KR102620143B1 - Cdi 장치에 설치되는 tds 측정 장치 - Google Patents
Cdi 장치에 설치되는 tds 측정 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102620143B1 KR102620143B1 KR1020230124614A KR20230124614A KR102620143B1 KR 102620143 B1 KR102620143 B1 KR 102620143B1 KR 1020230124614 A KR1020230124614 A KR 1020230124614A KR 20230124614 A KR20230124614 A KR 20230124614A KR 102620143 B1 KR102620143 B1 KR 102620143B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tds
- ntc
- unit
- electrical signal
- signal
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 10
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 title claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 21
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100489717 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GND2 gene Proteins 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
- C02F1/4691—Capacitive deionisation
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4612—Controlling or monitoring
- C02F2201/46125—Electrical variables
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
본 발명은 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 과제는 전극 회로 및 메인 제어 회로 간과, 온도 회로 및 메인 회로 간의 신호 전달, DC/DC 컨버터와 전극/온도 회로 간을 각각 전기적으로 완전히 절연하여 CDI 동작에 의해 시료(용액)에 흐르는 전류가 TDS 측정 회로에 영향을 주지 않도록 함으로써, TDS전극이 부식되는 문제를 개선하고, 측정 값의 정확도를 개선하는데 있다.
일례로, 용액 내 위치하는 두 전극을 통해 측정되는 TDS 전압신호와 미리 설정된 제1 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 TDS 전기신호를 출력하는 TDS 입력부, 상기 TDS 전기신호에 따른 TDS 펄스신호를 출력하는 TDS 출력부, 및 상기 TDS 입력부와 상기 TDS 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 TDS 전기신호를 전달하는 TDS 신호 전달부를 포함하는 전극 회로부; 및 용액 내 위치하는 NTC 서미스터를 통해 측정되는 NTC 전압신호와 미리 설정된 제2 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 NTC 전기신호를 출력하는 NTC 입력부, 상기 NTC 전기신호에 따른 NTC 펄스신호를 출력하는 NTC 출력부, 및 상기 NTC 입력부와 상기 NTC 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 NTC 전기신호를 전달하는 NTC 신호 전달부를 포함하는 온도 회로부를 포함하는 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치를 개시한다.
일례로, 용액 내 위치하는 두 전극을 통해 측정되는 TDS 전압신호와 미리 설정된 제1 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 TDS 전기신호를 출력하는 TDS 입력부, 상기 TDS 전기신호에 따른 TDS 펄스신호를 출력하는 TDS 출력부, 및 상기 TDS 입력부와 상기 TDS 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 TDS 전기신호를 전달하는 TDS 신호 전달부를 포함하는 전극 회로부; 및 용액 내 위치하는 NTC 서미스터를 통해 측정되는 NTC 전압신호와 미리 설정된 제2 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 NTC 전기신호를 출력하는 NTC 입력부, 상기 NTC 전기신호에 따른 NTC 펄스신호를 출력하는 NTC 출력부, 및 상기 NTC 입력부와 상기 NTC 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 NTC 전기신호를 전달하는 NTC 신호 전달부를 포함하는 온도 회로부를 포함하는 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치를 개시한다.
Description
본 발명의 실시예는 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치에 관한 것이다.
CDI(Capacitive Deionization)란 전기적 힘으로 이온을 제거하는 환경친화적 신개념 수처리 기술로 'Super Capacitor' 원리를 기반으로 하수처리 및 염소의 탈염을 저비용, 고효율로 정수시킬 수 있는 친환경 기술이다.
TDS(Total Dissolved Solids)는 물속에 녹아있는 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 염소, 황산, 탄산이온 등 양이온 및 음이온과 같은 전해성 이온 물질, 유기물질의 총량을 의미하며 총용존 고형물이라 부른다. 오염된 물을 여과지에 여과시켰을 경우 여과지에 걸러지는 물질이 있고 통과하는 물질이 있는데, 여과지에 걸려지는 것을 부유물질(Suspended Solids)라고 하며, 여과지를 통과한 용액 속에 있는 용해된 물질이 바로 용존 고형물이라고 한다.
이러한 CDI 장치에 TDS 측정기를 설치하여 제작하는 경우 전극 회로와 메인 회로 간의 전기적인 절연이 되어 있지 않아서, TDS 측정기를 동작중인 CDI 장치에 적용하게 되면 CDI 특성상 시료(용액)에 전류가 흐르고 있는 상태에서는 TDS 측정에 영향을 주어서 TDS전극이 부식되는 문제와 정상적인 측정이 이루어지지 않는 문제점이 발생되고 있다.
본 발명의 실시예는, 전극 회로 및 메인 제어 회로 간과, 온도 회로 및 메인 회로 간의 신호 전달, DC/DC 컨버터와 전극/온도 회로 간을 각각 전기적으로 완전히 절연하여 CDI 동작에 의해 시료(용액)에 흐르는 전류가 TDS 측정 회로에 영향을 주지 않도록 함으로써, TDS전극이 부식되는 문제를 개선하고, 측정 값의 정확도가 개선된 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 CDI(Capacitive Deionization) 장치에 설치되는 TDS(Total dissolved solids) 측정 장치는, 용액 내 위치하는 두 전극을 통해 측정되는 TDS 전압신호와 미리 설정된 제1 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 TDS 전기신호를 출력하는 TDS 입력부, 상기 TDS 전기신호에 따른 TDS 펄스신호를 출력하는 TDS 출력부, 및 상기 TDS 입력부와 상기 TDS 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 TDS 전기신호를 전달하는 TDS 신호 전달부를 포함하는 전극 회로부; 및 용액 내 위치하는 NTC 서미스터를 통해 측정되는 NTC 전압신호와 미리 설정된 제2 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 NTC 전기신호를 출력하는 NTC 입력부, 상기 NTC 전기신호에 따른 NTC 펄스신호를 출력하는 NTC 출력부, 및 상기 NTC 입력부와 상기 NTC 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 NTC 전기신호를 전달하는 NTC 신호 전달부를 포함하는 온도 회로부를 포함한다.
또한, 상기 TDS 신호 전달부는 포토 커플러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 NTC 신호 전달부는 포토 커플러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 TDS 입력부의 접지단과 상기 TDS 출력부의 접지단은 물리적으로 분리될 수 있다.
또한, 상기 NTC 입력부의 접지단과 상기 NTC 출력부의 접지단은 물리적으로 분리될 수 있다.
또한, 외부전원으로부터 공급되는 직류전압을 상기 전극 회로부 및 상기 온도 회로부에서 필요로 하는 직류전압으로 변환하는 DC/DC 변환부를 더 포함하고, 상기 DC/DC 변환부는, 외부전원으로부터 공급되는 직류전압을 입력 받고 교류전압으로 변환하는 DC 입력부; 상기 DC 입력부와 연결된 1차 권선 및 상호 분리된 다수의 2차 권선을 포함하는 변압부; 및 상기 2차 권선으로부터 각각 출력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 상기 전극 회로부 및 상기 온도 회로부로 각각 출력하는 다수의 정류부를 포함하고, 상기 DC 입력부의 접지단과 상기 정류부의 각 접지단은 물리적으로 분리될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 CDI(Capacitive Deionization) 장치에 설치되는 TDS(Total dissolved solids) 측정 장치는, 용액 내 위치하는 두 전극을 통해 측정되는 TDS 전압신호를 출력하는 전극 센서부; 용액 내 위치하는 NTC 서미스터를 통해 측정되는 NTC 전압신호를 출력하는 온도 센서부; 상기 TDS 전압신호와 미리 설정된 제1 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 TDS 전기신호를 출력하는 TDS 입력부, 상기 TDS 전기신호에 따른 TDS 펄스신호를 출력하는 TDS 출력부, 및 상기 TDS 입력부와 상기 TDS 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 TDS 전기신호를 전달하는 TDS 신호 전달부를 포함하는 전극 회로부; 상기 NTC 전압신호와 미리 설정된 제2 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 NTC 전기신호를 출력하는 NTC 입력부, 상기 NTC 전기신호에 따른 NTC 펄스신호를 출력하는 NTC 출력부, 및 상기 NTC 입력부와 상기 NTC 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 NTC 전기신호를 전달하는 NTC 신호 전달부를 포함하는 온도 회로부; 및 상기 TDS 펄스신호 및 상기 NTC 펄스신호를 각각 입력 받아 용액의 온도에 따른 TDS 값을 계산하기 위한 프로세싱을 수행하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 전극 회로 및 메인 제어 회로 간과, 온도 회로 및 메인 회로 간의 신호 전달, DC/DC 컨버터와 전극/온도 회로 간을 각각 전기적으로 완전히 절연하여 CDI 동작에 의해 시료(용액)에 흐르는 전류가 TDS 측정 회로에 영향을 주지 않도록 함으로써, TDS전극이 부식되는 문제를 개선하고, 측정 값의 정확도가 개선된 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전극 회로부를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도 회로부를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 DC/DC 변환부를 나타낸 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전극 회로부를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도 회로부를 나타낸 회로도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 DC/DC 변환부를 나타낸 회로도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 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 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
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, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전극 회로부를 나타낸 회로도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도 회로부를 나타낸 회로도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 DC/DC 변환부를 나타낸 회로도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치(1000)는 전극 센서부(100), 온도 센서부(200), 전극 회로부(300), 온도 회로부(400), 제어부(500) 및 DC/DC 변환부(600) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전극 센서부(100)는, 용액(시료) 내 위치하는 두 전극을 통해 측정되는 TDS 전압신호를 출력할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 전극 센서부(100)는 흐르는 용액(시료)에 제1 전극(+전극 프로브, graphite 전극)과 제2 전극(-전극 프로브, graphite 전극)을 담그고, 용액(시료)에 교류전압을 인가한 후, 용액(시료)을 통해 흐르는 교류전류를 출력전압으로 변환하고, 변환된 출력전압인 TDS 전압신호는 제1 입력단(TDS11)과 제2 입력단(TDS12)을 통해 전극 회로부(300)으로 입력될 수 있다. 이렇게 측정된 TDS 전압신호는 전극 회로부(300)를 통해 용액(시료)의 전기전도도를 나타내는 펄스신호로 변환될 수 있다.
상기 온도 센서부(200)는, 용액(시료) 내 위치하는 NTC 서미스터(210)를 통해 측정되는 NTC 전압신호를 출력할 수 있다.
상기 NTC 서미스터(210)는, 두 종류의 서로 다른 금속선의 한끝을 용접하여 개회로를 만들고 그 접합부의 접속단을 측온접점(열접점), 도선 또는 계기와의 접속단을 기준접점(냉접점)이라하여 용접 부분에 다른 온도를 가하면 온도와 일정한 관계가 있는 열기전력이 발생한다. 따라서 기준 접점온도를 일정하게 유지하면 이 기전력에 의해 측온접점의 온도를 알 수가 있으며 이때의 금속선을 열전대라고 한다. 이렇게 측정된 온도 값은 전기적 신호(NTC 전기신호)로 변환되어 제1 입력단(NTC11)과 제2 입력단(NTC12)을 통해 온도 회로부(400)로 입력될 수 있다.
상기 전극 회로부(300)는, 전극 센서부(100)를 통해 측정된 TDS 전압신호를 입력 받아 미리 설정된 제1 기준전압 간의 대소비교 과정을 통해 TDS 전기신호로 변환하고, 변환된 TDS 전기신호를 펄스신호로 출력함으로써, TDS 농도에 따른 펄스신호를 제어부(500)로 제공하는 역할을 한다.
이러한 전극 회로부(300)는 도 2에 도시된 바와 같이 TDS 입력부(310), TDS 출력부(320) 및 TDS 신호 전달부(330) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 TDS 입력부(310)는, TDS 전압신호와 미리 설정된 제1 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 TDS 전기신호를 출력할 수 있다.
이를 위해 TDS 입력부(310)는 후술하는 DC/DC 변환부(600)를 통해 변환된 직류전압(+5V11)을 공급 받아 레귤레이터를 통해 타이머 회로(TL555(SO8))로 전달되고, 제1 입력단(TDS11)를 통해 입력되는 +TDS 전압신호는 DIS(DISCHARGE) 단자로 입력되고, 제2 입력단(TDS12)를 통해 입력되는 -TDS 전압신호는 THR(THRESHOLD) 단자 및 TR(TRIGGER) 단자로 각각 입력될 수 있다. 도시되지 않았으나, 타이머 회로(TL555(SO8))의 내부에는 제1 비교기, 제2 비교기, 플립플롭이 구비되고, CV(CONTROL VOLTAGE) 단자는 제1 비교기의 -단자와 연결되고, THR(THRESHOLD) 단자는 제1 비교기의 +단자와 연결될 수 있다. 그리고, TR(TRIGGER) 단자는 제2 비교기의 -단자와 연결되며, 타이머 회로(TL555(SO8))의 V+(VCC)와 GND1 사이에 직렬 연결된 3개의 분압저항(전압분배기)이 구비되며, 1, 2번째 분압저항 사이 노드는 제1 비교기의 -단자와 연결되고, 2, 3번째 분압저항 사이 노드는 제2 비교기의 +단자와 연결됨으로써, 해당 전압분배기는 2/3 VCC의 상위 기준 전압과 1/3 VCC의 하위 기준 전압을 생성할 수 있다. 제1 비교기의 출력단은 플립플롭의 R입력단과 연결되고, 제2 비교기의 출력단은 S입력단과 연결될 수 있으며, 플립플롭의 출력단은 TDS 신호 전달부(330)의 입력단과 연결될 수 있다. 플립플롭의 설정/재설정 래치는 타이머의 상태를 저장하고 제1, 2 비교기에 의해 제어되고, 래치의 출력은 또한 DIS 단자를 접지(타이밍 커패시터 방전에 유용)에 연결하거나, 연결이 끊어진 상태로 두는 전자스위치 역할을 하는 트랜지스터를 제어할 수 있다. 여기서, TR(TRIGGER) 단자의 경우 전체 전압의 1/3보다 낮은 전압이 가동될 때 플립플롭의 설정에 의해 O(OUTPUT)출력단의 출력이 로우상태에서 하이상태로 변화되며, THR(THRESHOLD) 단자의 경우 전체 전압의 2/3보다 높은 전압일 때 O(OUTPUT)출력단이 하이상태에서 로우상태로 변화하게 된다.
상기 TDS 출력부(320)는 TDS 전기신호에 따른 TDS 펄스신호를 출력할 수 있다. 좀 더 구체적으로, TDS 출력부(320)는 TDS 신호 전달부(330)의 출력에 따른 TDS 펄스신호(DSP_TDS1)를 생성하여 제어부(500)로 출력할 수 있다.
상기 TDS 신호 전달부(330)는, TDS 입력부(310)와 TDS 출력부(320) 사이를 물리적으로 연결하며, TDS 입력부(310)와 TDS 출력부(320) 간을 전기적으로 절연한 상태에서 TDS 전기신호를 전달할 수 있다.
상기 TDS 신호 전달부(330)는 포토 커플러(Photo Coupler)를 포함할 수 있다. 이러한 포토커플러는 입력전기신호와 출력전기신호를 빛으로써 전달하는 역할을 하는 소자로, 발광소자와 수광소자를 하나의 패키지로 결합하여 입출력 간을 전기적으로 절연시켜 광을 이용해 신호를 전달하는 광 결합 소자이다. 이러한 포토커플러는 입출력 간이 전기적으로 완전히 절연되어 있어 전위치가 다른 두 회로 간의 신호 전달에 사용이 가능하다.
이에 따라, TDS 신호 전달부(330)는 전극 센서부(100)와 연결된 TDS 입력부(310)와, 메인 회로에 해당하는 제어부(500)와 연결된 TDS 출력부(320) 간을 전기적으로 완전히 절연시키되 전기적 신호의 전달은 가능하도록 구성함으로써 CDI 동작에 의한 시료에 흐르는 전류가 TDS 측정회로에 영향을 받지 않도록 한다.
또한, TDS 입력부(310)의 접지단(GND1)과 TDS 출력부(320)의 접지단(AGND)은 물리적으로 서로 분리(공통 접지된 것이 아님)되어 있어 CDI 동작에 의한 시료에 흐르는 전류가 TDS 측정회로에 영향을 더욱 받지 않도록 할 수 있다.
상기 온도 회로부(400)는, 온도 센서부(200)를 통해 측정된 NTC 전압신호를 입력 받아 미리 설정된 제2 기준전압 간의 대소비교 과정을 통해 NTC 전기신호로 변환하고, 변환된 NTC 전기신호를 펄스신호로 출력함으로써, 온도에 따른 펄스신호를 제어부(500)로 제공하는 역할을 한다.
이러한 온도 회로부(400)는 도 3에 도시된 바와 같이, NTC 입력부(410), NTC 출력부(420) 및 NTC 신호 전달부(430) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 NTC 입력부(410)는, NTC 전압신호와 미리 설정된 제2 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨 또는 로우레벨의 NTC 전기신호를 출력할 수 있다.
이를 위해 NTC 입력부(410)는 후술하는 DC/DC 변환부(600)를 통해 변환된 직류전압(+5V11)을 공급 받고, 제1 입력단(NTC11)를 통해 입력되는 + NTC 전압신호는 DIS(DISCHARGE) 단자로 입력되고, 제2 입력단(NTC12)를 통해 입력되는 -NTC 전압신호는 THR(THRESHOLD) 단자 및 TR(TRIGGER) 단자로 각각 입력될 수 있다. 도시되지 않았으나, 타이머 회로(TL555(SO8))의 내부에는 제1 비교기, 제2 비교기, 플립플롭이 구비되고, CV(CONTROL VOLTAGE) 단자는 제1 비교기의 -단자와 연결되고, THR(THRESHOLD) 단자는 제1 비교기의 +단자와 연결될 수 있다. 그리고, TR(TRIGGER) 단자는 제2 비교기의 -단자와 연결되며, 타이머 회로(TL555(SO8))의 V+(VCC)와 GND1 사이에 직렬 연결된 3개의 분압저항(전압분배기)이 구비되며, 1, 2번째 분압저항 사이 노드는 제1 비교기의 -단자와 연결되고, 2, 3번째 분압저항 사이 노드는 제2 비교기의 +단자와 연결됨으로써, 해당 전압분배기는 2/3 VCC의 상위 기준 전압과 1/3 VCC의 하위 기준 전압을 생성할 수 있다. 제1 비교기의 출력단은 플립플롭의 R입력단과 연결되고, 제2 비교기의 출력단은 S입력단과 연결될 수 있으며, 플립플롭의 출력단은 NTC 신호 전달부(330)의 입력단과 연결될 수 있다. 플립플롭의 설정/재설정 래치는 타이머의 상태를 저장하고 제1, 2 비교기에 의해 제어되고, 래치의 출력은 또한 DIS 단자를 접지(타이밍 커패시터 방전에 유용)에 연결하거나, 연결이 끊어진 상태로 두는 전자스위치 역할을 하는 트랜지스터를 제어할 수 있다. 여기서, TR(TRIGGER) 단자의 경우 전체 전압의 1/3보다 낮은 전압이 가동될 때 플립플롭의 설정에 의해 O(OUTPUT)출력단의 출력이 로우상태에서 하이상태로 변화되며, THR(THRESHOLD) 단자의 경우 전체 전압의 2/3보다 높은 전압일 때 O(OUTPUT)출력단이 하이상태에서 로우상태로 변화하게 된다.
상기 NTC 출력부(420)는 NTC 전기신호에 따른 NTC 펄스신호를 출력할 수 있다. 좀 더 구체적으로, NTC 출력부(420)는 NTC 신호 전달부(430)의 출력에 따른 NTC 펄스신호(DSP_ NTC1)를 생성하여 제어부(500)로 출력할 수 있다.
상기 NTC 신호 전달부(430)는, NTC 입력부(410)와 NTC 출력부(420) 간을 전기적으로 절연한 상태에서 NTC 전기신호를 전달할 수 있다.
상기 NTC 신호 전달부(430)는 포토 커플러(Photo Coupler)를 포함할 수 있다. 이러한 포토커플러는 입력전기신호와 출력전기신호를 빛으로써 전달하는 역할을 하는 소자로, 발광소자와 수광소자를 하나의 패키지로 결합하여 입출력 간을 전기적으로 절연시켜 광을 이용해 신호를 전달하는 광 결합 소자이다. 이러한 포토커플러는 입출력 간이 전기적으로 완전히 절연되어 있어 전위치가 다른 두 회로 간의 신호 전달에 사용이 가능하다.
이에 따라, NTC 신호 전달부(430)는 온도 센서부(200)와 연결된 NTC 입력부(410)와, 메인 회로에 해당하는 제어부(500)와 연결된 NTC 출력부(420) 간을 전기적으로 완전히 절연시키되 전기적 신호의 전달은 가능하도록 구성함으로써 CDI 동작에 의한 시료에 흐르는 전류가 TDS 측정회로에 영향을 받지 않도록 한다.
상기 NTC 입력부(410)의 접지단(GND3)과 NTC 출력부(420)의 접지단(GND3)은 물리적으로 서로 분리(공통 접지된 것이 아님)되어 있어 CDI 동작에 의한 시료에 흐르는 전류가 NTC 측정회로에 영향을 더욱 받지 않도록 할 수 있다.
상기 제어부(500)는, 전극 회로부(300)의 TDS 출력부(320)로부터 TDS 펄스신호(DSP_TDS1)를 입력 받고, 온도 회로부(400)의 NTC 출력부(420)으로부터 NTC 펄스신호(DSP_NTC1)를 각각 입력 받아 용액의 온도에 따른 TDS 값을 계산하기 위한 프로세싱을 수행할 수 있다.
상기 DC/DC 변환부(600)는, 외부전원으로부터 공급되는 직류전압을 전극 회로부(300) 및 온도 회로부(400)에서 필요로 하는 레벨의 직류전압으로 변환할 수 있다.
이러한 DC/DC 변환부(600)는 도 4에 도시된 바와 같이, DC 입력부(610), 변압부(620) 및 다수의 정류부(630) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 DC 입력부(610)는 외부전원으로부터 공급되는 직류전압을 입력 받고 교류전압으로 변환할 수 있다.
상기 변압부(620)는 DC 입력부(610)와 연결된 1차 권선 및 상호 분리된 다수의 2차 권선을 포함할 수 있다. 각각의 2차 권선에는 각각의 정류부(630)와 연결되어 있어, 각 회로부에서 원하는 전원이 공급될 수 있도록 한다.
상기 정류부(630)는, 변압부(620)의 2차 권선으로부터 각각 출력되는 교류전압을 전파정류를 통해 직류전압으로 변환하여 출력하는 전극 회로부(300) 및 온도 회로부(400)로 각각 출력(또는 공급)할 수 있도록 한다.
예를 들어, 도 4의 정류부(630) 중 제1 정류부(631)의 +5V11, GND1은 전극 회로부(300)의 직류전원으로서 공급(인가)되고, 제2 정류부(632)의 +5V33, GND3은 온도 회로부(40)의 직류전원으로서 공급(인가)될 수 있다.
또한, DC 입력부(610)의 접지단(AGND)과 정류부(630)의 각 접지단(GND1, GND2, GND3)은 물리적으로 분리(공통 접지된 것이 아님)되어 있어 CDI 동작에 의한 시료에 흐르는 전류가 TDS 측정회로에 영향을 더욱 받지 않도록 할 수 있다. 이때, 정류부(630)의 각 접지단(GND1, GND2, GND3) 또한 물리적으로 분리(공통 접지된 것이 아님)될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 CDI(Capacitive Deionization) 장치에 설치되는 TDS(Total dissolved solids) 측정 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1000: CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치
100: 전극 센서부
110: 제1 전극
120: 제2 전극
200: 온도 센서부
210: NTC 서미스터
300: 전극 회로부
310: TDS 입력부
320: TDS 출력부
330: TDS 신호 전달부
400: 온도 회로부
410: NTC 입력부
420: NTC 출력부
430: NTC 신호 전달부
500: 제어부
600: DC/DC 변환부
610: DC 입력부
620: 변압부
630: 정류부
631: 제1 정류부
632: 제2 정류부
100: 전극 센서부
110: 제1 전극
120: 제2 전극
200: 온도 센서부
210: NTC 서미스터
300: 전극 회로부
310: TDS 입력부
320: TDS 출력부
330: TDS 신호 전달부
400: 온도 회로부
410: NTC 입력부
420: NTC 출력부
430: NTC 신호 전달부
500: 제어부
600: DC/DC 변환부
610: DC 입력부
620: 변압부
630: 정류부
631: 제1 정류부
632: 제2 정류부
Claims (7)
- 물 내부에 위치하는 두 전극을 통해 측정되는 TDS 전압신호와 미리 설정된 제1 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨의 TDS 전기신호 또는 상기 하이레벨의 TDS 전기신호보다 전압레벨이 상대적으로 낮은 로우레벨의 TDS 전기신호를 출력하는 TDS 입력부, 상기 TDS 전기신호에 따른 TDS 펄스신호를 출력하는 TDS 출력부, 및 상기 TDS 입력부와 상기 TDS 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 TDS 전기신호를 전달하는 TDS 신호 전달부를 포함하는 전극 회로부; 및
물 내부에 위치하는 NTC 서미스터를 통해 측정되는 NTC 전압신호와 미리 설정된 제2 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨의 NTC 전기신호 또는 상기 하이레벨의 NTC 전기신호보다 전압레벨이 상대적으로 낮은 로우레벨의 NTC 전기신호를 출력하는 NTC 입력부, 상기 NTC 전기신호에 따른 NTC 펄스신호를 출력하는 NTC 출력부, 및 상기 NTC 입력부와 상기 NTC 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 NTC 전기신호를 전달하는 NTC 신호 전달부를 포함하는 온도 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI(Capacitive Deionization) 장치에 설치되는 TDS(Total dissolved solids) 측정 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 TDS 신호 전달부는 포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 NTC 신호 전달부는 포토 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 TDS 입력부의 접지단과 상기 TDS 출력부의 접지단은 물리적으로 분리된 것을 특징으로 하는 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 NTC 입력부의 접지단과 상기 NTC 출력부의 접지단은 물리적으로 분리된 것을 특징으로 하는 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치.
- 제1 항에 있어서,
외부전원으로부터 공급되는 직류전압을 상기 전극 회로부 및 상기 온도 회로부 각각의 전원공급을 위해 필요한 직류전압으로 변환하는 DC/DC 변환부를 더 포함하고,
상기 DC/DC 변환부는,
외부전원으로부터 공급되는 직류전압을 입력 받고 교류전압으로 변환하는 DC 입력부;
상기 DC 입력부와 연결된 1차 권선 및 상호 분리된 다수의 2차 권선을 포함하는 변압부; 및
상기 2차 권선으로부터 각각 출력되는 교류전압을 직류전압으로 변환하여 출력하는 상기 전극 회로부 및 상기 온도 회로부로 각각 출력하는 다수의 정류부를 포함하고,
상기 DC 입력부의 접지단과 상기 정류부의 각 접지단은 물리적으로 분리된 것을 특징으로 하는 CDI 장치에 설치되는 TDS 측정 장치.
- 물 내부에 위치하는 두 전극을 통해 측정되는 TDS 전압신호를 출력하는 전극 센서부;
물 내부에 위치하는 NTC 서미스터를 통해 측정되는 NTC 전압신호를 출력하는 온도 센서부;
상기 TDS 전압신호와 미리 설정된 제1 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨의 TDS 전기신호 또는 상기 하이레벨의 TDS 전기신호보다 전압레벨이 상대적으로 낮은 로우레벨의 TDS 전기신호를 출력하는 TDS 입력부, 상기 TDS 전기신호에 따른 TDS 펄스신호를 출력하는 TDS 출력부, 및 상기 TDS 입력부와 상기 TDS 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 TDS 전기신호를 전달하는 TDS 신호 전달부를 포함하는 전극 회로부;
상기 NTC 전압신호와 미리 설정된 제2 기준전압 간의 대소비교결과에 따른 하이레벨의 NTC 전기신호 또는 상기 하이레벨의 NTC 전기신호보다 전압레벨이 상대적으로 낮은 로우레벨의 NTC 전기신호를 출력하는 NTC 입력부, 상기 NTC 전기신호에 따른 NTC 펄스신호를 출력하는 NTC 출력부, 및 상기 NTC 입력부와 상기 NTC 출력부 간을 전기적으로 절연한 상태에서 상기 NTC 전기신호를 전달하는 NTC 신호 전달부를 포함하는 온도 회로부; 및
상기 TDS 펄스신호 및 상기 NTC 펄스신호를 각각 입력 받아 용액의 온도에 따른 TDS 값을 계산하기 위한 프로세싱을 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDI(Capacitive Deionization) 장치에 설치되는 TDS(Total dissolved solids) 측정 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230124614A KR102620143B1 (ko) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | Cdi 장치에 설치되는 tds 측정 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230124614A KR102620143B1 (ko) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | Cdi 장치에 설치되는 tds 측정 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102620143B1 true KR102620143B1 (ko) | 2024-01-02 |
Family
ID=89511977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230124614A KR102620143B1 (ko) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | Cdi 장치에 설치되는 tds 측정 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102620143B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100428751B1 (ko) | 2003-09-08 | 2004-04-28 | 대윤계기산업 주식회사 | 티디에스/염분 측정기 |
| KR200389569Y1 (ko) * | 2005-04-14 | 2005-07-14 | 김동선 | 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터 |
| JP2018007135A (ja) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 富士電機株式会社 | 信号伝達回路及び計装機器 |
| KR101818072B1 (ko) | 2016-08-10 | 2018-01-12 | 주식회사 템퍼스 | 물속 총용존고형물 측정장치 |
| KR102010978B1 (ko) * | 2011-12-29 | 2019-08-14 | 웅진코웨이 주식회사 | 축전식 탈이온 수처리 장치 및 축전식 탈이온 수처리 장치의 제어방법 |
-
2023
- 2023-09-19 KR KR1020230124614A patent/KR102620143B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100428751B1 (ko) | 2003-09-08 | 2004-04-28 | 대윤계기산업 주식회사 | 티디에스/염분 측정기 |
| KR200389569Y1 (ko) * | 2005-04-14 | 2005-07-14 | 김동선 | 차량 노이즈 필터 기능을 구비한 차량용 직류-직류 컨버터 |
| KR102010978B1 (ko) * | 2011-12-29 | 2019-08-14 | 웅진코웨이 주식회사 | 축전식 탈이온 수처리 장치 및 축전식 탈이온 수처리 장치의 제어방법 |
| JP2018007135A (ja) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 富士電機株式会社 | 信号伝達回路及び計装機器 |
| KR101818072B1 (ko) | 2016-08-10 | 2018-01-12 | 주식회사 템퍼스 | 물속 총용존고형물 측정장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104104246A (zh) | 包含具有初级侧控制的反激式转换器的开关模式电源 | |
| RU2447570C2 (ru) | Схемное устройство для распознавания сетевых переходов через нуль | |
| RU2015131127A (ru) | Источник питания, схема зарядки источника питания, способ зарядки источника питания и терминальное устройство | |
| KR102620143B1 (ko) | Cdi 장치에 설치되는 tds 측정 장치 | |
| JPH0338530B2 (ko) | ||
| US3852731A (en) | Ac voltage sensing apparatus | |
| JPH11230994A (ja) | 交流電流計測装置 | |
| SE467130B (sv) | Kraftaggregat foer generering av en i huvudsak sinusformad utspaenning | |
| CN111007377A (zh) | Igbt模块的温度采样电路、温度采样系统和ups系统 | |
| EP3392664B1 (en) | Electric quantity measuring device | |
| RU2592859C1 (ru) | Обогреватель | |
| JP2004239888A (ja) | 電圧検出装置 | |
| RU2759821C1 (ru) | Цифровой датчик потенциала корпуса корабля | |
| SU392392A1 (ru) | ДАТЧИК ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ жидких | |
| CN111366767B (zh) | 一种直流电流测量装置 | |
| SU1476407A1 (ru) | Способ испытаний электроаппаратуры на наличие короткозамкнутых элементов | |
| JPH01238414A (ja) | 送電線監視センサ用の誘導電源装置 | |
| JP2008084272A (ja) | 伝送器システム | |
| SU970538A1 (ru) | Устройство дл защиты трехфазного электроприемника от изменени чередовани и нарушени фаз питающей сети | |
| SU412661A1 (ru) | Источник постоянного напряжения | |
| RU2716015C2 (ru) | Система плавного запуска электрического двигателя | |
| SU705350A1 (ru) | Датчик тока обмотки магнитного элемента | |
| SU1597780A1 (ru) | Преобразователь разности полных сопротивлений двухполюсников в напр жение | |
| SU1684749A1 (ru) | Устройство дл измерени рассто ни до места повреждени в кабельной линии | |
| SU1697177A1 (ru) | Устройство дл защиты тиристорного преобразовател |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |