KR20100008802A - 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치 및 측정방법 - Google Patents

수영장 살균 시스템의 수질 측정장치 및 측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치는, 수영장 물이 순환되는 파이프에 설치된 측정기 본체의 일측에서 빛을 공급하는 광원; 상기 측정기 본체의 타측에 구비되어 상기 광원에서 조사된 빛에 오존 또는 염소가 작용하여 발생되는 용존 오존량 또는 염소 농도 신호를 측정하고, 이를 전기적 신호로 바꾸어 출력하는 광검출수단; 상기 광검출수단에 의해 출력된 신호값에 따라 증폭도를 조절하는 출력 증폭기(AMP); 상기 광검출수단의 아날로그 출력 값을 디지털 값으로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기(ADC) ; 및 상기 각 구성 요소의 작동을 제어하고, 상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 신호값을 인식하여 오존(O3)의 투입량과, 염소약품의 투입량을 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 수영장 살균 시스템의 수질 측정방법은, (a) 다이오드 광원을 통해 측정기 본체를 경유하여 빛을 공급하는 단계; (b) 광검출수단을 통해 용존 오존량 또는 염소 농도 신호를 측정하고 출력하는 단계; (c) 상기 광검출수단의 출력 신호값의 증폭도를 조절하는 단계; (d) 상기 광검출수단의 아날로그 출력값을 디지털 값으로 변환하는 단계; (e) 오존 발생기를 통한 오존 투입량과, 약품 투입기를 통한 염소약품 투입량을 선택적으로 제어하는 단계로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 오존 및 염소 약품의 불필요한 투입을 방지함으로써, 인 체에 대한 유해성을 줄이고, 수영장의 공기 질이 크게 개선되며, 오존발생기와 약품 투입기의 불필요한 가동을 줄여서 에너지 소모를 감소시키고, 잉여 오존의 발생을 최소화할 수 있다.
수영장, 살균, 오존, 레이저, 광전자증배관(PMT)

Description

수영장 살균 시스템의 수질 측정장치 및 측정방법{Apparatus for measuring water quality of swimming pool sterilization system and the method of thereof}
본 발명은 수영장 살균 시스템에 관한 것으로, 특히 수영장의 물이 집모기와, 순환펌프, 혼합기 및 여과기를 거치면서 수영장에 순환 투입되는 과정에서 용존 오존량 또는 염소 농도를 정확히 측정한 후, 이를 바탕으로 수영장 물의 소독 상태를 정밀 제어함으로써, 잉여 오존의 발생을 줄이고, 이를 통해 사용 장소의 실내 공기 개선 및 에너지 절감을 도모할 수 있도록 한 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 수영은 사람들의 건강유지를 위한 유익한 레저 활동으로 자리 잡았으며, 남녀노소 누구나 수영장을 즐겨 찾고 있다.
특히 계절에 관계없이 수영을 즐길 수 있는 실내 수영장의 이용객이 증가하면서 수영장 수질에 대한 사회적 관심이 생겨나고 있다. 상기 수영장에 공급되는 물은 시수(수돗물)의 공급으로 이루어지고 있으며, 이렇게 공급된 수영장 물은 수영장이라는 한정된 공간 내에서 장시간 담수화됨으로써, 지속적인 사용에 의해 오염이 발생하고, 이를 제거하기 위해 별도의 화학 약품을 첨가하여 상기 오염을 살균하거나 정화하고 있다.
특히, 여러 사람들이 이용하는 수영장에서는 많은 세균들이 유입이 될 수 있으므로 반드시 살균이 필요하다.
도 1은 종래 오존 및 염소약품 투입 시스템을 구비한 수영장의 수영장 물 순환과정을 나타낸 모식도로서, 수영장(10)의 수영장 물은 수영장에서 생기는 커다란 입자(머리카락,수영복실) 등을 1차적으로 제거하는 집모기(14)를 거쳐 순환펌프(16)를 통해 혼합기(18)를 거치면서 오존발생기(20)를 통해 오존(O3)이 투입된다.
또한, 상기 혼합기(18)를 통과한 수영장 물은 이를 여과하여 오염물을 제거하는 여과기(22)와, 수온 유지를 위하여 필요한 열을 제공해주어 일정의 수온을 유지해 주는 열교환기(24)를 거쳐 수영장에 투입되는 과정에서 약품 투입기(26)를 통해 살균제인 염소약품이 투입되며, 도 1 중 미설명 부호 12는 수위조절용 밸런싱 탱크이다.
이때, 상기 수영장 물은 하기 표 1에 나타난 법적 기준을 충족시켜야 한다.
항목 법적기준
잔류염소 0.4-1.0 ㎎/l
수소이온농도 5.8-8.6 ph
탁도 2.8 NTU 이하
과망간산칼륨 소비량 12 ㎎/l 이하
대장균 10 ㎖ 시료 5개중 양성 2개 이하
상기 수영장 물에 수용성의 유기물이 많아져서 살균 효과를 높이기 위해 염소약품을 과다 투입할 경우, 상기 염소약품은 인체에 매우 유해한 영향을 미친다. 즉, 안구충혈, 피부노화, 피부손상, 모발손상, 중이염, 아토피성 피부염을 유발시키고, 염소로 소독된 수영장 물은 인체로부터 나온 땀, 소변, 침액, 그 밖의 수용성 유기물질과 반응하여 가스 형태의 자극성 물질을 발생시켜서 악취를 일으키거나 발암의 염려가 있는 클로르아민 및 트리할로메탄 등의 염소계 유해물질, '나이트로젠 트리 클로라이드'와 같은 독성 강한 물질을 발생시키는 것은 물론, 심각한 호흡기 질환을 유발시킨다.
기존의 염소 살균식의 인체 유해성에 대한 기사화로 인해 오존 살균 방식이 도입되었다. 오존을 활용한 살균방식은 염소의 농도는 낮출 수 있으나 잉여 오존이 발생되며, 현재는 일일 3회 수동 및 자동을 혼용한 수질 측정값으로 오존과 염소의 양을 제어한다.
상기 잉여 오존은 실내 수영장 실내공기의 오존 농도를 증가시키고, 오존 발생기(20)의 사용에 따른 불필요한 전력소모를 필요로 한다.
즉, 종래에는 상기 수영장 내의 수영장 물 잔류 염소량을 측정한 후, 상기 오존발생기(20)와, 약품 투입기(26)를 통해 일정량의 오존 및 염소 약품을 일괄적으로 투입함에 따라 오존 및 염소 약품이 필요 이상 투입됨으로써, 전술한 바와 같이 인체에 유해하고, 수영장의 공기 질이 크게 저하됨은 물론, 일정량의 오존과 염소 약품을 투입하기 위해 상기 오존발생기(20)와 약품 투입기(26)를 필요 이상으로 가동함에 따른 에너지의 소모를 초래하는 문제점이 있었다.
기존의 수영장 수질 측정에서는 접촉식 및 화학발광법을 통해 공기중의 염소 및 오존 농도를 측정하므로 용존 농도를 정밀제어하기 곤란하고, 센서의 관리에도 어려움이 있었다.
이에 따라 오존수 생성시 여과기와 살균장치의 수질을 실시간으로 측정하여 잉여 오존의 발생을 최소화할 수 있는 시스템의 개발이 시급한 상태에 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 잉여 오존의 발생을 최소화할 수 있는 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치 및 측정방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 사용 장소인 수영장의 실내 공기를 개선함과 아울러, 에너지의 절감을 도모할 수 있는 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치 및 측정방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있 을 것이다.
상기한 본 발명의 목적은, 수영장 물이 순환되는 파이프에 설치된 측정기 본체의 일측에서 빛을 공급하는 광원; 상기 측정기 본체의 타측에 구비되어 상기 광원에서 조사된 빛에 오존 또는 염소가 작용하여 발생되는 용존 오존량 또는 염소 농도 신호를 측정하고, 이를 전기적 신호로 바꾸어 출력하는 광검출수단; 상기 광검출수단에 의해 출력된 신호값에 따라 증폭도를 조절하는 출력 증폭기(AMP); 상기 광검출수단의 아날로그 출력 값을 디지털 값으로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기(ADC) ; 및 상기 각 구성 요소의 작동을 제어하고, 상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 신호값을 인식하여 오존(O3)의 투입량과, 염소약품의 투입량을 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 수영장 살균 시스템의 용존 오존량 측정장치에 의하여 달성된다.
바람직하게는 이러한 본 발명에서 상기 측정기 본체에는, 상기 광원의 빛이 통과하는 광 통로가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 본 발명에서 상기 광원은 복수 개 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 이러한 본 발명에서 상기 광검출수단은, 광전자증배관(AMT) 센서인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기한 본 발명의 목적은, (a) 광원을 통해 측정기 본체를 경유하여 빛을 공급하는 단계; (b) 광검출수단을 통해 용존 오존량 또는 염소 농도 신호를 측정하고 출력하는 단계; (c) 상기 광검출수단의 출력 신호값의 증폭도를 조절하는 단계; (d) 상기 광검출수단의 아날로그 출력값을 디지털 값으로 변환하는 단계; (e) 오존 발생기를 통한 오존 투입량과, 약품 투입기를 통한 염소약품 투입량을 선택적으로 제어하는 단계로 이루어지는 수영장 살균 시스템의 용존 오존량 측정방법에 의하여 달성된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치 및 측정방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 오존 및 염소 약품의 불필요한 투입을 방지함으로써, 인체에 대한 유해성을 줄이고, 수영장의 공기 질이 크게 개선된다.
둘째, 오존발생기와 약품 투입기의 불필요한 가동을 줄여서 에너지 소모를 감소시킨다.
셋째, 오존수 생성시 여과기와 살균장치의 수질을 실시간으로 측정하여 잉여 오존의 발생을 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치 및 측정방법을 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
실시예
도 2는 본 발명에 따른 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 수질 측정장치에 있어서의 광원 및 광검출수단이 수영장 물 순환용 파이프에 설치된 상태를 나타낸 부분 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 수영장 살균 시스템의 수질 측정방법의 흐름도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치는 크게 측정기 본체와, 상기 측정기 본체의 일측에서 빛을 공급하는 광원과, 상기 측정기 본체의 타측에 구비되어 용존 오존량 또는 염소 농도 신호를 측정하고, 이를 전기적 신호로 바꾸어 출력하는 광검출수단과, 상기 광검출수단에 의해 출력된 신호값에 따라 증폭도를 조절하는 출력 증폭기(AMP)와, 상기 광검출수단의 아날로그 출력 값을 디지털 값으로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기(ADC)와, 상기 각 구성 요소의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기 측정기 본체(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수영장 물이 순환되는 파이프 일측, 보다 상세하게는 전술한 순환펌프(16)와 혼합기(18) 사이의 파이프(30) 상에 설치되어 있다.
상기 측정기 본체(100)는 내부를 통해 상기 파이프(30)가 관통하고, 파이프(30)와 측정기 본체(100) 사이에는 광원의 빛이 통과하는 광 통로(미도시)가 형성되며, 본 발명에서는 상기 광원(110)으로서 DC 파워가 공급되는 다이오드 레이저(laser)를 사용하였다.
이때, 상기 다이오드 레이저는 검출하고자 하는 대상물이 복수(용존 오존량, 염소농도)이므로, 두 가지 이상의 레이저를 사용하는 것이 바람직하며, 대상에 따라 조사되는 광원을 변경하여 사용한다.
또한, 본 발명에서 상기 광검출수단(120)은 광전자증배관(PMT;Photo multiplier tube) 센서를 사용하였다. 광전자증배관은 포토 캐소드라는 광센서를 포함하는 유리 진공 튜브로서, 광센서가 받는 수광량에 따라 전자를 발생시킨다.
이 전자들은 이차 방사 과정을 거쳐서 전기적인 아날로그 신호로 변환되고, 이 신호는 다시 디지털 신호로 바꾸어 출력된다.
광전자증배관 센서는 실시간 정밀 측정이 가능하고, 컴퓨터와 결합이 용이하며, 하나의 센서로 다앙한 값의 검출이 가능한 장점을 가진다. 상기 광검출수단(120)은 도 2에 도시된 바와 같이, 고압 전원과 연결되어 있다.
상기 출력 증폭기(AMP;Amplifier)(130)는 상기 광검출수단(120) 및 아날로그-디지털 변환기(140) 사이에 설치되어 상기 광검출수단(120)에 의해 출력된 신호값에 따라 증폭도를 조절한다.
즉, 상기 광검출수단(120)의 출력이 작을 경우 자동적으로 증폭도를 키우고, 반대로 광검출수단(120)의 출력이 클 경우 자동적으로 증폭도를 줄여서 사용자의 조작이 없이도 증폭도를 적당히 유지하도록 되어 있다.
상기 아날로그-디지털 변환기(ADC;Analog digital converter)(140)는 상기 광검출수단(120)의 아날로그 출력 값을 컴퓨터(152)가 인식하는 디지털 값으로 변환시키며, 컴퓨터(152)와 네트워크로 연결되어 있다.
상기 제어부(150)의 컴퓨터(152)는 전술한 각 구성 요소(110~140)의 작동을 제어하며, u-COM SRAM, EEPROM, RS232C 시리얼 포트, 외부상태 감지기를 포함하고, SRAM과 EEPROM으로 구성된 기억 장치를 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터(152)는 상기 아날로그-디지털 변환기(140)에서 출력되는 신호값을 저장함과 아울러, 이를 처리하며, 피드백(feedback) 작업이 가능하도록 프로그래밍하여 해당 용수의 수질이 설정 상태를 유지하도록 한다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작용을 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 파이프(30)와 측정기 본체(100) 사이에 형성된 광 통로를 통해 상기 광원(110) 즉, 다이오드 레이저에서 유도된 레이저 광이 조사되며, 상기 광검출수단(120)은 파이프(30) 내부를 지나는 수영장 물 중의 용존 오존량 또는 염소 농도를 빛을 이용하여 인식한 후, 이에 따른 전기적 신호를 출력한다.
이와 같이 출력된 신호값은 상기 출력 증폭기(130)에 의해 증폭도가 조절되 고, 상기 아날로그-디지털 변환기(140)는 상기 광검출수단(120)의 아날로그 출력 값을 컴퓨터(152)가 인식하는 디지털 값으로 변환시킨다.
상기 제어부(150)는 전술한 광원(110), 광검출수단(120), 출력 증폭기(130), 아날로그-디지털 변환기(140)의 작동을 제어함과 아울러, 상기 아날로그-디지털 변환기(140)의 신호값을 인식하여 오존(O3)의 투입량과, 염소약품의 투입량을 선택적으로 제어한다.
즉, 용존 오존량 또는 염소 농도가 상대적으로 높을 경우 상기 오존발생기(20)를 통한 오존(O3)의 투입량과, 상기 약품 투입기(26)를 통한 염소약품의 투입량을 줄이고, 반대로, 용존 오존량 또는 염소 농도가 상대적으로 낮을 경우 상기 오존(O3)의 투입량과, 상기 염소약품의 투입량을 늘린다.
위와 같은 과정에서 정확한 농도 측정치를 바탕으로 목적물인 수영장 물에 대한 소독 상태를 정밀히 제어할 수 있으므로 잉여 오존의 발생을 최소화할 수 있다.
또한, 오존 및 염소 약품의 불필요한 투입을 방지함으로써, 인체에 대한 유해성을 줄이고, 수영장의 공기 질이 크게 개선되며, 오존발생기와 약품 투입기의 불필요한 가동을 줄여서 에너지 소모를 감소시키는 것이 가능하다.
통상, 수영장 물의 경우 일일 5회 순환하게 되어 있는 바, 일 회 순환 시간 동안 전 과정을 측정하면 해당 수영장 물 전체를 측정하게 된다. 또한 1일 순환 5회 전 과정을 측정하면 최고 신뢰도의 수질 값을 확보하게 된다. 이에 따라 한 달 을 측정할 경우 이용객의 수와 빈도를 감안하여 수질을 관리 할 수 있는 예방적 수준의 용수관리를 실현할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치 및 측정방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.
도 1은 종래 오존 및 염소약품 투입 시스템을 구비한 수영장의 수영장 물 순환과정을 나타낸 모식도,
도 2는 본 발명에 따른 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치의 구성을 나타낸 블록도,
도 3은 도 2에 도시된 수질 측정장치에 있어서의 광원 및 광검출수단이 수영장 물 순환용 파이프에 설치된 상태를 나타낸 부분 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 수영장 살균 시스템의 수질 측정방법의 흐름도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 : 수영장 12 : 밸런싱탱크
14 : 집모기 16 : 순환펌프
18 : 혼합기 20 : 오존발생기
22 : 여과기 24 : 열교환기
26 : 약품투입기 30 : 파이프
100 : 측정기 본체 110 : 광원
120 : 광검출수단 130 : AMP
140 : ADC 150 : 제어부
152 : 컴퓨터 154 : 모니터

Claims (5)

  1. 수영장 물이 순환되는 파이프에 설치된 측정기 본체의 일측에서 빛을 공급하는 광원;
    상기 측정기 본체의 타측에 구비되어 상기 광원에서 조사된 빛에 오존 또는 염소가 작용하여 발생되는 용존 오존량 또는 염소 농도 신호를 측정하고, 이를 전기적 신호로 바꾸어 출력하는 광검출수단;
    상기 광검출수단에 의해 출력된 신호값에 따라 증폭도를 조절하는 출력 증폭기(AMP);
    상기 광검출수단의 아날로그 출력 값을 디지털 값으로 변환시키는 아날로그-디지털 변환기(ADC) ; 및
    상기 각 구성 요소의 작동을 제어하고, 상기 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 신호값을 인식하여 오존(O3)의 투입량과, 염소약품의 투입량을 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 측정기 본체에는,
    상기 광원의 빛이 통과하는 광 통로가 구비된 것을 특징으로 하는 수영장 살 균 시스템의 수질 측정장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 광원은,
    복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광검출수단은,
    광전자증배관(AMT) 센서인 것을 특징으로 하는 수영장 살균 시스템의 수질 측정장치.
  5. (a) 다이오드 광원을 통해 측정기 본체를 경유하여 빛을 공급하는 단계;
    (b) 광검출수단을 통해 용존 오존량 또는 염소 농도 신호를 측정하고 출력하는 단계;
    (c) 상기 광검출수단의 출력 신호값의 증폭도를 조절하는 단계;
    (d) 상기 광검출수단의 아날로그 출력값을 디지털 값으로 변환하는 단계;
    (e) 오존 발생기를 통한 오존 투입량과, 약품 투입기를 통한 염소약품 투입 량을 선택적으로 제어하는 단계로 이루어지는 수영장 살균 시스템의 수질 측정방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130077038A (ko) * 2011-12-29 2013-07-09 코웨이 주식회사 공간에서의 살균력 실험 장치 및 그 방법
KR20200120483A (ko) 2019-04-12 2020-10-21 주식회사 에너지아이 액체 분사기

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