KR200281743Y1 - Automatic On-line COD Analyzer use multi-syringe of injecting & sending System - Google Patents

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KR200281743Y1
KR200281743Y1 KR2020020012365U KR20020012365U KR200281743Y1 KR 200281743 Y1 KR200281743 Y1 KR 200281743Y1 KR 2020020012365 U KR2020020012365 U KR 2020020012365U KR 20020012365 U KR20020012365 U KR 20020012365U KR 200281743 Y1 KR200281743 Y1 KR 200281743Y1
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곽무영
김성호
이운택
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주식회사 드림바이오스
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Abstract

본 고안은 산업계 오ㆍ폐수처리장이나 하수처리장 또는 강, 하천, 호수 등 수계의 수용액상 시료에 용존되어 있는 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand ; COD)을 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 원동력으로 중크롬산칼륨 수용액과 산화시켜 가시광선(Visible Rays)을 이용한 광센서로 실시간 측정하며, 측정된 전기적 신호 또는 자료를 신호전송제어장치로 전송하고, 일정한 농도를 초과하는 기준을 설정하여 설정된 기준치를 초과한 오염원이 배출할 때 경보를 발하여 수계에 배출되는 배출수의 이상상태를 실시간으로 확인하도록 일반관리자에게 자료를 송신함으로서 저 비용으로 현장인력의 배치 없이 원거리에서 배출수의 COD 농도를 감시하고 관리할 수 있도록 하는 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 이용한 CODCr연속자동측정장치에 관한 것이다.The present invention uses potassium bichromate as a driving force for the multi-syringe suction and delivery method of chemical oxygen demand (COD) dissolved in industrial sewage and wastewater treatment plants, sewage treatment plants, or aqueous aqueous samples such as rivers, rivers, and lakes. It is oxidized with aqueous solution and measured in real time with an optical sensor using Visible Rays.The measured electrical signal or data is transmitted to the signal transmission control device. Sends data to general managers in real time to check the abnormal condition of effluents discharged to the water system when discharging, and multi-cylinder to monitor and manage the COD concentration of effluents at a long distance without deploying on-site personnel at low cost. The present invention relates to a COD Cr continuous automatic measuring device using a suction and a feeding method.

이와 같은 본 고안은 수질오염도 측정의 대표항목인 COD를 산화력이 강한 중크롬산칼륨 수용액과 반응시켜 실시간으로 신속히 가시선 흡광도(Visible Rays Sensor)로 분석하여 수계로 배출되는 유기물질의 양을 측정하며, 수십 개에서 수만 개의 대상지점을 중앙통제센터에서 동시에 감시ㆍ관리할 수 있고, 현장의 상황을 상시 감시하기 위한 인력의 상주가 불필요하게 되므로 오염원 감시에 지출되는 비용을 현저히 절감할 수 있고, TMS(Tele-Monitoring System)관련 통합관리 망을 지원함으로서 주변장비와의 연계 및 현장적용이 용이하다. 또한, 본 고안은 현장적용뿐만 아니라 실험실규모의 분석도 가능한 장치로서 시료수의 시간에 따른 수질오염도 변화와 실험자에 따른 분석 데이터의 오차로 재현성을 유지하기 어려운 점을 개선할 수 있으며 다수의 시료를 연속해서 측정할 수 있고 실험 및 조작이 간편하여 신속 정확한 분석 데이터를 얻을 수 있다.The present invention, such as COD, a representative item for measuring water pollution, is reacted with an aqueous solution of potassium dichromate, which is highly oxidizing, and analyzed in real time using a visible ray absorbance sensor to measure the amount of organic substances discharged into the water system. Tens of thousands of targets can be monitored and managed at the same time by the central control center, and the need for personnel to constantly monitor the site situation can be eliminated, thereby significantly reducing the cost of monitoring pollutants and TMS (Tele-). By supporting monitoring system related integrated management network, it is easy to connect with peripheral equipment and apply on site. In addition, the present invention is a device capable of laboratory scale analysis as well as field application, and it is possible to improve the difficulty of maintaining reproducibility due to the change of water pollution with time of sample water and the error of analytical data according to the experimenter. Measurements can be made continuously and the experiments and manipulations are simple to get fast and accurate analysis data.

Description

다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 이용한 화학적 산소요구량 연속자동측정장치{Automatic On-line COD Analyzer use multi-syringe of injecting & sending System}Continuous automatic measuring device for chemical oxygen demand using multi-cylinder suction and pressure method {Automatic On-line COD Analyzer use multi-syringe of injecting & sending System}

본 고안은 수계로 배출되는 폐수의 화학적 산소요구량(COD) 농도를 상시적으로 감시하고 배출수의 이상상태를 실시간으로 확인하도록 일반관리자에게 자료를 송신함으로서 저 비용으로 현장인력의 배치 없이 원거리에서 배출수의 COD 농도를 감시하고 관리할 수 있도록 하는 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 이용한 CODCr연속자동측정장치에 관한 것이다.The present invention monitors the chemical oxygen demand (COD) concentration of wastewater discharged into the water system at all times and sends the data to the general manager to check the abnormal condition of the wastewater in real time. The present invention relates to a COD Cr continuous automatic measuring device using a multiple syringe suction / pressure method for monitoring and managing COD concentration.

일반적으로 오ㆍ폐수처리장이나 일반 하수처리장 또는 소규모 취락단지 등의 일정한 처리시설규모를 가진 수질오염원 배출원에서 오염된 물을 물리화학적 또는 생물학적으로 처리하여 최종 방류구를 통하여 일반 수계로 배출할 때는 방류구에서 방류되는 물의 수질은 상시적으로 관리되어야 하며 방류수질을 나타내는 오염원 농도에 대해 측정하는 것이 필요하다.In general, when polluted water is discharged to the general water system through the final outlet, the polluted water is discharged from the outlet through the final outlet. The water quality of the incoming water must be maintained at all times and measured for the concentration of the pollutant that represents the discharge quality.

대표적인 수질오염도 측정항목으로 BOD, COD, pH, EC, SS, 탁도, DO, TN/TP 및 TOC 등을 중요시하고 있으며, 일반적으로 방류수의 수질을 측정하기 위해 방류수에서 배출되는 물을 현장에서 관리하는 일반 인력에 의존하여 채취하여야 하며 국가공인의 공정시험법에 따라 자체적으로 관리항목을 측정하여 기록하도록 하고 있다. 그러나 이러한 자체적인 관리방법은 시료채취 단계에서부터 신뢰성과 객관성을 인정받기 어렵고, 실험실규모의 분석은 시료수의 시간에 따른 수질오염도 변화와 실험자에 따른 분석 데이터의 오차로 재현성을 유지하기가 어려운 실정이다. 이러한 문제점을 개선하고 신속한 분석을 위해 수질오염도 측정 항목에 따라 각각의 계측기기가 개발되었고 보편화되었다.BOD, COD, pH, EC, SS, Turbidity, DO, TN / TP and TOC are important as representative water pollution measurement items.In general, the water discharged from the effluent is used to measure the quality of the effluent. It should be collected depending on the general manpower, and it is required to measure and record the control items by itself according to the process test method of the national certified. However, this self-management method is difficult to be recognized for reliability and objectivity from the sampling stage, and it is difficult for laboratory scale analysis to maintain reproducibility due to changes in water pollution over time of sample water and errors in analytical data depending on the experimenter. . In order to remedy this problem and speed up the analysis, each measuring instrument has been developed and popularized according to water pollution measurement items.

종래의 계측기기들은 대부분 시료를 임의로 채수하여 측정하는 방식을 따르고 있으며 전극 전위차법, 열 촉매 산화법, 오존 촉매 산화법, 산화ㆍ환원 전위차 적정법, 자외선 흡광광도법 등을 사용하고 있다.Most conventional measuring instruments follow a method of arbitrarily collecting and measuring a sample, and employing an electrode potential difference method, a thermal catalytic oxidation method, an ozone catalytic oxidation method, an oxidation / reduction potential difference titration method, and an ultraviolet absorbance method.

따라서, 시료수 분석이 연속적이지 못하고 분석데이터의 재현성이 떨어지며 장비의 유지보수에 어려움이 많은 문제가 있다.Therefore, there is a problem that the sample number analysis is not continuous, the reproducibility of the analysis data is poor, and the maintenance of the equipment is difficult.

또한, 몇몇 기업에서 현장설치형 COD 계측장비를 개발하여 판매하고 있으나 직독식 연속자동 측정장비의 설치가 고가이고 무인관리시 장비의 유지보수가 어려우며 현장 연속측정장비의 측정값에 대한 신뢰도가 낮은 실정이다.In addition, some companies develop and sell field-mounted COD measurement equipment, but the installation of direct-automatic continuous automatic measurement equipment is expensive, the maintenance of equipment is difficult during unmanned management, and the reliability of the measurement value of the field continuous measurement equipment is low. .

또한, 현재의 유기물 측정장비는 연속식이나 실시간 측정이 어려우며 다수의 시료를 연속해서 측정할 수 있는 시스템이 개발되어있지 않다.In addition, current organic measuring equipment is difficult to measure continuously or real-time, and no system has been developed to measure a large number of samples continuously.

이에 본 고안에서는 자동시료채취 및 주입ㆍ압송 시스템에 의해 다수의 시료를 연속적으로 분석할 수 있는 CODCr연속자동측정장치를 개발하고 또한, 기존의 수질오염도 측정기기들 보다 한 단계 발전된 현장 설치형 및 실험실용으로 수계의COD 농도를 실시간으로 단시간내 자동연속측정하는 장비를 개발하여 분석 데이터의 재현성 및 신뢰도를 높여 객관적인 자료를 확보할 수 있도록 하며, 연속적이고 실시간으로 수질자료를 중앙통제 센터로 전송할 수 있는 시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.In this design, we developed a COD Cr continuous automatic measuring device that can continuously analyze a large number of samples by automatic sample collection, injection, and feeding system. In practice, we have developed a system that automatically measures COD concentration in water within a short time in real time to improve the reproducibility and reliability of analytical data so that objective data can be obtained, and can transmit water quality data to the central control center in continuous and real time. The purpose is to provide a system.

이에 따라 본 고안은 다중 실린지를 이용한 시약 주입ㆍ압송방식을 사용하여 다수의 시료를 연속적으로 분석할 수 있으며, 시약 소모량의 절감 효과를 얻을 수 있고, 중크롬산칼륨 수용액과 시료를 산화시키는 ASTM(America Society for Testing and Materials)의 CODCr분석법에 가시선 흡광도(Visible Rays Sensor)를 이용한 측정방식과 자동세척 및 보정장비를 개선함으로서 신속한 수질분석을 가능케 하였으며, 국내 실정에 맞는 저렴하고 시설관리의 간편화를 위한 원거리 관리시스템을 제공한다.Accordingly, the present invention can continuously analyze a large number of samples using a reagent injection / transfer method using multiple syringes, obtain a reduction in reagent consumption, and ASTM (America Society) for oxidizing potassium dichromate aqueous solution and samples. COD Cr analysis method for the testing and materials has improved the measurement method using the visible ray sensor and the automatic cleaning and calibration equipment to enable quick water quality analysis. Provide a management system.

또한, 현장 설치형 계측기기의 유지관리와 단시간내 실시간 수질 측정 및 데이터 전송 등의 문제점을 해결하고 GIS 기반의 통합 관리망을 지원함으로서 주변장비의 개발 및 현장적용에 용이하고, 어떠한 지형이나 입지에 관계없이 설치하여 운영이 가능하므로 수질오염원의 원천적인 감시ㆍ관리에 도움을 줄 수 있는 시스템을 제공한다.In addition, it solves problems such as maintenance of field-installed measuring equipment, real-time water quality measurement and data transmission in a short time, and supports GIS-based integrated management network, so it is easy to develop peripheral equipment and apply on site, and it is related to any terrain or location. Since it can be installed and operated without any damage, it provides a system that can help the original monitoring and management of water pollution sources.

또한, 본 고안은 현장적용 뿐만 아니라 실험실규모의 분석도 가능한 장치로서 시료수의 시간에 따른 수질오염도 변화와 실험자에 따른 분석 데이터의 오차로 재현성을 유지하기 어려운 점 등을 개선하고 다수의 시료를 연속해서 측정할 수 있도록 하여 실험 및 조작이 간편하고 신속 정확한 분석 데이터를 얻을 수 있는 장치를 제공한다.In addition, the present invention is a device capable of laboratory scale analysis as well as field application, improves the difficulty of maintaining reproducibility due to the change of water pollution according to the time of sample water and the error of analysis data according to the experimenter, and continuous multiple samples. It can be easily measured and operated, and the device can be obtained quickly and accurately analysis data.

도 1 은 본 고안의 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 이용한 CODCr연속자동측정장치의 전체구성을 나타낸 예시도1 is an exemplary view showing the overall configuration of a COD Cr continuous automatic measuring device using a multiple syringe suction / pressure method of the present invention

도 2 는 본 고안에 따른 CODCr연속자동측정장치의 요부를 나타낸 예시도Figure 2 is an exemplary view showing the main part of the COD Cr continuous automatic measurement apparatus according to the present invention

도 3 은 본 고안에 따른 다중 실린지 펌프장치의 구성을 나타낸 예시도3 is an exemplary view showing the configuration of a multiple syringe pump device according to the present invention

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

2 : 자동시료채취장치 3 : 희석장치2: automatic sample collection device 3: dilution device

4 : 다중 실린지 펌프장치 5 : 마이크로 정량펌프4: multiple syringe pump device 5: micro metering pump

6 : 라인믹서 7 : 전기로6: line mixer 7: electric furnace

8 : 냉각장치 9 : 광센서8 cooling device 9 light sensor

10 : 광 제어장치 13 : 신호전송제어장치10: optical control device 13: signal transmission control device

14 : 다중 실린지 펌프 컨트롤장치14: multiple syringe pump control device

이하 본 고안에 따른 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 도1은 본 고안에 따른 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 이용한 CODCr연속자동측정장치의 전체구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도2는 CODCr연속자동측정장치의 요부를 나타내는 구성도이며, 도3은 다중 실린지 펌프장치의 구성을 나타내는 개략적인 구성도로서, 본 고안은 자동시료채취 및 다수의 시료를 연속해서 측정할 수 있는 시스템으로 COD 농도를 실시간 연속적으로 측정하는 COD 자동계측기(17)와 이 자동계측기(17)에 의해 측정된 수계의 COD분석 자료를 원격관리장치에 의해 관리실의 관리자에게 전달되도록 하는 것이다.1 is a schematic view showing the overall configuration of a COD Cr continuous automatic measuring device using a multiple syringe suction and compression method according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing the main part of the COD Cr continuous automatic measuring device 3 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a multiple syringe pump device. The present invention is a system capable of continuously measuring a sample and a plurality of samples, and a COD automatic measuring device for continuously measuring COD concentration in real time. (17) and the COD analysis data of the water system measured by the automatic measuring device 17 are transmitted to the manager of the management room by the remote management device.

본 고안은 하천 수계의 물을 임으로 정량펌프(2b)로 펌핑하고 전처리 과정으로 이물질 또는 슬러지를 침전제거(2a)하여 시료로 사용하며, 이 자동시료채취장치(2)에 의해 채수된 시료의 COD 농도가 측정치를 초과할 경우 희석장치(Diluter)(3)를 통해 일정 비율 희석하여 시료로 이용한다.The present invention pumps the water in the river water into the metering pump (2b) and removes the foreign matter or sludge in the pretreatment process (2a) and uses it as a sample, and the COD of the sample collected by the automatic sampler (2) If the concentration exceeds the measured value, the dilution device (Diluter) (3) to dilute a certain ratio to use as a sample.

상기, 시료는 분당 3.6㎖까지 조절이 가능한 마이크로 정량펌프(5)에 의해 라인믹서(6)로 펌핑되어지며, 중크롬산칼륨 수용액(1)과 반응하여 산화되도록 유도하는데 중크롬산칼륨 수용액(1)은 COD 농도에 따라 제조방법과 시약조성을 달리하였고 크롬, 황산, 은 그리고 수은 등의 화학반응을 고려하여 중크롬산칼륨 수용액 보관통(1a, 1b, 1c)을 세 가지로 구분하여 설치하였다.The sample is pumped to the line mixer (6) by a micro metering pump (5) which can be adjusted up to 3.6 ml per minute, and reacts with the aqueous potassium dichromate solution (1) to induce oxidation. The aqueous potassium dichromate solution (1) is COD According to the concentration, the preparation method and the reagent composition were different, and considering the chemical reactions of chromium, sulfuric acid, silver, and mercury, the potassium dichromate aqueous solution reservoirs (1a, 1b, 1c) were installed in three categories.

상기, 중크롬산칼륨 수용액(1)은 일정한 비율로 주입되는데 소모량과 운영관리 경비절감 그리고 환경오염 차원에서 그 주입사용량을 최소화하고, 시료를 연속해서 측정할 수 있도록 하며 수용액(1)의 압송능력을 최대화하기 위해 다중 실린지 펌프장치(4)를 사용하였다.The aqueous potassium dichromate solution (1) is injected at a constant rate, which minimizes the amount of injection used in terms of consumption, operation management cost, and environmental pollution, enables continuous measurement of samples, and maximizes the transport capacity of the aqueous solution (1). In order to use the multiple syringe pump device (4).

상기, 다중 실린지 펌프장치(4)는 도 3 에 도시되어진 바와 같이, 각각의 중크롬산칼륨 수용액(1)의 주입사용량을 달리하므로 각각 실린지(4a)의 크기를 조정하였으며, 수용액(1)의 주입ㆍ압송시 실린지(4a)와 피스톤(4c) 수직운동에 관련된 마찰과 공기흡입에 의한 수용액(1)의 새는 것을 방지하기 위하여 황산에 내구성을 지닌 불소재질의 오링(4b)을 사용하였다.As shown in FIG. 3, the multi-syringe pump device 4 has different injection doses of the potassium dichromate aqueous solution 1, and thus, the size of the syringe 4a is adjusted. In order to prevent leakage of the aqueous solution (1) by friction and air suction related to the vertical movement of the syringe (4a) and the piston (4c) during injection and compression, a durable fluorine-based O-ring (4b) was used.

또한, 중크롬산칼륨 수용액(1)의 일회 주입량을 결정짓는 피스톤(4c)의 작동거리를 세밀하게 조절하기 위해 가이드(4f)의 리드를 최소간격으로 정밀히 가공하였으며, 상기 실린지(4a)와 피스톤(4c)의 수직운동을 상ㆍ하(정ㆍ역)방향으로 원활히 작동시키기 위해 스탭핑 모터(4g)를 장착하였다. 그리고, 상기 스탭핑 모터(4g)의 회전율과 가이드(4f)의 정밀한 작동거리를 고려하여 1:4 비율의 기어(4h)를 제작하였고, 상기 다중 실린지 펌프장치(4)의 작동 안전성을 확보하기 위해 피스톤 연결대(4d)에 한계접점(4e)을 설치하였다. 또한, 중크롬산칼륨 수용액(1)의 주입방향 조절을 위해 마이크로 실린지 3-Way 밸브를 장착하였으며,이러한 다중 실린지 펌프장치(4)를 작동시간, 거리 또는 속도 그리고 총 작동횟수 등을 조절하기 위한 다중 실린지 펌프 컨트롤장치(14)를 구성하여 내장하였다.In addition, in order to finely control the working distance of the piston (4c) to determine the one-time injection amount of the potassium dichromate aqueous solution (1), the lead of the guide (4f) was precisely processed to the minimum interval, the syringe (4a) and the piston ( A stepping motor 4g was mounted to smoothly operate the vertical motion of 4c) in the up and down direction. In addition, in consideration of the rotation rate of the stepping motor 4g and the precise operating distance of the guide 4f, a gear 4h having a ratio of 1: 4 was manufactured, and the operation safety of the multiple syringe pump device 4 was secured. To this end, a limit contact 4e was installed at the piston connecting rod 4d. In addition, a micro syringe 3-way valve was installed to adjust the injection direction of the aqueous potassium dichromate solution (1), and to control the operation time, distance or speed, and the total number of operation of the multiple syringe pump device (4). Multiple syringe pump controls 14 were constructed and incorporated.

상기, 라인믹서(6)에서는 시료와 중크롬산칼륨 수용액의 혼합과 동시에 발열반응이 동반되므로 테프론(Teflon)으로 제작하였으며, 그 혼합율을 향상시키기 위해 라인믹서(6) 내부를 나선형으로 가공하였다. 또한, 모든 장치의 연결배관은 내열성과 강한 산성에 견고한 테프론(Teflon) 튜브로 연결하였다. 이렇게 혼합된 시료와 중크롬산칼륨 수용액은 200℃를 유지하는 전기로(7)를 수분간 통과하며 산화반응을 하는데, 이 전기로(7) 내부에 파이렉스(Pyrex) 재질의 유리관(7a)을 내장하여 산화반응 경과시간을 최적화하였으며, 일회성이 아닌 연속적으로 시료가 이동할 수 있어 실시간 연속적으로 COD 농도를 분석할 수 있도록 하였다.In the line mixer 6, since the exothermic reaction is accompanied with the mixing of the sample and the potassium dichromate aqueous solution, Teflon was manufactured, and the inside of the line mixer 6 was spirally processed to improve the mixing ratio. In addition, the connection pipes of all devices were connected by Teflon tubes, which were resistant to heat and strong acid. The mixed sample and the potassium dichromate aqueous solution pass through an electric furnace 7 maintaining 200 ° C. for several minutes and undergo an oxidation reaction. A glass tube 7a made of Pyrex material is built in the electric furnace 7. The elapsed time of the oxidation reaction was optimized and the sample could be moved continuously instead of one time, so that the COD concentration could be analyzed in real time continuously.

상기, 산화된 시료는 공랭방식의 Pyrex 재질의 유리관(8a)을 내장한 냉각장치(8)에서 실온으로 식혀지고, 광센서(9)로 이동되어 크롬의 색깔 변화 또는 밝기에 따라 COD 농도가 측정되어 진다.The oxidized sample is cooled to room temperature in a cooling device 8 having an air cooled Pyrex glass tube 8a, and moved to an optical sensor 9 to measure COD concentration according to color change or brightness of chromium. It is done.

상기, 광센서(9)는 가시선의 파장을 발생시키는 텅스텐-할로겐 램프를 사용하였으며, 텅스텐-할로겐 램프에서 발사되는 가시선을 시료(Sample)방향의 Cell(석영, Pyrex 재질의 유리관)을 통과한 후 Half Mirror에 의해 둘로 나누어지고 필터를 통해 420nm와 600nm의 파장만을 선택하여 포토다이어드(Detector)로 인식하고 검출되어지고, 리퍼런스(Reference) 방향은 램프에서 직접적으로 가시선을 받아 시료방향과 같이 필터를 통해 420nm와 600nm의 파장만을 선택하고 포토다이어드로 인식하여 검출한다. 이렇게 검출된 광량은 전기적 신호와 배율조정을 통해 측정치로출력된다.The optical sensor 9 used a tungsten-halogen lamp that generates a wavelength of visible light, and after passing the visible light emitted from the tungsten-halogen lamp through a cell in the sample direction (quartz, glass tube made of Pyrex) It is divided into two by half mirror, and it detects and detects photodiode by selecting only the wavelength of 420nm and 600nm through the filter, and the reference direction receives the visible line directly from the lamp and filters the filter like the sample direction. Only the wavelengths of 420nm and 600nm are selected and recognized as photodiodes. The detected amount of light is output as a measured value through an electrical signal and scaling.

상기와 같이 측정된 중크롬산칼륨 수용액과 시료의 반응액은 수거통(12)에 보관되어 환경오염 방지차원에서 정기적으로 수거하여 엄격하게 처리될 것이다.The reaction solution of the potassium dichromate aqueous solution and the sample measured as described above will be stored in the container 12 and regularly collected in order to prevent environmental pollution.

이상과 같은 장치에 의해 구성된 CODCr자동계측기(17)는 측정된 출력신호를 4 ∼ 20mA 또는 -10 ∼ + 10mV 등의 전기적 신호로 나타나는 광 제어장치(10)를 장착한 장치이고, 실제 COD 농도인 ppm 또는 g/ℓ등의 단위로 직접 나타내는 장치에 의해 일정한 측정치를 갖도록 보정이 가능한 장치로 구성되며, 자동계측기(17)의 COD 농도에 대한 측정값이 디지털 또는 아날로그 타입의 출력신호로 하여 전기적으로 전송되도록 하여 단일 또는 다중의 작동이나 제어가 되도록 하는 자동제어로직을 갖는 신호전송제어장치(13)로 보내어지며, 이는 곧바로 시료의 희석장치(3)와 관련된 구동모터 및 펌핑장치들을 연결하는 신호로 처리된다. 이러한 신호전송제어장치(13)는 인터페이스카드를 사용하여 마이크로프로세서에 연결하며 미리 설정된 운영로직을 바탕으로 각종 구성품을 제어하며 CODCr자동계측기(17)로부터 출력된 신호에 의해 제어되도록 하는 기능을 갖도록 모든 신호를 4 ∼ 20mA 또는 RS232 그리고 RS485의 전화유선 통신링크나 CDMA 무선통신링크(11)에 연결되며 PC에 상응하는 컴퓨터 또는 PLC에 의해 화상으로 출력되며 운영되도록 구성하였다.The COD Cr automatic measuring device 17 constituted by the above apparatus is a device equipped with the light control device 10 which displays the measured output signal as an electrical signal such as 4 to 20 mA or -10 to + 10 mV. It is composed of a device that can be calibrated to have a constant measured value by the device directly expressed in units such as ppm or g / ℓ, and the measured value of the COD concentration of the automatic measuring instrument 17 is an output signal of digital or analog type Is sent to a signal transmission control device 13 having an automatic control logic for single or multiple operation or control, which is directly connected to the driving motor and pumping devices associated with the sample dilution device 3. Is treated as. The signal transmission control device 13 is connected to a microprocessor using an interface card to control various components based on a preset operating logic and to have a function to be controlled by a signal output from the COD Cr automatic measuring instrument 17. All signals are connected to 4-20mA or RS232 and RS485 telephone wired communication link or CDMA wireless communication link 11, and are configured to be outputted and operated by a computer or PLC corresponding to a PC.

또한, 현장설치시 자동계측기(17)의 운영로직설정 및 COD 분석자료를 현장에서 알 수 있도록 LCD화면(15)과 전산출력 프린터(16)를 내장하였으며, 전원 차단장치 그리고 동파방지 가온기 등 현장설치시 필요한 기타 장치를 설치하였다.In addition, it has built-in LCD screen 15 and computer output printer 16 so that the operation logic of automatic measuring instrument 17 and COD analysis data can be seen at the site during installation. The other equipment required for the installation was installed.

이상과 같은 장치는 하천 수계의 COD 농도를 실시간으로 분석하여 자료와 신호를 송신함으로써 수질오염상태를 무인으로 감시하고 관리할 수 있도록 하는 것이다.The above-mentioned device is to analyze the COD concentration of river water system in real time and transmit data and signals so that the water pollution status can be monitored and managed unattended.

본 고안은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific preferred embodiments, and any person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various modifications without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, such changes will fall within the scope of the claims.

본 고안은 기존의 수질오염도 측정기기들 보다 한 단계 발전된 현장 설치형으로 자동시료채취 및 주입ㆍ압송 시스템에 의해 다수의 시료를 연속적으로 분석할 수 있고, 수계의 COD 농도를 실시간으로 단시간내 연속자동측정하는 장비를 개발하여 분석 데이터의 재현성 및 신뢰도를 높여 객관적인 자료를 확보할 수 있도록 하였으며, 연속적이고 실시간으로 수질자료를 중앙통제 센터로 전송할 수 있는 시스템이며, 다중 실린지를 이용한 시약 주입ㆍ압송방식을 사용하여 시약 소모량의 절감 효과를 얻을 수 있다.The present invention is an on-site installation type that is one step higher than the existing water pollution measuring instruments, and can continuously analyze a large number of samples by an automatic sample collection, injection, and transport system, and continuously measures the COD concentration of the water system in real time within a short time. We developed equipment to improve the reproducibility and reliability of analysis data to secure objective data. It is a system that can transmit water quality data to the central control center continuously and in real time. It uses reagent injection and transport method using multiple syringes. Reducing the consumption of reagents can be obtained.

특히, 중크롬산칼륨 수용액과 시료를 산화시키는 ASTM(America Society for Testing and Materials)의 CODCr분석법에 가시선 흡광도(Visible Rays Sensor)를 이용한 측정방식과 자동세척 및 보정장비를 개선함으로서 신속한 수질분석을 가능케 하였으며, 국내 실정에 맞는 저렴하고 시설관리의 간편화를 위한 원거리 관리시스템을 제공하는 효과가 있다.In particular, the COD Cr method of the American Society for Testing and Materials (ASTM), which oxidizes aqueous potassium dichromate solution and samples, improved the measurement method using Visible Rays Sensor and improved automatic cleaning and calibration equipment to enable rapid water quality analysis. In addition, there is an effect that provides a remote management system for affordable and affordable facility management suitable for the domestic situation.

또한, 본 고안은 현장 설치형 계측기기의 유지관리와 단시간 내에 실시간 수질 측정 및 데이터 전송 등의 문제점을 해결하여 GIS 기반의 통합 관리망을 지원함으로서 주변장비의 개발 및 현장적용에 용이하고, 어떠한 지형이나 입지에 관계없이 설치하여 운영이 가능하므로 수계의 COD 농도를 비롯한 수질오염원 관련 물질의 원천적인 감시ㆍ관리에 도움을 줄 수 있는 시스템을 제공하는 효과가 있다.In addition, the present invention supports the GIS-based integrated management network by solving problems such as maintenance of field-installed measuring equipment and real-time water quality measurement and data transmission within a short time, and is easy for the development and application of peripheral equipment. Since it can be installed and operated regardless of location, it has the effect of providing a system that can help to fundamentally monitor and manage water pollutant-related materials including COD concentration in water systems.

Claims (4)

수계의 수용액상 시료에 용존되어 있는 화학적 산소요구량(COD)을 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 원동력으로 중크롬산칼륨 수용액(1)과 산화시켜 가시선의 흡광도를 이용한 광센서(9)로 측정하는 자동계측기(17)가 구성되어지되,An automatic measuring instrument that oxidizes the chemical oxygen demand (COD) dissolved in an aqueous solution phase of an aqueous solution with a potassium bichromate aqueous solution (1) by using a multi-syringe suction / transfer method as a driving force and measures it with an optical sensor (9) using absorbance of visible light. (17) is composed, 중크롬산칼륨 수용액(1)의 압송을 최대화하기 위한 다중 실린지 펌프장치(4)와,A multi-syringe pump device 4 for maximizing the feeding of the aqueous potassium dichromate solution 1, 하천 수계의 물을 정량펌프(2b)로 펌핑하고 전처리 과정으로 이물질 또는 슬러지를 침전제거(2a)하여 시료를 채취하게 되는 자동시료재취장치(2)와,Automatic sample retrieval device (2) to pump the water in the stream water with the metering pump (2b) and to collect the sample by removing the foreign matter or sludge in the pretreatment process (2a), 상기, 자동시료채취장치(2)에서 채수된 시료의 COD 농도가 측정치를 초과할 경우 일정 비율로 희석하는 희석장치(3)와,The dilution apparatus 3 for diluting at a predetermined rate when the COD concentration of the sample collected by the automatic sample collection device 2 exceeds the measured value, 상기, 자동시료채취장치(2) 및 희석장치(3)에서 채수된 시료를 조절하게 되는 마이크로 정량펌프(5)와,And, the micro sample pump (5) to adjust the sample collected in the automatic sample collection device (2) and dilution device (3), 상기, 다중 실린지 펌프장치(4) 및 마이크로 정량펌프(5)를 통과한 수용액과 시료를 혼합하게 되는 테프론으로 형성된 라인믹서(6)와,A line mixer (6) formed of Teflon to mix the aqueous solution and the sample passed through the multiple syringe pump device (4) and the micro metering pump (5), 상기, 라인믹서(6)에서 혼합된 시료와 수용액을 200℃로 유지하여 산화반응시키게 되는 내부에 파이렉스 유리관(7a)이 내장된 전기로(7)와,The electric furnace 7 in which the Pyrex glass tube 7a is built into the sample and the aqueous solution mixed with the line mixer 6 at 200 ° C. for oxidation reaction, 상기, 전기로(7)에서 산화된 시료를 실온으로 식혀주게 되는 공랭식의 파이렉스 유리관(8a)이 내장된 냉각장치(8)와,The cooling device 8 in which the air-cooled Pyrex glass tube 8a which cools the sample oxidized by the said electric furnace 7 to room temperature, and 상기, 냉각장치(8)로부터 이동되어 크롬의 색깔 변화 또는 밝기에 따라 COD농도를 측정하게 되는 광센서(9)와,The optical sensor 9 is moved from the cooling device 8 to measure the COD concentration according to the color change or brightness of chromium, 상기, 광센서(9)를 제어하기 위한 광 제어장치(10), 및 측정된 전기적 신호 또는 자료를 전송하게 되는 신호전송제어장치(13)로 구성되어진 것을 특징으로 하는 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 이용한 화학적 산소요구량 연속자동측정장치.The multi-syringe suction / pressure system comprising the optical control device 10 for controlling the optical sensor 9 and a signal transmission control device 13 for transmitting measured electrical signals or data. Continuous automatic measurement of chemical oxygen demand using 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기, 다중 실린지 펌프장치(4)는 중크롬산칼륨 수용액(1)을 주입 및 압송시키게 되는 실린지(4a)와 피스톤(4c)이 서로 장착되어지고, 상기 실린지(4c) 내주에 수용액이 새는 것을 방지하기 위해 오링(4b)이 삽입되어지며, 상기 피스톤(4c) 일끝단에 한계접점(4e)이 설치된 피스톤 연결대(4d)가 고정되어지고, 상기 피스톤 연결대(4d) 하부에 가이드(4f)가 고정되어지며, 상기 가이드(4f) 측부에 실린지(4a)와 피스톤(4c)의 수직운동을 원활하게 하는 스탭핑 모터(4g) 및 기어(4h)가 장착되어 구성됨을 특징으로 하는 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 이용한 화학적 산소요구량 연속자동측정장치.The multiple syringe pump device (4) is equipped with a syringe (4a) and a piston (4c) to each other to inject and push the aqueous potassium dichromate solution (1), the aqueous solution leaks in the inner circumference of the syringe (4c) O-ring (4b) is inserted in order to prevent that, the piston connecting rod (4d) is provided with a limit contact (4e) is installed at one end of the piston (4c), the guide (4f) below the piston connecting rod (4d) And a stepping motor 4g and a gear 4h for smoothing vertical movement of the syringe 4a and the piston 4c on the side of the guide 4f are configured. Continuous automatic measuring device for chemical oxygen demand using liposuction and pressure feeding method. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기, 자동계측기(17)에서 측정된 수계의 COD 농도가 일정한 농도 이상을 초과할 경우 상기 신호전송제어장치(13)를 통해 상기 희석장치(3)가 전기적인 신호를 전달받아 수계의 시료를 일정한 비율로 희석되도록 구동됨을 특징으로 하는 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 이용한 화학적 산소요구량 연속자동측정장치.When the COD concentration of the water system measured by the automatic measuring device 17 exceeds a predetermined concentration or more, the dilution device 3 receives an electrical signal through the signal transmission control device 13 to maintain a constant sample of the water system. A continuous automatic measuring device for chemical oxygen demand using a multiple syringe suction / pressure method, which is driven to be diluted at a ratio. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기, 자동계측기(17)의 광센서(9)는 가시선의 파장을 발생시키는 텅스텐-할로겐 램프를 이용하고, 램프에서 발사되는 가시선을 시료방향과 리퍼런스방향으로 나누어 필터를 통해 420nm와 600nm의 파장만을 선택하고 포토다이어드로 인식하여 검출하고, 검출된 광량을 전기적 신호와 배율조정을 통해 측정치로 출력하는 것을 특징으로 하는 다중 실린지 흡입ㆍ압송방식을 이용한 화학적 산소요구량 연속자동측정장치.The optical sensor 9 of the automatic measuring device 17 uses a tungsten-halogen lamp for generating a wavelength of visible light, and divides the visible light emitted from the lamp into a sample direction and a reference direction to filter only wavelengths of 420 nm and 600 nm. A chemical oxygen demand continuous automatic measuring device using a multiple syringe suction and pressure method, characterized in that the selected and recognized by the photo-diode and detected, and outputs the detected light amount as a measured value through the electrical signal and scaling.
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CN115792093A (en) * 2022-12-15 2023-03-14 江苏捷利达环保科技有限公司 COD water quality on-line analyzer and detection system and method thereof

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