KR102297617B1 - 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정수장이나 하수처리장에 투입되는 차아염소산나트륨 용액의 농도를 실시간으로 측정할 수 있는 차아염소산나트륨의 농도분석장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저농도의 잔류염소가 아닌 상대적으로 고농도인 투입측의 차아염소산나트륨의 농도를 실시간으로 측정하고, 그 측정값을 외부에서 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 농도분석장치에 관한 것이다. 본 발명은 고농도의 차아염소산나트륨 용액의 농도를 실시간으로 측정할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한 본 발명은, 고부식성 산화제인 차아염소산나트륨 소독제를 산업용 화학공정의 원액 상태 유체 흐름 조건에서 실시간 농도 분석을 할 수 있도록 하는 효과가 있다. 또한 본 발명은, 농도분석장치마다 서로 다를 수밖에 없는 특성값을 현장에 맞게 조정 및 적용할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치 {Multi-wavelength real-time concentration analyser capable of on-site calibration and measurement using optical system-specific visible light transmission characteristics}

본 발명은 정수장이나 하수처리장에 투입되는 차아염소산나트륨 용액의 농도를 실시간으로 측정할 수 있는 차아염소산나트륨의 농도분석장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저농도의 잔류염소가 아닌 상대적으로 고농도인 투입측의 차아염소산나트륨의 농도를 실시간으로 측정하고, 그 측정값을 외부에서 실시간으로 확인할 수 있도록 하는 농도분석장치에 관한 것이다.

차아염소산나트륨(NaOCl, 차염)은 정수장, 하수처리장의 살균장치, 보일러, 담수화 공정 처리수, 발전소의 냉각수 처리, 음용수 처리, 식물 및 채소, 육류 가공, 가정용 표백제로 사용되는 강한 염소취를 갖는 무색투명 액체 형태의 염소계 소독제이다.

차아염소산나트륨은, 차아염소산나트륨 발생기에서 소금과 물이 혼합되어 희석된 희석수가 전해조를 통과하는 과정 중에 셀 양측에 부과된 직류 전압에 의해 차아염소산나트륨 용액과 수소가스로 전기분해되면서 다음과 같이 반응하며 생성된다.

NaCl + H₂O + 2e- → NaOCl + H₂

이러한 염소는 효과적인 소독제임에도 불구하고 치명적인 독성 염소가스의 운반, 저장, 사용이 공공 보건과 안전에 문제가 되고, 특히 복잡한 도로에서의 운반, 환경보호지역과 인구밀집 거주지역에서의 사용은 큰 위험도를 안게 된다. 따라서 현장에서 직접 염소를 제조하여 사용하는 방식이 널리 사용되고 있다. 일반적으로 현장제조형 염소발생기는 염소소독이 필요한 현장에 전기분해조를 설치하고 물에 녹인 소금을 전기 분해하여 안전한 차아염소산나트륨을 생산하는 장치로 차아염소산나트륨발생기 혹은 차아염소산나트륨생성기라 한다.

도 1은 일반적인 차아염소산나트륨의 생성장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 연수기(1)를 거친 물은 배관을 통해 희석수조(2) 및 소금저장조(3)로 공급되고, 소금저장조(3)는 전해에 사용하는 소금을 용해시키고 포화염수를 만들고, 희석수조(2)는 포화염수를 희석하기 위한 물을 저장한다. 전기분해조(4)는 포화염수와 희석염수를 배관을 통해 공급받아 이를 전해시켜 차아염소산나트륨을 생성하고, 전기분해조(4)에서 전기분해 및 생성된 차아염소산나트륨은 저장조(5)로 공급되어 저장되었다가, 필요에 따라 정수장, 하수처리장 등의 투입지(6)로 주입된다.

그런데 차아염소산나트륨은 화학적으로 불안정한 물질이어서, 시간에 따라 농도가 떨어지며 특히, 온도에 영향을 많이 받아 온도가 높아질 경우 현저하게 농도가 떨어지게 된다. 이렇게 차아염소산나트륨의 농도가 떨어지면, 상대적으로 클로레이트와 같은 발암성 부산물의 농도가 증가하게 되는 문제가 있다. 클로레이트 (chlorate, ClO₃ ^-) 이온은 유해 화학물질로 피부 접촉시 피부 발진, 눈 통증 등이 일어날 수 있으며, 섭취시에는 복통, 구토, 설사를 유발하며, 과량 섭취시에는 저산소증을 동반하는 청색증과 호흡곤란을 유발하는데, 클로레이트의 환경부 수질 감시 기준은 0.7 mg/L (≒ 8.4×10^-6M)이다. 또한, 농도가 불규칙적인 차아염소산나트륨을 투입지의 오염수로 공급하는 경우, 차아염소산나트륨에 의해 소독된 정화수에 잔존하는 잔류염소농도가 시간대별로 불균일하게 되는 문제가 있다.

이를 방지하기 위해 차아염소산나트륨의 농도를 균일하게 유지하여야 하는데, 투입 후 투입지의 잔류염소 농도가 목표치로 유지되도록 하는 방법과, 투입지로의 투입 전에 저장되어 있는 차아염소산나트륨 저장탱크 측의 차아염소산나트륨 농도를 일정하게 유지되도록 하는 방법이 있다.

먼저, 첫 번째 방법을 위해, 투입지(6) 측에 도 1과 같이, 농도측정장치(7)를 구비하여 잔류염소 농도를 측정하는 방식은, 정수장, 하수처리장과 같은 투입지(6)에 차아염소산나트륨이 주입된 상태에서, 농도측정장치(7)를 통해 투입지(6)에서의 잔류염소의 농도를 측정하게 된다. 잔류염소 농도 측정 방법은, 특정 발색시약을 주입하여 잔류염소와 반응시켜 색을 유발시킨 후 색의 짙은 정도를 측정하는 분광광도법에 의한 측정방법과, 잔류염소가 전기적 또는 화학적으로 전극과 반응하고 반응한 전류의 세기를 측정하는 전극법이 대표적이다.

먼저, 분광광도법에 의하여 잔류염소를 측정하는 방식은 오랜 시간 검증된 방법으로 시료의 pH, 온도, 수압 변동에 영향이 적어 열악한 환경조건에 적합하다. 분광광도법에 발색물질로 사용되는 시약인 DPD는 잔류염소 뿐만 아니라 이산화염소(ClO₂), 브로민(Br₂), 오존(O₃), 과산화수소(H₂O₂) 등 다른 산화제와 반응하여 붉은색의 화합물을 형성하므로 DPD를 활용한 분광광도법은 잔류염소가 산화제의 대부분을 차지하는 정수처리공정의 잔류염소 측정에 좋은 방법이다. 그러나 발색 시약을 사용하여 잔류염소량을 측정하는 분광광도법은 시약에 의한 2차 오염문제가 발생할 수 있으며, 실시간으로 상기 잔류염소량을 모니터링할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 즉, DPD를 활용한 측정법은 시약식이므로, 실시간 자동으로 농도 측정이 불가능하고, 염소농도를 기준으로 10mg/L이상에서 색에 대한 분별력을 상실하여 측정범위에 들어오도록 시료를 일정비율로 희석해서 측정해야하므로 고농도의 잔류염소를 실시간 측정하는 것이 불가능하다. 또한 이 때 필요한 시약 DPD는 산소, 온도, 빛에 의해 발색 능력을 쉽게 잃게 되어 수용액 상태로 오래 보존할 수 없는 치명적인 단점을 가지고 있어 사용자로 하여금 시약을 자주 교체해야하는 불편함을 초래한다. 시약식 분광광도법에 의한 온라인 잔류염소 측정장치는 시료의 유출입 및 유로의 세척, 시료와 시약의 정량반응 유도를 위하여 비교적 복잡한 장비 구성을 필요로 하여 유지관리에 많은 어려움이 존재한다.

다음으로, 수용액상에서 분석물질이 물리적 또는 화학적으로 전극과 반응하고 상기 반응에 상응하는, 예를 들어, 전압 또는 전류의 반응신호를 나타내는 전극법 잔류염소 센서가 사용되고 있다. 상기 전극법은 발색 시약을 사용하지 않으며, 분석 대상 물질에 대한 감응 시간이 빨라, 실시간 분석이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 그런데 전극법에 의한 잔류염소 측정 방식은 차아염소산(HOCl)과 반응하며, 차아염소산은 pH 조건에 따라 차아염소산 이온(OCl^-)과 같이 존재하는데, 이러한 전극법은 시료의 pH를 측정하는 pH 측정센서가 별도로 필요하며 전극은 온도변화에 취약하고 온도 보정에 한계가 있다는 문제점이 있고, 장비의 가격이 분광광도법에 비해 상대적으로 비싸다는 단점이 있다. 또한, 전극법은 현장 시료의 측정에 있어 온도와 검출시료의 유속에 영향을 받고, 센서 감지부의 오염과 파손 등으로 전극수명이 단축되어 자주 교체하여야 하는 불편함이 있었다.

이러한 문제를 회피하기 위해, 투입된 후의 잔류염소가 아닌, 투입 전의 차아염소산나트륨 농도를 측정해 볼 수 있는데, 투입 전의 차아염소산나트륨은 예컨대 12% 정도의 고농도이다. 기존의 시약이 필요한 분광광도법이나 전기전도도법은, 10ppm 미만의 저농도 범위에 대해서만 측정이 가능하므로, 투입 전 120,000ppm 수준의 고농도 차아염소산나트륨 용액을 측정하기 위해서는 상당량 희석시키는 과정을 거쳐야만 하여, 그 과정이 번거롭고 실시간 측정이 불가능하다는 문제점이 있다. 따라서 시약식인 분광광도법으로는 투입, 희석 전의 고농도 용액에 대한 측정 자체를 시도해 볼 수 없었다.

또한 전극법은, 물리적 흡착을 기반으로 하므로 내화학성, 내구성이 부족한데, 고농도, 고부식성 차아염소산나트륨 용액과 접촉하면 장비가 파손될 수밖에 없으며, 오차 범위가 10%에 이르는 등 전문적인 교정이 수시로 요구되고, 아울러 전극 등의 수명 주기가 짧아 교체가 잦고, 염분 함량에 따른 전도도 오차도 크다는 단점이 있다.

종래의 전도도나, 비중과 밀도 기반의 실시간 차아염소산나트륨 농도 측정은 공정, 온도별 유입 차아염소산나트륨 중의 염분 함량에 절대적으로 의존하며, 더구나, 차염 분해시 다량의 염분(NaCl, 전해질에서는 전기전도성을 갖는 Na⁺ 이온으로 존재)이 추가로 형성되며, 온도 영향에 의해 이러한 염분 함량의 급격한 증가시 전도도나, 비중 밀도 변화의 영향이 매우 커서, 결과적으로 사계절 기준의 유효염소 농도 측정 정확도가 매우 낮은 방법이다. 이는 넓은 온도 범위나 농도 범위에서, 염분 자체의 차아염소산나트륨 중 용해도 차이가 크고, 주위 온도 영향 또는 배달되는 차아염소산나트륨의 공정별 차이로 인한 염분 함량이 달라져, 염분 함량을 보정하는 이중화된 차등 계측에 의존해야 하므로, 이러한 전도도나, 비중과 밀도 기반의 농도측정장치의 사용은 사계절의 기후 특성상 그 정확도에 문제가 발생된다.

결국, 고농도의 차아염소산나트륨 농도는, 요오드 적정법을 통해 측정할 수밖에 없는데, 요오드 적정법은 삼각플라스크에 정제수 60ml에 포타슘 1g을 넣은 후 혼합하는 단계와, 아세트산 10ml를 플라스크에 넣고 혼합하는 단계와, 차아염소산 나트륨 용액 5g을 플라스크에 넣는 단계와, 티오황산염을 플라스크에 넣으며 혼합하여 색상 변화를 관찰한 후 투입량을 기록하는 단계와, 티오황산염 실제 투입량 x 709.2를 계산하여 농도를 측정하는 단계로 이루어진다. 즉, 차아염소산나트륨 용액을 채수하여 실험실에서 측정하는 수동식 방법이므로, 이때 측정된 농도는 측정자의 전문성이나 주관적 입장에 따라 달라질 수 있고, 또한 농도 측정 시간이 많이 소요되는 문제점이 있어, 실시간으로 자동적인 농도 측정 방법이 되지 못한다는 단점이 있다.

실시간으로 자동 농도측정이 되지 않으면, 정수지로부터 불순물, 유해물이 함유된 정수가 공급되더라도, 적게는 며칠에서 많게는 몇 달씩 이를 확인하지 못하고 방치되는 실정이다. 따라서 고농도 차아염소산나트륨에 대한 현장, 실시간, 자동 농도측정을 할 수 있도록 하고, 이를 통해 관리자에게 원격으로 피드백을 하여 감시 및 대비가 가능하도록 하는 ICT 융합 구성 및 시스템에 대한 기술적 필요성이 대두되고 있다.

등록실용신안 제20-0366821호 등록특허 제10-1543299호

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정수지 등으로의 투입 전 고농도의 차아염소산나트륨 용액의 농도를 실시간으로 측정할 수 있도록 하는 농도분석장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 고부식성 산화제인 차아염소산나트륨 소독제를 산업용 화학공정의 원액 상태 유체 흐름 조건에서 실시간으로 농도 분석할 수 있는 새로운 개념의 분광색차 농도분석 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 다파장 분광광도법을 통해 고농도의 차아염소산나트륨의 농도를 측정할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 농도분석장치마다 서로 다를 수밖에 없는 특성값을 현장에 맞게 조정 및 적용할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 광학식, 비전류측정, 무시약 방식을 채택하고, 실시간으로 현장 측정 농도를 외부로 전달할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 비전문가도 용이하게 장비의 현장 교정을 할 수 있도록 하는 농도분석장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 현장에서 선호되는 분광분석법이, 시약이나 희석 과정 없이도 저농도는 물론 고농도의 염소 측정, 분석에 사용될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 수처리제, 표백제 등의 용도로 제조된 차아염소산염(ClO)이 포함된 차아염소산나트륨(NaClO), 차아염소산칼슘 용액(Ca(OCl)₂) 등의 농도를 실시간으로 직접 측정하기 위한 분석장치에 있어서, 요오드 적정법 또는 DPD 시약법 등에 의한 Zero/Span 원농도 교정을 수행한 이후, 실시간 측정 시에는 발색이나 pH 조절, 안정제 등의 시약의 사용이 없는 다파장 분광 분석 방식의 광학분석장치(100);를 구비하고, 상기 광학분석장치는 색도 단일 값으로 용액에 함유된 차아염소산염 이온(ClO^-) 농도를 회귀분석하여 측정하는 것을 특징으로 하는 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치이다.

또한, 차아염소산나트륨을 투입지로 주입하는 차아염소산나트륨 주입시스템에서, 투입지로 주입되는 차아염소산나트륨의 농도를 실시간으로 측정하기 위한 분석장치에 있어서, 용액 중 차아염소산나트륨 또는 그 용액의 농도를 분석하기 위한 광학분석장치(100);를 구비하고, 상기 광학분석장치는 차아염소산나트륨이 저장되는 차염저장탱크과 투입지의 사이에 배치되어, 차아염소산나트륨 용액을 투입지로 주입되는 단계에서 그 농도를 측정하는 것을 특징으로 하는 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치이다.

상기 광학분석장치(100)는: 다파장 발광부 및 서로 다른 파장의 3개 이상의 광센서를 구비하는 수광부;를 구비하고, 상기 다파장 발광부 및 수광부의 사이에서, 차아염소산나트륨 용액의 파장별 유체 광투과도를 측정하는 것을 특징으로 한다.

상기 광학분석장치(100)는: 측정된 3개 이상의 파장별 유체 광투과도 값을 수신하는 다파장 입력부(130); 및 상기 3개 이상의 유체 광투과도의 상대적 비율을 적용하여 정해진 알고리즘 연산을 수행하고, 연산된 값에 따른 농도를 산출하는 알고리즘부(140);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 알고리즘부(140)는: 복수 파장간 광투과도 비율을 산정하는 비율산정부(142);를 구비하고, 농도산출부(148)는 산정된 광투과도 비율에 따라 측정농도값을 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 알고리즘부(140)는: 복수 파장간 광투과도 비율을 산정하는 비율산정부(142); 및 상기 비율산정부에서 산정된 복수 파장간의 광투과도 비율의 상호 관계에 따라 대응되는 색도를 도출하는 색도 도출부(144);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 알고리즘부(140)는: 상기 광투과도 비율 또는 상기 색도에 대응되는 측정농도값을 도출하는 회귀분석부(146);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 광학분석장치는 차아염소산나트륨 용액의 기준농도값을 입력하기 위한 기준농도입력부(150);를 더 구비하고, 상기 알고리즘부(140)는 상관교정부(152)를 더 구비하고, 상기 기준농도입력부(150)로 입력된 차아염소산나트륨 용액의 기준농도값은 상기 알고리즘부(140)의 상관교정부(152)로 제공되고, 상기 기준농도값에 대응되는 차아염소산나트륨 용액에 대해 상기 광학분석장치(100)를 통해 측정되어 상기 회귀분석부(146)를 거쳐 도출된 측정농도값이 상기 상관교정부(152)로 제공되어, 상기 상관교정부(152)에서 상기 기준농도값과 상기 측정농도값을 상호 비교하고, 그 비교에 따른 교정 결과는 상기 회귀분석부(146)에 갱신 적용되는 것을 특징으로 한다.

상기 기준농도입력부(150)로부터 서로 다른 2 이상의 다른 농도의 차아염소산나트륨 용액의 제1,…, n 기준농도값(n은 2 이상)을 입력받고, 상기 상관교정부(152)는 상기 제1,…, n 기준농도값에 대응되는 제1,…, n 측정농도값을 입력받아, 상기 상관교정부(152)에서 제1,…, n 기준농도값과 제1,…, n 측정농도값의 비교에 따른 교정 결과가, 상기 회귀분석부(146)에 갱신 적용되는 것을 특징으로 한다.

상기 광학분석장치로부터 실시간으로 농도 값을 수신받아 저장, 관리하고, 관리자의 단말기에서 해당 광학분석장치 정보, 농도 정보, 동작 정보 및 알람 정보 중 어느 하나 이상이 실시간으로 조회될 수 있도록 출력하는 관리서버(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차아염소산염 발생장치 및/또는 희석장치 및/또는 저장장치 및/또는 주입장치 및/또는 소독공정　중 부산물　형성　억제　관리　시스템을 제공한다.

본 발명은 고농도의 차아염소산나트륨 용액의 농도를 실시간으로 측정할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 고부식성 산화제인 차아염소산나트륨 소독제를 산업용 화학공정의 원액 상태 유체 흐름 조건에서 실시간 농도 분석을 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 농도분석장치마다 서로 다를 수밖에 없는 특성값을 현장에 맞게 조정 및 적용할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은, 광학식, 비전류측정, 무시약 방식을 채택하고, 실시간으로 현장 측정 농도를 외부로 전달할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 비전문가도 용이하게 장비의 현장 교정을 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 현장에서 선호되는 분광분석법이, 시약이나 희석 과정 없이도 저농도는 물론 고농도의 염소 측정, 분석에 사용될 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 차아염소산나트륨의 생성장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 광학농도계의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 차아염소산나트륨의 생성장치 및 농도분석장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 농도분석장치에서의 농도에 따른 파장별 광투과율 추이를 나타내는 그래프이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 농도분석장치에서의 농도에 따른 다파장별 광투과율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 광학분석장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 알고리즘부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9 및 도 10은 도 5 및 도 6과 같은 농도 변화에서의, 농도 측정값을 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 ICT 융합 실시간 차아염소산나트륨의 농도분석장치를 나타내는 구성도이다.
도 12 및 도 13은 실제농도와 본 발명의 농도산출부에서 산출된 계산농도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 광학분석장치에 따른 농도분석 시험성적서이다.
도 17 및 도 18은 상관교정부에서의 교정을 위해 농도산출부에서의 산출농도값을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 19 내지 도 23은 색도값과 농도분석 및 교정에 따른 분석 예시에 따른 표 및 그래프이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함한다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 2는 본 발명에 적용되는 광학농도계의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 사용되는 광학농도계(10)는 본 출원인의 등록특허 제10-2182384호로 개발된 것으로서, 본체부(11)의 좌우로 발광수평부(14)와 수광수평부(15)를 형성하고 있으며, 상방으로는 출수부(13)를 구비하고 있고, 수평 정면으로는 입수부(12)가 형성되어 있다. 이러한 발광수평부(14)와 수광수평부(15)를 통해 발광부(미도시)로부터 다파장의 광이 그 사이로 흐르는 고농도의 차아염소산나트륨 용액을 투과하여 수광부(미도시)에서 감지된다. 이러한 광학농도계(10)는 흡광성 흑체 재질의 내부식성, 강알칼리성의 내화학성 외광 차폐 광학계를 구성하도록 하여, 광학계별 특성 고유값이 도출되도록 하고, 이 특성 고유값은 측정 광로 길이 및 차아염소산염 이온 농도에 비례하게 된다.

정수장, 하수처리장 등의 소독에 사용되는 현장 발생 차염 또는 시판 차염과 같은 염소 주입 소독제 용액의 농도를 측정하고자 할때, 화학 원료 성분이 갖는 고유의 광학 특성을 이용하는 무시약 분광 분석시, 농도 희석 및 pH 변화 반응 과정에서 화학적 분해가 동시에 이루어지기 때문에, 단파장 측정 광원만으로는, 도출되는 데이터값의 직진성 부재로 인해 실 측정 적용시 어려움이 있다. 아울러 차염의 경우 특정 단파장에서의 광투과율은 농도와 무관하게 유사값을 갖는 경우가 있다. 따라서 다파장 측정 광원을 적용함으로써, 이러한 문제를 회피하고 분광 색차 농도 변화 분석시 직진성 및 재현성의 확보가 가능하며, 수처리제인 차염의 농도별 원액에 대해 시약 반응 없이도 실시간으로 분석할 필요성이 있다.

도 3은 본 발명에 따른 차아염소산나트륨의 생성장치 및 농도분석장치를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광학분석장치(100)는 차아염소산나트륨의 저장조(5) 측, 즉 투입지(6)의 선단 측에 배치된다. 이는 잔류염소농도를 측정하기 위한 종래의 농도측정장치(7; 도 1)가 투입지(6) 측에 배치되는 것과 차별된다. 도 2를 통해 설명한 광학농도계(10)는 광학분석장치(100)의 일 구성으로 포함된다.

도 4는 본 발명의 농도분석장치에서의 농도에 따른 파장별 광투과율 추이를 나타내는 그래프이다. 도 4를 참조하면, 수천ppm 수준의 차아염소산나트륨의 희석 농도에 따른 파장별 광투과율은 분석 결과, 정/부 방향성 변화가 수시로 일어난다. x축은 농도, y축은 광투과율, 각 색별로 서로 다른 파장 광에 따른 추이를 나타낸다. 광투과율은 투과지수와 같고, 흡광도와는 반대 차원의 개념에 해당될 수 있으며, 본 발명은 이러한 가시광 투과지수인 광투과율이 광학계별 고유 특성값을 갖게 됨을 활용한다.

이 그래프에 따르면, 단파장 기준으로, 서로 다른 농도값에 대해 동일한 광투과율을 중복하여 나타낸다. 예컨대 파란색으로 표시된 500nm 단파장 광에 의한 농도측정 결과에 따르면, 93ppm 농도에서의 광투과율이 약 2000 남짓인데, 다시 4271ppm의 농도에서도 광투과율이 약 2000을 다시 가리키고 있어, 광투과율이 2000일때, 농도가 93ppm 정도일 수도 있고, 4271ppm 정도일 수도 있게 된다. 즉, 단파장의 광강도 계산으로는 농도 변화 방향성 및 변별력이 없으며, 농도의 유의차 분석이 어려움을 알 수 있다. 넓은 범위에서의 직접적인 농도 해석이 불가능함을 의미하므로, 저농도 구간에서만 비례 관계를 토대로 단파장을 활용할 수밖에 없었다.

본 발명은, 이러한 단파장 분광법의 문제점을 해결하여, 다파장의 비율을 분석하여, 저농도나 고농도에 상관없이, 농도를 측정하도록 하기 위한 것이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 농도분석장치에서의 농도에 따른 다파장별 광투과율을 나타내는 그래프이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 다파장 분석을 통한 농도 변화시의 색차 분석을 한 것으로서, 검정색으로 표시된 것은 실제 농도값을 나타내며, 이와 함께 표시된 L1~L6은 해당 농도값에 대응되는 여러 파장별 광투과율을 동시에 나타내는 것이다. 실제 농도가 변동될 때, 다파장의 측정 광투과율은 고유의 특정 비율을 이루며 변동된다.

이러한 다파장의 여러 측정값이 특정한 농도값을 지칭할 수 있도록 알고리즘을 통해 연산을 하여야 하는데, 이를 위해 본 발명은 다음과 같은 구성을 구비하고 있다.

도 7은 본 발명의 광학분석장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 알고리즘부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 발광부(110)와 수광부(120) 사이에는 3개 이상 다파장의 광이 투사되고, 그 사이로는 차아염소산나트륨 용액이 흐르게 된다. 수광부(120)에서 측정된 다파장의 광투과율 값은 다파장 입력부(130)에서 수신된다.

수신된 각 파장별 광투과율 값은 알고리즘부(140)에서 각 파장별 비율을 고려하여 연산하게 되고, 그 연산값에 따라 측정농도값을 산출하게 된다. 특히 본 발명은, 다파장 광투과율의 상호 비율로부터 여러 패턴의 색도값을 추출해 낼 수 있는 점을 활용하고, 아울러, 여기에서 다시 농도에 따라 선형적으로 매칭되는 특정 색도값을 찾을 수 있음을 발견하고(직선성), 이를 반복 산출하기 위해 회귀함수의 적용이 가능함(재현성)에 기초하는 것을 특징으로 한다.

도 8을 참조하면, 알고리즘부(140)는 비율산정부(142), 색도 도출부(144), 농도산출부(148)를 기본적으로 포함하여 구성되고, 농도산출부(148)는 회귀분석부(146)를 포함하여 구성된다. 비율산정부(142)는 측정된 복수의 파장별 광투과율 비율을 산정하고, 색도 도출부(144)는 상기 비율에 매칭되는 색도값을 도출한다. 색도 도출부(144)를 통해, 차아염소산나트륨의 농도별 원액에 대해, 다파장 광원별 광투과율 비율값은 차아염소산염 이온 농도에 대한 색도 단일 값으로 변환 가능하게 된다. 차아염소산염 이온 농도에 대한 무시약 다파장 측정 색도 단일값은, ASTM, DIN 등의 색도 측정을 차아염소산염 이온 농도에 대해 준용하는 것을 포함할 수 있다.

알고리즘부(140)에는 해당 색도에 해당하는 원농도 값을 저장하고 있을 수도 있고, 후술할 기준농도입력부(150)로부터의 입력되는 실제 농도값에 따라 새롭게 색도 매칭값을 설정할 수도 있다.

이러한 알고리즘부(140)의 1차적 특징은, 기존과 같은 단파장 광투과율의 절대값으로는 여러 범위에서의 농도 판단이 불가하므로, 이를 활용하지 않고, 여러 파장별 광투과율의 상대적인 비율을 색도 판단의 근거로 사용한다는 점이다. 상대적인 비율의 3차원적 변화값 중 도출되는 규칙에 따라, 파장들 사이의 광투과율 상호 비율과 그 변화가 몇몇 농도들 및 그 변화에 매칭되도록, 정할 수 있다. 본 발명은 이러한 광투과율의 상대적 비율을 활용하여 알고리즘을 도출함으로써, 고강도의 발광장치나, 또는 측정 용액을 상당히 희석하지 않고도, 높은 농도를 포함한 다양한 농도의 특성값을 추출해 낼 수 있게 된다. 색도 도출부(144)는 비율산정부(142)로부터 제공된 비율을 기초로, 색도값을 도출해 낸다.

알고리즘부(140)의 색도 도출부(144)에서 제공된 색도값에 따라 회귀분석부(146)에서의 회귀분석(선형, 지수, 로그, 다항식, 거듭제곱 등)을 거쳐, 농도산출부(148)가 특정 측정농도값을 산출하게 된다.

회귀분석부(146)는 제공된 색도값 x에 대해 측정농도값 c가, c = ax + b (a는 기울기, b는 절편)이 되는 관계로 분석하여 농도를 산출하게 된다. 이러한 측정농도값과 실제의 원 농도는, 색도값의 변화에 따라 동일한 증감 양상을 보이겠으나, 그 절대값에서는 차이가 있을 수 있다. 회귀분석부(146)는 색도값과 선형 비례관계가 되는 특정 매칭값을 도출하여, 이를 측정농도값의 매칭값으로 사용한다. 이 때 측정농도값의 매칭값 증감과 실제 농도의 증감의 관계는 그래프상 직선성을 갖게 되도록 한다. 다만, 이 상태에서 이 특정 색도값, 매칭값, 이에 따른 측정농도값이 실제 농도와는 다르거나, 다를 수 있으므로, 이를 정하기 위해 이하의 구성 및 과정을 수행하여야 한다.

기준농도입력부(150)를 더 구비하고, 알고리즘부(140)에는 상관교정부(152)를 더 구비한다. 상관교정부(152)에서는 회귀분석부(146)에서 산출된 측정농도값 c가 실제 원 농도 y와 일치하거나 또는 어떤 관계를 갖는지, 확인하여 교정하고, 그 교정된 값에 따라 회귀분석부(146)의 분석 연산시에 반영되도록 업데이트 및 저장하도록 하는 기능을 한다.

광학분석장치(100)는 설치 위치의 특성이나, 광학계, 장비 특성, 제조 오차, 부품 성능에 따라, 동일하게 제조된 장비라도 절대적인 측정, 매칭값을 갖는 것이 아니라, 서로 다른 태생적 절대값의 차이를 갖고 있다. 즉, 전술한 농도산출부(148)의 회귀분석부(146)에 의한 특정 색도값을 통해, 직선 비례관계를 도출하기는 하나, 어느 특정 산출값이 어떤 실제 농도를 지칭하는지 어느 정도 차이가 있을 수 있다.

예컨대, 2 이상의 광학분석장치(100)에 대한 2 이상의 A, B 설치 현장에 있어서, 측정중인 용액의 실제 기준농도는 1000 일때, A 현장의 A 광학분석장치(100)의 최초 측정농도값은 500 이라는 수치가, B 현장의 B 광학분석장치(100)의 최초 측정농도값은 450 이라는 수치가 산출될 수 있다. 따라서 A 광학분석장치(100)에서 이후에도 500 이라는 수치가 산출되면 이에 대응되는 측정농도값이 1000 이고, B 광학분석장치(100)에서 이후에도 450 이라는 수치가 산출되면 이에 대응되는 측정농도값이 1000 인 것으로 판단하도록 교정을 할 필요가 있다.

따라서, 광학분석장치(100)가 제조되어 현장에 설치된 후에, 기준값을 제공해 줄 필요가 있으며, 이러한 기준값을 입력받기 위한 장치가 기준농도입력부(150)이다. 제1 기준농도의 용액에 대해 현장 설치된 광학분석장치(100)의 분광 측정을 통한 제1 측정농도를 도출시키고, 동시에 이에 대응되는 제1 기준농도를 기준농도입력부(150)로 입력한다. 이 때 실제 제1 기준농도는 요오드 적정법, DPD 시약법에 의해 측정되거나, 또는 농도가 정해진 표준 용액을 사용하며 정보를 입력할 수 있을 것이다. 다시, 제1 기준농도와 다른 제2 기준농도의 용액에 대한 분광 측정을 통해, 제2 측정농도를 도출시키고, 마찬가지로 제2 기준농도를 기준농도입력부(150)로 입력시킨다.

상관교정부(152)에서는 입력된 제1, 2 기준농도값과, 측정된 제1, 2 측정농도값을 상호 비교하여, 교정값 내지는 교정함수를 도출하고, 이를 회귀분석부(146)로 전달 및 저장하여, 회귀분석부(146)의 회귀분석 함수를 업데이트 하거나, 농도산출부(148) 내의 DB(미도시)에 저장하도록 한다. 상관교정부(152)는 제1, 2 내지는 그 이상의 n회에 걸친 기준농도값 및 측정농도값의 입력시에, 2 이상의 지점에 대한 zero/span 방식의 교정을 수행한다. 광학계별 특성 고유값에 의한 2점 이상의 zero/span 교정시 특성 안정화를 위한 시간 변화 적용 기준값은 차아염소산염 이온 농도 및/또는 측정 용기의 용적에 비례 또는 내부식 재질의 밀도에 반비례하게 된다.

도 9 및 도 10은 도 5 및 도 6과 같은 농도 변화에서의, 측정농도값을 나타내는 그래프이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 비율산정부(142)에서의 여러 파장별 광투과율 비율 산정에 의해 색도 도출부(144)에서 도출된 색도값에 따라, 최종적으로 도면과 같은 여러 농도별 변화 양상이 도출된다.

파장별 광투과율 비율 산정에 의한 색도값 도출만으로, 일부 영역씩 실제 농도와의 일치, 비례 관계가 도출된다. 이 중 전체 영역에 대해 일치, 비례 관계가 도출되는 것은 적색 Df(REF) 라인이다. 따라서 각 영역별 적절한 라인을 채택하여 활용할 수도 있으며, 이 중 도 5 및 도 6의 실제 농도 변화인 검정색 Df(REF) 라인 그래프와 일치하는 것이 도 9 및 도 10의 적색 Df(REF) 라인 그래프이므로, 이러한 도출 분석값을 채택하는 것이 가장 바람직할 것이며, 이로써 유효염소의 농도를 시약 없이도 수십만 ppm에 이르기까지 정확히 측정해 낼 수 있게 된다.

이와 같이 도 9 및 도 10과 같이 도출된 여러 색도값의 대응 관계들 중, 실제 농도와의 선형적 비례관계를 갖는 검정색 Df(REF) 라인 그래프의 도출 관계를 추출해 내는 것이, 회귀분석부(146)의 역할이 된다.

도 11은 본 발명의 ICT 융합 실시간 차아염소산나트륨의 농도분석장치를 나타내는 구성도이다. 도 11을 참조하면, 광학분석장치(100)는 관리서버(300)와 네트워크(200)를 통해 연결되고, 관리서버(300)는 광학분석장치(100)에서 실시간으로 측정되는 농도를 관리서버(300)로 전송하게 된다. 관리서버(300)는 광학분석장치(100)의 정보, 농도 정보, 동작 정보 및 알람 정보 등을 수신하여, 이를 관리자 단말기(400)로 보내게 된다.

미국 EPA 식수 모니터링 시행 결과에 따르면, 인체 유해 부산물인 클로레이트가 건강 기준치인 0.2mg/L를 1회 이상 초과한 사례가, 지역 비율로는 38.4%, 인구 비율로는 48.2%에 이르고 있는데, 상기와 같은 실시간 광학분석장치(100), 네트워크(200) 및 관리서버(300)를 구비하는 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치에 의해, 분해 농도값을 추적하여 클로레이트 형성량을 직관적으로 알아내고, 최대주입율 및 또는 농도별 적정 주입량을 제어함으로써,이러한 문제가 원천적으로 해소되는 효과가 있다.

이 때 차아염소산염의 분해에 의한 부산물인 클로레이트(ClO₃ ^-) 형성량의 직관적 예측이 가능한 화학양론식은 1g Cl₂ 농도 감소시 392mg ClO₃ ^- 형성 증가로 산출된다.

이는 또한, 차아염소산염 중 염의 함량과 전이금속, 초기 클로레이트 함량 등의 영향 요인을 고려하기에, 주기적으로 클로레이트 함량을 실측하여 보정계수로서 교정하는 현장 운용이 가능하다. 가령, 1g Cl₂ 농도 감소 측정시 클로레이트 형성량 간의 실측 보정계수가 0.927이라면, 392mg ClO₃ ^- * 0.927 = 363mg ClO₃ ^- 의 비율로 적용된다.

도 12 및 도 13은 실제농도와 본 발명의 농도산출부에서 산출된 계산농도와의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 12를 참조하면, 본 발명의 농도분석장치에 따르면, 실제 농도와의 상관계수가 0.9988, 결정계수가 0.9977에 이를 정도의 정확성을 보이고 있다.

실제 농도와 측정농도값 사이의 상호 관계를 판단하는 지표로 상관관계 분석에 따른 상관계수(correlation coefficient)를 활용하여, 두 변수 간의 인과관계와 같이 실제 농도값이 측정농도값에 주는 영향력을 알아보고자 하는 경우, 회귀분석법을 사용한다. 두 변수의 상관관계의 크기는 상관계수를 통해 정량화 되어 계산된다. 결정계수(coefficient of determination)는 상관계수를 제공한 값으로 사용되는데, 변수 간 영향을 주는 정도, 인과 관계의 정도를 정량화 해서 나타낸 수치이다. 상관계수가 상관관계 분석에 사용하는 수치라면, 결정계수는 회귀분석에 사용되는 수치이다.

상관계수가 1에 가까울수록, 실제 농도값 대비 정확도가 높다는 점이 검증되는 것인데, 도 12의 관계의 x축, y축 기준을 서로 바꾸어 좌표와 계산 수식을 바꾸어 도 13과 같이 나타내더라도, 각 도출되는 상관계수(0.99885)와 결정계수(0.9977)가 거의 변동되지 않음을 알 수 있어, 실제 원 농도 대비 변화시의 측정농도값의 추이가 매우 정확한 상태임을 알 수 있다.

도 14 내지 도 16은 본 발명의 광학분석장치에 따른 농도분석 시험성적서이다. 도 14 내지 16을 참조하면, 기준 농도값과 측정농도값의 최대 편차가 최소 측정 구간 영역에서 0.04, 최대 측정 구간에서 0.32, 중간 측정 구간에서 0.011662, 0.020591에 불과할 정도로 매우 정확한 실시간 측정 결과를 보여주고 있다.

도 17 및 도 18은 상관교정부에서의 교정을 위해 농도산출부에서의 산출농도값을 시간에 따라 나타낸 그래프이다. 도 17 및 도 18을 참조하면, 상관교정부(152)에서의 zero/span 교정시, 농도 교정용 표준 용액을 시험 용기에 주입후 시간 경과에 따라 농도산출부(148)가 산출한 측정농도값을 나타낸다. 농도 측정 초창기에는 기포로 인한 노이즈 또는 차아염소산나트륨의 Break Point 특성 등에 의해 정확한 산출값이 나오지 않으므로, 10분~1시간 등 일정 시간이 경과된 이후의 값을 취하여, 고유 색도값을 선형회귀법으로 치환하여 농도 변환 함수를 얻고, 그 반복에 따라 교정하고, 기준값을 보정하도록 한다. 기포 형성 억제, 기존 용액 잔량의 희석/세척 배출, 시험 용기와 연결된 입출수 관로의 역세척 펌프의 양방향 제어, 단방향 흐름시 용기의 경사각 회전 배출, 용기하단 백드레인용 밸브 기능 추가를 통한 기준 용액 잔량 제거, 교정 기준 용액 간의 혼입방지 공정 등의 부가적 조치를 취함으로써, 요오드 적정법, DPD 시약법 이상의 도 12, 13에 나타난 바와 같은 우수한 직선성 회귀분석 특성을 도출해 낼 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 19 내지 도 23은 색도값과 농도분석 및 교정에 따른 분석 예시에 따른 표 및 그래프이다. 도 19는 Zero/Span 회귀분석식 도출에서 넓은 구간 특성을 감안하는 4point 계산 예시인데, 이를 참조하면, 실제 원농도 0, 40, 80, 120 g/L 를 기준으로, Da, Db, Dc는 제1광학측정계에서의 다양한 색도값 x를 의미하고, Fa, Fb, Fc는 제1광학측정계에서의 다양한 측정농도값 c를 의미한다. Da=22.66, Db=0.23, Dc=27.31 등의 차이는 단일 색도법에 따른 계산 기준량과 색도 비율의 차이에 해당하며, 이에 대응되는 측정농도값은 각 Fa=42.12, Fb=40.24, Fc=42,10 이 된다.

도 20은 Zero/Span 회귀분석식 도출에서 특정구간의 농도를 보다 원농도에 근접하게 산출하는 2point 계산 예시이다. 색도법 별로 2point 교정된 원농도에 해당하는 Zero/Span 교정 색도값 Da, Db, Dc에 따라, 당연히 동일 색도값에 대해 Fa, Fb는 각 40, 120 이 나오게 된다. 즉, 회귀분석부(146)의 회귀분석함수, 수식에 따른 연산에 의해 교정한 기준값 지점에서는 상관계수 1에 해당 하는 원농도값이 나오는 것이고, 그 사이의 중간 측정값들은 직선성 오차 요인 등에 의해 조금씩 달라지게된다.

도 21 및 도 22에 따르면, 2point Zero/Span 교정(원농도 40, 120) 후에, 색도법 또는 광학계별로 다른 구간의 농도(원농도 0, 80)를 측정을 하니, 색도값 상관계수가 0.999 등 우수한 값으로 나오는 것으로 검증이 됨을 알 수 있으며, 도 23을 보면 원농도와 본 발명에 따라 분석된 농도값이 거의 일치하며, 그 상관계수는 0.9987, 0.9944, 0.9988 에 이를 정도로 정확함을 나타낸다.

본 발명의 제1특징(다파장 이용 차아염소산염의 원 농도별 색도 선정 및 측정 농도값 도출 알고리즘)은, 시약 사용 없이 알칼리성 차아염소산나트륨 용액에 대한 다파장 간의 광투과도 비율을 감지하면, 광투과도 비율에 따라 차아염소산염(ClO^-) 원 농도에 매칭하기 위한 색도를 선정한다. 색도는 회귀분석(선형, 지수, 로그, 다항식, 거듭제곱 등) 수식을 도출 적용하여, 측정농도값 c를 지시하게 된다.

본 발명의 제2특징(교정)은, 현장값 입력 후 Zero/Span 방식으로 특성이 파악되고, 광학계별로 고유한 회귀분석(선형, 지수, 로그, 다항식, 거듭제곱 등) 수식으로서 알려진 차아염소산염(ClO^-) 원 농도별 색도 특성에 따라 특정 Zero/Span 구간의 차아염소산염(ClO^-) 측정농도값 c를 지시하는 2 포인트 이상의 교정을 실시하고, 교정 이후, 시약 사용이 불필요한 다파장 광학측정으로 알칼리성 차아염소산나트륨 용액 중 ClO^- 측정값을 지시할 수 있게 된다. 이는 동일한 원 농도 y에 대해 동일 색도 x 가 광학계별로 고유하게 달라지더라도, 회귀분석을 통해 교정하면, 원 농도와 각각의 회귀분석 수식 교정 결과값인 측정농도값 c 간의 상관계수가 0.975~1 사이에 속하게 됨을 의미한다.

본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 또한, 본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서의 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.

1: 연수기 2: 희석수조
3: 소금저장조 4: 전기분해조
5: 저장조 6: 투입지
100: 광학분석장치
110: 발광부 120: 수광부
130: 다파장 입력부 140: 알고리즘부
142: 비율산정부 144: 색도 도출부
146: 회귀분석부 148: 농도산출부
150: 기준농도입력부 152: 상관교정부
300: 관리서버 400: 관리자 단말기

Claims (14)

1. 차아염소산염이 포함된 용액의 농도를 실시간으로 직접 측정하기 위한 분석장치에 있어서,
   차아염소산나트륨의 농도를 분석하기 위한 광학분석장치를 구비하고,
   상기 광학분석장치는 색도 단일 값으로 용액에 함유된 차아염소산염 이온 농도를 회귀분석하는 것을 포함하고,
   상기 광학분석장치는:
   다파장 발광부 및 서로 다른 파장의 3개 이상의 광센서를 구비하는 수광부;를 구비하고,
   상기 다파장 발광부 및 수광부의 사이에서, 차아염소산나트륨 용액의 파장별 유체 광투과도를 측정하고,
   상기 광학분석장치는:
   측정된 3개 이상의 파장별 유체 광투과도 값을 수신하는 다파장 입력부; 및
   상기 3개 이상의 유체 광투과도의 상대적 비율을 적용하여 정해진 알고리즘 연산을 수행하고, 연산된 값에 따른 농도를 산출하는 알고리즘부;를 포함하고,
   상기 알고리즘부는:
   복수 파장간 광투과도 비율을 산정하는 비율산정부; 및
   상기 비율산정부에서 산정된 복수 파장간의 광투과도 비율의 상호 관계에 따라 대응되는 색도를 도출하는 색도 도출부;를 포함하고,
   상기 알고리즘부는:
   상기 광투과도 비율 또는 상기 색도에 대응되는 측정농도값을 도출하는 회귀분석부;를 포함하고,
   상기 광학분석장치는 차아염소산나트륨 용액의 기준농도값을 입력하기 위한 기준농도입력부;를 더 구비하고,
   상기 알고리즘부는 상관교정부를 더 구비하고,
   상기 기준농도입력부로 입력된 차아염소산나트륨 용액의 기준농도값은 상기 알고리즘부의 상관교정부로 제공되고,
   상기 기준농도값에 대응되는 차아염소산나트륨 용액에 대해 상기 광학분석장치를 통해 측정되어 상기 회귀분석부를 거쳐 도출된 측정농도값이 상기 상관교정부로 제공되어,
   상기 상관교정부에서 상기 기준농도값과 상기 측정농도값을 상호 비교하고, 그 비교에 따른 교정 결과는 상기 회귀분석부에 갱신 적용되는 것을 특징으로 하는 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치.
   
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8. 제1항에 있어서,
   상기 기준농도입력부로부터 서로 다른 2 이상의 다른 농도의 차아염소산나트륨 용액의 제1,…, n 기준농도값(n은 2 이상)을 입력받고,
   상기 상관교정부는 상기 제1,…, n 기준농도값에 대응되는 제1,…, n 측정농도값을 입력받아,
   상기 상관교정부에서 제1,…, n 기준농도값과 제1,…, n 측정농도값의 비교에 따른 교정 결과가, 상기 회귀분석부에 갱신 적용되는 것을 특징으로 하는 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 광학분석장치로부터 실시간으로 농도 값을 수신받아 저장, 관리하고, 관리자의 단말기에서 해당 광학분석장치 정보, 농도 정보, 동작 정보 및 알람 정보 중 어느 하나 이상이 실시간으로 조회될 수 있도록 출력하는 관리서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치.
   
10. 제1항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항의 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차아염소산염 발생장치.
    
11. 제1항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항의 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차아염소산염 희석장치.
    
12. 제1항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항의 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차아염소산염 저장장치.
    
13. 제1항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항의 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 차아염소산염 주입장치.
    
14. 제1항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항의 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 소독공정　중 부산물　형성　억제　관리　시스템.

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