KR200277970Y1 - 수질측정시스템 - Google Patents

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KR200277970Y1
KR200277970Y1 KR2020010037364U KR20010037364U KR200277970Y1 KR 200277970 Y1 KR200277970 Y1 KR 200277970Y1 KR 2020010037364 U KR2020010037364 U KR 2020010037364U KR 20010037364 U KR20010037364 U KR 20010037364U KR 200277970 Y1 KR200277970 Y1 KR 200277970Y1
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water
water quality
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황복영
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(주) 이스텍
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Abstract

본 고안은 원격지에서 수질을 측정하고, 수질 측정을 위한 센서의 보정을 자동으로 할 수 있는 수질측정시스템에 관한 것이다. 본 고안은 수질측정을 위한 센서가 설치된 측정용기와, 측정용기로 측정수를 공급할 수 있도록 연결된 측정수공급관과, 측정용기를 순환하는 유로를 형성하도록 양단이 측정용기의 입구와 출구에 각각 연결된 순환관과, 순환관 중도에 설치된 순환펌프와, 수질감지센서의 보정을 위한 보정액을 측정용기로 공급할 수 있도록 순환펌프 출구와 측정용기 입구 사이의 순환관에 연결된 하나 이상의 보정액공급수단과, 측정용기의 배수를 위해 측정용기의 출구측에 연결된 배수관과, 각 유로를 개폐하는 다수의 밸브로 구성된다.
본 고안에 의하면, 보정액공급수단과 순환펌프 및 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함함으로써, 원격지에 설치된 수질측정장치에 의해 작업자에 의하지 않고서도 자동으로 수질을 측정할 수 있다. 특히, 문제가 발생된 측정수의 시료를 자동 채취할 수 있을 뿐만 아니라, 수질 측정을 위한 여러 센서의 보정이 주기적으로 자동으로 실행되어 정확한 보정이 이루어지며, 이에 따라 각 센서의 신뢰성이 향상되어 수질측정의 정확도를 향상시킬 수 있고, 관리자의 휴대용 통신기기로 수질측정 정보와 오염여부정보를 전송함으로써 원격지의 관리자가 수질측정시스템의 정보를 용이하게 인지할 수 있는 효과가 있다.

Description

수질측정시스템{THE MEASURING SYSTEM FOR WATER QUALITY}
본 고안은 수질관리를 위한 시스템으로, 더욱 상세하게는 원격지에서 수질을 측정할 수 있으며, 수질 측정을 위한 센서의 보정이 자동으로 이루어 질 수 있는 수질측정시스템에 관한 것이다.
현재 환경분야, 특히 수질분야는 국민들에게 깨끗한 식수공급과 관련하여 또는 상하수원 등에 대한 수질환경조사 등을 위하여 상하수원의 여러 지점에서 주기적으로 수질조사를 위해 시료를 채취하고 있다. 이렇게 각 지점에서 채취된 시료를 연구소 등, 실험기기가 구비된 장소로 운반하여 다양한 종류의 센서들을 이용하여수질분석을 행하고 있다.
즉, 종래에는 환경자료에 대한 데이터를 수집하기 위하여 사용자가 상하수원의 여러 지점에서 직접 시료를 채취하거나 혹은 다양한 종류의 측정장치를 가지고 다니면서 수질을 측정하여야 하였다.
이에 따라 상하수원의 여러 지점에 수질측을 센서를 설치하고 유선을 이용하여 원거리에서 수질을 측정할 수 있는 원격 측정장치들이 등장하였으나, 시스템 구축에 따른 비용이 과다하게 발생하였다. 이로 인하여 센서들에게 필수적으로 요구되는 주기적인 보정작업이 수작업으로 이루어졌기 때문에 작업자는 센서의 보정을 위해 원격지에 설치된 센서들을 일일이 찾아다니면서 보정을 행해야 하는 번거로움이 있었으며, 수작업에 의하므로 보정의 정확도가 저하되어 센서의 센싱능력이 저하되거나 혹은 센서의 수명이 단축되는 등의 문제점이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 원격지에서 수질을 측정할 수 있으며, 수질 측정을 위한 센서의 보정이 자동으로 이루어 질 수 있는 수질측정시스템을 제공하는데 있다.
도 1은 본 고안에 따른 수질측정시스템을 설명하기 위한 전체 블록도.
도 2는 본 고안에 따른 수질측정시스템의 수질측정장치를 설명하기 위한 상세 구성도.
도 3은 도 2의 수질측정장치의 제어블록을 설명하기 위한 블록도.
도 4는 본 고안에 따른 센서 보정과정을 설명하기 위한 상세 흐름도.
도 5는 본 고안에 따른 세척과정을 설명하기 위한 상세 흐름도.
도 6은 본 고안에 따른 배수과정을 설명하기 위한 상세 흐름도.
도 7은 본 고안에 따른 용존산소 보정 과정을 설명하기 위한 상세 흐름도.
도 8은 본 고안에 따른 수질측정 과정을 설명하기 위한 상세 흐름도.
도 9는 본 고안에 따른 시료보관 과정을 설명하기 위한 상세 흐름도.
도 10은 본 고안에 따른 이온측정 과정을 설명하기 위한 상세 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
A : 측정장치 B : 중앙제어부
C : 관리시스템 11 : 인터넷
12 : 전용선 20 : 통신서버
30 : 기지국 40 : 휴대전화
410:입력부 421:PH감지부
422:용존산소감지부 423:이온감지부
424:탁도감지부 425:온도감지부
426:전도도감지부 431:측정용기수위감지부
432:세척수수위감지부 433:증류수수위감지부
434:시료수위감지부 450:제어부
461:제 1 밸브구동부 462:제 2 밸브구동부
463:펌프구동부 464:교반기구동부
471:무선통신부 480:유선통신부
491:경보부
상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 수질측정시스템은 수질측정을 위한 센서가 설치된 측정용기와, 측정용기로 측정수를 공급할 수 있도록 연결된 측정수공급관과, 측정용기를 순환하는 유로를 형성하도록 양단이 측정용기의 입구와 출구에 각각 연결된 순환관과, 순환관 중도에 설치된 순환펌프와, 수질감지센서의보정을 위한 보정액을 측정용기로 공급할 수 있도록 순환펌프 출구와 측정용기 입구 사이의 순환관에 연결된 하나 이상의 보정액공급수단과, 측정용기의 배수를 위해 측정용기의 출구측에 연결된 배수관과, 각 유로를 개폐하는 다수의 밸브를 구비하고, 보정액공급수단과 순환펌프 및 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 고안에 따른 수질측정시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 수질측정측정시스템은 수질을 측정하고자 하는 위치에 설치되는 다수의 수질측정장치(A)와, 상기 다수의 수질측정 장치(A)와 유무선통신을 하는 중앙제어부(B)와, 상기 중앙제어부(B)와 접속되어 명령의 전송 혹은 수질 모니터링을 행하는 다수의 관리제어부(C)로 구성된다.
또한 본 고안에 따른 수질측정시스템의 중앙제어부(B)는 관리자에게 메시지를 전송하기 위하여 인터넷(11) 혹은 전용선(12)을 통하여 통신서버(20)와 접속된다. 그리고 상기 통신서버(20)는 중앙제어부(B)가 인터넷(11) 혹은 전용선(12)을 통하여 전송하는 메시지를 기지국(30)을 통하여 관리자의 휴대전화(40) 혹은 PDA(50)등으로 메시지를 전송한다.
도 2는 본 고안에 따른 수질측정장치를 설명하기 위한 상세 설명도이다.
도 2를 참조하면, 본 고안에 따른 수질측정장치(A)는 수질측정을 위하여 액체를 저장하는 측정용기(100)와 측정용기(100)에 저장되는 액체를 교반하기 위한 교반기(110)를 구비한다. 상기 측정용기(100)에는 후술하는 각종 센서 및 수위를검출하기 위한 측정용기수위감지부를 포함한다. 또한 상기 측정용기(100)의 외부에는 액체가 유입 혹은 토출될 수 있도록 유로가 형성되는데 상기 측정용기(100)의 하단 유로에는 상기 측정용기(100)의 액체의 토출을 제어하는 삼방밸브(121)와, 상기 유로상의 액체를 순환시키기 위한 펌프(123)와, 상기 측정용기(100)로 유입되는 액체를 조절하기 위한 전동밸브(124 및 125)가 마련되고, 또한 유로상에 공기를 주입하기거나 뺄수 있도록 전동밸브(122)가 상기 삼방밸브(121)와 펌프(123) 사이에 설치된다.
또한 본 고안에 따른 수질측정장치는 상기 측정용기(100)에 보정액을 공급하기 위한 다수의 보정액저장용기 및 상기 보정액저장용기로부터 보정액의 유출 혹은 차단하는 전동밸브를 포함한다. 상기 보정액저장용기는 PH4 용액을 저장하기 위한 제 1 저장용기(210)와, PH7 용액을 저장하기 위한 제 2 저장용기(220)와, PH10 용액을 저장하기 위한 제 3 저장용기(230)와, 전도도보정액을 저장하기 위한 제 4 저장용기(240)와, 제1이온보정액을 저장하기 위한 제 5 저장용기(250)와, 제2이온보정액을 저장하기 위한 제 6 저장용기(260)를 포함한다.
또한 상기 제 1 내지 제 6저장용기(210 내지 260)에 저장되는 보정액이 상기 유로(101)로 유출되는 량을 조정할 수 있도록 다수의 전동밸브(211,221,231,241,251 및 261)가 상기 각 저장용기(210 내지 260)의 하단에 마련된다. 상기 전동밸브(211,221,231,241,251 및 261)는 상기 전동밸브(124) 및 전동밸브(125) 사이의 유로로 접속된다.
또한 본 고안에 따른 수질측정장치는 ISA용액을 저장하기 위한 제 7 저장용기(270)를 구비하는데, 상기 제 7 저장용기에 저장된 ISA 용액을 상기 측정용기(100)로 정량 공급할 수 있도록 정량공급수단을 포함한다.
상기 정량공급수단은 ISA용액이 채워지는 제 7 저장용기(270)를 순환하는 유로를 형성하도록 양단이 상기 제 7 저장용기(270)의 입구와 출구에 각각 연결된 순환관(275)과, 상기 순환관(275) 중도에 설치되어 ISA용액을 순환시키는 펌프(271)와, 상기 펌프(271) 하류측의 상기 순환관(275)의 중도에 설치되는 삼방밸브(271)와, 상기 삼방밸브(273)에서 분기되어 상기 측정용기(100)에 연결되는 주입관(276)과, 상기 삼방밸브(273)와 상기 펌프(271) 사이의 상기 순환관에 설치되되 상기 삼방밸브(273)와의 사이의 상기 순환관 내에 정량의 ISA용액이 수용될 수 있도록 상기 삼방밸브(273)와 소정간격 이격된 삼방밸브(272)와, 상기 두 삼방밸브(272 및 273)의 절환 후 상기 두 삼방밸브(272 및 273) 사이에 채워진 정량의 ISA용액을 상기 측정용기(100) 쪽으로 강제 주입할 수 있도록 상기 삼방밸브(272)에 연결되는 공기주입수단인 펌프(274)를 포함한다.
또한 본 고안에 따른 수질측정장치는, 증류수를 저장하는 증류수저장용기(310) 및 상기 증류수저장용기(310)에 저장된 증류수에 공기를 강제적으로 주입하기 위한 펌프(311)와, 상기 유로(101)에 증류수를 공급할 수 있도록 상기 증류수저장용기(310)와 상기 유로(101)사이에 마련되는 전동밸브(312)를 구비한다. 그리고 본 고안에 따른 수질측정장치(A)는 세척수를 소정량 저장하는 세척수저장용기(320)를 구비하고, 상기 측정용기(100)와 상기 유로(101)의 세척을 위하여상기 세척수를 공급할 수 있도록 상기 유로(101)와 상기 세척수저장용기(320) 사이의 배관에는전동밸브(322)가 마련되고, 외부로부터 세척수를 공급받을 수 있도록 세척수공급관(321)이 상기 세척수저장용기(320)로 연결되고, 상기 세척수공급관(321)을 개폐하는 전동밸브(322)가 마련된다.
또한, 상기 측정용기(100)의 배수를 위해 상기 측정용기(100)의 출구측에 마련된 삼방밸브(121)에는 배수관이 연결되는데, 상기 배수관(102)을 개폐할 수 있도록 전동밸브(331)와 배수를 위한 펌프(333)가 마련되며, 상기 펌프(333)의 토출측에는 배수관(102)내의 액체를 상기 측정용기(100)로 되돌릴 수 있도록 상기 배수관(102)에서 분기되는 분기관(103)과 상기 분기관의 유로를 제어하는 삼방밸브(334)가 마련된다. 또한 상기 배수관(102)에서 분기되는 분기관(103)을 통하여 상기 측정용기(100)로 측정수를 공급할 수 있도록 측정수공급관(104)이 삼방밸브(332)를 통하여 상기 배수관(102)에 접속된다.
한편, 상기 배수관(102)의 중도에는 배수되는 측정수를 소정량 저장할 수 있도록 상기 배수관(102)으로부터 분기되는 분기관(104), 상기 분기관(104)을 개폐하는 다수의 전동밸브(351, 361, 371)와, 상기 분기관(104)에 연결되며 상기 전동밸브(351,361,371)의 개폐에 따라 측정수를 시료를 저장하는 다수의 저장용기(350, 360,370)를 포함하는데, 이는 필요에 따라 수를 증가 혹은 감소될 수 있다.
도 3은 본 고안에 따른 수질측정장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 수질측정장치(A)는 전체동작을 제어하는 제어부(450)를 구비한다. 상기 제어부(450)에는 관리자로부터 정보 혹은 작동명령을 입력받기 위한 입력부(410)가 전기적으로 접속된다. 상기 입력부(410)는 키패드, 리모트컨트롤러, 플로피디스크, RF카드, 플래시메모리 등 정보를 입력할 수 있는 다양한 매체가 이용될 수 있다.
또한 상기 제어부(450)에는 측정용기(100)에 저장된 측정수를 검출하는 센서수단(420)이 접속된다. 상기 센서수단(420)은 상기 측정용기(100)에 저장된 측정수의 PH를 검출하는 PH감지부(421)와, 측정수의 용존산소량(DO)을 검출하는 용존산소감지부(422)와, 측정수의 이온을 검출하는 이온감지부(423)와, 측정수의 탁도를 검출하는 탁도감지부(424)와, 측정수의 온도를 검출하는 온도감지부(425)를 포함한다.
또한 측정용기(100)에 저장되는 측정수의 수위를 검출하기 위해 상기 측정용기(100)에 설치되는 측정용기수위감지부(431)와, 세척수저장용기(320)의 수위를 검출하는 세척수수위감지부(432), 증류수저장용기(310)의 수위를 검출하는 증류수수위감지부(433)와, 측정수의 시료의 수위를 검출하는 시료수위감지부(434)가 상기 제어부(450)와 전기적으로 접속된다.
또한 각 전동밸브를 개폐시키는 제 1 밸브구동부(461)와, 삼방밸브를 구동하는 제 2 밸브구동부(462)가 제어부(450)에 접속되고, 각 펌프의 구동을 제어하는 펌프구동부(463)와, 측정용기(100)에 마련된 교반기(110)를 구동하는 교반기구동부(464)가 제어부(450)와 접속된다. 그리고 중앙제어부(B)와의 무선통신을 위한 안테나(472) 및 무선통신부(471)와, 유선통신을 위한 유선통신부(480)와, 램프(492)를 통해 시각적으로 경보를 하고 스피커(493)를 통해 청각적으로 경보를 하는 경보부(491)가 제어부(450)와 접속된다.
이하에서는 본 고안에 따른 수질측정시스템의 작동을 설명하도록 한다.
도 4는 각 센서, 즉 PH감지부(421), 이온감지부(423), 전도도감지부(426)의 보정을 설명하기 위한 흐름도이며, 예로써 PH감지부(421)의 보정을 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 센서보정을 하기 위해 각 전동밸브를 제어할 수 있도록 제어부(450)는 저장부(440)로부터 미리설정된 센서보정에 관한 데이터를 로딩하여 설정한다(S10). 이때 제어부(450)는 상기 데이터에 따라서 제 1 및 제 2 밸브구동부(461 및 462)를 제어하여 각 전동밸브의 개폐를 제어하는데, 먼저 PH4보정액을 측정용기(100)에 투입하기 위해 전동밸브(211) 및 전동밸브(125)를 개방시키며 나머지 밸브들은 모두 닫는다. 이에 따라 제 1 저장용기(210)에 저장된 PH4보정액은 측정용기(100)로 투입된다(S20).
제어부(450)는 측정용기(100)에 투입되는 PH4보정액의 수위를 측정하기 위해 측정용기수위감지부(431)를 통해 수위를 검출한다(S30). 그리고 제어부(450)는 검출된 수위가 미리 설정된 수위에 도달했는지를 판단한다(S40). 단계(S40)에서 검출된 수위가 설정된 수위에 도달했다고 판단되면 제어부(450)는 전동밸브(211)를 닫음으로써 PH4 보정액의 투입을 차단시킨다(S50).
PH4 보정액 투입차단 후 제어부는 PH 감지부(421)의 출력신호를 PH4의 기준값으로 설정(S60)하고 저장부(440)에 저장한다. 이때 제어부(450)는 무선통신부(471)를 통해 설정된 기준값의 데이터를 중앙제어부(B)로 전송한다.
단계(S60)에서 기준값 설정을 한 후 제어부(450)는 측정용기(100)에 담겨진 PH4 보정액을 제 1 저장용기(210)로 회수하기 위해 보정액 회수설정을 한다(S70). 단계(70)에서 제어부(450)는 저장부(440)에서 회수에 관한 데이터를 로딩하고 그에 따라 펌프 및 전동밸브의 개폐를 제어한다. 이때 제어부(450)는 제 1 밸브구동부(461)를 제어하여 유로(101)상의 전동밸브(125)를 닫고, 삼방밸브(121) 및 전동밸브(124)를 개방시키며, 제 1 저장용기(210)의 전동밸브(211)를 개방시킨다(S80). 그리고 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 구동하여 펌프(123)를 가동하여 측정용기(100)에 담겨있는 PH4보정액을 제 1 저장용기(210)로 회수한다(S80).
PH4보정액의 회수완료를 위해 제어부(450)는 측정용기수위감지부(431)을 통해 측정용기(100)의 PH4보정액 수위를 검출한다(S100). 그리고 검출된 수위에 EK라 회수가 완료되었는지를 판단한다(S110). 단계(S110)에서 회수가 완료되었다고 판단되면 제어부(450)는 측정용기(100)와 유로(101)를 세척하는 세척단계(120)를 실시한다.
상기한 PH4보정액에 의한 보정 이외에 PH7 및 PH10보정액 그리고 전도도 및 이온보정과정도 상기한 과정과 동일하다.
도 5는 세척단계(S120)를 설명하기 위한 상세흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제어부(450)는 세척을 위해 저장부(440)에 저장된 미리 설정된 데이터를 로딩하여 세척설정을 한다(S121). 그리고 제어부(450)는 로딩된 데이터에 따라 세척에 필요한 전동밸브의 개폐시킨다(S122). 단계(S122)에서 제어부(450)는 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 삼방밸브(121)를 닫고, 제 1 밸브구동부(461)를 제어하여 유로(101)상의 전동밸브(124 및 125)를 개방시키고, 세척수공급을 위한 전동밸브(323)를 개방시킨다. 그리고 전동밸브개폐 후 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(123)를 가동한다(S123). 펌프(123)가 가동되면 세척수저장용기(320)에 담겨있는 세척수가 유로(101)를 통해 측정용기(100)로 유입된다.
펌프가동 후 제어부(450)는 측정용기수위감지부(431)를 통해 측정용기(100)의 수위를 검출한다(S124). 그리고 제어부(450)는 검출된 수위가 미리 설정된 수위에 도달했는지를 판단한다(S125). 단계(S125)에서 검출된 수위가 설정된 수위에 도달했다고 판단되면 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(123)의 작동을 정지시킨다(S126).
펌프정지 후 제어부(450)는 교반기구동부(464)를 제어하여 교반기를 작동시킨다(S127). 그리고 제어부(450)는 저장부(440)에 저장된 데이터에 따라 세척수의 순환을 위한 설정을 하고(S128) 제 2밸브구동부(462)를 제어하여 삼방밸브(121)를 개방시킨다(S129). 또한 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(123)를 가동시킨다(S130). 이에 따라 측정용기(100) 내의 세척수는 유로(101)를 순환하게 된다.
제어부(450)는 세척완료를 위해 미리 설정된 소정시간이 경과했는지를 판단한다(S131). 단계(S131)에서 소정시간이 경과했다고 판단되면 제어부(450)는 펌프구동부(132)를 제어하여 펌프(123)의 작동을 정지시킨다(S132).
한편, 상기한 동작 중 제어부(450)는 세척수수위간지부(432)를 통해 세척수저장용기(420)의 수위를 검출한다(S141). 그리고 제어부(450)는 검출된 수위가 세척수를 보충을 위해 설정된 수위 이하인지를 판단한다(S142). 단계(S142)에서 검출된 수위가 설정된 수위 이하라고 판단되면 제어부(450)는 세척수보충을 위해 저장부(440)에 저장된 데이터에 따라 세척수보충설정(S143)을 하고 제 1 밸브구동부(461)를 제어하여 전동밸브(322)를 개방시킨다(S144). 이에 따라 세척수가 세척수공급관(321)을 통해 세척수저장용기(320)에 보충된다.
제어부(450)는 세척수 보충완료를 판단하기 위해 세척수수위간지부(432)를 통해 세척수저장용기(420)의 수위를 검출한다(S141). 그리고 제어부(450)는 세척수 보충이 완료되었는지를 판단한다(S146). 단계(S146)에서 제어부(450)는 검출된 수위가 세척수를 보충완료를 위해 설정된 수위 이상일 때 세척수가 보충완료되었다고 판단한다. 단계(S146)에서 세척수가 보충완료되었다고 판단되면 제어부(450)는 제 1 밸브구동부(461)를 제어하여 전동밸브(322)를 닫는다(S147).
상기 과정이 완료되면 제어부(450)는 세척수의 배수단계(150)를 실시한다.
도 6은 본 고안에 따른 배수단계(S150)를 설명하기 위한 상세흐름도이다.
도 6을 참조하면, 배수를 하기 위해 제어부(450)는 저장부(440)에 저장된 데이터에 따라 배수설정을 한다(S151). 제어부(450)는 배수설정에 따라 각 밸브를 개폐시킨다(S152). 단계(S152)에서 제어부(450)는 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여삼방밸브(121)를 배수관(102)으로 전환하고, 삼방밸브(332 및 334)를 배수측으로 전환시킨다. 그리고 제어부는 나머지 밸브를 모두 닫는다. 밸브의 개폐가 완료되면 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(333)를 가동시킨다(S153).
펌프(333)가 가동되면 제어부(450)는 배수완료를 판단하기 위해 측정용기수위감지부(431)를 통해 측정용기(100)의 수위를 검출한다(S154). 그리고 제어부(450)는 검출된 수위에 따라 배수가 완료되었는지를 판단한다(S155). 단계(S155)에서 배수가 완료되었다고 판단되면 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(333)의 작동을 정지시킨다(S156). 그리고 제어부(450)는 제 1 및 제 2 밸브구동부(461 및 462)를 제어하여 모든 밸브를 닫는다(S157).
도 7은 용존산소 보정을 설명하기 위한 상세 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 제어부(450)는 증류수저장용기(310)에 공기를 강제주입하기 위하여 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(311)를 가동시킨다(S210). 펌프(311)가 가동되면 공기가 증류수에 주입되면서 산소가 증류수에 녹아들어가게 된다. 그리고 제어부(450)는 미리 설정된 소정시간이 경과했는지를 판단한다(S220). 단계(S220)에서 소정시간이 경과했다고 판단되면 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(311)의 작동을 정지시킨다(S230).
펌프(311)의 작동이 정지된 후 제어부(450)는 저장부(440)에 저장된 데이터에 따라 밸브를 개폐시킨다(S240). 단계(S240)에서 제어부(450)는 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 삼방밸브(121)를 닫으며, 제 1 밸브구동부(461)를 제어하여 증류수 공급을 위한 전동밸브(312)와, 유로(101)상의 전동밸브(124 및 125)를 개방시킨다. 그리고 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(123)를 가동시킨다(S250).
펌프(123)가 가동되면 증류수저장용기(310)에 저장된 증류수가 유로(101)를 통해 측정용기(100)로 유입된다. 제어부(450)는 측정용기수위감지부(431)를 통해 측정용기(100)에 유입되는 증류수의 수위를 검출한다(S260). 그리고 제어부(450)는 검출된 수위가 미리 설정된 수위에 도달했는지를 판단한다(S270).
단계(S270)에서 검출된 수위가 설정된 수위에 도달했다고 판단되면 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(123)의 가동을 정지시킨다(S280). 그리고 제어부(450)는 제 1 밸브구동부를 제어하여 개방되어 있는 전동밸브를 닫는다(S290).
제어부(450)는 보정을 위해 용존산소감지부(422)의 출력에 따라 용존산소감지부(422)의 보정한다(S300). 이때 제어부(450)는 그 보정에 따른 데이터를 저장부(440)에 저장하고, 안테나(472) 및 무선통신부(471)를 통해 해당 데이터를 중앙제어부(B)로 전송한다. 그리고 제어부(450)는 측정용기(100)에 담겨있는 증류수를 배수한다(S310). 이때 배수단계(S310)는 도 6에 도시한 배수와 동일한 과정에 의해 이루어진다. 또한 제어부(450)는 증류수를 배수하지 않고 증류수저장용기(310)로 회수할 수 있다.
도 8은 본 고안에 따른 측정수의 수질검사과정을 설명하기 위한 상세흐름도이다.
도 8을 참조하면, 제어부(450)는 측정수의 측정설정을 한다(S410). 단계(S410)에서 제어부(450)는 저장부(440)에 저장된 데이터에 따라 측정설정을 한다.
제어부(450)는 상기 측정설정에 따라 제 1 및 제 2 밸브구동부(461 및 462)를 제어하여 각 밸브의 개폐를 제어한다(S420). 단계(S420)에서 제어부(450)는 측정수를 유입하기 위해 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 삼방밸브(121)를 닫고, 삼뱅밸브(332 및 334)를 측정수 유입을 위한 설정으로 전환시킨다. 이때 나머지 밸브는 모두 닫히게 된다. 밸브 개폐 후 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(333)를 가동시킨다(S430). 펌프(333)가 가동되면 측정수는 측정수공급관(104), 배수관(102) 및 분기관(103)을 순차적으로 통과하여 측정용기(100)로 유입된다.
펌프(333) 가동 후 제어부(450)는 측정용기수위감지부(431)를 통해 유입되는 측정수의 수위를 검출한다(S440). 그리고 제어부(450)는 검출된 수위가 미리 설정된 수위에 도달했는지를 판단한다(S450). 단계(S450)에서 검출된 수위가 설정된 수위에 도달했다고 판단되면 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(33)의 작동을 정지시키고(S460), 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 삼뱅밸브(332 및 334)를 닫는다(S470).
그리고 측정수의 교반을 위해 제어부(450)는 교반기구동부(464)를 제어하여 교반기(110)를 가동시킨다(S480). 교반기가동 후 제어부(450)는 미리 설정된 소정시간이 경과했는지를 판단한다(S490). 단계(S490)에서 소정시간이 경과했다고 판단되면 제어부(450)는 교반기구동부(464)를 제어하여 교반기(110)의 작동을 정지시킨다(S500).
교반기(110)가 정지되면 제어부(450)는 각 센서, 즉 PH감지부(421), 용존산소감지부(422), 탁도감지부(424), 온도감지부(425) 및 전도도감지부(426)를 통해 측정수를 상태를 검출한다(S510). 단계(S510)의 측정수 상태 검출은 상기한 각 센서들을 통해 동시 혹은 순차적으로 행할 수 있다.
단계(S510)에서 측정수 상태 검출 후 제어부(450)는 각 센서를 통해 검출된 값을 미리 설정된 미리 설정된 설정값 이상인지를 판단한다(S520).
단계(S520)에서 검출된 값이 설정값 이상이라고 판단되면 제어부(450)는 경보(491)를 구동하여 램프(492)를 통해 시각적 경보를 하며, 스피커(493)를 통해 청각적 경보를 실시한다(S530). 또한 제어부(450)는 안테나(472) 및 무선통신부(471)를 통해 중앙제어부(B)로 경보메시지를 전송한다. 이에 따라 중앙제어부(B)는 해당 관리시스템(C)으로 경보메시지를 전송한다. 또한 중앙제어부(B)는 관리자에게 경보메시지를 전송할 수 있도록 인터넷(11) 혹은 전용선(12)을 통하여 통신서버(20)로 해당 경보메시지와 관리자의 고유번호를 전송한다. 이에 따라, 통신서버(20)는 기지국(30)을 통하여 상기 고유번호를 가지는 관리자의 휴대전화(40) 혹은 PDA(50)로 경보메시지, 즉 문자메시지를 전송한다. 상기 경보메시지에 의해 관리자는 원격지에서도 수질측정장치에서의 경보발생을 인지할 수 있다.
상기 경보 후 제어부(450)는 측정수의 시료보관단계(S540)를 수행한다.
그리고 시료보관단계(S540) 후 제어부(450)는 검출된 측정수의 상태 데이터를 저장부(440)에 저장하고, 안테나(472) 및 무선통신부(471)를 통해 중앙제어부(B)로 전송한다(S560). 이때 상기 측정수의 상태 데이터는 전술한 경보동작과 동일하게 관리저의 휴대전화(40) 혹은 PDA(50)로 전송될 수 있다.
그리고 시료보관 후 측정용기(100)에 남아있는 측정수를 배수하는 배수단계를 실시한다(S570). 이때 배수단계는 전술한 도 6에 도시한 배수단계와 동일하다.
도 9는 본 고안에 따른 시료보관단계(S540)를 설명하기 위한 상세흐름도이다.
도 9를 참조하면, 제어부(450)는 저장부(440)에 저장된 데이터에 따라 시료보관 설정을 한다(S541). 그 설정에 따라 제어부(450)는 제 1 및 제 2 밸브구동부(461 및 462)를 제어하여 각 밸브의 개폐를 제어한다(S542). 단계(S542)에서 제어부(450)는 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 삼방밸브(121)를 배수관(102)측으로 전환시키고, 삼방밸브(332)를 닫는다. 그리고 제어부(450)는 제 1 밸브구동부(461)를 제어하여 전동밸브(331)를 개방시키고 배수관(102)에서 분기된 분기관(105)에 마련된 전동밸브 중 어느 하나, 예를 들어 전동밸브(361)를 개방시킨다. 이에 따라 측정용기(100)에 담겨있는 측정수가 저장용기(350)에 저장된다.
제어부(450)는 시료수위감지부(434)를 통해 저장용기(350)에 저장되는 측정수의 수위를 검출하고, 검출된 수위가 소정수위에 도달했는지를 판단한다(S543). 단계(S543)에서 검출된 수위가 소정수위에 도달했다고 판단되면 제어부(450)는 제 1 밸브구동부(461)를 제어하여 전동밸브(351)를 닫는다. 그리고 제 2밸브구동부(462)를 제어하여 닫혀있는 삼방밸브(332 및 334)를 배수측으로 전환시킨다(S544).
그리고 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(333)를 가동시킨다(S545). 이에 따라 측정용기(100) 내의 측정수가 배수된다. 배수완료를 판단하기 위해 제어부(450)는 측정용기수위감지부(431)를 통해 수위를 검출하고(S546), 검출된 수위에 따라 배수가 완료되었는지를 판단한다(S547). 단계(S547)에 배수가 완료되었다고 판단되면 제어부(450)는 분기관(105)에 잔류하는 측정수를 배수하기 위해 제 1 밸브구동부(461)를 제어하여 측정용기(100) 측의 전동밸브(331)를 닫고, 저장용기(350) 측의 전동밸브(351)를 개방시킨다(S548). 이에 따라 저장용기(350)로부터 공기가 흡입되면서 분기관(105)에 잔류하는 측정수가 배수관(102)을 통해 배수된다.
그리고 제어부(450)는 분기관(105)에 잔류하는 측정수가 완전 배수되기 위해 설정된 소정시간이 경과했는지를 판단한다(S549). 단계(S549)에서 소정시간이 경과했다고 판단되면 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(333)를 정지시킨다(S550). 그리고 제 1 및 제 2 밸브구동부(461 및 462)를 제어하여 각 밸브를 닫는다.
도 10은 본 고안에 따른 이온측정을 위한 상세 흐름도이다.
제어부(450)는 저장부(440)에 저장되어 있는 데이터에 따라서 이온농도 측정을 위한 설정을 한다(S610). 상기 설정에 따라서 제어부(450)는 제 1 및 제 2 밸브구동부(461 및 462)를 제어하여 각 밸브의 개폐를 제어한다(S620). 단계(S620)에서 제어부(450)는 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 측정용기(100)의 출구에 마련된 삼방밸브(121)를 닫고, 배수관(102)에 마련된 삼방밸브(332 및 334)를 측정수가 유입되도록 전환시킨다. 그리고 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(333)를 가동시킨다(S630). 이에 따라 측정수는 배수관(102) 및 분기관(103)을 통해 측정용기(100)로 유입된다.
측정용기(100)로 측정수가 유입되면 제어부(450)는 측정용기수위감지부(431)를 통해 수위를 검출한다(S640). 그리고 제어부(450)는 검출된 수위가 설정된 수위에 도달했는지를 판단한다(S650). 단계(S650)에서 검출된 수위가 설정된 수위에 도달했다고 판단되면 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(333)의 작동을 정지시킨다(S660). 펌프(333) 정지 후 제어부(450)는 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 삼방밸브(332 및 334)를 닫는다(S670).
그리고 제어부(450)는 측정수의 교반을 위하여 교반기구동부(464)를 제어하여 교반기(110)를 가동시킨다(S680). 교반기(110) 가동 후 제어부(450)는 측정수의 완전한 교반을 위해 미리 설정된 소정시간이 경과했는지를 판단한다(S690). 단계(S690)에서 소정시간이 경과했다고 판단되면 제어부(450)는 교반기구동부(464)를 제어하여 교반기(110)의 작동을 정지시킨다(S700).
교반기(110) 작동 정지 후 제어부(450)는 이온감지부(423)를 통하여 측정수의 이온을 검출한다(S710). 그리고 이온감지부(423)의 출력을 통하여 이온이 검출되는지를 판단한다(S720).
단계(S720)에서 이온이 검출된다고 판단되면 제어부(450)는 검출된 값이 미리 설정된 설정값 이상인지를 판단한다(S730). 단계(S730)에서 검출된 값이 설정값 이상이라고 판단되면 제어부(450)는 경보부(491)를 제어하여 램프(492) 및 스피커(493)를 통하여 경보를 실시하며, 안테나(472) 및 무선통신부(471)를 통하여 중앙제어부(B)로 경보메시지를 전송한다(S740). 이에 따라 중앙제어부(B)는 해당 관리시스템(C)으로 경보메시지를 전송한다. 또한 중앙제어부(B)는 관리자에게 경보메시지를 전송할 수 있도록 인터넷(11) 혹은 전용선(12)을 통하여 통신서버(20)로 해당 경보메시지와 관리자의 고유번호를 전송한다. 이에 따라, 통신서버(20)는 기지국(30)을 통하여 상기 고유번호를 가지는 관리자의 휴대전화(40) 혹은 PDA(50)로 경보메시지, 즉 문자메시지를 전송한다. 상기 경보메시지에 의해 관리자는 원격지에서도 수질측정장치에서의 경보발생을 인지할 수 있다.
경보 후 제어부(450)는 측정수의 시료를 보관하기 위해 시료보관단계(S750)를 실시한다. 상기 시료보관단계(S750)는 전술한 도 9에 도시한 시료보관 과정과 동일하다.
단계(S750)에서 시료보관 후 제어부(450)는 측정수의 검출 데이터를 저장부(440)에 저장하고, 그 데이터를 안테나(472) 및 무선통신부(471)를 통하여 중앙제어부(B)로 전송한다(S760). 이때 상기 측정수의 상태 데이터는 전술한 경보동작과 동일하게 관리저의 휴대전화(40) 혹은 PDA(50)로 전송될 수 있다.
그리고 측정용기(100)에 남아있는 측정수를 배수하는 배수과정(S770)을 실시한다. 이때 배수과정(S770)은 전술한 도 6에 도시한 배수과정과 동일하다.
한편, 단계(S720)에서 이온이 검출되지 않는다고 판단되면 제어부(450)는 측정수 내의 이온농도 증가를 위해 제 7 저장용기(270)에 저장된 ISA용액을 측정용기(100)에 투여하기 위한 설정을 한다(S780). 그 설정에 따라 제어부(450)는 제 1 및 제 2 밸브구동부(461 및 462)를 제어하여 각 밸브의 개폐를 제어한다(S790).
상기 ISA용액은 측정수의 이온농도를 증가시키기 위한 것으로 정해진 양만큼만을 측정수에 투여한다. 이에 따라 ISA 용액을 정량공급하기 위해 제어부(450)는 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 ISA용액이 순환관(275)을 순환하도록 삼방밸브(273 및 272)를 전환시킨다. 그리고 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 순환펌프(271)를 가동시킨다(S800). 이에 따라 제 7 저장용기(270)에 저장된 ISA용액은 순환관(275)을 순환하게 된다.
그리고 제어부(450)는 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 삼방밸브(272 및 2733)를 닫고 펌프구동부(463)를 제어하여 순환펌프(271)의 작동을 정지시킨다(S820). 그리고 제어부(450)는 제 2 밸브구동부(462)를 제어하여 삼방밸브(273)를 측정용기(100) 측으로 전환시키고, 삼방밸브(272)를 펌프(274) 측으로 전환시킨다(S830).
그리고 제어부(450)는 펌프구동부(463)를 제어하여 펌프(274)를 가동시킨다(S840). 이에 따라 공기가 유입되어 삼방밸브(272) 및 삼방밸브(273)사이의 정량의 ISA용액은 투입관(276)을 통해 측정용기(100)로 투입된다. 그리고 제어부(450)는 소정시간이 경과했는지를 판단한다(S850). 이 단계(S850)에서 소정시간이 경과했다고 판단되면 제어부(450)는 상기 단계(S680)를 실행한다.
본 고안에 따른 수질측정시스템에 의하면 원격지에 설치된 수질측정장치에 의해 작업자에 의하지 않고서도 자동으로 수질을 측정할 수 있으며, 문제가 발생된 측정수의 시료를 자동 채취할 수 있을 뿐만 아니라, 수질 측정을 위한 여러 센서의 보정이 주기적으로 자동으로 실행되어 정확한 보정을 할 수 있다. 이에 따라 각 센서의 신뢰성이 향상되어 수질측정의 정확도를 향상시킬 수 있으며, 관리자의 휴대용 통신기기로 수질측정 정보와 오염여부정보를 전송함으로써 원격지의 관리자가 수직측정시스템의 정보를 용이하게 인지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 수질측정시스템에 있어서,
    수질측정을 위한 센서가 설치된 측정용기와, 상기 측정용기로 측정수를 공급할 수 있도록 연결된 측정수공급관과, 상기 측정용기를 순환하는 유로를 형성하도록 양단이 상기 측정용기의 입구와 출구에 각각 연결된 순환관과, 상기 순환관 중도에 설치된 순환펌프와, 상기 수질감지센서의 보정을 위한 보정액을 상기 측정용기로 공급할 수 있도록 상기 순환펌프 출구와 상기 측정용기 입구 사이의 상기 순환관에 연결된 하나 이상의 보정액공급수단과, 상기 측정용기의 배수를 위해 상기 측정용기의 출구측에 연결된 배수관과, 각 유로를 개폐하는 다수의 밸브를 구비하고,
    상기 보정액공급수단과 순환펌프 및 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정액공급수단은 보정액이 채워지는 보정액용기와, 상기 보정액용기와 상기 순환관 사이에 연결된 보정액공급관과, 상기 보정액공급관에 설치된 보정액공급밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보정액의 흐름방향을 제어하여 상기 보정액이 상기 측정용기 쪽으로 공급되도록 하거나 상기 순환펌프의 구동에 의한 상기 측정용기 내의 보정액 회수가 가능하도록 상기 보정액공급관을 기점으로 상기 순환관의 상류측과 하류측에 각각 설치된 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정용기와 상기 순환관의 세척을 위한 세척수를 공급할 수 있도록 상기 순환관에 연결된 세척수공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 세척수공급관 중도에는 세척수를 소정량 저장할 수 있는 세척수저장용기가 마련된 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 측정수공급관 중도에는 측정수의 강제공급을 위한 측정수공급펌프가 설치된 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 측정용기에는 수위를 검출하여 그에 따른 신호를 상기 제어부로 전송하는 수위센서가 설치된 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 측정용기에는 내부에 채워진 액체를 상기 제어부의 제어에 따라 교반시키는 교반기가 설치된 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 배수관의 중도에는 배수되는 측정수를 소정량 저장할 수 있도록 상기 배수관으로부터 분기되는 분기관, 상기 제어부의 제어에 따라 분기관을 개폐하는 개폐밸브, 상기 분기관에 연결된 저장용기를 갖춘 하나 이상의 저장수단이 마련된 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 수질감지센서를 통해 검출된 수질정보를 외부의 중앙제어부로 전송하는 전송수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 검출된 수질정보를 미리 설정된 수질정보와 비교하여 오염여부를 판단하며 오염발생시 경보메시지를 상기 전송수단을 통해 상기 중앙제어부로 전송하며,
    상기 오염발생시 오염상태를 자체 경보할 수 있는 경보부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수질정보 및 오염상태정보를 관리자의 휴대용 통신기기로 전송할 수 있도록 상기 전송수단을 통하여 상용 통신서버와 접속하며, 상기 관리자의 미리 설정된 휴대용 통신기기의 고유번호 및 메시지를 상기 통신서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 수질정보 및 오염상태정보를 관리자의 휴대용 통신기기로 전송할 수 있도록 상기 중앙제어부는 인터넷 혹은 전용선 중 어느 하나를 통해 상용 통신서버와 접속되어, 상기 관리자의 미리 설정된 휴대용 통신기기의 고유번호 및 메시지를 상기 통신서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 수질감지센서는 측정수의 PH를 검출하기 위한 PH감지부와, 측정수의 이온을 검출하기 위한 이온감지부와, 측정수의 용존산소를 검출하기 위한 용존산소감지부와, 측정수의 탁도를 검출하기 위한 탁도감지부와, 측정수의 온도를 감지하기 위한 온도감지부와, 측정수의 전도도를 검출하기 위한 전도도감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 측정용기 내부로 용존산소액을 공급할 수 있도록 상기 순환펌프 상류측 상기 순환관에 연결된 용존산소액 공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 용존산소액 공급수단은 상기 순환관으로부터 분기되는 분기관과, 상기 제어부의 제어에 따라 분기관을 개폐하는 개폐밸브와, 상기 분기관과 연결된 증류수저장용기와, 상기 증류수저장용기에 채워진 증류수에 공기를 공급하며 상기 제어부의 제어에 따라 구동되는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  17. 수질측정시스템에 있어서,
    수질감지센서가 설치된 측정용기와, 상기 측정용기로 측정수를 공급할 수 있도록 연결된 측정수공급관과, 상기 측정용기 내로 정량의 보정액을 공급하는 하나 이상의 보정액 정량공급수단과, 상기 측정용기의 배수를 위해 상기 측정용기의 출구에 연결된 배수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 보정액 정량공급수단은 보정액이 채워지는 보정액용기와, 상기 보정액용기를 순환하는 유로를 형성하도록 양단이 상기 보정액용기의 입구와 출구에 각각 연결된 보정액순환관과, 상기 보정액순환관 중도에 설치된 보정액순환펌프와, 상기 보정액순환펌프 하류측의 상기 보정액순환관의 중도에 설치된 제1삼방밸브와, 상기 제1삼방밸브에서 분기되어 상기 측정용기에 연결되는 보정액주입관과, 상기 제1삼방밸브와 상기 보정액순환펌프 사이의 상기 보정액순환관에 설치되되 상기 제1삼방밸브와의 사이의 상기 보정액순환관 내에 정량의 보정액이 수용될 수 있도록 상기 제1삼방밸브와 소정간격 이격된 제2삼방밸브와, 상기 두 밸브의 절환 후 상기 두 밸브 사이에 채워진 정량의 보정액을 상기 측정용기 쪽으로 강제 주입할 수 있도록 상기 제2삼방밸브에 연결되는 공기주입수단인 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질측정시스템.
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