KR102437532B1 - CTD-based salt concentration monitoring system - Google Patents

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KR102437532B1
KR102437532B1 KR1020200140420A KR20200140420A KR102437532B1 KR 102437532 B1 KR102437532 B1 KR 102437532B1 KR 1020200140420 A KR1020200140420 A KR 1020200140420A KR 20200140420 A KR20200140420 A KR 20200140420A KR 102437532 B1 KR102437532 B1 KR 102437532B1
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Abstract

본 발명은 염분 농도 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 해수의 전기전도도를 감지하기 위한 전기전도도 센서, 해수의 온도인 해수온을 감지하기 위한 해수온 센서, 해수의 압력인 해수압을 감지하기 위한 해수압 센서, 전기전도도, 해수온 및 해수압에 대응하는 염분농도가 저장되어 있는 데이터베이스, 상기 전기전도도 센서에서 감지된 전기전도도 신호를 수신하고, 상기 해수온 센서에서 감지된 해수온 신호를 수신하고, 상기 해수압 센서에서 감지된 해수압 신호를 수신하고, 수신한 전기전도도 신호, 해수온 신호 및 해수압 신호에 대응하는 염분농도를 상기 데이터베이스로부터 수신하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 따라 염분농도를 디스플레이하기 위한 디스플레이부 및 상기 제어부의 제어에 따라 염분농도를 외부 장치에 전송하기 위한 송수신부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전기전도도를 이용하여 염도 측정시 전극에 이온이 축적되어 전기전도도가 저하되고 염분 측정값의 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a salt concentration monitoring system. , a database in which salinity concentrations corresponding to electrical conductivity, sea water temperature and sea water pressure are stored, receive an electrical conductivity signal sensed by the electrical conductivity sensor, and receive a sea water temperature signal sensed by the sea water temperature sensor, the seawater A control unit for receiving the sea water pressure signal sensed by the pressure sensor, and receiving the salinity concentration corresponding to the received electrical conductivity signal, sea water temperature signal and sea water pressure signal from the database, for displaying the salinity concentration according to the control of the control unit It includes a display unit and a transceiver for transmitting the salt concentration to an external device under the control of the control unit.
According to the present invention, there is an effect that can prevent ions from accumulating in the electrode during salinity measurement using electrical conductivity to lower electrical conductivity and to prevent errors in salinity measurement values.

Description

CTD 기반 염분 농도 모니터링 시스템 {CTD-based salt concentration monitoring system}CTD-based salt concentration monitoring system {CTD-based salt concentration monitoring system}

본 발명은 염분 농도 모니터링 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 CTD(Conductivity, Temperature, Depth) 기반 염분 농도 모니터링 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a salt concentration monitoring technology, and more particularly, to a CTD (Conductivity, Temperature, Depth)-based salt concentration monitoring technology.

정부는 내륙에 대한 재난안전 서비스를 시행하고 있으나, 해양 기상 관련해서는 대국민 서비스 부족에 따른 사회적 비용이 증가하고 있는 실정이다. 해양관측센서 및 조사장비는 국가적 해양영토 확장 및 영향력 강화와 자원 선점을 위하여 선진국들이 독점해온 분야로서, 해외 선진국들의 연구개발 및 제품 생산은 활발한 반면, 국내의 제품 개발은 거의 미미한 상태이다. Although the government is implementing disaster safety services for the inland, social costs are increasing due to the lack of services to the public in relation to marine weather. Ocean observation sensors and survey equipment have been monopolized by developed countries to expand their national maritime territory, to strengthen their influence, and to preempt resources.

해양 관측 장비를 국외 수입에 의존하여 국고 낭비와 기술지원에 고충을 겪고 있으며, 레저, 해운 등의 피해액을 포함하면 그 비용은 천문학적으로 증가한다. 또한 내륙의 기상 자료는 사용자가 받을 수 있으나 해양기상 자료는 부족한 실정이다. Relying on foreign imports for marine observation equipment, they suffer from waste of national treasury and technical support, and the cost increases astronomically if damage to leisure and shipping is included. In addition, users can receive inland meteorological data, but marine meteorological data is insufficient.

CTD(Conductivity, Temperature, Depth) 측정 장비는 해양의 수심 별 온도, 전기전도도와 염분 등의 수직구조를 측정하는 해양 기초 장비로서, 전기전도도와 온도를 측정하여 염분을 구하고, 압력을 측정하여 수심을 구하는 장비이다. CTD (Conductivity, Temperature, Depth) measuring equipment is a basic marine equipment that measures the vertical structure such as temperature, electrical conductivity and salinity by water depth in the ocean. It is the equipment you are looking for.

보통 CTD에 용존 산소량 센서나 ph센서, 광학센서 등을 추가로 장착하여 사용할 수 있으며, 채수기를 이용하여 일정 깊이마다 해수를 샘플링하여 분석할 수 있다. Usually, the dissolved oxygen amount sensor, ph sensor, optical sensor, etc. can be additionally mounted on the CTD, and seawater can be sampled and analyzed at a certain depth using a water collector.

전기전도도(Electrical Conductivity)에 의한 염분측정법은 해수중에 포함되어 있는 염분의 양에 따라 전기전도도가 다르게 나타나는 점을 이용하여 측정하는 방법으로서, 시료를 통해 흐르는 전류는 저항에 반비례하고 전기전도도에 비례하는 것을 이용하여, 측정된 전기전도도를 염분의 농도로 환산하는 방식이다. 해수는 거의 강산 혹은 강염기의 염류가 용해되어 있으므로 강전해질 용액이다. 따라서 염도계를 사용하여 해수시료와 표준해수의 전기전도도를 측정하고, 이 전기전도도로부터 염분을 계산한다(전기전도도에 의한 환산). 최근에는 배 위에서 손쉽게 사용할 수 있고, 정밀도가 높은 항온조가 장치되어 있는 소형의 유도형 염분계가 개발됨에 따라 급속도로 실용화되고 있다. 전기전도도에 의한 염분측정법은 은적정법에 의한 염소량측정법보다 감도가 좋고, 신속하고, 간편하게 측정할 수 있는 장점이 있다.The salinity measurement method by electrical conductivity is a method of measuring using the point that the electrical conductivity is different depending on the amount of salt contained in seawater. The current flowing through the sample is inversely proportional to the resistance and proportional to the electrical conductivity. It is a method of converting the measured electrical conductivity into the concentration of salt using Seawater is a strong electrolyte solution because almost all salts of strong acids or bases are dissolved. Therefore, using a salinity meter, measure the electrical conductivity of a seawater sample and standard seawater, and calculate the salinity from this electrical conductivity (conversion by electrical conductivity). Recently, as a small induction salinometer that can be easily used on a ship and equipped with a high-precision thermostat has been developed, it is rapidly being put to practical use. The salinity measurement method by electrical conductivity has advantages in that it is more sensitive than the chlorine content measurement method by the silver titration method, and can be measured quickly and conveniently.

그러나, 종래 전기전도도에 의한 염분측정법은 특정시간이 길어지면 전극에 이온이 축적되어 전기전도도가 저하되고 염분 측정값의 오차가 발생하는 문제점이 있다. However, the conventional salinity measurement method by electrical conductivity has a problem in that when a specific time is prolonged, ions are accumulated in the electrode, so that the electrical conductivity is lowered and an error in the salinity measurement value occurs.

대한민국 공개특허 10-2010-0088932Republic of Korea Patent Publication 10-2010-0088932

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기전도도를 이용한 염도 측정시 전극에 이온이 축적되어 염분측정값의 오차가 발생하는 것을 방지하는 CTD 기반 염분 농도 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and it is to provide a CTD-based salinity monitoring system that prevents errors in salinity measurement values due to the accumulation of ions in electrodes during salinity measurement using electrical conductivity. There is this.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 염분 농도 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 해수의 전기전도도를 감지하기 위한 전기전도도 센서, 해수의 온도인 해수온을 감지하기 위한 해수온 센서, 해수의 압력인 해수압을 감지하기 위한 해수압 센서, 전기전도도, 해수온 및 해수압에 대응하는 염분농도가 저장되어 있는 데이터베이스, 상기 전기전도도 센서에서 감지된 전기전도도 신호를 수신하고, 상기 해수온 센서에서 감지된 해수온 신호를 수신하고, 상기 해수압 센서에서 감지된 해수압 신호를 수신하고, 수신한 전기전도도 신호, 해수온 신호 및 해수압 신호에 대응하는 염분농도를 상기 데이터베이스로부터 수신하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 따라 염분농도를 디스플레이하기 위한 디스플레이부 및 상기 제어부의 제어에 따라 염분농도를 외부 장치에 전송하기 위한 송수신부를 포함한다. The present invention for achieving the above object relates to a salt concentration monitoring system, an electrical conductivity sensor for detecting the electrical conductivity of seawater, a seawater temperature sensor for detecting the seawater temperature that is the temperature of seawater, and seawater pressure that is the pressure of seawater A seawater pressure sensor for detecting a seawater pressure sensor, a database in which electrical conductivity, a salt concentration corresponding to seawater temperature and seawater pressure are stored, an electric conductivity signal sensed by the electric conductivity sensor, and seawater temperature detected by the seawater temperature sensor A control unit that receives a signal, receives a sea water pressure signal sensed by the sea water pressure sensor, and receives a salinity concentration corresponding to the received electrical conductivity signal, sea water temperature signal, and sea water pressure signal from the database, to the control of the controller It includes a display unit for displaying the salinity concentration in accordance with and a transceiver for transmitting the salinity concentration to an external device according to the control of the controller.

상기 전기전도도 센서는, 일측이 전원에 연결되어 있는 제1 전극, 일측이 접지에 연결되어 있는 제2 전극, 상기 전원과 상기 제1 전극 사이를 스위칭하기 위한 제1 스위치 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 바이패스 경로를 스위칭하기 위한 제2 스위치를 포함하여 이루어지고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 통해 전기전도도를 측정한다. The electrical conductivity sensor includes a first electrode having one side connected to a power source, a second electrode having one side connected to the ground, a first switch for switching between the power source and the first electrode, and the first electrode and the and a second switch for switching a bypass path between the second electrodes, and measure electrical conductivity through the first electrode and the second electrode.

상기 제어부는 해수의 전기전도도 측정시 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 오프 상태로 제어하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 간 저항을 N회 계측하고, 계측한 N개의 저항값 중에서 어느 2개의 저항값의 차이가 미리 정해진 기준값을 초과하는 경우, 상기 제2 스위치를 온 시켜서 1차 방전 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. The control unit controls the first switch and the second switch to be in an OFF state when measuring the electrical conductivity of seawater, measures the resistance between the first electrode and the second electrode N times, and any of the N resistance values measured When the difference between the two resistance values exceeds a predetermined reference value, the second switch may be turned on to perform a first discharge operation.

상기 제어부는 상기 1차 방전 동작 중에 소정 시간 동안 상기 제1 스위치를 온 시켜서 2차 방전 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. The controller may turn on the first switch for a predetermined time during the first discharging operation to perform a second discharging operation.

본 발명에 의하면, 전기전도도를 이용하여 염도 측정시 전극에 이온이 축적되어 전기전도도가 저하되고 염분 측정값의 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect that can prevent ions from accumulating in the electrode during salinity measurement using electrical conductivity to lower electrical conductivity and to prevent errors in salinity measurement values.

또한, 본 발명의 CTD 기반 염분 농도 모니터링 시스템 및 방법에 의하면, 실시간으로 염분을 감지함으로써, 양식장의 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다. 더 나아가서, 본 발명의 염분 감지 데이터를 이용하여 공공기관 및 연구소에서 빅데이터로 활용 가능할 것으로 기대된다. In addition, according to the CTD-based salt concentration monitoring system and method of the present invention, by detecting the salt in real time, there is an effect that can minimize damage to the farm. Furthermore, it is expected that it can be utilized as big data in public institutions and research institutes using the salt detection data of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CTD 기반 염분 농도 모니터링 시스템의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CTD 기반 염분 농도 모니터링 시스템에서 전기전도도 센서의 회로 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CTD 기반 염분 농도 모니터링 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 염분 농도 감지 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 염분 농도 감지 장치의 내부구성을 개략적으로 나타낸 분리 단면도이다. 1 is an overall configuration diagram of a CTD-based salt concentration monitoring system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the circuit structure of the electrical conductivity sensor in the CTD-based salt concentration monitoring system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flow chart showing a CTD-based salt concentration monitoring method according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a salt concentration sensing device according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded cross-sectional view schematically showing the internal configuration of the salt concentration sensing device according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 개시된 실시 예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시에서 제안하고자 하는 실시 예는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 실시 예들의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.Advantages and features of the embodiments disclosed herein, and methods for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in conjunction with the accompanying drawings. However, the embodiments to be proposed in the present disclosure are not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the present embodiments are provided to those of ordinary skill in the art. It is only provided to be a complete indication of the category.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시 예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. Terms used in this specification will be briefly described, and the disclosed embodiments will be described in detail.

본 명세서에서 사용되는 용어는 개시된 실시 예들의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 명세서의 상세한 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. The terms used in this specification have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions of the disclosed embodiments, but may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. In addition, in a specific case, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the detailed description of the corresponding specification. Therefore, the terms used in the present disclosure should be defined based on the meaning of the term and the content throughout the present specification, rather than the name of a simple term.

본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Expressions in the singular herein include plural expressions unless the context clearly dictates the singular.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.In the entire specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated. Also, as used herein, the term “unit” refers to a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and “unit” performs certain roles. However, "part" is not meant to be limited to software or hardware. A “unit” may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to refresh one or more processors. Thus, by way of example, “part” refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and variables. The functionality provided within components and “parts” may be combined into a smaller number of components and “parts” or further divided into additional components and “parts”.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 CTD 기반 염분 농도 모니터링 시스템의 전체 구성도이다. 1 is an overall configuration diagram of a CTD-based salt concentration monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 염분 농도 모니터링 시스템은 전기전도도 센서(110), 해수온 센서(120), 해수압 센서(130), 제어부(140), 데이터베이스(150), 디스플레이부(160), 송수신부(170)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , the salt concentration monitoring system of the present invention includes an electrical conductivity sensor 110 , a sea water temperature sensor 120 , a sea water pressure sensor 130 , a control unit 140 , a database 150 , and a display unit 160 . , and a transceiver 170 .

전기전도도 센서(110)는 해수의 전기전도도를 감지하는 역할을 한다. The electrical conductivity sensor 110 serves to detect the electrical conductivity of seawater.

해수온 센서(120)는 해수의 온도인 해수온을 감지하는 역할을 한다. The sea water temperature sensor 120 serves to sense the sea water temperature, which is the sea water temperature.

해수압 센서(130)는 해수의 압력인 해수압을 감지하는 역할을 한다. The seawater pressure sensor 130 serves to sense seawater pressure, which is the pressure of seawater.

제어부(140)는 전기전도도 센서(110)에서 감지된 전기전도도 신호(Rm)를 수신하고, 해수온 센서(120)에서 감지된 해수온 신호(Ts)를 수신하고, 해수압 센서(130)에서 감지된 해수압 신호(Ps)를 수신하고, 수신한 전기전도도 신호(Rm), 해수온 신호(Ts) 및 해수압 신호(Ps)에 대응하는 염분농도를 데이터베이스(150)로부터 수신한다. The control unit 140 receives the electrical conductivity signal (Rm) sensed by the electrical conductivity sensor 110, receives the sea water temperature signal (Ts) detected by the sea water temperature sensor 120, the sea water pressure sensor (130) Receives the sensed sea water pressure signal Ps, and receives a salt concentration corresponding to the received electrical conductivity signal Rm, sea water temperature signal Ts, and sea water pressure signal Ps from the database 150 .

제어부(140)는 전기전도도 센서(110)에 제어신호(CC)를 송신하고, 해수온 센서(120)에 제어신호(CT)를 송신하고, 해수압 센서(130)에 제어신호(CD)를 송신한다. The control unit 140 transmits a control signal C C to the electrical conductivity sensor 110 , transmits a control signal C T to the sea water temperature sensor 120 , and a control signal C to the sea water pressure sensor 130 . D ) is transmitted.

데이터베이스(150)에는 전기전도도, 해수온 및 해수압에 대응하는 염분농도가 저장되어 있다. The database 150 stores salinity concentrations corresponding to electrical conductivity, sea water temperature and sea water pressure.

디스플레이부(160)는 제어부(140)의 제어에 따라 염분농도를 디스플레이하는 역할을 한다. The display unit 160 serves to display the salt concentration under the control of the controller 140 .

송수신부(170)는 제어부(140)의 제어에 따라 염분농도를 외부 장치에 전송하는 역할을 한다. The transceiver 170 serves to transmit the salt concentration to an external device under the control of the controller 140 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 CTD 기반 염분 농도 모니터링 시스템에서 전기전도도 센서의 회로 구조를 보여주는 도면이다. Figure 2 is a diagram showing the circuit structure of the electrical conductivity sensor in the CTD-based salt concentration monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 전기전도도 센서(110)는 일측이 전원(210)에 연결되어 있는 제1 전극(111), 일측이 접지에 연결되어 있는 제2 전극(112), 전원(210)과 제1 전극 사이(111)를 스위칭하기 위한 제1 스위치(SW1), 제1 전극(111)과 제2 전극(112) 사이에 바이패스(bypass) 경로를 스위칭하기 위한 제2 스위치(SW2)를 포함하여 이루어진다. 전기전도도 센서(110)는 제1 전극(111)과 제2 전극(112)을 통해 전기전도도를 측정한다. Referring to FIG. 2 , the electrical conductivity sensor 110 includes a first electrode 111 having one side connected to the power source 210 , a second electrode 112 having one side connected to the ground, the power source 210 and the second electrode 112 . a first switch SW1 for switching between the first electrodes 111 , and a second switch SW2 for switching a bypass path between the first electrode 111 and the second electrode 112 . is done by The electrical conductivity sensor 110 measures electrical conductivity through the first electrode 111 and the second electrode 112 .

제어부(140)는 해수의 전기전도도 측정시 제1 스위치(SW1)와 제2 스위치(SW2)를 오프(off) 상태로 제어한다. 그리고, 제1 전극(111)과 제2 전극(112) 간 저항을 N회 계측하고, 계측한 N개의 저항값 중에서 어느 2개의 저항값의 차이가 미리 정해진 기준값을 초과하는 경우, 제2 스위치(SW2)를 온(on) 시켜서 1차 방전 동작을 수행하도록 제어한다. The controller 140 controls the first switch SW1 and the second switch SW2 to be off when the electrical conductivity of seawater is measured. Then, the resistance between the first electrode 111 and the second electrode 112 is measured N times, and when the difference between any two resistance values among the measured N resistance values exceeds a predetermined reference value, the second switch ( SW2) is turned on to control the primary discharge operation.

그리고, 제어부(140)는 1차 방전 동작 중에 소정 시간 동안 제1 스위치(SW1)를 온 시켜서 2차 방전 동작을 수행하도록 제어한다. In addition, the controller 140 turns on the first switch SW1 for a predetermined time during the first discharge operation to perform a second discharge operation.

제1 전극(111) 및 제2 전극(112)은 염분의 농도에 따라 양 전극 사이에서 가변되는 전기전도도를 검출하며, 구리 또는 티타늄 등의 재료로 구성될 수 있다.The first electrode 111 and the second electrode 112 detect electrical conductivity varying between both electrodes according to the concentration of salt, and may be made of a material such as copper or titanium.

1차 방전 동작에서 제2 스위치(SW2)가 온(on)되면 제1 전극(111)과 제2 전극(112)이 전기적으로 쇼트(short) 상태가 되며, 이에 따라 제1 전극(111)과 제2 전극(112)에 축적된 이온을 방전시킬 수 있다. When the second switch SW2 is turned on in the first discharging operation, the first electrode 111 and the second electrode 112 are electrically shorted, and accordingly, the first electrode 111 and Ions accumulated in the second electrode 112 may be discharged.

그리고, 1차 방전 동작을 통해 제2 스위치에 의한 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)의 쇼트에도 불구하고 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)에 이온이 잔존할 수 있다. In addition, ions may remain in the first electrode 111 and the second electrode 112 despite the short circuit of the first electrode 111 and the second electrode 112 by the second switch through the first discharge operation. have.

이러한 경우를 고려하여 본 발명에서는 2차 방전 동작에서 제1 스위치(SW1)를 온(on) 시켜서 공급되는 전원을 차단시킴으로써, 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)에 잔존하는 이온을 완전 방전시킬 수 있다. 따라서, 염도 측정값의 신뢰성을 높일 수 있다. In consideration of this case, in the present invention, the ions remaining in the first electrode 111 and the second electrode 112 are removed by turning on the first switch SW1 in the secondary discharging operation to cut off the supplied power. can be completely discharged. Therefore, the reliability of the salinity measurement value can be improved.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 CTD 기반 염분 농도 모니터링 방법을 보여주는 흐름도이다.Figure 3 is a flow chart showing a CTD-based salt concentration monitoring method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 제1 전극(111)과 제2 전극(112) 간 저항을 3회 계측한 것을 가정한 실시예이다. 저항 계측은 3회 이상 다수의 횟수(N회)가 수행될 수도 있고, 일정 시간 간격을 두고 연속으로 저항이 계속 계측될 수도 있다. 이 때, 미리 정해진 시간 기간 동안에 계측된 저항값 들 중 어느 두 개의 저항값의 차이가 기 설정된 기준값(ΔR)보다 크면 제2 스위치(SW2)를 온 시켜서 1차 방전 동작을 수행할 수도 있다. FIG. 3 is an embodiment on the assumption that the resistance between the first electrode 111 and the second electrode 112 is measured three times. Resistance measurement may be performed a plurality of times (N times) three or more times, and resistance may be continuously measured at regular time intervals. At this time, if the difference between any two resistance values measured during a predetermined time period is greater than the preset reference value ΔR, the second switch SW2 may be turned on to perform the primary discharge operation.

도 3을 참조하면, 제어부(140)는 제1 전극(111)과 제2 전극(112) 간 저항을 3회 계측한다(S301). 그 결과, 각 계측 시의 저항 값인 R1, R2, R3의 3개의 저항값을 계측한다. Referring to FIG. 3 , the controller 140 measures the resistance between the first electrode 111 and the second electrode 112 three times ( S301 ). As a result, three resistance values of R1, R2, and R3, which are resistance values at the time of each measurement, are measured.

그리고, 어느 두 개의 저항값의 차이가 기 설정된 기준값(ΔR)보다 크면 제2 스위치(SW2)를 온 시켜서 1차 방전 동작을 수행한다(S303, S305, S307, S317). 저항 계측이 3회 이상 다수의 횟수(N회)가 수행되는 실시예의 경우에는, 일정 시간 간격을 두고 연속으로 저항이 계속 계측될 수도 있다. 이 때, 미리 정해진 시간 기간 동안에 계측된 저항값 들 중 어느 두 개의 저항값의 차이가 기 설정된 기준값(ΔR)보다 크면 제2 스위치(SW2)를 온 시켜서 1차 방전 동작을 수행할 수도 있다. Then, when the difference between any two resistance values is greater than the preset reference value ΔR, the second switch SW2 is turned on to perform a primary discharge operation (S303, S305, S307, S317). In the case of an embodiment in which the resistance measurement is performed a plurality of times (N times) three or more times, the resistance may be continuously measured at a predetermined time interval. At this time, if the difference between any two resistance values measured during a predetermined time period is greater than the preset reference value ΔR, the second switch SW2 may be turned on to perform the primary discharge operation.

즉, |R1-R2|, |R2-R3|, |R3-R1| 중에서 어느 저항값의 차이가 ΔR보다 크면 제2 스위치(SW2)를 온 시켜서 1차 방전 동작을 수행한다.That is, |R1-R2|, |R2-R3|, |R3-R1| If the difference between any of the resistance values is greater than ΔR, the second switch SW2 is turned on to perform a primary discharge operation.

그리고, 경우에 따라서 제1 스위치(SW1)를 소정 시간동안 온 시켜서 2차 방전 동작을 수행할 수 있다(S319). 이러한 2차 방전 동작을 통해 본 발명에서는 전극(111, 112)에 잔존하는 나머지 이온들을 완전 방전시킬 수 있으며, 이로써 염도 측정값의 신뢰성을 높일 수 있다. 예를 들어, |R1-R2|, |R2-R3|, |R3-R1| 중에서 두 개 이상의 저항값의 차이가 ΔR보다 크면 제1 스위치(SW1)를 온 시켜서 2차 방전 동작을 수행한다는 식이다. In some cases, the second discharge operation may be performed by turning on the first switch SW1 for a predetermined time (S319). Through this secondary discharge operation, in the present invention, the remaining ions remaining in the electrodes 111 and 112 can be completely discharged, thereby increasing the reliability of the salinity measurement value. For example, |R1-R2|, |R2-R3|, |R3-R1| Among them, if the difference between two or more resistance values is greater than ΔR, the first switch SW1 is turned on to perform a secondary discharge operation.

그러나, |R1-R2|, |R2-R3|, |R3-R1| 값이 ΔR보다 크지 않으면, 평균 저항(Rm)을 산출한다(S309). Rm=(R1+R2+R3)/3으로 산출할 수 있다. However, |R1-R2|, |R2-R3|, |R3-R1| If the value is not greater than ΔR, the average resistance Rm is calculated (S309). It can be calculated as Rm=(R1+R2+R3)/3.

그리고, 제어부(140)는 해수온 센서(120)로부터 해수온 신호(Ts)를 수신하고, 해수압 센서(130)로부터 해수압 신호(Ps)를 수신한다(S311). Then, the control unit 140 receives the sea water temperature signal Ts from the sea water temperature sensor 120, and receives the sea water pressure signal Ps from the sea water pressure sensor 130 (S311).

그리고, 평균저항(Rm), 해수온(Ts), 해수압(Ps)에 대응하는 염분농도(Sc)를 데이터베이스(150)로부터 수신한다(S313). Then, the average resistance (Rm), the sea water temperature (Ts), the salt concentration (Sc) corresponding to the sea water pressure (Ps) is received from the database 150 (S313).

그리고, 염분농도를 디스플레이부(160)를 통해 디스플레이하거나, 송수신부(170)를 통해 외부로 전송한다(S315). Then, the salt concentration is displayed through the display unit 160 or transmitted to the outside through the transceiver 170 (S315).

본 발명의 CTD 기반 염분 농도 모니터링 시스템에서, 전기전도도 센서(110), 해수온 센서(120), 해수압 센서(130)의 실제 구현예를 예시하면 다음과 같다. In the CTD-based salt concentration monitoring system of the present invention, an example of an actual implementation of the electrical conductivity sensor 110 , the sea water temperature sensor 120 , and the sea water pressure sensor 130 is as follows.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 염분 농도 감지 장치를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 염분 농도 감지 장치의 내부구성을 개략적으로 나타낸 분리 단면도이다. Figure 4 is a perspective view showing a salinity concentration sensing device according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is an exploded cross-sectional view schematically showing the internal configuration of the salinity concentration sensing device according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 염분 농도 감지 장치(1)는 부표 형태로 구현된다. 4 and 5, the salinity concentration sensing device 1 according to an embodiment of the present invention is implemented in the form of a buoy.

도 4 및 도 5의 실시예에서 염분 농도 감지 장치(1)는 중공의 원구 형태로 구비되면서 상부(10)와 하부(20)로 분리되는 구성이다.In the embodiment of FIGS. 4 and 5 , the salt concentration sensing device 1 is provided in the form of a hollow sphere and is configured to be separated into an upper portion 10 and a lower portion 20 .

전기전도도 센서(110), 해수온 센서(120), 해수압 센서(130)는 하부(20)에 연결되어 수중으로 인출되는 구조로 형성되어 있다. 즉, 하부(20)에는 전기전도도 센서(110), 해수온 센서(120), 해수압 센서(130)가 수중으로 인출될 수 있도록 관통구멍이 형성되며, 이러한 이러한 관통구멍은 패킹재(미도시)에 의해 수밀이 유지되게 구비되는 구성이다. 여기서, 전기전도도 센서(110), 해수온 센서(120), 해수압 센서(130)를 통해 해수의 전기전도도, 해수온, 해수압 정보를 수집하게 되며, 수집된 정보는 상부(10)내의 회로기판(5)에 탑재된 마이컴으로 인가될 수 있도록 배선된다.The electrical conductivity sensor 110 , the sea water temperature sensor 120 , and the sea water pressure sensor 130 are connected to the lower part 20 and have a structure that is drawn out into the water. That is, a through hole is formed in the lower portion 20 so that the electrical conductivity sensor 110 , the sea water temperature sensor 120 , and the sea water pressure sensor 130 can be withdrawn into the water, and these through holes are formed in a packing material (not shown). ) to maintain watertightness by the configuration. Here, the electrical conductivity sensor 110, the sea water temperature sensor 120, the sea water pressure sensor 130 to collect the electrical conductivity, sea water temperature, and sea water pressure information, the collected information is the circuit in the upper part (10). It is wired so that it can be applied to the microcomputer mounted on the board 5 .

상부(10)는 외면으로 태양 전지판인 솔라셀이 곡면을 따라 부착되고 내면으로는 마이컴이 탑재된 회로기판(5)과 무선 중계기(3)가 탑재된 상태에서 수밀 유지를 위한 수밀 충진재(15)가 충진된다. The upper part 10 is a watertight filler 15 for maintaining watertightness in a state in which a solar cell, a solar panel, is attached along a curved surface on the outer surface, and a circuit board 5 with a microcomputer and a wireless repeater 3 are mounted on the inner surface. is filled

수밀 충진재(15)로는 우레탄 폼이 사용되며, 이러한 수밀 충진재(15)는 상부(10)가 외력에 의해 파손되는 경우에도 부력에 영향을 미치지 않도록 하면서 내부 회로를 보호하는 역할을 한다.As the watertight filler 15, urethane foam is used, and the watertight filler 15 serves to protect the internal circuit while not affecting the buoyancy even when the upper portion 10 is damaged by an external force.

상부(10)는 상부측에 무선 중계기(3)의 안테나(3a)가 외부로 돌출될 수 있도록 관통구멍을 형성한다. The upper part 10 forms a through hole so that the antenna 3a of the wireless repeater 3 can protrude to the outside on the upper side.

하부(20)는 솔라전원 공급장치를 구성하는 차지 컨트롤러와 배터리가 탑재된 상태에서 밸런스 유지를 위한 중량 충진재(25)가 충진되는 구성이다. 이때 차지 컨트롤러는 솔라셀을 통해 생성된 전원을 회로기판(5)과 무선 중계기(3) 등으로 전원을 인가하고 잉여전력을 배터리에 충전시키는 역할을 하며, 배터리는 통상의 축전지가 사용되어도 무방하다.The lower part 20 is configured to be filled with a weight filler 25 for maintaining balance in a state in which the charge controller constituting the solar power supply and the battery are mounted. At this time, the charge controller applies power generated through the solar cell to the circuit board 5 and the wireless repeater 3 and serves to charge the surplus power to the battery, and the battery may be a normal storage battery. .

하부(20)는 상부(10)와 결합된 뒤 해수면에 뜬 상태에서 그 무게중심이 하부에 위치하도록 하여 전도되는 것을 방지하는 균형유지를 위한 중량물인 밸런스 웨이트(24)가 와이어(23)로 연결되는 구조이다. 즉, 하부(20)는 외면 하측 중앙에 연결고리(22)가 일체로 형성되며, 이 연결고리(22)에는 소정의 무게를 갖는 금속 또는 광석으로 된 중량물인 밸런스 웨이트(24)가 와이어(23)로 연결되는 구조이다. 이러한 밸런스 웨이트(24)는 하중에 의해 수직으로 늘어진 상태로 하부(20)가 해류에 의해 급속히 이동하는 것을 방지하게 되며 와이어(23)의 길이와 밸런스 웨이트(24)의 중량을 적절히 조절하여 선박의 닻 역할을 수행할 수 있다.The lower part 20 is coupled to the upper part 10, and the balance weight 24, which is a heavy object for balance maintenance, is connected with a wire 23 so that the center of gravity is located in the lower part in a state of floating on the sea level. is a structure that becomes That is, the lower part 20 is integrally formed with a connecting ring 22 in the center of the lower side of the outer surface, and a balance weight 24, which is a heavy object made of metal or ore having a predetermined weight, is attached to the connecting ring 22, the wire 23 ) is a structure connected by This balance weight 24 prevents the lower part 20 from moving rapidly by the current in a state of being vertically stretched by the load, and by appropriately adjusting the length of the wire 23 and the weight of the balance weight 24, the ship's It can serve as an anchor.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.The present invention has been described above using several preferred embodiments, but these embodiments are illustrative and not restrictive. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention and the scope of the appended claims.

110 전기전도도 센서 120 해수온 센서
120 해수압 센서 140 제어부
150 데이터베이스 160 디스플레이부
170 송수신부110 Electrical conductivity sensor 120 Sea water temperature sensor
120 Sea water pressure sensor 140 Control unit
150 database 160 display unit
170 Transceiver

Claims (4)

해수의 전기전도도를 감지하기 위한 전기전도도 센서;
해수의 온도인 해수온을 감지하기 위한 해수온 센서;
해수의 압력인 해수압을 감지하기 위한 해수압 센서;
전기전도도, 해수온 및 해수압에 대응하는 염분농도가 저장되어 있는 데이터베이스;
상기 전기전도도 센서에서 감지된 전기전도도 신호를 수신하고, 상기 해수온 센서에서 감지된 해수온 신호를 수신하고, 상기 해수압 센서에서 감지된 해수압 신호를 수신하고, 수신한 전기전도도 신호, 해수온 신호 및 해수압 신호에 대응하는 염분농도를 상기 데이터베이스로부터 수신하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 염분농도를 디스플레이하기 위한 디스플레이부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 염분농도를 외부 장치에 전송하기 위한 송수신부를 포함하고,
상기 전기전도도 센서는,
일측이 전원에 연결되어 있는 제1 전극;
일측이 접지에 연결되어 있는 제2 전극;
상기 전원과 상기 제1 전극 사이를 스위칭하기 위한 제1 스위치; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 바이패스 경로를 스위칭하기 위한 제2 스위치를 포함하여 이루어지고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 통해 전기전도도를 측정하고,
상기 제어부는 해수의 전기전도도 측정시 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치를 오프 상태로 제어하고,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 간 저항을 N회 계측하고, 계측한 N개의 저항값 중에서 어느 저항값의 차이가 미리 정해진 기준값을 초과하는 경우, 상기 제2 스위치를 온 시켜서 1차 방전 동작을 수행하도록 제어하고,
상기 제어부는 상기 1차 방전 동작 중에 어느 2개의 저항값의 차이가 상기 기준값을 초과하면, 소정 시간 동안 상기 제1 스위치를 온 시켜서 2차 방전 동작을 수행하도록 제어하며,
상기 전기전도도 센서, 상기 해수온 센서 및 상기 해수압 센서를 포함하는 염분 농도 감지 장치가 부표 형태로 구현되고,
상기 염분 농도 감지 장치는 상기 전기전도도 센서, 상기 해수온 센서 및 해수압 센서가 수중으로 인출될 수 있도록 관통구멍이 형성되어 있는 하부와, 외면에 태양 전지판인 솔라셀이 곡면을 따라 부착되고 내면에 마이컴이 탑재된 회로기판과 무선 중계기가 탑재된 상태에서 수밀 유지를 위한 수밀 충진재가 충진되어 있는 상부로 이루어지며,
상기 관통구멍은 패킹재에 의해 수밀이 유지되고,
상기 상부에는 상기 무선 중계기의 안테나가 외부로 돌출될 수 있도록 관통구멍이 형성되어 있고,
상기 하부에는 솔라전원 공급장치를 구성하는 차지 컨트롤러와 배터리가 탑재된 상태에서 밸런스 유지를 위한 중량 충진재가 충진되고,
상기 차지 컨트롤러는 솔라셀을 통해 생성된 전원을 상기 회로기판과 상기 무선 중계기로 인가하고, 잉여전력을 배터리에 충전시키고,
상기 하부는 상기 상부와 결합된 뒤 해수면에 뜬 상태에서 무게중심이 하부에 위치하도록 하여 전도되는 것을 방지하는 균형유지를 위하여, 외면 하측 중앙에 연결고리가 일체로 형성되며, 이 연결고리에 와이어로 연결된 소정의 무게를 갖는 중량물인 밸런스 웨이트를 더 포함하는 구조인 것을 특징으로 하는 염분 농도 모니터링 시스템.
an electrical conductivity sensor for detecting electrical conductivity of seawater;
a sea water temperature sensor for detecting sea water temperature, which is the sea water temperature;
a sea water pressure sensor for detecting sea water pressure, which is the pressure of sea water;
a database in which salinity concentrations corresponding to electrical conductivity, sea water temperature and sea water pressure are stored;
Receives the electrical conductivity signal detected by the electrical conductivity sensor, receives the sea water temperature signal detected by the sea water temperature sensor, receives the sea water pressure signal detected by the sea water pressure sensor, the received electrical conductivity signal, sea water temperature a control unit for receiving a salinity concentration corresponding to a signal and a sea water pressure signal from the database;
a display unit for displaying the salt concentration under the control of the control unit; and
and a transceiver for transmitting the salt concentration to an external device under the control of the control unit,
The electrical conductivity sensor is
a first electrode having one side connected to a power source;
a second electrode having one side connected to the ground;
a first switch for switching between the power source and the first electrode; and
and a second switch for switching a bypass path between the first electrode and the second electrode,
Measuring electrical conductivity through the first electrode and the second electrode,
The control unit controls the first switch and the second switch to an off state when measuring the electrical conductivity of seawater,
The resistance between the first electrode and the second electrode is measured N times, and when a difference between any of the N measured resistance values exceeds a predetermined reference value, the second switch is turned on to perform a first discharge operation. control to do
When the difference between any two resistance values exceeds the reference value during the first discharging operation, the control unit turns on the first switch for a predetermined time to perform a second discharging operation,
A salt concentration detection device including the electrical conductivity sensor, the sea water temperature sensor and the sea water pressure sensor is implemented in the form of a buoy,
The salt concentration detection device includes a lower portion having a through hole formed therein so that the electrical conductivity sensor, the sea water temperature sensor and the sea water pressure sensor can be withdrawn into the water, and a solar cell that is a solar panel on the outer surface is attached along the curved surface and on the inner surface It consists of a circuit board equipped with a microcomputer and an upper part filled with a watertight filler to maintain watertightness in a state where a wireless repeater is mounted.
The through hole is watertight maintained by the packing material,
A through hole is formed in the upper part so that the antenna of the wireless repeater can protrude to the outside,
The lower portion is filled with a weight filler for maintaining the balance while the charge controller and the battery constituting the solar power supply are mounted,
The charge controller applies power generated through the solar cell to the circuit board and the wireless repeater, and charges the surplus power to the battery,
The lower part is combined with the upper part and the center of gravity is located in the lower part in a state of floating on the sea level to maintain the balance to prevent it from being overturned. Salt concentration monitoring system, characterized in that the structure further includes a balance weight, which is a weight having a predetermined weight connected.
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