KR102267556B1

KR102267556B1 - 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 시스템

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Publication number: KR102267556B1
Application number: KR1020200158983A
Authority: KR
Inventors: 이창우; 우정엽; 마진혁; 선상운; 장윤식; 이기연; 최규형; 이혜리
Original assignee: (주)그린텍아이엔씨
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2021-06-23

Abstract

본 발명은 다수개의 여과지에서 유입되는 샘플수의 탁도에 따라 드레인 시간을 차등 적용하여 각 여과지 별로 정확한 측정이 가능하여 입자 계수의 정확도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 정수장의 각각의 여과지(210)에 구비되는 솔레노이드 밸브(110); 각 솔레노이드 밸브(110)와 연동하여 작동하고 샘플수를 위어(130)로 이송하기 위한 각각의 샘플링 펌프(120); 여과지별 샘플수를 안정화시키고 필터(140)로 이송되는 샘플수의 양을 조절하기 위한 위어(130); 위어(130)로부터 유입된 샘플수를 필터링하는 필터(140); 필터(140)로부터 필터링된 샘플수의 입자수를 계수하는 입자 계수기 센서(150); 정수장의 통합유출관(220)에 설치되어 입자수를 계수하는 통합 입자계수 센서(200); 입자 계수기 센서(150)의 전단에 구비되고, 샘플수 입자수 측정이 완료되면 샘플수를 배수하는 드레인 밸브(160); 입자 계수기 센서(150)의 후단에 구비되고, 샘플수의 입자수 측정이 완료되면 샘플수를 배수하는 배수관(170); 솔레노이드 밸브(110)의 동작을 제어하는 솔레노이드밸브 제어부(184); 드레인밸브(160)의 동작을 제어하는 드레인밸브 제어부(182); 및 여과지(210)로부터 전송되는 탁도데이터에 기초하여 드레인밸브의 드레인 시간을 제어하는 제어부(190);가 제공된다.

Description

가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 시스템{Particles counting system with variable drain time}

본 발명은 입자계수 멀티플렉서 측정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수개의 여과지에서 유입되는 샘플수의 탁도에 따라 드레인 시간을 차등 적용하여 각 여과지 별로 정확한 측정이 가능하여 입자 계수의 정확도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 시스템에 관한 것이다.

도 1은 종래의 입자 계수 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 입자계수기센서(40)는 다수의 여과지에서 지별로 솔레노이드 밸브(S1, S2, S3, … ,S8)와 샘플링 펌프(P1, P2, P3, … ,P8)를 이용하여 샘플수를 샘플링한다.

샘플수(水)는 위어(20)를 거쳐 안정화 및 일정한 양의 샘플수가 되고, 필터(30)로 이송되도록 한다. 필터(30)에서는 비교적 입자가 큰 물질을 필터링하고, 필터(30)를 거친 샘플수는 유량계(60)를 거쳐 입자계수기센서(40)로 이송한다. 입자 계수기센서(40)에서는 샘플수의 입자의 크기와 개수를 측정한다.

입자 계수기센서(40)는 산란 방식 또는 흡광광도 측정시 발생하는 입력신호를 받아서 아날로그 먹스(Mux, 멀티플렉서) 회로를 이용하여 입자수를 계산하는 방법이다.

또한 종래의 입자 계수 시스템에서는 특정 지점의 샘플수가 고탁도인 경우, 드레인밸브(50)를 통한 드레인 시간을 충분하게 하여 이전 샘플수를 완전하게 교체함으로써 측정결과에 영향이 미치지 않도록 하여야 한다. 그러나, 각각의 샘플수에 대해 동일한 드레인 시간이 주어짐에 따라 이전 샘플수가 후속되는 샘플수의 측정에 영향을 미칠 우려가 있고, 이는 측정결과의 정확성과 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 정수장으로 유입되는 원수에 대해 수질이 나쁘거나 조류의 영향이 예상되는 계절, 날씨(장마) 등에 따라 원수의 수질관리를 위해 응집제를 투입했다. 이렇게 투입된 응집제는 여과지의 탁도를 증가시키지 않으나 미세입자의 수를 증가시키는 경우로 작용한다. 따라서, 탁도만을 전적으로 의존하여 입자수를 계수하기 어려운 상황이다.

한편, 필터(30)의 사용시간이 늘어남에 따라 필터의 성능 유지를 위하여 주기적으로 역세척(역세)하여야 필요가 발생한다. 그러나, 역세척시 미세입자의 수가 증가하고, 이에 따라 드레인 시간의 조정이 요구된다.

대한민국 특허등록 제 10-1033542호(다중 샘플 수의 입자계수 모니터링을 위한 멀티플렉서 측정기와 측정방법).

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 다수개의 여과지에서 유입되는 샘플수의 탁도에 따라 드레인 시간을 차등 적용하여 각 여과지 별로 정확한 입자 계수의 측정이 가능하고, 필터의 역세척시에 드레인 시간을 조정할 수 있으며, 입자 계수 측정의 정확도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 시스템을 제공하는 것이다

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.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 정수장의 각각의 여과지(210)에 구비되는 솔레노이드 밸브(110); 각 솔레노이드 밸브(110)와 연동하여 작동하고 샘플수를 위어(130)로 이송하기 위한 각각의 샘플링 펌프(120); 여과지별 상기 샘플수를 안정화시키고 필터(140)로 이송되는 상기 샘플수의 양을 조절하기 위한 상기 위어(130); 상기 위어(130)로부터 유입된 샘플수를 필터링하는 상기 필터(140); 상기 필터(140)로부터 필터링된 상기 샘플수의 입자수를 계수하는 입자 계수기 센서(150); 상기 정수장의 통합유출관(220)에 설치되어 입자수를 계수하는 통합 입자계수 센서(200); 상기 입자 계수기 센서(150)의 전단에 구비되고, 샘플수 입자수 측정이 완료되면 상기 샘플수를 배수하는 드레인 밸브(160); 상기 입자 계수기 센서(150)의 후단에 구비되고, 상기 샘플수의 입자수 측정이 완료되면 상기 샘플수를 배수하는 배수관(170); 상기 솔레노이드 밸브(110)의 동작을 제어하는 솔레노이드밸브 제어부(184); 상기 드레인밸브(160)의 동작을 제어하는 드레인밸브 제어부(182); 및 상기 입자계수기 센서(150)의 출력과 상기 통합 입자계수 센서(200)의 출력을 비교하여 상기 샘플수의 여과효율을 모니터링하고, 상기 여과지(210)로부터 전송되는 탁도데이터에 기초하여 상기 드레인밸브의 드레인 시간을 제어하는 제어부(190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치가 제공된다.

또한, 상기 제어부(190)는, 상기 탁도데이터에 대해 제 1 기울기(a)로 비례하는 상기 드레인밸브(160)의 개방시간(t1)을 산출하여 상기 드레인밸브 제어부(182)를 제어할 수 있다.

또한, 상기 필터(140)의 역세척을 위한 에어콤프레셔(800)를 더 포함하고, 상기 에어콤프레셔(800)의 역세시간 및 주기 중 적어도 하나가 상기 제어부(190)로 입력된다.

또한, 상기 제어부(190)는, 상기 역세시간에 대해 제 2 기울기(b)로 비례하는 상기 드레인밸브(160)의 개방시간(t2)을 산출하여, 상기 드레인밸브(160)의 개방시간들(t1, t2) 중 최대 시간으로 상기 드레인밸브 제어부(182)를 제어한다.

또한, 상기 제어부(190)는, 역세동작이 없을 때, 상기 드레인밸브(160)의 개방시간(t1)으로 상기 드레인밸브 제어부(182)를 제어하고, 그리고 상기 역세동작이 있을 때, 상기 드레인밸브(160)의 개방시간들(t1, t2) 중 최대 시간으로 상기 드레인밸브 제어부(182)를 제어한다.

또한, 상기 드레인 밸브(160)의 드레인 시간(t3)을 추론하는 빅데이터모델(700)을 더 포함한다.

또한, 상기 빅데이터모델(700)은 상기 여과지(210)의 탁도(710), 입자크기별 입자수(712), 상기 정수장 원수의 수질, 날짜(718), 날씨(720), 역세척 주기 및 시간(722) 중 적어도 하나를 축적하여 학습한다.

또한, 상기 날씨(720)는 온도, 강우량, 강설량 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, 상기 빅데이터모델(700)에 의해 추론된 상기 드레인 시간(t3)에 기초하여 상기 제어부(190)가 상기 드레인밸브(160)의 드레인 시간을 제어한다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 카테고리로써, 전술한 입자 계수장치를 이용한 입자 계수방법으로써, 빅데이터모델(700)로부터 드레인 시간(t3)을 추론하는 단계(S110); 통합 입자계수 센서(200)가 통합유출수의 입자를 계수하고, 입자계수기센서(150)가 샘플수의 입자를 계수하는 단계(S130); 제어부(190)가 입력되는 탁도데이터에 대해 제 1 기울기(a)로 비례하는 드레인밸브(160)의 개방시간(t1);을 산출하는 단계(S140); 상기 제어부(190)가 상기 시간들(t1, t3)중 최적의 드레인밸브 개방시간을 결정하는 단계(S150); 및 결정된 상기 드레인밸브 개방시간 동안 상기 드레인밸브(160)가 동작하여 배수하는 단계(S160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치의 계수방법에 의해서도 달성될 수 있다.

또한 상기 산출단계(S140)는, 상기 제어부(190)가 상기 역세시간에 대해 제 2 기울기(b)로 비례하는 상기 드레인밸브(160)의 개방시간(t2)을 산출하는 단계(S145)를 더 포함하고, 상기 결정단계(S150)에서 상기 제어부(190)는 상기 드레인밸브(160)의 개방시간들(t1, t2, t3) 중 최대 시간으로 결정한다.

또한, 상기 계수단계(S130) 내지 상기 배수단계(S160)는 상기 정수장의 각각의 여과지로부터 유입되는 상기 샘플수에 대해 실행되는 단계(S170)를 더 포함한다.

또한, 상기 빅데이터모델(700)은 상기 샘플수의 탁도(710), 입자크기별 입자수(712), 상기 정수장 원수의 수질, 날짜(718), 날씨(720), 역세척 주기 및 시간(722) 중 적어도 하나를 축적하여 학습한다.

또한, 추론단계(S110) 이전에, 상기 정수장의 원수의 수질, 날짜, 날씨를 상기 빅데이터모델(700)에 입력하는 단계(S100)를 더 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 다수개의 여과지에서 유입되는 샘플수의 탁도에 따라 드레인 시간을 차등 적용하여 각 여과지 별로 정확한 측정이 가능하고, 입자 계수 측정의 정확도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 탁도와 입자크기별 입자수, 원수의 수질, 계절, 날씨, 역세척 주기 및 경과시간 등의 운영자료가 축적되면, 빅데이터모델의 추론을 통해 상황에 맞는 드레인 밸브의 동작시간을 결정할 수 있어 정확한 측정이 가능하다.

또한, 필터의 역세척으로 인한 입자수의 증가 현상에 대해서도 최적의 드레인 시간을 적용할 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.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래의 입자 계수 시스템의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 시스템의 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 시스템의 개략적인 블럭도,
도 4a는 탁도에 비례하는 드레인밸브(160)의 동작시간을 나타내는 그래프,
도 4b는 역세시간에 비례하는 드레인밸브(160)의 동작시간을 나타내는 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 빅데이터모델(700)의 학습을 위한 데이터 구성도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 방법의 개략적인 흐름도이다.

아래에서는 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 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 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.

실시예의 구성

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 시스템의 개략적인 블럭도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 솔레노이드 밸브(110), 펌프(120), 위어(130), 필터(140), 입자 계수기 센서(150), 드레인 밸브(160), 배수관(170) 및 제어부(190)등을 포함하여 구성될 수 있다.

솔레노이드 밸브(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 정수장의 각각의 여과지에 구비되는 샘플수 유입관(101) 별로 각각 8대가 설치된다. 솔레노이드 밸브(110)는 샘플수 유입관(101)을 통한 샘플수의 흐름을 단속한다. 각각의 솔레노이드 밸브(110)는 솔레노이드밸브 제어부(184)에 의하여 개별적으로 제어된다.

솔레노이드밸브 제어부(184)는 다수개의 솔레노이드 밸브(110) 및 펌프(120)에 연결되어 설치되며, 솔레노이드 밸브(110)와 펌프(120)의 작동 시간을 온/오프하는 구성요소이다.

펌프(120)는 샘플수 유입관(101)마다 설치되며, 각각의 솔레노이드 밸브(110)와 연동하여 작동하고 샘플수를 위어(130)로 강제 이송하는 구성요소이다. 각각의 펌프(120)도 솔레노이드밸브 제어부(184)에 의하여 개별적으로 제어된다.

위어(130)는 샘플수 유입관(101) 중 필터(140) 전단에 설치되며, 여과지별 샘플수를 안정화시키고 필터(140)로 이송하는 샘플수의 양을 조절한다.

필터(140)는 위어(130)를 통과하여 입자계수기센서(150) 측으로 샘플수를 보내는 샘플수 이송관(102)에 설치된다. 샘플수 이송관(102)을 통과한 샘플수로부터 비교적 크기가 큰 이물질을 걸러내는 구성요소이다.

드레인 밸브(160)는 샘플수 이송관(102) 중 필터(140)와 입자 계수기 센서(150) 사이에 설치되며, 샘플수 이송관(102) 및 입자 계수기 센서(150)에 채워져 있는 샘플수를 외부로 배출하는 구성요소이다. 즉, 드레인 밸브(160)는 샘플수에 대한 입자수 계수가 완료된 상태에서 샘플수 이송관(102) 및 입자계수기센서(150) 내에 남아 있는 샘플수를 모두 배출하여 제거하는 역할을 수행한다. 드레인 밸브(160)가 필터(140) 와 입자계수기센서(150) 사이에 설치되어, 샘플수의 드레인 과정이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.

드레인밸브 제어부(182)는 드레인밸브(160)의 개폐 동작을 위한 릴레이가 될 수 있다. 드레인밸브 제어부(182)는 제어부(190)와 드레인밸브(160) 사이에 구비된다.

배수관(170)은 입자계수기센서(150)의 후단에 구비되고, 입자계수기센서(150)에서 샘플수의 입자수 측정이 완료되면 샘플수를 배수하는 구조이다.

메모리(193)는 제어부(190)에서 실행되는 프로그램을 저장하고, 실행 결과를 저장하는 컴퓨터 부품이다. 이러한 메모리(193)는 하드디스크, RAM, ROM, 자기디스크 드라이브, SSD, 플래쉬메모리 등이 될 수 있다.

디스플레이(185)는 시스템의 동작 상황 및 실행 결과를 표시하는 LCD 모니터이다. 디스플레이(185)는 터치스크린을 포함하여 동작이나 제어에 필요한 명령을 입력할 수 있다.

유량계(600)는 입자계수기센서(150)로 유입되는 샘플수의 유량을 측정하여 제어부(190)로 전송한다.

탁도데이터는 각 여과지(210)로부터 측정되어 전송된다.

송수신부(194)는 외부기기(예 : 서버컴퓨터, 핸드폰, 태블릿PC, 노트북)로부터 유선 또는 무선으로 명령어를 수신하고, 제어부(190)의 데이터를 외부기기로 전송한다. 송수신부(194)는 랜과 같은 유선통신이 될 수 있고, 3G, 4G, 5G, 와이파이, 블루투스, 무선인터넷과 같은 무선통신이 될 수 있다.

제어부(190)는 마이컴, CPU, AP(어플리케이션 프로세서) 등이 될 수 있다.

에어콤프레셔(800)는 역세시 역세 압력을 제공한다.

입자계수기센서(150)는 배수관(170) 상에 설치되어 샘플수의 입자를 계수한다.

통합 입자계수 센서(200)는 정수장의 통합유출관(220) 상에 설치되어 최종 배수되는 유출수의 입자를 계수한다. 입자계수기센서(150)의 출력과 통합 입자계수 센서(200)의 출력은 제어부(190)로 전송되어 비교되고, 모니터링 된다. 또한, 통합유출관(220)에도 통합유량계(230), 통합유출관 위어(240) 및 통합유출관 필터(250)가 설치되어 있다.

도 4a는 탁도에 비례하는 드레인밸브(160)의 동작시간을 나타내는 그래프이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 탁도데이터에 비례하여 드레인 시간(t1)이 증가한다. 드레인 시간(t1)은 0.5초, 1초, 2초 ~ 10 초 등이 될 수 있으며, 드레인 시간(t1) 동안 드레인밸브(160)가 개방된다. 탁도에 비례하는 제 1 기울기(a)는 드레인밸브(160)의 크기, 샘플수이송관(102)의 직경, 유량, 원수의 수질 등을 감안하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 기울기(a)는 0.5 ~ 5 사이의 값을 가질 수 있다.

도 4b는 역세시간에 비례하는 드레인밸브(160)의 동작시간을 나타내는 그래프이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 에어콤프레셔(800)에 의한 필터(140)의 역세시간에 비례하여 드레인 시간(t2)이 증가한다. 드레인 시간(t2)은 0.5초, 1초, 2초 ~ 10 초 등이 될 수 있으며, 역세시간은 1초 ~ 30초 사이가 될 수 있고, 드레인 시간(t2) 동안 드레인밸브(160)가 개방된다. 역세시간에 비례하는 제 2 기울기(b)는에어콤프레셔(800)의 용량, 샘플수이송관(102)의 직경, 유량, 원수의 수질 등을 감안하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 제 2 기울기(b)는 0.5 ~ 5 사이의 값을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 빅데이터모델(700)의 학습을 위한 데이터 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 빅데이터모델(700)은 수년간 축적된 각종 데이터를 기계학습함으로써 구축될 수 있다. 빅데이터모델(700)의 일예는 신경회로망 모델(Neural Network Model)이 될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 샘플수의 탁도(710), 입자크기별 입자수(712), 정수장 원수의 수질(BOD, COD), 날짜(718), 날씨(720), 역세척 주기 및 시간(722)을 학습한다. 날짜(718)는 년월일로 구성되며, 계절별 요인을 반영하기 위한 것이다. 날씨(720)는 온도, 강우량, 강설량, 습도 등을 반영하기 위한 것이다.

완성된 빅데이터모델(700)에 대해 오늘의 날짜, 날씨 및 정수장의 수질을 입력(730)하면, 빅데이터모델(700)이 예상되는 드레인 시간(t3)을 추론한다. 추론된 드레인 시간(t3)은 제어부(190)에 입력되고, 드레인 밸브(160)의 동작시간을 결정하는데 사용된다.

실시예의 동작

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수 방법의 개략적인 흐름도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 정수장의 원수의 수질, 날짜, 날씨를 빅데이터모델(700)에 입력한다(S100).

그 다음, 빅데이터모델(700)로부터 드레인 개방시간(t3)을 추론하게 한다(S110).

그 다음, 통합 입자계수 센서(200)가 통합유출수의 입자를 계수하고, 압자계수기센서(150)가 샘플수의 입자를 계수한다(S130). 이를 위해 S1을 통과하는 샘플수가 펌프(120) 및 솔레노이드밸브(110)를 거치고, 필터(140)와 유량계(600)를 통과한다. 각각의 계수된 결과는 제어부(190)로 전송된다.

그 다음, 제어부(190)가 도 4a와 같이 수신된 탁도데이터에 대해 제 1 기울기(a)로 비례하는 드레인밸브(160)의 개방시간(t1)을 산출한다(S140).

그리고, 역세시간에 대해 제 2 기울기(b)로 비례하는 드레인밸브(160)의 개방시간(t2)을 산출하여, 드레인밸브(160)의 개방시간들(t1, t2, t3) 중 최장 시간으로 드레인밸브 제어부(182)를 제어할 수 있다(S150).

만약, 역세동작이 없을 때에는 드레인밸브(160)의 개방시간들(t1, t3) 중 최장 시간으로 드레인밸브 제어부(182)를 제어하고, 그리고 역세동작이 있을 때에는 드레인밸브(160)의 개방시간들(t2, t3) 중 최장 시간으로 드레인밸브 제어부(182)를 제어한다.

드레인밸브(160)의 개방시간들(t1, t2, t3) 중 하나를 선택하는 방법은 첫째, 최장시간으로 결정하는 방법, 둘째, 평균시간으로 결정하는 방법, 셋째, 최장시간과 최소시간을 제외하고 나머지 시간들의 평균으로 결정하는 방법 등이 될 수 있다.

그 다음, 드레인밸브 개방시간이 결정되면, 제어부(190)는 드레인밸브 제어부(182)를 통해 개방시간 동안만 드레인밸브(160)를 개방하여 샘플수이송관(102) 내의 샘플수가 배수되도록 한다(S160). 드레인을 통해 이전 여과지의 샘플수가 분석 여과지의 샘플수로 완전히 교체된 이후 입자수 측정이 실시된다. 탁도가 높은 경우, 또는 역세가 있었던 경우 세척수내의 입자수가 증가하기 때문에 충분한 시간 동안 드레인밸브(160)의 개방을 유지하여 다음 샘플수에 영향을 주지 않도록 하는 것이다. 즉, 다양한 상황 변화에 대해 드레인 밸브의 개방시간을 가변시킬 수 있고, 이로 인해, 측정결과의 정확성과 신뢰성을 유지할 수 있다.

그 다음, 다음 샘플수에 대해 전술한 계수단계(S130) 내지 배수단계(S160)가 실행된다(S170). 이러한 과정은 도 2에 도시된 바와 같이, S1부터 S8까지 8회 반복된다. 이때, 통합 입자계수 센서(200)가 계수한 입자수는 여과지(210) 별 입자수와 비교하여 여과 효율을 모니터링하거나 관리하는데 사용된다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 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 실시 예들에 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 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

20 : 위어,
30 : 필터,
40 : 입자계수기 센서,
41 : 배수관,
50 : 드레인밸브,
80 : 에어 콤프레셔,
100 : 입자계수 측정 시스템,
101 : 샘플수 유입관,
102 : 샘플수 이송관,
110 : 솔레노이드 밸브,
120 : 펌프,
130 : 위어,
140 : 필터,
150 : 입자계수기 센서,
160 : 드레인밸브,
170 : 배수관,
182 : 드레인밸브 제어부,
184 : 솔레노이드밸브 제어부,
186 : 디스플레이,
190 : 제어부,
193 : 메모리,
194 : 송수신부,
200 : 통합 입자계수 센서,
210 : 여과지,
220 : 통합유출관,
230 : 통합유량계,
240 : 통합유출관 위어,
250 : 통합유출관 필터,
600 : 유량계,
700 : 빅데이터모델,
800 : 에어 콤프레셔.

Claims

정수장의 각각의 여과지(210)에 구비되는 솔레노이드 밸브(110);
상기 각 솔레노이드 밸브(110)와 연동하여 작동하고 샘플수를 위어(130)로 이송하기 위한 각각의 샘플링 펌프(120);
여과지별 상기 샘플수를 안정화시키고 필터(140)로 이송되는 상기 샘플수의 양을 조절하기 위한 상기 위어(130);
상기 위어(130)로부터 유입된 샘플수를 필터링하는 상기 필터(140);
상기 필터(140)로부터 필터링된 상기 샘플수의 입자수를 계수하는 입자 계수기 센서(150);
상기 정수장의 통합유출관(220)에 설치되어 입자수를 계수하는 통합 입자계수 센서(200);
상기 입자 계수기 센서(150)의 전단에 구비되고, 샘플수 입자수 측정이 완료되면 상기 샘플수를 배수하는 드레인 밸브(160);
상기 입자 계수기 센서(150)의 후단에 구비되고, 상기 샘플수의 입자수 측정이 완료되면 상기 샘플수를 배수하는 배수관(170);
상기 솔레노이드 밸브(110)의 동작을 제어하는 솔레노이드밸브 제어부(184);
상기 드레인밸브(160)의 동작을 제어하는 드레인밸브 제어부(182); 및
상기 입자계수기 센서(150)의 출력과 상기 통합 입자계수 센서(200)의 출력을 비교하여 상기 샘플수의 여과효율을 모니터링하고, 상기 여과지(210)로부터 전송되는 탁도데이터에 기초하여 상기 드레인밸브의 드레인 시간을 제어하는 제어부(190);를 포함하고,
상기 제어부(190)는, 상기 탁도데이터에 대해 제 1 기울기(a)로 비례하는 상기 드레인밸브(160)의 개방시간(t1)을 산출하여 상기 드레인밸브 제어부(182)를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 필터(140)의 역세척을 위한 에어콤프레셔(800)를 더 포함하고,
상기 에어콤프레셔(800)의 역세시간 및 주기 중 적어도 하나가 상기 제어부(190)로 입력되는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치.
제 3 항에 있어서,
상기 제어부(190)는, 상기 역세시간에 대해 제 2 기울기(b)로 비례하는 상기 드레인밸브(160)의 개방시간(t2)을 산출하여,
상기 드레인밸브(160)의 개방시간들(t1, t2) 중 최대 시간으로 상기 드레인밸브 제어부(182)를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치.
제 4 항에 있어서,
상기 제어부(190)는,
역세동작이 없을 때, 상기 드레인밸브(160)의 개방시간(t1)으로 상기 드레인밸브 제어부(182)를 제어하고, 그리고
상기 역세동작이 있을 때, 상기 드레인밸브(160)의 개방시간들(t1, t2) 중 최대 시간으로 상기 드레인밸브 제어부(182)를 제어하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치.
제 1 항에 있어서,
상기 드레인 밸브(160)의 드레인 시간(t3)을 추론하는 빅데이터모델(700)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치.
제 6 항에 있어서,
상기 빅데이터모델(700)은 상기 여과지(210)의 탁도(710), 입자크기별 입자수(712), 상기 정수장 원수의 수질, 날짜(718), 날씨(720), 역세척 주기 및 시간(722) 중 적어도 하나를 축적하여 학습하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치.
제 7 항에 있어서,
상기 날씨(720)는 온도, 강우량, 강설량 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치.
제 6 항에 있어서,
상기 빅데이터모델(700)에 의해 추론된 상기 드레인 시간(t3)에 기초하여 상기 제어부(190)가 상기 드레인밸브(160)의 드레인 시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치.
제 1 항, 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 입자 계수장치를 이용한 입자 계수방법으로써,
빅데이터모델(700)로부터 드레인 시간(t3)을 추론하는 단계(S110);
통합 입자계수 센서(200)가 통합유출수의 입자를 계수하고, 입자계수기센서(150)가 샘플수의 입자를 계수하는 단계(S130);
제어부(190)가 입력되는 탁도데이터에 대해 제 1 기울기(a)로 비례하는 드레인밸브(160)의 개방시간(t1);을 산출하는 단계(S140);
상기 제어부(190)가 상기 시간들(t1, t3)중 최적의 드레인밸브 개방시간을 결정하는 단계(S150); 및
결정된 상기 드레인밸브 개방시간 동안 상기 드레인밸브(160)가 동작하여 배수하는 단계(S160);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치의 계수방법.
제 10 항에 있어서,
상기 산출단계(S140)는, 상기 제어부(190)가 상기 역세시간에 대해 제 2 기울기(b)로 비례하는 상기 드레인밸브(160)의 개방시간(t2)을 산출하는 단계(S145)를 더 포함하고,
상기 결정단계(S150)에서 상기 제어부(190)는 상기 드레인밸브(160)의 개방시간들(t1, t2, t3) 중 최대 시간으로 결정하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치의 계수방법.
제 10 항에 있어서,
상기 계수단계(S130) 내지 상기 배수단계(S160)는 상기 정수장의 각각의 여과지로부터 유입되는 상기 샘플수에 대해 실행되는 단계(S170)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치의 계수방법.
제 10 항에 있어서,
상기 빅데이터모델(700)은 상기 샘플수의 탁도(710), 입자크기별 입자수(712), 상기 정수장 원수의 수질, 날짜(718), 날씨(720), 역세척 주기 및 시간(722) 중 적어도 하나를 축적하여 학습하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치의 계수방법.
제 10 항에 있어서,
상기 추론단계(S110) 이전에,
상기 정수장의 원수의 수질, 날짜, 날씨를 상기 빅데이터모델(700)에 입력하는 단계(S100)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변적인 드레인 시간을 갖는 입자 계수장치의 계수방법.