KR102170802B1 - Floating multi-item water quality measuring device and measuring system for hazardous chemical substances in water environment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수질 측정장치에 관한 것으로, 특히 하천이나 호수 등의 수환경에서 다항목의 센서들에 의해 DO, pH, EC 및 수온을 측정하여 유출된 유해 화학물질이 무엇인지 실시간으로 파악할 수 있도록 하며, 각 센서들에 대한 오염도를 최소화하여 보다 정확한 측정과 수명 향상이 이루어질 수 있도록 한 부유형 다항목 수질 측정장치에 관한 것이다. The present invention relates to a water quality measuring device, and in particular, by measuring DO, pH, EC, and water temperature by multi-item sensors in a water environment such as a river or a lake, it is possible to grasp in real time what the spilled harmful chemicals are. The present invention relates to a floating multi-item water quality measurement device that minimizes the pollution level of each sensor so that more accurate measurement and life improvement can be achieved.
일반적으로 국내에서 사용되는 유해 화학물질을 분석하기 위하여 많은 연구가 수행 중에 있으나, 현장에 적용할 수 있는 연구는 실제적이지 않았으며, 실시간 모니터링 기술과 유해 화학물질 등을 연계한 분석 기법이나 구분할 수 있는 방법 등에 한계가 있어 적용이 어려웠다. In general, many studies are being conducted to analyze hazardous chemicals used in Korea, but studies that can be applied to the field are not practical, and analysis techniques or methods that link real-time monitoring technology and hazardous chemicals, etc. It was difficult to apply due to limitations in the back.
또한, 수질환경 분야에서는 하천 등의 수질을 측정하기 위해서 측정하고자 하는 지점의 시료를 채취한 후 분석을 위하여 시료를 연구소 등의 실험기기를 구비한 장소로 운반하여 측정하며 수질조사가 이루어지고 있다. 이러한 종래의 수질측정방법으로는 결과를 얻기까지 소요되는 시간이 길고, 수작업과 약품이 요구되는 등의 이유로 실시간으로 수질을 관리하기 어려운 실정이었다.In addition, in the field of water quality, in order to measure the quality of water such as a river, a sample is collected at a point to be measured, and for analysis, the sample is transported to a place equipped with an experimental device such as a laboratory for measurement, and water quality survey is conducted. With such a conventional water quality measurement method, it is difficult to manage water quality in real time for reasons such as a long time to obtain a result, manual work and chemicals are required.
또한, 현장에서 부자를 활용할 경우 유체의 유동 특성을 파악하기 위해 컴퓨터를 이용하여 유체의 운동방정식을 푼 후 시뮬레이션을 통해 모델링을 하는 것이 한 방법이나, 이는 실제 유체가 유동하는 환경에서 발생되는 요인들을 나타내기 위해서는 한계가 있기 때문에 실제 측정을 통한 검증만큼 실제적이진 못하였기에, 유해 화학물질이 하천이나 호소에 유출될 경우 데이터를 측정하고 특성을 판단하기 위하여 데이터를 실시간으로 서버와 단말기에 전달하여 데이터 분석을 수행하는 스마트 분석기술이 필요하다. 이러한 스마트 분석기술의 개발을 위해 우선적으로 통합형 수질측정센서 모듈을 활용하여 실시간으로 데이터를 측정하고 어떤 유해 화학물질인지 분류해 내는 기술의 개발이 필요하였다. In addition, when using the wealthy person in the field, one method is to solve the motion equation of the fluid using a computer and then perform modeling through simulation to understand the flow characteristics of the fluid. Since there is a limit to the indication, it was not as practical as verification through actual measurement, so when hazardous chemicals leak into a river or lake, the data is measured and transmitted to the server and terminal in real time to determine the characteristics for data analysis. Smart analysis technology is needed to perform the process. For the development of such smart analysis technology, it was first necessary to develop a technology that measures data in real time using an integrated water quality measurement sensor module and classifies which hazardous chemicals are classified.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 하천이나 호수 등의 수환경에서 다항목의 센서들에 의해 DO, pH, EC 및 수온을 측정하여 유출된 유해 화학물질이 무엇인지 실시간으로 파악할 수 있도록 하며, 각 센서들에 대한 오염도를 최소화하여 보다 정확한 측정과 수명 향상이 이루어질 수 있도록 한 부유형 다항목 수질 측정장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems, and the object of the present invention is to measure DO, pH, EC and water temperature by multi-item sensors in a water environment such as a river or lake The goal is to provide a floating multi-item water quality measuring device that enables more accurate measurement and life improvement by minimizing the pollution level of each sensor and allowing real-time identification of the hazardous chemical substances.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치는, 외부와의 통신을 위한 통신모듈, 전력 공급을 위한 배터리가 내장된 장치 본체; 상기 장치 본체의 외주면에 설치되어 수표면에 부유할 수 있도록 부력을 제공하는 에어튜브; 상기 장치 본체의 하면에서 하방향 돌출된 형태로 설치되고 수중에 잠기는 각각의 하단부에는 서로 다른 항목의 수질을 측정하기 위한 수질 측정센서들이 각각 설치되는 복수의 센서모듈; 및 상기 센서모듈 인근에서 초음파를 발생하는 초음파 발생기가 설치되어 각각의 수질 측정센서들의 표면을 세정하도록 한 세정용 초음파 발생기;를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a floating multi-item water quality measurement device according to the technical idea of the present invention includes: a device body having a communication module for communication with the outside and a battery for supplying power; An air tube installed on the outer circumferential surface of the device main body to provide buoyancy so as to float on the water surface; A plurality of sensor modules each installed in a form protruding downward from the lower surface of the apparatus main body and each submerged in the water having water quality measurement sensors for measuring the water quality of different items installed; And an ultrasonic generator for cleaning, in which an ultrasonic generator for generating ultrasonic waves is installed in the vicinity of the sensor module to clean the surfaces of the respective water quality measuring sensors.
여기서, 상기 수질 측정센서는 각각 pH 농도, EC(전기전도도), DO(용존산소) 측정을 위한 센서로 구비된 것을 특징으로 할 수 있다. Here, the water quality measurement sensor may be provided as a sensor for measuring pH concentration, EC (electrical conductivity), and DO (dissolved oxygen), respectively.
또한, 상기 센서모듈 각각은 하방향으로 길게 뻗은 원통형 형상의 지지체와, 상기 지지체의 하단부에 설치되어 물과 접촉하는 수질 측정센서로 이루어지고, 상기 장치 본체의 하면 둘레부를 따라 등간격으로 배치되며, 상기 센서모듈과 센서모듈 사이마다 상기 초음파 발생기가 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, each of the sensor modules includes a cylindrical support extending in a downward direction, and a water quality measurement sensor installed at a lower end of the support to contact water, and are arranged at equal intervals along the lower circumference of the device body, The ultrasonic generator may be installed between the sensor module and the sensor module.
또한, 상기 초음파 발생기는 상기 장치 본체의 하면으로부터 하방향으로 길게 연장되어 초음파를 발생시키는 하단부가 상기 센서모듈의 하단부에 설치된 수질 측정센서 인근에 이르도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the ultrasonic generator may be characterized in that the lower end for generating ultrasonic waves is extended downward from the lower surface of the device body to reach the vicinity of the water quality measurement sensor installed at the lower end of the sensor module.
또한, 물의 출입을 허용하는 다수의 출입공을 갖는 다공성의 원통형 몸체로 형성되어 상기 장치 본체의 하단 둘레부에 착탈 가능하도록 결합되며, 상기 복수의 센서모듈들을 둘러싸서 상기 초음파 발생기에서 발생되는 초음파가 주변으로 확산되지 않고 센서모듈에 설치된 각각의 수질 측정센서들을 향하도록 유도하는 초음파 확산 방지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it is formed of a porous cylindrical body having a plurality of entrances and exits allowing water to enter and is detachably coupled to the lower circumference of the device body, and the ultrasonic waves generated by the ultrasonic generator surround the plurality of sensor modules. It may be characterized in that it further comprises an ultrasonic diffusion preventing member for guiding each of the water quality measurement sensors installed in the sensor module without being diffused to the surroundings.
또한, 상기 초음파 확산 방지부재의 내부공간 중간을 가로지른 형태로 설치되어 상기 내부공간을 상부와 하부로 분할하면서 상기 초음파 발생기에서 발생되는 초음파의 확산을 더욱 제한하는 초음파 확산 방지용 격판이 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a diaphragm for preventing ultrasonic diffusion is further installed to further limit the diffusion of ultrasonic waves generated by the ultrasonic generator while being installed in a shape across the middle of the internal space of the ultrasonic diffusion preventing member to divide the internal space into upper and lower parts. You can do it.
또한, 상기 초음파 확산 방지부재의 출입공에는 메시망이 설치되어 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, a mesh net may be installed in the entrance hole of the ultrasonic diffusion preventing member to prevent foreign substances from entering from the outside.
또한, 상기 장치 본체의 하면 중앙부에는 하방향으로 길게 형성되어 하단부가 수중에 잠길 수 있도록 한 수온센서가 설치된 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may be characterized in that a water temperature sensor is installed at the center of the lower surface of the device body so that the lower end is submerged in the water.
또한, 상기 센서모듈의 지지체 각각의 하부 외주면에는 수나사 형성되며, 수나사 형성된 상기 지지체 외주면에 나사체결 가능하도록 내주면에 암나사 형성된 다수의 중량 부가용 웨이트 링을 더 구비하여, 상기 지지체 각각의 하부 외주면에 대하여 상기 웨이트 링을 체결하되 각각의 지지체에 대하여 차별적으로 체결 개수를 적용하여 각각의 수질 측정센서의 무게 차이를 보정할 수 있도록 한 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the sensor module further includes a plurality of weight-adding weight rings formed with male threads on the lower outer circumferential surface of each of the support bodies, and female-screwed on the inner circumferential surface so as to be screwed on the outer circumferential surface of the support having male threads. The weight ring may be fastened, but a difference in weight of each water quality measurement sensor may be corrected by differentially applying the fastening number to each support.
또한, 상기 장치 본체와 유선 혹은 무선으로 연결되며, 각각의 수질 측정센서에서 측정된 데이터를 제공받아 표시하는 디스플레이와, 온-오프 스위치를 구비하는 리모트 콘트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, it may further include a display connected to the main body of the device by wire or wirelessly and receiving and displaying data measured by each water quality measurement sensor, and a remote controller having an on-off switch.
한편 본 발명에 의한 수환경 유해 화학물질 측정시스템은, 전술된 수질 측정장치; 상기 수질 측정장치에서 측정한 데이터를 저장하는 데이터베이스; 유해 화학물질 분류 기준에 따라 상기 수질 측정장치에서 측정한 데이터를 근거로 어떤 유해 화학물질이 수중에 유출되었는지 판단하는 제어기; 및 상기 제어기에 유해 화학물질 분류 기준을 제공하는 소프트웨어 모듈;을 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다. Meanwhile, the system for measuring hazardous chemical substances in a water environment according to the present invention includes the aforementioned water quality measuring device; A database for storing data measured by the water quality measuring device; A controller for determining which hazardous chemicals are spilled into the water based on the data measured by the water quality measuring device according to the hazardous chemical classification criteria; And a software module that provides a classification criterion for hazardous chemical substances to the controller.
여기서, 상기 수질 특정장치에서 측정된 pH 농도, EC(전기전도도), DO(용존산소) 및 수온을 근거로 수중에 유출된 유해 화학물질이 무엇인지 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다. Here, based on the pH concentration, EC (electrical conductivity), DO (dissolved oxygen), and water temperature measured by the water quality specific device, it may be characterized in that it is determined what harmful chemical substances have been spilled into the water.
또한, 수중에 유출된 유해 화학물질이 무엇인지 판단할 때 평수기와 홍수기로 구분하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, when determining what hazardous chemical substances spilled into the water are, it may be characterized by dividing a normal season and a flood period.
본 발명에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치는 하천이나 호수 등의 수환경에서 다항목의 센서들에 의해 DO, pH, EC 및 수온을 측정하여 유출된 유해 화학물질이 무엇인지 실시간으로 파악할 수 있도록 하며, 각 센서들에 대한 오염도를 최소화하여 보다 정확한 측정과 수명 향상이 이루어질 수 있도록 한다. The floating multi-item water quality measuring device according to the present invention measures DO, pH, EC, and water temperature by multi-item sensors in a water environment such as a river or lake, so that you can grasp in real time what harmful chemicals are spilled. And, by minimizing the degree of contamination for each sensor, more accurate measurement and longer life can be achieved.
또한, 본 발명은 작은 크기를 갖는 다수의 웨이트 링을 구비하여 다항목 센서들의 무게 차이로 인해 흐트러진 밸런스를 간단히 보정하는 것이 가능하다. In addition, the present invention is provided with a plurality of weight rings having a small size, it is possible to simply correct the balance disturbed due to the weight difference of the multi-item sensors.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치의 분해사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에서 초음파 확산 방지부재를 제거한 상태의 측면도
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에서 초음파 확산 방지부재를 제거한 상태의 저면도
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에서 초음파 확산 방지부재의 저면도
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에서 리모트 콘트롤러의 사시도1 is a perspective view of a floating multi-item water quality measuring device according to an embodiment of the present invention
2 is an exploded perspective view of a floating multi-item water quality measuring device according to an embodiment of the present invention
3 is a side view of a state in which the ultrasonic diffusion preventing member is removed from the floating multi-item water quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention
Figure 4 is a bottom view of a state in which the ultrasonic diffusion preventing member is removed from the floating multi-item water quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention
Figure 5 is a bottom view of the ultrasonic diffusion preventing member in the floating multi-item water quality measurement device according to an embodiment of the present invention
6 is a perspective view of a remote controller in a floating multi-item water quality measuring device according to an embodiment of the present invention
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나, 개략적인 구성을 이해하기 위하여 실제보다 축소하여 도시한 것이다.A floating multi-item water quality measuring apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can apply various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form of disclosure, and it should be understood that all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention are included. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, dimensions of structures are shown to be enlarged than actual for clarity of the present invention, or reduced than actual to understand a schematic configuration.
또한, 제1 및 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. Meanwhile, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
<실시예><Example>
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에서 초음파 확산 방지부재를 제거한 상태의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에서 초음파 확산 방지부재를 제거한 상태의 저면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에서 초음파 확산 방지부재의 저면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에서 리모트 콘트롤러의 사시도이다. 1 is a perspective view of a floating multi-item water quality measuring device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of a floating multi-item water quality measuring device according to an embodiment of the present invention, and Figure 3 is an implementation of the present invention It is a side view of a state in which the ultrasonic diffusion preventing member is removed from the floating multi-item water quality measuring device according to an example, and FIG. 4 is a bottom view of a state in which the ultrasonic diffusion preventing member is removed from the floating multi-item water quality measuring device according to an embodiment of the present invention. 5 is a bottom view of an ultrasonic diffusion prevention member in a floating multi-item water quality measuring device according to an embodiment of the present invention, and Figure 6 is a remote controller in the floating multi-item water quality measuring device according to an embodiment of the present invention. It is a perspective view.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치는, 장치 본체(110), 초음파 확산 방지부재(120), 에어튜브(130), 제1센서모듈(SM1), 제2센서모듈(SM2), 제3센서모듈(SM3), 수온센서(S4), 초음파 발생기(140), 웨이트 링(150), 리모트 콘트롤러(170)를 포함하여 이루어진다. As shown, the floating multi-item water quality measurement apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치는 위와 같은 주요 구성요소들에 의해 하천이나 호수 등의 수환경에서 DO, pH, EC 및 수온을 측정하여 유출된 유해 화학물질이 무엇인지 실시간으로 파악할 수 있도록 하며, 각 센서들에 대한 오염도를 최소화하여 보다 정확한 측정과 수명 향상이 이루어질 수 있도록 구성된다. The floating multi-item water quality measurement device according to an embodiment of the present invention measures DO, pH, EC and water temperature in a water environment such as a river or lake by the above main components to determine what harmful chemicals are spilled. It is configured to be able to be identified as, and to achieve more accurate measurement and lifespan improvement by minimizing the contamination level for each sensor.
이하, 상기 각 구성요소들을 중심으로 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a floating type multi-item water quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to each of the above components.
상기 장치 본체(110)는 원통형의 하우징을 구비하며 외부와의 통신을 위한 통신모듈, 전력 공급을 위한 배터리가 상기 하우징에 내장된다. 상기 장치 본체(110)의 하단부는 착탈 가능한 커버(111)로 이루어져 상면을 선택적으로 개방할 수 있도록 하며 상면이 개방된 상태에서 상기 배터리를 교체할 수 있다. The
상기 초음파 확산 방지부재(120)는 상기 초음파 발생기(140)에서 발생하는 초음파가 불필요하게 주변으로 확산되지 않도록 차단하여 각각의 센서모듈 하단부에 설치된 수질 측정센서들에 보다 집중적으로 초음파가 작용하도록 유도하는 역할을 한다. 이같은 초음파 확산 방지부재(120)는 물의 출입을 허용하는 다수의 출입공(121)을 갖는 다공성의 원통형 몸체로 형성되어 상기 장치 본체(110)의 하단 둘레부에 착탈 가능하도록 결합된다. 이를 위해 상기 장치 본체(110)의 하우징 하단부에는 수나사(112) 형성되고, 이에 대응하여 상기 초음파 확산 방지부재(120)의 상단부 내측에는 암나사(122) 형성된다. The ultrasonic
여기서 상기 초음파 확산 방지부재(120)의 출입공(121)에는 미도시된 메시망이 더 설치되어 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 차단하는 것이 바람직하다. Here, it is preferable that a mesh network, not shown, is further installed in the
나아가 상기 초음파 확산 방지부재(120)의 내부공간 중간을 가로지른 형태로 초음파 확산 방지용 격판(160)이 설치된다. 상기 격판(160)이 설치되면 초음파 확산 방지부재(120)의 상기 내부공간이 상부와 하부로 분할되면서 상기 초음파 발생기(140)에서 발생되는 초음파가 내부공간 하부에서만 집중되어 센서모듈의 하단부에 구비된 각 수질 측정센서들에만 집중 작용하도록 유도된다. 단, 상기 격판(160)은 각 센서모듈의 지지체들과, 수온센서(S4), 초음파 발생기(140)가 관통한 상태로 초음파 확산 방지부재(120)의 내부공간 중간에 위치한다. Further, an ultrasonic
상기 에어튜브(130)는 장치 본체(110)의 외주면에 설치되어 수표면에 부유할 수 있도록 부력을 제공하는 역할을 한다. 상기 에어튜브(130)가 설치되는 지점은 상기 장치 본체(110)의 상단부가 적당하며, 이는 본 발명의 실시예에 의한 수질 측정장치가 좌우로 흔들리거나 쓰러지지 않도록 안정감을 유지하는데 바람직하다.The
상기 제1센서모듈(SM1), 제2센서모듈(SM2), 제3센서모듈(SM3)은 장치 본체(110)의 하면에서 하방향 돌출된 형태로 설치되고 수중에 잠기는 각각의 하단부에는 서로 다른 항목의 수질을 측정하기 위한 제1수질 측정센서(S1), 제2수질 측정센서(S2) 및 제3수질 측정센서(S3)가 각각 설치된다. 상기 센서모듈 각각은 하방향으로 길게 뻗은 원통형 형상의 제1지지체(SP1), 제2지지체(SP2), 제3지지체(SP3)와, 상기 각 지지체의 하단부에 설치되어 물과 접촉하는 제1수질 측정센서(S1), 제2수질 측정센서(S2), 제3수질 측정센서(S3)로 이루어진다. 상기 제1센서모듈(SM1), 제2센서모듈(SM2), 제3센서모듈(SM3)은 도 4에 도시된 것처럼 장치 본체(110)의 하면 둘레부를 따라 등간격으로 배치된다. 그리고 그 중앙부에는 하방향으로 길게 형성되어 하단부가 수중에 잠길 수 있도록 한 수온센서(S4)가 설치되어 수온도 측정할 수 있도록 한다. The first sensor module (SM1), the second sensor module (SM2), and the third sensor module (SM3) are installed in a form protruding downward from the lower surface of the device
여기서 상기 제1수질 측정센서(S1), 제2수질 측정센서(S2) 및 제3수질 측정센서(S3)는 각각 pH 농도, EC(전기전도도), DO(용존산소)를 측정하기 위한 센서로 구비될 수 있다. 이같은 구성에 따르면 pH 농도, EC, DO, 수온을 동시에 측정하는 것이 가능해진다. Here, the first water quality measurement sensor (S1), the second water quality measurement sensor (S2), and the third water quality measurement sensor (S3) are sensors for measuring pH concentration, EC (electrical conductivity), and DO (dissolved oxygen), respectively. It can be provided. According to this configuration, it becomes possible to measure pH concentration, EC, DO, and water temperature at the same time.
상기 초음파 발생기(140)는 제1수질 측정센서(S1), 제2수질 측정센서(S2) 및 제3수질 측정센서(S3)의 표면을 세정하는 역할을 한다. 이를 위해 상기 초음파 발생기(140)는 도 4에서 볼 수 있는 것처럼 상기 센서모듈과 센서모듈 사이마다 설치되며, 장치 본체(110)의 하면으로부터 하방향으로 길게 연장되어 하단부가 제1수질 측정센서(S1), 제2수질 측정센서(S2) 및 제3수질 측정센서(S3) 인근에 이르도록 하며, 초음파 발생기(140)에 하단부에서 초음파를 발생시킨다. 이처럼 초음파 발생기(140)가 센서모듈과 센서모듈 사이마다 배치되고, 각각의 수질 측정센서 인근에서 초음파를 발생시키도록 설치되면 수질 측정센서에 대한 세정효과를 높일 수 있게 된다. 나아가 전술된 초음파 확산 방지부재(120)와 초음파 확산 방지용 격판(160)에 의해 초음파가 불필요하게 확산되지 않고 각각의 수질 측정센서에 집중적으로 작용하기 때문에 수질 측정센서가 오염되는 것을 최대한 방지하고 장치 수명을 극대화할 수 있는 것이다. The
상기 웨이트 링(150)은 제1수질 측정센서(S1), 제2수질 측정센서(S2) 및 제3수질 측정센서(S3)의 무게 차이를 보정하여 수질 측정장치가 수표면에서 어느 한 편으로 기울지 않도록 밸런스를 맞추는 역할을 한다. 이를 위해 먼저 제1센서모듈(SM1), 제2센서모듈(SM2), 제3센서모듈의 제1지지체(SP1), 제2지지체(SP2), 제3지지체(SP3) 각각의 하부 외주면에는 수나사 형성된다. 상기 웨이트 링(150)은 수나사 형성된 제1지지체(SP1), 제2지지체(SP2), 제3지지체(SP3) 외주면에 나사체결 가능하도록 내주면에 암나사를 구비한다. 이로써 도 2나 도 3에서 볼 수 있는 것처럼 제1지지체(SP1), 제2지지체(SP2) 및 제3지지체(SP3) 각각의 하부 외주면에 대하여 상기 웨이트 링(150)을 체결하되 각각의 지지체에 대하여 차별적으로 체결 개수를 적용하는 방법으로 제1수질 측정센서(S1), 제2수질 측정센서(S2) 및 제3수질 측정센서(S3) 무게 차이를 보정할 수 있게 된다. 예컨대 도면에 따르면 제3센서모듈(SM3)의 제3수질 측정센서(S3)가 제1수질 측정센서(S1)나 제2수질 측정센서(S2)에 비해 더 가벼운 중량을 갖기 때문에 제3지지체(SP3)에 체결되는 웨이트 링(150)의 개수를 가장 많이 적용한 것을 볼 수 있다. 참고로 상기 제1수질 측정센서(S1), 제2수질 측정센서(S2) 및 제3수질 측정센서(S3)로 구비되어 pH 농도, EC, DO를 각각 측정하게 되는 센서의 경우 어느 것이 무거운지 정해져 있다기 보다는 각 제조사에 따라 다르므로 상황에 맞게 현장 세팅 시 상기 웨이트 링(150)에 의해 수표면에서 수질 측정장치가 기울지 않도록 밸런스를 맞출 수 있는 것이다. The
상기 리모트 콘트롤러(170)는 도 6에 도시된 것처럼 장치 본체(110)와 유선 혹은 무선으로 연결되며, 각각의 수질 측정센서에서 측정된 데이터를 제공받아 표시하는 디스플레이(171)와, 온-오프 스위치(172)를 기본적으로 구비한다. 도면에 따르면 상기 리모트 콘트롤러(170)가 장치 본체(110)와 유선라인(L1)에 의해 유선 연결된 것으로 도시되었으나 무선 통신모듈을 구비하여 얼마든지 무선으로 연결될 수 있으며, 리모트 콘트롤러(170)를 대신하여 전용 앱을 구비한 스마트폰과도 연결될 수도 있다. The
한편, 전술된 본 발명의 실시예에 의한 부유형 다항목 수질 측정장치는 수질 측정장치에서 측정한 데이터를 저장하는 데이터베이스, 유해 화학물질 분류 기준에 따라 수질 측정장치에서 측정한 데이터를 근거로 어떤 유해 화학물질이 수중에 유출되었는지 판단하는 제어기, 상기 제어기에 유해 화학물질 분류 기준을 제공하는 소프트웨어 모듈;을 더 포함하여 수환경 유해 화학물질 측정시스템을 구현할 수 있다. 이때 데이터베이스와 제어기 및 소프트웨어 모듈은 간단히 리모트 콘트롤러(170)에 장착될 수 있다. On the other hand, the floating multi-item water quality measuring device according to the embodiment of the present invention described above is a database storing data measured by the water quality measuring device, and any harmful substances based on the data measured by the water quality measuring device according to the hazardous chemical classification criteria. A controller for determining whether a chemical substance has been spilled into the water, a software module for providing a classification criterion for hazardous chemical substances to the controller, and a system for measuring hazardous chemical substances in the water environment may be further included. At this time, the database, the controller, and the software module may be simply mounted on the
유해 화학물질은 판단하는 기준과 관련하여, 화학물질이 산인 경우에는 낮은 pH와 높은 EC를 특성으로 하며, 화학물질이 염기인 경우에는 높은 pH, 낮은 EC를 특성으로 하여 구분이 된다. 무기물의 경우 pH에 따라 약산성, 중성, 약 염기성을 띄는 것을 확인할 수 있었으며, 산성 물질에 비하여 낮은 EC 특성을 갖는 것을 알 수 있었다. 유기물의 경우 대체 지표로 측정이 불가능하여 초분광 센서 촬영을 이용하여 물질을 선별하도록 하였다.Regarding the criteria for judging hazardous chemical substances, when the chemical substance is an acid, it is characterized by low pH and high EC, and when the chemical substance is a base, it is classified by characteristics of high pH and low EC. In the case of inorganic substances, it was confirmed that they exhibit weak acidity, neutrality, and weak basicity depending on the pH, and it was found that they have lower EC characteristics than acidic substances. In the case of organic matter, it was impossible to measure it as an alternative indicator, so the material was selected using hyperspectral sensor photography.
하기 표 1과 표 2에 기재된 특성도를 통해, 부유형 다항목 수질 측정장치에서 측정된 수질 항목들을 바탕으로 유해 화학물질 분류표를 마련하고 이같이 표준화된 프로그램을 통해 유출된 미지의 유해 화학물질을 판단하는 것이 가능하다.Through the characteristic diagrams shown in Tables 1 and 2 below, a classification table of hazardous chemicals is prepared based on the water quality items measured by the floating multi-item water quality measuring device, and unknown hazardous chemicals spilled through this standardized program are collected. It is possible to judge.
산(무기)
Mountain (weapon)
pH가 낮아짐에 따라 EC값이 높아짐
EC value increases as pH decreases
EC의 경우 초기 하천의 값에 지배적the values of pH and EC increase,
In the case of EC, dominant value of the initial stream
무기
weapon
EC의 값이 상승함Almost no change in pH
The value of EC rises
EC의 값이 상승The pH decreases, but after the pH value reaches 3~4, it rises again.
EC rises
EC의 값이 상승함Almost no change in pH
The value of EC rises
Substance (10ppm ~ 3,000ppm)
산(무기)
Mountain (weapon)
무기
weapon
pH 농도, EC, DO, 수온에 따른 유해 화학물질 분류 기준, 평수기와 홍수기를 고려한 유해 화학물질 분류 기준은 표 1 및 표 2와 같다. The criteria for classification of hazardous chemicals according to pH concentration, EC, DO, and water temperature, and the criteria for classification of hazardous chemicals in consideration of the normal and flood season are shown in Tables 1 and 2.
황산
(H2SO4)
Sulfuric acid
(H 2 SO 4 )
염산
(HCl)
Hydrochloric acid
(HCl)
염화티오닐
(SOCl2)
Thionyl chloride
(SOCl 2 )
불산
(HF)
Foshan
(HF)
삼염화인
(PCl3)
Phosphorus trichloride
(PCl 3 )
암모니아수
(NH4OH)
ammonia
(NH 4 OH)
브롬
(Br2)
bromine
(Br 2 )
나트륨
(NaF)Fluorinated
salt
(NaF)
암모늄
(NH4HF2)Difluoride
ammonium
(NH 4 HF 2 )
칼륨
(KF)Fluorinated
potassium
(KF)
나트륨
(NaCN)Cyanide
salt
(NaCN)
옥시염화인
(POCl3)
Phosphorus oxychloride
(POCl 3 )
삼염화비소
(AsCl3)
Arsenic trichloride
(AsCl 3 )
황산(H2SO4)
Sulfuric acid (H 2 SO 4 )
염산
(HCl)
Hydrochloric acid
(HCl)
염화티오닐
(SOCl2)
Thionyl chloride
(SOCl 2 )
암모니아수
(NH4OH)
ammonia
(NH 4 OH)
플루오르화 나트륨
(NaF)
Sodium fluoride
(NaF)
이플루오르화 암모늄
(NH4HF2)
Ammonium difluoride
(NH 4 HF 2 )
플루오르화 칼륨
(KF)
Potassium fluoride
(KF)
시안화 나트륨(NaCN)
Sodium cyanide (NaCN)
산(황산, 염산, 염화티오닐)
염기(암모니아수)
무기(플루오르화 나트륨,
이플루오르화 암모늄,
플루오르화 칼륨, 시안화 나트륨)
Acid (sulfuric acid, hydrochloric acid, thionyl chloride)
Base (ammonia water)
Inorganic (sodium fluoride,
Ammonium difluoride,
Potassium fluoride, sodium cyanide)
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention can use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied equally by appropriately modifying the above embodiments. Therefore, the above description does not limit the scope of the present invention determined by the limits of the following claims.
110: 장치 본체 120: 초음파 확산 방지부재
130: 에어튜브 140: 초음파 발생기
150: 웨이트 링 160: 격판
170: 리모트 콘트롤러 SM1: 제1센서모듈
SM2: 제2센서모듈 SM3: 제3센서모듈110: device body 120: ultrasonic diffusion preventing member
130: air tube 140: ultrasonic generator
150: weight ring 160: plate
170: remote controller SM1: first sensor module
SM2: 2nd sensor module SM3: 3rd sensor module
Claims (13)
상기 센서모듈 각각은 하방향으로 길게 뻗은 원통형 형상의 지지체와, 상기 지지체의 하단부에 설치되어 물과 접촉하는 수질 측정센서로 이루어지고, 상기 장치 본체의 하면 둘레부를 따라 등간격으로 배치되며, 상기 센서모듈과 센서모듈 사이마다 상기 초음파 발생기가 설치되며, 상기 초음파 발생기는 상기 장치 본체의 하면으로부터 하방향으로 길게 연장되어 초음파를 발생시키는 하단부가 상기 센서모듈의 하단부에 설치된 수질 측정센서 인근에 이르도록 하며,
물의 출입을 허용하는 다수의 출입공을 갖는 다공성의 원통형 몸체로 형성되어 상기 장치 본체의 하단 둘레부에 착탈 가능하도록 결합되며, 상기 복수의 센서모듈들을 둘러싸서 상기 초음파 발생기에서 발생되는 초음파가 주변으로 확산되지 않고 센서모듈에 설치된 각각의 수질 측정센서들을 향하도록 유도하는 초음파 확산 방지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부유형 다항목 수질 측정장치.A device body in which a communication module for communication with an external device and a battery for power supply are embedded; An air tube installed on the outer circumferential surface of the device main body to provide buoyancy so as to float on the water surface; A plurality of sensor modules each installed in a form protruding downward from the lower surface of the apparatus main body and each submerged in the water having water quality measurement sensors for measuring the water quality of different items installed; And a cleaning ultrasonic generator configured to clean the surface of each of the water quality measurement sensors by installing an ultrasonic generator that generates ultrasonic waves in the vicinity of the plurality of sensor modules,
Each of the sensor modules includes a support having a cylindrical shape extending in a downward direction, and a water quality measurement sensor installed at a lower end of the support and in contact with water, and disposed at equal intervals along the lower surface of the device body, and the sensor The ultrasonic generator is installed between the module and the sensor module, and the ultrasonic generator extends downward from the lower surface of the device body so that the lower end for generating the ultrasonic wave reaches the vicinity of the water quality measurement sensor installed at the lower end of the sensor module. ,
It is formed of a porous cylindrical body having a plurality of entrance holes allowing water to enter and is detachably coupled to the lower circumference of the device body, and the ultrasonic waves generated by the ultrasonic generator surround the plurality of sensor modules. Floating type multi-item water quality measurement device, characterized in that it further comprises an ultrasonic diffusion preventing member for guiding each of the water quality measurement sensors installed in the sensor module to be directed without diffusion.
상기 수질 측정센서는 각각 pH 농도, EC(전기전도도), DO(용존산소) 측정을 위한 센서로 구비된 것을 특징으로 하는 부유형 다항목 수질 측정장치.According to claim 1
The water quality measurement sensor is a floating multi-item water quality measurement device, characterized in that provided with a sensor for measuring pH concentration, EC (electrical conductivity), DO (dissolved oxygen), respectively.
상기 초음파 확산 방지부재의 내부공간 중간을 가로지른 형태로 설치되어 상기 내부공간을 상부와 하부로 분할하면서 상기 초음파 발생기에서 발생되는 초음파의 확산을 더욱 제한하는 초음파 확산 방지용 격판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 부유형 다항목 수질 측정장치.The method of claim 1,
Characterized in that a diaphragm for preventing ultrasonic diffusion is further installed to further limit the diffusion of ultrasonic waves generated by the ultrasonic generator while being installed in a shape across the middle of the internal space of the ultrasonic diffusion preventing member to divide the internal space into upper and lower parts. Floating multi-item water quality measuring device.
상기 초음파 확산 방지부재의 출입공에는 메시망이 설치되어 외부로부터 이물질이 유입되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 부유형 다항목 수질 측정장치.The method of claim 1,
A floating multi-item water quality measuring device, characterized in that a mesh net is installed in the entrance hole of the ultrasonic diffusion prevention member to prevent foreign matter from entering.
상기 장치 본체의 하면 중앙부에는 하방향으로 길게 형성되어 하단부가 수중에 잠길 수 있도록 한 수온센서가 설치된 것을 특징으로 하는 부유형 다항목 수질 측정장치.The method of claim 1,
A floating type multi-item water quality measuring device, characterized in that a water temperature sensor is installed at the center of the lower surface of the device body so that the lower end is submerged in the water.
상기 센서모듈의 지지체 각각의 하부 외주면에는 수나사 형성되며,
수나사 형성된 상기 지지체 외주면에 나사체결 가능하도록 내주면에 암나사 형성된 다수의 중량 부가용 웨이트 링을 더 구비하여,
상기 지지체 각각의 하부 외주면에 대하여 상기 웨이트 링을 체결하되 각각의 지지체에 대하여 차별적으로 체결 개수를 적용하여 각각의 수질 측정센서의 무게 차이를 보정할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 부유형 다항목 수질 측정장치.The method of claim 1,
Male screws are formed on the lower outer circumferential surface of each support body of the sensor module,
Further provided with a plurality of weight-adding weight rings formed with female threads on the inner circumferential surface so as to be screwed on the outer circumferential surface of the support formed with male threads,
Floating multi-item water quality measurement, characterized in that the weight ring is fastened to the lower outer circumferential surface of each of the supports, but by differentially applying the number of fastenings to each support, the weight difference of each water quality measurement sensor can be corrected. Device.
상기 장치 본체와 유선 혹은 무선으로 연결되며, 각각의 수질 측정센서에서 측정된 데이터를 제공받아 표시하는 디스플레이와, 온-오프 스위치를 구비하는 리모트 콘트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부유형 다항목 수질 측정장치.The method of claim 1,
Floating multi-item water quality, characterized in that it further comprises a display connected to the main body of the device by wire or wirelessly, and receiving and displaying data measured by each water quality measurement sensor, and a remote controller having an on-off switch. Measuring device.
상기 수질 측정장치에서 측정한 데이터를 저장하는 데이터베이스;
유해 화학물질 분류 기준에 따라 상기 수질 측정장치에서 측정한 데이터를 근거로 어떤 유해 화학물질이 수중에 유출되었는지 판단하는 제어기; 및
상기 제어기에 유해 화학물질 분류 기준을 제공하는 소프트웨어 모듈;을 포함하며,
상기 수질 측정장치에서 측정된 pH 농도, EC(전기전도도), DO(용존산소) 및 수온을 근거로 수중에 유출된 유해 화학물질이 무엇인지 판단하며,
수중에 유출된 유해 화학물질이 무엇인지 판단할 때 평수기와 홍수기로 구분하는 것을 특징으로 하는 수환경 유해 화학물질 측정시스템.
A device body in which a communication module for communication with an external device and a battery for power supply are embedded; An air tube installed on the outer circumferential surface of the device main body to provide buoyancy so as to float on the water surface; A plurality of sensor modules each installed in a form protruding downward from the lower surface of the apparatus main body and each submerged in the water having water quality measurement sensors for measuring the water quality of different items installed; And a cleaning ultrasonic generator in which an ultrasonic generator for generating ultrasonic waves is installed in the vicinity of the plurality of sensor modules to clean the surface of each of the water quality measuring sensors;
A database for storing data measured by the water quality measuring device;
A controller for determining which hazardous chemicals are spilled into the water based on the data measured by the water quality measuring device according to the hazardous chemical classification criteria; And
Including; a software module that provides a classification criterion for hazardous chemicals to the controller,
Based on the pH concentration, EC (electrical conductivity), DO (dissolved oxygen), and water temperature measured by the water quality measuring device, it is determined what hazardous chemicals are spilled into the water,
A system for measuring hazardous chemical substances in aquatic environment, characterized in that when determining what hazardous chemicals spilled into the water are divided into a normal season and a flood period.
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