KR20080107926A - 수질 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물고기 또는 물벼룩을 이용한 수질 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 송사리와 같이 작은 물고기 또는 물벼룩을 여러 구역으로 구획된 수조에 각각 집어넣고 검사대상인 하천 또는 수역의 물을 연속적으로 흘려주며 내부에 수용된 물고기 또는 물벼룩의 행태를 관찰함으로써 검사대상 물 내부에 포함된 독성물이나 유해물질의 존재를 파악하고 측정하는 수질 측정장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 검지소자를 이용한 수질 측정장치는, 상기 검지소자를 각각 분리 수용하는 다수의 수용공간이 구비된 수조, 상기 수조의 저면에 설치되는 조명원, 상기 수조 내의 물의 온도를 조절하기 위한 히터, 상기 수조와 일정거리 이격되어 설치되며 상기 수조 내의 검지소자의 행태를 감시 촬영하기 위한 카메라, 상기 카메라로부터 촬영된 검지소자의 행태정보를 전송하는 전송수단, 및 상기 전송수단으로부터 수신된 검지소자의 행태정보를 현시하는 디스플레이수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

검지소자, 바이오 모니터링 시스템, 송사리, 물벼룩, 수질 측정

Description

수질 측정장치 {Measuring Equipment for Quality of Water}

도 1은 본 발명에 따른 송사리를 검지소자로 사용할 경우의 수질 측정장치의 개념도.

도 2는 본 발명에 송사리를 검지소자로 이용할 경우의 수질 측정장치의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 물벼룩을 검지소자로 사용할 경우의 수질 측정장치의 개념도.

도 4는 본 발명에 물벼룩을 검지소자로 이용할 경우의 수질 측정장치의 사시도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10, 30 : 수조 11, 31 : 수용공간

12, 32 : 격벽 13, 17 : 물공급로

14, 34 : 유량게이지 15, 16, 36 : 밸브

18, 38 : 물공급부 19, 39 : 히터

20, 40 : 물공급수단 21, 41 : 수중펌프

23, 43 : 수조탱크

본 발명은 물고기 또는 물벼룩을 이용한 수질 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 송사리와 같이 작은 물고기 또는 물벼룩을 여러 구역으로 구획된 수조에 각각 집어넣고 검사대상인 하천 또는 수역의 물을 연속적으로 흘려주며 내부에 수용된 물고기 또는 물벼룩의 행태를 관찰함으로써 검사대상 물 내부에 포함된 독성물이나 유해물질의 존재를 파악하고 측정하는 수질 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 하천을 흐르는 물에 포함되어 있는 독성물이나 유해물을 검출하기 위하여 특정한 화학물질에 대해 정확하고 예민하게 반응하는 능력이 있는 생물을 검지소자(檢知素子)로 사용하여 모니터링(감시 및 경보)하는 시스템을 바이오 모니터링 시스템 또는 바이오 경보 시스템이라고 한다.

위 바이오 모니터링 시스템이 오래 전부터 세계적으로 이용된 것은 검지소자로 사용되는 생물을 잘 고르면 화학센서보다 작동속도가 빠르고 구조가 간단하며 감지ㆍ계측 성능이 더 우수하다는 장점이 있기 때문이다. 위 감지소자로는 갑각류인 물벼룩이 이용되고 있으며, 그 원리는 독성물질의 농도증가에 따라 물벼룩의 규칙적인 왕복운동속도가 비례적으로 커지는데, 이 때 물벼룩이 들어 있는 물을 투과하는 빛의 산란 및 투과량이 변하게 되고, 이를 계측기의 값으로 변환한 것이 바로 수질 측정의 바로미터가 되는 것이다. 최근에는 물벼룩 외에도 검지소자로서 작은 조류(藻類)와 물고기 등 큰 생물도 이용된다. 물고기는 정확도는 낮지만 다루기가 쉽다는 장점이 있다.

그러나 종래 위와 같은 방식은 검지소자의 행동패턴이 독성물질 등과 같은 환경적 요인뿐만 아니라, 검지소자의 건강상태나 기타의 본능적 욕구 등과 같은 다양한 내재적 요인에 의해서도 영향을 받기 때문에 경우에 따라서는 검지소자의 행동패턴과 수질오염 또는 유해물 등의 측정과의 사이의 인과율이 그다지 크지 않아 판단오류가 빈번하다는 문제가 있었다. 또한, 검지소자의 행동패턴을 인지하고 분별해내기 위해서는 오염물질의 농도의 범위 조건, 측정시간의 범위 조건 등에 따른 검지소자의 민감도를 정성적으로 분별해내야 한다는 과제를 안고 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 바이오 모니터링 시스템의 운용에 있어 검지소자의 건강상태나 기타의 본능적 욕구 등과 같은 다양한 내재적 요인의 영향을 최소화하여 수질 측정의 정확도와 신뢰도를 제고하기 위한 수질측정장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 다른 목적은 상기 바이오 모니터링 시스템의 효율적인 운용에 있어 검지소자로 물고기, 즉 작은 송사리를 이용하여 효율적이고 정확한 수질 측정이 가능한 송사리를 이용한 수질 측정장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 다른 목적은 상기 바이오 모니터링 시스템의 효율적인 운용에 있어 검지소자로 물벼룩을 이용하여 효율적이고 정확한 수질 측정이 가능한 물벼룩을 이용한 수질 측정장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수질 측정장치는, 상기 검지소자를 각각 분리 수용하는 다수의 수용공간이 구비된 수조; 상기 수조의 저면에 설치되는 조명원; 상기 수조 내의 물의 온도를 조절하기 위한 히터; 상기 수조와 일정거리 이격되어 설치되며 상기 수조 내의 검지소자의 행태를 감시 촬영하기 위한 카메라; 상기 카메라로부터 촬영된 검지소자의 행태정보를 전송하는 전송수단; 및 상기 전송수단으로부터 수신된 검지소자의 행태정보를 현시하는 디스플레이수단; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 수조는 인접한 수용공간 사이에 유동 가능한 격벽으로 구획 분할된 것을 특징으로 하며, 또한 상기 수조는 측정작업의 연속성을 위하여 복수개가 세트로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 조명원은 LED를 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서의 검지소자는 송사리 또는 물벼룩을 이용하는 것을 특징으로 한다.

검지소자로 송사리를 이용할 경우의 상기 수조의 격벽은 상기 송사리의 몸체 직경보다 작은 홀이 다수개 천공되는 것이 바람직하며, 검지소자로 물벼룩을 이용할 경우의 상기 수조의 격벽은 상기 물벼룩의 몸체보다 작은 홀을 갖는 메쉬망을 이용하는 것이 바람직하다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 수질 측정장치를 첨 부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 송사리를 검지소자로 사용할 경우의 수질 측정장치의 개념도이다. 도시한 바와 같이 수조(10)는 2개의 세트가 구비되며 각 세트는 내부에 검지소자를 수용할 수용공간(11)이 4개로 구획 분할되어 있다. 상기 수조(10)의 상기 수용공간(11)의 사이에는 격벽(12)이 설치되되 상기 격벽(12)은 수조내의 물은 자유롭게 유동 가능하되 각 수용공간(11)에 수용된 검지소자인 송사리는 서로 섞이지 않도록 송사리 몸체의 직경보다 작은 장방형 홀(미도시)이 천공되어 있다. 물론 상기 장방형 홀은 송사리가 통과되지 않을 정도의 홈이 배열되면 족하다. 그리고 상기 수조(10)의 수용공간(11)에는 각 1마리씩의 송사리만 집어넣어 수용한다. 이와 같이 수조(10)를 여러개의 수용공간(11)으로 구획 분할하고 수용공간(11) 하나에 송사리를 1마리씩만 수용하는 이유는 단일 공간에 복수의 검지소자가 수용되면 이들이 서로 싸우거나 새끼를 낳는 등의 상호작용을 일으켜 수질 측정이 어려울 뿐만 아니라 측정작업 및 결과에서도 일관성을 해치기 때문이다.

한편 상기 수조(10)의 저면에는 자연과 동일한 조건의 주야조건을 제공하기 위한 조명원(51)이 설치된다. 상기 조명원으로는 적은 전력으로도 충분한 조도를 얻을 수 있고 주간과 야간, 또는 새벽과 같은 상황에 유사하도록 명도제어가 용이한 LED를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 수조(10)에는 수질을 측정하고자 하는 수원(水源)으로부터 물이 물공급수단(20)의 공급부(18)를 통하여 지속적으로 공급되되, 측정의 연속성을 위 하여 수조탱크(23)와 수중펌프(21)를 이용하는 것이 바람직하다. 물론 상기 물의 온도조절을 위하여 물공급수단(20)의 일 측에는 히터(19)가 구비될 수 있다.

상기 수원으로부터 공급된 물은 물공급수단(20)을 거쳐 물공급로(17)를 통하여 수조(10)에 공급되며, 상기 물공급로(17)의 경로에는 상기 물공급로(17)의 개폐를 담당하는 니들밸브(16) 또는 볼밸브(15)와 같은 밸브가 적정위치에 구비되며 공급되는 물의 양을 미세 조정하는 유량게이지(14)가 설치되며, 별도의 물 배출구(미도시)를 구비한다.

도 2는 본 발명에 따른 송사리를 검지소자로 이용할 경우의 수질 측정장치의 사시도를 나타낸다. 수조(10)는 역시 2세트로 구성되어 기판(52)에 고정 설치되어 있고, 상기 각 수조(10)에는 4개의 수용공간(11)이 구비되며 각 수용공간(11)의 사이에는 격벽(12)이 설치되어 있다. 상기 수조(10)의 각 수용공간(11)에는 각각 1마리씩의 송사리가 수용되며 이들의 행태는 상기 수조(10)의 측면 일 측에 설치된 카메라(50)에 의하여 촬영 감시된다. 그리고 상기 카메라(50)에 의해 얻어진 검지소자인 송사리의 행태정보는 유선 또는 무선을 통하여 컴퓨터(60)로 전송되며 상기 행태정보는 상기 컴퓨터(60)의 모니터에 디스플레이 될 수도 있다. 상기 얻어진 검지소자의 행태정보는 영상으로 얻어지며 컴퓨터를 이용하여 영상 처리과정을 거치고, 만일 급수 공급되는 물에 임의의 유해물질이나 독성물질이 함유되어 있으면 생물인 검지소자가 이상행동을 보이게 된다. 이러한 이상행동은 컴퓨터의 이미지 프로세싱 알고리즘을 이용하여 유해물질 또는 독성물질이 유입되고 있음을 감지할 수 있게 되는 것이다.

상기 도 2에서 수조(10)의 상측에는 수조탱크(23)에 히터(19)가 삽입 설치되며 상기 히터(19)에 의해 수온이 조절된 물이 수중펌프(21)에 의해 상기 수조(10)로 공급된다.

도 3은 본 발명에 따른 물벼룩을 검지소자로 사용할 경우의 수질 측정장치의 개념도이다. 위에서 설명한 도 1 및 도 2와 중복되지 않는 범위에서 설명하면, 도시한 바와 같이 수조(30)는 2개가 구비되며 각 세트는 내부에 검지소자를 수용할 수용공간(31)이 4개로 구획 분할되어 있다. 상기 수조(30)의 상기 수용공간(31)의 사이에는 격벽(32)이 설치되되 상기 격벽(32)은 수조내의 물은 자유롭게 유동 가능하되 각 수용공간(31)에 수용된 검지소자인 물벼룩은 서로 섞이지 않도록 물벼룩 몸체의 직경보다 작은 크기를 갖는 메쉬망(미도시)으로 이루어져 있다. 물론 상기 메쉬망은 물벼룩이 통과되지 않을 정도의 크기이면 족하다. 그리고 상기 수조(30)의 수용공간(31)에는 각 1마리씩의 물벼룩만 집어넣어 수용한다. 이와 같이 수조(30)를 여러 개의 수용공간(31)으로 구획 분할하고 수용공간(31) 하나에 물벼룩을 1마리씩만 수용하는 이유는 단일 공간에 복수의 검지소자가 수용되면 이들이 서로 상호작용을 일으켜 수질 측정이 어려울 뿐만 아니라 측정작업 및 결과에서도 일관성을 헤치기 때문이다.

한편 상기 수조(30)의 저면에는 자연과 동일한 조건의 주야조건을 제공하기 위한 조명원(51)이 설치된다. 상기 조명원으로는 적은 전력으로도 충분한 조도를 얻을 수 있고 주간과 야간, 또는 새벽과 같은 상황에 유사하도록 명도제어가 용이한 LED를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 수조(30)에는 수질을 측정하고자 하는 수원(水源)으로부터 물이 물공급수단(40)의 공급부(38)를 통하여 지속적으로 공급되되, 측정의 연속성을 위하여 수조탱크(43)와 수중펌프(41)를 이용하는 것이 바람직하다. 물론 상기 물의 온도조절을 위하여 물공급수단(40)의 일 측에는 히터(39)가 구비될 수 있다.

상기 수원으로부터 공급된 물은 물공급수단(40)을 거쳐 물공급로(37)를 통하여 수조(30)에 공급되며, 상기 물공급로(37)의 경로에는 상기 물공급로(37)의 개폐를 담당하는 니들밸브(36)와 같은 밸브가 적정위치에 구비되며 공급되는 물의 양을 미세 조정하는 유량게이지(34)가 설치된다.

도 4는 본 발명에 따른 물벼룩을 검지소자로 이용할 경우의 수질 측정장치의 사시도를 나타낸다. 수조(30)는 역시 2세트로 구성되어 기판(52)에 고정 설치되어 있고, 상기 각 수조(30)에는 4개의 수용공간(31)이 구비되며 각 수용공간(31)의 사이에는 격벽(32)이 설치되어 있다. 상기 수조(30)의 각 수용공간(31)에는 각각 1마리씩의 물벼룩이 수용되며 이들의 행태는 상기 수조(30)의 상면 일 측에 설치된 카메라(50)에 의하여 촬영 감시된다. 그리고 상기 카메라(50)에 의해 얻어진 검지소자인 물벼룩의 행태정보는 유선 또는 무선을 통하여 컴퓨터(60)로 전송되며 상기 행태정보는 상기 컴퓨터(60)의 모니터에 디스플레이 될 수도 있다. 상기 도 4에서 수조(30)의 일측에는 수조탱크(43)에 히터(39)가 삽입 설치되며 상기 히터(39)에 의해 수온이 조절된 물이 수중펌프(미도시)에 의해 상기 수조(30)로 공급된다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

상기 구성에 따른 본 발명의 수질 측정장치는 바이오 모니터링 시스템의 운용에 있어 검지소자의 건강상태나 기타의 본능적 욕구 등과 같은 다양한 내재적 요인의 영향을 최소화하여 수질 측정의 신뢰도를 제고하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 수질 측정장치는 인체의 생리학적 특성에 가장 가까운 송사리와 같은 작은 물고기 또는 물벼룩을 검지소자로 이용하되 수용공간마다 하나의 개체만을 수용하여 모니터링 함으로써 검지작업의 효율성과 정확성을 향상시킬 수 있는 특징을 갖는다.

Claims (8)

1. 검지소자를 이용한 수질 측정장치에 있어서,

   상기 수질 측정장치는,

   상기 검지소자를 각각 분리 수용하는 다수의 수용공간(11, 31)이 구비된 수조(10, 30);

   상기 수조(10, 30)의 저면에 설치되는 조명원(51);

   상기 수조(10, 30) 내의 물의 온도를 조절하기 위한 히터(19, 39);

   상기 수조(10, 30)와 일정거리 이격되어 설치되며 상기 수조(10, 30) 내의 검지소자의 행태를 감시 촬영하기 위한 카메라(50);

   상기 카메라(50)로부터 촬영된 검지소자의 행태정보를 전송하는 전송수단(미도시); 및

   상기 전송수단으로부터 수신된 검지소자의 행태정보를 현시하는 디스플레이수단(60);

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 검지소자를 이용한 수질 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 수조(10, 30)는 인접한 수용공간(11, 31) 사이에 유동 가능한 격벽(12, 32)으로 구획 분할된 것을 특징으로 하는 검지소자를 이용한 수질 측정장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 수조(10, 30)는 복수개가 세트로 구비되는 것을 특징으로 하는 검지소자를 이용한 수질 측정장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 조명원(51)은 LED를 이용하는 것을 특징으로 하는 검지소자를 이용한 수질 측정장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 검지소자는 송사리를 이용하는 것을 특징으로 하는 검지소자를 이용한 수질 측정장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 수조의 격벽(12)은 상기 송사리의 몸체 직경보다 작은 홀(미도시)이 다수개 천공되는 것을 특징으로 하는 검지소자를 이용한 수질 측정장치.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 검지소자는 물벼룩을 이용하는 것을 특징으로 하는 검지소자를 이용한 수질 측정장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 수조(30)의 격벽은 상기 물벼룩의 몸체보다 작은 홀을 갖는 메쉬망(미도시)을 이용하는 것을 특징으로 하는 검지소자를 이용한 수질 측정장치.

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