KR102327202B1 - Trace element measuring device and measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미량원소 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것으로써 더욱 상세하게는 샘플용액 병에 담긴 샘플용액을 정량으로 질소퍼징 후 메인셀로 이동시킨 후, 메인셀 내부에 수은전극을 형성시킨 후 전류를 인가하여 샘플용액에 포함된 중금속을 검출하는 미량원소 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for measuring trace elements, and more particularly, a sample solution contained in a sample solution bottle is quantitatively purged with nitrogen and then moved to a main cell, a mercury electrode is formed inside the main cell, and then a current is applied. It relates to a device for measuring trace elements and a method for detecting heavy metals contained in a sample solution by application.
종래의 전자시스템은 다수의 정밀주입기와 복잡한 연결라인과 스위치밸브들을 통해 증류수통과 전해질통 및 샘플에 들어 있는 액체를 셀 내부에 공급하거나, 증류수 내지 질소를 사용하여 관내의 잔존 액체를 제거하면서, 정밀한 산화-환원반응을 진행하게 만들어 전압-전류를 계측하여 미량원소 측정을 수행한다.The conventional electronic system supplies the distilled water container, the electrolyte container, and the liquid contained in the sample to the inside of the cell through a number of precision injectors and complex connection lines and switch valves, or uses distilled water or nitrogen to remove the remaining liquid in the tube, By making the oxidation-reduction reaction proceed, the voltage-current is measured to measure trace elements.
그러나, 종래의 구성과 방법에서 표준시료를 셀에 공급하는 방식과 기타 다른 시료를 셀에 공급하는 방식이 이원화되어 있어서 액체 이송 라인이 복잡하였고, 고가의 정밀주입기의 사용으로 제품 단가가 높아져서 비경제적이며, 전자 제어계통이 복잡하여 하드웨어 용량을 많이 필요하게 되었다. However, in the conventional configuration and method, the method of supplying the standard sample to the cell and the method of supplying other samples to the cell were binary, so the liquid transfer line was complicated, and the product cost increased due to the use of an expensive precision injector, making it uneconomical. and the electronic control system is complicated, requiring a lot of hardware capacity.
그리고 시료 정량을 위하여 정밀주입기의 동작시간과 비용을 줄이기 위하여 고양정 압송펌프를 사용하여 정량하여 질소 퍼징셀로 이동 하였는데 이때 10ml 이하의 적은 양을 정량하기에는 상대적으로 오차가 높았다.And in order to reduce the operation time and cost of the precision injector for sample quantification, the high-head pressure pump was used to quantify and moved to the nitrogen purging cell. At this time, the error was relatively high to quantify a small amount of 10ml or less.
또한 구동 및 제어부와 이 사이에서 명령을 전달하고 처리하기 위하여 비록 하우징 내에 장착하기는 하였으나 구동 및 제어부로 마이콤과 처리를 위하여 일반 컴퓨터를 사용하였다. Also, in order to transmit and process commands between the drive and control unit, a general computer was used for the drive and control unit and the microcomputer, although it was mounted in the housing.
그러나 산화-환원을 원하는 방법대로 일어나게 하면서 동시에 계측하기 위해서는 산화-환원의 시각이 중요한데, 명령을 전달하고 처리하기 위한 시간 때문에 산화-환원을 위한 변환에 시간이 필요하였으며, 특히 자동실행에서 긴 시간의 자동시행에 어려움이 있었다.However, in order to simultaneously measure oxidation-reduction in a desired way, the time of oxidation-reduction is important. Because of the time to transmit and process commands, time was required for conversion for oxidation-reduction, especially in automatic execution. There was a problem with automatic execution.
상술한 문제점들을 해결하기 위해 본 발명은 표준시료도 기타 다른 시료의 이송 라인에 포함하고 소프트웨어로 세척방식을 추가하였으며, 기존의 질소 퍼징셀에 정량컵을 추가한 VolCell(정량 계량셀)을 개발하여 정확한 정량을 함과 동시에 질소퍼징을 할 수 있는 미량원소 측정 장치 및 측정 방법을 제공하는 데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention includes a standard sample in the transfer line of other samples, adds a washing method with software, and develops a VolCell (quantitative weighing cell) with a quantitative cup added to the existing nitrogen purging cell. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring trace elements that can perform nitrogen purging while performing accurate quantification.
상술한 문제점들을 해결하기 위해 본 발명은 구동 및 제어부와 신호처리 및 관리를 통합하는 주장치로 SoC(System on Chip) 칩을 사용하여 하나의 SoC 칩과 수 개의 주변 보조 회로로 원보드(One Board) 하드웨어를 구성하여 일원화된 프로세스를 수행할 수 있는 미량원소 측정 장치 및 측정 방법을 제공하는 데 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention uses a SoC (System on Chip) chip as a main device that integrates driving and control and signal processing and management to form one SoC chip and several peripheral auxiliary circuits, one board (One Board). An object of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring trace elements that can configure hardware to perform a unified process.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 른 미량원소 측정 장치는 샘플용액에 함유된 성분을 측정하기 위한 미량원소 측정 장치에 있어서, 샘플병, 버퍼병, 증류수병, 및 표준용액병으로 구성된 병 하우징; 상기 병 하우징의 각 병에 담긴 샘플용액, 버퍼용액, 증류수, 또는 표준용액 중 어느 하나의 용액을 펌핑하기 위한 압축펌프모터; 상기 압축펌프모터에 의해 펌핑되어 공급되는 용액을 공급받아 설정된 정량의 용액을 배출하는 정량 계량셀; 상기 정량 계량셀에서 전달되는 정량의 용액을 질소퍼징하는 질소 퍼징셀; 상기 질소 퍼징셀에서 전달되는 용액을 수용하고, 수은전극을 형성한 후, 전류를 공급하여 산화-환원 화학반응을 일으켜 전압을 계측함으로써 샘플용액에 함유된 성분을 측정하는 메인셀; 및 상기 병 하우징과 상기 압축펌프모터 사이의 제5 스위치밸브, 상기 압축펌프모터, 해당 압축펌프모터와 상기 정량 계량셀 사이의 제4 스위치밸브, 상기 정량 계량셀과 질소 퍼징셀 사이의 제3 스위치밸브, 상기 질소 퍼징셀과 상기 메인셀 사이의 제1 스위치밸브를 제어하여 용액이 상기 메인셀로 유입되도록 제어하는 SoC;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, the trace element measuring device is a trace element measuring device for measuring components contained in a sample solution, and a bottle housing comprising a sample bottle, a buffer bottle, a distilled water bottle, and a standard solution bottle. ; a compression pump motor for pumping any one of a sample solution, a buffer solution, distilled water, or a standard solution contained in each bottle of the bottle housing; a metering cell for receiving a solution pumped by the compression pump motor and discharging a set amount of solution; a nitrogen purging cell for purging the solution of the quantity delivered from the quantitative measurement cell with nitrogen; a main cell receiving the solution transferred from the nitrogen purging cell, forming a mercury electrode, and then supplying an electric current to cause an oxidation-reduction chemical reaction to measure the voltage by measuring the components contained in the sample solution; and a fifth switch valve between the bottle housing and the compression pump motor, the compression pump motor, a fourth switch valve between the compression pump motor and the metering cell, and a third switch between the metering cell and the nitrogen purging cell. and a valve, an SoC that controls a first switch valve between the nitrogen purging cell and the main cell to control the solution to flow into the main cell.
다른 실시예로써, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 른 미량원소 측정 방법은 (a) 미량원소 측정가 미량원소 측정을 대기하는 단계; (b) 상기 미량원소 측정의 SoC가 버퍼용액 또는 증류수가 메인셀로 이동되도록 하여 블랭크를 측정단계; (c) 상기 SoC가 표준용액을 상기 메인셀로 이동되도록 하여 검출하고자 하는 중금속 성분의 기준을 잡기위한 표준용액 성분을 측정하는 단계; (d) 상기 SoC가 샘플용액을 상기 메인셀로 이동되도록 하여 해당 샘플용액에 함유된 중금속을 측정하는 단계; 및 (e) 상기 SoC가 자동측정단계를 확인한 후, 자동측정이 설정된 경우, 설정된 횟수만큼 상기 샘플용액 측정이 수행되었는지 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment, the method for measuring a trace element according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of: (a) waiting for the measurement of the trace element to be measured; (b) measuring the blank by allowing the SoC of the trace element measurement to be transferred to the main cell with a buffer solution or distilled water; (c) measuring a component of a standard solution for setting a standard of a heavy metal component to be detected by causing the SoC to move the standard solution to the main cell; (d) measuring the heavy metal contained in the sample solution by causing the SoC to move the sample solution to the main cell; and (e) determining, by the SoC, whether the measurement of the sample solution has been performed for a set number of times when automatic measurement is set after the SoC confirms the automatic measurement step.
바람직하게, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 른 미량원소 측정 방법의 (d)단계는 (d-1) 상기 SoC가 상기 제5 밸브스위치와 제4 밸브스위치를 설정된 각도만큼 회전시켜 샘플병과 압축펌프모터 및 정량 계량셀로 이어지는 유로(流路)를 형성시키는 단계; (d-2) 상기 SoC가 압축펌프모터를 구동시켜 상기 샘플병의 샘플용액을 상기 정량 계량셀로 유입시키는 단계; (d-3) 상기 SoC가 제3 밸브스위치를 설정된 각도만큼 회전시켜 상기 정량 계량셀과 질소 퍼징셀 사이에 유로를 형성시킨 후, 정량의 샘플용액을 질소 퍼징셀로 유입시키는 단계; (d-4) 상기 SoC가 제1 밸브스위치를 설정된 각도만큼 회전시켜, 질소 퍼징셀과 메인셀 사이에 유로를 형성시킨 후, 질소퍼징된 샘플용액을 상기 메인셀로 유입시키는 단계; (d-5) 상기 SoC가 상기 메인셀 내부에 수은전극을 형성시키는 단계; 및 (d-6) 상기 SoC가 상기 메인셀로 형성된 수은전극과 백금전극에 전류를 인가하여 산화-환원 화학반응을 일으켜 전압-전류를 계측함으로써 샘플용액에 함유된 성분을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in step (d) of the method for measuring trace elements according to the present invention for achieving the above object, (d-1) the SoC rotates the fifth valve switch and the fourth valve switch by a set angle to form a sample bottle and forming a flow path leading to the compression pump motor and the metering cell; (d-2) the SoC drives the compression pump motor to introduce the sample solution from the sample bottle into the quantitative metering cell; (d-3) the SoC rotates the third valve switch by a set angle to form a flow path between the quantitative metering cell and the nitrogen purging cell, and then introducing a fixed amount of the sample solution into the nitrogen purging cell; (d-4) the SoC rotates the first valve switch by a set angle to form a flow path between the nitrogen purging cell and the main cell, and then introducing the nitrogen-purged sample solution into the main cell; (d-5) forming, by the SoC, a mercury electrode in the main cell; and (d-6) measuring the components contained in the sample solution by measuring the voltage-current by causing the SoC to cause an oxidation-reduction chemical reaction by applying a current to the mercury electrode and the platinum electrode formed as the main cell; characterized in that
더욱 바람직하게 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 른 미량원소 측정 방법의 (b)와 상기 (c)단계는 상기 (d-1)단계에서 상기 SoC가 상기 제5 밸브스위치를 설정된 각도만큼 회전시켜 버퍼병, 압축펌프모터 및 정량 계량셀로 이어지는 유로와, 증류수병, 압축펌프모터 및 정량 계량셀로 이어지는 유로와, 또는 표준용액병, 압축펌프모터 및 정량 계량셀로 이어지는 유로를 형성하는 것을 제외하고, 상기 (d-2) 내지 (d-6)단계를 수행하여, 블랭크를 측정하고, 표준용액 성분을 측정하는 것을 특징으로 한다.More preferably, in the steps (b) and (c) of the method for measuring trace elements according to the present invention for achieving the above object, the SoC rotates the fifth valve switch by an angle set in the step (d-1). to form a flow path leading to the buffer bottle, the compression pump motor and the metering cell, a flow path leading to the distilled water bottle, the compression pump motor, and the metering cell, or a flow path leading to the standard solution bottle, the compression pump motor, and the metering cell. Except, performing the steps (d-2) to (d-6), measuring the blank, and measuring the components of the standard solution.
본 발명에 따른 미량원소 측정 장치 및 측정 방법은 각각의 프로세스를 수행 할때 컴퓨터나 다른 전자장치의 도움이 필요 없으므로 프로세스를 간편하게 할 수 있는 효과가 있고, 미량원소의 측정 중에는 프로세서가 일체의 다른 전자회로의 통제나 간섭이 없이 작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.The apparatus and method for measuring trace elements according to the present invention have the effect of simplifying the process because there is no need for a computer or other electronic device to perform each process, and during the measurement of trace elements, the processor can use any other electronic devices. It has the effect of being able to perform a task without the control or interference of the circuit.
도 1은 본 발명에 따른 미량원소 측정 장치의 블록도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 미량원소 측정 장치에서 셀들과 솔레노이드 및 스위치밸브와의 연결관계를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 미량원소 측정 방법의 플로우차트 이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 미량원소 측정 장치의 동작 코드와 그에 따른 동작 내용을 도시한 도면이다.1 is a block diagram of an apparatus for measuring trace elements according to the present invention.
2 is a diagram illustrating a connection relationship between cells, a solenoid, and a switch valve in the apparatus for measuring trace elements according to the present invention.
3 is a flowchart of a method for measuring trace elements according to the present invention.
4 to 7 are diagrams illustrating operation codes of the apparatus for measuring trace elements according to the present invention and operation contents thereof.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all the technical spirit of the present invention, so they can be substituted at the time of the present application. It should be understood that various equivalents and modifications may be made.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 미량원소 측정 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, an apparatus for measuring trace elements according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 미량원소 측정 장치를 구성하는 내부 및 외부의 구성에 대해 도 1 및 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.The internal and external components constituting the apparatus for measuring trace elements according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2 .
우선 본 발명에 따른 미량원소 측정 장치는 전처리장치(1), 저장장치(2), CCTV(3), 시리얼 통신부(4), TCP/IP(5), 조작버튼(6), 병 하우징(100), SoC(200), SSR 모듈(300), 밸브모듈(400), 모터모듈(500), 및 메인셀(600)을 포함한다.First, the apparatus for measuring trace elements according to the present invention includes a pre-processing device (1), a storage device (2), a CCTV (3), a serial communication unit (4), a TCP/IP (5), an operation button (6), a bottle housing (100) ), the
상기 전처리장치(1)는 미량원소를 측정하기 위한 대상인 폐수나 수돗물에 자외선을 조사하여 박테리아아를 사멸시켜 유기물을 제거함으로써 샘플용액을 만드는 전처리 작업을 수행한다.The
상기 저장장치(2)는 복수개로 구성되어 미량원소 측정 장치가 측정한 미량원소 정보와 특정 전압에 대한 전류정보 등이 저장되어 있을 수 있다.The
상기 CCTV(3)은 본 발명에 따른 미량원소 측정 장치에 설치되어 해당 미량원소 측정 장치를 관계자 이외의 사람이 만지는지 감시하고, 측정값 등을 조작하는 것을 감시할 수 있다.The
상기 시리얼 통신부(4)는 RS-232C, RS-422A, RS-485, 또는 USB 등과 같은 방식으로 외부 기기와 시리얼 통신을 할 수 있도록하는 구성으로, 본 발명에 따른 미량원소 측정 장치가 측정한 미량원소 데이터를 외부 기기로 전달할 수 있도록 한다.The
상기 TCP/IP(5)는 외부 기기와 통신할 수 있는 또 다른 통신포트로 서로 다른 운영체제를 쓰는 컴퓨터 간에도 데이터를 전송할 수 있어 인터넷에서 정보전송을 위한 표준 네트워크 전송 프로토콜이다.The TCP/IP (5) is another communication port that can communicate with an external device and can transmit data between computers using different operating systems, so it is a standard network transmission protocol for information transmission on the Internet.
상기 조작버튼(6)은 사용자의 조작이 이루어지는 마우스, 또는 키보드와 같은 입력장치로, 상기 저장장치(2)에서 수집한 정보를 상기 SoC(200) 또는 외부 기기로 전달되게 하거나, 또는 필요한 정보를 요청할 수 있으며 환경설정 등을 할 수 있도록 한다.The
상기 병 하우징(100)은 하우징 내부에 도 2에 도시된 바와 같이 샘플병(110), 버퍼병(120), 증류수병(130), 및 표준용액병(140)을 포함한다.The
상기 샘플병(110)은 미량원소 측정 대상인 샘플용액이 수용되어 있다.The sample bottle 110 contains a sample solution to be measured for trace elements.
상기 버퍼병(120)은 상기 샘플병(110)에 수용된 샘플용액의 농도보다 다소 낮은 샘플용액이 수용되어, 갑자기 농도가 높은 샘플용액이 상기 메인셀(600)로 유입되기 전에 유입되는 버퍼용액이 수용되어 있다.The buffer bottle 120 accommodates a sample solution that is slightly lower than the concentration of the sample solution accommodated in the sample bottle 110, and the buffer solution that is suddenly introduced before the high concentration sample solution flows into the main cell 600. is accepted.
상기 증류수병(130)은 이전 용액이 이동한 경로를 세척하기 위한 증류수가 수용되어 있다.The distilled water bottle 130 contains distilled water for washing the path through which the previous solution has moved.
상기 표준용액병(140)은 샘플용액에 포함된 수은, 구리, 아연, 카드뮴, 크롬 등과 같은 중금속을 검출하기 위한 기준을 설정하기 위해 표준용액이 수용되어 있다.The standard solution bottle 140 contains a standard solution to set standards for detecting heavy metals such as mercury, copper, zinc, cadmium, and chromium contained in the sample solution.
상기 SoC(200)는 인터페이스부(210), SSR 제어부(220), 모터 제어부(230), 및 셀 구동&계측부(240)를 포함한다.The SoC 200 includes an
상기 인터페이스부(210)는 전처리장치(1), 저장장치(2), CCTV(3), 시리얼 통신부(4), TCP/IP(5), 조작버튼(6)과 연결되어 필요한 데이터를 수신하기도 하고 내보내기도 한다.The
상기 SSR 제어부(220)는 SSR 모듈(300)를 구성하는 다수의 질소 흐름제어용 제1 SSR 내지 제4 SSR(310,320,330,340)와 전기적으로 접속된 SSR 구동부(10)를 제어하여, 결과적으로 상기 제1 SSR 내지 제4 SSR(310,320,330,340)의 개폐 동작을 제어한다.The
상기 모터 제어부(230)는 밸브모듈(400)의 메인셀 연결 밸브제어용 직류모터를 갖는 제1 스위치밸브(410)와, 수은 밸브제어용 직류모터를 갖는 제 2스위치밸브(420)와, 질소 퍼징셀 연결 밸브제어 용 직류모터를 갖는 제3 스위치밸브(430)와, 외부 드레인 연결 밸브제어 용 직류모터를 갖는 제4 스위치밸브(440)와, 샘플, 증류수, 전해질 용액 주입 밸브제어용 직류모터를 갖는 제5 스위치밸브(450)와, 예비용 밸브제어용 직류모터를 갖는 제6 스위치밸브(460)와 전기적으로 연결된 모터 구동부(20)를 제어한다.The
추가적으로, 상기 모터 제어부(230)는 모터모듈(500)의 교반기 모터(510), 수은 주입모터(520), 압축펌프모터(530), 및 예비모터(540)와 전기적으로 연결된 상기 모터 구동부(20)를 제어할 수도 있다.Additionally, the
상기 셀 구동&계측부(240)는 디지털-아날로그 변환기(30)와 아날로그-디지털 변환기(40)를 통해 상기 메인셀(600)에 접속되어 있으며, 사용처에 따라 측정 전류를 데이터로 변환시키면서 샘플용액과 표준용액의 전위차를 계측하게 된다.The cell driving & measuring unit 240 is connected to the main cell 600 through a digital-to-
상기 SSR 모듈(300)은 질소가스통에서 질소가 질소 퍼징셀(600a)로 유입되는 경로를 개폐하는 제1 SSR(310), 정량 계량셀(600b) 용액이 상기 질소 퍼징셀(600a)로 유입되는 것을 개폐하는 제2 SSR(320), 상기 질소 퍼징셀(600)의 대기 노출을 개폐하는 제3 SSR(330), 및 상기 정량 계량셀(600b)과 외부 드레인 통과 연결된 펌프와의 연결을 개폐하는 제4 SSR(410)를 포함한다.The SSR module 300 is a first SSR (310) that opens and closes a path through which nitrogen flows into the nitrogen purging cell (600a) from the nitrogen gas cylinder, and the quantitative metering cell (600b) solution flows into the nitrogen purging cell (600a) The
상기 메인셀(600)은 상부로 백금전극(610), 하부로 적상수은전극(620), 전상수은전극 전선(630), 및 기준전극(640)이 형성되어 있다.The main cell 600 has a platinum electrode 610 on the upper side, a red-phase mercury electrode 620 on the lower side, a full-phase mercury electrode wire 630 , and a reference electrode 640 on the lower side.
상기 메인셀(600)에는 상기 적상수은전극(620) 대신 수은이 코팅된 유리탄소전극이 형성될 수도 있다.A mercury-coated glass carbon electrode may be formed in the main cell 600 instead of the droplet mercury electrode 620 .
상기 메인셀(600) 내부로 샘플용액 유입된 상태에서 상기 백금전극(610)과 상기 적상수은전극(620)에 전류를 공급하여 산화-환원 화학반응이 일어나 전압을 계측함으로써 샘플용액에 포함된 중금속을 검출해 낼 수 있다.In a state in which the sample solution is introduced into the main cell 600, a current is supplied to the platinum electrode 610 and the droplet mercury electrode 620 to cause an oxidation-reduction chemical reaction and measure the voltage to measure the heavy metal contained in the sample solution. can be detected.
상기 메인셀(600)과 상기 SoC(200) 사이에 디지털-아날로그 변환기(30) 또는 아날로그-디지털 변환기(40)가 형성되어 상기 메인셀(600)의 검출결과를 디지털인 경우 아날로그로, 아날로그인 경우 디지털로 용이하게 변환할 수 있다.A digital-to-
본 발명에 따른 미량원소 측정 장치는 전원공급부(60)와 모니터(70)를 더 포함하는데, 상기 전원공급부(60)는 본 발명에 따른 미량원소 측정 장치가 동작하는데 필요한 전원을 공급하고, 상기 SoC(200)와 연결된 모니터(70)는 상기 메인셀(600)의 검출결과를 전압-전류 그래프로 특정 전압에서 어떤 중금속이 검출되었는지 표시한다.The apparatus for measuring trace elements according to the present invention further includes a
즉, 상기 전원공급부(60)는 전압 +3.3V, +5V, +12V, ±15V를 공급시킬 수 있고 상기 SoC(200)에 연결되어. 해당 SoC(200)에 연결된 상기 SSR 제어부(220), 모터 제어부(230) 및 상기 셀 구동&계측부(240)에 상기 전원공급부(60)의 전원이 각 구성에서 필요로 하는 전력에 맞게 통합적으로 공급될 수 있도록 한다.That is, the
한편, 상기 SoC(200)의 제어를 받아 상기 샘플용액, 버퍼용액, 증류수, 표준용액, 또는 질소의 이동경로를 결정하는 상기 제1 내지 제5 스위치밸브(410,420,430,440,450)는 도 2에 도시된 바와 같이 액체 내지 기체의 진행방향을 선택적으로 제어하거나 개폐시키도록 선택경로(ㄱ자, 일자, T자 형상)를 갖고 있으며, 이들 선택경로가 회전할 때 도면에서 "∧"자와 같이 배치되는 경우를 하향 작동 각도(이하 각도) 0°이며, 좌향은 각도 90°, 상향은 각도 180°, 우향은 각도 270°로 작동되는 것을 의미한다.On the other hand, the first to
예를 들면, 상기 제1 스위치밸브(410)의 선택관로(411)가 각도 180°(상향)일 경우 질소 퍼징셀(600a)과 메인셀(600)을 연결시킴으로써, 질소 퍼징셀(600a)의 내부에 충진된 질소 또는 액체가 메인셀(600)의 내부로 유입된다. For example, when the
하지만, 상기 제1 내지 제5 스위치밸브(410,420,430,440,450)는 상술한 바와 같이 반드시 90도 간격의 각도로 한정되서 회전함에 따라 경로가 변경되는 것은 아니고 소정의 각도만큼 회전됨에 따라 경로가 닫히고 열림으로써 해당 경로가 변경될 수 있다.However, the first to fifth switch valves (410, 420, 430, 440, 450) are not necessarily limited to the angle of 90 degrees as described above, so the path is not changed as it rotates, but the path is closed and opened as the path is rotated by a predetermined angle. may be changed.
한편, 상기 질소 퍼징셀(600a) 주변으로 정량 계량셀(600b)이 형성되어 정확한 정량의 질소 또는 액체가 상기 메인셀(600)의 내부로 유입될 수 있도록 한다.Meanwhile, a
즉, 상기 정량 계량셀(600b)은 계량셀 제1 포트(610b), 계량셀 제2 포트(620b), 계량셀 제3 포트(630b), 및 계량셀 제4 포트(640b)가 형성되어 있다.That is, the
상기 계량셀 제1 포트(610b)는 상기 제4 스위치밸브(440)에 연결되고, 상기 계량셀 제2 포트(620b)는 질소 흐름을 제어하는 상기 제4 SSR(340)의 입력단에 연결되고, 상기 계량셀 제3 포트(630b)는 상기 제3 스위치밸브(430)에 연결되며, 상기 계량셀 제4 포트(640)는 질소 흐름을 제어하는 상기 제2 SSR(320)의 출력단과 연결된다.The
상기 정량 계량셀(600b)은 상술한 바와 같이 스위치밸브 또는 SSR 모듈(300)과 연결되어 상기 샘플용액, 버퍼용액, 증류수, 또는 표준용액이 정량으로 상기 메인셀(600)의 내부로 유입될 수 있도록 한다.The quantitative weighing
이하, 상기 제2 내지 제4 스위치밸브(420, 430, 440, 450)의 결합관계는 도 2에 도시된 바와 같이 앞서 설명한 상기 제1 스위치밸브(410)의 결합관계와 대동소이하여 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, the coupling relationship of the second to
다만, 상기 제5 스위치밸브(450)는 원주면에 방사상으로 배치되며, 증류수병(130) 및 표준용액병(140)에 접속된 제1 포트(451)와, 상기 제1 포트(451)에서 90°간격을 이루면서 버퍼병(120)과 접속된 제2 포트(452)와, 상기 제2 포트(452)와 90°간격을 이루면서 샘플병(110)과 접속된 제3 포트(453)와 상기 제3 포트(453)와 90°간격을 이루면서 노출된 제4 포트(454)와, 중앙에 돌출되게 배치되며 상기 압축펌프모터(530)의 연결관 입력과 접속된 제 5포트(455)를 구비한다.However, the
상기 압축펌프모터(530)는 상기 제5 스위치밸브(450)와 연결된 제1 내지 제3 포트 중 열림된 상태의 포트와 연결된 병의 샘플용액, 버퍼용액, 증류수, 또는 표준용액을 펌핑시킨다.The
상기 컴퓨터(50)는 본 발명에 따른 미량원소 측정 장치의 연결포트에 연결되어 해당 미량원소 측정 장치가 구동되는 소프트웨어를 업데이트 시키고, 문제가 발생한 부분이 있는 경우 이를 해결하며, 데이터 등을 백업시킬 수 있다.The
도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 미량원소 측정 방법에 대해 설명한다.3 to 7, a method for measuring trace elements according to the present invention will be described.
본 발명에 따른 미량원소 측정 시스템은 측정을 대기하는 상태를 수행한다(S100).The trace element measurement system according to the present invention performs a state of waiting for measurement (S100).
본 발명에 따른 미량원소 측정 시스템은 블랭크(BLANK) 측정단계를 수행한다(S200).The trace element measurement system according to the present invention performs a blank (BLANK) measurement step (S200).
보다 구체적으로, 상기 블랭크 측정단계를 설명하면, 상기 SoC(200)는 상기 버퍼용액을 유입시키는 단계를 수행한다(S210).More specifically, when explaining the blank measurement step, the
상기 S210단계에 대해 더욱 상세히 설명하면, 상기 SoC(200)는 제3 스위치밸브(430)을 소정 각도만큼 회전시켜 상기 정량 계량셀(600b)을 대기에 노출시키고, 상기 제4 스위치밸브(440)를 회전시켜 정량 계량셀(600b)과 압축펌프모터(530) 출구를 연결시키며, 제5 스위치밸브(450)을 회전시켜 정량 계량셀(600b)과 상기 버퍼병(120)을 연결시킨다.In more detail with respect to step S210, the
이후, 상기 증류수병(130)의 증류수를 정량 계량셀(600b)에 주입하는 후술된 절차와 동일하다.Thereafter, it is the same as the procedure described below for injecting distilled water from the distilled water bottle 130 into the
상기 SoC(200)는 유입된 버퍼용액을 이동시키는 단계를 수행한다(S220).The
상기 S220단계에 대해 더욱 상세히 설명하면, 상기 SoC(200)는 제3 스위치밸브(430)를 소정각도만큼 회전시켜 상기 정량 계량셀(600b)을 상기 SSR1(310)에 연결하고, 제4 스위치밸브(430)를 회전시켜 상기 정량 계량셀(600b)과 압축펌프모터(530)의 연결을 차단한다.In more detail with respect to step S220, the
상기 SoC(200)는 제1 스위치밸브(410)을 회전시켜 상기 정량 계량셀(600b)과 메인셀(600)의 연결을 차단 시킨다.The
이후, 상기 SoC(200)는 상기 SSR3(330)을 온시켜 상기 질소 퍼징셀(600a)을 대기에 노출시키고, 상기 SSR2(320)를 온시켜 상기 정량 계량셀(600b)과 상기 질소 퍼징셀(600a)을 연결시키며, 질소공급과 용액이동이 이루어질 수 있도록 상기 SSR1(S310)을 온시켜 정량 계량셀(600b)과 해당 SSR1(310)을 연결시킨다.Then, the
소정 시간동안 용액이 이동할 시간을 유지한 후, 상기 SoC(200)는 상기 SSR3(330)을 오프시켜 상기 질소 퍼징셀(600a)의 대기 노출을 차단하고, 상기 SSR2(320)를 오프시켜 상기 정량 계량셀(600b)과 상기 질소 퍼징셀(600a)을 차단시키며, 상기 SSR1(S310)을 오프시켜 상기 정량 계량셀(600b)에 질소공급을 차단시킨다.After maintaining the time for the solution to move for a predetermined time, the
소정 시간 지연 후, 상기 SoC(200)는 상기 SSR4(340)을 온시켜 정량 계량셀(600a)와 외부 드레인통으로 연결된 제2 펌프를 연결하고, 해당 제2 펌프를 가동하여 상기 정량 계량셀(600b)에서 넘치는 용액을 제거한다.After a predetermined time delay, the
상기 SoC(200)는 제2 펌프의 가동을 멈추고, 상기 SSR4(340)을 오프시켜 상기 정량 계량셀(600b)과 상기 제2 펌프의 연결을 차단시키고 소정시간 지연시킨다.The
상기 SoC(200)는 상기 증류수를 유입시키는 단계를 수행한다(S230).The
상기 S230단계에 대해 더욱 상세히 설명하면, 상기 SoC(200)는 제3 스위치밸브(430)을 소정 각도만큼 회전시켜 상기 정량 계량셀(600b)을 대기에 노출시키고, 상기 제4 스위치밸브(440)를 회전시켜 정량 계량셀(600b)과 압축펌프모터(530) 출구를 연결시키며, 제5 스위치밸브(450)을 회전시켜 정량 계량셀(600b)과 상기 증류수병(130)을 연결시킨다.In more detail with respect to step S230, the
상기 SoC(200)는 압축펌프모터(530)를 구동시켜 정량만큼 동작시킨 후, 정해진 시간만큼 휴면시키고, 제5 스위치밸브(450)을 후면에 위치시켜 압축펌프모터(530)를 대기에 노출시킨다.The
정해진 시간만큼 휴면이 이루어지면, 상기 SoC(200)는 압축펌프모터(530)를 재구동시켜, 대기에 노출된 상기 압축펌프모터(530)에 공기를 주입하여 튜브 잔존용액을 상기 전량 계량셀(600b)에 주입시킨다.When the
상기 SoC(200)는 상기 SSR4(340)을 온시켜 정량 계량셀(600a)과 외부 드레인통으로 연결된 제2 펌프를 연결하고, 해당 제2 펌프를 가동하여 상기 정량 계량셀(600b)에서 넘치는 용액을 제거한다.The
상기 SoC(200)는 제2 펌프의 가동을 멈추고, 상기 SSR4(340)을 오프시켜 상기 정량 계량셀(600b)과 상기 제2 펌프의 연결을 차단시키고 소정시간 지연시킨다.The
상기 SoC(200)는 유입된 증류수를 이동시키는 단계(S240)를 수행하는데, 상기 S240단계는 상기 S220단계와 그 알고리즘이 동일하여 상세한 설명은 생략한다.The
다음으로, 상기 정량 계량셀(600b)에 주입된 증류수 용액을 질소퍼징하는 단계를 수행한다(S250).Next, nitrogen purging of the distilled water solution injected into the
상기 SoC(200)는 상기 제3 스위치밸브(430)를 소정각도만큼 회전시켜, 질소 퍼징셀(600a)과 상기 SSR1(310)을 연결시키고, 상기 제4 스위치밸브(440)를 회전시켜 정량 계량셀(600b)과 상기 압축펌프모터(530)의 출구의 연결을 차단하며, 상기 제1 스위치밸브(410)을 회전시켜 정량 계량셀(600b)과 메인셀(600)의 연결을 차단한다.The
상기 SoC(200)는 상기 SSR1(310)과 SSR3(330)을 온시켜 상기 질소 퍼징셀(600a)에 질소를 공급하고, 소정시간 유지 후, 상기 제1 스위치밸브(410)를 회전제어하여 질소 퍼징셀(600a)와 메인셀(600)을 연결한다.The
상기 SoC(200)는 상기 SSR3(330)과 SSR1(310)을 오프시켜 질소공급을 차단시키고, 자유낙하로 질소 퍼징셀(600a)의 용액이 메인셀(600)로 이동하면 상기 제1 The
스위치밸브(410)를 회전제어하여 질소 퍼징셀(600a)과 메인셀(600)을 차단한다.The
다음으로, 상기 SoC(200)는 메인셀(600) 내부의 하부 수은전극에 형성되는 수은(HG)를 제거하고 새로운 수은으로 교체하는 단계를 수행한다(S260).Next, the
상기 S260 단계에 대해 더욱 상세하게 설명하면, 상기 SoC(200)는 상기 수은주입모터(520)의 원점을 체크하고, 원점이 아닌 경우 수은 캡을 열어 1회 계측양을 배출하고 다시 수십회 계측양의 수은을 흡입한다.To describe step S260 in more detail, the
상기 SoC(200)는 상기 수은주입모터(520)의 원점을 체크하고 원점이 아닌 경우 넘치는 수은 양을 배출하고, 다시 수은을 흡입한다.The
즉, 상기 SoC(200)는 상기 제2 스위치밸브(420)를 회전시켜 수은통의 수은을 수은 인젝터로 유입시키고, 상기 수은주입모터(520)를 구동시켜 주사기 방식으로 하부에서 상부로 주입시키는 수은 인젝터를 통해 수은이 상기 메인셀(600) 내부에 맺히도록 함으로서 수은전극을 형성시킨다.That is, the
상기 SoC(200)는 보존용액을 버리는 단계를 수행한다(S270).The
상기 SoC(200)는 상기 제1 스위치밸브(410)를 회전시켜 상기 메인셀(600)과 드레인 통을 연결하고, 해당 드레인 통과 연결된 제1 펌프를 구동시키며, 동시에 메인셀(600)의 교반기 모터(510)를 저어주어 주면서 메인셀(600)의 수은 전극에 형성된 수은과 다른 침전물까지 깨끗하게 배수될 수 있도록 한다.The
이후, 상기 SoC(200)는 상기 메인셀(600)에 수용된 용액의 배수가 모두 완료되면 상기 제1 펌프와 상기 교반기 모터(510)을 정지시킨다.Thereafter, the
본 발명에 따른 미량원소 측정 시스템은 상술한 바와 같이 블랭크(BLANK) 측정단계가 완료되면, 다음으로 표준용액을 측정하는 단계를 수행한다(S300).As described above, the trace element measurement system according to the present invention performs a step of measuring a standard solution when the blank measurement step is completed (S300).
즉, 본 발명에 따른 미량원소 측정 시스템의 SoC(200)는 상술한 바와 같이 블랭크를 측정하는 절차와 동일하게 상기 제5 스위치밸브(450)를 소정 각도만큼 회전시키고, 상기 표준용액 병(140)에 담기 표준용액을 펌핑하여 상기 정량 계량셀(600b)로 이동시킨 후, 제3 스위치밸브(430)를 회전시켜 정량의 표준용액을 상기 질소 퍼징셀(600a)에 질소퍼징을 통해 산소 또는 이물질이 제거되도록 한다.That is, the
질소퍼징 된 상기 표준용액을 본 발명에 따른 미량원소 측정 시스템은 상기 메인셀(600)에 주입하고, 수은전극을 형성시킨 후, 전압을 인가하여 표준용액으로 기준을 설정한다.The nitrogen-purged standard solution is injected into the main cell 600 in the trace element measurement system according to the present invention, a mercury electrode is formed, and then a voltage is applied to set the standard as a standard solution.
상기 S300단계에서 표준용액 측정으로 기준설정이 되면 본 발명에 따른 미량원소 측정 시스템은 샘플용액을 측정하는 단계를 수행한다(S400).When the reference is set by measuring the standard solution in step S300, the system for measuring trace elements according to the present invention performs the step of measuring the sample solution (S400).
즉, 본 발명에 따른 미량원소 측정 시스템은 상기 샘플병(110)에 수용되어 있는 특정지역의 폐수나 수돗물과 같은 미량원소 측정 대상인 샘플용액을 상기 제5 스위치밸브(450), 압축펌프모터(530), 제4 스위치밸브(440), 정량 계량셀(600b), 제3 스위치밸브(430), 질소 퍼징셀(600a), 및 제1 스위치밸브(410)를 제어하여 메인셀(600)로 유입시킨 후, 수은전극과 백금전극에 전압을 인가하여 산화-환원반응을 일으킴으로써 샘플용액에 포함된 중금속을 성분을 측정 한다.That is, the trace element measurement system according to the present invention uses the
상기 샘플용액 측정이 완료되면, 상기 SoC(200)는 자동측정단계(S500)를 확인한 후, 자동측정이 설정된 경우, 설정된 횟수만큼 상기 샘플용액 측정이 수행되었는지 판단하는 단계(S600)를 수행 후, 설정된 횟수만큼 샘플 측정이 이루어진 경우 미량원소 측정을 종료하고, 설정된 횟수만큼 샘플 측정이 이루어지지 않은 경우 상기 S400 단계 이후의 과정을 반복수행한다.When the sample solution measurement is completed, the
한편, 본 발명에 따른 른 미량원소 측정 시스템은 샘플용액의 표본이 변경된 경우, 증류수로 샘플용액이 이동한 튜브를 세척하고 표준시료로 기준을 재설정해주는 상기 S200 단계 이후의 과정을 반복수행한다.On the other hand, in the other trace element measurement system according to the present invention, when the sample of the sample solution is changed, the process after step S200 of washing the tube to which the sample solution is moved with distilled water and resetting the standard to the standard sample is repeated.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In the above, the technical idea of the present invention has been described along with the accompanying drawings, but this is an exemplary description of a preferred embodiment of the present invention and does not limit the present invention. In addition, it is a clear fact that anyone with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical spirit of the present invention.
1 : 전처리장치 2 : 저장장치
3 : CCTV 4 : 시리얼 통신부
5 : TCP/IP 6 : 조작버튼
10 : SSR 구동부 20 : 모터 구동부
30 : 디지털-아날로그 변환기 40 : 아날로그-디지털 변환기
50 : 컴퓨터 60 : 전원공급부
70 : 모니터
100 : 병 하우징
110 : 샘플병 120 : 버퍼병
130 : 증류수병 140 : 표준용액병
200 : SoC
210 : 인터페이스부 220 : SSR 제어부
230 : 모터 제어부 240 : 셀 구동&계측부
300 : SSR 모듈
310 : 제1 SSR 320 : 제2 SSR
330 : 제3 SSR 340 : 제4 SSR
400 : 밸브모듈
410 : 제1 스위치밸브 420 : 제2 스위치밸브
430 : 제3 스위치밸브 440 : 제4 스위치밸브
450 : 제5 스위치밸브 451 : 제1 포트
452 : 제2 포트 453 : 제 3포트
454 : 제 4포트 455 : 제 5포트
460 : 제6 스위치밸브
500 : 모터모듈
510 : 교반기 모터 520 : 수은 주입모터
530 : 압축펌프모터 540 : 예비모터
600 : 메인셀
610 : 백금전극 620 : 하부로 적상수은전극
630 : 전상수은전극 전선 640 : 기준전극
600a : 질소 퍼징셀
600b : 정량 계량셀
610b : 계량셀 제1 포트 620b : 계량셀 제2 포트
630b : 계량셀 제3 포트 640 : 계량셀 제4 포트1: pre-processing device 2: storage device
3: CCTV 4: Serial communication unit
5: TCP/IP 6: Operation button
10: SSR driving unit 20: motor driving unit
30: digital-analog converter 40: analog-digital converter
50: computer 60: power supply
70: monitor
100: bottle housing
110: sample bottle 120: buffer bottle
130: distilled water bottle 140: standard solution bottle
200: SoC
210: interface unit 220: SSR control unit
230: motor control unit 240: cell driving & measuring unit
300: SSR module
310: first SSR 320: second SSR
330: third SSR 340: fourth SSR
400: valve module
410: first switch valve 420: second switch valve
430: third switch valve 440: fourth switch valve
450: fifth switch valve 451: first port
452: second port 453: third port
454: 4th port 455: 5th port
460: sixth switch valve
500: motor module
510: agitator motor 520: mercury injection motor
530: compression pump motor 540: spare motor
600: main cell
610: platinum electrode 620: red phase mercury electrode to the bottom
630: mercury electrode wire 640: reference electrode
600a: nitrogen purging cell
600b: quantitative weighing cell
610b: the first port of the weighing
630b: weighing cell third port 640: weighing cell fourth port
Claims (9)
샘플병, 버퍼병, 증류수병, 및 표준용액병으로 구성된 병 하우징;
상기 병 하우징의 각 병에 담긴 샘플용액, 버퍼용액, 증류수, 또는 표준용액 중 어느 하나의 용액을 펌핑하기 위한 압축펌프모터;
상기 압축펌프모터에 의해 펌핑되어 공급되는 용액을 공급받아 설정된 정량의 용액을 배출하는 정량 계량셀;
상기 정량 계량셀에서 전달되는 정량의 용액을 질소퍼징하는 질소 퍼징셀;
상기 질소 퍼징셀에서 전달되는 용액을 수용하고, 수은전극을 형성한 후, 전류를 공급하여 산화-환원 화학반응을 일으켜 전압-전류를 계측함으로써 샘플용액에 함유된 성분을 측정하는 메인셀;
상기 병 하우징과 상기 압축펌프모터 사이의 제5 스위치밸브, 상기 압축펌프모터, 해당 압축펌프모터와 상기 정량 계량셀 사이의 제4 스위치밸브, 상기 정량 계량셀과 질소 퍼징셀 사이의 제3 스위치밸브, 상기 질소 퍼징셀과 상기 메인셀 사이의 제1 스위치밸브를 제어하여 용액이 상기 메인셀로 유입되도록 제어하는 SoC;
폐수나 수돗물에 자외선을 조사하여 박테리아아를 사멸시켜 유기물을 제거함으로써 샘플용액을 만드는 전처리 장치;
상기 메인셀이 측정한 미량원소 정보와 특정 전압에 대한 전류정보가 저장된 저장장치;
상기 미량원소 측정 장치의 조작을 감시하는 CCTV;
상기 메인셀이 측정한 미량원소 데이터를 외부 기기로 전달할 수 있도록 하는 시리얼 통신부; 및
상기 저장장치에서 수집한 정보를 상기 SoC 또는 외부기기로 전달되게 하거나, 또는 필요한 정보를 요청할 수 있으며 상기 미량원소 측정 장치의 환경설정을 위한 조작버튼;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미량원소 측정 장치.
In the trace element measuring device for measuring the components contained in the sample solution,
a bottle housing consisting of a sample bottle, a buffer bottle, a distilled water bottle, and a standard solution bottle;
a compression pump motor for pumping any one of a sample solution, a buffer solution, distilled water, or a standard solution contained in each bottle of the bottle housing;
a metering cell for receiving a solution pumped by the compression pump motor and discharging a set amount of the solution;
a nitrogen purging cell for purging the solution of the quantity delivered from the quantitative measurement cell with nitrogen;
a main cell receiving the solution transferred from the nitrogen purging cell, forming a mercury electrode, and supplying a current to cause an oxidation-reduction chemical reaction to measure the voltage-current to measure the components contained in the sample solution;
A fifth switch valve between the bottle housing and the compression pump motor, the compression pump motor, a fourth switch valve between the compression pump motor and the metering cell, and a third switch valve between the metering cell and the nitrogen purging cell , SoC for controlling a first switch valve between the nitrogen purging cell and the main cell to control the solution to flow into the main cell;
A pretreatment device for making a sample solution by irradiating ultraviolet rays to wastewater or tap water to kill bacteria and remove organic matter;
a storage device storing trace element information measured by the main cell and current information for a specific voltage;
CCTV monitoring the operation of the trace element measurement device;
a serial communication unit configured to transmit the trace element data measured by the main cell to an external device; and
The device for measuring trace elements, characterized in that it further comprises a control button for transmitting the information collected from the storage device to the SoC or an external device, or requesting necessary information, and for setting the environment of the device for measuring trace elements. .
미량원소 측정 장치가 동작하는데 필요한 전원을 공급하는 전원공급부; 및
상기 메인셀의 검출결과를 전압-전류 특성 그래프로 표시하는 모니터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미량원소 측정 장치.
The method of claim 1,
a power supply for supplying power required for the microelement measurement device to operate; and
Trace element measuring device further comprising; a monitor for displaying the detection result of the main cell as a voltage-current characteristic graph.
상기 SoC는
제2 스위치밸브를 회전시켜 수은통의 수은을 수은 인젝터로 유입시키고, 수은주입모터를 구동시켜 주사기 방식으로 하부에서 상부로 수은을 주입시키는 상기 수은 인젝터를 통해 수은이 상기 메인셀 내부에 맺히도록 함으로서 상기 수은전극을 형성시키는 것을 특징으로 하는 하는 미량원소 측정 장치.
4. The method of claim 3,
The SoC is
By rotating the second switch valve, the mercury in the mercury tank is introduced into the mercury injector, and the mercury injection motor is driven to inject the mercury from the lower part to the upper part in a syringe method so that the mercury is concentrated inside the main cell. Trace element measuring device, characterized in that forming the mercury electrode.
상기 SoC는
상기 병 하우징의 버퍼병 또는 증류수병의 버퍼용액과 증류수가 상기 메인셀로 유입되도록 하고, 해당 버퍼용액과 증류수를 비운 후, 상기 표준용액병의 표준용액이 상기 메인셀로 유입되도록 한 후, 해당 표준용액을 비운 후, 상기 샘플병의 샘플용액을 상기 메인셀로 유입시켜 해당 샘플용액의 중금속 성분을 측정하는 것을 특징으로 하는 하는 미량원소 측정 장치.
5. The method of claim 4,
The SoC is
After allowing the buffer solution and distilled water of the buffer bottle of the bottle housing or the distilled water bottle to flow into the main cell, and after emptying the buffer solution and distilled water, the standard solution from the standard solution bottle flows into the main cell, After emptying the standard solution, the sample solution in the sample bottle is introduced into the main cell to measure the heavy metal component of the sample solution.
(a) 미량원소 측정가 미량원소 측정을 대기하는 단계;
(b) 상기 미량원소 측정의 SoC가 버퍼용액 또는 증류수가 메인셀로 이동되도록 하여 블랭크를 측정단계;
(c) 상기 SoC가 표준용액을 상기 메인셀로 이동되도록 하여 검출하고자 하는 중금속 성분의 기준을 잡기위한 표준용액 성분을 측정하는 단계;
(d) 상기 SoC가 샘플용액을 상기 메인셀로 이동되도록 하여 해당 샘플용액에 함유된 중금속을 측정하는 단계; 및
(e) 상기 SoC가 자동측정단계를 확인한 후, 자동측정이 설정된 경우, 설정된 횟수만큼 상기 샘플용액 측정이 수행되었는지 판단하는 단계;를 포함하되,
상기 (d) 단계는
(d-1) 상기 SoC가 제5 밸브스위치와 제4 밸브스위치를 설정된 각도만큼 회전시켜 샘플병과 압축펌프모터 및 정량 계량셀로 이어지는 유로(流路)를 형성시키는 단계;
(d-2) 상기 SoC가 압축펌프모터를 구동시켜 상기 샘플병의 샘플용액을 상기 정량 계량셀로 유입시키는 단계;
(d-3) 상기 SoC가 제3 밸브스위치를 설정된 각도만큼 회전시켜 상기 정량 계량셀과 질소 퍼징셀 사이에 유로를 형성시킨 후, 정량의 샘플용액을 질소 퍼징셀로 유입시키는 단계;
(d-4) 상기 SoC가 제1 밸브스위치를 설정된 각도만큼 회전시켜, 질소 퍼징셀과 메인셀 사이에 유로를 형성시킨 후, 질소퍼징된 샘플용액을 상기 메인셀로 유입시키는 단계;
(d-5) 상기 SoC가 상기 메인셀 내부에 수은전극을 형성시키는 단계; 및
(d-6) 상기 SoC가 상기 메인셀로 형성된 수은전극과 백금전극에 전류를 인가하여 산화-환원 화학반응을 일으켜 전압을 계측함으로써 샘플용액에 함유된 성분을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미량원소 측정 방법.
In the method for measuring trace elements for measuring components contained in a sample solution,
(a) the trace element measurement is waiting for the trace element measurement;
(b) measuring the blank by allowing the SoC of the trace element measurement to be transferred to the main cell with a buffer solution or distilled water;
(c) measuring a component of a standard solution for setting a standard of a heavy metal component to be detected by causing the SoC to move the standard solution to the main cell;
(d) measuring the heavy metal contained in the sample solution by causing the SoC to move the sample solution to the main cell; and
(e) after the SoC confirms the automatic measurement step, and when automatic measurement is set, determining whether the sample solution measurement has been performed for a set number of times;
Step (d) is
(d-1) the SoC rotates the fifth valve switch and the fourth valve switch by a set angle to form a flow path leading to the sample bottle, the compression pump motor, and the metering cell;
(d-2) the SoC drives the compression pump motor to introduce the sample solution from the sample bottle into the quantitative metering cell;
(d-3) the SoC rotates the third valve switch by a set angle to form a flow path between the quantitative metering cell and the nitrogen purging cell, and then introducing a fixed amount of the sample solution into the nitrogen purging cell;
(d-4) the SoC rotates the first valve switch by a set angle to form a flow path between the nitrogen purging cell and the main cell, and then introducing the nitrogen-purged sample solution into the main cell;
(d-5) forming, by the SoC, a mercury electrode in the main cell; and
(d-6) the SoC applies a current to the mercury electrode and the platinum electrode formed as the main cell to cause an oxidation-reduction chemical reaction and measure the voltage by measuring the component contained in the sample solution; A method for measuring trace elements.
상기 (b)와 상기 (c)단계는
상기 (d-1)단계에서 상기 SoC가 상기 제5 밸브스위치를 설정된 각도만큼 회전시켜 버퍼병, 압축펌프모터 및 정량 계량셀로 이어지는 유로와, 증류수병, 압축펌프모터 및 정량 계량셀로 이어지는 유로와, 또는 표준용액병, 압축펌프모터 및 정량 계량셀로 이어지는 유로를 형성하는 것을 제외하고, 상기 (d-2) 내지 (d-6)단계를 수행하여, 블랭크(BLANK)를 측정하고, 표준용액 성분을 측정하는 것을 특징으로 하는 미량원소 측정 방법.
7. The method of claim 6,
Steps (b) and (c) are
In step (d-1), the SoC rotates the fifth valve switch by a set angle to lead to a buffer bottle, a compression pump motor, and a metering cell, and a flow path leading to a distilled water bottle, a compression pump motor, and a metering cell. or, except for forming a flow path leading to the standard solution bottle, the compression pump motor, and the quantitative metering cell, performing steps (d-2) to (d-6) to measure the blank, A method for measuring trace elements, characterized in that the solution components are measured.
상기 (d-5)단계는
(d-5-1) 상기 SoC가 제2 스위치밸브를 회전시켜 수은통의 수은을 수은 인젝터로 유입시키는 단계; 및
(d-5-2) 상기 SoC가 수은주입모터를 구동시켜 주사기 방식으로 하부에서 상부로 수은을 주입시키는 상기 수은 인젝터를 통해 수은이 상기 메인셀 내부에 맺히도록 하여 상기 수은전극을 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미량원소 측정 방법.9. The method of claim 8,
The step (d-5) is
(d-5-1) the SoC rotates the second switch valve to introduce mercury from the mercury container into the mercury injector; and
(d-5-2) forming the mercury electrode by allowing the SoC to condense into the main cell through the mercury injector, which drives the mercury injection motor to inject the mercury from the bottom to the top in a syringe manner; A method for measuring trace elements, comprising:
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---|---|---|---|
KR1020210091707A KR102327202B1 (en) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | Trace element measuring device and measuring method |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100265024B1 (en) * | 1998-03-10 | 2000-10-02 | 전병성 | Electrochemical testing systen using a mercury electrode system |
KR100485989B1 (en) | 2002-11-09 | 2005-05-03 | 이재춘 | Glassy carbon electrode system |
KR100485988B1 (en) * | 2002-11-09 | 2005-05-03 | 이재춘 | Glassy carbon electrode system and electronic system and controling method thereof |
KR100890364B1 (en) * | 2007-03-21 | 2009-03-25 | 한국과학기술연구원 | Apparatus for analyzing tin compounds in liquid samples and method for analyzing tin levels using the same |
US20180136161A1 (en) * | 2015-04-29 | 2018-05-17 | Ams Trace Metals, Inc. | Renewable mercury meniscus electrode with mercury circulation system and contaminant removal |
-
2021
- 2021-07-13 KR KR1020210091707A patent/KR102327202B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100265024B1 (en) * | 1998-03-10 | 2000-10-02 | 전병성 | Electrochemical testing systen using a mercury electrode system |
KR100485989B1 (en) | 2002-11-09 | 2005-05-03 | 이재춘 | Glassy carbon electrode system |
KR100485988B1 (en) * | 2002-11-09 | 2005-05-03 | 이재춘 | Glassy carbon electrode system and electronic system and controling method thereof |
KR100890364B1 (en) * | 2007-03-21 | 2009-03-25 | 한국과학기술연구원 | Apparatus for analyzing tin compounds in liquid samples and method for analyzing tin levels using the same |
US20180136161A1 (en) * | 2015-04-29 | 2018-05-17 | Ams Trace Metals, Inc. | Renewable mercury meniscus electrode with mercury circulation system and contaminant removal |
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