KR102277628B1 - 부력식 수질 측정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 부유식으로 수질을 측정하므로 수질 측정의 오차 발생을 최소화하고 극의 오염 물질인 유기물 등에 자외선을 조사한 후 초음파에 의해 박리하고 하부로 배출시키므로 장기간의 측정 정확도까지 보장한다.
이에, 본 발명의 일 측면에 따른 부유식 수질 측정기는 내부의 공기로 부력을 형성하는 커버부, 상단은 상기 커버부와 인접하면서 개구된 물순환부가 형성되어 상기 부력이 하부로 인가되는 것을 해제하고, 하단은 하부로 연장 형성되어 물에 삽입되는 가이드부, 상기 가이드부에 삽입되어 물과와 접촉되는 전극부, 및 상기 전극부의 하단에 대향 배치된 오염제거부를 포함한다.

Description

부력식 수질 측정기{BUOYANCY WATER QUALITY METER}

본 발명은 수질 측정기에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 부유하여 수질을 측정하되 자동 살균 및 세정 기능을 통해 지속적 측정 정확도가 보장되는 부력식 수질 측정기에 대한 것이다.

수질 측정기는 수질의 오염도를 측정하는 장치를 말한다. 통상적으로 수질 측정기는 고정된 센서를 이용하는 방식을 취하므로 측정 대상인 물의 수위가 변하는 경우에 물에 접촉되지 않거나 물의 수위가 유동하는 경우에는 전체의 정밀한 감지가 힘든 문제가 있고 고정식 설치 구조로 인해 그 유지 보수가 원활하게 이루어지지 못하는 문제가 있다.

또한, 통상적으로 수질 측정기에 사용하는 센서는 금속전극, 유리전극을 이용하고 있는데 주로 1회에 한하여 수질을 측정하는 용도로 사용되고 있다. 수질 측정기로 수일 내지 수주 동안 장시간 수질 측정을 하는 경우에는 유리 전극의 표면이 슬러지, 녹조 또는 미생물에 의해 오염되어 측정 정확도가 떨어지게 되기 때문이다.

따라서, 장시간 측정을 하는 경우에는 전극을 회수하여 청소하고 수질 측정기를 재 설치해야 하는 불편이 발생된다. 나아가, 전극을 청소할 때 유리전극의 경우 약한 물리적 자극을 줘서 닦더라도 표면에 스크레치가 발생할 우려가 있다. 표면 스크레치가 조금 만 유발되어도 측정 정확도가 매우 낮아지게 된다.

이에 통상적으로 전극을 흐르는 물에 씻는 방법, 물속에서 흔들어서 씻는 방법, 또는 불순물을 가볍게 닦아서 사용하는 방법이 사용되나 수중 환경에 존재하는 유기물 등의 오염 물질은 시간이 경과함에 따라 전극에 더욱 흡착되게 되므로 이는 수질 측정기를 더욱 장기간 사용할 수 없도록 한다.

한국등록실용신안 제20-0227143호(2001.9.17.) 수질측정기의 내부 자동 세정장치

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수질의 정밀한 측정이 가능하면서 유지 보수가 간편한 수질 측정기를 제공한다.

또한, 본 발명은 전극의 오염 물질을 지속적으로 제거하여 수질의 정밀한 측정을 장기간 담보할 수 있는 수질 측정기를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 부유식 수질 측정기는 내부의 공기로 부력을 형성하는 커버부, 상단은 상기 커버부와 인접하면서 개구된 물순환부가 형성되어 상기 부력이 하부로 인가되는 것을 해제하고, 하단은 하부로 연장 형성되어 물에 삽입되는 가이드부, 상기 가이드부에 삽입되어 물과와 접촉되는 전극부, 및 상기 전극부의 하단에 대향 배치된 오염제거부를 포함한다.

이때, 상기 오염제거부는 살균부와 초음파부를 포함하여 이루어지고, 상기살균부는 상기 전극부에 대향하도록 배치되고 상기 초음파부는 살균부를 중심으로 테두리 상에 배치될 수 있다.

또한, 상기 가이드부의 하단은 물순환구가 형성되어 상기 전극부를 노출시키는 고정덮개와 결합하고, 상기 고정덮개의 하단은 상기 오염제거부가 결합될 수 있다.

또한, 상기 오염제거부의 하단에는 배수구가 형성되고 상기 초음파부는 외측으로 경사지게 형성되어 오염물이 배출될 수 있다.

또한, 상기 배수구는 상기 물순환구와 연통되도록 형성되어 상기 물순환구에 의해 가이드부에 진입한 물이 상기 오염물과 함께 상기 배수구로 배출될 수 있다.

또한, 상기 물순환구의 수직 방향으로 개구된 길이는 상기 배수구가 수평 방향으로 개구된 길이보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 상기 부유식 수질 측정기는 pcb를 더 포함하고, 상기 pcb는 상기 오염제거부가 동작하지 않는 경우에 수질을 측정하도록 제어할 수 있다.

본 발명은 부유식으로 수질을 측정하므로 수질 측정의 오차 발생을 최소화한다.

또한, 본 발명은 전극의 오염 물질인 유기물에 자외선을 조사한 후 초음파에 의해 박리하고 하부로 배출시키므로 장기간의 측정 정확도를 보장한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 수질 측정기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에서의 A-A'선을 따른 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 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. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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 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.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 부력식 수질 측정기를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 수질 측정기를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서의 A-A'선을 따른 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 수질 측정기(100)는 크게 커버부(10), 방수커버(20), 가이드부(30), 전극부(40), 고정덮개(50) 및 오염제거부(60)로 이루어진다. 한편, 부유식 수질 측정기는 도 1에 도시된 것과 같이 외부의 단말(200)에 측정값을 전달할 수 있다.

커버부(10)는 내부에 수납된 화면부(미도시)의 출력 내용이 보이도록 하는데, 내부에 공기가 포함되어 있어 물에서 부력을 형성하여 측정을 위해 물에 부유하는 것이 가능하도록 한다. 따라서, 일정 수위의 수질 측정이 가능하도록 하여 데이터 오차를 최소화할 수 있다. 동일한 물 속이라도 수위에 따른 편차가 발생할 수 있기 때문이다.

방수부재(10)는 하부가 가이드부(30)와 연결되는데, 방수 및 기밀을 유지하기 위해서 고무 또는 합성 수지 재질로 형성된다. 또한, 방수부재(20)의 내측에는 pcb(미도시)와 배터리(미도시)가 내장된다. 이때 pcb는 부유식 수질 측정기의 전원과 메뉴를 조작한다. 또한 pcb는 전극부(40)가 수집한 측정값을 표시하거나 송신하는 역할을 하고 후술하는 전극의 오염제거 이후에 설정 시간 동안 주변 물과의 교류에 따라 희석이 된 이후에 수질을 다시 측정하는 역할을 수행한다.

가이드부(30)는 상단(31)이 커버부(10)의 크기에 대응하도록 형성되고 하단(32)의 폭은 상단보다 작게 하부로 연장 형성되어 물에 삽입되도록 한다. 이때, 상단(31)에는 커버부(10)와 인접하면서 개구된 물순환부(31a)가 형성된다. 이러한 물순환부는 커버부(10)에 인가된 부력이 하부로 향하는 것을 즉시 해제하게 된다. 따라서, 수질 측정기가 수직 방향으로 견고하게 지지되도록 한다. 이에 따라 보다 정밀한 수위의 유지의 가능하여 측정 오차를 더욱 줄이게 된다.

또한, 물순환부(31a)에 따라 물이 자연스럽게 흘러 들어가 가이드부(60)와 커버부(20) 사이의 공기를 빼내어 부력이 더욱 위쪽으로 받도록 하여 전극부(40)가 더욱 아래 방향으로 자연스럽게 향하도록 한다. 이에 따라 측정 오차가 더욱 줄어든다.

전극부(40)는 가이드부(30)에 삽입되어 물과 접촉하도록 배치되는데, 도시된 것과 같이 수직봉의 형상으로 이루어질 수 있다. 더욱 상세하게 전극부(40)는 전극(41)과 보호커버(42)로 이루어진다. 보호커버(42)는 전극(41)인 유리관을 보호하는 역할을 수행한다. 이때, 보호커버(42)는 전극(41) 전체를 보호하는 형태가 아니라 전극의 하단부위만 별도로 부착하는 구조로 구성할 수도 있다.

고정덮개(50)는 가이드부(30)의 하단(32)에 결합되는데 전극(41) 단부의 일부를 노출시키면서 보호한다. 이때, 고정덮개(50)에는 물순환구(50a)가 형성되어 수질 측정 시 이물질들이 끼지 않도록 하고 물의 흐름을 유도하는 역할을 수행한다. 또한, 고정덮개(50)의 하단은 오염제거부(60)가 결합된다.

오염제거부(60)는 전극부(40)의 하단에 전극부(40)와 대향하도록 배치되어 전극부(40)의 오염물을 제거하는 역할을 수행한다. 도 2를 참조하면, 오염제거부(60)는 하우징(61)과 하우징 내부에 배치된 살균부(62), 커버(63), 초음파부(64), 제어판(66), 및 전원(67)을 포함하여 이루어진다.

이때 도시한 바와 같이, 살균부(62)는 전극(41)의 중심과 대향하도록 중심에 배치된다. 이때, 살균부(62)와 전극(41) 까지의 거리는 물에 의한 자외선의 흡수를 감안하여 10mm 이내로 하는 것이 바람직하다. 살균부(62)는 자외선을 방출하는 광원이면 무방하나 자외선 LED칩으로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 미생물의 살균을 위해서 살균부(62)는 일정 주기로 자외선을 출사하여 미생물의 번식을 억제하는 것이 바람직하다. 그런데, 자외선의 경우에는 투과도가 현저하게 낮아 지므로 자외선 LED칩의 상부에 커버(63)를 바로 배치하고 커버(63)는 석영 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

초음파부(64)는 살균부(62)를 중심으로 테두리 상에 배치된다. 초음파는 일종의 고주파 진동에너지의 형태로서 대략 20kHz의 주파수를 말한다. 초음파가 물속에서 발생하면 음파의 진동에 의해 수많은 거품이 발생하게 되는데, 이 거품이 진공청소기와 같은 역할을 해서 전극(41)의 표면에 있는 이물질을 떼어내게 된다.

이때, 초음파부(64)는 초음파를 발진하는 초음파진동자로 구성되는데 최종 초음파는 진동판(65)에서 발진되도록 한다. 이에 전극(41)과 보호커버(42)로 초음파가 전달되게 되고, 살균에 의해 사멸한 미생물이 흡착되어 있는 경우에 초음파는 전극(41)으로부터 미생물을 박리하게 된다.

이때, 오염제거부(60)의 하단에는 배수구(68)가 형성되어 있는데 배수구(68)는 초음파부(64)에서 외측으로 연장된 위치에 형성되어 있으므로 미생물이나 오염물이 배출되도록 한다. 특히, 진동판(65)은 배수구(68)로 향햐는 외각으로 경사지게 형성되어 있으므로 도 2의 (b)경로로 박리된 오염물이 배수구(68)로 원활하게 이동하도록 하므로 보다 신속한 이물질의 제거가 가능하게 된다. 바람직하게 진동판(65)의 경사도는 35도 정도가 가장 적당한 것이 실험적으로 확인되었다.

이때, 상기한 물순환구(50a)는 가이드부(30)에 진입한 물이 오염물과 함께 배수구(68)로 배출되는 것을 보조하게 된다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 수질 측정기(100)는 물 속에서 좌우 유동하면서 수질을 측정하게 되는데 전술한 커버부(10)에 의해 수위가 일정하게 유지된다. 이러한 좌우 유동에 의해 물순환구(50a)의 수평 방향으로 물이 유입되게 된다(도 2의 참조부호 (a)방향). 유입된 물은 다시 물순환구(50a) 또는 배수구(68)를 통해 배출되므로 물순환 경로를 생성하게 되고 이때 전술한 오염물이 함께 배출되도록 한다. 따라서, 오염물 제거 효율을 더욱 높이게 된다.

더욱 오염물 제거 효율을 높이기 위해서는 물순환구(50a)의 수직 방향으로 개구된 길이는 배수구(68)가 수평 방향으로 개구된 길이보다 크게 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라 물순환구를 경우에 물의 진입을 보다 원활하게 하여 오염물의 배출 효율을 더욱 높일 수 있다. 이때, 물순환구(50a)의 하단높이(h)는 전극(41)의 하단 높이보다 높게 형성되는 것이 좋다. 자외선의 노출 경로가 최대한 길게 확보되어 혹시 모를 생물체의 위해를 저감하기 위해서이다. 한편, 참조부호 66은 제어판을 나타내고 67은 전원인 배터리를 나타낸다. 이들은 자신의 기능뿐 만 아니라 무게추의 역할을 하게 되어 수직 방향의 수위 안정성을 더욱 높이게 된다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100: 부유식 수질 측정기
10: 커버부
20: 방수부재
30: 가이드부
31: 상단
31a: 물순환부
32: 하단
40: 전극부
41: 전극
42: 보호커버
50: 고정덮개
50a: 물순환구
60: 오염제거부
61: 하우징
62: 살균부
63: 커버
64: 초음파부
65: 진동판
66: 제어판
67: 전원
68: 배수구
200: 단말

Claims (7)

1. 내부의 공기로 부력을 형성하는 커버부;
   상단은 상기 커버부와 인접하면서 개구된 물순환부가 형성되어 상기 부력이 하부로 인가되는 것을 해제하고, 하단은 하부로 연장 형성되어 물에 삽입되는 가이드부;
   상기 가이드부에 삽입되어 물과 접촉되는 전극부; 및
   상기 전극부의 하단에 대향 배치된 오염제거부;
   를 포함하고,
   상기 오염제거부는 살균부와 초음파부를 포함하고, 상기 살균부는 상기 전극부에 대향하도록 배치되고 상기 초음파부는 살균부를 중심으로 테두리 상에 배치되며,
   상기 오염제거부의 테두리 하부쪽으로 배수구가 형성되고,
   상기 배수구는 상기 물순환구와 연통되도록 형성되어 상기 물순환구에 의해 가이드부에 진입한 물이 상기 오염물과 함께 상기 배수구로 배출되는 것을 특징으로 하는 부유식 수질 측정기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 가이드부의 하단은 물순환구가 형성되어 상기 전극부를 노출시키는 고정덮개와 결합하고, 상기 고정덮개의 하단은 상기 오염제거부가 결합된 것을 특징으로 하는 부유식 수질 측정기.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 물순환구의 수직 방향으로 개구된 길이는 상기 배수구가 수평 방향으로 개구된 길이보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 부유식 수질 측정기.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 부유식 수질 측정기는 pcb를 더 포함하고, 상기 pcb는 상기 오염제거부가 동작하지 않는 경우에 수질을 측정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 부유식 수질 측정기.
   

Images