KR200366821Y1 - 잔류염소량 측정 센서 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 잔류염소량을 측정하는 센서 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 수질 소독처리시 주입되는 염소의 잔류량을 실시간으로 정확하게 측정하는 센서 및 장치에 관한 것이다. 본 고안에 따른 기술적 과제를 달성하기 위한 잔류염소량 측정 센서는 검출시료의 잔류염소 기체성분을 선택적으로 투과시키며 이중보호망이 도입된 격막부, 상기 격막부를 투과한 잔류염소 기체성분의 안정화와 pH 유지를 위해 조제된 버퍼용액을 담고 있는 버퍼용액 챔버부, 상기 버퍼용액내에 잔류염소 기체성분을 전기분해하기 위한 전극부 및 상기 버퍼용액의 온도를 측정하기 위한 온도 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 고안이 달성하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 검출시료의 유속을 일정하게 유지시켜주며, 검출시료 내에 존재하는 이물질이 센서에 흡착되는 것을 방지하는 잔류염소량 측정 장치를 제공하는 것이다.
Description
본 고안은 잔류염소량을 측정하는 센서 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 수질 소독처리시 주입되는 검출시료의 잔류염소량을 실시간으로 정확하게 측정하는 센서 및 장치에 관한 것이다.
현재 공중위생의 측면에서 공공장소에서 용수에 대한 수질 관리 및 수영장의 욕수에 대한 수질 관리를 위해 염소 소독을 실시하고 있다. 특히, 정수장에서 상수원수의 수질을 측정하여 상수 원수의 변화에 대한 각 처리공정의 지속적인 모니터링이 필요하며, 특히 수인성 질병을 일으킬 수 있는 미생물의 소독은 적재적기에 알맞은 양의 소독제를 투입하여 과다한 소독제의 사용으로 인한 비효율적인 약품의 사용을 억제하고 있다.
상기 잔류염소량을 측정하기 위해, 발색시약을 사용하여 측정하는 분광광도법이 널리 사용되고 있다. 그러나, 상기 발색 시약을 사용하여 잔류염소량을 측정하는 분광광도법은 시약에 의한 2차 오염문제가 발생할 수 있으며, 실시간으로 상기 잔류염소량을 모니터링할 수 없다는 단점을 가지고 있다.
한편, 수용액상에서 분석물질이 물리적 또는 화학적으로 전극과 반응하고 상기 반응에 상응하는 예를 들어, 전압 또는 전류의 반응신호를 나타내는 전극법 잔류염소센서가 사용되고 있다. 상기 전극법 잔류염소 센서는 소정의 발색 시약을 사용하지 않으며, 분석 대상 물질에 대한 감응 시간이 빨라 분석이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 상기 전극법 잔류염소 센서는 현장 시료의 측정에 있어 온도와 검출시료의 유속에 영향을 받는다. 또한, 센서 감지부의 오염과 파손 등으로 전극수명이 단축되어 자주 교체하여야 하는 불편함이 있었다.
본 고안이 달성하고자 하는 기술적 과제는 온도 측정 및 온도 보상이 가능하며, 내성이 우수한 잔류염소량 측정 센서를 제공하는 것이다.
본 고안이 달성하고자 하는 다른 기술적 과제는 검출시료의 유속을 일정하게 유지시켜주며, 검출시료 내에 존재하는 이물질이 센서에 흡착되는 것을 방지하는 잔류염소량 측정 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 상응하는 잔류염소량 측정 센서의 개략도를 도시하고 있다.
도 2는 도 1의 잔류염소량 측정 센서의 격막부를 보다 상세히 도시하고 있는 조립도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 상응하는 잔류염소량 측정 장치를 도시하고 있다.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-
100 : 잔류염소량 측정 센서 110 : 고정캡
120 : 격막부 121 : 외부보호망
122 : 내부보호망 123 : 격막
124 : 상단고정판 125 : 하단고정판
130 : 전극체 131 : 양전극
132 : 음전극 133 : 온도 센서
140 : 버퍼용액 150 : 버퍼용액 챔버
210 : 삼중 구조 원통부 211, 212, 213 : 제 1, 제 2, 제3 원통부
220 : 초음파 발생부 221 : 유입구
222 : 배출구 223 : 연결통로
230 : 상단캡 300 : pH 측정 센서
본 고안에 따른 기술적 과제를 달성하기 위한 잔류염소량 측정 센서는 검출시료의 잔류염소 기체성분을 선택적으로 투과시키며 이중보호망이 도입된 격막부, 상기 격막부를 투과한 잔류염소 기체성분의 안정화와 pH 유지를 위해 조제된 버퍼용액을 담고 있는 버퍼용액 챔버부, 상기 버퍼용액내에 잔류염소 기체성분을 전기분해하기 위한 전극부 및 상기 버퍼용액의 온도를 측정하기 위한 온도 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따른 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 잔류염소량 측정 장치는 소정의 검출시료가 유입되는 제1 원통부, 상기 제1 원통부 안에 배치되어 있으며, 상기 제1 원통부보다 낮은 높이를 가지는 제3 원통부, 상기 제1 원통부와 제3 원통부 사이에 배치되어 있는 제2 원통부, 상기 제1 원통부의 하단과 상기 제3 원통부의 하단을 연결하는 연결통로부, 상기 제3 원통부의 하단에 배치되어 있는 초음파 발생부 및 상기 제3 원통부에 유입된 검출시료의 잔류염소량을 측정하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안에 따른 잔류염소량 측정 센서 및 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 상응하는 잔류염소량 측정 센서의 개략도를 도시하고 있는데, 상기 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 상기 잔류염소량 측정 센서는 고정캡(110), 격막부(120), 전극체(130), 버퍼용액(140) 및 상기 버퍼용액(140)을 수용하는 버퍼용액 챔버(150)를 포함한다.
고정캡(110)은 격막부(120)를 버퍼용액 챔버(150)에 고정시키며, 상기 격막부(120)는 검출시료 내에 존재하는 잔류염소의 기체성분을 버퍼용액(140) 안에 선택적으로 투과시킨다.
상기 버퍼용액(140)은 pH 6.0에서 pH 7.0 사이의 일정한 pH를 유지시키기 위해, 0.1% 내지 0.5%의 인산이수소염(H2PO4 -)과 0.3% 내지 0.7%의 인산수소염(HPO4 2-)으로 이루어져 있다. 한편, 검출시료 내에서 상기 격막부(120)를 투과한 잔류염소의 기체성분이 상기 버퍼용액(140) 내의 양전극(131)과 음전극(132)에서 정량적인 전자전달반응을 일으키게 하기 위해, 상기 버퍼용액(140)에는 전해질 성분인 염화포타슘(KCl)을 5% 내지 10% 첨가한다. 또한, 상기 버퍼용액(140)에 글리세롤(glycerol)을 10% 내지 50% 첨가한다. 상기 버퍼용액(140)의 구성물질들은 물에 녹여 조제하며, 그 첨가량은 질량 퍼센트(%)로 물을 포함해서 총 100%가 되도록 한다. 상기 버퍼용액(140)은 잔류염소의 기체 성분이 상기 버퍼용액(140)에서 전자전달 반응을 일으키기에 최적화된 조성을 가져야하며, 잔류염소의 기체성분 외에는 전극과 반응을 일으키지 않는 물질을 첨가해야한다.
상기 전극체(130)는 버퍼용액(140)이 채워진 버퍼용액 챔버(150) 안에 위치하며, 양전극(131) 및 음전극(132)으로 구성된 전극부 및 온도 센서(133)를 구비하고 있다. 상기 전극부는 상기 격막부(120)를 통해 선택적으로 투과된 검출시료의 잔류염소 기체 성분을 버퍼용액(140) 내에서 전기분해한다. 바람직하게, 상기 양전극(131)의 재질은 은을 염소처리한 은/염화은이며, 상기 음전극(132)의 재질은 백금 또는 금이다. 한편, 상기 온도 센서(133)는 상기 버퍼용액(140)의 온도를 측정한다. 상기 검출시료 및 버퍼용액(140) 내의 잔류염소 기체성분은 온도에 따라 존재 비율을 달리하며, 전극으로의 이동(확산) 속도가 변하여 전기분해 양이 달라진다. 따라서 상기 온도 센서(133)로부터 버퍼용액(140)의 온도를 측정하고, 측정된 버퍼용액(140)의 온도를 통해 실제 잔류염소 농도 참값에 대한 측정값 오류를 보상함으로써, 보다 정확하게 검출시료의 잔류염소량을 측정할 수 있다.
도 2는 도 1의 잔류염소량 측정 센서의 격막부(120)를 보다 상세히 도시하고 있는 조립도이다. 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 격막부(120)는 검출시료의 잔류 염소 기체 성분을 선택적으로 투과시키는 격막(123), 상기 격막을 양쪽 면에서보호하는 외부 및 내부 보호망(121, 122), 상기 격막(123), 외부 및 내부 보호망(121, 122)을 상단 및 하단에서 고정 밀착시키는 상단 및 하단 고정판(124, 125)을 포함하고 있다. 바람직하게, 상기 외부 및 내부 보호망은 나일론 재질로 제작될 수 있으며, 상기 격막(123)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene) 재질로 제작될 수 있다. 본 고안이 적용되는 분야에 따라 다른 재질로 상기 격막(123) 및 보호망(121, 122)을 제작할 수 있으며, 이는 본 고안의 범위에 속한다.
바람직하게, 상기 상단 및 하단 고정판(124, 125)은 테프론, PP 또는 PVC 재질로 제작될 수 있다. 상기 격막(123)의 양쪽 면에 외부 및 내부 보호망(121, 122)을 두고 상기 상단고정판(124)과 하단고정판(125)에 끼워 밀착 조립하여 기밀함으로서 튼튼한 격막부(120)를 형성한다. 이러한 단일분리형 격막부(120)는 외부나 내부로부터의 충격에 내성을 가지며 이중보호망을 통해 격막(123)이 찢어지거나 파손되는 것을 방지할 수 있는 구조를 이룬다. 본 고안이 적용되는 분야에 따라 다른 재질로 상기 상단 및 하단 고정판(124, 125)를 제작할 수 있으며, 이는 본 고안의 범위에 속한다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 상응하는 잔류염소량 측정 장치를 도시하고 있다. 도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 잔류염소량 측정 장치는 제1 원통부(211), 제2 원통부(212), 제3 원통부(213)로 구성된 삼중 구조의 원통부(210), 초음파 발생부(220) 및 상단캡(230)을 포함하고 있다. 상기 제1 원통부(211)와 제3 원통부(213) 사이에 상기 제2 원통부(212)가 배치되어 있으며, 상기 제3 원통부(213)는가장 낮은 높이를 이룸으로서, 상기 제1 원통부(211)와 일정한 높이 차이를 갖는다.
상기 상단캡(230)에는 도 1에 도시되어 있는 잔류염소량 측정 센서(100)가 고정 배치되어 있다. 상단의 상단캡 (230)은 검출시료의 넘침을 막을 뿐만 아니라, 상기 잔류염소량 측정 센서(100)가 삽입되어 상기 제3 원통부(213)의 검출시료에 상기 잔류염소량 측정 센서(100)가 담기도록 고정된다.
상기 잔류염소량 측정 장치는 검출시료가 유입되는 유입구(221) 및 상기 검출시료가 배출되는 배출구(222)를 더 포함하고 있다. 상기 유입구(221)를 통해 검출시료가 상기 제1 원통부(211)로 유입되며, 상기 제1 원통부(211)는 제3 원통부(213)와 연결통로(223)를 통해 서로 연결되어 있다. 따라서, 상기 제1 원통부(211)로 유입되어 채워진 검출시료는 상기 연결통로(223)를 통해 상기 제3 원통부(213)로도 유입된다. 상기 제3 원통부(213)로 유입되는 검출시료는 상기 제1 원통부(211)에서 채워진 검출시료와 상기 제3 원통부(213)의 수압차에 상응하는 양만이 유입되므로, 상기 제3 원통부(213)로 유입되는 검출시료는 일정한 유속으로 유입된다. 한편, 상기 제1 원통부(211)와 상기 제3 원통부(213)에서 넘치는 검출시료는 제2 원통부(212)로 넘어가며, 배출구(222)를 통해 배출된다.
바람직하게, 상기 잔류염소량 측정 장치는 검출시료의 pH를 측정하는 센서(300)를 더 구비하고 있으며, 상기 pH 측정 센서(300)는 상기 상단캡(230)에 상기 잔류염소량 측정 센서와 함께 고정 배치되어 있다. 상기 잔류염소는 pH에 따라 존재 형태를 달리하며, 상기 잔류염소가 포함되어 있는 검출시료의 pH에 따라 측정된 잔류염소량에 오차가 발생한다. 따라서 상기 pH 측정 센서(300)는 검출시료의 pH에 따른 잔류염소 존재비를 보상한다.
한편, 상기 제3 원통부(213) 하단에는 상기 초음파 발생부(220)가 설치되어 있다. 상기 초음파 발생부(220)는 상기 잔류염소량 측정 센서의 격막부(120)에 이물질이 흡착되거나 이물질이 상기 제3 원통부(213)에 축적되는 것을 방지한다.
본 고안에 따른 잔류염소량 측정 센서는 이중보호망에 의해 보호되는 격막부를 구비하고 있으며, 따라서 격막의 내구성을 강화시켜준다.
본 고안에 따른 잔류염소량 측정 센서는 전극체에 온도 측정부를 구비하고 있으며, 상기 온도 측정부를 통해 측정된 버퍼용액의 온도에 따라 측정된 잔류염소량의 오차를 보상할 수 있다.
본 고안에 따른 잔류염소량 측정 장치는 초음파 발생부를 구비하고 있어서 잔류염소량 측정 센서 및 pH 센서에 이물질이 흡착되는 것을 방지하며, 삼중 구조의 원통부를 통해 검출시료가 일정한 유속으로 상기 제3 원통부에 유입되도록 한다.
Claims (7)
- 검출시료의 잔류염소량을 측정하기 위한 센서에 있어서,상기 검출시료의 잔류염소 기체성분을 선택적으로 투과시키는 격막부;상기 격막부를 투과한 잔류염소 기체성분의 안정화와 pH 유지를 위해 조제된 버퍼용액을 담고 있는 버퍼용액 챔버부;상기 버퍼용액내에 잔류염소 기체성분을 전기분해하기 위한 전극부; 및상기 버퍼용액의 온도를 측정하기 위한 온도 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류염소량 측정 센서.
- 제 1 항에 있어서,상기 격막부의 양면에 부착되어 있는 격막 보호망을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류염소량 측정 센서.
- 제 2 항에 있어서,상기 격막 보호망의 재질은 나일론인 것을 특징으로 하는 잔류 염소량 측정 센서.
- 제 1 항에 있어서, 상기 버퍼 용액은질량 퍼센트(%) 단위로 0.1% 내지 0.5%의 인산이수소염(H2PO4 -), 0.3% 내지 0.7%의인산수소염(HPO4 2-), 5% 내지 10%의 염화포타슘(KCl) 및 10% 내지 50%의 글리세롤를 포함하는 수용액인 것을 특징으로 하는 잔류염소량 측정 센서.
- 검출시료의 잔류 염소량을 측정하기 위한 장치에 있어서,소정의 검출시료가 유입되는 제1 원통부;상기 제1 원통부 안에 배치되어 있으며, 상기 제1 원통부보다 낮은 높이를 가지는 제3 원통부;상기 제1 원통부와 제3 원통부 사이에 배치되어 있는 제2 원통부,상기 제1 원통부의 하단과 상기 제2 원통부의 하단을 연결하는 연결통로부;상기 제3 원통부의 하단에 배치되어 있는 초음파 발생부; 및상기 제3 원통부에 유입된 검출시료의 잔류염소량을 측정하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류염소량 측정 장치.
- 제 5 항에 있어서, 상기 센서는상기 검출시료의 잔류염소 기체성분을 선택적으로 투과시키는 격막부;상기 격막부를 투과한 잔류염소 기체성분의 안정화와 pH 유지를 위해 조제된 버퍼용액을 담고 있는 버퍼용액 챔버부;상기 버퍼용액내에 잔류염소 기체성분을 전기분해하기 위한 전극부; 및상기 버퍼용액의 온도를 측정하기 위한 온도 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류염소량 측정 센서.
- 제 5 항에 있어서,상기 제2 원통부에 유입된 검출시료의 pH를 측정하기 위한 pH 측정 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류염소량 측정 장치.
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|---|---|---|---|
| KR20-2004-0021221U KR200366821Y1 (ko) | 2004-07-26 | 2004-07-26 | 잔류염소량 측정 센서 및 장치 |
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ID=49440515
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101221880B1 (ko) | 2012-04-30 | 2013-01-16 | 주식회사 과학기술분석센타 | 탁도 측정 용기가 구비된 수질 측정 센서용 보호캡 및 탁도 측정 용기가 구비된 수질 측정 장치 |
| KR101249893B1 (ko) | 2010-12-10 | 2013-04-02 | 대윤계기산업 주식회사 | 이온선택성 전극을 이용한 염화이온 측정시스템 및 세정장치 |
| KR20190080568A (ko) | 2017-12-28 | 2019-07-08 | 김성준 | 잔류 염소 측정장치 |
| KR102297617B1 (ko) | 2020-12-30 | 2021-09-03 | 주식회사 제이텍 | 광학계별 가시광 투과지수 고유 특성값을 이용하여 현장 교정 및 측정하는 다파장 실시간 농도분석장치 |
| KR102642088B1 (ko) | 2022-12-29 | 2024-03-04 | 주식회사 제이텍워터 | Uv-a 파장대역의 광학밀도를 이용한 실시간 차아염소산나트륨 농도측정장치 |
-
2004
- 2004-07-26 KR KR20-2004-0021221U patent/KR200366821Y1/ko not_active IP Right Cessation
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