KR102318169B1 - 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서 - Google Patents

투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서 Download PDF

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이동권
이주헌
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Abstract

본 발명은 측정 대상의 물을 연속적으로 통과시킬 수 있는 구조로 구비된 수조에 장착되어, 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 LED 광원에 의한 산란광 및 투과광을 이용하여 측정함으로써, 수질 관리를 위하여 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 정확하게 측정하면서도 연속적으로 측정할 수 있도록 한 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서를 제공하고자 한 것이다.

Description

투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서{Sensor for continuously measuring suspended solids}
본 발명은 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수질 관리를 위하여 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 정확하게 측정하면서도 연속적으로 측정할 수 있도록 한 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서에 관한 것이다.
일반적으로 수중 부유물질이란 입자 직경이 2㎛ 이상을 갖는 물에 용해되지 않는 물질을 말하고, 수중 탁도물질이란 입자 직경이 2㎛ 미만을 갖는 물질로서, 오염된 물의 수질을 표시하는 지표로 사용되고 있다.
이러한 부유물질 및 탁도물질은 폐수 중에 유기질 및 무기질의 고형물로서 포함되어 하천, 호수, 해역 등의 자연수역에 방류되면 물의 탁도를 높이고 외관을 더럽히며, 생물이 분해 가능한 유기물질인 용존산소를 감소시키는 등 수질을 오염시키는 원인이 된다.
따라서, 수질 관리를 위하여 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 정확하게 측정하면서도 연속적으로 측정하는 측정센서가 요구되고 있다.
등록특허 등록번호 제10-0572370호(2006.04.12)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 측정 대상의 물을 연속적으로 통과시킬 수 있는 구조로 구비된 수조에 장착되어, 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 LED 광원에 의한 산란광 및 투과광을 이용하여 측정함으로써, 수질 관리를 위하여 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 정확하게 측정하면서도 연속적으로 측정할 수 있도록 한 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 측정 대상의 물이 순환 가능하게 저장되는 수조의 상부에 높이 조절 가능하게 장착되는 몸체부; 상기 몸체부의 상단부에 연결되는 커넥터 및 케이블; 상기 몸체부의 하단부에 장착되어 수조 내의 물 속에 잠긴 상태에서 부유물질 내지 탁도물질을 실질적으로 측정하는 측정부; 상기 커넥터와 도전 및 신호 전달 가능하게 연결되면서 몸체부의 내부에 내장되는 구동회로; 를 포함하고, 상기 측정부는: 상부에 몸체부의 하단부에 압입 장착되도록 2열 이상의 오링 삽입홈이 형성되고, 저부에 측정 대상의 물이 유입되는 물 유입홈이 형성된 구조로 구비된 측정블럭; 상기 측정블럭의 하부에서 물 유입홈의 일측부에 장착되는 LED 발광소자; 상기 측정블럭의 하부에서 물 유입홈의 천정면에 장착되어 산란광을 수광하는 제1수광소자; 및 상기 측정블럭의 하부에서 물 유입홈의 타측부에 장착되어 투과광을 수광하는 제2수광소자; 로 구성되어 LED 광원에 의한 산란광 및 투과광을 이용한 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 측정하는 것임을 특징으로 하는 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서를 제공한다.
또한, 상기 몸체부에는 수조의 개폐형 커버에 형성된 홀의 외주부에 거치되도록 한 거치대가 나사 방식으로 높이 조절 가능하게 장착된 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 LED 발광소자와 제2수광소자가 일직선을 이루는 소정 거리를 유지하며 배열되고, 상기 제1수광소자는 LED 발광소자와 제2수광소자 간의 거리의 1/2 위치에서 직교된 위치에 배열되는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
본 발명에 따르면, 측정 대상의 물을 연속적으로 통과시킬 수 있는 구조로 구비된 수조에 장착된 측정센서에 의하여 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도가 LED 광원에 의한 산란광 및 투과광을 이용하여 연속 측정되도록 함으로써, 수질 관리를 위하여 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 정확하게 측정하면서도 연속적으로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서가 포함되는 24시간 연속 부유물질 측정시스템을 도시한 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서가 포함되는 24시간 연속 부유물질 측정시스템을 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서의 측정부를 도시한 확대 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서의 측정 원리를 도시한 개략도,
도 6은 본 발명에 따른 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서에 포함된 구동회로의 측정부 회로를 도시한 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서에 포함된 구동회로 전체를 도시한 구성도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 24시간 연속 부유물질 측정시스템을 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 24시간 연속 부유물질 측정시스템을 나타내고, 도 3은 본 발명에 따른 24시간 연속 부유물질 측정시스템의 측정센서를 도시한 정면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 24시간 연속 수중의 부유물질 내지 탁도물질을 측정하기 위하여 측정 대상의 물이 순환 가능하게 저장되는 수조(10)가 구비되고, 이 수조(10)는 소정 높이의 수조지지대(20) 상에 고정 설치된다.
상기 수조(10)의 일측 저부에는 측정 대상의 물을 수조 내로 공급하기 위한 인렛 파이프(22)가 연결되고, 수조(10)의 타측 하단부에는 측정 후의 물을 배출시키기 위한 아웃렛 파이프(24)가 연결된다.
또한, 상기 수조(10)의 내부에서 일측부 및 타측부에는 각각 소정 높이의 제1격벽(11)과 제2격벽(12)이 형성되어, 수조(10)의 내부는 제1실(1)과 제2실(2)과 제3실(3)로 구비된다.
이에, 상기 인렛 파이프(22)는 제1실(1)로 물 공급 가능하게 연결되고, 상기 아웃렛 파이프(24)는 제3실(3)에 물 배출 가능하게 연결된다.
이때, 상기 제1격벽(11)을 이용하여 수조(10) 내에 제1실(1)을 형성한 이유는 상기 인렛 파이프(22)로부터 제1실(1)로 물이 유입되며 먼저 채워질 때 기포가 발생되는 동시에 파티클이 함께 유입되는 바, 물이 제1격벽(11)을 타고 넘을 때 기포가 제거되는 동시에 파티클이 여과되도록 함에 있다.
다시 말해서, 측정센서(100)에 의한 부유물질 내지 탁도물질 센싱 동작시, 물에 기포 및 파티클이 존재하면, 측정값에 방해를 일으키게 되어 측정 정확도를 떨어뜨리게 되므로, 이를 방지하고자 제1실(1)로 유입된 물이 제1격벽(11)을 타고 제2실(2)로 넘어갈 때 기포가 제거되는 동시에 파티클이 용이하게 여과될 수 있다.
이에, 상기 제2실(2) 내에 채워지는 물은 기포 및 파티클이 제거된 상태이므로, 측정센서(100)에 의한 부유물질 내지 탁도물질 센싱 동작이 정밀하게 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제2격벽(12)은 부유물질 내지 탁도물질의 센싱을 마친 물이 일정한 속도로 제3실(3)로 넘어가도록 해줌으로써, 제3실(3) 내에 연결된 아웃렛 파이프(24)를 통하여 측정 후의 물이 일정한 속도로 배출될 수 있다.
한편, 상기 수조(10)의 상부에는 개폐형 커버(13)가 장착되고, 이 개폐형 커버(13)에는 수조 내의 물에 잠기어 부유물질 내지 탁도물질을 측정하기 위한 측정센서(100)가 삽입 체결된다.
바람직하게는, 상기 수조(10)는 6면이 모두 외부 빛을 차단할 수 있도록 충분한 두께(약 10mm)로 제작되며, 이에 측정센서(100)는 센싱을 위한 외부 방해효과로부터 영향을 받지 않게 되고, 그에 따라 측정센서(100)의 안정적인 센싱이 이루어질 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
특히, 상기 측정센서(100)는 몸체부(110)와, 몸체부(110)의 상단부에 연결되는 커넥터(102) 및 케이블(104)과, 몸체부(110)의 하단부에 장착되어 물 속에 잠긴 상태에서 부유물질 내지 탁도물질을 실질적으로 측정하는 측정부(120)와, 상기 커넥터(102)와 도전 및 신호 전달 가능하게 연결되면서 몸체부(110)의 내부에 내장되는 구동회로(130)를 포함하여 구성된다.
상기 측정센서(100)의 몸체부(110)는 내구성이 좋고 부식에 강한 서스(SUS) 재질을 이용하여 원기둥 형태의 길쭉한 형상으로 제작된다.
상기 케이블(104)에는 온라인을 통한 제어반의 지시계(미도시됨)와 연결되고, 지시계로부터 제공되는 전원이 구동회로(130)로 공급되어 측정센서(100)의 센싱 작동이 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 상기 측정센서(100)의 몸체부(110)에는 수조(10)의 개폐형 커버(13)에 형성된 홀(14)의 외주부에 거치되도록 한 거치대(112)가 높이 조절 가능하게 장착된다.
더욱 바람직하게는, 상기 거치대(112)는 아세탈 재질로서 측정센서(100)의 몸체부(110)에 나사 방식으로 높이 조절 가능하게 체결되어, 측정센서(100)의 측정부(120)가 수조 내의 제2실(2)에 채워진 물 속에 센싱 가능하게 잠기도록 조절될 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 측정센서(100)의 구성을 더 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
첨부한 도 4는 본 발명에 따른 24시간 연속 부유물질 측정시스템의 구성 중 측정센서의 측정부를 도시한 확대 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 24시간 연속 부유물질 측정시스템의 구성 중 측정센서의 측정 원리를 도시한 개략도이다.
상기 측정센서(100)의 측정부(120)는 LED 광원에 의한 산란광 및 투과광을 이용하여 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 실질적으로 측정하는 부분으로서, 측정블럭(124)에 장착되는 880nm 중심파장을 갖는 광원인 1개의 LED 발광소자(121)와 2개의 제1 및 제2수광소자(122,123)를 포함한다.
보다 상세하게는, 상기 측정부(120)의 측정블럭(124)은 그 상부에 몸체부(110)의 하단부에 압입 장착되도록 2열 이상의 오링 삽입홈(125)이 형성되고, 그 저부에 물이 유입되는 물 유입홈(126)이 형성된 구조로 구비되고, 상기 광원인 LED 발광소자(121)는 측정블럭(124)의 하부에서 물 유입홈(126)의 일측부에 장착되며, 상기 제1수광소자(122)는 산란광을 수광하도록 측정블럭(124)의 하부에서 물 유입홈(126)의 천정면에 장착되며, 상기 제2수광소자(123)는 투과광을 수광하도록 측정블럭(124)의 하부에서 물 유입홈(126)의 타측부에 장착된다.
이때, 상기 광원인 LED 발광소자(121)와 제2수광소자(123)가 일직선을 이루는 소정 거리를 유지하며 배열되고, 상기 제1수광소자(122)는 LED 발광소자(121)와 제2수광소자(123) 간의 거리의 1/2 위치에서 직교된 위치에 배열된다.
바람직하게는, 상기 LED 발광소자(121)와 제2수광소자(123) 간의 거리의 1/2 위치를 기준으로, 상기 LED 발광소자(121)와 제1수광소자(122)와 제2수광소자(123)는 서로 동일한 거리를 유지하도록 하되, 이 동일한 거리가 길어질수록 신호 감도가 좋어질 수 있다.
또한, 상기 LED 발광소자(121)와 제1수광소자(122)와 제2수광소자(123)가 직접 측정대상 물(시료)과 접촉하는 것을 방지하는 동시에 보호하기 위하여, 상기 LED 발광소자(121)와 제1수광소자(122)와 제2수광소자(123)의 각 앞쪽에는 사파이어 윈도우(127)가 장착된다.
이때, 상기 사파이어 윈도우(127)는 적외선 파장의 빛 투과율이 매우 우수하고, 굴절율이 작아 정밀한 IR 분광기에서 자주 활용되는 소재이므로, 물(시료)과 직접 접촉하는 사파이어 윈도우가 혼탁한 시료에 의해 오염된다 하더라도 산란광 및 투과광 신호의 비율로 정량하는 분석방법 특성 상 그 영향이 적고, 결국 측정대상 물(시료)에 대한 부유물질 및 탁도물질의 농도를 측정하는데 전혀 문제가 없다.
한편, 상기 측정센서(100)의 구동회로(130)의 측정부 회로는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1수광소자(122) 및 제2수광소자(123)와 연결되어 산란광 및 투과광 신호를 필터링하는 EMI 및 RC 필터(131)와, 필터링된 신호를 증폭시키는 연산증폭기(132)와, 증폭된 신호를 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(133, ADC)와, 디지털 신호를 수신하여 물(시료)에 대한 부유물질 및 탁도물질의 농도를 계산하는 마이크로 프로세서(134)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 마이크로프로세서(134)는 PWM 제어 및 정전류 회로(135)를 통해 상기 LED 발광소자(121)의 광량을 제어하고, 상기 정전류 회로(135)는 온도에 따른 전압 변화에도 LED 발광소자의 광량이 변하지 않도록 일정한 전류로 제어한다.
또한, 상기 마이크로프로세서(134)는 신호 대 잡음비(S/N비)에 따라 상기 연산증폭기(132)의 증폭비를 증가시키는 제어를 하는 바, 증폭비 증가에 따라 노이즈의 비율도 증가하지만 상기 EMI 및 RC 필터(131)에서 노이즈가 충분히 제거될 수 있다.
한편, 상기 측정센서(100)의 구동회로(130)의 전체 회로는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기한 측정부 회로 외에 구동회로(130)에 전원을 인가하는 전원회로(140)와, 제1절연회로(141)와, 제2절연회로(142)와, RS-485회로(143) 등을 포함하여 구성된다.
이에, 상기 전원회로(130)는 측정부 회로 등에 전원을 분배하여 인가하고, 상기 마이크로프로세서(134)는 구동회로 전체를 총괄하고 제어하는 가장 핵심적인 역할을 수행하기 때문에 제1절연회로(141)를 전원회로(140)와 마이크로프로세서(134) 사이에 두어 순간적인 서지(Surge)전압이 인가되어도 마이크로프로세서(134)가 충격을 받지 않도록 보호될 수 있다.
또한, 상기 마이크로프로세서(134)에 내부 클록이 내장되어 있지만, 외부 클록을 사용하면 처리속도를 증가(오버 클록)시킬 수 있으므로, 정밀한 클록 및 리셋(144)(외부 클록 및 리셋회로를 말함)을 사용하여 마이크로프로세서(134)의 처리속도를 증가시키고 동작 오차를 최소화시킬 수 있다.
또한, 상기 마이크로프로세서(134)는 상기한 측정부 회로 전체를 제어하고 총괄하는 바, 상기 RS-485회로(143)는 외부와의 온라인 통신을 위하여 상위 인터페이스와 통신 가능하게 연결된다.
이때, 상기 RS-485회로(143)가 외부 장치와 온라인을 위한 전선으로 연결되기 때문에 불안정한 환경에서 이 전선을 따라 높은 전류가 역으로 흘러 들어올 수 있는 바, 이를 상기 제2절연회로(142)에서 차단하게 된다.
여기서, 본 발명에 따른 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서를 포함하는 24시간 연속 부유물질 온라인 측정시스템에 대한 측정 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 인렛 파이프(22)를 통하여 수조(10)로 측정대상의 물(시료)을 공급하면, 수조(10)내의 제1실(1)로 물이 유입되며 먼저 채워진 후, 제1격벽(11)을 타고 제2실(2)로 넘을 때 물에 포함된 기포 및 파티클이 여과된다.
이어서, 상기 제2실(2) 내에 기포 및 파티클이 제거된 물이 채워지게 되면, 상기 수조(10)의 개폐형 커버(13)에 장착된 측정센서(100)의 측정부(120)가 물 속에 잠기는 상태가 된다.
이에, 상기 측정부(120)가 물 속에 잠기게 됨에 따라, 측정부(120)의 측정블럭(124)에 형성된 물 유입홈(126)에도 물이 채워지는 상태가 된다.
다음으로, 상기 LED 발광소자(121)가 작동되어 측정대상 물(시료)에 대하여 빛이 조사된다.
이때, 상기 광원 선정 시 자외선(UV) 파장은 너무 에너지가 강하고, 그 방출 거리가 짧아 측정에 부적합하고, 가시광선 파장은 색도를 띄는 시료에 대해서는 방해효과를 받게 되므로, 근적외선 파장(λ = 880nm)을 사용함으로써, 시료 색도의 영향을 최소화할 수 있고, 적외선 중에서 파장이 짧기 때문에 에너지가 강하여 방해효과를 최소화하면서 높은 감도를 가질 수 있다.
이에, 상기 LED 발광소자(121)로부터 근적외선 파장을 갖는 빛이 측정대상 물(시료)에 대하여 조사될 수 있다.
연이어, 상기 LED 발광소자(121)로부터 근적외선 파장을 갖는 빛이 물(시료)에 존재하는 입자(부유물질 및 탁도물질 입자)에 닿게 되면서 산란광이 발생하는 동시에 입자를 그대로 투과하는 투과광을 발생된다.
따라서, 상기 제1수광소자(122)에서 산란광을 수광하는 동시에 상기 제2수광소자(123)에서 투과광을 수광하게 되고, 이때의 산란광 및 투과광 신호가 상기 측정센서(100)의 구동회로(130)에 포함된 마이크로 프로세서(134)로 입력되어 물(시료) 내 부유물질 및 탁도물질에 대한 입자 크기 및 농도를 계산하게 된다.
예를 들어, 레일리(Rayleigh) 산란 공식에 따르면 측정가능한 입자의 최대 크기는 아래의 식 1에 의하여 계산될 수 있다.
(식 1) : x = 2πr/λI
위의 식 1에서, x는 입자의 크기, λI는 입사광의 파장 길이를 나타낸다.
이에 따라, 위와 같이 계산되는 물(시료) 내 부유물질 및 탁도물질에 대한 입자 크기 및 농도는 마이크로프로세서(134)로부터 상위 인터페이스와 통신을 위한 RS-485회로(143)를 통하여 외부로 실시간 전송될 수 있고, 결국 물(시료) 내 부유물질 및 탁도물질에 대한 입자 크기 및 농도를 외부에서 실시간으로 24시간 내내 모니터링할 수 있다.
한편, 측정센서(100), LED 발광소자(121), 제1수광소자(122), 제2수광소자(122)에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.
상기 오염 방지 도포용 조성물은 시트레이트 및 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르가 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 시트레이트와 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.
상기 시트레이트 및 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 측정센서(100), LED 발광소자(121), 제1수광소자(122), 제2수광소자(122)의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.
상기 시트레이트 및 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르는 전체 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 측정센서(100), LED 발광소자(121), 제1수광소자(122), 제2수광소자(122)의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.
한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 측정센서(100), LED 발광소자(121), 제1수광소자(122), 제2수광소자(122)에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 측정센서(100), LED 발광소자(121), 제1수광소자(122), 제2수광소자(122)의 최종 도포막 두께는 700 ~ 2500Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 900 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 700 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2500 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.
또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 시트레이트 0.1 몰 및 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.
상기 구성 성분의 비율 및 도포막 두께를 상기와 같이 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 오염방지 도포 효과를 나타내었다.
또한, 오링 삽입홈(125)에는 오링(미도시)이 삽입되는 바, 이 오링의 원료 함량비는, 고무 55중량%, 2-머캅토벤조치아졸 7중량%, 헥사메틸렌테트라민 6중량%, 카아본블랙 21중량%, 3C(N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 5중량%, 침강황 6중량%를 혼합한다.
카아본블랙은 내마모성, 열전도성 등을 증대하거나, 향상시키기 위해 첨가되며, 2-머캅토벤조치아졸과 헥사메틸렌테트라민은 촉진 향상 등을 위해 첨가된다.
3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 는 산화방지제로 첨가되며, 침강황은 촉진제 등의 역할을 위해 첨가된다.
따라서 본 발명은 오링의 탄성, 인성 및 강성이 증대되므로 내구성이 향상되며, 이에 따라 오링의 수명이 증대된다.
고무재질의 인장강도는 150Kg/㎠ 으로 형성된다.
고무재질 구성 물질 및 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치 등을 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.
1 : 제1실 2 : 제2실
3 : 제3실 10 : 수조
11 : 제1격벽 12 : 제2격벽
13 : 개폐형 커버 14 : 홀
20 : 수조지지대 22 : 인렛 파이프
24 : 아웃렛 파이프 100 : 측정센서
102 : 커넥터 104 : 케이블
110 : 몸체부 112 : 거치대
120 : 측정부 121 : LED 발광소자
122 : 제1수광소자 123 : 제2수광소자
124 : 측정블럭 125 : 오링 삽입홈
126 : 물 유입홈 127 : 사파이어 윈도우
130 : 구동회로 131 : EMI 및 RC 필터
132 : 연산증폭기 133 : 아날로그-디지털 컨버터
134 : 마이크로프로세서 135 : 정전류 회로
140 : 전원회로 141 : 제1절연회로
142 : 제2절연회로 143 : RS-485회로
144 : 클록 및 리셋(외부 클록 및 리셋회로)

Claims (3)

  1. 측정 대상의 물이 순환 가능하게 저장되는 수조(10)의 상부에 높이 조절 가능하게 장착되는 몸체부(110);
    상기 몸체부(110)의 상단부에 연결되는 커넥터(102) 및 케이블(104);
    상기 몸체부(110)의 하단부에 장착되어 수조 내의 물 속에 잠긴 상태에서 부유물질 내지 탁도물질을 실질적으로 측정하는 측정부(120);
    상기 커넥터(102)와 도전 및 신호 전달 가능하게 연결되면서 몸체부(110)의 내부에 내장되는 구동회로(130);
    를 포함하고,
    상기 측정부(120)는:
    상부에 몸체부(110)의 하단부에 압입 장착되도록 2열 이상의 오링 삽입홈(125)이 형성되고, 저부에 측정 대상의 물이 유입되는 물 유입홈(126)이 형성된 구조로 구비된 측정블럭(124);
    상기 측정블럭(124)의 하부에서 물 유입홈(126)의 일측부에 장착되는 LED 발광소자(121);
    상기 측정블럭(124)의 하부에서 물 유입홈(126)의 천정면에 장착되어 산란광을 수광하는 제1수광소자(122); 및
    상기 측정블럭(124)의 하부에서 물 유입홈(126)의 타측부에 장착되어 투과광을 수광하는 제2수광소자(123)로 구성되어 LED 광원에 의한 산란광 및 투과광을 이용한 수중 부유물질 및 탁도물질의 농도를 측정하고;
    LED 발광소자(121), 제1수광소자(122), 제2수광소자(123)에는 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포되되, 상기 오염 방지 도포용 조성물은 시트레이트 및 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르가 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있으며;
    오링 삽입홈(125)에는 오링이 삽입되고, 상기 오링의 원료 함량비는, 고무 55중량%, 2-머캅토벤조치아졸 7중량%, 헥사메틸렌테트라민 6중량%, 카아본블랙 21중량%, 3C(N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 5중량%, 침강황 6중량%를 혼합하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체부(110)에는 수조(10)의 개폐형 커버(13)에 형성된 홀의 외주부에 거치되도록 한 거치대(112)가 나사 방식으로 높이 조절 가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 LED 발광소자(121)와 제2수광소자(123)가 일직선을 이루는 소정 거리를 유지하며 배열되고, 상기 제1수광소자(122)는 LED 발광소자(121)와 제2수광소자(123) 간의 거리의 1/2 위치에서 직교된 위치에 배열되는 것을 특징으로 하는 투과 산란광을 이용한 탁도 및 부유물질 측정센서.
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