신호를 보내서 메인마이컴(6)의 데이터베이스(DB;database)와 대비되어 선박평형수의 수질 상태가 파악되도록 구성되는 것이며, 이와 같이 측정되는 기준전극, 대향전극, 작용전극의 각 전극들은 상호 변경되면서 오차 유무를 메인마이컴(6)에서 판단하여 신뢰성이 있으면 이를 디스플레이하기 위해서 시리얼 데이터화하게 구성되며, 이후 모니터 등의 각종 디스플레이어로 보내져서 주 배관(8)을 통과하는 선박평형수의 온도대비 상기와 같이 측정된 티알오(TRO), 염분도(salinity), 페하(pH)를 동시에 디스플레이시켜서 한 눈에 모니터링하여 선박평형수의 수질상태에 따라서 활성물질의 양을 제어할 수도 있고, 정량의 중화제를 투입시킬 수 있도록 하여 선박평형수의 처리를 효율적으로 행할 수 있는 것이다.

상기 메인마이컴(6)은 페하(pH) 완충(buffer)액을 통하여 회로에 적용된 페하값을 기록한 테이블(table)의 페하전위테이블(pH potential table)과, 기준전극(reference electrode)에 의한 값을 디지털아날로그변환기(DAC)로 바꾸어서 이를 대향전극(counter electrode)으로 공급하기 위한 베이스전압을 만드는 기준테이블(reference table)과, 염소(chlorine)값을 취득하기 위하여 산출되어진 전압에 따른 전류변화량으로 측정되어지는 염소 전류값을 보존하는 염소파라미터테이블(chlorine parameter table)과, 온도변화 값에 따른 값변화를 저장하는 변수값으로 가중치가 되는 값이 저장되어 있는 온도파라미터테이블(temperature parameter table)과, 향후에 적용되어질 내용을 미리 예약해서 공간을 확보해 둔 상태의 미확정파라미터테이블(other parameter table)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 선박평형수 수질 측정장치(1)를 이용하여 수질을 측정하는 방법으로는 도 4에 도시된 순서도에서와 같이 시스템이 초기화된 상태에서 메인마이컴에서 전압을 인가하기 전에 수질 측정장치의 선단에 설치된 온도센서를 통해서 온도를 측정하면서 현재의 온도를 표시하도록 하는 단계(11)를 거치며, 온도 측정 후 온도 대비 기준전극으로 인가해서 검출되는 기준전압을 측정하여 취득하는 단계(10)와, 이후 메인마이컴에서 기준전극을 차단하면서 기준전압을 데이터베이스의 페하(pH)값, 산화환원전위(ORP)값과 매칭(matching)시키는 단계(20)를 거친 다음, 상기 기준전압을 추후 대향전극이나 작용전극에 적용 가능토록 보정된 전압으로 전환토록 한다.

이후 릴레이 ON 상태의 대향전극과 작용전극으로 메인마이컴에서 상기의 적용 가능토록 보정된 전압을 인가시키되, 연속적으로 모니터링하고 있는 서브마이컴에서 수개의 전극으로부터 선박평형수에 전류가 흐르는 양의 다소(多少)에 따라서 메인마이컴에서 해수루틴(sea water routine)을 적용하는 단계(30) 또는 담수루틴(fresh water routine)을 적용하는 단계(40)에 맞게 보정된 전압을 인가시키며, 즉 서브마이컴에서 선박평형수에 흐르는 전류를 측정하는 방식에 의해서 선박평형수의 염분이 3~36PSU에 해당하는 해수인지, 3PSU 이하에 해당하는 담수인지를 검출하여 상기와 같이 해수일 때 메인마이컴으로 별도의 신호를 보내지 않으면 원상태인 해수루틴을 적용하고, 담수일 때 메인마이컴으로 감지신호를 보내서 해수루틴에서 담수푸틴으로 변경되게 한다.

상기 해수루틴을 적용하는 단계(30)에 의해서 메인마이컴에서 보정된 전압을 인가할 시 1차로 20초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 대향전극으로 인가하여, 작용전극에서 발생되는 작용전압을 측정하는 단계(50)와, 상기 작용전극에서 발생된 작용전압을 측정함과 함께 도전도(conductance)값을 측정하여 전기전도도(conductivity)값을 산출하는 단계(60)를 거치게 되며, 그런 다음에 전압을 전류로 전환시킨 후 그 값이 유효한지 또는 20초의 루프타임을 오버했는지를 확인하되, 20초를 오버하였을 시 상기 20초 동안의 작용전극에서 작용전압을 측정하는 단계(50)와 전기전도도값을 산출하는 단계(60)를 재차 거치도록 한다.

상기에서 20초를 오버하지 않았을 시 2차로 40초의 루프타임을 통해서 상기 매칭시키는 단계(20) 후의 적용 가능토록 보정된 전압을 대향전극으로 인가하여, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계(70)를 거치게 되며, 그런 다음에 전압을 전류로 전환시킨 후 그 값이 유효한지 또는 40초의 루프타임을 오버했는지를 확인하되, 40초를 오버하였을 시 상기 40초 동안의 작용전극에서 작용전압을 측정하는 단계(70)를 재차 거치도록 한다.

이때 상기에서 40초를 오버하지 않았을 시 1차 측정값과 2차 측정값을 데이터베이스에 저장된 테이블과 비교하여 비율테이블(ratio table)을 확정하여 테이블 넘버와 매칭되면 현재의 총 염소값을 메인마이컴으로 저장하면서, 비율과 유사성을 가지는 기준 티알오값을 디스플레이하는 단계(80)로 이루어지며, 이후 60초의 총 루프타임에 대향전극과 작용전극으로 전기의 인가를 차단하여 총 시간값이 60초가 걸렸는지 아닌지를 확인하며, 60초를 오버했을 시 1차로 작용전압을 측정하는 단계(50) 및 전기전도도를 산출하는 단계(60)와 더불어 2차로 작용전압을 측정하는 단계(70)과 티알오값을 디스플레이하는 단계(80)를 다시 진행되도록 한 것이다.

상기와 같이 비율과 유사성을 가지는 기준 티알오값을 디스플레이할 시 페하값과 염분도값도 함께 디스플레이할 수 있는 것이다.

그리고 메인마이컴에서 기준전극을 차단하면서 기준전압을 데이터베이스의 페하(pH)값, 산화환원전위(ORP)값과 매칭(matching)시키는 단계(20)를 거친 다음, 메인마이컴에서 상기의 적용 가능토록 보정된 전압을 인가시킬 때, 선박평형수에 전류의 양이 적게 흐르는 담수가 서브마이컴에서 감지되면, 상기 담수루틴을 적용하는 단계(40)에 의해서 메인마이컴에서 보정된 전압을 인가할 시 1차로 30초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 대향전극으로 인가하여, 작용전극에서 발생되는 작용전압을 측정하는 단계(50)와, 상기 작용전극에서 발생된 작용전압을 측정함과 함께 도전도(conductance)값을 측정하여 전기전도도(conductivity)값을 산출하는 단계(60)를 거치게 되며, 그런 다음에 전압을 전류로 전환시킨 후 그 값이 유효한지 또는 30초의 루프타임을 오버했는지를 확인하되, 30초를 오버하였을 시 상기 30초 동안의 작용전극에서 작용전압을 측정하는 단계(50)와 전기전도도값을 산출하는 단계(60)를 재차 거치도록 한다.

상기에서 30초를 오버하지 않았을 시 2차로 60초의 루프타임을 통해서 상기 매칭시키는 단계(20) 후의 적용 가능토록 보정된 전압을 대향전극으로 인가하여, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계(70)를 거치게 되며, 그런 다음에 전압을 전류로 전환시킨 후 그 값이 유효한지 또는 60초의 루프타임을 오버했는지를 확인하되, 60초를 오버하였을 시 상기 60초 동안의 작용전극에서 작용전압을 측정하는 단계(70)를 재차 거치도록 한다.

이때 상기에서 40초를 오버하지 않았을 시 1차 측정값과 2차 측정값을 데이터베이스에 저장된 테이블과 비교하여 비율테이블(ratio table)을 확정하여 테이블 넘버와 매칭되면 현재의 총 염소값을 메인마이컴으로 저장하면서, 비율과 유사성을 가지는 기준 티알오값을 디스플레이하는 단계(80)로 이루어지며, 이후 90초의 총 루프타임에 대향전극과 작용전극으로 전기의 인가를 차단하여 총 시간값이 90초가 걸렸는지 아닌지를 확인하며, 90초를 오버했을 시 1차로 작용전압을 측정하는 단계(50) 및 전기전도도를 산출하는 단계(60)와 더불어 2차로 작용전압을 측정하는 단계(70)과 티알오값을 디스플레이하는 단계(80)를 다시 진행되도록 한 것이다.

이 역시 상기와 같이 비율과 유사성을 가지는 기준 티알오값을 디스플레이할 시 페하값과 염분도값도 함께 디스플레이할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

1:수질 측정장치 2:센싱쳄버
3:수개의 전극 4:온도센서
5:릴레이 6:메인마이컴
7:서브마이컴 8:주 배관
10:기준전압을 취득하는 단계
11:온도를 표시하는 단계
20:매칭시키는 단계
30:해수루틴을 적용하는 단계
40:담수루틴을 적용하는 단계
50:작용전압을 측정하는 단계(1차)
60:전기전도도값을 산출하는 단계
70:작용전압을 측정하는 단계(2차)
80:디스플레이하는 단계

Claims (3)

1. 선박평형수와 접하도록 선단에 각각 설치된 수개의 전극 및 온도센서와,
   수개의 전극과 온도센서에 전기적으로 연결되어 선박평형수의 온도에 따른 전류의 양을 실시간 연속적으로 모니터링하여 전류량에 따라 선박평형수가 해수인지 담수인지를 감지토록 구성된 서브마이컴과,
   수개의 전극 중 기준전극과 온도센서에 전기적으로 연결되면서 서브마이컴으로부터 전기적 신호를 받도록 연결되어서, 서브마이컴에서 측정한 선박평형수의 전류량에 따라 저장되어 있던 해수적용테이블과 담수적용테이블을 선택적으로 작동시킬 수 있게 프로그래밍되어 선박평형수의 수질 측정 및 디스플레이되도록 구성된 메인마이컴이 포함되며,
   메인마이컴은 수개의 전극 중 대향전극 및 작용전극으로 전압을 인가하기 전에 온도센서에 의한 온도대비 기준전극에서 검출되는 기준전압을 취득한 후 기준전압을 디지털아날로그변환기를 통해서 전극에 드라이브하되, 드라이브된 전극은 대향전극이 되기 위하여 릴레이에 의해서 제어되게 전기적으로 연결 구성되며,
   대향전극으로 인가된 전압은 선박평형수가 유입된 셀을 통해서 작용전극으로 공급되면서 전류가 흐르게 구성되며,
   작용전극을 통과한 전류는 전류전압변환기를 통하여 전압으로 변환 후 메인마이컴으로 입력되게 구성되며,
   메인마이컴으로 입력되어 측정되는 전압은 전류값으로 환산 후 메인마이컴의 데이터베이스와 대비되어 선박평형수의 상태가 파악되게 이루어져서, 측정되는 전극들은 상호 변경되면서 오차 유무를 판단해서 디스플레이토록 구성된 것을 특징으로 하는 해수와 담수로 된 선박평형수 수질 측정장치.
   
2. 메인마이컴에서 수개의 전극으로 전압 인가 전에 온도센서에 의해 감지되는 온도에 대비하여 기준전극에서 검출되는 기준전압을 취득하는 단계,
   전압 공급을 위해 기준전압을 측정하되, 페하의 수치가 측정되도록 기준전압을 매칭하는 단계,
   수개의 전극들과 전기적으로 연결되어 선박평형수의 전류흐름을 연속적으로 모니터링하는 서브마이컴에서 모니터링 중 취득되는 기준전압에 의한 전류량이 해수에 해당됨을 감지하게 되면 메인마이컴으로 별도의 신호를 인가하지 않고, 메인마이컴에서 상시 설정된 해수적용테이블을 계속적으로 가동토록 메인마이컴의 해수루틴을 적용하는 단계,
   1차 20초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 대향전극으로 인가하고, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계,
   작용전압을 측정하는 단계와 함께 도전도를 계측하면서 전기전도도를 산출하는 단계,
   2차 40초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 인가하고, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계,
   가 포함됨을 특징으로 하는 해수와 담수로 된 선박평형수 수질 측정장치를 이용한 수질 측정방법.
   
3. 메인마이컴에서 수개의 전극으로 전압 인가 전에 온도센서에 의해 감지되는 온도에 대비하여 기준전극에서 검출되는 기준전압을 취득하는 단계,
   전압 공급을 위해 기준전압을 측정하되, 페하의 수치가 측정되도록 기준전압을 매칭하는 단계,
   수개의 전극들과 전기적으로 연결되어 선박평형수의 전류흐름을 연속적으로 모니터링하는 서브마이컴에서 모니터링 중 취득되는 기준전압에 의한 전류량이 담수에 해당됨을 감지하게 되면 메인마이컴으로 담수감지 신호를 인가하고, 메인마이컴에서 상시 설정된 해수적용테이블을 담수적용테이블로 변환하여 가동토록 메인마이컴의 담수루틴을 적용하는 단계,
   1차 30초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 대향전극으로 인가하고, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계,
   작용전압을 측정하는 단계와 함께 도전도를 계측하면서 전기전도도를 산출하는 단계,
   2차 60초의 루프타임을 통해서 보정된 전압을 인가하고, 작용전극에서 발생되는 전압을 측정하는 단계,
   가 포함됨을 특징으로 하는 해수와 담수로 된 선박평형수 수질 측정장치를 이용한 수질 측정방법.

Images