KR102389787B1 - 방폭형 잔류 염소농도 측정장치 - Google Patents

방폭형 잔류 염소농도 측정장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102389787B1
KR102389787B1 KR1020200138939A KR20200138939A KR102389787B1 KR 102389787 B1 KR102389787 B1 KR 102389787B1 KR 1020200138939 A KR1020200138939 A KR 1020200138939A KR 20200138939 A KR20200138939 A KR 20200138939A KR 102389787 B1 KR102389787 B1 KR 102389787B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reagent
explosion
unit
residual chlorine
sample water
Prior art date
Application number
KR1020200138939A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220054957A (ko
Inventor
박석원
김성태
권경안
이광호
Original Assignee
주식회사 테크로스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 테크로스 filed Critical 주식회사 테크로스
Priority to KR1020200138939A priority Critical patent/KR102389787B1/ko
Priority to PCT/KR2021/014938 priority patent/WO2022092720A1/ko
Publication of KR20220054957A publication Critical patent/KR20220054957A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102389787B1 publication Critical patent/KR102389787B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3577—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing liquids, e.g. polluted water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
    • B63B43/04—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability
    • B63B43/06—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability using ballast tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J4/00—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
    • B63J4/00—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for
    • B63J4/002—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for for treating ballast water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity
    • G01N21/5907—Densitometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N2021/0325—Cells for testing reactions, e.g. containing reagents
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N2021/755—Comparing readings with/without reagents, or before/after reaction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/7703—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
    • G01N2021/7706—Reagent provision

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 관한 것으로, 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관 및 측정이 완료된 샘플수가 배출되는 샘플수 배출관이 설치되는 측정부; 측정부로 시약을 유입하도록 시약유입관이 구비되는 시약저장부; 발광부에서 생성된 빛이 샘플수를 투과한 후, 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 샘플수의 산화제 농도를 측정하는 제어부; 샘플수 유입관 및 샘플수 배출관에 각각 설치되며 공압밸브(Pneumatic Valve)로 구성되는 유입밸브 및 배출밸브; 및 시약의 유입을 제어하도록 시약유입관에 설치되는 시약주입장치;를 포함하되, 시약유입관은 탄성재질로 구성된 탄성배관을 적어도 포함하고, 시약주입장치는 공기에 의해 구동되어 탄성배관을 가압하도록 구성된다.

Description

방폭형 잔류 염소농도 측정장치{Explosion proof TRO measuring apparatus}
본 발명은 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 선박의 위험구역에 설치할 수 있도록 하는 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 해상에서 운송하는 화물 선박은 유사한 화물의 상호 교환을 위하여 왕복 항해하는 선박을 제외하고는 대부분 편도 운항을 한다. 그리고, 편도 운항을 만재 상태로 항해한 후 귀환 항해 시에는 선박의 균형, 안전성 및 조종 성능 향상 등을 위하여 선박평형수(ballast water)를 선내로 유입하여 밸러스트 상태로 항해를 하게 된다.
이때, 선박평형수는 한 항구에서 채워져서 다른 곳으로 이송되어, 거기서 새로운 항구 내에 배출된다. 이와 같이, 먼 위치로부터 실려져 온 선박평형수에 포함된 해양 생물 및 병원균의 방출은 새로운 환경에 유해할 뿐만 아니라, 새로운 항구에서도 사람과 동물 모두에게 위험할 수 있다.
비-천연적인 해양 생물을 신규 생태계로 도입시키면, 신규 종에 대해 자연적인 방어체계를 지니고 있지 않을 수 있는 천연 식물군 및 동물군에게 파괴적인 효과를 미칠 수 있다. 또한, 콜레라와 같은 해로운 세균성 병원균이 원래의 항구에 존재할 수 있다. 이러한 병원균은 시간이 지남에 따라 밸러스트 탱크 내에서 증식되어, 이들이 방출되는 영역에서 질병을 발생시킬 수 있다.
이러한 해양 생물 및 병원균에 의해 제기되는 위험은 선박평형수 내에 존재하는 상기한 종들을 치사(致死)시켜 조절할 수 있다.
선박평형수를 살균 처리하는데 주로 전기 분해 방식을 이용하는데, 전기 분해 방식을 이용한 선박평형수 처리시스템은 밸러스트 수의 TRO 측정하기 위한 TRO 센서를 구비하고 있다.
여기서 "TRO"는 "Total Residual Oxidant"의 약어로서, 밸러스트 수에 존재하는 전체 잔류 산화제를 의미하며, 통상적으로 전기 분해 과정을 통하여 발생하는 염소가 밸러스트 수 내의 수중 생물을 산화시키고 남은 염소의 잔류 염소 수치를 측정하여 구한다. TRO는 바닷물이나 염분이 섞여있는 물을 전기분해 또는 염소 소독할 경우 활성 염소 대신 브로민 등의 원자로 대체되어 여러 종류의 산화제가 공존하게 되는데, 이때 존재하는 모든 활성 산화제를 가리킨다.
전술한 TRO센서는 선박이 항해하는 경로에 따라 담수, 해수 등 다양한 수질 조건에서 작동해야 하기 때문에, 수질변화에 덜 민감한 DPD 시약을 이용한 TRO 센서를 주로 사용한다.
DPD방식 TRO센서는 시약통에서 측정부에 시약을 주입하기 위해 이송 펌프를 포함하고 있을 뿐만 아니라, 이송 펌프를 통한 시약의 이송시에 역류를 막기 위해 공급관에 체크밸브 등을 포함하고 있어 구성이 매우 복잡하다.
또한, DPD방식 TRO센서를 선박의 위험구역에 설치하기 위해서는 폭발을 방지하는 방폭구조를 갖도록 설계되어야 하고, 방폭구조에 대한 인증절차를 거쳐야 한다.
방폭구조는 본질안전방폭, 압력방폭, 내압방폭, 안전증방폭 등이 있다.
먼저, 본질안전방폭구조를 DPD방식 TRO센서에 적용할 경우, TRO센서 내부에 솔레노이드 밸브와 전자회로를 포함하여 상당한 전력이 소모되기 때문에 본질안전방폭 iic 등급(수소 환경)을 받기 위한 24V 사용 시 170mA 이하(저항성 부하일 때) 소모 기준(소비전력 4.08W 이하)을 만족시키기 어려운 문제점이 있다.
압력방폭구조의 경우, 불활성 기체를 주입하는 퍼지 시스템이 추가로 설치되어야 하고, 고장을 방지하기 위해 수분, 유분이 제거된 공기를 주입하여야 하며, 에어 벤트(Air vent)가 가능하고 진동이 적은 곳 등에 설치되어야 하는 제약이 있다. 또한, 퍼지 시스템의 가격이 비싸고 선박 환경에서 고장이 잘 발생하는 문제점이 있다.
내압방폭구조의 경우, 폭발시 압력을 견뎌야 하기 때문에 견고한 하우징으로 구성되는데, DPD시약을 교체할 때 TRO센서 장치를 해체해야 하기 때문에 유지보수가 불편하고, 하우징 가격이 비싼 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제10-1722718호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 선박의 위험구역에 설치할 수 있는 방폭형 잔류 염소농도 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치는, 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관 및 측정이 완료된 샘플수가 배출되는 샘플수 배출관이 설치되는 측정부; 측정부로 시약을 유입하도록 시약유입관이 구비되는 시약저장부; 발광부에서 생성된 빛이 샘플수를 투과한 후, 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 샘플수의 산화제 농도를 측정하는 제어부; 샘플수 유입관 및 샘플수 배출관에 각각 설치되며 공압밸브(Pneumatic Valve)로 구성되는 유입밸브 및 배출밸브; 및 시약의 유입을 제어하도록 시약유입관에 설치되는 시약주입장치;를 포함하되, 시약유입관은 탄성재질로 구성된 탄성배관을 적어도 포함하고, 시약주입장치는 공기에 의해 구동되어 탄성배관을 가압하도록 구성된다.
또한, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치는, 제어부에서 신호를 수신하여 유입밸브, 배출밸브 및 시약주입장치를 구동하는 공기 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서 시약주입장치는, 시약유입관과 각각 연결되는 유입부 및 배출부가 구비되고, 내부에는 유입부와 배출부를 연결하는 탄성배관이 위치되는 하우징; 하우징 내부에서 탄성배관 길이방향으로 이동하며 탄성배관의 일측면을 가압하는 가압롤러; 및 공기 제어밸브에 의해 공급된 공기로 탄성배관 길이방향으로 가압롤러를 이동시키는 구동부;를 포함할 수 있다.
여기서, 구동부는, 가압롤러를 탄성배관 길이방향으로 직선 왕복운동하도록 이동시키고, 하우징 내부에는, 적어도 일부가 가압롤러의 왕복 이동방향과 평행하며, 하우징 유입부 방향의 모퉁이가 라운드지게 형성되는 지지부가 구비될 수 있다.
또한, 하우징에는, 지지부를 가압롤러의 왕복 이동방향에 대해 수직으로 이동시키는 높이조절부가 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 시약저장부는 복수개가 구비되고, 가압롤러는 시약저장부에 각각 대응되게 복수개가 구비될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 공압밸브는, 위험구역에 설치되고, 공기 제어밸브는, 안전구역 또는 위험구역에 설치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치는, 측정부 내부가 자연압을 유지하도록 측정부에 구비되는 벤트부(Vent);를 포함하고, 시약저장부는, 자연압에 의해 측정부로 시약이 주입되도록 측정부보다 높은 위치에 설치될 수 있다.
여기서, 시약저장부는, 시약을 저장하도록 내부에 저장공간이 형성되고, 일측에 개방부가 구비되는 몸체; 몸체의 개방부에 개폐가능하도록 설치되는 뚜껑; 및 일단이 뚜껑에 연결되고, 타단은 시약유입관과 연결되는 탄성튜브;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 제어부는, 본질안전방폭구조로 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면 잔류 염소농도 측정장치에 포함되는 유입밸브, 배출밸브, 시약주입장치를 공기에 의해 제어되도록 구성함으로써 본질안전방폭구조를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 공기 제어밸브를 안전구역(Zone 2)에 설치하여 위험구역(Zone 0 또는 Zone 1)에 위치한 유입밸브, 배출밸브, 시약주입장치를 제어하도록 구성함으로써 위험구역에 위치한 잔류 염소농도 측정장치의 구성요소들의 소비전력을 획기적으로 감소시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 측정부보다 시약저장부의 위치를 높게 해서 자연압으로 시약이 투입되도록 함으로써 구조를 단순화하여 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 일정한 압력(자연압)으로 시약이 공급되도록 함으로써 시약의 투입량이 일정하게 유지되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치를 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치를 도시한 구성도이고,
도 3은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약주입장치의 제1실시예를 도시한 평면도이고,
도 4는 도 3의 측면도로서 시약 주입전 상태를 도시한 것이고,
도 5는 도 3의 측면도로서 시약 주입후 상태를 도시한 것이고,
도 6은 도 5의 단면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약주입장치의 제2실시예를 도시한 측면도로서 시약 주입전 상태를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약주입장치의 제2실시예를 도시한 측면도로서 시약 주입후 상태를 도시한 것이고,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시약주입장치에 구비된 가압롤러가 배관을 가압하기 전 및 후의 상태를 도시한 정면도이고,
도 10은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약 저장부 및 측정부를 도시한 것이고,
도 11은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 수광부의 상대 반응도(Relative Responsivity)를 도시한 그래프이고,
도 12는 본 발명에 따른 잔류 염소농도 측정방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"와 "기", "모듈"과 "부", "유닛"과 "부", "장치"와 "시스템"등은 명세서 작성의 용이함 만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)은, 샘플수의 잔류 염소 농도를 측정하는 측정부(110)와, 시약을 보관하고 있다가 상기 측정부(110)로 시약을 주입하는 시약저장부(130)와, 측정부(110)에서 측정된 센싱정보에 따라 제어신호를 생성하는 제어부(150)와, 제어부(150)의 제어신호에 따라 밸브들을 개방 또는 폐쇄시키는 공기 제어밸브(170)를 포함한다.
측정부(110)는, 양 측면부에 발광부(111)와 수광부(113)이 각각 마주보도록 설치된다. 또한, 상기 측정부(110)는, 빛이 통과할 수 있는 투명 재질로 형성되어 발광부(111)에서 생성된 빛이 측정부(110)를 관통하여 수광부(113)에 도달할 수 있도록 구성된다.
여기서, 상기 발광부(111)는 3채널 파장대역을 모두 측정하기 위해 백색 LED로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수광부(113)는 Red, Green, Blue에 해당하는 color filter를 구비한 RGB 센서로 구성되어 3채널의 파장 모두를 인식할 수 있도록 구성된다. 3개의 파장 대역을 확인하므로 DPD로 발색된 산화제의 농도를 측정하는데 있어서 정확도를 높일 수 있고, 서로 다른 색으로 발색하는 다양한 종류의 시약에 하나의 기기로 모두 대응할 수 있는 장점을 지닐 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 발광부(111)의 백색 LED가 온(On)되면 수광부(113)의 RGB 센서에서 투과된 빛의 세기(광량)를 측정하여 잔류 염소 농도를 측정할 수 있게 된다.
상기 측정부(110)는, 샘플수가 유입되도록 샘플수 유입관(121)이 설치되고, 측정이 완료된 샘플수가 배출되도록 샘플수 배출관(125)이 설치된다.
또한, 샘플수 유입관(121)에는 유입밸브(123)가 설치되고, 샘플수 배출관(125)에는 배출밸브(127)가 설치됨으로써 시약저장부(130)에서 유입된 시약이 샘플수와 반응된 후에 원활히 배출될 수 있도록 구성한다.
본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 선박평형수에 투입되는 산화제를 측정하는 여러가지 방식의 장치중에 DPD(diethyl-p-phenylende diamine) 시약을 측정 대상 선박평형수에 반응시켜 잔류 산화제의 농도를 측정하는 방식을 적용한다.
이와 같은 DPD방식의 TRO측정장치는, 처리된 선박평형수의 일부를 채취한 후 DPD 시약을 투입하여 산화물질 농도를 측정하기 때문에 DPD 시약을 보관하기 위한 시약저장부(130)을 구성요소로 한다. DPD 시약은 완충(Buffer) 용액과 혼합되어 측정부(110)로 주입되는데, DPD 시약과 Buffer 용액이 하나의 용기에 혼합되어 보관될 수도 있으나, 각각 별도의 용기에 보관되는 것이 보관상 바람직하다.
또한, 상기 시약저장부(130)는 일정온도로 유지되는 온도유지수단(미도시)를 추가적으로 구비하여 시약의 반응성과 시약의 유효기간을 증가시킬 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 자연압에 의해 측정부(110)로 시약이 주입되도록 시약저장부(130)를 측정부(110)보다 높은 위치에 설치한다.
또한, 시약저장부(130)에 보관된 DPD 시약이 샘플수를 담는 측정부(110)로 원활히 공급되도록 시약저장부(130)와 측정부(110) 사이에는 시약유입관(140)이 설치되고, 시약유입관(140)에는 시약의 유입 흐름을 제어하도록 시약주입장치(200)가 설치되는데, 본 발명에서는 소비전력을 최소화할 수 있도록 공기에 의해 동작된다. 시약주입장치(200)의 구체적 구성은 후술한다.
시약저장부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 복수개가 구비될 수 있다. 제1 시약저장부(130a) 및 제2 시약저장부(130b)에 모두 시약을 저장하도록 구성함으로써, 제1 시약저장부(130a)의 시약이 모두 소비되더라도 예비적으로 제2 시약저장부(130b)를 통해 시약이 공급될 수 있기 때문에 연속적인 시약 공급이 가능해진다.
여기서, 시약유입관(140)은 공급되는 시약에 의해 부식, 파손되는 것을 방지하도록 내화학성 튜브로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 유입밸브(123), 배출밸브(127)가 포함되어 있는데, 종래에 사용된 솔레노이드 밸브를 대체하여 공압밸브(Pneumatic Valve)를 사용함으로써 소비전력을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 구비된 시약유입관(140)은 탄성재질로 구성된 탄성배관을 적어도 포함하며, 공기에 의해 구동되는 시약주입장치(200)가 탄성배관을 가압하도록 구성됨으로써 본질방폭구조를 가지며 시약유입관(140)에 내장된 시약을 공급할 수 있게 된다.
즉, 유입밸브(123), 배출밸브(127) 및 시약주입장치(200)가 종래와 같이 솔레노이드 밸브로 구성될 경우, 솔레노이드 밸브의 소비전력이 2W이상이기 때문에 동시에 밸브 4개가 구동될 때 8W를 초과하여 본질안전방폭구조의 기준을 만족할 수 없게 되지만, 본 발명에 적용되는 공압밸브(Pneumatic Valve)는 0.5W 이하로 구동이 가능하게 되고, 공기 제어밸브(170)에 의해 유입밸브(123), 배출밸브(127) 및 시약주입장치(200)의 구동제어가 가능하게 됨으로써, 본 발명의 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)가 전체적으로 본질안전방폭구조의 기준을 만족할 수 있어 선박의 위험구역에 설치가능하게 된다.
시약주입장치(200), 유입밸브(123) 및 배출밸브(127)는, 제1 내지 제4 공기 제어밸브(173a,173b,175,177)에 의해 구동되는데, 제1 내지 제4 공기 제어밸브(173a,173b,175,177)가 개방될 경우 공기가 시약주입장치(200), 유입밸브(123) 및 배출밸브(127)를 가압하면서 구동되도록 구성된다.
여기서, 공기 제어밸브(170)는 본질안전방폭구조를 만족시킬 수 있는 저전력(일례로, 0.1W 내지 0.5W)의 공기 제어밸브(170)를 사용하는 것이 바람직하다. 공기 제어밸브(170)의 조작은 제어부(150)에서 수행하게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에서 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 제어부(150)와 공기 제어밸브(170)에 전원을 공급하는 수단이 마련될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 도 1의 측정부(110) 및 시약저장부(130) 중 적어도 하나에는 에어 벤트부(미도시)가 형성될 수 있다. 이를 통해 측정부(110)에 가해지는 압력이 자연압으로 유지되게 되고, 시약과 샘플수가 원활하게 유입, 배출될 수 있다. 이와 같이 일정한 압력(자연압)으로 시약이 공급되도록 함으로써 시약의 투입량이 일정하게 유지될 수 있게 된다.
여기서, 에어 벤트부(미도시)는 벤트홀의 형태로 형성될 수도 있지만, 도 1에 도시된 바와 같이 측정부(110)와 연결되는 오버플로우관(160)을 통해 에어 벤트의 기능을 수행하도록 구성할 수도 있다.
이 때, 오버플로우관(160)은 측정부(110) 내의 샘플수가 넘칠 때 배출시키는 오버플로우 기능과 에어 벤트 기능을 동시에 수행할 수 있게 된다. 오버플로우관(160)이 에어 벤트 기능을 잘 수행하도록 오버플로우관(160)은 측정부(110)의 상측단에 연결되는 것이 바람직하다.
제어부(150)는, 발광부(111)에서 생성된 빛이 샘플수를 투과한 후 수광부(113)에서 수신되는 신호를 근거로 상기 샘플수의 잔류 염소 농도를 측정하게 된다.
여기서, 제어부(150)는, 유입밸브(123)가 개방후 측정부(110)에 샘플수가 차지 않으면 샘플수가 유입되지 않는 것으로 파악하여 알람을 발생시킬 수 있으며, 배출밸브(127)가 개방후 측정부(110)의 샘플수가 배출되지 않으면 알람을 발생시킬 수 있다. 제어부(150)은 측정부(110)가 빈 상태에서 발광부(111)를 켜고 수광부(113)에서 측정된 광량을 저장하고, 이를 기준으로 충수(充水)여부를 판단하게 된다. 즉, 광량이 일정이상 약해지면 샘플수가 채워진 것으로 판단하게 된다. 또한, 샘플수가 비워진 상태에서도 일정 이상 광량이 약해져 있으면 측정부(110)가 오염된 것으로 판단하게 된다.
또한, 제어부(150)는, 측정부(110)에 주입된 시약이 잘 섞이도록 유입밸브(123)의 개방/폐쇄 동작을 반복시키도록 제어신호를 생성할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서 제어부(150)는, PCB 전자회로로 간단히 구성되어 소비전력(통상, 2W 이하)이 적을 뿐만 아니라 제어화면을 디스플레이하고 제어조작이 필요한 구성으로 작업자가 접근할 수 있어야 하기 때문에 밀폐형 구조인 몰드방폭구조를 사용할 수 없고 본질안전방폭구조로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치를 도시한 구성도이다. 도 1과 동일한 참조번호를 갖는 구성요소의 설명은 도 1과 동일하여 생략한다.
도 2에 도시된 실시예에서 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 시약주입장치(200), 유입밸브(123) 및 배출밸브(127)가 위험구역(Zone 0 or Zone 1)에 설치되고, 제1 내지 제4 공기 제어밸브(173a,173b,175,177)는 안전구역(Zone 2)에 설치된다.
즉, 도 2의 실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 제1 내지 제4 공기 제어밸브(173a,173b,175,177)를 안전구역에 배치하고 가압공기를 제어함으로써 위험구역 내에 있는 DPD방식 TRO 센서 내의 공압밸브 및 시약주입장치(200)를 제어하도록 구성하여 위험구역 내의 소비전력을 더욱 줄일 수 있게 된다.
이 경우, 제1 내지 제4 공기 제어밸브(173a,173b,175,177)와 연결되는 4개의 공기공급라인이 길게 연장설치되기 때문에 공기 제어밸브가 DPD방식 TRO센서 내부에 위치한 도 1의 실시예보다 구성이 복잡할 수 있으나 위험구역 내에서는 제어부(150)의 소비전력만 필요로 하기 때문에 소비전력을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약주입장치의 제1실시예를 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 측면도로서 시약 주입전 상태를 도시한 것이고, 도 5는 도 3의 측면도로서 시약 주입후 상태를 도시한 것이고, 도 6은 도 5의 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시약주입장치(200)는, 하우징(220)과, 하우징(220)을 관통하여 설치되는 시약유입관(140)과, 하우징(120) 내부의 시약유입관(140)를 가압하는 가압수단(210)을 포함한다.
하우징(220)에는 시약유입관(140)이 하우징(220)의 내부로 도입되도록 일측에 유입부(221)가 마련되고, 하우징(220) 내부로 도입된 시약유입관(140)이 하우징(220) 내부에서 연장된 이후 다시 하우징(220)의 외부로 안내되도록 배출부(225)가 마련된다.
본 발명의 일실시예에서, 하우징(220) 내부에는 상기 유입부(221) 및 배출부(225) 사이에 위치하여 하우징(220) 내부로 도입된 시약유입관(140)을 지지하는 지지부(223)가 포함된다.
지지부(223)는 하우징(220)과 일체로 형성될 수도 있지만, 도 6에 도시된 바와 같이 각각 분리 구성되고 그 사이에 높이조절부를 구비하여 지지부(223)를 상하방향으로 승강시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성할 경우, 다양한 크기의 배관(140)에 대해 동일한 시약주입장치(200)를 사용할 수 있게 된다. 즉, 높이조절부를 통해 가압수단(210)과의 간격을 조절할 수 있도록 함으로써 상이한 크기의 배관(140)에 대해 모두 필요한 가압력을 생성할 수 있게 된다.
일실시예로서, 높이조절부는, 하우징(220)과 지지부(223) 사이에 배치되는 높이조절볼트(228)를 포함하여 높이조절볼트(228)를 제1방향 또는 제2방향으로 회진시킴으로써 지지부(223)를 상승 또는 하강시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 높이조절볼트(228)의 양측에는 각각 안내핀(229)이 이격 배치되어 지지부(223)가 상승 또는 하강시 안내하여 지지부(223)이 평행하게 이동될 수 있도록 한다.
시약유입관(140)은 하우징(220)의 유입부(221)를 통해 하우징(220) 내부로 도입되고, 하우징(220)의 내부에서 지지부(223)를 따라 연장된 후 하우징(220)의 배출부(225)를 통해 하우징(220) 외부로 안내된다.
여기서, 시약유입관(140)은, 시약주입장치(200)에 의해 가압되어 정량으로 공급될 유체가 내측에 위치하며, 가압수단(210)에 의해 가압되어 변형됨으로써 유체를 시약유입관(140)의 배출측으로 배출시킨 이후, 시약유입관(140)의 유입측을 통해 유체가 유입될 수 있도록 다시 형태가 복원되는 탄성재질로 구성되는 것이 바람직하다.
다른 실시예로서, 시약유입관(140)은 가압수단(210)에 의해 가압되는 부분만 탄성 재질로 형성될 수 있으며, 하나의 시약유입관(140)으로 형성될 수도 있지만, 시약유입관(140)과 탄성재질의 별도의 배관(미도시)이 연결되는 구조로 구성될 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 시약주입장치(200)는 다양한 형태로 시약유입관(140)의 유입측 및 배출측을 구성할 수 있다. 일례로, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 시약유입관(140)의 유입측이 시약주입장치(200)의 하방에 위치하고 시약유입관(140)의 배출측이 시약주입장치(200)의 하방에 위치할 수 있다. 다른 실시예로, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 시약유입관(140)의 유입측이 상방에 위치하고 시약유입관(140)의 배출측이 후방을 향할 수도 있다. 도시되지는 않았지만, 시약유입관(140)의 유입측이 상방 또는 하방에 위치되고, 시약유입관(140)의 배출측이 상방/전방/하방에 위치되는 다양한 조합이 가능하다.
시약유입관(140)의 유입측이 시약주입장치(200)의 상방 또는 하방에 위치하는 경우, 지지부(223)는 하우징(220)의 유입부(221) 방향의 모퉁이가 라운드지게 형성됨으로써 시약유입관(140)이 유입부(221)를 통해 상방 또는 하방으로 유입된 후, 90도 가량 방향을 바꾼 후 가로방향으로 형성된 지지부(223)로 안내될 때 시약유입관(140)이 적절한 곡률을 가지며 방향을 전환하여 막힘이 발생하지 않고 내부 개방상태를 유지할 수 있게 된다.
가압수단(210)은 하우징(220) 내부에서 시약유입관(140)의 길이방향으로 이동하며 시약유입관(140)의 일측(도 3 내지 도 6에서는 상단)을 가압하는 가압롤러(215)와, 가압롤러(215)를 시약유입관(140) 길이방향으로 이동시키는 구동부를 포함한다.
여기서, 구동부는, 가압롤러(215)를 시약유입관(140) 길이방향으로 직선 왕복운동하도록 이동시키는 구성으로, 본 발명의 일실시예에서는 일단은 체결부(213b)에 의해 연결부(214)를 통해 가압롤러(215)에 연결되고, 타단은 공압에 의해 구동되도록 피스톤 헤드(213a)가 구비되는 피스톤 로드(213)를 포함하여 구성된다. 피스톤 헤드(213a)는 피스톤 케이스(211)의 중공부(211a)에 삽입되어 공압에 의해 직선 왕복운동을 할 수 있도록 구성된다.
즉, 피스톤 헤드(213a)의 양측면에 각각 공기를 주입할 수 있는 공기 주입부(217,218)를 하우징(220)에 구비하고 제1 및 제2 공기 제어밸브(173a,173b)를 선택적으로 제어함으로써 피스톤 헤드(213a)가 공기압에 의해 좌측 또는 우측으로 구동될 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 시약주입장치(200)는, 모터를 이용한 펌프가 아니라 공압식 피스톤을 구동부로 사용함으로써 방폭 구조에 적용하기 용이한 장점이 있다.
한편, 하우징(220) 내부에는, 전술된 바와 같이 지지부(223)가 설치되어 있는데, 지지부(223)는 적어도 일부가 가압롤러(215)의 왕복 이동방향과 평행하게 형성되어 가압롤러(215)에 의해 시약유입관(140)의 수평부(141)가 지지부(223) 상에서 가압될 수 있도록 한다. 일례로, 지지부(223)는 상기 라운드지게 형성된 부분을 제외한 상방 외주면이 평평하게 형성됨으로써 가압수단(210)에 의해 시약유입관(140)이 일정하게 가압될 수 있도록 한다.
앞서 설명된 높이조절부는 지지부(223)를 상기 가압롤러(215)의 왕복 이동방향에 대해 수직으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 시약주입장치(200)는, 정량의 유체를 공급하는 장치로서, 여기서 공급되는 유체의 양은 가압수단(210)을 구성하는 피스톤 로드(213)의 길이에 의해 결정될 수 있다. 즉, 피스톤 로드(213)의 길이에 의해 직선왕복거리가 정해지며, 직선왕복거리에 따라 일정량의 유체가 공급되게 된다. 또한, 지지부(223)의 길이는 가압롤러(215)가 왕복이동하며 시약유입관(140)을 가압할 때 시약유입관(140)의 하단부가 지지부(223)가 접하는 길이이므로, 이에 따라서도 유체 공급량이 정해질 수 있다. 또는, 시약유입관(140)의 직경, 또는 길이 등에 따라서도 1회 주입량이 조절될 수 있다.
도 3 내지 도 6의 실시예에서는, 시약유입관(140)의 유입측이 시약주입장치(200)의 하방에 위치하여 있으며, 도 4는 시약유입관(140)이 가압롤러(215)에 의해 가압되기 시작되는 위치이고, 도 5는 시약유입관(140)이 가압롤러(215)에 의해 가압완료된 위치로서, 좌측으로 가압롤러(215)가 이동하며 시약유입관(140) 내의 유체를 가압하며 1회 주입을 완료하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에서 가압롤러(215)는, 초기에(도 4의 위치보다 좌측에 위치) 하우징(220)의 유입부(221)에 위치되어 시약유입관(140)이 가압되지 않은 상태에서 시약유입관(140)에 시약 유체가 충전된 이후, 가압롤러(215)가 하우징(220)의 배출부(225)까지 시약유입관(140) 길이방향을 따라 이동되어 일정량의 액체를 주입시킬 수 있도록 구성된다.
도 3 내지 도 6의 실시예에서는, 시약유입관(140)의 유입측이 시약주입장치(200)의 하방에 위치한 경우로서, 1회 주입을 완료한 이후 가압롤러(215)가 초기 위치로 돌아가면 시약유입관(140)이 탄성 복원되며 시약유입관(140)내에 음압을 발생시킴으로써 시약 유체를 다시 유입시킬 수 있게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약주입장치의 제2실시예를 도시한 측면도로서 시약 주입전 상태를 도시한 것이고, 도 8은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약주입장치의 제2실시예를 도시한 측면도로서 시약 주입후 상태를 도시한 것이다. 이하, 본 발명의 다른 실시 예에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 일실시예와 동일한 도면부호를 가지는 구성은 동일한 기능을 하는 동일한 구성으로, 그 설명을 생략하고 차별되는 구성을 중심으로 설명한다.
여기서, 하우징(220)은 시약유입관(140)의 유입측이 시약주입장치(200)의 상방에 위치하도록 하우징(220)의 유입부(221)가 상측면에 형성되고, 배출부(225)는 우측 측면에 형성되어 있으며, 이에 따라 지지부(223)도 시약유입관(140)의 상측에 위치하게 된다.
한편, 시약 유입관(140)의 배출측에는 액체 시약이 역류되지 않도록 체크밸브(240)가 구비될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시약주입장치에 구비된 가압롤러가 배관을 가압하기 전 및 후의 상태를 도시한 정면도이다.
도 9a는 가압롤러(215)의 평평하게 형성된 외주면이 원형단면의 시약유입관(140)를 가압하기 이전이며, 시약유입관(140) 내에는 주입할 유체(250)이 위치하고 있다. 이 때, 가압롤러(215)의 하단은 시약유입관(140)의 하단 내주면간에 갭(G)을 형성하고 있다.
이후, 도 9b에 도시된 바와 같이, 가압롤러(215)의 하단이 시약유입관(140)을 완전히 가압하여 시약유입관(140)이 접힌 상태가 되는데, 가압롤러(215)의 하단은 시약유입관(140) 상단 높이와 일치하거나 더 낮게 위치될 수 있다. 즉, 갭(G)은 시약유입관(140)의 두께와 같거나 그 보다 작게 형성됨으로써 가압상태를 유지할 수 있게 된다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 시약주입장치(200)는 피스톤 로드(213)의 왕복운동을 통해 시약유입관(140)을 가압하는 간단한 구조를 포함함으로써 정량의 액체를 주입할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의하면 공압으로 구동되는 피스톤 구동부에 의해 방폭구조를 용이하게 구성할 수 있게 된다.
도 10은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 시약 저장부 및 측정부를 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 시약저장부(130)는 측정부(110)보다 높은 위치에 설치되어 자연압에 의해 측정부(110)로 시약을 주입한다.
시약저장부(130)는, 원통형상으로 시약을 저장하도록 내부에 저장공간이 형성되고, 일측에 개방부가 구비되는 몸체(131)와, 몸체(131)의 개방부에 개폐가능하도록 설치되는 뚜껑(133)을 포함한다.
또한, 시약저장부(130)는, 일단이 뚜껑(133)에 연결되고, 타단은 시약유입관(140)과 연결되는 탄성튜브(135)를 포함할 수 있다.
여기서, 탄성튜브(135)와 시약유입관(140) 사이에는 지지대(137)가 포함될 수 있다.
상기 탄성튜브(135)는, 탄성튜브(135)를 통해 시약이 주입될 수 있도록 상기 뚜껑(133) 및 상기 지지대(137)의 연결부를 관통하여 연결된다.
본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 이와 같은 스프링 타입의 탄성튜브(135)를 통해 시약 교체 작업을 용이하게 수행할 수 있게 된다. 즉, 시약저장부(130)의 뚜껑(133)에 탄성튜브(135)를 연결하여 시약저장부(130)가 정립(正立)된 상태에서 시약을 교체 작업을 진행한 다음, 시약저장부(130)가 탄성에 의해 역립(逆立) 상태를 유지하며 시약이 공급된다.
한편, 시약저장부(130)에서 시약이 공급되는 양은 시약주입장치(200)의 동작(가압) 시간을 조절하여 결정된다. 또한, 시약은 자연압으로 가압되기 때문에 시약유입관(140) 내에 채워진 상태를 유지하게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치에 구비된 수광부의 상대 반응도(Relative Responsivity)를 도시한 그래프이다.
도 11을 참조하면, Red, Green, Blue 영역의 상대 반응도는 파장에 따라 달라지게 되는데, 예를 들면 Red 영역은 약 750nm 파장에서 상대 반응도가 올라가고, Green 영역은 약 560nm 파장에서 상대 반응도가 올라감을 알 수 있다.
본 발명의 측정부(110)는, 도 11의 그래프를 이용하여 샘플수의 충수(充水)여부는 RGB 센서의 RED 영역을 사용하여 측정하고, 샘플수의 잔류염소 농도는 RGB 센서의 GREEN 영역을 사용하여 측정할 수 있다.
즉, 측정부(110)가 빈 상태에서 발광부(111)를 켜고 수광부(113)로 RED(약 750nm 파장)영역으로 측정한 광량을 저장하여 충수여부의 기준값으로 설정하고, 측정부(110)에 물이 채워진 상태에서는 시약을 샘플수에 투입하고 발광부(111)를 켠 다음, 수광부(113)의 GREEN 영역 (560nm 파장)을 이용하여 광량을 측정하게 된다.
도 12는 본 발명에 따른 잔류 염소농도 측정방법을 도시한 순서도이다. 그리고, 본 발명의 잔류 염소농도 측정방법은 도 1에 개시된 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)를 사용한다.
도 1 및 도 12을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 잔류 염소농도 측정방법은, 먼저, 유입밸브(123) 및 배출밸브(127)를 개방하여 샘플수를 바이패스한다(S110). 바이패스되는 샘플수는 샘플수 유입관(121) 및 샘플수 배출관(125), 측정부(110)의 샘플수 유입공간을 세척하게 된다.
다음으로, 배출밸브(127)를 폐쇄하여 측정부(110)에 샘플수를 채운다(S120). 샘플수의 충수 여부는 발광부(111)를 온(ON) 한 다음, 수광부(113)에서 광량을 측정하여 판단한다. 소정 용량의 샘플수가 채워지면 유입밸브(123)을 폐쇄한다.
그리고, 채워진 샘플수에 시약을 주입하지 않은 채 샘플수의 흡광도 측정해서 기준점을 설정한다(S130). 이 기준점이 기준 흡광도가 된다.
이후, 배출밸브(127)를 개방하여 기준 흡광도 측정이 완료된 샘플수를 측정부(110)에서 배출하고, 배출이 완료된 후 배출밸브(127)을 폐쇄하여 새로운 샘플수가 측정부(110)로 주입되도록 한다(S140).
이때, 샘플수의 배출 완료 확인을 위해서는 측정부(110)에서 흡광도를 측정하는데, 배출이 확인된 다음에도 수초간 더 배출밸브(127)를 개방된 상태로 놔둔 후 폐쇄하도록 조작함으로써 샘플수가 보다 확실하게 배출되도록 한다. 이러한 조작을 통해 측정 오차를 줄일 수 있게 된다.
또한, 상기 샘플수 교체 단계(S140)에서 새로운 샘플수가 측정부(110)로 주입될 때에는, 유입밸브(123)을 개방하여 샘플수를 채우는데, 샘플수의 충수 여부는 측정부(110)의 흡광도로 확인한다. 그리고, 샘플수를 채울 때에는 유입밸브(123)의 개방/폐쇄를 반복 조작한다. 예를 들면, 약 0.5초정도 개방한 후 약 0.5초정도 폐쇄하여 샘플수가 와류를 형성하면서 측정부(110)로 유입되도록 한다. 이러한 조작을 통해 유입되는 시약이 잘 섞이게 된다.
다음으로, 교체된 샘플수에 시약을 주입하고(S150), 측정부(110)에서 발색 흡광도를 측정한다(S160).
여기서, 시약을 주입하는 단계(S150)에서는, 유입밸브(123)의 개방/폐쇄 조작을 초기 2~3회 한 후에 미량의 시약을 주입하도록 공기 제어밸브(173a,173b)에 의해 시약주입장치(200)를 짧은시간 작동되게 제어함으로써, 와류가 형성되면서 측정부(110) 내에서 시약이 잘 섞이게 된다.
이후, 제어부(150)에서는, 측정된 기준 흡광도와 발색 흡광도를 근거로 잔류 염소 농도를 환산한다(S170). 즉, 기준 흡광도를 측정할 때에는 시약을 넣지 않은 상태의 샘플수 광량을 측정하고, 발색 흡광도를 측정할 때에는 시약을 주입한 샘플수의 광량을 측정하여 서로의 광량 차이를 구한 후, 적절한 변환 공식으로 잔류염소 농도로 환산한다. 변환 공식의 예로서, 광량 차이값에 a 값을 곱하면 잔류염소 농도가 되는데, 상기 a값은 발광부(111)인 LED와, 측정부(110) 투과도, 수광부(113)인 RGB 센서에 정해진다. 시약을 섞은 후에는 샘플수가 발색되기 때문에 흡광력이 생겨 수광부(113)에서 측정된 광량값은 약해지는데, 잔류 염소 농도가 높을수록 발색이 많이 되어 광량값이 작아진다. 시약을 섞은 후 발색이 전혀 되지 않으면 기준 광량과 동일한 광량이 측정되며 차이가 없기 때문에 잔류염소 농도가 0이 된다.
다음으로, 잔류 염소 농도 측정이 완료된 샘플수는 배출밸브(127)가 개방되면서 배출된다(S180).
이후, 새로운 샘플수의 잔류 염소 농도 측정을 위해서 샘플수를 바이패스하는 단계(S110)부터 다시 반복 동작을 수행하게 된다.
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)는, 제어부(150)를 본질안전방폭구조로 구성하고, 유입밸브(123), 배출밸브(127), 및 시약주입장치(200)를 공기 제어밸브(170)로 동작시킴으로써 방폭형 잔류 염소농도 측정장치(100)가 전체적으로 본질안전방폭구조를 만족할 수 있게 된다.
또한, 공기압에 의해 동작되는 시약주입장치(200)는 별도의 체크밸브를 구비하지 않고도 양방향을 100% 차단하여 액체 시약의 역류를 방지할 수 있으며, 내구성이 우수한 장점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 방폭형 잔류 염소농도 측정장치
110: 측정부
111: 발광부
113: 수광부
121: 샘플수 유입관
123: 유입밸브
125: 샘플수 배출관
127: 배출밸브
130: 시약저장부
140: 시약유입관
150: 제어부
170: 공기 제어밸브
200: 시약주입장치

Claims (10)

  1. 발광부와 수광부를 구비하고, 샘플수가 유입되는 샘플수 유입관 및 측정이 완료된 샘플수가 배출되는 샘플수 배출관이 설치되는 측정부;
    측정부로 시약을 유입하도록 시약유입관이 구비되는 시약저장부;
    발광부에서 생성된 빛이 샘플수를 투과한 후, 수광부에서 수신되는 신호를 근거로 샘플수의 산화제 농도를 측정하는 제어부;
    샘플수 유입관 및 샘플수 배출관에 각각 설치되며 공압밸브(Pneumatic Valve)로 구성되는 유입밸브 및 배출밸브; 및
    시약의 유입을 제어하도록 시약유입관에 설치되는 시약주입장치;를 포함하되,
    시약유입관은 탄성재질로 구성된 탄성배관을 적어도 포함하고,
    시약주입장치는 공기에 의해 구동되어 탄성배관을 가압하도록 구성되되,
    시약유입관과 각각 연결되는 유입부 및 배출부가 구비되고, 내부에는 유입부와 배출부를 연결하는 탄성배관이 위치되는 하우징과, 하우징 내부에서 탄성배관 길이방향으로 이동하며 탄성배관의 일측면을 가압하는 가압롤러와, 적어도 일부가 가압롤러의 왕복 이동방향과 평행하게 형성된 지지부가 구비되는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    방폭형 잔류 염소농도 측정장치는,
    제어부에서 신호를 수신하여 유입밸브, 배출밸브 및 시약주입장치를 구동하는 공기 제어밸브를 더 포함하는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    시약주입장치는,
    공기 제어밸브에 의해 공급된 공기로 탄성배관 길이방향으로 가압롤러를 이동시키는 구동부를 더 포함하는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    구동부는,
    가압롤러를 탄성배관 길이방향으로 직선 왕복운동하도록 이동시키고,
    지지부는,
    하우징 유입부 방향의 모퉁이가 라운드지게 형성되는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    하우징에는,
    지지부를 가압롤러의 왕복 이동방향에 대해 수직으로 이동시키는 높이조절부가 구비되는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    시약저장부는 복수개가 구비되고,
    가압롤러는 시약저장부에 각각 대응되게 복수개가 구비되는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    공압밸브는, 위험구역에 설치되고,
    공기 제어밸브는, 안전구역 또는 위험구역에 설치되는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    측정부 내부가 자연압을 유지하도록 측정부에 구비되는 벤트부(Vent);를 포함하고,
    시약저장부는,
    자연압에 의해 측정부로 시약이 주입되도록 측정부보다 높은 위치에 설치되는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    시약저장부는,
    시약을 저장하도록 내부에 저장공간이 형성되고, 일측에 개방부가 구비되는 몸체;
    몸체의 개방부에 개폐가능하도록 설치되는 뚜껑; 및
    일단이 뚜껑에 연결되고, 타단은 시약유입관과 연결되는 탄성튜브;를 포함하는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    제어부는,
    본질안전방폭구조로 구성되는, 방폭형 잔류 염소농도 측정장치.
KR1020200138939A 2020-10-26 2020-10-26 방폭형 잔류 염소농도 측정장치 KR102389787B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200138939A KR102389787B1 (ko) 2020-10-26 2020-10-26 방폭형 잔류 염소농도 측정장치
PCT/KR2021/014938 WO2022092720A1 (ko) 2020-10-26 2021-10-22 방폭형 잔류 염소농도 측정장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200138939A KR102389787B1 (ko) 2020-10-26 2020-10-26 방폭형 잔류 염소농도 측정장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220054957A KR20220054957A (ko) 2022-05-03
KR102389787B1 true KR102389787B1 (ko) 2022-05-13

Family

ID=81382764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200138939A KR102389787B1 (ko) 2020-10-26 2020-10-26 방폭형 잔류 염소농도 측정장치

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102389787B1 (ko)
WO (1) WO2022092720A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200148933Y1 (ko) * 1997-03-31 1999-06-15 소병택 수용액 정량공급펌프의 카트리지
JP2008175283A (ja) 2007-01-18 2008-07-31 Miura Co Ltd ピンチバルブ
KR101888991B1 (ko) 2017-02-27 2018-08-16 (주) 테크로스 시약 주입 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6008006B2 (ja) * 2015-03-19 2016-10-19 Ｊｆｅスチール株式会社 気相式水素透過試験装置および気相式水素透過試験装置の保護方法
KR101784704B1 (ko) * 2016-03-24 2017-10-12 (주) 테크로스 잔류 염소농도 측정장치 및 방법
KR102143278B1 (ko) * 2018-11-08 2020-08-11 (주) 테크로스 방폭형 잔류 염소농도 측정장치
KR102200486B1 (ko) * 2019-03-07 2021-01-08 (주) 테크로스 방폭형 잔류 염소농도 측정장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200148933Y1 (ko) * 1997-03-31 1999-06-15 소병택 수용액 정량공급펌프의 카트리지
JP2008175283A (ja) 2007-01-18 2008-07-31 Miura Co Ltd ピンチバルブ
KR101888991B1 (ko) 2017-02-27 2018-08-16 (주) 테크로스 시약 주입 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022092720A1 (ko) 2022-05-05
KR20220054957A (ko) 2022-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101784704B1 (ko) 잔류 염소농도 측정장치 및 방법
KR101775927B1 (ko) 잔류 염소농도 측정장치
US8808621B2 (en) Liquid-mixing apparatus, chemical testing apparatus, and endoscope processing apparatus
KR20150002687A (ko) 밸러스트수 처리 시스템의 원격 감시 장치, 및 원격 감시 방법
KR102389787B1 (ko) 방폭형 잔류 염소농도 측정장치
KR101859984B1 (ko) 잔류 염소농도 측정장치 및 방법
FI60680B (fi) System foer transport av vaetskeformiga produkter
KR102143278B1 (ko) 방폭형 잔류 염소농도 측정장치
JP5248997B2 (ja) 内視鏡洗浄消毒装置及び内視鏡洗浄消毒方法
KR101722718B1 (ko) 선박 밸러스트수의 tro 분석장치
KR101302734B1 (ko) 유압 유량 버퍼를 가지는 총잔류 산화물 농도 센서
KR102200486B1 (ko) 방폭형 잔류 염소농도 측정장치
KR101302034B1 (ko) 수 처리장치 및 이를 포함하는 선박
CN109937957A (zh) 一种快速陆海活鱼驳运船
US6968871B2 (en) Hazardous materials transfer system and method
KR101804835B1 (ko) 잔류 염소농도 측정장치
KR102125704B1 (ko) 잔류 염소농도 측정장치 및 방법
KR102256635B1 (ko) 시약 저장부 및 이를 구비한 잔류 염소농도 측정장치
JP6928275B2 (ja) 分析装置
WO2018084415A1 (ko) 잔류염소 측정 장치용 시약 공급 장치
CN103459246A (zh) 船舶及压载水处理装置
KR101205960B1 (ko) 담수 및 해수를 이용할 수 있는 밸러스트 탱크를 구비하는 선박
WO2018084416A1 (ko) 세정 기능을 갖는 잔류염소 측정 장치
EP0929009A3 (en) Toner density sensor, and ink jet head, developing unit and image forming apparatus in which toner density sensor is used
JP2013128876A (ja) オゾン液生成装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right