KR102511944B1 - 수질측정기기의 원격검교정시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수질관리를 위한 각 처리장에 배치되어 수질 측정 센서를 이용하여 각 처리장의 수질을 측정하고, 상기 측정된 수질 측정 데이터를 전송하는 원격 수질 측정부; 및 상기 원격 수질 측정부로부터 수신된 수질 측정데이터를 분석하고, 분석 결과를 기초로 스팬 조정 데이터를 생성하는 통합 관제 서버;를 포함하고, 상기 원격 수질 측정부는 상기 수질 측정 센서와 연결된 제어부를 더 포함하고, 상기 통합 관제 서버로부터 스팬 조정 데이터를 수신한 후, 상기 스팬 조정 데이터를 기초로 상기 제어부를 통하여 상기 수질 측정 센서의 동작을 교정하는 수질측정기기의 원격검교정시스템에 관한 것으로, 원격의 통합관제센터에서 수질자동측정기기에 대한 제어 및 교정 명령을 내림으로써 자동으로 수질자동측정기기의 교정이 시행될 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 수질측정기기의 원격검교정시스템에 관한 것이다.
현재 환경분야, 특히 수질분야는 국민들에게 깨끗한 식수공급과 관련하여 또는 상하수원 등에 대한 수질환경 조사 등을 위하여 다양한 형태의 센서들을 이용하여 여러 지점에서 수질조사가 주기적으로 이루어지고 있다. 이렇게 각 지점에서 채취된 시료 등은 분석을 위하여 연구소 등의 실험기기를 구비한 장소로 운반하여 분석이 행하여지고 있다.
즉, 기존에는 환경 자료에 대한 데이터를 수집하기 위하여 사용자가 직접 측정장치를 가지고 매번 측정장소로 이동하여야 하였고, 또한 여러 항목을 측정하기 위해서는 각 측정 항목별로 사용되는 여러 종류의 수질자동측정기기를 사용하여야 하였다. 그리고, 이렇게 측정된 데이터들을 수집하여 분석하는 데 많은 시간과 인력이 소모되고 있다.
또한, 수질자동측정기기는 주기적인 유지관리가 필요한데, 이때 교정(Calibration)작업은 매우 중요한 작업에 해당된다. 일반적으로, 위탁관리사업자의 담당자가 교정을 수행하게 되는 데, 위탁관리사업자의 교정시, 사용되는 표준용액을 조정함으로써 수질 측정값이 상대적으로 낮게 나올 수 있도록 조정할 수 있는 가능성도 존재한다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 수질자동측정기기에서의 각 측정 지점에서 별도의 측정기기들이 유무선으로 자동화 또는 온라인화되어 있어서 실시간으로 측정된 데이터들이 중앙시스템으로 전달되어 체계적인 관리와 교정 작업이 필요해지고 있다.
전술한 문제점을 개선하기 위한 본 발명 실시예들의 목적은 원격의 통합관제센터에서 수질자동측정기기에 대한 제어 및 교정 명령을 내림으로써 자동으로 수질자동측정기기의 교정이 시행될 수 있도록 하는 수질측정기기의 원격검교정시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 수질측정기기의 원격검교정시스템은 수질관리를 위한 각 처리장에 배치되어 수질 측정 센서를 이용하여 각 처리장의 수질을 측정하고, 상기 측정된 수질 측정 데이터를 전송하는 원격 수질 측정부; 및 상기 원격 수질 측정부로부터 수신된 수질 측정데이터를 분석하고, 분석 결과를 기초로 스팬 조정 데이터를 생성하는 통합 관제 서버;를 포함하고, 상기 원격 수질 측정부는 상기 수질 측정 센서와 연결된 제어부를 더 포함하고, 상기 통합 관제 서버로부터 스팬 조정 데이터를 수신한 후, 상기 스팬 조정 데이터를 기초로 상기 제어부를 통하여 상기 수질 측정 센서의 동작을 교정하는 것을 특징으로 한다.
상기 원격 수질 측정부는 영점용액 및 교정용액이 각각 수용되는 하나 이상의 시약 저장부; 상기 스팬 조정 데이터를 기초로 상기 제어부에 의한 상기 수질 측정 센서와 연결된 다채널 밸브의 개폐를 통하여 상기 시약 저장부로부터 상기 수질 측정 센서로의 영점용액 및 교정용액의 주입을 조절하는 분석부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 스팬 조정 데이터를 기초로 상기 영점용액을 통한 영점조정과 상기 교정용액을 통한 스팬조정을 통해 교정하는 과정을 반복하는 것을 특징으로 한다.
상기 다채널 밸브는 공기 공급밸브, 시약 공급밸브, 영점액 공급밸브, 인산 공급밸브, 교정액 공급밸브 및 시료 공급밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 통합 관제 서버는 현장 작업 관리자 단말의 요청에 의하거나, 상기 원격 수질 측정부로부터 수신된 수질 측정데이터가 미리 설정된 기준치를 초과하거나 미달하는 경우, 상기 수질 측정 센서에 대한 영점조정과 스팬조정을 포함한 스팬 조정 데이터를 생성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수질측정기기의 원격검교정시스템은 원격의 통합관제센터에서 수질자동측정기기에 대한 제어 및 교정 명령을 내림으로써 자동으로 수질자동측정기기의 교정이 시행될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질측정기기의 원격검교정시스템의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수질측정기기의 원격검교정시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 2의 원격 수질 측정부가 구성된 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 원격 수질 측정부의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수질측정기기의 원격검교정시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은 도 2의 원격 수질 측정부가 구성된 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 원격 수질 측정부의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수질측정기기의 원격검교정시스템의 동작을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수질측정기기의 원격검교정시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이며, 도 3은 도 2의 원격 수질 측정부가 구성된 예를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 원격 수질 측정부의 상세 구성을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수질측정기기의 원격검교정시스템은 원격에 배치되는 수질측정기기를 교정(Calibration)하기 위한 시스템이고, 수질관리를 위한 각 처리장에 배치되어 수질 측정 센서(110)를 이용하여 각 처리장의 수질을 측정하고, 상기 측정된 수질 측정 데이터를 전송하는 원격 수질 측정부(100)와, 원격 수질 측정부(100)로부터 수신된 수질 측정데이터를 분석하고, 분석 결과를 기초로 스팬 조정 데이터를 생성하는 통합 관제 서버(200)를 포함한다.
도시되어 있지는 않지만, 원격 수질 측정부(100)와 인접하게 위치되어 통합 관제 서버(200)와 유무선 통신망으로 연결되는 현장 관리자 단말을 포함할 수 있다.
일반적으로, 원격에 배치되는 수질측정기기는 위탁관리사업자의 관리자가 교정을 수행하며, 영점용액(증류수 또는 TOC 제로용액(0-5ppm))을 이용하여 영점측정후 교정용액(KHP 표준액, 측정범위의 90%)를 이용하여 교정용액 결과값을 산출함으로써 교정을 수행하게 된다.
이때, 위탁관리사업자의 교정시, 사용되는 표준용액을 조정함으로써 수질 측정값이 상대적으로 낮게 나올 수 있도록 조정할 수 있는 가능성이 존재하는 바, 본 발명의 일 실시예는 이러한 가능성을 차단하기 위하여, 통합관제센터에서 원격 제어 및 교정 명령을 내림으로써 자동으로 수질자동측정기기의 교정이 시행될 수 있도록 할 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 원격 수질 측정부(100)는 수질 측정 센서(110), 시약 저장부(120), 분석부(130), 통신부(140) 및 제어부(150)를 포함한다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 원격 수질 측정부(100)는 전원을 공급하는 전원 공급부를 더 포함한다.
상기 전원 공급부는 원격 수질 측정부(100)의 동작을 위한 전원을 공급하는 장치로서, 특히 수질 측정 센서(110)에 선택적으로 전원을 공급하는 장치이다. 또한, 상기 전원 공급부는 정보 입력부(미도시)에 의하여 선택된 수질 측정 센서(110)에만 제어부(150)를 통하여 전원을 공급한다. 상기 전원 공급부는 상용 전원이나 충방전이 가능한 이차전지 또는 전기이중층 커패시터가 사용될 수 있다.
상기 수질 측정 센서(110)는 여러 장소에서 복수 개의 센서들들에 의하여 수질 관련 데이터가 측정된다. 이들 각각의 센서들에는 무선으로 측정된 데이터를 송신할 수 있는 기능을 구비한다. 이러한 센서들에 의하여 감지되는 데이터로는 수소이온농도, 각종 이온의 농도, 산화환원전위, 용존산소, 전기전도도, TDS, 염도, 탁도 및 온도 등을 있다. 이렇게 각각의 센서들에서 측정된 데이터들은 제어부(150) 및 통신부(140)를 통하여 통합 관제 서버(200)로 전송된다.
각각의 센서들에는 단자가 구비되는데, 단자는 수질 측정 센서(110)가 측정 대상물과 접속가능하도록 하고, 별도의 커넥터가 하나 이상 형성되어 커넥터를 통한 측정 대상물과 센서들과의 연결 또한 가능하다.
상기 수질 측정 센서(110)는 측정 대상물의 전압, 전류, 저항을 측정하기 위한 다수 개의 센서를 포함하는 장치로서, 다수 개의 센서로 pH 측정 센서, 농도 측정 센서, 용존 산소(DO; dissolved oxygen) 측정 센서, 전도도 측정 센서, 자동화 센서, 로드 셀, 압력 센서 중 어느 하나가 적용될 수 있다. 여기서, 상기 다수 개의 센서는 전압, 전류, pH, 농도, 전도도, 중량, 압력, 부유물질 농도, 염분 농도 등과 같이 측정 대상이 무엇인지에 따라 그 구성을 달리할 수 있다. 즉, 사용자 선택에 따라 pH 측정 센서, 농도 측정 센서, 용존 산소 측정 센서, 전도도 측정 센서, 자동화 센서, 로드 셀, 압력 센서 등의 다양한 센서들 중 선택할 수 있다.
또한, 상기의 다수의 센서에 의하여 검출된 신호는 그 값이 변화가 작으므로 인식 가능하도록 이 값들을 증폭시키기 위하여 각각의 센서들에 접속되는 증폭기(미도시), 다수의 증폭기들로부터 신호들을 수신하여 동시에 처리하기 위한 다중채널분석기(미도시), 및 분석 신호를 외부로 전달하기 위하여 디지털값으로 변환하는 컨버터부(미도시)가 제공된다. 상기의 센서들은 서로 다른 데이터를 측정하는 것이며 이들의 센서가 서로 분리되어 설치되는 것이 아니라 하나의 장소에 동일하게 설치될 수 있으므로 이러한 데이터들이 상호간 간섭현상을 일으키지 않도록 한다.
상기 수질 측정 센서(110)는 수치, 파형과 같은 측정데이터를 디스플레이하는 디스플레이부(미도시)에 연결될 수 있다.
상기 디스플레이부는 정보 입력부에 의하여 입력된 선택 정보 및 측정 범위 정보와, 컨버터부에 의하여 변환된 디지털값을 표시하는 장치로서, LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Emitting Diode) 방식이 적용될 수 있다. 이러한 디스플레이부는 측정된 데이터를 그대로 표시할 수도 있고, 사용자 편의를 위해 분석 후의 측정 데이터만을 표시할 수도 있다. 또한, 상기 디스플레이부는 사용자 편의를 위해 터치 스크린 기능이나, 각 센서들의 동작에 따라 점등되는 기능을 부가적으로 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 시약 저장부(120)는 영점용액 및 교정용액이 각각 수용되는 하나 이상의 저장탱크를 구비한다. 상기 시약 저장부(120)에는 수질 측정 센서(110)의 정도 관리에 요구되는 각종 용액이 각각 수용될 수 있다. 즉, 시약 저장부(120)에는 정도 관리에 필요한 각종 기준원액, 표준원액, 영점용액, 교정용액 등이 각각의 탱크마다 수용되고, 제어부(150)는 각 탱크에 수용되는 용액의 종류를 식별하기 위하여, 각 탱크의 식별자와 그에 대응하는 각각의 용액 식별자가 서로 대응하여 기록된 탱크-용액 테이블을 유지할 수 있다.
상기 시약 저장부(120)의 각 저장탱크는 배관을 통해 각각 수질 측정 센서(110)에 연결되고, 수질 측정 센서(110)의 정도 관리에 요구되는 각종 용액이 수용되며, 미리 설정된 부피를 갖도록 형성된다. 각 배관에는 밸브 및 이송펌프가 각각 설치될 수 있다. 밸브는 열림 상태와 차단 상태 전환을 통해 시약 저장부(120)와 수질 측정 센서(110) 간에 형성된 유로의 개방 및 차단을 구현할 수 있다. 이송펌프는 밸브의 열림 및 차단을 제어하고, 모터를 통해 전달받는 동력을 통해 각종 용액이 해당 저장탱크로부터 수질 측정 센서(110)로 이송되도록 동작할 수 있다.
상기 밸브는 도 3에 도시된 바와 같이 다채널 밸브 형태로 구비되고, 다채널 밸브는 공기 공급밸브, 시약 공급밸브, 영점액 공급밸브, 인산 공급밸브, 교정액 공급밸브 및 시료 공급밸브를 포함한다.
상기 다채널 밸브는 시약 저장부(120)와 수질 측정 센서(110) 간에 연결되어 스팬 조정 데이터에 대응되도록 개폐(open/close)가 가능한 밸브에 해당한다. 예를 들어, 교정액 공급밸브는 개폐 상태에 따라 수질 측정 센서(110)의 교정용액 농도를 조절할 수 있는 각종 밸브에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다채널 밸브는 기설정된 개도율에 따라 동작할 수 있다. 예를 들어, 상기 다채널 밸브는 0(full close) ~ 100(full open)%의 개도율에 따라 개폐하여 용액양을 조절할 수 있는 밸브에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다채널 밸브의 개도율 및 제어 단위는 관리자 단말(미도시)에 의하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 다채널 밸브는 관리자 단말에 의하여 입력되는 50%의 개도율로 동작하거나, 동작 중 관리자 단말에 의하여 입력되는 제어 단위인 [10% open]에 따라 60%의 개도율로 동작할 수 있다.
상기 분석부(130)는 통합 관제 서버(200)로부터 제공된 스팬 조정 데이터를 기초로 제어부(150)에 의하여, 수질 측정 센서(110)와 연결된 다채널 밸브의 개폐를 통하여 시약 저장부(120)로부터 수질 측정 센서(110)로의 영점용액 및 교정용액의 주입을 조절한다. 또한, 상기 분석부(130)는 원격 수질 측정부(100)의 시약 저장부(120)에 보관되는 영점용액과 교정용액을 통합 관제 서버(200)로부터 수신된 스팬 조정 데이터(즉, 교정 명령 신호)에 따라 순차적으로 분석후 교정 절차를 진행하게 된다.
상기 통신부(140)는 수질 측정 센서(110)에 의한 측정 정보를 통합 관제 서버(200)에 유/무선 통신망을 통하여 전송하거나, 통합 관제 서버(200)로부터 교정 명령 신호를 수신하는 장치이다. 이러한 통신부(140)는 수질 측정 센서(110)에 의한 측정 정보를 컴퓨터 등 통합 관제 서버(200)로 전송하거나 제품의 업그레이드를 위한 통신 포트로 기능한다. 또한, 상기 통신부(140)는 USB, 또는 TCP/IP 네트워크 등으로 구성될 수 있으나, 본 발명에서는 네트워크의 종류를 한정하는 것은 아니다.
상기 제어부(150)는 관리자에 의하여 입력되거나 통합 관제 서버(200)로부터 전송된 각 정보에 의하여 각 구성요소의 동작을 제어하는 장치로서, 수질 측정 센서(110)와 연결되어, 통합 관제 서버(200)로부터 스팬 조정 데이터를 수신한 후, 스팬 조정 데이터를 기초로 수질 측정 센서(110)의 동작을 교정하는 장치이다. 즉, 상기 제어부(150)는 통합 관제 서버(200)로부터 스팬 조정 데이터(즉, 교정 명령)를 수신하여 분석부(130)에 자동 교정을 시행하도록 전달하는 역할을 수행한다.
다시 말해, 상기 제어부(150)는 스팬 조정 데이터를 기초로 영점용액을 통한 영점조정과 교정용액을 통한 스팬조정을 통해 교정하는 과정을 반복하여 교정 과정을 수행한다.
상기 제어부(150)는 컨버터부로부터 인가받은 신호처리된 디지털 값과, 정보 입력부를 통해 입력된 선택 정보 및 측정 범위 정보를 이용하여 측정 데이터를 분석하고, 디스플레이부를 통해 출력하거나 통합 관제 서버(200)로 전송하도록 제어한다. 이를 위하여, 상기 제어부(150)는 수질 측정 센서(110)들을 인식하는 프로그램과, 이들로부터 측정된 정보를 전압, 전류, pH, 농도, 전도도, 중량, 압력, 부유물질 농도, 염분 농도 등으로 연산 및 분석하는 프로그램이 저장되어 있다.
또한, 상기 제어부(150)는 메모리부(미도시)에 분석된 데이터를 저장하거나, 통신부(140)를 통해 컴퓨터 등의 외부 장치(즉, 통합 관제 서버(200))와 유/무선 통신을 할 수 있도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(150)는 통합 관제 서버(200)로부터 수질 측정 센서(110)를 이용한 다양한 정보를 측정시 센서 이상 유무 또는 그에 따른 제어신호를 수신받고, 이를 기초로 센서들의 동작을 제어할 수도 있다.
상기 통합 관제 서버(200)는 현장으로부터 데이터를 수집/분석하여 현장의 환경변화를 감시하거나 분석결과에 따라 현장에 설치된 원격 수질 측정부(100)를 제어하는 서버 장치이다.
이에 따라, 상기 통합 관제 서버(200)는 현장 작업 관리자 단말의 요청에 의하거나, 원격 수질 측정부(100)로부터 수신된 수질 측정데이터가 미리 설정된 기준치를 초과하거나 미달하는 경우, 수질 측정 센서(110)에 대한 영점조정과 스팬조정을 포함한 스팬 조정 데이터를 생성하여 원격 수질 측정부(100)로 전송한다.
즉, 상기 통합 관제 서버(200)는 원격 수질 측정부(100)를 원격 교정을 시행하는 경우는 관리자가 수질 측정 센서(110)의 이상값을 발견하여 교정이 필요한 경우와, 불시 점검 등의 사유로 원격 수질 측정부(100)로부터 수신된 수질 측정데이터를 기초로 수질 측정 센서(110)의 교정이 필요하다고 판단되는 경우 원격 수질 측정부(100)로 원격 제어 및 교정 명령을 전송한다.
상기 통합 관제 서버(200)는 원격 수질 측정부(100)로부터 수신된 수질 측정데이터가 사전에 설정한 기준데이터와 비교하여 소정의 범위를 벗어나는 가의 여부를 체크하여 벗어나는 경우에는 원격 수질 측정부(100) 내에 구비되는 릴레이 구동소자 등을 작동시켜서 연결된 펌프 및 밸브 등을 이용하여 교정 동작을 명령할 수 있다. 또한, 상기 통합 관제 서버(200)는 수질 측정 센서(110)가 동작하는 설정범위를 제어하여, 이러한 센서들에 의하여 측정 취합되는 데이터들의 범위를 재설정할 수 있다.
상기 통합 관제 서버(200)는 각각의 데이터들을 이용하여 소정의 프로그램에 따라 분석을 수행한다. 이때, 사용되는 분석프로그램들은 이미 공지의 수질분석 방법에 따라 이루어질 수 있다. 통상적으로 분석프로그램은 수질 측정데이터들에 의하여 얻어지는 데이터들을 소정의 기준치와 비교하여 이 기준치를 초과하는 정도에 따라 오염 또는 이상 정도를 구분한다. 이렇게 구분된 데이터에 따라 경고의 정도를 나누어 수행하여야 할 동작을 설정하고, 이에 따라 자동적으로 원격지, 원격 수질 측정부(100)로 데이터를 전송한다.
따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 수질측정기기의 원격검교정시스템은 원격의 통합관제센터에서 수질자동측정기기에 대한 제어 및 교정 명령을 내림으로써 자동으로 수질자동측정기기의 교정이 시행될 수 있도록 할 수 있다.
한편, 상기 수질 측정 센서(110)의 표면에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.
상기 오염 방지 도포용 조성물은 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.
상기 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨은 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 오염방지도포층의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.
상기 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨은 전체 조성물 수용액 중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 오염방지도포층의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.
한편, 본 오염방지도포용 조성물을 수질 측정 센서(110)의 표면 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 수질 측정 센서(110)의 표면 상의 최종 도포막 두께는 700 ~ 2500Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 900 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 700 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2500 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.
또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 소듐세스퀴카보네이트 0.1 몰 및 부틸카비톨 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.
상기 구성 성분의 비율 및 도포막 두께를 상기와 같이 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 오염방지 도포 효과를 나타내었다.
상기 제어부(150)의 표면에는 표면에 방열용 코팅제가 도포되어 제어부(150)에서 방출되는 열이 충분히 발산되지 못하여 제어부(150)의 표면이 과도하게 가열되는 방지하고 열을 효과적으로 방출할 수가 있다.
이 방열용 코팅제 조성물은 규산칼륨 58중량%, 산화크롬 11중량%, 그라파이트 13중량%, 질화규소 8중량%, 수산화나트륨(NaOH) 3중량%, 산화티탄 3중량%, 폴리아마이드왁스 2중량%, 3-아미노프로필 트리메톡시실란 2중량%로 구성된다.
규산칼륨은 바인더 수지 역할을 하고, 산화크롬은 내마모 역할을 하며, 그라파이트는 열전도성과 전기적 특성이 우수하며, 질화규소는 강도 향상 및 균열을 방지하고, 수산화나트륨은 분산제 역할을 하며, 산화티탄은 내후성을 위해서, 폴라아마이드왁스는 침강방지 역할을 하고, 3-아미노프로필 트리메톡시실란은 부착력 증강 역할을 한다.
상기와 같이 구성 물질 및 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치를 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.
상기 시약 저장부(120)의 표면에는 살균기능 및 사용자 스트레스 완화 등에 도움이 되는 기능성 오일이 혼합된 환경용 방향제 물질이 코팅될 수 있다.
방향제 물질과 기능성 오일의 혼합 비율은 상기 방향제 물질 95~97중량%에 상기 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은 안젤리카오일(Angelica oil) 50중량%, 시트로넬라오일(Citronella oil) 50중량%로 구성된다.
여기서 기능성 오일은 방향제 물질에 대해 3~5중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 3~5중량%를 초과하면 그 효과가 크게 향상되지 않는 반면에 경제성이 떨어진다. 안젤리카오일(Angelica oil)은 스트레스 완화, 긴장완화, 살균 등에 좋은 효과가 있고, 시트로넬라오일(Citronella oil)은 심리적으로 마음을 정화하고 고양시키며 두통, 우울증, 신경통 등에 작용효과가 우수하다. 따라서, 이러한 기능성 오일이 혼합된 방향제 물질이 시약 저장부(120)의 표면에 코팅됨에 따라, 시약 저장부(120)의 표면을 살균 처리하고 사용자의 스트레스 등을 경감시키는 등의 효과를 얻을 수 있다.
환경용 방향제 물질 및 기능성 오일에 대해 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치를 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.
이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 첨부하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능할 것이다.
100: 원격 수질 측정부 110: 수질 측정 센서
120: 시약 저장부 130: 분석부
140: 통신부 150: 제어부
200: 통합 관제 서버
120: 시약 저장부 130: 분석부
140: 통신부 150: 제어부
200: 통합 관제 서버
Claims (5)
- 수질관리를 위한 각 처리장에 배치되어 수질 측정 센서를 이용하여 각 처리장의 수질을 측정하고, 상기 측정된 수질 측정 데이터를 전송하는 원격 수질 측정부; 및
상기 원격 수질 측정부로부터 수신된 수질 측정데이터를 분석하고, 분석 결과를 기초로 스팬 조정 데이터를 생성하는 통합 관제 서버;를 포함하고,
상기 원격 수질 측정부는 상기 수질 측정 센서와 연결된 제어부를 더 포함하고, 상기 통합 관제 서버로부터 스팬 조정 데이터를 수신한 후, 상기 스팬 조정 데이터를 기초로 상기 제어부를 통하여 상기 수질 측정 센서의 동작을 교정하며,
상기 원격 수질 측정부는 영점용액 및 교정용액이 각각 수용되는 하나 이상의 시약 저장부; 상기 스팬 조정 데이터를 기초로 상기 제어부에 의한 상기 수질 측정 센서와 연결된 다채널 밸브의 개폐를 통하여 상기 시약 저장부로부터 상기 수질 측정 센서로의 영점용액 및 교정용액의 주입을 조절하는 분석부; 수질 측정 센서에 선택적으로 전원을 공급하는 전원공급부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 스팬 조정 데이터를 기초로 상기 영점용액을 통한 영점조정과 상기 교정용액을 통한 스팬조정을 통해 교정하는 과정을 반복하며,
상기 다채널 밸브는 공기 공급밸브, 시약 공급밸브, 영점액 공급밸브, 인산 공급밸브, 교정액 공급밸브 및 시료 공급밸브를 포함하고,
상기 교정액 공급밸브는 개폐 상태에 따라 수질 측정 센서의 교정용액 농도를 조절할 수 있는 밸브이며,
상기 다채널 밸브는 기설정된 개도율에 따라 동작하되, 0(full close) ~ 100(full open)%의 개도율에 따라 개폐하여 용액양을 조절할 수 있는 밸브이고,
상기 다채널 밸브의 개도율 및 제어 단위는 관리자 단말에 의하여 설정되되, 상기 관리자 단말에 의하여 입력되는 50%의 개도율로 동작하거나, 동작 중 관리자 단말에 의하여 입력되는 제어 단위인 [10% open]에 따라 60%의 개도율로 동작되며,
상기 통합 관제 서버는 수질 측정 센서가 동작하는 설정범위를 제어하여, 이러한 센서들에 의하여 측정 취합되는 데이터들의 범위를 재설정하고,
상기 통합 관제 서버는 현장 작업 관리자 단말의 요청에 의하거나, 상기 원격 수질 측정부로부터 수신된 수질 측정데이터가 미리 설정된 기준치를 초과하거나 미달하는 경우, 상기 수질 측정 센서에 대한 영점조정과 스팬조정을 포함한 스팬 조정 데이터를 생성하며,
상기 수질 측정 센서의 표면에는 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포되되, 상기 오염 방지 도포용 조성물은 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 소듐세스퀴카보네이트 및 부틸카비톨 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이고,
상기 제어부의 표면에는 방열용 코팅제가 도포되되, 상기 방열용 코팅제를 구성하는 방열용 코팅제 조성물은 규산칼륨 58중량%, 산화크롬 11중량%, 그라파이트 13중량%, 질화규소 8중량%, 수산화나트륨(NaOH) 3중량%, 산화티탄 3중량%, 폴리아마이드왁스 2중량%, 3-아미노프로필 트리메톡시실란 2중량%로 구성되며,
상기 시약 저장부의 표면에는 기능성 오일이 혼합된 환경용 방향제 물질이 코팅되되, 방향제 물질과 기능성 오일의 혼합 비율은 상기 방향제 물질 95~97중량%에 상기 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은 안젤리카오일(Angelica oil) 50중량%, 시트로넬라오일(Citronella oil) 50중량%로 구성되고,
상기 수질 측정 센서는 측정 대상물의 전압, 전류, 저항을 측정하기 위한 다수 개의 센서를 포함하되, 다수 개의 센서로 pH 측정 센서, 농도 측정 센서, 용존 산소(DO; dissolved oxygen) 측정 센서, 전도도 측정 센서, 자동화 센서, 로드 셀, 압력 센서 중 어느 하나가 사용자의 선택에 따라 적용되고,
상기의 다수 개의 센서에 의하여 검출된 신호는 이 값들을 증폭시키기 위하여 각각의 센서들에 접속되는 증폭기와, 다수의 증폭기들로부터 신호들을 수신하여 동시에 처리하기 위한 다중채널분석기와, 분석 신호를 외부로 전달하기 위하여 디지털값으로 변환하는 컨버터부가 제공되며,
상기 분석부는 통합 관제 서버로부터 제공된 스팬 조정 데이터를 기초로 제어부에 의하여, 수질 측정 센서와 연결된 다채널 밸브의 개폐를 통하여 시약 저장부로부터 수질 측정 센서로의 영점용액 및 교정용액의 주입을 조절하고, 원격 수질 측정부의 시약 저장부에 보관되는 영점용액과 교정용액을 통합 관제 서버로부터 수신된 스팬 조정 데이터(즉, 교정 명령 신호)에 따라 순차적으로 분석후 교정 절차를 진행하고,
상기 제어부는 컨버터부로부터 인가받은 신호처리된 디지털 값과, 정보 입력부를 통해 입력된 선택 정보 및 측정 범위 정보를 이용하여 측정 데이터를 분석하고, 디스플레이부를 통해 출력하거나 통합 관제 서버로 전송하도록 제어하며, 수질 측정 센서들을 인식하는 프로그램과, 이들로부터 측정된 정보를 전압, 전류, pH, 농도, 전도도, 중량, 압력, 부유물질 농도, 염분 농도 중 적어도 하나로 연산 및 분석하는 프로그램이 저장되어 있고, 메모리부에 분석된 데이터를 저장하거나, 통신부를 통해 외부 장치(즉, 통합 관제 서버)와 유/무선 통신을 할 수 있도록 제어하고, 통합 관제 서버로부터 수질 측정 센서를 이용한 정보를 측정시 센서 이상 유무 또는 그에 따른 제어신호를 수신받고, 이를 기초로 센서들의 동작을 제어할 수 있으며,
상기 통합 관제 서버는 수신되거나 생성된 각각의 데이터들을 이용하여 소정의 프로그램에 따라 분석을 수행하되, 수질 측정데이터들에 의하여 얻어지는 데이터들을 소정의 기준치와 비교하여 이 기준치를 초과하는 정도에 따라 오염 또는 이상 정도를 구분하고, 이렇게 구분된 데이터에 따라 경고의 정도를 나누어 수행하여야 할 동작을 설정하고, 이에 따라 자동적으로 원격지, 원격 수질 측정부로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 수질측정기기의 원격검교정시스템.
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| KR1020220002790A KR102511944B1 (ko) | 2022-01-07 | 2022-01-07 | 수질측정기기의 원격검교정시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220002790A KR102511944B1 (ko) | 2022-01-07 | 2022-01-07 | 수질측정기기의 원격검교정시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102511944B1 true KR102511944B1 (ko) | 2023-03-20 |
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ID=85796519
Family Applications (1)
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| KR1020220002790A KR102511944B1 (ko) | 2022-01-07 | 2022-01-07 | 수질측정기기의 원격검교정시스템 |
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| KR (1) | KR102511944B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101519356B1 (ko) | 2014-10-14 | 2015-05-13 | 길주형 | 센서의 교정장치 |
| KR20160051953A (ko) * | 2014-10-30 | 2016-05-12 | 이손이엔엘 (주) | 수질측정장치의 정도관리 동작을 수행하는 수질측정 정도관리 장치 |
| KR20190048018A (ko) * | 2017-10-30 | 2019-05-09 | (주)썬텍엔지니어링 | 임피던스 조절을 이용한 센서 자동 교정 기능을 탑재한 수질계측장치 및 임피던스 조절을 이용한 센서 자동 교정 방법 |
| KR102323886B1 (ko) * | 2021-10-14 | 2021-11-09 | 호산엔지니어링(주) | 풍력발전설비용 텔레스코픽 타워 원격 조정 장치 |
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-
2022
- 2022-01-07 KR KR1020220002790A patent/KR102511944B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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