KR20040080607A - Tubidity measuring device and its measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광원의 광량과 2지점에서 산란광의 세기를 동시에 측정하여 탁도를 정밀하게 측정할 수 있는 저탁도용 탁도 측정장치 및 그 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a low turbidity turbidity measuring device and a measuring method thereof capable of precisely measuring turbidity by simultaneously measuring the light quantity of a light source and the intensity of scattered light at two points.
일반적으로 현재 정수장 혹은 수처리 현장에서 사용중인 탁도계는 도1과 같이 표면산란광 방식을 주로 사용하고 있으며 동작원리는 샘플링 펌프(4)를 구동하여 조금씩 시료수(5)를 측정 웨어(3)에 흘려보내면서 광원(1)으로부터 측정웨어의 시료수의 표면에 빛을 쪼이면 물 속에 포함되어 있는 부유물질에 의한 빛의 산란광을 수광소자(2)에서 검출하고 이를 증폭부(6)에서 증폭하여 탁도를 계산하는 방식이다. 수광소자(2)에서 수광되는 빛의 세기는 물속에 포함되어 있는 부유물질에 비례하여 커지게 되므로 수광소자(2)의 출력신호를 증폭부(6)에서 아날로그 방식 혹은 마이크로프로세서를 이용한 디지털 방식으로 신호처리를 하여 탁도로 환산하여 표시하게 된다.In general, turbidimeters currently used in water purification plants or water treatment sites mainly use the surface scattering light method as shown in FIG. 1, and the operation principle is to drive the sampling pump 4 to flow the sample water 5 little by little into the measuring wear 3. When light is emitted from the light source 1 onto the surface of the sample water of the measurement wear, the light scattering light of the suspended material contained in the water is detected by the light receiving element 2 and amplified by the amplifying unit 6 to thereby turbidity. Calculation method. Since the intensity of the light received by the light receiving element 2 is increased in proportion to the suspended matter contained in the water, the output signal of the light receiving element 2 is amplified by the analogue unit or digital method using a microprocessor in the amplification unit 6. The signal is processed and converted into turbidity for display.
도2는 90도 산란광 방식으로 측정웨어(13)에 샘플링 펌프(14)로 시료수(15)를 공급하면서 광원(10)으로 물 속에 빛을 주사하고 광원(10)과 90도 직각방향 혹은 45도 방향에 수광소자(11)을 설치하여 부유물질에 의하여 산란되는 빛을 검출하고 이를 증폭부(12)에서 증폭하여 아날로그 방식이나 디지털 방식으로 신호처리를 하여 탁도로 환산하여 표시하게 된다.2 is a 90-degree scattered light method to scan the light in the water by the light source 10 while supplying the sample water 15 to the measurement pump 13 to the measuring wear 13 and a 90 degree perpendicular to the light source 10 or 45 The light receiving element 11 is installed in the direction of FIG. To detect light scattered by the suspended substance, and then amplify the light by the amplifying unit 12 to convert the signal into turbidity by performing an analog or digital signal processing.
이러한 표면산란광 방식(도1)과 90도 산란광 방식(도2)에서 사용되는 광원(1)(10)은 텅스텐 램프를 주로 사용하고 있으며 최근에는 레이저다이오드를 이용하는 방법도 사용되고 있다.The light sources 1 and 10 used in the surface scattered light method (FIG. 1) and the 90-degree scattered light method (FIG. 2) mainly use tungsten lamps, and recently, a method using a laser diode is also used.
도3은 레이쇼메트릭 방식으로 측정셀(21)에 샘플링 펌프로 시료수를 공급하면서 광원(20)으로 물 속을 빛으로 주사하고 맞은편에 수광소자(22)을 설치하여 투과광의 세기를 검출한다. 이때 일정한 비율로 빛을 반사하고 투과하는 특성을 갖은 하프미러(24)(27)과 반사거울(25)(26)을 이용하여 광원의 세기를 수광소자(22)에 보내어 교대로 증폭부(23)에서 증폭하여 투과광의 세기와 광원의 세기를 비율적으로 계산하여 탁도를 검출하는 방법이 있다.FIG. 3 scans the water into the light source 20 with light while supplying the sample water to the measuring cell 21 with a sampling pump in a rayometric method, and installs a light receiving element 22 opposite to detect the intensity of transmitted light. do. At this time, the intensity of the light source is transmitted to the light receiving element 22 by using the half mirrors 24 and 27 and the reflecting mirrors 25 and 26 having the characteristic of reflecting and transmitting light at a constant ratio. ) To amplify and calculate the intensity of the transmitted light and the intensity of the light source proportionally to detect the turbidity.
이와 같이 종래의 표면산란광 방식이나 90도 산란광 방식 또는 레이쇼메트릭 방식은 고탁도에서는 산란광의 크기가 어느 정도 형성되지만, 저탁도에서 산란광의 크기가 매우 적어 정밀한 측정에 어려움이 있다. 따라서 고탁도 뿐만 아니라 저탁도에서도 탁도를 정밀하게 측정할 수 있는 장치는 아직까지 없는 실정이다.As described above, the surface scattered light method, the 90-degree scattered light method, or the rayometric method are formed to some extent at high turbidity, but the scattered light is very small at low turbidity, which makes it difficult to accurately measure the scattered light. Therefore, there is no device capable of accurately measuring turbidity even in low turbidity as well as high turbidity.
이에 따라, 본 발명은 상기한 종래의 탁도 측정방식의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 정수장이나 하수처리장 등 수처리 현장에서 사용하기 위하여 광원의 광량과 2지점에서 산란광의 세기를 동시에 측정하여 비율적으로 탁도를 정밀하게 측정할 수 있도록 하는 저탁도용 탁도측정장치와 그 방법을 제공함에 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to improve the above problems of the conventional turbidity measurement method, in order to use in water treatment sites, such as water purification plant or sewage treatment plant to measure the light intensity of the light source and the intensity of the scattered light at two points at the same time and turbidity ratio It is an object of the present invention to provide a low turbidity turbidity measuring device and a method for precisely measuring the density thereof.
도 1은 종래의 표면 산란광방식의 탁도측정에 관한 구성도1 is a block diagram of turbidity measurement of a conventional surface scattered light method
도 2는 종래의 90도 산란광방식의 탁도측정에 관한 구성도2 is a block diagram of turbidity measurement of a conventional 90-degree scattered light method
도 3은 종래의 레이쇼 메트릭방식의 탁도측정에 관한 구성도3 is a block diagram of turbidity measurement of a conventional raceway metric system
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 저탁도용 탁도측정장치의 전체 구성 도Figure 4a is an overall configuration diagram of a low turbidity turbidity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 저탁도용 탁도측정장치의 회전원판을 위에서 본 도면Figure 4b is a view from above of the rotating disc of the low turbidity turbidity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 광원발생부(100)의 상세 구성도5 is a detailed configuration diagram of the light source generator 100 according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 신호처리부(200)의 상세 구성도6 is a detailed block diagram of the signal processing unit 200 according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 프로세서(120)가 수행하는 신호제어의 상세 구성도7 is a detailed configuration diagram of signal control performed by the microprocessor 120 according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 표준액 및 시료수 공급부(D)의 상세 구성도8 is a detailed configuration of the standard solution and the sample water supply unit (D) according to an embodiment of the present invention
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 세정장치부(500)의 상세 구성도9 is a detailed configuration diagram of the cleaning device 500 according to an embodiment of the present invention
도 10a, 10b는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 프로세서(120)가 수행하는 처리흐름도10A and 10B are flowcharts of processing performed by the microprocessor 120 according to an embodiment of the present invention.
도 11은 종래의 방식에 따른 빛의 산란과 투과를 나타낸 원리 개념도11 is a conceptual diagram showing scattering and transmission of light according to a conventional scheme
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 2개의 수광센서를 이용한 산란광 측정의 원리 개념도12 is a conceptual diagram of scattered light measurement using two light receiving sensors according to an embodiment of the present invention;
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 버블트랩의 단면도13 is a cross-sectional view of a bubble trap according to an embodiment of the present invention
도 14는 본 발명에 따른 광원발생부와 제1수광소자의 다른 실시예를 나타내는 구성도14 is a configuration diagram showing another embodiment of the light source generator and the first light receiving device according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
A : 광조정부B : 수광부A: light adjusting unit B: light receiving unit
C : 측정셀D : 표준액 및 시료수 공급부C: Measuring cell D: Standard liquid and sample water supply
100 : 광원발생부101 : 렌즈100: light source generator 101: lens
102 : 하프미러103 : 제1수광소자102: half mirror 103: first light receiving element
104 : 회전원판105 : 구멍위치 검출센서104: rotating disk 105: hole position detection sensor
109 : 제2수광소자110 : 제3수광소자109: second light receiving element 110: third light receiving element
111 : 드레인112 : 제1광학부111: drain 112: first optical part
113 : 제2광학부114 : 제3광학부113: second optical unit 114: third optical unit
115 : 반사광 차단링116 : 반사경115: reflected light blocking ring 116: reflector
117 : 흡광재120 : 마이크로 프로세서117: light absorber 120: microprocessor
200 : 신호처리부300 : 표준액 공급부200: signal processing unit 300: standard liquid supply unit
400 : 시료수 공급부500 : 세정 장치부400: sample water supply unit 500: cleaning device unit
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저탁도용 탁도측정장치는 상부에 설치된 제1광학부(112), 그리고 측면에 설치된 제2광학부(113), 이 제2광학부(113)로부터 일정거리(L) 아래로 이격되어 설치된 제3광학부(114)로 이루어진 측정셀(C)과, 상기 측정셀(C)의 제1광학부(112)에 레이저 빔을 주사하기 위하여 광원을 발생시키는 광원발생부(100), 상기 광원발생부(100)로부터 발생한 광원이 통과하는 광원렌즈(101), 그리고 하프미러(102)로 이루어진 광조정부(A)와; 상기 광조정부(A)의 하프미러(102)을 통과한 광원의 세기를 검출하기 위한 제1수광소자(103)와, 제1광학부(112)를 통하여 주사된 레이저 빔이 측정셀의 물속의 부유물질에 의하여 산란되는 빛의 세기를 검출하기 위하여 제2광학부(113) 및 제3광학부(114)에 각각 설치된 제2수광소자(109)와 제3수광소자(110)로 이루어진 수광부(B)와; 상기 측정셀(C)에 시료수를 공급하기 위한 시료수 공급부(400)와; 상기 제1수광소자(103)로부터 검출된 투과광과, 제2수광소자(109) 및 제3수광소자(110)로부터 검출된 산란광의 양을 증폭하고 디지털화하는 신호처리부(200)와; 상기 신호처리부(200)로부터 입력된 데이터를 직선화하고 보정하여 탁도값을 계산하는 마이크로 프로세서(120)를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.Low turbidity turbidity measuring apparatus according to the present invention for achieving the above object is a first optical unit 112 installed on the upper side, and a second optical unit 113 installed on the side, a predetermined distance from the second optical unit 113 (L) A light source for generating a light source for scanning a laser beam to the measuring cell (C) consisting of a third optical unit 114 spaced below and the first optical unit 112 of the measuring cell (C) A light adjusting unit (A) comprising a generating unit (100), a light source lens (101) through which the light source generated from the light source generating unit (100) passes, and a half mirror (102); The first light receiving element 103 for detecting the intensity of the light source passing through the half mirror 102 of the light adjusting unit A, and the laser beam scanned through the first optical unit 112 are formed in the water of the measuring cell. A light receiving unit including a second light receiving element 109 and a third light receiving element 110 installed in the second optical unit 113 and the third optical unit 114, respectively, to detect the intensity of light scattered by the suspended material ( B) and; A sample water supply unit 400 for supplying sample water to the measurement cell C; A signal processor 200 which amplifies and digitizes the transmitted light detected by the first light receiving element 103 and the amount of scattered light detected by the second light receiving element 109 and the third light receiving element 110; It characterized in that it comprises a microprocessor 120 for calculating the turbidity value by straightening and correcting the data input from the signal processing unit 200.
본 발명의 다른 특징은 상기 시료수 공급부(400)에는 측정셀(C)에 표준액을 공급하기 위한 표준액 공급부(300)가 3방향 밸브(107)를 통하여 서로 연결되는 것에 있다.Another feature of the present invention is that the sample water supply unit 400 is connected to each other via a three-way valve 107, the standard liquid supply unit 300 for supplying a standard solution to the measuring cell (C).
발명의 또 다른 특징은 하프미러(102)와 제1광학부(112)의 사이에는 레이저빔의 차단 및 통과를 제어하기 위하여 구멍(104a)이 등간격으로 원주방향에 형성된 회전원판(104) 및 이 회전원판(104)에 구동력을 전달하는 구동모터(106), 구멍위치검출센서(105)를 포함하는 것에 있다.Another feature of the invention is the rotation disk 104 formed between the half mirror 102 and the first optical portion 112 in the circumferential direction with holes 104a formed at equal intervals to control the blocking and passage of the laser beam. A drive motor 106 and a hole position detection sensor 105 for transmitting a driving force to the rotating disk 104 are included.
본 발명의 또 다른 특징은 측정셀(C)에 장착된 광학부(112, 113, 114)를 세정하는 세정장치부(500)를 포함하고 있는 것에 있다.Another feature of the present invention is that it includes a cleaning device 500 for cleaning the optical parts 112, 113, 114 attached to the measurement cell (C).
본 발명의 또 다른 특징은 시료수에 포함되어 있는 거품 혹은 기포를 제거하기 위하여 측정셀(C)의 시료수 입구측에 버블트랩이 설치되어 있는 것에 있다.Another feature of the present invention is that a bubble trap is provided on the sample water inlet side of the measuring cell C to remove bubbles or bubbles contained in the sample water.
본 발명의 또 다른 특징은 측정셀(C)에 주사된 강력한 레이저 빛 중에서 측정셀(C)의 바닥에 반사된 후 산란되어 수광소자에 유입되는 현상을 방지하기 위하여 측정셀(C)의 바닥에 경사지게 반사경(116)을 설치하고, 이 반사경(116)의 끝단에 빛을 흡수하기 위한 흡광재(117)를 설치하며, 또한 제2 및 제3의 수광소자 아래쪽에는 반사광 차단링(115)을 설치하는 것에 있다.Another feature of the present invention is to reflect the bottom of the measuring cell (C) in the strong laser light scanned in the measuring cell (C) and then scattered to prevent the phenomenon of entering the light receiving element at the bottom of the measuring cell (C) The reflector 116 is installed obliquely, and the light absorbing material 117 for absorbing light is provided at the end of the reflector 116, and the reflection light blocking ring 115 is provided below the second and third light receiving elements. It is in doing it.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저탁도용 탁도측정장치는 상부에 설치된 제1광학부(112), 그리고 측면에 설치된 제2광학부(113), 이 제2광학부(113)로부터 일정거리(L) 아래로 이격되어 설치된 제3광학부(114)로 이루어진 측정셀(C)과, 상기 측정셀(C)의 제1광학부(112)에 레이저 빔을 주사하기 위하여 광원의 세기를 검출하는 제1수광소자(103c)가 내부에 설치되어 광원을 발생시키는 광원발생부(100c)와; 상기 광원발생부(100c)로부터 발생한 광원이 통과하는 광원렌즈(101c)와; 상기 제1광학부(112)를 통하여 주사된 레이저 빔이 측정셀의 물속의 부유물질에 의하여 산란되는 빛의 세기를 검출하기 위하여 제2광학부(113) 및 제3광학부(114)에 각각 설치된 제2수광소자(109)와 제3수광소자(110)로 이루어진 수광부(B)와; 상기 측정셀(C)에 시료수를 공급하기 위한 시료수 공급부(400)와; 상기 제1수광소자(103c)로부터 검출된 입사광과, 제2수광소자(109) 및 제3수광소자(110)로부터 검출된 산란광의 양을 증폭하고 디지털화하는 신호처리부(200)와; 상기 신호처리부(200)로부터 입력된 데이터를 직선화하고 보정하여 탁도값을 계산하는 마이크로 프로세서(120)를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, a low turbidity turbidity measuring apparatus according to the present invention for achieving the above object is a first optical unit 112 installed on the upper side, and a second optical unit 113 installed on the side, from the second optical unit 113 is constant The intensity of the light source is measured in order to scan the laser beam to the measuring cell C comprising the third optical part 114 spaced below the distance L and the first optical part 112 of the measuring cell C. A light source generator 100c having a first light receiving element 103c to detect the light source and generating a light source; A light source lens 101c through which the light source generated from the light source generator 100c passes; The laser beams scanned through the first optical unit 112 are respectively provided to the second optical unit 113 and the third optical unit 114 to detect the intensity of light scattered by the suspended solids in the water of the measuring cell. A light receiving unit B including a second light receiving element 109 and a third light receiving element 110 installed; A sample water supply unit 400 for supplying sample water to the measurement cell C; A signal processor 200 which amplifies and digitizes the incident light detected by the first light receiving element 103c and the amount of scattered light detected by the second light receiving element 109 and the third light receiving element 110; It characterized in that it comprises a microprocessor 120 for calculating the turbidity value by straightening and correcting the data input from the signal processing unit 200.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저탁도용 탁도측정방법은 일면에 설치된 제1광학부, 그리고 이 제1광학부에 대하여 직각방향으로 다른 측면에 설치된 제2광학부, 이 제2광학부로부터 일정거리 이격되어 설치된 제3광학부로 이루어진 측정셀(C)에 있어서, 측정셀의 일면에 설치된 제1광학부를 통하여 레이저 광선을 물속에 주사하는 단계, 물속의 부유 물질에 의하여 산란되는 빛을 측정셀의 다른 측면에 설치된 제2광학부 및 제3광학부 후단에 구비된 각각의 수광소자로부터 산란광의 량을 검출하는 단계, 상기 2개의 수광소자의 산란광 검출 값을 비율로 계산하여 탁도값으로 연산하는 단계를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, a low turbidity turbidity measuring method according to the present invention for achieving the above object is a first optical unit installed on one surface, and a second optical unit installed on the other side in a direction perpendicular to the first optical unit, the second optical In the measuring cell (C) consisting of a third optical unit spaced from a predetermined distance from the unit, scanning the laser beam in the water through the first optical unit provided on one surface of the measuring cell, the light scattered by the suspended solids in the water Detecting the amount of scattered light from each of the light receiving elements provided at the rear end of the second optical unit and the third optical unit on the other side of the measuring cell, and calculating the scattered light detection values of the two light receiving elements as a ratio It is characterized in that it comprises a step of calculating.
본 발명의 또 다른 특징은 2개의 각 수광소자로부터 산란광의 량을 검출한 후 디지털 값으로 변환하여 직선화 및 보정을 하는 단계를 거치는 것에 있다.Still another feature of the present invention is to detect the amount of scattered light from each of the two light receiving elements, and convert the result into a digital value to straighten and correct it.
이하, 본 발명의 구체적 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4a-4b는 본 발명의 일실시예에 따른 저탁도용 탁도측정장치의 전체 구성이다.Figure 4a-4b is an overall configuration of a low turbidity turbidity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4a에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 탁도 측정장치는 상부에 설치된 제1광학부(112), 그리고 측면에 설치된 제2광학부(113), 이 제2광학부(113)로부터 일정거리(L) 아래로 이격되어 설치된 제3광학부(114)로 이루어진 측정셀(C)과; 상기 측정셀(C)의 제1광학부(112)에 레이저 빔을 주사하기 위하여 광원을 발생시키는 광원발생부(100)와; 상기 광원발생부(100)로부터 발생한 광원이 통과하는 광원렌즈(101), 그리고 하프미러(102), 레이저빔의 차단 및 통과를 제어하기 위하여 구멍(104a)이 등간격으로 원주방향에 형성된 회전원판(104) 및 이 회전원판(104)에 구동력을 전달하는 구동모터(106), 구멍위치검출센서(105)로 이루어지고; 상기 하프미러(102)를 통과한 광원의 세기를 검출하기 위한 제1수광소자(103)와, 제1광학부(112)를 통하여 주사된 레이저 빔이 측정셀의 물속의 부유물질에 의하여 산란되는 빛의 세기를 검출하기 위하여 제2광학부(113) 및 제3광학부(114)에 각각 제2수광소자(109)와 제3수광소자(110)가 설치되며; 상기 측정셀(C)에 표준액을 공급하기 위한 표준액 공급부(300)와 시료수를 공급하기 위한 시료수 공급부(400)가 3방향 밸브(107)를 통하여 서로 연결되고; 상기 제1수광소자(103)로부터 검출된 투과광과, 제2수광소자(109) 및 제3수광소자(110)로부터 검출된 산란광의 양을 증폭하고 디지털화하는 신호처리부(200); 상기 신호처리부(200)로부터 입력된 데이터를 직선화하고 보정하여 탁도값을 계산하는 마이크로 프로세서(120)로 이루어져 있다.As shown in FIG. 4A, the turbidity measuring device according to the present invention includes a first optical part 112 provided at an upper portion thereof, a second optical part 113 provided at a side surface thereof, and a predetermined distance (from the second optical part 113). L) the measuring cell (C) consisting of a third optical unit 114 spaced apart below; A light source generator 100 generating a light source to scan a laser beam to the first optical part 112 of the measurement cell C; Rotating disc formed in the circumferential direction with holes 104a at equal intervals in order to control the blocking and passing of the light source lens 101, the half mirror 102, and the laser beam through which the light source generated from the light source generating unit 100 passes. (104) and a drive motor (106) for transmitting a driving force to the rotating disc (104), and a hole position detecting sensor (105); The first light receiving element 103 for detecting the intensity of the light source passing through the half mirror 102 and the laser beam scanned through the first optical unit 112 are scattered by the floating material in the water of the measuring cell. A second light receiving element 109 and a third light receiving element 110 are respectively installed in the second optical part 113 and the third optical part 114 to detect light intensity; A standard liquid supply unit 300 for supplying a standard solution to the measurement cell C and a sample water supply unit 400 for supplying sample water are connected to each other through a three-way valve 107; A signal processor 200 which amplifies and digitizes the transmitted light detected by the first light receiving element 103 and the amount of scattered light detected by the second light receiving element 109 and the third light receiving element 110; The microprocessor 120 calculates a turbidity value by straightening and correcting the data input from the signal processor 200.
또한 부속장치로서 측정셀(C)에 장착된 광학부들을 세정하는 세정장치부(500), 유입된 시료수를 배출하는 드레인(111)으로 구성된다.In addition, the cleaning device 500 for cleaning the optical parts mounted on the measurement cell (C) as an accessory device, and a drain 111 for discharging the introduced sample water.
지금부터 이들 구성들의 동작과정을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.The following describes the operation of these components in more detail.
우선 레이저 광원의 출력광의 세기는 레이저 다이오드에 공급되는 전류에 비례하게 되는데, 레이저다이오드가 레이저빔을 출력하는 발진이 시작되는 스레쉬홀드 전류이상의 전류를 흘러주면, 흐르는 전류에 비례하여 좀더 강한 레이저를 출력한다.First, the intensity of the output light of the laser light source is proportional to the current supplied to the laser diode. When the laser diode sends a current above the threshold current at which oscillation of the laser beam starts, a stronger laser is proportional to the current flowing. Output
광원발생부(100)에서 발생한 레이저빔은 렌즈(101)를 통과하면서 평행광으로 바뀌게 되고, 다음 하프미러(102)에서 일부는 직진하여 광원의 세기를 검출하는 제1수광소자(103)로 들어가고 일부는 반사되어 직각방향으로 반사되어 제1광학부(112)를 거쳐 물속으로 주사된다.The laser beam generated by the light source generator 100 is converted into parallel light while passing through the lens 101, and then, in the next half mirror 102, a part of the laser beam enters the first light receiving device 103 which detects the intensity of the light source. Some are reflected and reflected at right angles to be scanned into the water via the first optical unit 112.
물속으로 주사되는 빔은 구멍(104a)이 뚫린 회전원판(104)과 구동모터(106), 구멍위치를 검출하기 위한 구멍위치 검출센서(105)로 구성된 빛의 차단장치를 통과하는데, 이 회전원판(104)이 회전하면서 레이저빔의 통과와 차단을 반복한다. 이는 광원을 차단하여 제2, 3수광소자(109)(110)의 암전류(Dark current)를 측정하여 수광소자 및 광학계의 보정을 위하여 사용된다. 회전원판(104)의 구멍위치를 검출하기 위하여 구멍위치 검출센서(105)를 설치하여 정확한 위치에 회전원판이 정지하도록 한다.The beam scanned into the water passes through a light blocking device comprising a rotating disk 104 having a hole 104a, a driving motor 106, and a hole position detecting sensor 105 for detecting a hole position. As the 104 is rotated, the passage and interruption of the laser beam are repeated. This is used to calibrate the light receiving element and the optical system by blocking the light source to measure the dark current (Dark current) of the second, third light receiving element (109, 110). In order to detect the hole position of the rotating disc 104, the hole position detecting sensor 105 is installed to stop the rotating disc at the correct position.
제2수광소자(109) 및 제3수광소자(110)의 전단에 설치된 제2광학부(113) 및 제3광학부(114)는 산란된 빛을 수광소자에 집속되도록 도시하지 않은 렌즈와 레이저 파장만을 통과시키기 위한 필터로 구성되어 있다.The second optical unit 113 and the third optical unit 114 provided at the front end of the second light receiving element 109 and the third light receiving element 110 may focus on scattered light on the light receiving element. It consists of a filter for passing only the wavelength.
또한 측정셀(C)에 주사된 강력한 레이저 빛 중에서 측정셀(C)의 바닥에 반사된 후 산란되어 수광소자에 유입되는 현상을 방지하기 위하여 측정셀(C)의 바닥에 빛을 90도 방향의 측면으로 반사시키기 위한 반사경(116)을 설치하고 그 끝에 빛을 흡수하기 위한 흡광재(117)를 설치하여 입사된 빛이 수광소자에 반사되지 않도록 하며, 제2 및 제3의 수광소자 아래쪽에 반사광 차단링(115)를 설치한다.In addition, in order to prevent the phenomenon that the light is reflected on the bottom of the measuring cell C and scattered among the powerful laser light scanned in the measuring cell C, the light enters the light receiving element, A reflector 116 for reflecting to the side and a light absorber 117 for absorbing light are installed at the end thereof to prevent the incident light from being reflected by the light receiving element, and reflected light below the second and third light receiving elements. Install the blocking ring 115.
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 광원발생부(100)의 상세 구성을 나타내며, 마이크로프로세서(120)에서 레이저빔의 출력의 세기에 대한 정보를 기준발생부(121)에 보내면 기준발생부(121)는 이에 상응하는 전압을 출력한다. 이 기준발생부(121)에서 출력된 전압신호와 광원(100a)으로부터 출력검출부(124)를 거쳐 피드백된 전압신호를 신호비교부(122)에서 비교하게 되는데, 즉 기준발생부(121) 전압과 광원(100a)의 세기를 검출하는 출력검출부(124)의 전압 출력을 비교하여 기준발생부(121)의 전압보다 출력검출부(124)의 전압이 낮으면 출력전압을 높여 전류증폭부(123)에서 광원(100a) 즉 레이저다이오드에 흐르는 전류를 증가시켜 레이저빔(125)의 출력이 미리 설정한 목표값에 도달하도록 피드백 제어한다.5 shows a detailed configuration of the light source generator 100 according to an embodiment of the present invention. When the microprocessor 120 sends information on the intensity of the laser beam output to the reference generator 121, the reference generator 121 outputs a corresponding voltage. The voltage signal output from the reference generator 121 and the voltage signal fed back from the light source 100a through the output detector 124 are compared in the signal comparator 122, that is, with the voltage of the reference generator 121. When the voltage of the output detector 124 is lower than the voltage of the reference generator 121 by comparing the voltage output of the output detector 124 that detects the intensity of the light source 100a, the output voltage is increased to increase the output voltage at the current amplifier 123. The current flowing through the light source 100a, that is, the laser diode, is increased to control feedback so that the output of the laser beam 125 reaches a predetermined target value.
또한 사용 환경이 열악한 경우에 대비하여 레이저 다이오드의 온도변화에 따른 파장 및 출력의 변화를 배제하기 위하여 레이저 다이오드를 열전소자 (펠티어 소자)위에 설치하여 온도를 일정하게 제어하기도 한다.In addition, in order to exclude the change of the wavelength and output caused by the temperature change of the laser diode in case of poor use environment, the laser diode is installed on the thermoelectric element (Peltier element) to control the temperature constantly.
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 신호처리부(200)의 상세 구성을 나타내며, 신호선택부(130)는 제1수광소자(103), 제2수광소자(109), 제3수광소자(110)의 신호중 하나를 선택하여 필터부(131)에서 1차 혹은 2차 적분회로인 저역필터(Low Pass Filter)를 구성하여 고주파 성분의 노이즈를 차단하며 A/D변환부(132)에서 아날로그신호를 디지털 신호로 양자화한 후 마이크로프로세서(120)에서 이 값을 읽어 해당 메모리(141) 버퍼에 저장한다.6 shows a detailed configuration of the signal processor 200 according to an embodiment of the present invention, and the signal selector 130 includes a first light receiving element 103, a second light receiving element 109, and a third light receiving element ( One of the signals of 110 is selected to form a low pass filter, which is a primary or secondary integrating circuit, in the filter unit 131 to block noise of high frequency components, and the analog signal in the A / D converter 132. After quantizing the signal into a digital signal, the microprocessor 120 reads the value and stores the value in the memory 141 buffer.
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 프로세서(120)가 수행하는 신호제어의 상세 구성을 나타낸다.7 illustrates a detailed configuration of signal control performed by the microprocessor 120 according to an embodiment of the present invention.
마이크로 프로세서(120)에는 샘플링 주기 및 신호의 평균화 차수, 세정주기, 현재시간, 통신속도, 데이터 전송주기, 자신의 ID번호, 통신모듈 종류 등을 설정하는 파라메터가 구비되어 있어서 키보드(140)와 메시지를 표시하는 LCD모듈(145)를 이용하여 파라메터를 설정하거나 수정할 수 있다.The microprocessor 120 includes parameters for setting the sampling period and the averaging order of the signal, the cleaning period, the present time, the communication speed, the data transmission period, its own ID number, the type of the communication module, and the like. Parameters can be set or modified using the LCD module 145 displaying.
이런 파라메터는 메모리(141)의 EEPROM에 저장되며 내부 변수값은 RAM에 저장되며 운용프로그램은 플래쉬롬(FROM)에 저장된다.These parameters are stored in the EEPROM of the memory 141, the internal variable values are stored in RAM, and the operating program is stored in the flash ROM (FROM).
클럭 및 리셋회로(142)는 마이크로프로세서(120)가 정상적으로 동작할 수 있도록 지원하는 부분이며, 전원장치(143)는 모든 제어소자가 동작하는데 필요한 로직전원과 액추에이터를 구동하는데 필요한 전원을 공급한다.The clock and reset circuit 142 is a part for supporting the microprocessor 120 to operate normally, and the power supply 143 supplies the logic power required to operate all the control elements and the power required to drive the actuator.
전력증폭부(144)는 주변장치를 제어하는데 적합하도록 전력을 증폭하는 회로서 광절연소자를 사용하여 외부로부터 혼입되는 노이즈로부터 마이크로프로세서(120)를 보호하며 마이크로프로세서(120)의 출력 신호를 받아 전자변(503) 혹은 펌프(306)등을 제어한다.The power amplifier 144 protects the microprocessor 120 from noise introduced from the outside by using an optical isolation device in order to amplify the power to control the peripheral device, and receives the output signal of the microprocessor 120. The solenoid 503, the pump 306, etc. are controlled.
통신모듈(145)은 필드버스 기능을 지원하여 상위제어기와 통신이 가능하게 하며 현장여건에 적합한 통신모듈을 장착하고 이에 적합한 통신용 지원프로그램을 파라메터로 선택하여 론웍스(Lonworks), 모드버스(Modbus), 이더넷(Ethernet), RS-232c, RS-485, 무선방식, 4∼20mA 전류출력으로 변환되어 상위제어기에 전송한다. 전송하는 데이터의 종류는 장치의 동작상태, 상위로부터 교정시작신호 및 초기화 기능 수행, 측정한 데이터의 전송 등이다.The communication module 145 supports the fieldbus function to enable communication with the upper level controller. The communication module 145 is equipped with a communication module suitable for site conditions and selects a communication support program suitable for this as a parameter of Lonworks, Modbus, Ethernet, RS-232c, RS-485, wireless, 4 ~ 20mA current output is converted to the host controller. Types of data to be transmitted include the operation status of the device, the calibration start signal and the initialization function performed from the upper level, and the transmission of the measured data.
도8은 본 발명의 일실시예에 따른 표준액 및 시료수 공급부(D)의 상세 구성을 나타낸다. 평상시 측정하려는 시료수(304)는 필터(305)를 통하여 샘플링펌프(306)로 흡입되어 전동형 3방향 밸브(303)로 보내지고 유체의 흐름경로가 시료수 방향으로 설정되어 있다면 시료수(304)는 측정셀(C)에 유입되어 측정을 행하게 된다.Figure 8 shows a detailed configuration of the standard solution and the sample water supply unit (D) according to an embodiment of the present invention. The sample water 304 to be measured normally is sucked through the filter 305 to the sampling pump 306 and sent to the electric three-way valve 303. If the flow path of the fluid is set in the sample water direction, the sample water 304 ) Is introduced into the measuring cell (C) to perform the measurement.
측정셀(C)의 시료수 유입구 측에는 시료수에 포함되어 있는 거품 혹은 기포를 제거하기 위하여 도 13에 도시한 버블트랩을 설치하여 시료수가 서서히 이를 통과하면서 기포가 제거되도록 한다.On the sample water inlet side of the measuring cell (C), a bubble trap shown in FIG. 13 is installed to remove bubbles or bubbles contained in the sample water so that bubbles are removed while the sample water gradually passes therethrough.
마이크로프로세서(102)은 파라메터에 설정되어 있는 교정주기 시간이 도래하기 전에 미리 표준액 저장탱크(302)에 설치되어 있는 교반기 모터(301)을 구동시켜 표준액이 장시간 경과에 따른 표준액의 분리현상을 제거한 후 전동형 3방향 밸브(303)의 유체 흐름경로를 표준액 쪽으로 회전시켜 표준액이 측정셀(C)에 유입되도록 한 후 장치의 교정을 수행한다.The microprocessor 102 drives the stirrer motor 301 installed in the standard liquid storage tank 302 in advance before the calibration cycle time set in the parameter arrives, thereby removing the separation of the standard liquid over a long time. The fluid flow path of the electric three-way valve 303 is rotated toward the standard liquid so that the standard liquid flows into the measuring cell C, and then the device is calibrated.
교정동작에서 발생하는 각 수광소자의 출력감도 값은 메모리(141)의 EEPROM에 저장되어 측정시에 보정하는 값으로 사용된다.The output sensitivity value of each light receiving element generated in the calibration operation is stored in the EEPROM of the memory 141 and used as a value to be corrected at the time of measurement.
도9는 본 발명의 일실시예에 따른 세정장치부(500)의 상세 구성을 나타낸다. 세정은 파라메터에 설정되어 있는 시간이 도래하면 주기적으로 측정셀(C)에 장착되어 있는 도지하지 않은 광원공급 유리관과 수광신호 전달관의 표면을 세정하기 위하여 세정수(500a)를 고압세정펌프(501)로 토출하며 좀더 확실한 세정을 위하여 초음파세정기(502)를 통과시켜 세정수가 고압과 진동을 동시에 갖는 워터제트로 형성되어 세정기능을 증대한다. 이러한 동작은 마이크로프로세서(120)의 출력에 의하여 전력증폭부(144)에서 출력되는 신호에 따라 일관되게 수행된다.9 shows a detailed configuration of the cleaning device 500 according to an embodiment of the present invention. In the cleaning, when the time set in the parameter arrives, the washing water 500a is washed with a high-pressure cleaning pump 501 to periodically clean the surface of the light source supplying glass tube and the light receiving signal transmission tube mounted on the measuring cell C. And the washing water is passed through the ultrasonic cleaner 502 for more reliable cleaning, and is formed of a water jet having high pressure and vibration at the same time, thereby increasing the cleaning function. This operation is performed consistently according to the signal output from the power amplifier 144 by the output of the microprocessor 120.
도10a 및 도10b는 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 프로세서(120)가 수행하는 처리흐름도를 나타낸다. 여기서 S는 스텝을 표시한다.10A and 10B illustrate a flowchart of processing performed by the microprocessor 120 according to an embodiment of the present invention. Where S denotes a step.
먼저 사용자가 본 발명에 따른 탁도 측정장치의 동작스위치를 온(ON)시키면 스텝S1에서 주변소자 및 내부변수를 초기화하고, 순차적으로 키보드, 통신포트 등을 초기화하는 백그라운드 처리 및 인터럽트 대기루틴을 수행하는 스텝S2를 실행한다.First, when the user turns on the operation switch of the turbidity measuring device according to the present invention, in step S1, the peripheral device and internal variables are initialized, and the background processing and interrupt waiting routine for sequentially initializing the keyboard, communication port, etc. are performed. Step S2 is executed.
다음에 10ms 타이머 인터럽트의 작동여부(스텝S3)를 판단하여, 만약 10ms 타이머 인터럽트가 작동하면 제1수광센서(103)로부터 측정값을 읽어서 제1수광센서(103)에 해당하는 메모리에 저장하고(스텝S5), 동일한 방법으로 제2수광센서(109)와 제3수광센서(110)의 값을 읽어서 각각 해당 메모리에 저장하는 스텝S6,스텝S7를 차례로 실행한다.Next, it is determined whether the 10ms timer interrupt is activated (step S3). If the 10ms timer interrupt is activated, the measured value is read from the first light receiving sensor 103 and stored in the memory corresponding to the first light receiving sensor 103 ( Step S5) In the same manner, steps S6 and S7 which read the values of the second light receiving sensor 109 and the third light receiving sensor 110 and store them in the respective memories are executed in sequence.
만일 측정하고자 하는 신호가 빠른 주기로 변화하고 있기 때문에 수광센서의 값을 동시에 읽어 들일 필요가 있다면 신호를 래치할 수 있는 소자를 사용하여 트리거 신호에 의하여 각 입력신호를 동시에 래치시켜 놓으면 동시 각 수광센서로부터의 신호 획득이 가능하고, 본 발명에서는 마이크로프로세서(120)가 동작하는 속도에 비하여 수광센서 신호의 변화가 매우 늦게 변하므로 수광센서의 값을 동시에 읽어 들일 필요가 없어서 각 수광센서를 순차적으로 읽어서 처리한다.If the signal to be measured is changing at a rapid cycle, and it is necessary to read the values of the light receiving sensors at the same time, if each input signal is latched at the same time by the trigger signal using an element that can latch the signals, In the present invention, since the change of the light receiving sensor signal changes very late compared to the speed at which the microprocessor 120 operates, it is not necessary to read the values of the light receiving sensors at the same time. do.
각 수광센서로부터 읽어들인 데이터 값은 FIR 혹은 IIR 디지털 필터로 노이즈를 제거한(스텝S8) 후, 최소자승법이나 다항식 회귀법을 이용하여 직선화하고, 교정값에 의한 보정을 행한(스텝S9) 후, 탁도 값으로 계산하여 메모리에 저장하는 스텝S10을 수행한 후, 초기의 스텝S2로 되돌아가 10ms 타이머 인터럽트가 작동되지 않을 때까지 스텝S5부터 스텝S10의 단계를 반복적으로 수행한다.The data values read from each light receiving sensor are linearized by removing the noise with a FIR or IIR digital filter (step S8), using the least-squares method or polynomial regression method, and corrected by the correction values (step S9). After performing step S10 of calculating and storing in the memory, the process returns to the initial step S2 and repeats the steps of step S5 to step S10 until the 10 ms timer interrupt is not activated.
한편 10ms 타이머 인터럽트가 작동하지 않는 경우에는, 다시 100ms 타이머 인터럽트의 작동여부(스텝S4)를 판단하여 만약 100ms 타이머 인터럽트가 작동하면 탁도값을 LCD 모듈에 표시하는 스텝S12를 실행한다. 반대로 100ms 타이머 인터럽트가 작동하지 않으면, 스텝S2 및 스텝S3의 단계로 되돌아가게 된다.On the other hand, if the 10ms timer interrupt does not operate, it is determined again whether or not the 100ms timer interrupt is activated (step S4), and if the 100ms timer interrupt is activated, step S12 of displaying the turbidity value on the LCD module is executed. On the contrary, if the 100ms timer interrupt does not operate, the process returns to the steps of S2 and S3.
또한 스텝S12를 수행한 이후에는 순차적으로 교정주기의 도달여부를 판단하여 표준액을 투입하여 교정을 수행하는 스텝S20 및 스텝S21을 실행한다.In addition, after performing step S12, it is determined whether the calibration cycle has been reached in succession, and steps S20 and S21 for performing calibration by adding a standard solution are performed.
또한 순차적으로 세정주기가 설정된 값에 도달하면 세정을 수행하는 스텝S22 및 스텝S23을 수행한 후 시스템의 종료 신호가 온(ON)이면 측정장치의 동작을 종료하고, 시스템의 종료 신호가 오프(OFF)이면 초기의 스텝S2부터 다시 수행한다.In addition, if the cleaning cycle reaches the set value sequentially, after performing step S22 and step S23 to perform cleaning, if the end signal of the system is ON, the operation of the measuring device is terminated, and the end signal of the system is OFF. ) Is repeated from the initial step S2.
한편, 도 14는 본 발명에 따른 광원발생부와 제1수광소자의 다른 실시예를 나타내는 구성도이다. 하프미러(102)와 제1수광소자(103)를 사용하여 광원발생부(100)로부터 출력되는 레이저빔의 량을 검출하는 방식의 다른 실시예는 레이저 다이오드로 이루어진 광원발생부(100c)의 내부에 포함되어 있는 제1수광소자(103c)를 이용하여 출력되는 레이저빔(125a)의 광량을 검출하는 방식이며, 이를 도면으로 도시한 것이 도 14이다.On the other hand, Figure 14 is a block diagram showing another embodiment of the light source generator and the first light receiving device according to the present invention. Another embodiment of the method of detecting the amount of the laser beam output from the light source generator 100 using the half mirror 102 and the first light receiving element 103 is an interior of the light source generator 100c made of a laser diode. A method of detecting the light amount of the laser beam 125a output by using the first light receiving element 103c included in FIG. 14 is illustrated in FIG. 14.
이하에서는 본 발명의 탁도측정장치 및 그 측정방법을 이용한 탁도값의 연산과정을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the calculation process of the turbidity value using the turbidity measuring device and the measuring method of the present invention will be described in detail.
기존의 탁도측정장치나 방법에 의한 탁도값의 연산은 도2와 같이 광원으로부터 일정거리를 두고 설치된 수광소자로부터 계측된 신호의 크기를 가지고 탁도값으로 환산하는 방식으로서 저탁도에서 산란율이 적어 계측이 어렵고, 아래의 식(3)에서와 같이 광원의 변화 (Iinc±Δ)에 영향을 받는 단점이 있어 주기적으로 보정을 해주어야 한다.The calculation of the turbidity value by the conventional turbidity measuring device or method is a method of converting the turbidity value with the magnitude of the signal measured from the light receiving element installed at a certain distance from the light source as shown in FIG. It is difficult and has the disadvantage of being affected by the change of the light source (I inc ± Δ) as in Equation (3) below.
본 발명의 탁도측정장치 및 그 측정방법에서는 종래의 탁도 측정방식이 가지는 상기와 같은 문제점을 배제하기 위하여 빛의 진행 방향으로 2개의 수광센서를 일정간격을 두고 설치하여 이 2개의 신호를 비율적으로 계산하여 탁도를 계산하는 방법을 제시하였다.In the turbidity measuring apparatus and its measuring method of the present invention, two light receiving sensors are installed at a predetermined interval in the direction of light in order to eliminate the above problems with the conventional turbidity measuring method, and the two signals are proportionally installed. The method of calculating turbidity by calculation is presented.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.
산란광의 세기(Isc)는 입사광 량(Iinc) 및 입자의 크기(d), 파장(λ), 입사각(θ), 산란율(k), 입자 수(n)에 영향을 받으므로 이를 수식으로 표현하면The intensity of the scattered light (I sc ) is affected by the amount of incident light (I inc ) and the particle size (d), the wavelength (λ), the incident angle (θ), the scattering rate (k), and the number of particles (n). To express
으로 표현된다. It is expressed as
임의의 파장(λ)에 대한 빛의 감쇄계수 μ(λ)는 산란계수 s(λ)와 흡수계수 a(λ)의 합으로The light attenuation coefficient μ (λ) for any wavelength λ is the sum of the scattering coefficient s (λ) and the absorption coefficient a (λ)
이다. to be.
여기서 도11에 표시한 바와 같이 수광센서까지의 거리(l)인 경우 90도 방향에서 산란광 Isc와 빛의 진행방향에서의 투과량 Itr은As shown in FIG. 11, in the case of the distance l to the light receiving sensor, the transmission amount I tr in the direction of the scattered light I sc and the light in the 90 degree direction is
으로 표현된다. It is expressed as
본 발명에서는 도12에 도시한 바와 같이 빛의 진행방향으로 설치된 2개의 수광센서로부터 산란광을 측정하며 이때 산란광 Isc1과 Isc2는In the present invention, as shown in FIG. 12, the scattered light is measured from two light receiving sensors installed in the direction of light propagation, wherein the scattered light I sc1 and I sc2 are
여기서 식(6)(8)에 식(2)를 대입하여 정리하면 산란광 Isc1과 Isc2의 비율(ε)은In this case, substituting Eq. (2) into Eq. (6) (8), the ratio (ε) of scattered light I sc1 and I sc2 is
이 되어 입사광량의 변화는 상쇄되고 산란율의 감도가 2배로 높아지며, 수광센서(109)(110)간의 거리를 멀게 할수록 좀더 정밀한 계측이 가능하게 된다.As a result, the change in the amount of incident light is canceled and the sensitivity of the scattering rate is doubled. As the distance between the light receiving sensors 109 and 110 increases, more precise measurement becomes possible.
따라서 위 식(10)에 나타낸 것과 같이 산란광 Isc1과 Isc2의 비율(ε)을 계산하여 탁도값을 환산하며, 일실예로서 시료수가 순수라고 가정하면 산란광과 흡수광이 없으므로 비율(ε)은 '1'이 되고 점차 탁도가 높을수록 비율(ε)은 지수적으로 점점 적어지며, 탁도의 계산은 비율(ε)의 역수에 측정셀 형상에 따른 고유상수(k)를 곱하여 물리적인 탁도값을 계산한다.Therefore, as shown in equation (10), the ratio (ε) of the scattered light I sc1 and I sc2 is calculated to convert the turbidity value. For example, assuming that the sample number is pure, since the scattered light and the absorbed light are absent, the ratio (ε) is The ratio (ε) becomes exponentially smaller as it becomes '1' and the turbidity is gradually increased, and the calculation of turbidity is obtained by multiplying the inverse of the ratio (ε) by the intrinsic constant (k) according to the shape of the measuring cell. Calculate
본 발명에서는 제1수광소자(103)를 통하여 광원의 세기를 읽은 값을 이용하여 측정셀(C)에 장착된 광학부(112, 113, 114)의 오염이나 주변상황의 변화에 따른 고유상수(k)를 보정한다.In the present invention, by using the value of the intensity of the light source through the first light receiving device 103, the intrinsic constant according to the contamination of the optical parts 112, 113, and 114 mounted on the measurement cell C or the change of the surrounding conditions ( k) is corrected.
특히 종래의 방식은 수광센서를 하나만 사용하므로 거리에 대한 요소가 없고 다만 산란광의 량를 측정하여 탁도값으로 환산하며 또한 입사광량의 변화에 따른 측정값의 오차가 발생하는데 비하여, 본 발명의 탁도측정장치 및 그 측정방법에서는 종래의 방식에 비하여 산란율 즉 탁도값의 민감도가 2배로 증가하게 되며, 2개의 수광센서간 즉 제2수광소자(109)와 제3수광소자(110)의 거리를 멀리 할수록 좀더 정확한 측정이 가능하며 입사광의 변화를 상쇄하는 효과를 얻을 수 있어서 정확한 탁도값의 측정이 가능하다.In particular, since the conventional method uses only one light receiving sensor, there is no element about distance, but the amount of scattered light is measured and converted into a turbidity value, and the turbidity measuring device according to the present invention is generated, compared to an error in the measured value according to the change in incident light quantity. In the measuring method, the scattering rate, that is, the sensitivity of the turbidity value is increased by 2 times compared to the conventional method, and the farther the distance between the two light receiving sensors, that is, the second light receiving element 109 and the third light receiving element 110, is increased. Accurate measurement is possible and the effect of canceling the change of incident light can be obtained, so that accurate measurement of turbidity value is possible.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 레이저 빔의 발생 장치로 레이저다이오드를 사용하므로써 안정적인 광원을 얻을 수 있으며, 2개의 수광센서 방식을 채용하여 산란광의 세기를 계측한 후 산란광의 비율을 계산하여 탁도값으로 환산하므로써 종래의 방식에 비하여 지수적으로 2배의 측정감도를 얻을수 있으며, 2개의 수광센서 간의 거리를 멀리 할수록 좀더 정확한 측정이 가능하며 입사광의 변화를 상쇄하는 효과를 얻을 수 있어서 저탁도에서도 정확한 탁도값의 측정이 가능한 효과가 있다.As described above, in the present invention, a stable light source can be obtained by using a laser diode as a laser beam generating device, and after measuring the intensity of the scattered light by employing two light receiving sensor methods, the ratio of the scattered light is calculated to a turbidity value. In terms of conversion, the measurement sensitivity can be twice as exponentially compared with the conventional method, and the farther the distance between the two light receiving sensors is, the more accurate the measurement can be achieved and the effect of canceling the change in incident light can be obtained. It is possible to measure the value.
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