KR200389685Y1 - An alkalinity auto-analyzer using a reagent injector based on the drop-counting - Google Patents
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Abstract
본 고안은 알카리도 측정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 시료의 중화 적정시 주입되는 시약의 방울 수를 계수하고 상기 계수된 시약 방울 수에 기초하여 주입된 시약의 양을 계산하여 시료의 알카리도를 자동으로 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an alkalinity measuring apparatus, and more particularly, counts the number of drops of reagent injected during neutralization titration of a sample, and calculates the amount of reagent injected based on the counted number of reagent drops to automatically determine the alkalinity of the sample. It relates to a measuring device.
본 고안에 따른 알카리도 측정 장치는 시약 방울 단위로 시약을 주입하는 시약 주입부, 소정 양의 시료를 담고 있는 시료 분석부, 상기 시약 주입부를 통해 주입되는 시약 방울에 의해 상기 시료의 변화하는 pH를 감지하는 pH 감지부, 상기 pH 감지부를 통해 상기 시료가 소정의 적정 종말점에 도달하는 시점을 감지하고, 상기 시료가 적정 종말점에 도달되는 시점에 상기 시료 분석부로 주입되는 시약을 차단 제어하는 제어부 및 상기 제어부의 의해 상기 시료 분석부로 주입되는 시약을 차단하는 차단 밸브부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An alkali measurement device according to the present invention detects the changing pH of the sample by a reagent injecting unit for injecting the reagent in units of a reagent drop, a sample analyzing unit containing a predetermined amount of the sample, a reagent drop injected through the reagent injecting unit A control unit and the control unit to detect a time point at which the sample reaches a predetermined end point through the pH detecting unit, and to block and control the reagent injected into the sample analysis unit at the time point when the sample reaches the end point. It characterized in that it comprises a shut-off valve unit for blocking the reagent injected into the sample analysis unit by.
Description
본 고안은 알카리도 측정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 시료의 중화 적정시 주입되는 시약의 방울 수를 계수하고 상기 계수된 시약 방울 수에 기초하여 주입된 시약의 양을 계산하여 시료의 알카리도를 자동으로 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an alkalinity measuring apparatus, and more particularly, counts the number of drops of reagent injected during neutralization titration of a sample, and calculates the amount of reagent injected based on the counted number of reagent drops to automatically determine the alkalinity of the sample. It relates to a measuring device.
최근 수질오염에 대한 중요성과 관심도가 증가하면서 국내의 수질환경기준 및 규제기준치가 강화되고 있으며, 수질에 대한 신속하고 정확한 측정은 매우 중요한 사안으로 부각되고 있다. 따라서 수질의 돌발적 변화를 미연에 감지하기 위하여 수질조사지점에 여러 종류의 수질자동분석기를 설치하고 있으며 이러한 장비의 연구개발이 활발히 이루어지고 있다.As the importance and interest in water pollution has increased recently, domestic water quality standards and regulatory standards have been strengthened, and prompt and accurate measurement of water quality has emerged as an important issue. Therefore, in order to detect unexpected changes in water quality, several kinds of automatic water quality analyzers are installed at the water quality survey point, and the research and development of such equipment is being actively conducted.
일반적으로 수질자동분석기는 기존에 실험실에서 손수 분석하던 수질분석법을 자동화한 것이다. 수질의 특정물질을 분석하기 위한 수질분석법에서 화학시약을 정량으로 투입하는 것은 필수적인 공정이다. 그러나 수질자동분석기를 개발함에 있어 화학시약을 정량으로 투입하는 정량주입장치는 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 현재 대부분의 수질자동분석기는 분주 펌프 또는 실린지 펌프를 사용하여 화학시약을 정량주입하고 있다. In general, an automatic water quality analyzer is an automated method for analyzing water quality that has been manually analyzed in a laboratory. In water quality analysis to analyze specific substances in water quality, it is essential to quantify chemical reagents. However, in developing the automatic water quality analyzer, the quantitative injection device for quantitatively adding chemical reagents has some problems. At present, most water quality analyzers use a dispensing pump or syringe pump to inject chemical reagents.
상기 연동 펌프는 튜브를 눌러서 튜브에 채워진 용액시약을 이송시켜 분주하는 것으로 장시간 사용에 상기 튜브의 탄성이 변하거나 찢어지는 현상이 나타난다. 따라서 수시로 주입량을 보정하거나 튜브를 자주 교체해야하는 불편함이 있다. 한편, 상기 실린지 펌프는 장치가 복잡하여 고장이 잦고 무엇보다도 고가장비로서 경제성이 떨어지며 적용범위에 제한이 많다.The peristaltic pump transfers and dispenses a solution reagent filled in the tube by pressing the tube, and the elasticity of the tube changes or tears for a long time. Therefore, there is an inconvenience in that it is necessary to frequently correct the injection amount or replace the tube frequently. On the other hand, the syringe pump has a complicated device, a frequent failure, and above all, as a high-cost equipment, economic efficiency is low, and there are many limitations in the application range.
본 고안이 달성하고자 하는 기술적 과제는 시약 방울로 주입되는 시약 방울의 수를 계수하고, 상기 계수된 시약 방울의 수에 기초하여 소정 양의 시약을 정확하게 주입하는 장치를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an apparatus for counting the number of reagent droplets injected into the reagent droplets and accurately injecting a predetermined amount of reagents based on the counted reagent droplets.
본 고안이 달성하고자 하는 다른 기술적 과제는 중화 적정법을 이용하여 종말점에 도달할 때까지 주입되는 시약 방울의 수를 계수하고, 상기 계수된 시약 방울 수에 기초하여 주입된 시약의 양을 계산하여 시료의 알카리도를 자동으로 측정하는 장치를 제공하는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to count the number of reagent drops injected until the end point is reached by using a neutralization titration method, and calculate the amount of reagent injected based on the counted number of reagent drops. It is to provide a device for automatically measuring alkalinity.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 시약 주입 장치는 시약을 담고 있는 시약 챔버부, 상기 시약 챔버부의 시약을 방울 단위로 주입하는 팁부, 상기 팁부로부터 주입되는 시약 방울에 소정의 광을 발광하고 상기 시약 방울에 의해 산란되는 광을 이용하여 주입되는 시약 방울을 검출하는 시약 방울 검출부, 상기 시약 방울 검출부를 통해 검출된 시약 방울의 수를 계수하여 주입된 시약의 양을 계산하고, 상기 주입된 시약의 양이 주입하고자 하는 시약의 양에 도달하면 상기 시약의 주입을 차단 제어하는 제어부 및 상기 제어부에 의해 상기 팁부를 통해 주입되는 시약을 차단시키는 차단 밸브부를 포함하는 것을 특징으로 한다. Reagent injection device for achieving the technical problem is a reagent chamber portion containing a reagent, a tip portion for injecting the reagent in the reagent unit of the reagent chamber portion, the light emitting a predetermined light to the reagent droplet injected from the tip portion to the reagent droplet A reagent drop detection unit that detects the injected reagent drops using light scattered by the light; and counting the number of reagent drops detected through the reagent droplet detection unit to calculate the amount of injected reagent, and the amount of the injected reagent is injected It characterized in that it comprises a control unit for blocking the injection of the reagent when the amount of the reagent to be blocked and a blocking valve unit for blocking the reagent injected through the tip by the control unit.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 시약 방울 검출부를 통해 검출된 시약 방울의 수를 계수하는 계수부, 상기 계수된 시약 방울의 수에 기초하여 주입된 시약의 양을 계산하는 계산부 및 상기 계산된 시약의 양이 주입할 시약의 양에 도달하면, 시약이 더 이상 주입되지 않도록 상기 차단 밸브부를 제어하기 위한 신호를 생성하는 차단 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control unit is a counting unit for counting the number of reagent drops detected through the reagent drop detection unit, a calculation unit for calculating the amount of reagent injected based on the counted number of reagent drops and the calculated reagent And when the amount reaches the amount of the reagent to be injected, a shutoff control unit for generating a signal for controlling the shutoff valve unit so that the reagent is no longer injected.
바람직하게, 상기 시약 주입 장치는 상기 시약의 온도를 감지하는 온도 감지부를 더 포함하며, 상기 제어부의 계산부는 상기 온도 감지부를 통해 감지된 시약의 온도에 기초하여 상기 팁부에서 형성되는 시약 방울의 부피를 보상하여 주입된 시약의 양을 계산하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the reagent injection device further comprises a temperature sensing unit for sensing the temperature of the reagent, the calculation unit of the control unit based on the temperature of the reagent detected through the temperature sensing unit the volume of the reagent droplets formed in the tip portion Compensating for calculating the amount of reagent injected.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 알카리도 측정 장치는 시약 방울 단위로 시약을 주입하는 시약 주입부, 소정 양의 시료를 담고 있는 시료 분석부, 상기 시약 주입부를 통해 주입되는 시약 방울에 의해 상기 시료의 변화하는 pH를 감지하는 pH 감지부, 상기 pH 감지부를 통해 상기 시료가 소정의 적정 종말점에 도달하는 시점을 감지하고, 상기 시료가 적정 종말점에 도달되는 시점에 상기 시료 분석부로 주입되는 시약을 차단 제어하는 제어부 및 상기 제어부의 의해 상기 시료 분석부로 주입되는 시약을 차단하는 차단 밸브부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Alkaline measuring device for achieving the technical problem is a reagent injection unit for injecting the reagent in the reagent drop unit, a sample analysis unit containing a predetermined amount of the sample, the change of the sample by the reagent drop injected through the reagent injection unit a pH sensing unit for detecting a pH and a control unit for detecting a time point when the sample reaches a predetermined end point through the pH detecting unit and controlling to block a reagent injected into the sample analysis unit when the sample reaches the end point And it characterized in that it comprises a shut-off valve unit for blocking the reagent injected into the sample analysis unit by the control unit.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 pH 감지부를 통해 상기 시료가 소정의 적정 종말점에 도달하는 시점을 감지하는 적정 종말점 감지부, 상기 적정 종말점 감지부를 통해 감지된 상기 시료의 적정 종말점 시점까지 주입된 시약 방울의 양에 기초하여 상기 시료의 알카리도를 계산하는 계산부 및 상기 시료가 적정 종말점에 도달하면, 시약이 더 이상 주입되지 않도록 상기 차단 밸브부를 제어하기 위한 신호를 생성하는 차단 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the control unit is a suitable endpoint detection unit for detecting the point of time when the sample reaches a predetermined proper end point through the pH detection unit, the reagent droplet injected to the appropriate end point time of the sample detected by the appropriate end point detection unit A calculation unit for calculating the alkalinity of the sample based on the amount, and a shutoff control unit for generating a signal for controlling the shutoff valve unit so that the reagent is no longer injected when the sample reaches the proper end point. .
바람직하게, 상기 알카리도 측정 장치는 상기 시료 분석부의 시료의 양을 일정하게 유지시켜주기 위해, 상기 시료 분석부의 시료를 외부로 배출시키는, 상기 시료 분석조에 배치되어 있는 관부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다Preferably, the alkalinity measuring device further comprises a pipe portion disposed in the sample analysis tank for discharging the sample of the sample analysis unit to the outside in order to maintain a constant amount of the sample of the sample analysis unit.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안에 따른 방울계수방식의 시약 주입 장치 및 이를 이용한 알카리도 측정 장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the droplet counting reagent injection device and the alkalinity measuring device using the same.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 상응하는 시약 주입 장치에 대한 개략도를 도시하고 있다. 도 1을 참고하여, 상기 시약 주입 장치는 시약 챔버부(110), 온도 감지부(120), 제1 밸브부(130), 차단밸브부(140), 팁부(150), 시약 방울 검출부(160), 제어부(170), 디스플레이부(180) 및 사용자 인터페이스부(190)를 포함한다.1 shows a schematic diagram of a reagent injection device corresponding to one embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the reagent injection device includes a reagent chamber 110, a temperature sensor 120, a first valve 130, a shutoff valve 140, a tip 150, and a reagent drop detector 160. ), A controller 170, a display 180, and a user interface 190.
상기 시약 챔버부(110)는 소정의 시약을 담고 있으며, 상기 시약 챔버부(110)는 시료 유입구(111)와 배출구(112)를 구비하고 있다. 상기 시료 유입구(111)를 통하여 시약이 유입되며 상기 시약 챔버부(110)에 소정 양 이상의 시약이 유입되는 경우 배출구(112)를 통하여 시약이 배출된다. 한편, 상기 시약 챔버부(110)는 이동구(113)에 연결되어 있으며, 상기 이동구(113)를 통해 시약 챔버부(110)의 시약이 팁부(150)로 이동한다. 바람직하게, 상기 이동구(113)는 상기 시약 챔버부(110)의 하단에 구비되어 있다.The reagent chamber 110 contains a predetermined reagent, and the reagent chamber 110 includes a sample inlet 111 and an outlet 112. Reagents are introduced through the sample inlet 111, and when a predetermined amount or more of reagents is introduced into the reagent chamber 110, the reagents are discharged through the outlet 112. On the other hand, the reagent chamber 110 is connected to the moving port 113, the reagent of the reagent chamber 110 is moved to the tip unit 150 through the moving port 113. Preferably, the moving tool 113 is provided at the lower end of the reagent chamber 110.
상기 시약 챔버부(110) 내에는 온도 감지부(120)가 배치되어 있으며, 상기 온도 감지부(120)를 통해 시약 챔버부(110)에 담겨져 있는 시약의 온도를 감지한다.The temperature sensing unit 120 is disposed in the reagent chamber 110, and senses the temperature of the reagent contained in the reagent chamber 110 through the temperature sensing unit 120.
상기 제1 밸브부(130)는 상기 시약챔버부(110)에서 이동구(113)를 통해 팁부(150)로 이동하는 시약의 양과 속도를 제어한다. 상기 제1 밸브부(130)는 시약의 양과 이동 속도를 제어하여, 상기 팁부(150)에서 일정한 부피의 시약 방울이 형성되어 주입되도록 조절한다. The first valve unit 130 controls the amount and speed of the reagent moving from the reagent chamber unit 110 to the tip unit 150 through the moving port 113. The first valve unit 130 controls the amount and the moving speed of the reagent, and adjusts so that a predetermined volume of reagent droplets are formed and injected from the tip unit 150.
도 2는 시약 방울간의 형성 시간에 따른 시약 방울의 부피를 도시하고 있다. 도 2를 참고로, 상기 팁부(150)를 통해 시약 방울이 형성되어 시간이 0.4초 이상인 경우, 상기 시약 방울은 거의 일정한 부피, 예를 들어 0.219 ± 0.0002 mL/방울로 주입된다. 따라서 상기 실시예에서 상기 제1 밸브부(130)을 통하여 팁부(150)에서 시약 방울이 형성되는 시간을 0.4초 이상으로 제어해주어야만 일정량의 부피를 가지는 방울을 얻을 수 있다.2 shows the volume of reagent droplets over time of formation between reagent droplets. Referring to FIG. 2, when a reagent drop is formed through the tip part 150 and the time is 0.4 seconds or more, the reagent drop is injected into a substantially constant volume, for example, 0.219 ± 0.0002 mL / drop. Therefore, in the embodiment, the droplet having a certain amount of volume can be obtained only by controlling the time at which the reagent droplet is formed at the tip portion 150 through 0.4 seconds or more through the first valve 130.
다시 도 1을 참고로, 주입하고자 하는 양의 시약이 주입되면 상기 차단밸브부(140)는 상기 제어부(170)의 제어에 의해 상기 시약 챔버부(110)로부터 팁부(150)로 이동하는 시약을 차단한다.Referring back to FIG. 1, when a reagent to be injected is injected, the shutoff valve unit 140 moves a reagent from the reagent chamber unit 110 to the tip unit 150 under the control of the controller 170. Block it.
상기 팁부(150)는 상기 시약이 방울로 맺혀 주입되는 부분으로 일정한 재질로 구성되어 있으며, 상기 팁부(150)의 끝은 일정한 크기의 지름을 가진다. 바람직하게, 상기 팁부(150)의 재질은 유리, PE 또는 PP로 구성되며, 팁부(150)의 끝 지름은 0.1 mm 내지 0.5 mm이다. 본 고안이 적용되는 분야에 따라, 상기 팁부(150)는 다른 재질로 구성될 수 있으며, 다른 크기의 팁부(150) 끝 지름을 가질 수 있다. The tip portion 150 is a portion in which the reagent is formed into a drop and is made of a predetermined material, and the tip portion 150 has a diameter of a predetermined size. Preferably, the tip portion 150 is made of glass, PE, or PP, and the tip diameter of the tip portion 150 is 0.1 mm to 0.5 mm. According to the field to which the present invention is applied, the tip part 150 may be made of different materials, and may have tip diameters of tip sizes 150 of different sizes.
상기 시약 방울 검출부(160)는 발광부(161)와 수광부(162)를 구비하고 있으며, 바람직하게 상기 발광부(161)와 수광부(162)는 암실(163)에 배치되어 있다. 상기 시약 방울 검출부(160)는 상기 팁부(150)로부터 주입되는 시약 방울을 검출하도록 상기 팁부(150)의 밑에 배치되어 있으며, 상기 발광부(161)와 수광부(162)는 상기 팁부(150)로부터 주입되는 시약 방울을 검출할 수 있도록 일직선으로 배치되어 있다. 상기 발광부(161)는 상기 수광부(162)로 소정의 광을 발광한다. 상기 팁부(150)로부터 주입되는 시약 방울이 상기 발광부(161)로부터 발광되는 광을 통과할 때, 상기 발광부(161)로부터 발광된 광은 시약 액체에 의해 산란되며, 상기 산란된 광은 수광부(162)로 수광된다. 상기 수광부(162)를 통해 수광된 광은 시약 방울에 의해 산란되지 않은 경우와 산란된 경우에 따라 서로 다르며, 상기 수광부(162)는 상기 수광된 광에 따라 서로 다른 크기의 전기 신호를 생성한다.The reagent drop detection unit 160 includes a light emitting unit 161 and a light receiving unit 162. Preferably, the light emitting unit 161 and the light receiving unit 162 are disposed in the dark room 163. The reagent drop detection unit 160 is disposed under the tip unit 150 to detect reagent drops injected from the tip unit 150, and the light emitting unit 161 and the light receiving unit 162 are separated from the tip unit 150. It is arranged in a straight line to detect the drop of reagent injected. The light emitting unit 161 emits predetermined light to the light receiving unit 162. When the reagent droplet injected from the tip unit 150 passes the light emitted from the light emitting unit 161, the light emitted from the light emitting unit 161 is scattered by the reagent liquid, and the scattered light is received by the light receiving unit ( 162). The light received through the light receiver 162 is different from the scattered and scattered by the reagent droplets, and the light receiver 162 generates electrical signals having different sizes according to the received light.
상기 제어부(170)는 상기 시약 방울 검출부(160)를 통해 검출된 시약 방울의 수를 계수하고, 상기 계수된 시약 방울의 수에 기초하여 주입되는 시약의 양을 계산하여 주입하고자 하는 시약의 양 이상의 시약이 주입되지 않도록 상기 차단 밸브부(140)를 제어한다. 상기 제어부(170)는 주입하고자 하는 양의 시약이 주입되면, 상기 차단밸브부(140)를 통해 더 이상 시약이 주입되지 않도록 상기 차단 밸브부(140)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 상기 차단밸브부(140)는 상기 제어 신호에 의해 상기 시약 챔버부(110)로부터 상기 팁부(150)로 이동하는 시약을 차단한다. The control unit 170 counts the number of reagent drops detected by the reagent drop detection unit 160, calculates the amount of reagent to be injected based on the counted number of reagent drops, or more than the amount of reagents to be injected. The shutoff valve part 140 is controlled to prevent the reagent from being injected. When the amount of reagent to be injected is injected, the controller 170 generates a control signal for controlling the shutoff valve 140 so that no more reagent is injected through the shutoff valve 140. The shutoff valve part 140 blocks a reagent moving from the reagent chamber part 110 to the tip part 150 by the control signal.
상기 제어부(170)에는 디스플레이부(180)와 사용자 인터페이스부(190)가 접속되어 있다. 상기 디스플레이부(180)는 상기 제어부(170)에서 상기 계수된 시약 방울의 수에 기초하여 계산된, 주입된 시약의 양을 디스플레이한다. 한편, 상기 사용자 인터페이스부(190)는 사용자 명령을 입력하기 위한 키 패널을 구비하고 있으며, 사용자는 상기 키 패널을 통해 주입하고자 하는 시약의 양을 입력한다. 본 고안이 적용되는 분야에 따라, 상기 주입된 시약의 양은 소리, 진동 등으로 표현될 수 있으며 이는 본 고안의 범위에 속한다. 한편, 본 고안이 적용되는 분야에 따라, 상기 주입하고자 하는 시약의 양은 키 패널 이외에 사용자의 목소리, 움직임 등에 의해 입력될 수 있으며 이는 본 고안의 범위에 속한다.The display unit 180 and the user interface unit 190 are connected to the controller 170. The display unit 180 displays the amount of reagent injected, calculated based on the number of reagent drops counted by the controller 170. Meanwhile, the user interface unit 190 includes a key panel for inputting a user command, and the user inputs an amount of reagent to be injected through the key panel. Depending on the field to which the present invention is applied, the amount of reagent injected may be expressed by sound, vibration, etc., which is within the scope of the present invention. On the other hand, according to the field to which the present invention is applied, the amount of reagent to be injected may be input by the voice, movement, etc. of the user in addition to the key panel, which is within the scope of the present invention.
도 3은 상기 제어부(170)를 보다 상세히 도시하고 있는 기능 블록도이다. 도 3을 참고로, 상기 제어부(170)는 계수부(310), 계산부(320) 및 차단 제어부(330)를 구비하고 있다. 상기 계수부(310)는 상기 수광부(612)로부터 생성된 전기 신호에 기초하여 상기 팁부(150)로부터 주입되는 시약 방울의 수를 계수한다. 상기 계산부(320)는 상기 계수된 시약 방울의 수에 기초하여, 주입된 시약의 양을 계산한다. 상기 팁부(150)로부터 형성되는 시약 방울의 부피는 일정 속도 이하로 시약 방울을 주입할 때 거의 일정하다. 상기 팁부(150)를 통해 형성되는 시약 방울의 부피는 팁부(150)와 시약 사이의 표면장력에 의해 결정된다. 일반적인 액체 방울의 형성에 따른 액체와 팁부 사이의 표면장력은 아래의 수학식(1)과 같이 계산된다.3 is a functional block diagram illustrating the controller 170 in more detail. Referring to FIG. 3, the controller 170 includes a counter 310, a calculator 320, and a blocking controller 330. The counting unit 310 counts the number of reagent droplets injected from the tip unit 150 based on the electrical signal generated from the light receiving unit 612. The calculation unit 320 calculates the amount of reagent injected based on the counted number of reagent drops. The volume of the reagent droplets formed from the tip portion 150 is almost constant when the reagent droplets are injected at a predetermined rate or less. The volume of the reagent droplet formed through the tip portion 150 is determined by the surface tension between the tip portion 150 and the reagent. Surface tension between the liquid and the tip portion in accordance with the formation of a typical liquid drop is calculated as shown in Equation (1) below.
[수학식1] [Equation 1]
상기 수학식(1)을 통해 계산되는 액체 방울의 부피는 아래의 수학식(2)와 같이 계산된다.The volume of the liquid drop calculated through Equation (1) is calculated as Equation (2) below.
[수학식2] [Equation 2]
상기 수학식(2)을 참고로, 상기 팁부에서 형성되는 용액시약의 방울 부피는 팁부의 지름, 표면장력, 시약방울의 외부와 내부 사이의 밀도차 및 중력가속도에 의존한다. 따라서, 일정한 온도에서 상기 사용되는 용액시약이 한가지로 고정적이고 상기 팁부(150)의 지름이 일정하면, 상기 중력가속도가 일정하기 때문에, 상기 팁부(150)를 통해 형성되는 시약 방울의 부피는 일정하게 된다. 또한 주입되는 시약 방울과 팁부(150) 사이의 표면 장력 및 시약 방울의 밀도는 온도에 따라 그 값이 변하며, 이를 감안하여 온도보상이 가능하도록 한다.Referring to Equation (2), the droplet volume of the solution reagent formed at the tip portion depends on the diameter of the tip portion, the surface tension, the density difference between the outside and the inside of the reagent droplet and the acceleration of gravity. Therefore, if the solution reagent used is fixed at one temperature and the diameter of the tip portion 150 is constant, since the gravity acceleration is constant, the volume of the reagent droplet formed through the tip portion 150 is constant. do. In addition, the surface tension between the injected reagent droplet and the tip portion 150 and the density of the reagent droplet is changed in accordance with the temperature, in consideration of this to enable temperature compensation.
바람직하게, 상기 계산부(320)는 상기 온도 감지부(120)를 통해 감지된 시약의 온도를 고려하여 상기 주입된 시약의 양을 계산한다. 상기 온도에 따라 표면 장력 및 시약 방울의 밀도가 변하며, 상기 표면 장력 및 시약 방울의 밀도가 변함에 따라 상기 수학식(2)에 따라 팁부(150)에서 형성되는 시약 방울의 부피가 달라진다. 따라서, 상기 계산부(320)는 상기 온도 감지부(120)를 통해 감지된 상기 시약 온도에 상응하는 상기 시약 방울과 팁부(150) 사이의 표면 장력 및 시약 방울의 밀도에 따라 팁부(150)에서 형성되는 시약 방울의 부피를 보상한다. 즉, 상기 계산부(320)는 상기 온도 감지부(120)를 통해 감지된 시약의 온도를 고려하여 주입된 시약의 양을 계산한다.Preferably, the calculator 320 calculates the amount of the injected reagent in consideration of the temperature of the reagent detected by the temperature sensor 120. The surface tension and the density of the reagent droplets change according to the temperature, and as the surface tension and the density of the reagent droplets change, the volume of the reagent droplets formed in the tip unit 150 varies according to Equation (2). Therefore, the calculation unit 320 is at the tip unit 150 according to the surface tension between the reagent droplet and the tip unit 150 and the density of the reagent droplet corresponding to the reagent temperature detected by the temperature sensing unit 120. Compensate for the volume of reagent droplets that form. That is, the calculator 320 calculates the amount of reagent injected in consideration of the temperature of the reagent detected by the temperature sensor 120.
도 4는 물의 온도 변화에 따른 물의 밀도 변화와 물의 표현 장력의 변화를 도시하고 있는 테이블이다. 본 고안의 일 실시예에 상응하는 방울계수방식의 정량주입장치는 일반적으로 물이 90% 이상인 수용액 시약을 사용하도록 설계되어 있다. 따라서, 도 4를 참고로, 온도에 따른 물의 밀도 변화와 온도에 따른 물의 표면장력 변화를 이론적 계산을 통해 보상하여 보다 정확한 양의 시약 주입이 가능하다. 바람직하게, 실험적으로 온도에 따른 주입량 변화를 함수화하고 이를 상기 계산부(320)에 입력하여 보다 정확한 양이 주입되도록 보상 한다.4 is a table showing a change in density of water and a change in expression tension of water according to a change in water temperature. Droplet-type metering device corresponding to an embodiment of the present invention is generally designed to use an aqueous solution reagent of 90% or more water. Therefore, referring to FIG. 4, a more accurate amount of reagent can be injected by compensating the density change of water with temperature and the surface tension change of water with temperature through theoretical calculations. Preferably, by experimentally functioning the injection amount change according to the temperature and input it to the calculation unit 320 to compensate for a more accurate amount is injected.
다시 도 3을 참고로, 상기 차단 제어부(330)는 상기 계산부(320)를 통해 계산된, 주입된 시약의 양이 소정 양에 도달하면, 상기 차단밸브부(140)를 차단하기 위한 제어 신호를 생성한다. 상기 차단밸브부(140)는 상기 제어 신호에 따라 상기 시약 챔버부(110)로부터 팁부(150)로 이동하는 시약을 차단한다.Referring to FIG. 3 again, the blocking control unit 330 controls the blocking valve unit 140 to block the blocking valve unit 140 when the amount of the reagent injected through the calculation unit 320 reaches a predetermined amount. Create The shutoff valve part 140 blocks the reagent moving from the reagent chamber part 110 to the tip part 150 according to the control signal.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 상응하는, 자동으로 시료의 알카리도를 측정하기 위한 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 도 5를 참고로, 상기 알카리도 측정 장치는 시약 주입부(510), 시료 분석부(520), pH 감지부(530), 제어부(540), 디스플레이부(550), 세정부(560) 및 pH 보상부(570)를 구비하고 있다.5 schematically shows an apparatus for automatically measuring the alkalinity of a sample, corresponding to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the alkalinity measuring apparatus includes a reagent injector 510, a sample analyzer 520, a pH detector 530, a controller 540, a display 550, a cleaner 560, and a pH. Compensation unit 570 is provided.
상기 시약 주입부(510)는 시약 챔버부(511), 온도 감지부(512), 제1 밸브부(513), 차단 밸브부(514), 팁부(515) 및 시약 방울 검출부(516)를 구비하고 있으며, 소정의 시약을 상기 시료 분석부(520)에 방울 단위로 주입한다. 상기 시약 챔버부, 온도 감지부, 제1 밸브부, 차단밸브부, 팁부 및 시약 방울 검출부는 상기 도 1을 참고로 설명된 시약 주입 장치의 시약 챔버부(110), 온도 감지부(120), 제1 밸브부(130), 차단밸브부(140), 팁부(150) 및 시약 방울 검출부(160)와 동일하게 동작하며, 이하 이에 대한 설명은 생략한다.The reagent injector 510 includes a reagent chamber 511, a temperature sensor 512, a first valve 513, a shutoff valve 514, a tip 515, and a reagent drop detector 516. The predetermined reagent is injected into the sample analyzing unit 520 dropwise. The reagent chamber unit, the temperature sensing unit, the first valve unit, the shutoff valve unit, the tip unit, and the reagent drop detector unit, the reagent chamber unit 110, the temperature sensing unit 120, The same operation as the first valve unit 130, the shutoff valve unit 140, the tip unit 150, and the reagent drop detection unit 160 will be omitted.
상기 시료 분석부(520)에는 측정하고자 하는, 시료 유입밸브부(580)로부터 유입된 시료가 담겨져 있다. 상기 시료 분석부(520) 내에는 관부(525)가 배치되어 있으며, 상기 관부(525)를 통해 상기 시료 분석조(520)의 시료의 양을 일정하게 유지시켜 준다. 일정 양 이상의 시료가 상기 시료 분석부(520)에 유입되는 경우, 상기 관부(525)를 통해 상기 시료 분석부(520)의 시료가 외부로 배출된다. 상기 관부(525)는 끝 부분이 휘어져 있는 고리를 구비하는 관으로서, 상기 고리 끝부분까지만 시료가 채워지고 나머지 시료는 상기 관부(525)를 통해 외부로 배출된다. 바람직하게, 상기 관부(525)에는 배출 펌프(미도시)가 구비되어 있으며, 상기 배출 펌브를 통해 외부로 배출된다. 본 고안이 적용되는 분야에 따라 다른 종류의 관부가 사용될 수 있으며 이는 본 고안의 범위에 속한다.The sample analyzing unit 520 contains a sample introduced from the sample inlet valve unit 580 to be measured. The pipe part 525 is disposed in the sample analyzer 520, and maintains a constant amount of a sample of the sample analyzer 520 through the pipe part 525. When a predetermined amount or more of the sample is introduced into the sample analyzing unit 520, the sample of the sample analyzing unit 520 is discharged to the outside through the pipe unit 525. The tube portion 525 is a tube having a ring having an end bent, the sample is filled only to the end of the ring and the remaining sample is discharged to the outside through the tube portion 525. Preferably, the pipe 525 is provided with a discharge pump (not shown), and is discharged to the outside through the discharge pump. Different types of pipes may be used depending on the field to which the present invention is applied, which is within the scope of the present invention.
한편, 상기 시료 분석부(520) 내에는 상기 시약 주입부(510)를 통해 주입되는 시약과 상기 시료 분석부(520)에 담겨져 있는 시약을 서로 균일하게 혼합하는 혼합부를 더 구비하고 있다. 상기 혼합부는 교반자(527)와 교반장치(528)로 구성되어 있는데, 상기 교반자(527)는 상기 시료 분석부(520)에 담겨진 시료에서 회전함으로서 상기 시약이 주입될 때 빠르게 중화반응이 일어날 수 있도록 시료를 교반한다. 상기 교반장치(528)는 상기 교반자(527)를 회전할 수 있도록 하는 장치이다.On the other hand, the sample analyzer 520 is further provided with a mixing unit for uniformly mixing the reagents injected through the reagent injection unit 510 and the reagents contained in the sample analysis unit 520 with each other. The mixing unit is composed of a stirrer (527) and a stirring device 528, the stirrer (527) is rotated in the sample contained in the sample analyzer 520, the neutralization reaction occurs quickly when the reagent is injected Stir the sample so that it can. The stirring device 528 is a device to rotate the stirrer (527).
상기 pH 감지부(530)는 상기 시약 주입부(510)를 통해 주입되는 시약에 의해 변화하는, 상기 시료 분석부(520)에 담겨져 있는 시료의 pH를 감지한다. The pH detector 530 detects the pH of the sample contained in the sample analyzer 520, which is changed by the reagent injected through the reagent injector 510.
상기 제어부(540)는 상기 pH 감지부(530)를 통해 감지된 상기 시료의 pH에 기초하여 상기 시료가 적정 종말점에 도달할 때까지 주입된 시약의 양을 계산하고, 상기 계산된 시약의 양에 기초하여 상기 시료의 알카리도를 계산한다. 한편, 상기 디스플레이부(550)는 상기 제어부(540)를 통해 계산된 시료의 알카리도를 디스플레이하거나, 주입된 시약의 양 등을 디스플레이한다. 본 고안이 적용되는 분야에 따라 상기 계산된 시료의 알카리도 또는 주입된 시약의 양 등은 소리 또는 진동 등으로 표현될 수 있으며 이는 본 고안의 범위에 속한다.The control unit 540 calculates the amount of reagent injected until the sample reaches the proper end point based on the pH of the sample detected by the pH detecting unit 530, and the calculated amount of the reagent Based on the alkalinity of the sample is calculated. On the other hand, the display unit 550 displays the alkalinity of the sample calculated by the control unit 540, or displays the amount of reagent injected. Depending on the field to which the present invention is applied, the calculated alkalinity of the sample or the amount of reagent injected may be expressed by sound or vibration, etc., which falls within the scope of the present invention.
소정의 알카리도 측정 주기에 따라 상기 시료 분석조(520)에 담겨져 있던 시료는 외부로 배출된다. 상기 세정부(560)는 상기 알카리도 측정 주기에 상기 시료 분석조(520)에 세정액을 유입하고 상기 유입된 세정액을 이용하여 상기 시료 분석조(520)에 새로운 시료가 유입되기 전에 상기 시료 분석조(520)를 세정한다. 상기 pH 보상부(570)는 상기 알카리도 측정 주기에 따라 pH 표준액을 상기 시료 분석부(520)에 유입하여 상기 pH 감지부(530)의 pH 감지 오차를 보상한다. 본 고안이 적용되는 분야에 따라, 상기 제어부(540)는 상기 알카리도 측정 주기에 따라 상기 세정부(560) 및 pH 보상부(570)가 작동하도록 제어한다.도 6는 본 고안의 일 실시예에 상응하는 제어부(540)를 보다 구체적으로 도시하고 있는 기능 블록도이다. 상기 제어부(540)는 적정 종말점 감지부(610), 차단 제어부(620) 및 계산부(630)를 구비하고 있다. 상기 적정 종말점 감지부(610)는 상기 pH 감지부(530)를 통해 감지된, 상기 시료 분석부(520)에 있는 시료의 변화하는 pH에 기초하여 상기 시료가 소정 pH의 적정 종말점에 도달하는 시점을 감지한다. 상기 차단 제어부(620)는 상기 시료가 적정 종말점에 도달하는 시점에 상기 시약 주입부(510)의 차단밸브부(514)를 통해 상기 시약 주입부(510)의 시약이 시약 분석부(520)에 주입되는 것을 차단한다. 상기 계산부(630)는 제1 계산부(632)와 제2 계산부(634)를 구비하고 있다. 상기 제1 계산부(510)는 상기 적정 종말점 감지부(610)를 통해 감지된 시료의 적정 종말점까지 상기 시약 주입부(510)를 통해 주입된 시약의 양을 계산한다. 한편, 상기 제2 계산부(634)는 상기 제1 계산부(632)를 통해 계산된 주입된 시약의 양에 기초하여 상기 시료의 알카리도를 계산한다. 바람직하게, 상기 제1 계산부(632)는 시약 주입부(510)의 온도 감지부로부터 제공받은 상기 시약 챔버부의 시약 온도를 고려하여 주입된 시약의 양을 계산한다. 상기 제1 계산부(632)와 상기 제2 계산부(634)에서 계산된 주입된 시약의 양과 상기 시료의 알카리도는 디스플레이부(550)을 통해 디스플레이된다.Samples contained in the sample analyzer 520 are discharged to the outside according to a predetermined alkalinity measurement cycle. The cleaning unit 560 introduces a cleaning solution into the sample analyzer 520 in the alkalinity measurement cycle and before the new sample is introduced into the sample analyzer 520 by using the introduced cleaning solution. 520 is cleaned. The pH compensator 570 compensates the pH detection error of the pH detector 530 by introducing the pH standard solution into the sample analyzer 520 according to the alkalinity measurement cycle. According to the field to which the present invention is applied, the control unit 540 controls the cleaning unit 560 and the pH compensating unit 570 to operate according to the alkalinity measurement cycle. FIG. 6 illustrates an embodiment of the present invention. A functional block diagram illustrating in more detail the corresponding control unit 540. The controller 540 includes an appropriate endpoint detector 610, a blocking controller 620, and a calculator 630. The titration endpoint detecting unit 610 is a point of time when the sample reaches the appropriate end point of the predetermined pH based on the pH of the sample in the sample analyzer 520, which is detected by the pH detector 530 Detect. The blocking control unit 620 passes the reagent of the reagent injection unit 510 to the reagent analysis unit 520 through the blocking valve unit 514 of the reagent injection unit 510 when the sample reaches the proper end point. Block injection The calculation unit 630 includes a first calculation unit 632 and a second calculation unit 634. The first calculator 510 calculates the amount of reagent injected through the reagent injector 510 to the proper end point of the sample detected by the proper endpoint detector 610. Meanwhile, the second calculator 634 calculates an alkalinity of the sample based on the amount of reagent injected through the first calculator 632. Preferably, the first calculator 632 calculates the amount of reagent injected in consideration of the reagent temperature of the reagent chamber provided from the temperature detector of the reagent injector 510. The amount of injected reagent and the alkalinity of the sample calculated by the first calculator 632 and the second calculator 634 are displayed on the display unit 550.
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본 고안은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 고안에 따른 시약 주입 장치는 주입된 시약 방울의 수를 계수하고, 상기 계수된 시약 방울의 수에 기초하여 주입된 시약의 양을 계산함으로써, 주입하고자 하는 시약의 양을 정확하게 주입할 수 있다. 또한, 상기 시약 주입 장치는 상기 시약의 온도를 감지하여 시약 방울의 형성에 따른 밀도와 표면장력의 변화를 보상함으로써, 정확하게 주입되는 시약의 양을 제어할 수 있다.The reagent injection device according to the present invention can accurately inject the amount of reagent to be injected by counting the number of injected reagent drops and calculating the amount of reagent injected based on the counted number of reagent drops. In addition, the reagent injection device can control the amount of reagent accurately injected by sensing the temperature of the reagent to compensate for the change in density and surface tension due to the formation of reagent droplets.
또한, 본 고안에 따른 알카리도 측정 장치는 시료가 적정 종말점에 도달할 때까지 주입된 시약 방울의 수를 계수하고, 상기 계수된 시약 방울 수에 기초하여 주입된 시약의 양을 계산함으로써, 정확하게 시료의 알카리도를 측정할 수 있다.In addition, the alkalinity measuring apparatus according to the present invention counts the number of reagent drops injected until the sample reaches the proper end point, and calculates the amount of reagent injected based on the counted reagent drops, thereby accurately measuring the amount of reagent. Alkaline degree can be measured.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 상응하는 시약 주입 장치를 개략적으로 도시하고 있다.1 schematically shows a reagent injection device corresponding to one embodiment of the present invention.
도 2은 시약 방울간의 주입 시간에 따른 시약 방울의 부피를 도시하고 있다.2 shows the volume of reagent droplets over time of injection between reagent droplets.
도 3는 본 고안의 일 실시예에 상응하는 제어부를 보다 구체적으로 도시하고 있는 기능 블록도이다.3 is a functional block diagram more specifically showing a control unit corresponding to an embodiment of the present invention.
도 4는 물의 온도 변화에 따른 물의 밀도 변화와 물의 표현 장력의 변화를 도시하고 있는 테이블이다.4 is a table showing a change in density of water and a change in expression tension of water according to a change in water temperature.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 상응하는 알카리도 측정 장치를 개략적으로 도시하고 있다.5 schematically shows an alkalinity measuring device corresponding to one embodiment of the present invention.
도 6는 본 고안의 알카리도 측정 장치에 상응하는 제어부를 보다 구체적으로 도시하고 있는 기능 블록도이다.6 is a functional block diagram more specifically showing a control unit corresponding to the alkalinity measuring apparatus of the present invention.
-도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols on main parts of drawing
110 : 시약 챔버부 111 : 시료 유입구110: reagent chamber portion 111: sample inlet
112 : 시료 배출구 113 : 이동구112: sample outlet 113: moving port
120 : 온도 감지부 130 : 제1 밸브부120: temperature sensing unit 130: first valve unit
140 : 차단 밸브부 150 : 팁부140: shutoff valve portion 150: tip portion
160 : 시약 방울 검출부 161 : 발광부160: reagent drop detection unit 161: light emitting unit
162 : 수광부 163 : 암실162: light receiver 163: dark room
170 : 제어부 180 : 디스플레이부170: control unit 180: display unit
190 : 사용자 인터페이스부 310 : 계수부190: user interface unit 310: counting unit
320 : 계산부 330 : 차단 제어부320: calculation unit 330: blocking control unit
510 : 시약 주입부 511 : 시약 챔버부510: reagent injection unit 511: reagent chamber
512 : 온도 감지부 513 : 제1 밸브부512: temperature detection unit 513: first valve unit
514 : 차단 밸브부 515 : 팁부514: shutoff valve portion 515: tip portion
516 : 시약 방울 검출부 520 : 시료 분석부516: reagent drop detection unit 520: sample analysis unit
527 : 교반자 528 : 교반장치527: Stirrer 528: Stirrer
530 : pH 감지부 540 : 제어부530: pH detection unit 540: control unit
550 : 디스플레이브 560 : 세정부550: display 560: cleaning unit
570 : pH 보상부 580 : 시료 유입밸브부570: pH compensation unit 580: sample inlet valve unit
610 : 적정 종말점 감지부 620 : 차단 제어부610: proper end point detection unit 620: blocking control unit
630 : 계산부 632 : 제1 계산부630: calculator 632: first calculator
634 : 제2 계산부634: second calculation unit
Claims (12)
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