KR102194348B1 - 폐수에 포함된 중질유 측정장치 및 이의 측정방법 - Google Patents
폐수에 포함된 중질유 측정장치 및 이의 측정방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 출원은 중질유에 대한 데이터를 수집하는 측정부; 상기 측정부를 좌우 양쪽에서 커버하면서 결합하는 2개의 하우징; 및 상기 하우징 중 어느 하나의 내부를 하측에서 상측으로 수직 관통하고, 일 말단이 나머지 하우징의 상측과 연결되면서 2개의 하우징을 결합시키는 결합부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치를 제공한다. 본 출원의 중질유 측정장치 및 측정방법으로 측정된 폐수는 고점도 기름을 포함하는 중질유가 포함된 유류저장탱크에서도 유수경계면을 정확하게 측정할 수 있다는 장점이 있다.
Description
본 출원은 폐수에 포함된 유류 중 중질유를 측정하는 중질유 측정장치 및 이의 측정방법에 관한 것이다.
최근 해상을 통한 국제적인 물동량 급증과 대형 유조선들의 기름유출 사고로 인하여 환경적 피해는 물론 막대한 경제적, 사회적 손실이 발생한 사례가 증가하고 있으며, 해상 안전사고에 의한 환경 피해의 심각성이 대두되고 있다.
오염된 폐수에는 물뿐만 아니라 기름이 포함될 수 있기 때문에 해양오염사고시 기름의 유출량을 정확히 추정하는데 문제가 있다. 또한, 방제 작업시 기름회수량을 정확히 측정하지 못해 자연환경의 자정능력을 초과하여 오염이 유발되는 문제가 있다.
일반적으로, 정확한 기름유출량을 측정하기 위해서 사용되는 유량감지용 센서는 크게 3가지로, 깔때기형, 날개형, 정전용량형 센서가 사용된다.
깔때기형 센서는, 집유장치에 설치된 깔때기로 들어온 피스톤 냉각 오일의 양이 일정량 초과되면 그 무게로 스위치를 작동시키며, 펌프 오일의 순환이 일시정지하고 있어도 정상으로 인식한다는 문제가 있다.
날개형 센서는, 유량의 흐름으로 날개를 돌려 전기를 발생시키는 전자기기에서 나온 기전력의 변화로 스위치를 구동하며, 55도 이상의 고온에 오일온도가 노출되어 내구성이 취약하다는 문제가 있다.
정전용량형 센서는, 집유장치에 설치된 정전용량형 센서를 설치하여 들어온 피스톤 냉각용 엔진오일의 양에 따라 오일과 센서의 접촉 유무에 따라서 정전용량값의 변화로 스위치를 구동시키며, 해수에 섞여 있는 기름으로 인해 세밀한 측정과 제어가 어렵다는 문제가 있다.
종래에는, 물의 정전용량값이 25~45pF이고, 기름의 정전용량값이 15~20pF인 점을 이용한 감지기가 있으나, 중질유와 같이 폐수에 섞여 있는 높은 점도의 기름은 정확한 측정이 어려워 이를 해결해야 할 필요가 있다.
따라서, 유류저장탱크에 포함되어 있는 정확한 기름회수량을 측정하기 위해 점도가 높은 기름이 섞여 있는 폐수에서도 기름유출량을 정확히 측정할 수 있는 기술이 요구된다.
본 출원의 하나의 실시예에 따른 폐수에 포함된 중질유 측정장치 및 이의 측정방법은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 높은 점도를 포함하는 중질유 저장탱크에서도 유수경계면을 측정하기 위한 것이다.
본 출원은, 폐수에 포함된 중질유 측정장치를 제공하고자 한다.
본 출원은, 상기 중질유 측정장치를 이용해 폐수에 포함된 중질유 측정방법을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 출원의 하나의 실시예는, 중질유에 대한 데이터를 수집하는 측정부; 상기 측정부를 좌우 양쪽에서 커버하면서 결합하는 2개의 하우징; 및 상기 하우징 중 어느 하나의 내부를 하측에서 상측으로 수직 관통하고, 일 말단이 나머지 하우징의 상측과 연결되면서 2개의 하우징을 결합시키는 결합부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치를 제공한다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 측정부는, 밀폐된 관 형태의 몸체부; 상기 몸체부의 외주면을 따라 하측으로 평행하게 연장되는 꼬리부; 및 상기 폐수의 외부로 연결되는 와이어가 포함된 헤드부; 를 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 몸체부의 내부로부터 꼬리부의 말단까지 하나 이상의 전극이 관통되도록 구비되는 정전용량센서; 및 중질유의 온도를 측정하여 전기 신호로 변환하는 온도센서; 를 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 측정장치는 초음파센서를 더 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 정전용량센서는, 상기 몸체부의 하단부터 꼬리부의 말단까지 돌출된 하나 이상의 전극 표면에 코팅된 절연 필름층; 상기 절연 필름층의 표면에 코팅된 전도성층; 을 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 전도성층은, 탄소나노튜브, 질화붕소나노튜브, 산화니켈나노튜브, 산화텅스텐나노튜브, 산화구리-산화텅스텐나노튜브, 산화세륨나노튜브, 산화망간나노튜브, 그래핀, 풀러렌 및 실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상으로 이루어질 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 전도성층은, 알루미나, 발포알루미나, 질화알루미늄, 제련마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 금속분말을 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 측정부는, 상기 몸체부 내부의 상측에 배치되는 감지부; 및 상기 감지부의 검출 데이터에 따라 점도를 조절하는 점도조절부; 를 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 점도조절부는, 상기 몸체부 내부에 배치되는 유화제 저장부; 상기 몸체부 내부에 배치되는 압축공기 저장부; 및 상기 꼬리부의 상부에 배치되는 열원; 을 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 꼬리부의 상단부에 홀이 내측 둘레로 일정한 간격을 갖도록 이격 설치되어 있는 경통을 더 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 유화제 저장부로부터 상기 경통으로 유화제를 공급하는 제1 점도조절부; 상기 압축공기 저장부로부터 상기 경통으로 압축공기를 인가하는 제2 점도조절부; 를 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 하우징은, 하단부 외면에 배치되어 2개의 하우징을 연결하는 힌지; 및 하단부 내면에 배치되는 카메라; 를 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 결합부의 아래 말단이 유류 탱크 하면과 접촉하면, 결합부가 상기 하우징 내부에서 상측으로 슬라이딩 되고, 하우징으로부터 완전히 이탈하지 않도록 방지해주는 닻; 및 상기 결합부의 상부에 배치되고, 상기 헤드부의 와이어가 홀딩하는 자성체; 를 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 중질유는 API가 15 내지 34일 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예는 상기 중질유 측정장치를 포함하는 중질유 측정방법에 있어서, 중질유가 포함된 폐수를 저장하는 중질유 저장탱크에 상기 중질유 측정장치를 삽입하는 단계; 상기 측정부가 상기 하우징으로 커버된 상태로 중질유 저장탱크의 하측으로 하강하는 단계; 상기 중질유 측정장치가 중질유 저장탱크의 바닥에 도달하여 상기 결합부가 하우징 내부에서 상측으로 슬라이딩되는 단계; 상기 결합부로 연결되어 있던 하우징이 분리되면서 상기 측정부가 개방되는 단계; 및 상기 개방된 측정부가 중질유 저장탱크의 바닥에서 상측으로 상승하며 상기 측정부의 정전용량센서가 유수경계면을 측정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정방법을 제공한다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 슬라이딩되는 단계는, 상기 결합부의 닻이 상기 하우징의 하단부에 걸리는 길이까지 슬라이딩되는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 측정부에서 수집한 데이터로부터 감지부가 중질유의 점도에 따른 정전용량 변화를 검출하는 단계; 및 상기 감지부가 검출한 변화 데이터에 따라 점도조절부가 중질유의 점도를 조절하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 정전용량센서는, 상기 몸체부의 하단부터 꼬리부의 말단까지 돌출된 하나 이상의 전극의 표면에 절연필름층으로 코팅되는 단계; 및 상기 절연필름층의 표면에 전도성층으로 코팅되는 단계; 를 포함하여 제조될 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 전도성층으로 코팅되는 단계는, 상기 전극의 표면에 플라즈마 처리한 포토마스크를 코팅하는 단계; 상기 포토마스크가 코팅된 표면에 전도성층을 고압 분사하여 코팅하는 단계; 를 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 전도성층을 고압 분사하여 코팅하는 단계는, 교반시에 금속 양이온이 있는 수용액 상태에서 수분을 일부 배출하는 단계; 및 코팅용 조성물을 안개 분사하여 코팅하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 정전용량센서가 유수경계면을 측정하는 단계는, 상기 하우징 내면의 배치되는 카메라가 폐수의 내부를 촬영하는 단계; 상기 촬영하는 단계로부터 데이터화 된 영상을 기록단말기를 통해 실시간으로 관리서버에 전송하는 단계; 및 유수경계면 도달시에 상기 관리서버에서 부저음이 울리는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
본 출원의 일실시예에 따른 중질유 측정장치는 유수경계면의 민감성을 향상시킬 수 있어 정확한 기름회수량을 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 출원의 일실시예에 따른 중질유 측정장치는 기름의 점도와 상관없이 높은 점도를 포함하는 유류저장탱크에서도 유수경계면을 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 출원의 일실시예에 따른 측정장치는 측정부를 하우징이 커버하면서 결합하고 있으므로 상기 중질유 측정장치의 하강시 폐수에 의해 오염에 되지 않는 장점이 있다.
본 출원의 일실시예에 따른 측정방법은 관리 서버에서 중질유 측정장치의 위치와 폐수의 내부를 시각화하여 모니터링함으로써 기름회수량 데이터를 실시간으로 알 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 출원의 일실시예에 따른 중질유 측정장치의 단면도(a)와 측면도(b)를 나타낸 것이다.
도 2는 본 출원의 일실시예에 따른 측정장치을 나타낸 것이다.
도 3은 본 출원의 일실시예에 따른 하우징이 개방된 측정장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 출원의 일실시예에 따른 측정장치을 나타낸 것이다.
도 3은 본 출원의 일실시예에 따른 하우징이 개방된 측정장치를 나타낸 것이다.
이하, 본 출원을 보다 상세히 설명한다.
이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 출원의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위하여 예시된 것으로, 본 출원의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
본 출원의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 출원의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 출원의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 출원을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 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.
본 출원의 하나의 실시예는 중질유에 대한 데이터를 수집하는 측정부(100); 상기 측정부(100)를 좌우 양쪽에서 커버하면서 결합하는 하우징(200); 및 상기 하우징(200) 중 어느 하나 이상의 내부를 하측에서 상측으로 관통하고, 나머지 하우징(200)의 상측과 연결되는 결합부(210); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치를 제공한다.
본 명세서에서 사용되는 용어 ‘기름’이란 상온에서는 유동성이 부족하게 고온으로 가열하지 않으면 유동하지 않는 기름으로 중질유를 일컫는 말이며, 바람직하게는 상압에서의 비점 340℃ 이상의 성분을 90 중량% 이상을 포함한 기름액이 포함된다. 즉 기름은 석유계 아스팔트류 및 그 기름의 혼합물, 석유계 아스팔트 각종 처리물, 그 중간 제품, 찌꺼기 및 이들의 혼합물, 상온에서 유동하지 않는 고유동점유 혹은 원유, 석유계 타르 피치 및 그 기름 혼합물, 비튜멘류, 천연 아스팔트, Orinoco tar, 타르, 잔사유 등 일 수 있다.
본 명세서에서 중질유는 API가 15 내지 34일 수 있다. API는 하기 수학식 1과 수학식 2에 따라 산출될 수 있다. API가 34 이상인 경우 경질유에 속하고, API가 15 내지 34인 경우 midium crude oil 과 heavy crude oil 인 중질유에 속한다. 중질유는 점도가 높기 때문에 센서 사이에 기름이 들어가 측정이 어려운 문제가 있었는데, 본 발명에 따른 측정 장치는 중질유인 경우에도 측정이 용이하다는 장점이 있다.
[수학식 1]
API = (141.5/원유의 비중)-131.5
[수학식 2]
원유의 비중= 원유의 밀도/물의 밀도
도 1은 상기 측정부(100)를 상세히 나타낸 정면도와 측면도이다.
상기 측정부(100)는, 밀폐된 관 형태의 몸체부(400); 상기 몸체부(400)의 외주면을 따라 하측으로 평행하게 연장되는 꼬리부(500); 및 상기 폐수의 외부로 연결되는 와이어(102)가 포함된 헤드부(300); 를 포함할 수 있다.
상기 꼬리부(500)는 상기 몸체부(400)의 외주면을 따라 하측으로 평행하게 연장되므로, 중질유 측정시에 측정부에 수압으로부터 방해를 받지 않을 수 있고, 폐수 내부의 다양한 불순물로부터 공격당하지 않도록 보호벽 역할을 하는 장점이 있다.
또한, 상기 몸체부(400)로부터 돌출된 형태를 하고 있으며, 정전용량센서(410)와 함께 초음파 센서 사용시 초음파가 퍼지지 않도록 가두어 주는 역할을 할 수 있다는 장점이 있다.
상기 초음파 센서를 이용하여 중질유 측정을 진행하게 되면, 정전용량센서(410)로부터 검출되는 데이터와 초음파 센서로부터 검출되는 데이터가 모두 전송되어 비교가 가능하다.
상기 와이어(102)는 섬유로 이루어질 수 있으며, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 및 나일론과 같은 합성 섬유이거나 면, 마 같은 식물성 섬유, 실크(silk) 또는 울(wool)과 같은 동물성 섬유 및 석면과 같은 광물성 섬유를 포함하는 섬유일 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 몸체부(400)의 내부로부터 꼬리부(500)의 말단까지 하나 이상의 전극이 관통되도록 구비되는 정전용량센서(410); 및 중질유의 온도를 측정하여 전기 신호로 변환하는 온도센서(440); 를 포함할 수 있다.
상기 정전용량센서(410)는 상호 대향하는 방향으로 소정 간격 이격 배치되면서 길이가 다른 것일 수 있다.
또한, 상기 정전용량센서(410)는 2개 이상일 수 있고, 소정의 간격으로 된 이격 거리에 따라 정전용량 감도에 차이가 있을 수 있으며, 만일 정전용량센서(410)가 3개 이상일 시에는 원형으로 배열되어 있어 좀 더 정확한 측정이 가능하다는 장점이 있다.
중질유의 온도를 측정하여 전기 신호로 변환하는 온도센서(440)는 온도뿐만 아니라 중질유의 열화 정도를 측정할 수 있다. 상기 온도센서(440)의 데이터로 폐수 내부 환경의 온도와 열화 정도를 감지부(420)가 검출하여 점도조절부(450, 452)가 조절할 수 있어 어느 환경에서도 측정 가능하다는 장점이 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 정전용량센서(410)는, 상기 몸체부(400)의 하단부터 꼬리부(500)의 말단까지 돌출된 하나 이상의 전극 표면에 코팅된 절연 필름층; 상기 절연 필름층의 표면에 코팅된 전도성층; 을 포함할 수 있다.
상기 전극의 표면에 절연 필름층이 코팅되어 상기 정전용량센서(410)의 측정패턴이 부식되지 않아 오래 사용가능하다는 장점이 있다. 또한, 정전용량센서(410)의 측정패턴이 1차적으로 절연 가능하여 폐수나 다른 센서와의 전기적 방해로부터 보호가 가능하므로 정확한 유수경계면의 측정이 가능하다는 장점이 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 측정부(100)는, 상기 몸체부(400) 내부의 상측에 배치되는 감지부(420); 및 상기 감지부(420)의 검출 데이터에 따라 점도를 조절하는 점도조절부(450, 452); 를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 ‘점도’란 오일의 끈적거리는 정도를 정의한 것이다.
상기 측정부(100)는 점도 측정이 가능한 점도계를 추가로 포함할 수 있고, 상기 점도계로부터 검출된 데이터는 상기 감지부(420)로 전송되어 중질유 측정의 최적 점도로 조절이 가능하다는 장점이 있다.
예를 들어, 점도계는 가는 관 속을 일정 부피의 유체가 흐르는 시간을 측정하던가 정상적인 유체를 흘려보내 유량을 재고, 푸아죄유의 법칙을 적용해서 점성률을 구하는 세관점도계, 물의 점성률을 표준으로 삼아 그것과 비교되는 값을 실측하는 오스트발트점도계, 정지한 유체 속의 작은 구(球)의 낙하속도를 측정해서 스토크스의 법칙을 적용하는 막구점도계, 기포의 상승속도를 측정하는 기포점도계, 동축 원통간에 유체를 채우고 내부 원통을 회전시켜 점성저항을 재는 회전점도계, 유체 속의 진동체 비틀림 진동 정도를 이용한 진동점도계 등이 포함될 수 있다.
더욱 구체적으로, 점도계는 진동점도계를 사용할 수 있고, 압전진동자가 소자로 사용될 수 있다. 압전진동자(압전소자)란 전계를 인가하였을 때 기계적 변위 또는 진동을 발생시키고, 기계적 변위 또는 진동을 인가하였을 때 전계를 발생시키는 소자로서, 전기에너지를 기계적 에너지로 변환하거나 기계적 에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 소자이다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 점도조절부(450, 452)는, 상기 몸체부(400) 내부에 배치되는 유화제 저장부(430); 상기 몸체부(400) 내부에 배치되는 압축공기 저장부(432); 및 상기 꼬리부(500)의 상부에 배치되는 열원; 을 포함할 수 있다.
상기 점도조절부(450, 452)의 조절은 감지부(420)가 검출한 폐수 내부의 환경에 최적화된 방법으로 조절이 가능하다는 장점이 있다.
상기 유화제 저장부(430)는 폐수의 바닥면에서 수면으로 상승하는 상기 중질유 측정장치가 높은 점도를 가지고 있는 폐수의 유수경계면과 순간적으로 접촉하더라도 유화제의 도움을 받아 오류없이 측정이 가능하다는 장점이 있다.
상기 유화제는 유화 분산제일 수 있고, 자기 조직능을 갖는 양친매성 성질에 의해 형성되는 폐쇄(閉鎖) 소포체를 주성분으로 하는 분산제 일 수 있다. 예를 들어, 계면활성제를 포함하는 것일 수 있고, 유화 또는 분산 작용을 이용하여 미립자로 분산시켜 점도를 낮추기 때문에 고점도에서도 정확한 중질유 측정이 가능하다는 장점이 있다.
상기 압축공기 저장부(432)는 꼬리부(500)가 막지 못한 폐수 내부의 불순물이 정전용량측정센서 주변에 걸려 센서 교류나 측정에 방해가 될때 순간적인 압축공기를 불어 넣어 불순물을 제거할 수 있다.
상기 열원(520)은 히터를 통한 가열, 마찰, 정전기, 압축 단열 및 화학적 발열 반응으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있고, 반응이 끝나고 나면 온도 상승을 막는 냉각용 열 흡수제에 의해 온도가 내려갈 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 꼬리부(500)의 상단부에 홀이 내측 둘레로 일정한 간격을 갖도록 이격 설치되어 있는 경통(510)을 더 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 유화제 저장부(430)로부터 상기 경통(510)으로 유화제를 공급하는 제1 점도조절부(450); 상기 압축공기 저장부(432)로부터 상기 경통(510)으로 압축공기를 인가하는 제2 점도조절부(452); 를 포함할 수 있다. 상기 제1 점도조절부와 제2 점도조절부를 통해 배출된 각각의 압축공기와 유화제는 상기 경통의 내측 둘레에 구비된 홀을 통하여 배출될 수 있다. 상기 홀은 경통의 중심부를 기준으로 외측 둘레면을 관통하지 않고, 내측 둘레면만 관통할 수 있다. 상기 홀을 통하여 꼬리부의 내측, 구체적으로 정전용량센서 주변으로 유화제를 배출하고, 압축공기를 배출하여 센서 주변을 향해 분산시킴으로써 센서 주변에 흘러들어간 기름을 분산시키는 효과가 있다. 상기 점도조절부가 복수 개로 구비되므로 압축공기와 유화제가 동시에 사용될 수 있다는 장점이 있다. 또한, 경통(510)의 내측 둘레의 모든 면을 따라 홀이 일정한 간격으로 이격 설치되어 있으므로 중심부 기준으로 모든 방향에서 홀을 통해 유화제와 압축공기가 배출되므로 점도의 조절이 효과적으로 가능하다는 장점이 있다.
도 2는 본 출원의 일실시예에 따른 측정 장치를 나타낸 것이고, 도 3은 본 출원의 일실시예에 따른 하우징(200)이 개방된 측정장치를 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 상기 측정장치는 측정부(100)를 좌우 양쪽에서 커버하면서 결합하는 2개의 하우징(200); 및 상기 하우징(200) 중 어느 하나의 내부를 하측에서 상측으로 수직 관통하고, 일 말단이 나머지 하우징(200)의 상측과 연결되면서 2개의 하우징(200)을 결합시키는 결합부(210);를 포함한다. 도 2와 같이 측정부(100)를 2개의 하우징(200)이 모두 커버하기 때문에, 측정장치가 유류 탱크 내부로 내려가면서 센서 사이에 기름이 흘러들어가지 않는 장점이 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 측정장치는 종래에 점도가 높은 중질유의 측정이 어려웠던 점을 개선하는 장점이 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 하우징(200)은, 하단부 외면에 배치되어 2개의 하우징(200)을 연결하는 힌지(220); 및 하단부 내면에 배치되는 카메라(230); 를 포함할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 측정장치는 결합부(210)의 아래 말단이 중질유 탱크의 하면과 접촉하면, 결합부(210)가 상기 하우징(200) 내부에서 상측으로 슬라이딩 되고, 하우징(200)으로부터 완전히 이탈하지 않도록 방지해주는 닻(212)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 힌지(220)로 인해 상기 하우징(200)은 측정부(100)의 개방시, 결합부(210)가 슬라이딩 되면 신속하게 좌우로 분리될 수 있으며, 상기 닻(212)으로 인해 좌우로 분리된 하우징(200)이 완전 분리되지 않아 폐수의 수면으로 따라 올라올 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 측정 장치는 상기 결합부(210)의 상부에 배치되고, 상기 헤드부(300)의 와이어(102)가 홀딩하는 자성체(214); 를 포함할 수 있다.
상기 헤드부(300)의 와이어(102)는 하우징(200)에서 슬라이딩 된 결합부(210)를 자력으로 끌어당길 수 있는 홀딩부(104)가 있어, 결합부(210)의 상부에 배치되는 자성체(214)와 결합될 수 있다. 자력으로 인한 홀딩은 신속한 결합이 가능하다. 또한, 중질유 측정장치와 함께 상승하며, 내부 하면에 있는 카메라(230)가 실시간으로 폐수 내부의 환경을 촬영할 수 있다는 장점이 있다. 상기 카메라(230)는 방수가 가능하며, 내부 하면에 돌출되어 부착된 형태일 수도 있고, 내부 하면에 함몰되어 삽입된 상태일 수도 있다.
또한, 상기 카메라(230)는 1000 루멘 이상의 발광부(미도시)가 더 포함될 수 있어 어두운 폐수 내부를 선명하게 촬영할 수 있다는 장점이 있다.
도 3을 참조하면, 상기 슬라이딩되는 단계는, 상기 결합부(210)의 닻(212)이 상기 하우징(200)의 하단부에 걸리는 길이까지 슬라이딩 되어 상승할 수 있고, 하우징(200)이 개방된다.
상기 하우징(200)이 개방되면, 상기 결합부(210)의 상부에 배치되는 자성체(214)가 와이어(102)의 홀딩부(104)에 결합하여 부착될 수 있다. 이로 인해, 하우징(200)은 좌우로 분리되어 개방되어도 폐기되지 않고, 중질유 측정장치와 함께 상승하여 재활용이 가능하며, 내면에 있는 카메라(230)가 실시간으로 폐수 내부의 환경을 촬영할 수 있다는 장점이 있다.
상기 점도조절부(450, 452)는 상기 감지부(420)가 검출한 변화 데이터에 따라 중질유를 측정하기에 최적의 점도로 조절이 가능하다. 유류 저장탱크의 폐수 내부 환경에 따라, 점도를 조절하여 중질유와 같은 높은 점도의 환경에서도 정확한 유수경계면을 측정하여 기름회수량을 측정할 수 있다는 장점이 있다.
본 출원의 하나의 실시예는 중질유가 포함된 폐수를 저장하는 중질유 저장탱크에 상기 중질유 측정장치를 삽입하는 단계; 상기 측정부(100)가 상기 하우징(200)으로 커버된 상태로 중질유 저장탱크의 하측으로 하강하는 단계; 상기 중질유 측정장치가 중질유 저장탱크의 바닥에 도달하여 상기 결합부(210)가 하우징(200) 내부에서 상측으로 슬라이딩되는 단계; 상기 결합부(210)로 연결되어 있던 하우징(200)이 분리되면서 상기 측정부(100)가 개방되는 단계; 및 상기 개방된 측정부(100)가 중질유 저장탱크의 바닥에서 상측으로 상승하며 상기 측정부(100)의 정전용량센서(410)가 유수경계면을 측정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정방법을 제공한다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 정전용량센서(410)는, 상기 몸체부(400)의 하단부터 꼬리부(500)의 말단까지 돌출된 하나 이상의 전극의 표면에 절연필름층으로 코팅되는 단계; 및 상기 절연필름층의 표면에 전도성층으로 코팅되는 단계; 를 포함하여 제조될 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 전도성층으로 코팅되는 단계는, 상기 전극의 표면에 플라즈마 처리한 포토마스크를 코팅하는 단계; 상기 포토마스크가 코팅된 표면에 전도성층을 고압 분사하여 코팅하는 단계; 를 포함하여 제조할 수 있다.
상기 공정으로 전극을 형성하면 대량생산이 용이하고, 다양한 모양 및 사이즈의 센서를 제작할 수 있으며, 재료비가 낮기 때문에 센서의 단가도 매우 낮출 수 있다는 장점이 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 전도성층을 고압 분사하여 코팅하는 단계는, 교반시에 금속 양이온이 있는 수용액 상태에서 수분을 일부 배출하는 단계; 및 코팅용 조성물을 안개 분사하여 코팅하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 안개 분사하여 코팅하는 단계시, 분사 노즐의 이동방향을 지그재그방향으로 하며, 방향전환을 반드시 포토마스크 외부에서 하도록 설정함으로써 포토마스크의 외곽에 코팅액이 과도하게 분사되는 것을 방지하는 공정으로 수행하여 제조할 수 있다.
본 출원의 하나의 실시예에서, 상기 정전용량센서(410)가 유수경계면을 측정하는 단계는, 상기 하우징(200) 내부 하면의 배치되는 카메라(230)가 폐수의 내부를 촬영하는 단계; 상기 촬영하는 단계로부터 데이터화된 영상을 기록단말기를 통해 실시간으로 관리서버에 전송하는 단계; 및 유수경계면 도달시에 상기 관리서버에서 부저음이 울리는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 정전용량센서(410)가 물에서 기름으로 바뀌는 경계면에 닿으면 부저음이 울릴 수 있다. 본 명세서에서 하나의 실시예인 중질유 측정장치는 점도가 높은 중질유에서도 부저음이 오차 없이 울릴 수 있는 장점이 있다. 또한, 관리서버에서 부저음이 울리므로 데이터화된 영상을 장소에 상관없이 실시간으로 확인 가능하다는 장점이 있다.
이상으로 본 출원의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 출원의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다.
따라서, 본 출원의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가들에 의하여 정의된다고 할 것이다.
100: 측정부 102: 와이어
200: 하우징 210: 결합부
212: 닻 214: 자성체
220: 힌지 230: 카메라
300: 헤드부 400: 몸체부
410: 정전용량센서 420: 감지부
430: 유화제 저장부 432: 압축공기 저장부
440: 온도센서 450: 제1 점도조절부
452: 제2 점도조절부 500: 꼬리부
510: 경통 520: 열원
200: 하우징 210: 결합부
212: 닻 214: 자성체
220: 힌지 230: 카메라
300: 헤드부 400: 몸체부
410: 정전용량센서 420: 감지부
430: 유화제 저장부 432: 압축공기 저장부
440: 온도센서 450: 제1 점도조절부
452: 제2 점도조절부 500: 꼬리부
510: 경통 520: 열원
Claims (21)
- 중질유에 대한 데이터를 수집하는 측정부;
상기 측정부를 좌우 양쪽에서 커버하면서 결합하는 2개의 하우징; 및
상기 하우징 중 어느 하나의 내부를 하측에서 상측으로 수직 관통하고, 일 말단이 나머지 하우징의 상측과 연결되면서 2개의 하우징을 결합시키는 결합부; 를 포함하고,
상기 측정부는,
밀폐된 관 형태의 몸체부;
상기 몸체부의 외주면을 따라 하측으로 평행하게 연장되는 꼬리부;
폐수의 외부로 연결되는 와이어가 포함된 헤드부;
상기 몸체부의 내부로부터 꼬리부의 말단까지 하나 이상의 전극이 관통되도록 구비되는 정전용량센서; 및
중질유의 온도를 측정하여 전기 신호로 변환하는 온도센서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
초음파 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 정전용량센서는,
상기 몸체부의 하단부터 꼬리부의 말단까지 돌출된 하나 이상의 전극 표면에 코팅된 절연 필름층; 및
상기 절연 필름층의 표면에 코팅된 전도성층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 5에 있어서,
상기 전도성층은,
탄소나노튜브, 질화붕소나노튜브, 산화니켈나노튜브, 산화텅스텐나노튜브, 산화구리-산화텅스텐나노튜브, 산화세륨나노튜브, 산화망간나노튜브, 그래핀, 풀러렌 및 실리콘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 6에 있어서,
상기 전도성층은,
알루미나, 발포알루미나, 질화알루미늄 및 제련마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 측정부는,
상기 몸체부 내부의 상측에 배치되는 감지부; 및
상기 감지부의 검출 데이터에 따라 점도를 조절하는 점도조절부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 8에 있어서,
상기 점도조절부는,
상기 몸체부 내부에 배치되는 유화제 저장부;
상기 몸체부 내부에 배치되는 압축공기 저장부; 및
상기 꼬리부의 상부에 배치되는 열원;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 9에 있어서,
상기 꼬리부의 상단부에 홀이 내측 둘레로 일정한 간격을 갖도록 이격 설치되어 있는 경통; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 10에 있어서,
상기 유화제 저장부로부터 상기 경통으로 유화제를 공급하는 제1 점도조절부; 및
상기 압축공기 저장부로부터 상기 경통으로 압축공기를 인가하는 제2 점도조절부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 하우징은,
하단부 외면에 배치되어 2개의 하우징을 연결하는 힌지; 및
하단부 내면에 배치되는 카메라;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 결합부의 아래 말단이 유류 탱크 하면과 접촉하면, 결합부가 상기 하우징 내부에서 상측으로 슬라이딩 되고, 하우징으로부터 완전히 이탈하지 않도록 방지해주는 닻; 및
상기 결합부의 상부에 배치되고, 상기 헤드부의 와이어가 홀딩되는 자성체;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 중질유는
API가 15 내지 34인 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정장치.
- 청구항 1 및 청구항 4 내지 14 중 선택되는 어느 한 항의 중질유 측정장치를 이용하는 중질유 측정방법에 있어서,
중질유가 포함된 폐수를 저장하는 중질유 저장탱크에 상기 중질유 측정장치를 삽입하는 단계;
상기 측정부가 상기 하우징으로 커버된 상태로 중질유 저장탱크의 하측으로 하강하는 단계;
상기 중질유 측정장치가 중질유 저장탱크의 바닥에 도달하면, 상기 결합부가 하우징 내부에서 상측으로 슬라이딩되는 단계;
상기 결합부로 연결되어 있던 하우징이 분리되면서 상기 측정부가 개방되는 단계; 및
상기 개방된 측정부가 중질유 저장탱크의 바닥에서 상측으로 상승하며 상기 측정부의 정전용량센서가 유수경계면을 측정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 슬라이딩되는 단계는,
상기 결합부의 닻이 상기 하우징의 하단부에 걸리는 길이까지 슬라이딩되는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 측정부에서 수집한 데이터로부터 감지부가 중질유의 점도에 따른 정전용량 변화를 검출하는 단계; 및
상기 감지부가 검출한 변화 데이터에 따라 점도조절부가 중질유의 점도를 조절하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 정전용량센서는,
상기 몸체부의 하단부터 꼬리부의 말단까지 돌출된 하나 이상의 전극의 표면이 절연 필름층으로 코팅되는 단계; 및
상기 절연필름층의 표면이 전도성층으로 코팅되는 단계;를 포함하여 제조된 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정방법.
- 청구항 18에 있어서,
상기 전도성층으로 코팅되는 단계는,
상기 전극의 표면에 플라즈마 처리한 포토마스크를 코팅하는 단계; 및
상기 포토마스크가 코팅된 표면에 전도성층을 고압 분사하여 코팅하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정방법.
- 청구항 19에 있어서,
상기 전도성층을 고압 분사하여 코팅하는 단계는,
교반시에 금속 양이온이 있는 수용액 상태에서 수분을 일부 배출하는 단계; 및
코팅용 조성물을 안개 분사하여 코팅하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정방법.
- 청구항 15에 있어서,
상기 정전용량센서가 유수경계면을 측정하는 단계는,
상기 하우징 내면에 배치되는 카메라가 폐수의 내부를 촬영하는 단계;
상기 촬영하는 단계로부터 데이터화 된 영상을 기록단말기를 통해 실시간으로 관리서버에 전송하는 단계; 및
유수경계면 도달시에 상기 관리서버에서 부저음이 울리는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수에 포함된 중질유 측정방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200090904A KR102194348B1 (ko) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 폐수에 포함된 중질유 측정장치 및 이의 측정방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020200090904A KR102194348B1 (ko) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 폐수에 포함된 중질유 측정장치 및 이의 측정방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102194348B1 true KR102194348B1 (ko) | 2020-12-22 |
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ID=74086483
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| KR1020200090904A KR102194348B1 (ko) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 폐수에 포함된 중질유 측정장치 및 이의 측정방법 |
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| KR (1) | KR102194348B1 (ko) |
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-
2020
- 2020-07-22 KR KR1020200090904A patent/KR102194348B1/ko active IP Right Grant
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