KR102124010B1 - 탁도 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치는 제1단면이 형성되고, 적외선 광원, 자외선 광원 및 적외선 수광부가 형성되는 제1본체 및 제2단면이 형성되고, 자외선 수광부가 형성되는 제2본체를 포함하되, 상기 제1단면과 상기 제2단면이 서로 마주보도록 상기 제1본체와 상기 제2본체는 연결부재로 연결되고, 상기 제1단면과 상기 제2단면 사이는 개방되어 있다.
Description
본 발명은 탁도 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하천, 정수 및 하수처리시설에서 실시간으로 탁도를 측정하는 장치에 관한 것이다.
탁도는 물의 흐린 정도를 정량적으로 나타낸 지표로서 빛의 통과에 대한 저항도이다. 탁도는 여러 가지 부유물질에 의해 발생하며 탁도 입자의 크기는 콜로이드 분산에서 굵은 분산질까지 다양하다. 호수와 같이 비교적 정체된 상태에 있는 물의 탁도는 대부분 콜로이드 분산과 같은 극히 미세한 분산질에 의하여 생겨나며, 하천수와 같이 흐르는 상태의 물속에서는 대부분 굵은 분산질에 의하여 생겨난다. 수중의 고형물은 유해한 미생물의 서식처 역할을 한다.
즉, 화학분석 및 미생물 분석에 지장을 초래하며, 염소 살균 효과를 저감시킨다. 탁도를 유발하는 물질(수중의 고형물)은 순수한 무기물부터 주로 천연의 유기물에 이르기까지 매우 다양하다. 탁도를 발생하는 물질의 이와 같은 상이성은 그 제거를 위한 정확한 기준의 설정을 어렵게 만들기도 한다.
탁도의 측정방법은 육안법, 투과광측정방법, 표면산란광측정방법, 산란광측정방법, 투과산란광측정방법 및 4-Beam 방법 등이 있다. 먼저, 육안법은 이를 개발한 사람의 이름을 따서 JTU(Jackson Candle Turbidity) 측정법이라고도 한다. 이 방법은 눈금이 있는 메스실린더 밑에 초를 두고 그 안에 시료를 넣어 눈을 통해서 촛불이 보이는 눈금을 읽어 그 값을 탁도 측정값으로 한다. 일반적으로 육안법으로 구한 결과와 기기분석법에서 포르마진 표준을 사용하면 40 JTU가 40 NTU와 유사한 결과를 보인다.
투과광 측정방식은 측정조의 한쪽에 광원을 조사한 후, 측정조를 통과한 광의 양을 측정하는 방식으로 투과된 광의 감쇄정도는 액중의 현탁물질 농도와 반비례 관계가 있다. 이 측정방법은 방식이 간단한 반면 측정액의 색도, 측정조 내부의 오염, 광원의 변동에 따라 영향을 받기 때문에 연속 측정용으로는 크게 이용되고 있지 않다.
산란광 측정방법은 측정액 한쪽 면에 광을 주사하여 액중의 입자에 부딪쳐 산란되는 산란광을 90°각도에서 측정한다. 이 광의 강도가 액중 현탁물질의 농도에 따라 비례하는 것을 이용한 것이다. 표면산란광방식과 원리는 같으며 표면산란광방식이 액의 표면부분 산란광을 측정하는 반면 이 방식은 측정액 내부의 산란광을 측정한다는 점이 다르다.
투과산란광 측정방법은 측정액 한쪽 면에 광을 주사하여 액을 통과한 투과광과 입자에 부딪쳐 산란되는 90°산란광을 측정하여 이 두 가지 광신호의 비율이 액중의 현탁물질의 농도에 따라 비례하는 것을 이용한 것이다. 이 방식은 두 신호의 비율에 따라 측정되므로 전원변동, 발광램프의 노화, 온도변화 등의 환경의 영향이 없다.
이러한 기존의 탁도측정방법은 시료 내에 포함되어 있는 다양한 크기의 입자를 검출하기 위한 가능한 방법으로서는 한계를 갖고 있으며, 측정방법 자체에서 다양한 크기의 입자를 검출하기 위한 고려가 전혀 없다. 또한, 색도를 포함하는 물질은 빛 에너지를 흡수하여 투과광과 산란광의 특성을 변화시킴에도 불구하고 입자크기에 대한 고려가 전혀 없고, 색도를 포함하는 물질은 특정 대역의 파장에서 빛 에너지를 흡수하게 되는데, 광의 흡수는 투과광과 산란광의 특성을 변화시키고 산란광의 특정 부분이 감지기에 도달하는 것을 방해하여 탁도특정의 정확도를 현격히 떨어뜨린다.
본 발명의 목적은 다양한 입자크기에 대응할 수 있는 탁도 측정장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치는 제1단면이 형성되고, 적외선 광원, 자외선 광원 및 적외선 수광부가 형성되는 제1본체 및 제2단면이 형성되고, 자외선 수광부가 형성되는 제2본체를 포함하되, 상기 제1단면과 상기 제2단면이 서로 마주보도록 상기 제1본체와 상기 제2본체는 연결부재로 연결되고, 상기 제1단면과 상기 제2단면 사이는 개방되어 있다.
또한, 상기 제1본체, 상기 제2본체 및 상기 연결부재는 일체형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 적외선 광원은 상기 제1단면의 법선방향에서 제1각도 기울어져 조사되며, 상기 적외선 수광부는 적외선이 조사되는 입자에 입사각 대비 수직으로 산란하는 광을 수광하도록 상기 제1단면의 법선방향 기준 제2각도 기울어져 있으며, 상기 제1각도와 상기 제2각도의 합은 90도일 수 있다.
또한, 상기 적외선 광원, 자외선 광원, 적외선 수광부 및 자외선 수광부로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 광경로상에 필터가 설치될 수 있으며, 상기 필터는 석영글라스일 수 있다.
또한, 상기 제1단면과 상기 제2단면 사이의 간격은 20mm 내지 60mm일 수 있으며, 바람직하게는 40mm 내지 60mm 일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치는 상기 제1단면과 상기 제2단면 사이의 오염물질을 제거하는 브러쉬를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치는 상기 적외선 수광부의 측정값과 상기 자외선 수광부의 흡광도 측정값을 이용하여 탁도를 계산하는 연산부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치는 다양한 크기의 입자크기를 갖는 시료의 탁도를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 특정 대역의 파장을 흡수하는 색도를 포함하는 입자를 고려한 탁도측정이 가능하다.
또한, 측정지역에 설치하기가 간편하고, 설치이후에 별도의 관리가 필요치 않아 사용이 편리하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 광원과 적외선 수광부의 확대도면이다.
도 3은 비교예에 의한 탁도측정결과에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탁도측정결과에 대한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치의 설치개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 광원과 적외선 수광부의 확대도면이다.
도 3은 비교예에 의한 탁도측정결과에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탁도측정결과에 대한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치의 설치개념도이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치(10)는 제1단면(110)이 형성되고, 적외선 광원(120), 자외선 광원(130) 및 적외선 수광부(140)가 형성되는 제1본체(100) 및 제2단면(210)이 형성되고, 자외선 수광부(230)가 형성되는 제2본체(200)를 포함하되, 상기 제1단면(110)과 상기 제2단면(210)이 서로 마주보도록 상기 제1본체(100)와 상기 제2본체(200)는 연결부재(300)로 연결되고, 상기 제1단면(110)과 상기 제2단면(120) 사이는 개방되어 있다.
제1본체(100)와 제2본체(200)는 기밀성, 수밀성이 보장되는 재질로 구성되며, 특히 측정이 물속에서 이루어지는 측정 환경상 내식성이 보장된 금속재질 또는 플라스틱 재질일 수 있다. 또한, 제1본체(100)와 제2본체(200)는 물의 흐름에 영향을 최소화하기 위해서 같은 직경을 갖는 원통형상일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
제1본체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 일측에 제1단면(110)이 형성된다. 제1단면(110)은 자외선 광원(130), 적외선 광원(120)에 의해 광이 조사되고, 적외선 산란광이 수광되는 영역일 수 있다.
제2본체(200)는 제1본체(100)에서 조사되는 자외선이 미립입자를 통과하여 입사하는 자외선광을 수광하는 자외선 수광부(230)를 포함한다.
연결부재(300)는 앞서 살펴본 제1단면(110)과 제2단면(210)이 마주보도록 제1본체(100)와 제2본체(200)를 연결한다. 특히, 연결부재(300)는 제1본체(100) 또는 제2본체(200)와 같은 재질로 구성될 수 있으며, 제1본체(100)의 제1단면(110), 제2본체(200)의 제2단면(210)에 연결부재(300)와 견고하게 결합하여 제1본체(100)와 제2본체(200)를 연결한다.
또 다른 실시예에 의하면 제1본체(100)와 제2본체(200), 연결부재(300)는 일체형으로 구성될 수도 있다.
도 1에 도시된 제1본체(100), 제2본체(200) 및 연결부재(300)가 일체형으로 구성될 경우, 연결부재(300)의 상부에 유체가 자유롭게 놓이거나 이동하여 탁도 측정을 위한 광이 조사될 수 있는 영역이 형성될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 제1본체(100)의 일측에는 제1단면(110)이 형성되고, 적외선 광원(120), 자외선 광원(130) 및 적외선 수광부(140)가 자리잡을 수 있다.
적외선 광원(120)은 적외선 LED일 수 있고, 적외선 광원(120)의 파장은 780nm 내지 1000nm범위의 파장이 조사될 수 있다. 바람직하게는 880nm의 적외선 광 일 수 있다.
특히, 적외선 광원(120)은 제1단면(110)의 법선방향에 소정각도로 기울어져 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 적외선 광원과 적외선 수광부의 확대도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 적외선 광원(120)은 상기 제1단면(110)의 법선방향에서 제1각도 기울어져 조사되며, 상기 적외선 수광부(140)는 적외선이 조사되는 입자에 입사각 대비 수직으로 산란하는 광을 수광하도록 상기 제1단면의 법선방향 기준 제2각도 기울어진다.
적외선 광원(120)에서 발산되는 광이 입자에 부딪쳐 산란하게 되고, 90도 산란한 적외선 광을 적외선 수광부(140)가 수광하여 광의 강도변화에 따른 액중의 현탁물질의 농도를 측정한다.
90도 산란광을 측정하는 것은 90도의 검출각도가 입자크기의 변화에 가장 민감하지 않기 때문이다.
본 발명의 실시예에 따른 적외선 광원(120)은 적외선 LED일 수 있으며, 적외선 광원(120)으로 적외선 LED(발광다이오드)를 사용하게 됨으로서, 장기간 사용해도 성능의 저하가 거의 없으며, 장기간 사용해도 우수한 재현성이 보장된다. 적외선 광원(120)은 광의 조사각도가 제1단면의 법선방향에서 제1각도 기울어진 각도이다.
같은 평면상에서 조사되는 법선방향의 산란된 광을 검출하기 위해서 적외선 광원을 일정각도 기울어서 조사하는 경우, 입자에 의해 90도 산란된 광을 같은 평면에서 수광할 수 있게 된다.
예상하는 바와 같이 적외선 수광부(140)도 제1단면(110)의 법선방향에 제2각도 기울어져 있어, 제1각도와 제2각도의 합이 90도가 될 수 있도록 장치가 구성될 수 있다.
적외선 수광부(140)는 적외선 영역의 파장에 반응할 수 있는 적외선 측정용 포토다이오드일 수 있다.
제1본체(100)에 형성되는 자외선 광원(130)은 자외선 LED를 사용할 수 있다. 자외선은 파장은 짧지만 에너지가 커서, 작은 미립자에 대한 감도가 높다. 제1본체(100)에 형성되는 자외선 광원(130)은 적외선 광원(120)과 달리 입자를 투과하는 자외선 광원의 강도, 즉 흡광도를 측정하여 작은 미립자의 분포에 따른 탁도를 측정한다.
자외선은 파장 범위에 따라 UVV(100~200nm), UVC(200~280)nm, UVB(280~315nm) 및 UVA(315~400nm)로 구분할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자외선 광원(130)에서 조사하는 자외선 광의 파장범위는 UVA범위일 수 있다. 보다 바람직하게는 320nm ~ 360nm영역 파장의 자외선을 조사할 수 있다.
아래에서 설명하게 될 제2본체(200)에 형성되는 자외선 수광부(230)가 자외선 광원(130)에서 조사된 광이 투과하여 도달하게 되는 자외선 광의 강도를 검출하고, 이를 이용하여 실제 입자에 의한 흡광도를 측정하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 제2본체(200)에는 제2단면(210)이 형성되고, 자외선 수광부(230)가 형성된다. 자외선 수광부(230)는 자외선 영역대의 광을 수광할 수 있는 자외선 측정용 포토다이오드 일 수 있다.
자외선 수광부(230)에서 수광한 광의 강도를 이용하여 흡광도를 측정하는 것은 아래 수학식 1과 같이 입사광에 대한 투과된 광의 비율을 측정하여 계산한다. 이는 일반적으로 공개된 분광광도법을 활용하여 흡광도를 계산하는 것으로 자세한 설명은 생략한다.
(https://ko.m.wikipedia.org/wiki/분광광도법) - 링크참조
[수학식 1]
A = log (Io/I) = a × b × c
여기서, A는 흡광도, Io는 흡광물질이 없을 때 광의 강도, I는 흡광물질이 있을 때 광의 강도, a는 흡광 계수, b는 광로폭(path length, mm), c는 농도(mg/L)이다.
다양한 탁도 측정 원리에 따른 탁도 단위가 있으나 가장 널리 사용되는 탁도의 단위는 NTU(Nephelometric Turbidity Unit)를 사용하며, Nephelometer를 사용하여 탁도를 측정하는 단위를 말한다. 국내의 경우에도 먹는물 기준 (1999년 2월 11일 개정)은 탁도를 NTU 단위로 측정할 것을 규정하고 있다.
본 발명에서는 UVA 일부 범위의 자외선 흡광도와 적외선 90도 산란광을 동시에 측정하여 미립자에 의한 탁도는 자외선 흡광도로 보정하며, 중간 크기 이상 입자에 대한 탁도는 적외선 산란광을 이용하여 색도의 영향이 최소화하면서 높은 정밀도로 탁도를 측정한다.
앞서 설명한 적외선 광원(120), 자외선 광원(130), 적외선 수광부(140) 및 자외선 수광부(230)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 광 경로상에는 필터(400)가 설치될 수 있다.
필터(400)는 각 광원(120, 130)과 수광부(140, 230)에 직접 미립자가 닿지 않도록 하여, 각 광원(120, 130)과 수광부(140, 230)를 보호하는 역할을 한다. 특히 필터(400)는 광의 흡수율이 낮은 석영 글래스일 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제1단면(110)과 제2단면(210) 사이의 간격은 20mm 내지 60mm일 수 있다.
이 간격은 일반적인 정수처리시설의 탁도 및 하폐수 2차 처리수 탁도 측정에 적합하다. 이 광로폭(도 1의 굵은 화살표)은 탁도에 따라 조절하여 사용할 수 있으나 간격이 20mm 이하인 경우 90도 산란광 측정시 방해가 될 수 있기 때문에 최소 간격을 20mm로 할 수 있다. 또한, 최대 간격은 60mm인데 이보다 넓은 경우 자외선 흡광도의 강도가 약해지므로 측정 오차가 증가할 수 있다.
실시예에 따라서는 광로폭을 조절할 수 있는 장치의 구성도 가능하다. 이는 광로폭에 따라서 측정되는 처리수의 탁도측정의 정확도가 달라질 수 있어 이를 고려하여 광로폭의 조절이 가능할 수 있다.
또한, 제1단면(110)과 제2단면(210) 사이에는 항상 오염물질(오염입자)가 놓이거나 흐르는 공간으로서 필터 등에 오염물질이 쌓이거나 부착될 수 있다. 이를 막기 위해서 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치(10)는 오염물질을 제거하기 위한 브러쉬(500)가 설치될 수 있다.
브러쉬(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1본체(100)의 상부에 설치되는 별도의 구조물에 연결되어 모터(510)에 의해서 제1단면(110)과 제2단면(210) 사이에서 회전할 수 있도록 설치된다. 나아가, 브러쉬(500)의 양단에는 솔이 형성되어 있어, 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치(10)는 적외선 수광부(140)의 측정값(산란광의 강도)과 자외선 수광부(230)의 측정값(투과광의 강도)을 이용하여 탁도를 계산하는 연산부(600)를 더 포함한다.
연산부(600)는 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치(10)의 내부에 설치될 수도 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치에 별도로 설치된 유무선 통신장치(미도시)를 통해서 서로 연결될 수 있는 외부 통제부에 설치될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 연산부(600)는 아래 수학식 2에 의해서 탁도를 측정할 수 있다.
[수학식 2]
T = (849.12 × X + 10.117 × Y) × A
여기서, T는 탁도(NTU) 농도이며, X는 자외선 흡광도(자외선 포토다이오드 측정값을 흡광도로 환산)이며, Y는 90도 산란광 측정값(적외선 포토다이오드 측정값)을 의미하며, A는 보정계수로 1을 사용한다. 이 식에 적용된 계수는 실제 운영 중인 정수 및 하수처리시설 시료를 채취하여 분석한 후 다변수 회귀분석으로 구한 값이다. 측정값은 보정은 A 값을 이용하여 보정한다. 보정계수 A는 자외선 광원이 제조공정상 오차가 발생하는 것을 시스템 상에서 바로 잡기 위해서 도입된 계수로서, 장치마다 다를 수는 있으나, 실제 연산부에서는 장치마다 보정계수 A의 값이 미리 계산되어 수학식 2에 반영되어 있다.
본 발명의 원리를 이용하여 측정하는 자외선 흡광도와 적외선 산란광은 수중에서 실시간 측정이 가능한 항목이므로 탁도를 실시간으로 측정할 수 있다.
<실험예>
위에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치(10)를 이용하여 탁도를 측정한 결과와 같은 처리수를 이용하여 실험실에서 측정한 결과를 통해서 개선된 정확도를 검증해보았다.
먼저, 측정을 위해서 브러쉬(500)를 이용하여 제1단면(110)과 제2단면(210)에 부착된 오염물질을 제거하였다. 브러쉬(500)를 3~5회전하여, 20~60분 간격으로 작동시켜 오염물질을 제거한다.
*세척이 완료되면 처리수를 제1단면(110)과 제2단면(210)으로 통과시키고 자외선 흡광도와 적외선 산란광의 강도를 측정한다. 측정시 소정의 주파수로 광을 교차 조사함으로서 서로간의 간섭을 최대한 피하여 정확한 수광이 가능하도록 설정하였다.
<비교예>
국내 정수처리 공정의 탁도측정시 활용되는 적외선을 이용한 90도 산란광만을 측정하였고, 정수장에 유입되는 탁도는 4.7~9.9NTU의 범위로 측정되었다.
<실험결과>
도 3은 비교예에 의한 탁도측정결과에 대한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탁도측정결과에 대한 그래프이다.
도 3은 적외선을 이용한 90도 산란광으로만 측정한 결과와 같은 처리수를 이용하여 실험실의 탁도계와 비교한 결과그래프로서, 분석에 따른 R2는 0.7611로 분석되었다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치에 의해서 자외선 흡광도, 적외선 산란광의 강도를 이용한 측정결과를 이용하여 탁도를 측정한 결과와 실험실의 탁도계와 비교한 결과그래프로서, 분석에 따른 R2는 0.9108로 분석되었다.
이러한 측정결과는 같은 처리수를 이용하여 기존의 방법(90도 산란광을 이용하는 방법)에 비해 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치에 의한 탁도측정방법이 정확도가 확연하게 개선되었음을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치(10)는 측정장소에서 실시간으로 탁도를 측정하는데 활용된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치의 설치개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 탁도 측정장치(10)는 처리수에 소정의 수심으로 잠겨 있으며, 케이블(20)로 양단에 연결되어 있다.
케이블(20)은 고강도 외팔보(캔틸레버)와 같은 지지대(30)와 연결되어 있으며, 지상에 있는 통제부(40)와 연결된다.
케이블(20)은 전원공급을 위한 케이블, 고정을 위한 케이블, 통신 케이블 등이 묶인 다발을 형성할 수 있으며, 케이블을 통한 전원, 통신 등에 대한 제어는 모두 지상에 있는 통제부(40)에서 제어할 수 있다.
또한, 통제부(40)는 탁도 측정장치(10)에 측정을 지시하거나 세정을 수행하는 등의 별도의 제어를 수행할 수 있으며, 측정값의 보정, 탁도의 측정 등을 수행하는 연산부(600)를 포함할 수도 있다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 탁도 측정장치(10)는 보다 정확하게 탁도를 측정하되, 실시간으로 측정결과를 확인할 수 있어, 보다 신속하고 편리하게 정수장, 하수처리장, 하천 등에서 탁도를 측정하는데 활용될 수 있는 장치이다.
10 탁도 측정장치 20 케이블
30 지지대 40 통제부
100 제1본체 110 제1단면
120 적외선 광원 130 자외선 광원
140 적외선 수광부 200 제2본체
210 제2단면 230 자외선 수광부
300 연결부재 400 필터
500 브러쉬 510 모터
600 연산부
30 지지대 40 통제부
100 제1본체 110 제1단면
120 적외선 광원 130 자외선 광원
140 적외선 수광부 200 제2본체
210 제2단면 230 자외선 수광부
300 연결부재 400 필터
500 브러쉬 510 모터
600 연산부
Claims (5)
- 탁도를 측정하는 장치로서,
제1단면이 형성되고, 적외선 광원, 자외선 광원 및 적외선 수광부가 형성되는 제1본체;
제2단면이 형성되고, 자외선 수광부가 형성되는 제2본체;
상기 제1단면과 상기 제2단면 사이의 오염물질을 제거하는 브로쉬; 및
상기 제1단면과 상기 제2단면 사이의 폭인 광로폭을 조절하는 장치를 포함하며,
상기 제1단면과 상기 제2단면이 서로 마주보도록 상기 제1본체와 상기 제2본체는 연결부재로 연결되고, 상기 제1단면과 상기 제2단면 사이는 개방되며,
상기 제1본체, 상기 제2본체 및 상기 연결부재는 일체형으로 형성되어, 연결부재 상에 유체가 자유롭게 놓이거나 이동하여 탁도 측정을 위한 광이 조사될 수 있는 영역이 형성되며,
상기 적외선 광원은 상기 제1단면의 법선방향에서 제1각도 기울어져 조사되며, 상기 적외선 수광부는 적외선이 조사되는 입자에 입사각 대비 수직으로 산란하는 광을 수광하도록 상기 제1단면의 법선방향 기준 제2각도 기울어지며,
상기 제1각도와 상기 제2각도의 합은 90도인 것을 특징으로 하는 탁도 측정장치. - 제1항에 있어서,
상기 적외선 광원, 자외선 광원, 적외선 수광부 및 자외선 수광부로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 광경로상에 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 탁도 측정장치. - 제2항에 있어서,
상기 필터는 석영글라스인 것을 특징으로 하는 탁도 측정장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1단면과 상기 제2단면 사이의 간격은 20mm 내지 60mm인 것을 특징으로 하는 탁도 측정장치. - 제1항에 있어서,
상기 적외선 수광부의 측정값과 상기 자외선 수광부의 흡광도 측정값을 이용하여 탁도를 계산하는 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정장치.
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