KR20080097011A - 식품 염도 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 식품 시료의 염도(염분 농도)를 희석시키지 않고도 염도의 측정범위를 현저히 향상시킬 수 있는 식품 염도 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 식품 염도 측정장치는, 표준용액의 이온농도에 따른 주파수-염도 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 사용자의 선택에 따라 제어신호를 발생하는 마이크로프로세서; 마이크로프로세서로부터의 제어신호에 따라 특정 주파수를 발생하여 교류전압 레벨로 출력하는 주파수 발생부; 상기 주파수 발생부로부터 발생된 교류전압을 감지하여 출력하고, 시료의 온도를 측정하여 출력하는 센서부; 상기 센서부를 통해 시료의 염도와 온도변화에 의해 변화된 교류전압을 검출하여 출력하는 신호 검출부; 상기 신호 검출부에서 검출된 교류전압신호를 직류전압신호로 변환하는 교류/직류 변환부; 상기 교류/직류 변환부에 의해 직류로 변환된 직류전압 신호와 상기 데이터 저장부에 저장된 주파수-염도 데이터를 이용하여 시료의 염도를 산출하고, 시료의 온도에 따른 염도의 오차를 반영하여 염도를 보정하여 마이크로프로세서에 출력하는 산술 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식품 염도 측정 장치를 도시한 블록 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 발진부를 도시한 회로도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 전달부를 도시한 회로도
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 센서부를 도시한 도면으로서, 도 4a는 링 타입 센서부를, 도 4b는 도트 타입 센서부를, 도 4c는 바 타입 센서부를 각각 도시한 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교류전압 검출부를 도시한 회로도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 교류/직류 변환부를 도시한 회로도
도 7의 (a)와 (b)는 각각 교류/직류 변환부의 입력부에 입력되는 교류전압 파형과, 교류/직류 변환부에 의해 정류된 후 출력되는 직류전압 파형을 각각 도시한 파형도
*** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ***
110 : 데이터 저장부 120 : 모드 선택부
130 : 마이크로프로세서 140 : 주파수 발생부
141 : 주파수 발진부 143 : 주파수 전달부
150 : 센서부 151 : 전극부
153 : 온도센서 160 : 교류전압 검출부
170 : 교류/직류 변환부 180 : 산술 연산부
190: 스팬 보정부 200 : 표시부
본 발명은 염도 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 식품 시료의 염도(염분 농도)를 희석시키지 않고도 염도의 측정범위를 현저히 향상시킬 수 있는 식품 염도 측정장치에 관한 것이다.
소금은 나트륨과 염소의 화합물로 식염이라고 하며, 화학명으로는 염화나트륨(NaCl)으로 불린다. 소금은 우리 생활 속에서 음식의 맛을 내는 조미료로 이용되거나, 식품을 저장할 때 이용되고 있다. 또한, 소금은 체내의 체액에 존재하면서 삼투압이 유지되도록 하는데, 인체에 필요한 소금의 양은 활동량, 기후 등에 따라서 달라진다. 평균적으로 성인의 경우 하루 12~13g의 소금이 필요하며, 이를 과잉 섭취할 경우 고혈압 등과 같은 성인병의 원인이 되기도 한다.
따라서, 식품에 함유된 염분을 측정할 수 있는 장치들에 대한 필요성이 대두되었으며, 이러한 필요성에 따라, 초기에는 해수의 염도를 측정하는 해수염도 측정장치가 식품의 염도를 측정하기 위해 사용되었다. 해수 염도 측정장치는 매질에 따 라 빛의 굴절률이 다른 것을 이용하는 광학적 방식으로서, 빛의 굴절률이 해수의 염도에 따라 변하는 것을 이용하여 염도를 측정하고 있다. 그러나, 해수 염도 측정장치는 해수에 포함된 염분의 농도를 기본 데이터로서 이용하기 때문에, 시료에 소금 외의 물질이 녹아 들어 그 농도가 변하게 되는 경우 측정값의 오차가 커지게 되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 전기전도도를 이용하여 식품의 염도를 측정하는 전기전도도 방식의 식품염도 측정장치가 개발되었다. 이 전기전도도 방식의 식품염도 측정장치는 식품에 함유되어 있는 염분의 나트륨 이온(Na+)의 양에 따라 시료에 흐르는 전류의 크기를 측정하여 염도를 신속하게 평가할 수 있도록 하고 있다.
현재 개발된 대표적인 염분 측정 방식으로는 해수 염소량 측정방식, 전기전도도 측정방식, 모아법에 의한 측정방식, 굴절률 측정 및 비중 측정 방식 등이 있으며, 이하 이들 염분 측정방식에 대해 간략히 설명하기로 한다.
먼저, 해수 염소량 측정방식은 해수 중에 가장 많이 포함되어 있는 염소의 양을 염화은으로 적정하여 염소의 양을 측정한 뒤 이를 다른 원소와의 비율로 환산하여 전체 염분을 측정하는 방식이다.
전기전도도 측정방식은 해수 중에 포함되어 있는 염분의 양에 따라 전기 전도도가 다르게 나타나는 것을 이용하여 염분의 농도를 측정하는 방식이다. 염분을 함유한 식품에는 나트륨 이온(Na+)과 염소이온(Cl-)이 존재하기 때문에 2개의 전극 에 일정한 전압을 인가하면 식품에는 전류가 흐르게 되고, 이 전류의 크기를 측정하면 염분의 농도를 측정할 수 있다. 이는 2개의 전극에 일정 전압을 인가했을 때 흐르는 전류의 크기는 전기전도도에 따라 달라지는 것을 이용한 원리이다.
모아법(Mohr Method)에 의한 측정방식은 식품 속에 함유된 염소이온(Cl-)을 질산은(AgNO3)을 이용하여 침전키고, 이를 위해 들어간 질산은의 양으로 염소이온의 양을 산정하여 염분의 농도를 측정하는 방식이다. 모아법에서는 AgNO3 표준 용액으로 Cl-을 정량할 때 지시약으로서 크롬산칼륨 용액을 이용하고 있다.
굴절률 측정방식은 해수 내에 포함되어 있는 염분의 양에 따라 빛의 굴절률이 변하는 원리를 이용하는 방식으로, 일반적인 당도계와 유사한 원리를 이용하고 있다.
비중계 방식은 해수 내의 염분에 따라 해수의 밀도가 달라지는 원리를 이용하는 방식이다.
이상 설명한 다양한 염도 측정 방식 중 모아법에 의한 측정방식 또는 전기 전도도 측정방식이 가장 많이 이용되나, 모아법에 의한 측정방식은 식품의 염도를 화학적으로 측정하므로 일반인이 사용하기가 어려울 뿐 아니라, 실험실에서 필요한 장비가 갖추어진 상태에서 측정하는 방식이므로 현장에서 사용하기란 불가능하다고 할 수 있다. 따라서, 현장에서는 휴대 및 사용방법이 간단한 전기전도도 방식을 이용한 염도측정 방법이 일반적으로 사용되고 있다.
그러나 현재의 식품 염도 측정장치에 대한 기술은 최대 측정범위가 10%정도에 지나지 않을 뿐 아니라, 10%까지의 측정범위를 갖는 측정장치라 하더라도 식품의 염도 측정시 정확도가 상당히 떨어진다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해서는 염도의 측정범위를 3~5%의 범위까지 낮추지 않으면 안되고, 염도가 높은 시료를 측정해야 할 경우에는 시료를 희석하는 과정을 거치지 않으면 그 정확성을 담보하기 어려운 점이 있었다. 그러나 이와 같이 희석과정을 거치더라도 희석과정에서 많은 에러가 발생할 수 있기 때문에 측정값의 신뢰도가 떨어진다는 또 다른 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소시키기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 측정해야 할 시료의 염도를 희석시키지 않고도 그 측정범위를 현저하게 향상시킬 수 있는 식품 염도 측정장치를 제공하는 데 있다. 예를 들어 본 발명은 희석없이 15%까지 염도 측정이 가능한 식품 염도 측정장치를 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 식품 염도 측정 장치는, 표준용액의 이온농도에 따른 주파수-염도 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 사용자의 선택에 따라 제어신호를 발생하는 마이크로프로세서; 상기 마이크로프로세서로부터의 제어 신호에 따라 특정 주파수를 발생하여 교류전압 레벨로 출력하는 주파수 발생부; 상기 주파수 발생부로부터 발생된 교류전압을 감지하여 출력하고, 시료의 온도를 측정하여 출력하는 센서부; 상기 센서부를 통해 시료의 염도와 온도변화에 의해 변화된 교류전압을 검출하여 출력하는 신호 검출부; 상기 신호 검출부에서 검출된 교류전압신호를 직류전압신호로 변환하는 교류/직류 변환부; 상기 교류/직류 변환부에 의해 직류로 변환된 직류전압 신호와 상기 데이터 저장부에 저장된 주파수-염도 데이터를 이용하여 시료의 염도를 산출하고, 시료의 온도에 따른 염도의 오차를 반영하여 염도를 보정하여 마이크로프로세서에 출력하는 산술 연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 식품염도 측정장치는 사용자의 조작에 따라 염도측정 모드 온도측정 모드 및 스팬보정 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있는 모드 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 주파수 발생부는 마이크로프로세서의 제어명령에 따라 특정 주파수를 발생하는 주파수 발진기와, 이 주파수 발진기에서 발생된 특정 주파수를 교류전압 레벨로 변환하여 센서부에 출력하는 주파수 전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 센서부는 주파수 전달부로부터 출력된 교류전압을 감지하며 시료와 접촉하는 제 1 전극과, 시료와 접촉하여 시료의 염도를 측정하기 위한 제 2 전극과, 시료의 정확한 온도보정을 위해 시료의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 온도센서의 제 1, 제 2 전극은 백금도금 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따르는 식품염도 측정장치는 모드 선택부의 조작에 의해 동작되며, 마이크로프로세서의 제어에 따라 신호 검출부에서 출력되는 염도측정용 비교 데이터를 일정하게 유지시켜 주는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르는 식품염도 측정장치는 마이크로프로세서의 제어하에 산술연산부에서 출력된 디지털 염도 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면들을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 식품 염도 측정장치를 도시한 블록도이다. 본 발명에 따른 식품 염도 측정장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 표준용액의 이온농도에 따른 주파수값을 실험을 통해 측정한 후 주파수-염도 데이터들을 저장하고 있는 주파수-염도 데이터 저장부(110); 사용자의 조작에 따라 염도측정, 온도측정, 스팬보정 모드 등으로 전환하기 위한 전환신호를 출력하는 모드 선택부(120); 모드 선택부(120)로부터의 사용자 선택에 따라 제어신호를 발생하는 마이크로프로세서(130); 마이크로프로세서(130)로부터의 제어신호에 따라 특정 주파수를 발생하여 교류전압 레벨로 출력하는 주파수 발생부(140); 주파수 발생부(140)로부터 출력된 교류전압을 감지하며, 시료와 접촉하는 제 1전극(151), 시료와 접촉하여 시료의 염도를 측정하기 위한 제 2 전극(152), 및 시료의 온도를 측정하기 위한 온도센서(153)를 구비하는 센서부(150)와; 상기 센서부(150)의 제 1, 제 2 전극(151, 152)을 통해 시료의 염도에 의해 변화된 교류전압을 검출하고, 온도센서(153)에서 측정된 시료의 온도신호를 검출하는 신호 검출부(160), 신호 검출부(160)에서 검출된 교류전압신호와 온도신호를 직류로 변환하는 교류/직류 변환부(170), 교류/직류 변환부(170)에 의해 직류로 변환된 직류전압 신호와 주파수-염도 데이터 저장부(110)에 저장된 주파수-염도 데이터를 이용하여 시료의 염도를 산출하고, 시료의 온도에 따른 염도의 오차를 반영하여 염도를 보정하여 마이크로프로세서(130)에 출력하는 산술 연산부(180)와; 마이크로프로세서(130)의 제어에 따라 산술 연산부(180)로부터 출력되는 데이터 신호를 표시하는 표시부(200)를 포함한다.
상기 구성에서, 주파수 발생부(140)는 마이크로프로세서(130)의 제어명령에 따라 주파수를 발생하는 주파수 발진부(141)와, 이 주파수 발진부(141)에서 발생된 주파수를 센서부(150)에 출력하는 주파수 전달부(143)로 구성된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 발생부(140)의 주파수 발진부(141)를 도시한 구체 회로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 주파수 발진부(141)는 발진 IC를 이용하여 특정 주파수를 발생시키며, 이 특정 주파수는 저항 R1, R2 및 캐패시터 C1에 의해 결정된다. 주파수 발진부(141)에 의해 생성되는 특정 주파수의 크기는 다음의 수학식 1에 의해 결정된다. 주파수 발진부(141)에 의해 생성되는 발진주파수는 염도 15%까지 측정할 수 있도록 설정되어야 한다.
상기 수학식 1에서 f는 주파수 발진부(141)에서 생성된 특정 주파수를, R1 및 R2는 주파수 발진부(141)의 내부저항을, C1은 캐패시턴스를 각각 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주파수 발생부(140)의 주파수 전달부(143)를 도시한 구체 회로도이다. 도 3을 참조하면, 주파수 발생부(140)는 제 1 전극(151)에 접속되는 연산 증폭기 OP1과, 연산증폭기 OP1의 반전 입력단자(-)에 직렬연결되는 저항 R6과, 연산 증폭기 OP1의 비반전 입력단자(-)와 연산 증폭기 OP1의 출력단자 사이에 병렬연결되는 저항 R7을 포함하며, 이외에도 3개의 저항 R3, R4, R5와 하나의 캐패시터 C3을 더 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이 구성된 주파수 전달부(143)는 주파수 발진부(141)에서 발생된 특정 주파수를 교류전압 레벨로 변환하여 센서부(150)의 제 1 전극(151)에 출력한다.
도 4a, 도 4b, 도 4c는 제 1 전극 및 제 2 전극과 온도센서를 구비한 센서부(150)의 다양한 실시예를 구체적으로 도시한 도면으로서, 도 4a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 링 타입의 센서부(150a)를, 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 도트 타입의 센서부(150b)를, 도 4c는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 바 타입의 센서부(150c)를 각각 도시한 도면이다.
링 타입 센서부(150a)는 도 4a에 도시된 바와 같이 시료를 수납하기 위한 수 용부(151a)와, 시료가 수납되는 수용부(151a)의 중심부에 설치되는 제 1 전극(153a)과, 제 1 전극(153a)과 접촉하지 않도록 제 1 전극(153a)으로부터 일정거리 이격되어 형성되는 제 2 전극(155a)과, 제 1 전극의 중심에 설치되는 온도센서(157a)로 구성된다. 본 발명의 실시예에서는 온도센서가 제 1 전극의 중심에 설치되는 것으로 설명하였으나, 제 2 전극의 중심에 설치될 수도 있다.
도트 타입 센서부(150b)는 도 4b에 도시된 바와 같이 시료를 수납하기 위한 수용부(151b)와, 시료가 수납되는 수용부(151b)의 내부 일측에 형성되는 도트 형상의 제 1 전극(153b)과, 제 1 전극(153b)과 접촉하지 않도록 제 1 전극(153b)으로부터 일정거리 이격되어 수용부(151b)의 내부 타측에 형성되는 도트 형상의 제 2 전극(155b)과, 제 1 전극의 중심에 설치되는 도트 형상의 온도센서(157b)로 구성된다. 본 발명의 실시예에서는 온도센서가 제 1 전극의 중심에 설치되는 것으로 설명하였으나, 제 2 전극의 중심에 설치될 수도 있다.
바 타입 센서부(150c)는 도 4c에 도시된 바와 같이 바 타입의 제 1 전극(153c)과, 제 1 전극(153c)과 접촉하지 않도록 제 1 전극(153c)으로부터 일정거리 이격되어 형성되는 제 2 전극(155c)과, 제 1 전극 및 제 2 전극으로부터 일정 거리 이격되어 형성되는 바형상의 온도센서(157c)와, 제 1 전극(153c), 제 2 전극(155c), 및 온도센서(157c)를 감싸도록 형성된 외장재(151c)로 구성되며, 상기 온도센서(157c)는 외장재(151c)로부터 외부로 돌출되어 있다.
상기 센서부(150)의 구성에서, 제 1 전극(153a, 153b 또는 153c)은 시료와 접촉하여 주파수 전달부(143)를 통해 특정 주파수의 교류전압 신호가 입력된다. 제 2 전극(155a, 155b 또는 155c)은 시료와 접촉하여 시료의 염도를 측정한다. 한편, 온도센서(157a, 157b 또는 157c)는 시료와 직접 접촉하며 시료의 온도를 실시간으로 측정하여, 시료의 온도변화에 따라 나타나는 저항값의 변화를 전압레벨로 변환하여 신호 검출부(160)에 출력한다. 온도센서(157a, 157b 또는 157c)는 온도측정의 정확도를 높이기 위해 Pt 100Ω의 백금온도 센서를 이용하는 것이 바람직하다. 백금 온도 센서를 이용하면 다른 재료를 이용하였을 때 발생하는 신호의 재현성과 불안정성을 개선하여 안정된 신호를 얻을 수 있다. 또한 백금 온도 센서는 산과 안칼리에 모두 강한 특성을 가지고 있으므로 시료와 직접 접촉하여도 염도 측정장치 자체에 악영향을 끼치지 않으므로 염도 측정장치의 신뢰도를 높일 수 있을 뿐 아니라 열화를 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 교류전압 검출부를 도시한 회로도이다. 도 5를 참조하면, 신호 검출부(160)는 시료의 전도도를 측정하기 위해 연산증폭기 OP2와, 연산증폭기 OP2의 반전입력단자(-)와 출력단자 사이에 병렬연결된 캐패시터 C4 및 저항 R8과, 연산증폭기의 출력단자에 직렬연결된 캐패시터 C5를 포함한다. 신호 검출부(160)는 제 2 전극(155a, 155b 또는 155c)을 통해 시료의 염도에 의해 변화된 교류전압신호를 교류/직류 변환부(170)에 출력하고, 또한 온도센서(157a, 157b 또는 157c)에 의해 실시간으로 검출된 시료의 온도값에 따른 저항값의 변화를 교류전압 레벨로 교류/직류 변환부(170)에 출력한다. 이는 시료와 접촉하고 있는 제 1, 제 2전극(151, 153)에 일정한 전압이 가해지면 전극을 통해 시료와 신호 검출부(160)에 전류가 흐르며, 이때 흐르는 전류의 크기는 이온의 전도도에 의존한다는 것을 이용한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 교류/직류 변환부(170)의 구체적인 구성을 도시한 회로도이다.
교류/직류 변환부(170)는 신호 검출부(160)에서 검출된 염도 교류전압 신호와 온도측정 신호를 직류로 변환한다. 교류/직류 변환을 위해 일반적으로는 다이오드를 이용한 정류회로가 이용되지만, 다이오드는 비선형성 때문에 미소 레벨의 회로에서는 파형왜곡을 일으킨다. 이 경우 다이오드와 연산 증폭기를 이용하여 정류회로를 구성하면 다이오드의 비선형성을 피드백에 의해 개선할 수 있다. 다만, 이 경우 연산 증폭기의 루프이득의 주파수 특성을 고려하지 않으면 안된다. 본 발명에서는 반전형 반파 정류회로를 이용하여 상기와 같은 문제점을 해소하고 있다.
도 6을 참조하면, 교류/직류 변환부(170)는 반전 입력부(-) 및 비반전 입력부(+)를 갖는 연산 증폭기 OP3와, 신호 검출부(160)의 출력부와 연산 증폭기 OP3의 반전 입력부(-) 사이에 직렬 연결되는 저항 R9와, 연산 증폭기 OP3의 반전입력부와 출력단자 사이에 병렬 연결되는 제 1 다이오드 D1과, 연산 증폭기 OP3의 출력부와 산술 연산부(180)의 입력부 사이에 직렬 연결되는 다이오드 D2 및 저항 R11과, 다이오드 D1, D2 및 저항 R11과 병렬연결되는 저항 R10을 포함한다. 상기 회로에서 다이오드 D1은 연산 증폭기가 반전입력단자(-)에서 포화되지 않도록 전압레벨을 약 0.6V 정도에서 클램프시키기 위해 사용되며, 비반전형 반파 정류회로에서 문제가 되었던 응답속도를 개선하기 위해 연산 증폭기가 포화 영역에 들어가지 못하도록 해주고 있다.
이와 같이 구성된 교류/직류 변환부(170)에 도 7의 (a)에 도시된 바와 같은 파형을 갖는 교류전압 레벨의 검출신호(Vin)가 입력되면 교류/직류 변환과정을 거쳐 도 7의 (b)에 도시된 바와 같은 파형을 갖는 출력신호(Vout)가 출력되며, 그 출력값은 다음의 수학식 2에 의해 결정된다.
도 7의 (a)는 교류/직류 변환부(170)의 입력부에 입력되는 파형을, 도 7의 (b)는 교류/직류 변환부(170)에 의해 정류된 후의 출력파형을 도시한 파형을 각각 도시한 파형도이다.
다시 도 1을 참조하면, 산술 연산부(180)는 교류/직류 변환부(170)에 의해 직류로 변환된 시료의 측정신호를 주파수-염도 데이터 저장부(110)에 저장된 주파수-염도 데이터와 비교하여 그에 대응하는 시료의 염도를 산출하고, 시료의 온도에 따른 염분농도의 오차를 반영하여 염도를 보정한 후 마이크로프로세서(130)에 출력한다.
마이크로프로세서는(130)는 산술 연산부(180)에서 출력된 디지털 염도 데이터 신호를 아날로그 신호로 변환하여 표시부(200)에 출력한다.
표시부(200)는 마이크로프로세서(130)에서 출력된 아날로그 신호를 시각적 형태로 표시해 주는 디스플레이(201)를 포함하며, 이를 인쇄물로 출력해 주는 프린 터(203) 및 음성으로 출력해 주는 부저(205)를 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 식품 염도 측정장치는 염도 측정장치의 수치 보정을 위한 스팬보정부(190)를 추가로 포함할 수 있다. 시료의 염도 측정시, 온도가 급격히 떨어지거나 올라가는 등 그 측정 환경이 급격히 달라진 경우, 사용자는 모드 선택부(120)를 조작하여 스팬보정부(190)를 동작시킬 수 있다. 사용자가 스팬보정을 선택하면, 스팬보정부(190)는 신호 검출부(160)로부터 마이크로프로세서(130)로 입력되는 염도측정용 비교 데이터가 일정하게 유지되도록 해준다. 즉, 사용자가 스팬보정을 선택하면, 마이크로프로세서(130)는 미리 설정되어 있는 시간동안 전압이 스팬 보정부(190)로 공급되도록 하고, 스팬 보정부(190)는 상기 마이크로프로세서(130)의 제어에 따라 전원이 공급되는 동안에만 작동된다.
이와 같이 스팬보정부(190)가 작동되면, 상기 신호 검출부(160)에서 마이크로프로세서(130)로 입력되는 염도측정용 비교 데이터가 마이크로프로세서(130)에서 인식할 수 있도록 그 값이 조정되어, 외부 환경에 영향을 받지 않고 시료의 염도를 정확하게 측정할 수 있게 된다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
상술한 본 발명의 구성에 의하면 측정하고자 하는 시료의 염도를 희석시키지 않고도 측정범위를 현저히 향상시킬 수 있는 식품 염도 측정장치를 얻을 수 있게 된다.
Claims (11)
- 표준용액의 이온농도에 따른 주파수-염도 데이터를 저장하는 데이터 저장부;사용자의 선택에 따라 제어신호를 발생하는 마이크로프로세서;상기 마이크로프로세서로부터의 제어신호에 따라 특정 주파수를 발생하여 교류전압 레벨로 출력하는 주파수 발생부;상기 주파수 발생부로부터 발생된 교류전압을 감지하여 출력하고, 시료의 온도를 측정하여 출력하는 센서부;상기 센서부를 통해 시료의 염도와 온도변화에 의해 변화된 교류전압을 검출하여 출력하는 신호 검출부;상기 신호 검출부에서 검출된 교류전압신호를 직류전압신호로 변환하는 교류/직류 변환부;상기 교류/직류 변환부에 의해 직류로 변환된 직류전압 신호와 상기 데이터 저장부에 저장된 주파수-염도 데이터를 이용하여 시료의 염도를 산출하고, 시료의 온도에 따른 염도의 오차를 반영하여 염도를 보정하여 마이크로프로세서에 출력하는 산술 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
- 제 1 항에 있어서,사용자의 조작에 따라 염도측정 모드, 온도측정 모드, 및 스팬보정 모드 중 적어도 하나를 선택할 수 있는 모드 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식 품염도 측정장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 주파수 발생부는 상기 마이크로프로세서의 제어명령에 따라 특정 주파수를 발생하는 주파수 발진기와, 상기 주파수 발진기에서 발생된 특정 주파수를 교류전압 레벨로 변환하여 상기 센서부에 출력하는 주파수 전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 센서부는 상기 주파수 전달부로부터 출력된 교류전압을 감지하며 시료와 접촉하는 제 1 전극과, 상기 시료와 접촉하여 시료의 염도를 측정하기 위한 제 2 전극과, 상기 시료의 정확한 온도보정을 위해 상기 시료의 온도를 실시간으로 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 센서부는 상기 시료를 수납하기 위한 수용부와, 상기 수용부의 중심부에 설치되는 제 1 전극과, 상기 제 1 전극과 접촉하지 않도록 상기 제 1 전극으로부터 일정거리 이격되어 형성되는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 제 2 전극 중의 어느 하나에 설치되는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 센서부는 상기 시료를 수납하기 위한 수용부와, 상기 시료가 수납되는 수용부의 내부 일측에 형성되는 도트 형상의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극과 접촉하지 않도록 상기 제 1 전극으로부터 일정거리 이격되어 상기 수용부의 내부 타측에 형성되는 도트 형상의 제 2 전극과, 상기 제 1 전극의 중심에 설치되는 도트 형상의 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 센서부는 바 타입의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극과 접촉하지 않도록 상기 제 1 전극으로부터 일정거리 이격되어 형성되는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극으로부터 일정 거리 이격되어 형성되는 바형상의 온도센서와, 상기 제 1 전극, 제 2 전극, 및 상기 온도센서를 감싸도록 형성된 외장재를 포함하며, 상기 온도센서는 상기 외장재로부터 외부로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
- 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 온도센서는 Pt 100Ω의 백금센서인 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 모드 선택부의 조작에 의해 동작되며, 상기 마이크로프로세서의 제어에 따라 상기 신호 검출부에서 출력되는 염도측정용 비교 데이터를 일정하게 유지시켜 주는 스팬 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 마이크로프로세서의 제어하에 상기 산술연산부에서 출력된 디지털 염도 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 표시부는 디스플레이부, 프린터, 부저 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품염도 측정장치.
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