KR102214543B1

KR102214543B1 - 다항목 수질 측정장치

Info

Publication number: KR102214543B1
Application number: KR1020200080791A
Authority: KR
Inventors: 김재철
Original assignee: 에이티티(주); 에널텍티엠에스(주)
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2021-02-10

Abstract

본 발명은 다항목 수질 측정센서로 상, 하수 등의 샘플 워터로부터 다항목 수질을 측정하면서 다항목 수질 측정센서에 부착되는 유기물 형태의 오염물질을 물리적 세척 및 압축공기로 세척할 수 있는 다항목 수질 측정장치가 개시된다. 본 발명의 다항목 수질 측정장치는, 샘플 워터, 샘플 워터의 교정을 위한 교정 용액 및 공기의 측정경로를 제공하는 챔버; 측정경로에 설치되어 측정경로를 따라 흐르는 샘플 워터를 보관하는 샘플 셀부; 챔버에 구비되며, 샘플 셀부에 보관된 샘플 워터의 다항목 수질을 측정하는 다항목 수질 측정센서; 샘플 셀부 내에 투입된 후, 샘플 워터에 의해 활성화되어 다항목 수질 측정센서에서 샘플 워터의 다항목 수질 측정이 가능토록 하는 비드; 다항목 수질 측정센서의 아날로그의 센서정보를 디지털 측정값으로 변환하기 위한 ADC가 구비되는 커넥터; 본체에 하나 이상 배치되는 세척모 및 압축공기 분사구로부터 분사되는 압축공기를 통해 다망목 측정 센서에 부착된 유기물 형태의 오염물질을 세척하는 다항목 수질 측정센서 세척기; 측정경로에 설치되어 챔버 내에 유입되는 샘플 워터와 공기의 오염물질을 여과하는 필터부; 및 측정경로에 설치되어 샘플 워터, 교정 용액 및 공기의 유동 여부를 제어하기 위한 솔레노이드 밸브부;를 포함함으로써 상, 하수 등의 샘플 워터로부터 다항목 수질 측정이 가능하여 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.

Description

다항목 수질 측정장치{Measuring device of Multi-item water quality}

본 발명은 다항목 수질 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다항목 수질 측정센서로 상, 하수 등의 샘플 워터로부터 다항목 수질을 측정하고, 다항목 수질 측정센서에 부착되는 유기물 형태의 오염물질을 물리적 세척 및 압축공기로 세척할 수 있는 다항목 수질 측정장치에 관한 것이다.

다항목 측정 센서(또는 수질측정 센서)는 pH(수소이온농도), BOD(생물학적 산소요구량), COD(화학적 산소요구량), SS(부유물질량), Turbidity(탁도), DO(용존산소량), MPN(대장균군수) 잔류염소, ORP(산화환원전위차), 전기전도도 및 각종 이온의 측정 등과 같은 특정 값을 획득하기 위한 목적으로 구비되며, 통상 챔버에 수용 또는 관로 내에서 흐르는 상, 하수의 수질을 지속적으로 측정하기 위해 상, 하수와 직접 접촉되는 것이 일반적이다.

여기서, 상기 센서들의 측정부(유리격막 또는 측정격막 혹은 측정셀)는 각종 센서 및 전극 등의 민감한 부품으로 구성되기 때문에 정확한 수질측정을 위해 항상 청결한 상태로 유지되어야 한다. 그러나 상기 측정부는 상수는 물론 오염정도가 심한 하수와 직접 접촉되는 관계로 항상 청결한 상태를 유지하기 위한 세척(또는 세정)작업이 정기적으로 수행되어야 한다.

그러나 종래에는 다항목 측정 센서의 측정부를 효과적으로 세척하여 항상 청결한 상태로 유지하기 위한 적절한 세척장치의 개발이 미비하였다.

따라서, 수작업으로 압축공기 또는 세정액을 분사하거나 초음파를 조사하여 다항목 측정 센서의 측정부를 세척하였으나, 상기 방법은 작업 인력의 소모는 물론 다항목 측정 센서가 설치된 곳으로부터 분리하고, 다시 설치하는 등의 번거로운 작업이 수반되는 곤란한 문제점이 있었다.

상기 방법은 동작을 위한 장치가 복잡하고 많은 전력을 소비함으로써, 전력사용량이 많아 장시간 사용할 경우 관리비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 방법은 압축공기 분사, 세정액 분사 및 초음파 조사 중 하나의 방식만을 이용하여 다항목 측정 센서의 측정부를 세척하는 것이 대부분이므로, 다항목 측정 센서의 측정부를 세척하는 효율이 매우 떨어지는 문제점이 있었다.

이로 인하여, 장치의 구성이 간단하면서 적은 전력을 이용하여 장시간 운용하더라도 저렴한 비용으로 관리를 시행할 수 있으며, 다항목 측정 센서의 세척효율을 극대화하기 위해 적어도 둘 이상의 방식으로 다항목 측정 센서를 측정할 수 있는 세척기가 절실히 요구되는 실정이다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0344602호 대한민국 등록특허공보 제10-0334067호 대한민국 등록특허공보 제10-0989636호 대한민국 등록특허공보 제10-0786883호

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다항목 수질 측정센서로 상, 하수 등의 샘플 워터로부터 다항목 수질을 측정하고, 다항목 수질 측정센서에 부착되는 유기물 형태의 오염물질을 물리적 세척 및 압축공기로 세척할 수 있는 다항목 수질 측정장치를 제공하는데 목적이 있다.

다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 다항목 수질 측정장치는, 샘플 워터, 샘플 워터의 교정을 위한 교정 용액 및 공기의 측정경로를 제공하는 챔버; 측정경로에 설치되어 측정경로를 따라 흐르는 샘플 워터를 보관하는 샘플 셀부; 챔버에 구비되며, 샘플 셀부에 보관된 샘플 워터의 다항목 수질을 측정하는 다항목 수질 측정센서; 샘플 셀부 내에 투입된 후, 샘플 워터에 의해 활성화되어 다항목 수질 측정센서에서 샘플 워터의 다항목 수질 측정이 가능토록 하는 비드; 다항목 수질 측정센서의 아날로그의 센서정보를 디지털 측정값으로 변환하기 위한 ADC가 구비되는 커넥터; 본체에 하나 이상 배치되는 세척모 및 압축공기 분사구로부터 분사되는 압축공기를 통해 다망목 측정 센서에 부착된 유기물 형태의 오염물질을 세척하는 다항목 수질 측정센서 세척기; 측정경로에 설치되어 챔버 내에 유입되는 샘플 워터와 공기의 오염물질을 여과하는 필터부; 및 측정경로에 설치되어 샘플 워터, 교정 용액 및 공기의 유동 여부를 제어하기 위한 솔레노이드 밸브부;를 포함한다.

또한, 다항목 수질 측정센서 세척기는, 본체 및 세척모가 다항목 수질 측정센서의 오염물질을 세척하기 위한 젤리형 탄성체로 이루어진다.

그리고 세척모는, 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트, 메탈릴트리메틸실란, 알릴트리메틸실란, 비닐트리메틸실란, 트리메틸실릴 아크릴레이트, 트리메틸실릴 메타크릴레이트, 알릴옥시트리메틸실란, 2-메틸-1-(트리메틸실록시)-1-프로펜, 2-(트리메틸실록시)에틸 메타크릴레이트, 알릴옥시-터트-부틸디메틸실란 및 비닐트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 소수성 소재로 이루어진다.

또한, 세척모는, 스티렌계, PVC계, 올레핀계, 폴리에스터계, 폴리아미드계, 우레탄계로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 엘라스토머 소재로 이루어진다.

그리고 다항목 수질 측정센서 세척기는, 압축공기를 압축공기 분사구로 유동시키기 위한 압축공기 유동경로가 내부에 형성되며, 본체의 일측에 회전 가능하게 설치되어 본체를 회전시키는 회전축;을 포함한다.

또한, 다항목 수질 측정센서 세척기는, 본체가 회전축에 의해 회전되는 동안, 세척모와 오염물질의 접촉 및 압축공기 분사구로부터 서로 다른 복수의 분사방향으로 분사되는 압축공기를 통해 다항목 수질 측정센서의 오염물질을 세척한다.

그리고 다항목 수질 측정센서 세척기는, 회전축과 연결되어 회전축에 회전 동력을 제공하기 위한 직류 전동기 또는 교류 전동기가 구비되는 동력부; 및 회전축과 연결되어 압축공기 유동경로에 압축공기를 분사하기 위한 콤프레셔가 구비되는 압축공기 분사부;를 더 포함한다.

또한, 필터부는, 샘플 셀부에 투입되기 전의 샘플 워터의 오염물질을 여과하는 제로워터 필터; 및 샘플 셀부를 세척한 공기와 함께 유동되는 샘플 셀부의 오염물질을 여과하는 메쉬 필터;를 포함한다.

그리고 다항목 수질 측정장치는, 샘플 셀부 내에 투입된 샘플 워터의 유량을 측정하는 유량계; 및 샘플 셀부에 포함된 pH 셀이 측정경로에 부착되는 경우, pH 셀에서 수소이온농도가 측정될 샘플 워터가 유입된 후, 측정경로를 따라 유동되어 pH 셀에 투입되는 모세관;을 더 포함한다.

또한, 측정경로는, 다항목 수질 측정이 완료된 후 측정경로를 따라 유동되는 오염물질이 제거된 샘플 워터의 배수를 위한 배수경로 및 배수경로의 접점으로부터 구획되되, 오염물질이 미제거된 샘플 워터의 배수를 위한 바이패스 배수경로가 구비된다.

그리고 다항목 수질 측정장치는, 측정경로에 샘플 워터를 유입시키기 위한 샘플 워터 유입수단;을 더 포함하되, 샘플 워터 유입수단은, 샘플 워터의 유동 여부를 제어하기 위한 샘플 워터 밸브; 샘플 워터의 압력을 측정하는 압력 센서; 및 압력 센서의 측정값에 따라 샘플 워터의 압력을 감압하는 감압 밸브;를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상, 하수 등의 샘플 워터로부터 다항목 수질 측정이 가능하여 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 물리적 세척 및 압축공기를 통해 다항목 수질 측정센서에 부착되는 유기물 형태의 오염물질을 용이하게 세척할 수 있다.

그리고 본 발명에 따르면, 소수성 소재 또는 엘라스토머 소재의 세척모를 통해 다항목 수질 측정센서로부터 오염물질을 용이하게 세척할 수 있다.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 다항목 수질 측정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 커넥터에 대한 부분확대도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 다항목 수질 측정장치의 설계도이다.
도 5는 본 발명의 다항목 수질 측정센서 세척기의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다항목 수질 측정센서 세척기의 세척방식을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다항목 수질 측정센서 세척기의 추가 구성요소를 나타내는 블록도이다.

이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시예의 다항목 수질 측정장치에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.

도 1은 본 발명의 다항목 수질 측정장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 커넥터에 대한 부분확대도이고, 도 3 내지 도 4는 본 발명의 다항목 수질 측정장치의 설계도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 바람직한 실시예의 다항목 수질 측정장치는 상, 하수 등의 샘플 워터로부터 다항목 수질을 측정하기 위해 챔버(100), 다항목 수질 측정센서(110), 샘플 셀부(120), 커넥터(130), 유입부(140), 필터부(150), 유량계(160), 모세관(170), 솔레노이드 밸브부(180) 및 배수부(190)를 포함하도록 구성된다.

챔버(100)는 다항목 수질 측정장치의 외형을 이루는 프레임으로서 하우징(100a)의 내부에 설치될 수 있고, 샘플 워터, 상기 샘플 워터의 교정을 위한 교정 용액 및 공기의 측정경로를 제공한다.

다항목 수질 측정센서(110)는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 측정경로에 착탈 가능하며, 샘플 셀부(120)에 보관된 샘플 워터의 다항목 수질을 측정한다.

여기서, 다항목 수질 측정센서(110)는 샘플 워터의 다항목 수질을 측정하기 위해 샘플 워터의 온도를 측정하기 위한 온도센서(111), 샘플 워터의 전도도를 측정하기 위한 전도도센서(112), 샘플 워터의 잔류염소를 측정하기 위한 잔류염소 센서(113) 및 샘플 워터의 수소이온농도를 측정하기 위한 pH 센서(114)로 이루어질 수 있다.

또한, 다항목 수질 측정센서(110)는 상기 센서(111, 112, 113, 114)가 측정하는 항목 뿐만 아니라, 샘플 워터의 다른 항목인 생물학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 부유물질량(SS), 탁도(Turbidity), 용존산소량(DO) 및 산화환원전위차(ORP) 등을 측정할 수 있는 센서가 사용자의 설계 변경에 따라 추가적으로 측정경로에 부착되거나 구성이 생략될 수 있다.

그리고 본 발명의 다항목 수질 측정장치는 다항목 수질 측정센서(110)가 샘플 셀부(120)에 보관되는 샘플 워터의 다항목 수질을 측정하기 위해 샘플 셀부(120)의 내부에 비드(103)가 투입되도록 한다.

비드(103)는 고정화된 발광미생물로서 샘플 워터가 샘플 셀부(120)의 내부에 투입된 후, 샘플 워터에 의해 활성화되어 다항목 측정센서(110)에서 샘플 워터의 다항목 수질 측정이 가능토록 한다.

샘플 셀부(120)는 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 측정경로로부터 착탈되어 측정경로를 따라 흐르는 샘플 워터를 보관한다.

이러한 샘플 셀부(120)는 샘플 워터의 탁도 및 색상이 측정되기 위한 탁도 및 색상 셀(121), 샘플 워터의 전도도가 측정되기 위한 전도도 셀(122), 샘플 워터의 잔류염소가 측정되기 위한 잔류염소 셀(123) 및 샘플 워터의 수소이온농도가 측정되기 위한 pH 셀(124)로 이루어질 수 있다.

또한, 샘플 셀부(120)는 샘플 워터의 온도, BOD, COD, SS, 탁도, DO ORP 등이 측정되기 위한 셀이 사용자의 설계 변경에 따라 추가적으로 측정경로에 부착되거나 구성이 생략될 수 있다.

커넥터(130)는 챔버(100)의 외부에 구비되어 다항목 측정센서(110)가 측정한 아날로그의 센서정보를 디지털 측정값으로 변환하기 위해 ADC(131)가 일측에 구비된다.

ADC(131)는 AD 컨버터(Analog to Digital Converter)로서 AD 컨버팅 과정을 통해 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환해준다. 여기서, AD 컨버팅 과정은 다항목 수질 측정센서(110)의 아날로그 센서정보 입력 -> 샘플링 -> 디지털화로 이루어질 수 있다.

유입부(140)는 샘플 워터, 교정 용액 및 공기가 챔버(100)의 측정경로를 따라 흐르도록 하기 위해 챔버(100)의 일측에 구비된다.

이러한 유입부(140)는 공기 유입구(141), 교정 용액 유입구(142) 및 샘플 워터 유입구(143)로 이루어진다.

공기 유입구(141)는 측정경로에 공기가 투입되도록 하기 위해 챔버(100)의 일측에 구비된다.

이러한 공기 유입구(141)를 따라 유동되는 공기는 압축공기일 수 있으며, 샘플 워터가 배수된 샘플 셀부(120)의 내부에 분사되어 샘플 셀부(120)의 내부를 세척시킬 수 있다.

교정 용액 유입구(142)는 측정경로에 교정 용액이 투입되도록 하기 위해 챔버(100)의 일측에 구비된다.

이러한 교정 용액 유입구(142)를 따라 유동되는 교정 용액은 샘플 셀부(120)에 보관된 샘플 워터의 다항목 수질을 측정하는 다항목 수질 측정센서(110)에 분사되거나, 샘플 셀부(120)에 분사되어 다항목 수질 측정센서(110)가 담지되도록 함으로써, 다항목 수질 측정센서(110)를 교정시킬 수 있다. 이를 통해, 다항목 수질 측정센서는 다항목 수질 측정의 정확도가 향상될 수 있다.

샘플 워터 유입구(143)는 측정경로에 샘플 워터가 투입되도록 하기 위해 챔버(100)의 일측에 구비된다.

이러한 샘플 워터 유입구(143)를 따라 유동되는 샘플 워터는 다항목 수질 측정을 위해 측정경로를 따라 샘플 셀부(120)를 향해 흐른 후, 샘플 셀부(120)를 통과하여 배수부(190)를 통해 배수되거나, 측정경로와 배수경로의 접점에서 배수경로를 따라 배수구(192)를 향해 흐를 수 있다.

필터부(150)는 측정경로에 설치되어 유입부(140)를 통해 챔버(100) 내에 유입되어 측정경로를 따라 흐르는 샘플 워터 및 공기의 오염물질을 여과한다.

이러한 필터부(150)는 제로워터 필터(151) 및 메쉬 필터(152)로 이루어진다.

제로워터 필터(151)는 샘플 워터에 잔존하는 수은, 납, 철, 알루미늄 등의 중금속을 제거하기 위한 필터이다.

이러한 제로워터 필터(151)는 샘플 셀부(120)에 샘플 워터가 투입되기 전에 샘플 워터의 중금속을 제거할 수 있게 측정경로 중 샘플 워터 유입구(143)과 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.

메쉬 필터(152)는 샘플 셀부(120)의 오염물질을 세척한 공기(또는 압축공기)와 함께 측정경로를 따라 유동되는 샘플 셀부(120)의 오염물질을 제거하기 위한 필터이다.

이러한 메쉬 필터(152)는 샘플 셀부(120)의 오염물질을 제거할 수 있게 측정경로 중 샘플 셀부(120)의 후단에 배치되는 것이 바람직하다.

유량계(160)는 샘플 셀부(120)의 내부에 투입된 샘플 워터의 유량을 측정할 수 있다.

이러한 유량계(160)는 샘플 셀부(120)에 담지되어 샘플 워터의 유량을 측정하거나 샘플 셀부(120)의 내부에 착탈될 수 있다.

모세관(170)은 측정경로로부터 착탈되며, 도 4에 도시된 바와 같이, 측정경로에 pH 셀(124)이 부착되는 경우, 샘플 셀부(120)를 통과한 샘플 워터가 유입되며, 측정경로를 따라 유동되어 pH 셀(124)에 투입됨으로써, 모세관 현상으로 pH 셀(124)에서 샘플 워터의 수소이온농도가 측정 과정이 이루어지도록 한다.

즉, 모세관(170)은 측정경로에 pH 셀(124)이 분리되는 경우, 샘플 워터가 유입되지 않는 대기 상태로 유지될 수 있다.

솔레노이드 밸브부(180)는 샘플 워터, 교정 용액 및 공기의 유동 여부를 제어하기 위해 측정경로에 하나 이상 설치되는 솔레노이드 밸브가 구비된다.

이러한 솔레노이드 밸브는 공기 방출 솔레노이드 밸브(181), 제로 스위칭 솔레노이드 밸브(182), 교정 스위칭 솔레노이드 밸브(183), 배출수 솔레노이드 밸브(184), 모세관 스위칭 솔레노이드 밸브(185) 및 비정상 시료 솔레노이드 밸브(186)로 이루어진다.

공기 방출 솔레노이드 밸브(181)는 개폐 제어를 통해 공기 유입구(141)를 통과한 후에 측정경로를 따라 유동되는 공기가 샘플 셀부(120)에 투입되도록 하거나 샘플 셀부(120)에 투입되는 것을 차단한다.

이러한 공기 방출 솔레노이드 밸브(181)는 측정경로 중 공기 유입구(141)와 샘플 셀부(120)의 사이에 설치되어 공기의 유동을 제어하는 것이 바람직하다.

제로 스위칭 솔레노이드 밸브(182)는 개폐 제어를 통해 샘플 워터 유입구(143)를 통과한 후에 측정경로를 따라 흐르는 샘플 워터가 샘플 셀부(120)에 투입되도록 하거나 샘플 셀부(120)에 투입되는 것을 차단한다.

이러한 제로 스위칭 솔레노이드 밸브(182)는 측정경로 중 제로워터 필터(151)의 후단에 설치되어 제로워터 필터(151)를 통과하여 중금속이 제거된 샘플 워터 또는 바이패스 측정경로를 통해 제로워터 필터(151)의 중금속 제거 과정을 생략한 샘플 워터의 유동을 제어하는 것이 바람직하다.

교정 스위칭 솔레노이드 밸브(183)는 개폐 제어를 통해 교정 용액 유입구(142)를 통과한 후에 측정경로를 따라 흐르는 교정 용액이 다항목 수질 측정센서(110) 또는 샘플 셀부(120)에 분사되도록 하거나, 교정 용액의 분사를 차단한다.

이러한 교정 스위칭 솔레노이드 밸브(183)는 측정경로 중 교정 용액 유입구(142)와 샘플 셀부(120)의 사이에 설치되어 교정 용액의 유동을 제어하는 것이 바람직하다.

배출수 솔레노이드 밸브(184)는 개폐 제어를 통해 배수경로의 폐쇄를 통해 제로 스위칭 솔레노이드 밸브(182) 및 교정 스위칭 솔레노이드 밸브(183)를 통과하는 샘플 워터가 측정경로를 따라 샘플 셀부(120)를 향해 흐르도록 유도하거나, 상기 측정경로의 폐쇄를 통해 제로 스위칭 솔레노이드 밸브(182) 및 교정 스위칭 솔레노이드 밸브(183)를 통과하는 샘플 워터가 배수경로를 따라 배수구(192)를 향해 흐르도록 유도한다.

이러한 배출수 솔레노이드 밸브(184)는 측정경로와 배수경로의 접점에 설치되어 샘플 워터의 유동을 제어하는 것이 바람직하다.

여기서, 배수경로는 측정경로의 접점으로부터 구획되며, 오염물질이 제거된 샘플 워터의 배수를 위한 경로를 의미한다.

모세관 스위칭 솔레노이드 밸브(185)는 개폐 제어를 통해 샘플 셀부(120)를 통과한 샘플 워터가 모세관(170)에 투입된 후에 상기 모세관(170)이 pH 셀(124)에 투입되도록 하거나, 샘플 셀부(120)를 통과한 후에 모세관(170)를 거치지 않는 샘플 워터가 바이패스 배수경로를 따라 흐르도록 유도한다.

이러한 모세관 스위칭 솔레노이드 밸브(185)는 모세관(170)의 후단에 설치되어 모세관(170) 또는 샘플 워터의 유동을 제어하는 것이 바람직하다.

여기서, 바이패스 배수경로는 배수경로의 접점으로부터 구획되며, 샘플 워터가 배수경로를 따라 흐르는 것을 방지하기 위한 별도의 경로를 의미한다.

비정상 시료 솔레노이드 밸브(186)는 개폐 제어를 통해 바이패스 배수경로를 폐쇄하여 모세관 스위칭 솔레노이드 밸브(185)를 통과하는 모세관(170)이 배수경로를 따라 유동되어 pH 셀(124)에 투입되도록 유도하거나, 상기 배수경로의 폐쇄를 통해 모세관(170)을 거치지 않은 샘플 워터가 바이패스 배수경로를 따라 비정상 시료 배수구(191)를 향해 흐르도록 유도한다.

이러한 비정상 시료 솔레노이드 밸브(186)는 배수경로와 바이패스 배수경로의 접점에 설치되어 샘플 워터의 유동을 제어하는 것이 바람직하다.

배수부(190)는 오염물질이 제거 또는 미제거된 샘플 워터의 배수를 위해 챔버(100)의 일측에 구비된다.

이러한 배수부(190)는 비정상 시료 배수구(191) 및 배수구(192)로 이루어진다.

비정상 시료 배수구(191)는 비정상 시료 솔레노이드 밸브(186)의 개폐 제어를 통해 바이패스 배수경로를 따라 흐르는 오염물질이 미제거된 샘플 워터가 챔버(100)의 외부로 배수되도록 한다.

배수구(192)는 비정상 시료 솔레노이드 밸브(186)의 개폐 제어를 통해 배수경로를 따라 흐르는 오염물질이 제거된 샘플 워터가 챔버(100)의 외부로 배수되도록 한다.

한편, 본 발명의 다항목 수질 측정장치는 샘플 워터 유입구(143)에 샘플 워터를 유입시키기 위한 샘플 워터 유입수단(101)이 구비될 수 있다.

샘플 워터 유입수단(101)은 샘플 워터 밸브(101a), 감압 밸브(101b) 및 압력 센서(101c)로 이루어진다.

샘플 워터 밸브(101a)는 샘플 워터 유입구(143)와 연결된 외부 측정경로에 설치되어 샘플 워터가 샘플 워터 유입구(143)를 향해 흐르도록 하거나, 샘플 워터가 샘플 워터 유입구(143)로 유입되는 것을 차단한다.

감압 밸브(101b)는 압력 센서(101c)의 측정값에 따라 외부 측정경로에서 샘플 워터의 압력을 감압한다.

압력 센서(101c)는 외부 측정경로에서 샘플 워터의 압력을 측정하며, 샘플 워터의 압력값을 아날로그 신호 또는 디지털 신호로 출력할 수 있고, 디지털 신호의 출력을 위해 ADC 등의 수단이 일측에 구비될 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 다항목 수질 측정센서 세척기(1)에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.

도 5는 본 발명의 다항목 수질 측정센서 세척기의 사시도이며, 도 6은 본 발명의 다항목 수질 측정센서 세척기의 세척방식을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 다항목 수질 측정센서 세척기의 추가 구성요소를 나타내는 블록도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 다항목 수질 측정센세 세척기(1)는 챔버(100)의 내부 또는 외부에 착탈되어 다항목 수질 측정센서(110)에 부착되는 유기물 형태의 오염물질을 제거한다.

이러한 다항목 수질 측정센세 세척기(1)는 본체(10), 세척모(20), 압축공기 분사구(30), 회전축(40), 동력부(50) 및 압축공기 분사부(60)를 포함하도록 구성된다.

본체(10)는 다항목 수질 측정센서(110)를 향해 배치되며, 세척모(20)가 표면에 하나 이상 배치되고, 세척모(20) 사이 공간마다 압축공기 분사구(30)가 하나 이상 형성된다.

이러한 본체(10)는 오염물질의 부착이 용이한 젤리형의 탄성체로 이루어짐으로써, 세척모(20)에 의해 다항목 수질 측정센서(110)로부터 이탈되는 오염물질이 부착되며, 다항목 수질 측정센서(110)로부터 이탈되는 오염물질이 비산되는 것을 방지할 수 있다.

세척모(20)는 본체(10)의 표면에 하나 이상 배치되되, 상기 본체(10)의 표면으로부터 돌출되어 본체(10)와 다항목 수질 측정센서(110)가 접촉할 때, 다항목 수질 측정센서(110)에 부착된 오염물질을 세척한다.

이러한 세척모(20)는 오염물질의 세척(또는 제거)을 위해 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트, 메탈릴트리메틸실란, 알릴트리메틸실란, 비닐트리메틸실란, 트리메틸실릴 아크릴레이트, 트리메틸실릴 메타크릴레이트, 알릴옥시트리메틸실란, 2-메틸-1-(트리메틸실록시)-1-프로펜, 2-(트리메틸실록시)에틸 메타크릴레이트, 알릴옥시-터트-부틸디메틸실란 및 비닐트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 소수성 소재로 이루어질 수 있다. 다만, 세척모(20)는 상기 군의 소수성 소재 뿐만 아니라, 유기물 형태의 오염물질 세척이 용이한 언급되지 않은 소수성 소재로도 이루어질 수 있다.

또한, 세척모(20)는 소수성 소재를 대체하여 오염물질의 세척이 용이한 스티렌계, PVC계, 올레핀계, 폴리에스터계, 폴리아미드계, 우레탄계로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 엘라스토머 소재로 이루어질 수 있다.

더 나아가, 세척모(20)는 오염물질의 부착이 용이한 젤리형의 탄성체로 이루어짐으로써, 다항목 수질 측정센서(110)로부터 세척되는 오염물질이 부착될 수 있다.

압축공기 분사구(30)는 본체(10)의 표면 중 세척모(20)의 사이 공간에 하나 이상 형성되며, 압축공기 분사부(60)로부터 회전축(40)의 내부로 유동되는 압축공기를 외부로 분사시킨다.

이에 따라, 다항목 측정 센서 세척기(1)는 젤리형 탄성체의 본체(10) 및 세척모(20)의 물리적 세척을 통해 다항목 수질 측정센서(110)의 오염물질을 세척하면서, 압축공기 분사구(30)에서 분사되는 압축공기를 통해 다항목 수질 측정센서(110)의 오염물질을 세척한다.

회전축(40)은 본체(10)의 일측에 회전 가능하게 설치되어 본체(10)를 회전시킨다.

또한, 회전축(40)은 압축공기 분사구(30)와 연결된 압축공기 유동경로가 내부에 형성되며, 압축공기 분사부(60)와 연결되어 압축공기 분사부(60)로부터 분사되는 압축공기를 압축공기 분사구(30)로 유동시킨다.

이러한 회전축(40)을 통해, 세척모(20)는 본체(10)의 회전에 따라 다항목 수질 측정센서(110)의 오염물질을 세척하게 되며, 압축공기 분사구(30)는 본체(10)의 회전에 따라 서로 다른 복수의 분사방향으로 압축공기를 분사시켜 다항목 수질 측정센서(110)의 오염물질을 세척하게 된다.

동력부(50)는 회전축(40)의 회전을 위한 동력을 회전축(40)에 제공하기 위해 회전축(40)과 연결된다.

여기서, 동력부(50)는 회전축(40)의 동력을 생성하는 것이 가능한 직류 전동기 또는 교류 전동기일 수 있다.

압축공기 분사부(60)는 압축공기를 생성하며, 생성한 압축공기를 회전축(40)의 내부에 형성된 압축공기 유동경로로 분사한다.

여기서, 압축공기 분사부(60)는 주변 공기를 흡입한 후 압축하여 압축공기를 생성하는 콤프레셔일 수 있다.

상기 다항목 측정 센서 세척기(1)는 본체(10)의 회전만 이루어지는 고정 배치 상태에서 다항목 수질 측정센서(110)의 오염물질을 세척하는 것이 가능하다.

다만, 다항목 측정 센서 세척기(1)는 본체(10)의 회전이 이루어지는 고정 배치뿐만 아니라, 회전 배치를 위한 회전수단(미도시)이 더 구비될 수 있다.

회전수단(미도시)은 다항목 측정 센서 세척기(1)가 다항목 수질 측정센서(110)의 주변에서 회전되도록 한다.

이러한 회전수단(미도시)을 통해, 다항목 측정 센서 세척기(1)는 다항목 수질 측정센서(110)의 주변에서 회전하면서, 본체(10)의 회전에 따른 세척모(20)의 물리적 세척과 본체(10)의 회전에 따라 압축공기 분사방향이 달라지는 압축공기 분사구(30)에서 분사되는 압축공기를 통해 오염물질을 세척하게 된다.

한편, 다항목 측정 센서 세척기(1)는 다항목 수질 측정센서(110)가 상술한 바와 같이, 온도 센서(111), 전도도 센서(112), 잔류염소 센서(113) 및 pH 센서(114)로 이루어지므로, 상기 온도 센서(111), 전도도 센서(112), 잔류염소 센서(113) 및 pH 센서(114)를 세척하는 것으로 이해되는 것이 바람직하다.

다만, 다항목 수질 측정센서(110)는 상기 센서(111, 112, 113, 114) 뿐만 아니라 샘플 워터의 다항목을 측정하기 위한 다른 센서예: BOD센서, COD센서, SS센서, 탁도센서, ORP센서 등)가 추가적으로 구비될 수 있으므로, 다항목 측정 센서 세척기(1)는 상기 다른 센서에 부착된 오염물질도 세척하는 것으로 이해되는 것이 더 바람직하다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

1: 다항목 수질 측정센서 세척기, 10: 본체,
20: 세척모, 30: 압축공기 분사구.
40: 회전축, 50: 동력부,
60: 압축공기 분사부, 100: 챔버,
100a: 하우징, 101: 샘플 워터 유입수단,
101a: 샘플 워터 밸브, 101b: 감압 밸브,
101c: 압력 센서, 103: 비드,
110: 다항목 수질 측정센서, 111: 온도 센서,
112: 전도도 센서, 113: 잔류염소 센서,
114: pH 센서, 120: 샘플 셀부,
121: 탁도 및 색상 셀, 122: 전도도 셀,
123: 잔류염소 셀, 124: pH 셀,
130: 커넥터, 131: ADC,
140: 유입부, 141: 공기 유입구,
142: 교정 용액 유입구, 143: 샘플 워터 유입구,
150: 필터부, 151: 제로워터 필터,
152: 메쉬 필터, 160: 유량계,
170: 모세관, 180: 솔레노이드 밸브부,
181: 공기 방출 솔레노이드 밸브, 182: 제로 스위칭 솔레노이드 밸브,
183: 교정 스위칭 솔레노이드 밸브, 184: 배출수 솔레노이드 밸브,
185: 모세관 스위칭 솔레노이드 밸브, 186: 비정상 시료 솔레노이드 밸브,
190: 배수부, 191: 비정상 시료 배수구,
192: 배수구.

Claims

다항목 수질 측정장치에 있어서,
샘플 워터의 교정을 위한 교정 용액 및 공기의 측정경로를 제공하는 챔버;
상기 측정경로에 설치되어 상기 측정경로를 따라 흐르는 상기 샘플 워터를 보관하는 샘플 셀부;
상기 챔버에 구비되며, 상기 샘플 셀부에 보관된 샘플 워터의 다항목 수질을 측정하는 다항목 수질 측정센서;
상기 샘플 셀부 내에 투입된 후, 상기 샘플 워터에 의해 활성화되어 상기 다항목 수질 측정센서에서 상기 샘플 워터의 다항목 수질 측정이 가능토록 하는 비드;
상기 다항목 수질 측정센서의 아날로그의 센서정보를 디지털 측정값으로 변환하기 위한 ADC가 구비되는 커넥터;
본체에 하나 이상 배치되는 세척모 및 압축공기 분사구로부터 분사되는 압축공기를 통해 상기 다항목 측정 센서에 부착된 유기물 형태의 오염물질을 세척하는 다항목 수질 측정센서 세척기;
상기 측정경로에 설치되어 상기 챔버 내에 유입되는 상기 샘플 워터와 상기 공기의 오염물질을 여과하는 필터부; 및
상기 측정경로에 설치되어 상기 샘플 워터, 상기 교정 용액 및 상기 공기의 유동 여부를 제어하기 위한 솔레노이드 밸브부;를 포함하며,
상기 다항목 수질 측정센서 세척기는,
상기 본체 및 상기 세척모가 상기 다항목 수질 측정센서의 오염물질을 세척하기 위한 젤리형 탄성체로 이루어지고,
상기 세척모는,
3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트, 메탈릴트리메틸실란, 알릴트리메틸실란, 비닐트리메틸실란, 트리메틸실릴 아크릴레이트, 트리메틸실릴 메타크릴레이트, 알릴옥시트리메틸실란, 2-메틸-1-(트리메틸실록시)-1-프로펜, 2-(트리메틸실록시)에틸 메타크릴레이트, 알릴옥시-터트-부틸디메틸실란 및 비닐트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 소수성 소재로 이루어지며,
상기 다항목 수질 측정센서 세척기는,
상기 압축공기를 상기 압축공기 분사구로 유동시키기 위한 압축공기 유동경로가 내부에 형성되며, 상기 본체의 일측에 회전 가능하게 설치되어 상기 본체를 회전시키는 회전축;을 포함하며,
상기 다항목 수질 측정센서 세척기는,
상기 본체가 상기 회전축에 의해 회전되는 동안, 상기 세척모와 상기 오염물질의 접촉 및 상기 압축공기 분사구로부터 서로 다른 복수의 분사방향으로 분사되는 상기 압축공기를 통해 상기 다항목 수질 측정센서의 오염물질을 세척하며,
상기 다항목 수질 측정센서 세척기는,
상기 회전축과 연결되어 상기 회전축에 회전 동력을 제공하기 위한 직류 전동기 또는 교류 전동기가 구비되는 동력부; 및
상기 회전축과 연결되어 상기 압축공기 유동경로에 상기 압축공기를 분사하기 위한 콤프레셔가 구비되는 압축공기 분사부;를 더 포함하며,
상기 필터부는,
상기 샘플 셀부에 투입되기 전의 샘플 워터의 오염물질을 여과하는 제로워터 필터; 및
상기 샘플 셀부를 세척한 공기와 함께 유동되는 상기 샘플 셀부의 오염물질을 여과하는 메쉬 필터;를 포함하며,
상기 솔레노이드 밸브는 공기 방출 솔레노이드 밸브(181), 제로스위칭 솔레노이드 밸브(182), 교정 스위칭 솔레노이드 밸브(183), 배출수 솔레노이드 밸브(184), 모세관 스위칭 솔레노이드 밸브(185) 및 비정상 시료 솔레노이드밸브(186)로 이루어지며,
상기 공기 방출 솔레노이드 밸브(181)는 개폐 제어를 통해 공기 유입구(141)를 통과한 후에 측정경로를 따라 유동되는 공기가 샘플 셀부(120)에 투입되도록 하거나 샘플 셀부(120)에 투입되는 것을 차단하며,
상기 제로 스위칭 솔레노이드 밸브(182)는 개폐 제어를 통해 샘플 워터유입구(143)를 통과한 후에 측정경로를 따라 흐르는 샘플 워터가 샘플 셀부(120)에 투입되도록 하거나 샘플 셀부(120)에 투입되는 것을 차단하며,
상기 교정 스위칭 솔레노이드 밸브(183)는 개폐 제어를 통해 교정 용액 유입구(142)를 통과한 후에 측정경로를 따라 흐르는 교정 용액이 다항목 수질 측정센서(110) 또는 샘플 셀부(120)에 분사되도록 하거나, 교정 용액의 분사를 차단하며,
상기 배출수 솔레노이드 밸브(184)는 개폐 제어를 통해 배수경로의 폐쇄를 통해 제로 스위칭 솔레노이드 밸브(182) 및 교정 스위칭 솔레노이드 밸브(183)를 통과하는 샘플 워터가 측정경로를 따라 샘플 셀부(120)를 향해 흐르도록 유도하거나, 상기 측정경로의 폐쇄를 통해 제로 스위칭 솔레노이드 밸브(182) 및 교정 스위칭 솔레노이드 밸브(183)를 통과하는 샘플 워터가 배수경로를 따라 배수구(192)를 향해 흐르도록 유도하며,
상기 모세관 스위칭 솔레노이드 밸브(185)는 개폐 제어를 통해 샘플 셀부(120)를 통과한 샘플 워터가 모세관(170)에 투입된 후에 상기 모세관(170)이 pH 셀(124)에 투입되도록 하거나, 샘플 셀부(120)를 통과한 후에 모세관(170)를 거치지 않는 샘플 워터가 바이패스 배수경로를 따라 흐르도록 유도하며,
상기 비정상 시료 솔레노이드 밸브(186)는 개폐 제어를 통해 바이패스 배수경로를 폐쇄하여 모세관 스위칭 솔레노이드 밸브(185)를 통과하는 모세관(170)이 배수경로를 따라 유동되어 pH 셀(124)에 투입되도록 유도하거나, 상기 배수경로의 폐쇄를 통해 모세관(170)을 거치지 않은 샘플 워터가 바이패스 배수경로를 따라 비정상 시료 배수구(191)를 향해 흐르도록 유도하는 것을 특징으로 하는 다항목 수질 측정장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 다항목 수질 측정장치는,
상기 샘플 셀부 내에 투입된 상기 샘플 워터의 유량을 측정하는 유량계; 및
상기 샘플 셀부에 포함된 pH 셀이 상기 측정경로에 부착되는 경우, 상기 pH 셀에서 수소이온농도가 측정될 샘플 워터가 유입된 후, 상기 측정경로를 따라 유동되어 상기 pH 셀에 투입되는 모세관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다항목 수질 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 측정경로는,
상기 다항목 수질 측정이 완료된 후 상기 측정경로를 따라 유동되는 오염물질이 제거된 샘플 워터의 배수를 위한 배수경로 및 상기 배수경로로부터 구획되되, 오염물질이 미제거된 샘플 워터의 배수를 위한 바이패스 배수경로가 구비되는 것을 특징으로 하는 다항목 수질 측정장치.
제 1 항에 있어서,
상기 다항목 수질 측정장치는,
상기 측정경로에 상기 샘플 워터를 유입시키기 위한 샘플 워터 유입수단;을 더 포함하되,
상기 샘플 워터 유입수단은,
상기 샘플 워터의 유동 여부를 제어하기 위한 샘플 워터 밸브;
상기 샘플 워터의 압력을 측정하는 압력 센서; 및
상기 압력 센서의 측정값에 따라 상기 샘플 워터의 압력을 감압하는 감압 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다항목 수질 측정장치.