KR20100102591A - 수질을 모니터링하기 위한 디바이스 - Google Patents
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Abstract
물속의 염소를 모니터링하기 위한 디바이스가 제공되는바, 상기 디바이스는 물속의 염소 농도를 측정하도록 된 염소 센서, 그리고 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 전환을 용이하게 하는 제어기를 포함하며, 활성 모드 동안에는 수질 분석이 수행될 수 있으며, 그리고 수면 모드에서는 염소 센서에는 여전히 에너지가 공급되지만 수질 분석은 수행되지 않을 수 있다. 수면 모드에서는 염소 센서 내에 포함된 전극 상에 분극 전압(polarization voltage)이 유지되는바, 이는 디스커넥트된 이후 에너지 소스에 후속으로 연결되는 때에 전극에 의해 요구되는 안정화 시간을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 전환은 가령, 소정의 시간 기간에 따라, 독립적인 타이머로부터 지시를 수신함에 따라, 혹은 외부 소스로부터의 원격 시동에 의해서 등등과 같은 소정의 파라미터들을 따라 수행될 수도 있다.
Description
본 발명은 수질을 모니터링하기 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
식수는, 인간에게 해를 끼치는 다양한 질병과 감염의 잠재적인 원천이며, 이러한 질병과 감염 중 몇몇은 치명적일 수도 있다. 잘 알려진 일례로는, 콜레라, 이질, 장티푸스 등을 들 수 있다. 질병과 감염의 위험성을 실질적으로 감소시키기 위해서 식수는, 식용으로 공급되기 이전에 물 처리 플랜트에서 염소(chlorine)로 처리되는 것이 일반적이다. 염소는 물속에서 발견되는 다양한 박테리아들 및 바이러스들의 외부 표면(outer surface)에 결합하여 이를 파괴시킴으로써 박테리아와 바이러스를 살균하는 살균제로서 작용한다.
물 처리 플랜트에서 염소는, 염소 가스, 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite) 및/또는 이산화염소(chloride dioxide)로서 물에 첨가되는 것이 일반적이다. 염소의 농도를 모니터링하는 것은 상기 플랜트에서도 수행되며 또한 상수관망(water distribution network)의 곳곳에 위치한 모니터링 스테이션에서도 수행된다. 식수 내의 염소 농도가 사람에게 위해를 끼칠 수도 있는 레벨보다는 낮지만 잠재적인 박테리아 및 바이러스들을 실질적으로 제거하는데 필요한 최소 레벨보다는 높게 유지되고 있는지를 확인하기 위해서, 모니터링이 수행된다. 일반적으로, 물속의 염소 농도 레벨은 각국에서 정부 규정에 의해 규제되는 것이 일반적이며, 염소 농도 레벨은 나라마다 다를 수 있다. 몇몇 국가에서는 주 정부(state) 혹은 지방 정부(provincial)가 염소 농도를 규정하지만, 다른 몇몇 국가에서는 지자체 도시(municipal government)에서 염소 레벨을 규정하기도 한다. 비록, 0.5 내지 10 ppm(part per million) 정도의 염소 농도가 용인될 수 있지만, 식수는 2 내지 3 ppm 정도의 염소 농도를 포함해야만 한다.
모니터링 스테이션에서 염소 농도의 측정은, DPD(N, N-Diethyl-p-Phenylenediamine) 방법, 요오드화 방법(Iodide method) 및 전류측정 방법(Amperometric method) 중 임의의 방법을 이용하거나 또는 이들의 임의의 조합을 이용하여 수행되는 것이 일반적이다.
a. 통상적으로 DPD 방법은 DPD 자동화 시스템을 사용하거나 혹은 휴대용 키트를 사용한다. 휴대용 키트를 이용하는 경우, 사용자는 물 샘플을 채취하고 DPD 화학제를 물 샘플에 혼합한다. 이후, 사용자는 혼합물의 색상과 색상표의 색상을 눈으로 비교하는바, 상기 색상표는 증가하는 염소 레벨을 색 계조(color gradient)에 따라 나타낸다. 자동화 시스템 역시도 혼합물의 색상과 색상표의 색상을 비교하는 동일한 원리를 이용하여 작동하는데, 다른 점이 있다면, 모든 절차들이 DPD 자동화 시스템에 의해서 자동적으로 수행된다는 점이다.
b. 요오드화 방법은 물 배관에 연결된 센서를 사용하는 것을 포함하는데, 상기 센서는 물 샘플을 수집하도록 구성되며 물 샘플들은 센서 내에 포함된 DPD와 혼합된다. 이후, 센서 내에 포함된 광학 센싱 소자로부터 얻어진 신호를 신호처리함으로써 물속의 염소 레벨이 판별된다.
c. 전류측정 방법은 물 배관에 연결된 센서를 사용하는 것을 포함하는데, 통상적으로 상기 센서는 물이 흘러나가는 소정의 막(membrane)을 구비한 전극을 포함하여 구성된다. 상기 막을 통과하는 염소 이온(HOCl)은 전극에 전류를 생성한다. 상기 전류에 대한 신호처리가 수행되어 물속의 염소 농도가 판별된다. 통상적으로, 더 많은 전류는 더 높은 염소 농도에 관련된다.
본 발명의 몇몇 실시예는 수질을 모니터링하는 디바이스 및 방법의 제공에 관한 것이다. 상기 디바이스는 낮은 전력 소모 및/또는 통상적인 전력 소모로 작동하도록 구성될 수 있으며 및/또는 유지관리가 용이(low maintenance environment)하도록 구성된다. 또한, 상기 디바이스는 인구가 밀집한 영역 및 외진(remote) 영역 둘다에서도 사용가능하도록 구성되며 및/또한 임의의 환경에서 사용가능하도록 구성된다.
수질을 모니터링하는 디바이스들은 해당 업계에 공지되어 있다. 이들 중 많은 디바이스들은 상업적으로 이용가능한 센서들을 이용하여, 물의 pH, 수온, 물속의 염소 농도를 측정한다. 일반적으로, 이들 디바이스들은 전력선 혹은 태양열 전지판(solar panel)에 의해 전기가 공급되는 지역에서만 이용될 수 있는데, 이는 수질에 대한 지속적인 모니터링이 요구되는 경우 이들 디바이스들의 전력 소모가 상당히 크기 때문이다. 그 결과, 간선 도로 아래의 수미터 지하에서 전기를 이용할 수 없는 도시 지역에서는 이들 디바이스들 중 그 어떤 것도 사용될 수 없으며, 따라서 이러한 도시 지역에서는 훈련된 요원이 휴대용 테스트 키트를 이용하여 수질 체크를 수행하여야 한다. 수질 체크를 수행하는 요원이 자주 직면하는 문제점들 중 하나는, 멀리 떨어진 모니터링 지점 혹은 지하 스테이션에 수질 체크 요원이 가야만 하는 횟수가 제한될 수도 있다는 점이며, 따라서 수질이 적절히 모니터링되지 않을 수도 있다.
염소 센서 예컨대, 전류측정형 센서는 전극을 포함하고 있는데, 상대적으로 낮은 염소 레벨에 상기 전극이 오랜 시간 동안(일주일 이상) 지속적으로 노출되는 경우, 범위를 벗어난 판독(out of scale reading) 문제를 야기할 수도 있다. 상대적으로 낮은 염소 레벨은, 물속에 충분치 않은 염소가 존재하는 경우에 발생할 수 있다. 그 결과, 수질 체크 요원이 모니터링 지점을 상당히 드물게(infrequently) 방문하는 지역에서는, 수질이 정기적으로 모니터링되지 않기 때문에 디바이스의 고장 빈도가 비교적 높다고 가정할 수 있다. 이는 또한 실질적으로 낮은 물속 염소 농도에 의해 야기되는 건강의 위험요소(health hazard)가 된다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 물속의 염소를 모니터링하는 디바이스가 제공되는바, 상기 디바이스는 물속의 염소 농도를 측정하고 그리고 염소 농도가 소정값(예컨대, 0.03 ppm) 아래인 경우, 염소 센서를 디스커넥트(disconnect) 한다. 선택적으로는, 상기 디바이스는 물의 유속(flow rate)을 측정하고 그리고 물의 유속이 소정값(예컨대, 시간당 25리터 : 25 l/h) 아래인 경우, 염소 센서를 디스커넥트(disconnect) 한다. 선택적으로는, 상기 디바이스는 염소 농도 및/또는 물의 유속을 소정 시간 기간 동안에 한번 이상 측정하고 그리고 염소 농도 및/또는 물의 유속이 소정값 아래라면 염소 센서를 디스커넥트 한다. 선택적으로는, 상기 디바이스는 염소 농도 및/또는 물의 유속을 비주기적으로 측정하거나 및/또는 상기 디바이스의 외부 소스에 의해서 원격으로 시동된다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 소정 방법이 개시되는데, 상기 방법은 저 에너지 수면 모드를 제공한다. 저 에너지 수면 모드에서는, 센서 내에 포함된 전극에 에너지 공급을 유지하면서도, 상기 디바이스는 센서의 대부분의 기능에 전원공급을 디스커넥트한다. 전극에 대한 에너지 공급(energize)을 유지함으로써, 상대적으로 긴 시간인 안정화 시간(stabilization time)을 절약할 수 있는바, 안정화 시간은 전극에 에너지 공급이 끊긴 이후에 전극이 다시 동작하도록 되돌리는데 걸리는 시간이다. 통상적으로, 센서 내의 대부분의 기능들은 안정화 시간 동안에 작동하고 있으며, 이는 디바이스의 전력 소모를 실질적으로 증가시킨다. 상기 센서는 측정이 요구될 때마다 수면 모드에서 비교적 빨리 깨어나며 그리고 다시 수면 모드로 되돌아가는바, 이는 디바이스의 전력 소모를 실질적으로 감소시킨다. 또한, 상기 방법은 셧 다운(shut down) 모드를 제공하는바, 셧 다운 모드에서는 센서의 대부분의 기능(전극도 포함)에 대한 전원공급을 디바이스가 디스커넥트한다. 전극에 전원이 다시 연결되는 경우, 상기 디바이스는 안정화 시간 이후에 측정 준비가 되는 것이 일반적이다. 센서 내의 대부분의 기능에 전원이 공급되는 활성 모드 동안에 측정들이 수행된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 디바이스는, 측정 목적으로 물이 지나가는 파이프로부터 물이 바이패스되는 샘플링 셀, 염소 센서, pH 센서, 수온 센서, 유량 센서(flow sensor), 제어기 및 관련 전자 회로들, 원격 무선 통신(선택적으로는 유선 통신)을 위한 통신 모듈, 배터리 패키지를 포함하는 파워 모듈 그리고 선택적으로는 다른 교류(AC) 전원 혹은 직류(DC) 전원에 연결하기 위한 수단을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 물속의 염소를 모니터링하는 디바이스가 제공되는바, 상기 디바이스는 물속의 염소 농도를 측정하도록 된 염소 센서, 그리고 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 전환을 용이하게 하는 제어기를 포함하는바, 활성 모드 동안에는 수질 분석이 수행될 수 있으며, 그리고 수면 모드에서는 염소 센서에는 여전히 에너지가 공급되지만 수질 분석은 수행되지 않을 수 있다. 수면 모드에서는 염소 센서 내에 포함된 전극 상에 분극 전압(polarization voltage)이 유지되는바, 이는 디스커넥트된 이후 에너지 소스에 전극이 후속으로 연결되는 때에 전극에 의해 요구되는 안정화 시간을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 전환은 가령, 소정의 시간 기간에 따라, 독립적인 타이머로부터 지시를 수신함에 따라, 혹은 외부 소스로부터의 원격 시동에 의해서 등등과 같은 소정의 파라미터들을 따라 수행될 수도 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 상기 제어기는 또한 염소 농도가 소정 값 이하임을 나타내는 신호를 수신함에 의해서, 염소 센서를 디스커넥트할 수도 있다. 선택적으로는, 상기 제어기는 또한, 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신한 다음, 소정의 시간 기간 이후에 물속의 염소 농도를 나타내는 제 2 신호를 수신할 수도 있다. 염소 농도가 상기 소정 값이거나 혹은 이보다 낮다는 것을 상기 제 2 신호가 나타낸다면, 제어기는 염소 센서를 디스커넥트한다. 또한, 상기 제어기는 유속값이 소정 값 이하임을 나타내는 신호를 수신함에 따라, 염소 센서를 디스커넥트할 수도 있다. 또한, 상기 제어기는 소정의 시간 기간 이후에 염소 센서를 다시 커넥트할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 상기 제어기는 또한, 염소 농도가 소정값이하임을 나타내는 제 1 신호를 수신한다면, 소정의 시간 기간 이후에 물속의 염소 농도를 나타내는 제 2 신호를 수신하도록 될 수도 있다. 염소 농도가 상기 소정 값 이하임을 상기 제 2 신호가 나타낸다면, 제어기는 또한 염소 센서를 디스커넥트하도록 될 수 있다. 또한, 상기 제어기는 소정의 시간 기간 이후에 염소 센서를 다시 커넥트할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 물속의 염소 농도를 모니터링하는 디바이스가 제공되는바, 상기 디바이스는 물속의 염소 농도를 측정하도록 된 염소 센서; 및 물속의 염소 농도가 소정 값 이하임을 나타내는 신호를 수신함에 따라 염소 센서를 디스커넥트하도록 된 제어기를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어기는 또한, 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 주기적인 전환을 용이하게 하도록 구성되는바, 여기서 상기 전환은 소정의 파라미터에 의존한다. 선택적으로, 상기 제어기는 또한, 유속값이 소정 값 이하임을 나타내는 신호를 수신함에 따라, 염소 센서를 디스커넥트하도록 구성될 수도 있다. 또한, 상기 제어기는 유속값이 소정 값 이상임을 나타내는 신호를 수신함에 따라, 염소 센서를 커넥트하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 제어기는 또한, 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 주기적인 전환을 용이하게 하도록 구성되는바, 여기서 상기 전환은 소정의 파라미터에 의존한다. 선택적으로, 상기 제어기는 또한, 소정 시간 이후에 염소 센서를 커넥트하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 염소 센서는 염소 감지 전극을 포함한다.
본 발명의 일실시예에서는, 물속의 염소를 모니터링하는 방법이 제공되는바, 상기 방법은, 염소 센서를 이용하여 물속의 염소 농도를 측정하는 단계; 그리고 수질 분석(water analysis)이 수행될 수 있는 활성 모드와 염소 센서에는 여전히 에너지가 공급되지만 수질 분석은 수행되지 않을 수도 있는 저 에너지 수면 모드 사이에서 전환하는 단계를 포함한다. 수면 모드에서는, 염소 센서 내에 포함된 전극 상에 분극 전압(polarization voltage)이 유지되는바, 이는 디스커넥트된 이후에 에너지 소스에 전극이 후속으로 연결되는 경우 전극에 의해서 요구되는 안정화 시간을 실질적으로 감소시킬 수 있다. 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 전환은, 소정의 시간 기간, 독립적인 타이머로부터의 소정 표시를 수신함 혹은 외부 소스로부터의 원격 개시 등과 같은 소정의 파라미터에 따라 수행된다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 상기 방법은 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면 제어기가 염소 센서를 디스커넥트하는 단계를 제공한다. 선택적으로는, 상기 방법은 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 제 1 신호를 수신하는 때로부터 소정의 시간 기간 이후에 물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 제 2 신호를 수신한다면 상기 제어기가 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 단계를 제공한다. 또한, 상기 방법은, 물의 유속이 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면 상기 제어기가 염소 센서를 디스커넥트하는 단계를 제공한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 상기 방법은 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면 제어기가 염소 센서를 디스커넥트하는 단계를 제공한다. 선택적으로는, 상기 방법은 염소 농도가 소정값보다 크다는 것을 나타내는 신호를 수신하면 상기 제어기가 염소 센서를 커넥트하는 단계를 제공한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에서, 상기 방법은 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 제 1 신호를 수신하고 소정 시간 이후에 물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 제 2 신호를 수신하면 상기 제어기가 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 단계를 제공한다. 선택적으로는, 상기 방법은 소정의 시간 이후에 상기 제어기가 염소 센서를 커넥트하는 단계를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 물속의 염소 농도를 모니터링하는 방법이 제공되는바, 상기 방법은, 염소 센서를 이용하여 물속의 염소 농도를 측정하는 단계; 및 물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 신호를 제어기가 수신하면 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 상기 방법에서, 제어기는 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 주기적인 전환을 용이하게 하며, 여기서 전환은 소정 파라미터에 의존한다. 선택적으로는, 물의 유속이 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 방법에서는 제어기가 염소 센서를 디스커넥트한다. 또한, 상기 방법에서는 소정 시간 이후에, 제어기는 염소 센서를 커넥트한다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따른 방법에서는, 염소 센서는 염소 감지 전극을 포함하여 구성된다.
첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들이 다음과 같이 설명된다. 하나 이상의 도면들에서 보여지는 동일한 구조들, 요소들 혹은 부분들은 이들이 도시된 모든 도면들에서 동일한 참조 번호로 표시된다. 도면에 도시된 구성요소들 및 피쳐들의 치수들은 설명의 편의 및 표현의 명확성을 위해서 선택되었으며, 축적대로 도시된 것은 아니다, 도면들은 다음과 같다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른, 수질을 모니터링하기 위한 예시적인 디바이스를 도시한 블록도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른, 도1의 예시적인 디바이스를 이용한 방법의 순서도이다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른, 수질을 모니터링하기 위한 예시적인 디바이스를 도시한 블록도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른, 도1의 예시적인 디바이스를 이용한 방법의 순서도이다.
이제, 도1이 참조되는바, 도1은 본 발명의 일실시예에 따라 수질을 모니터링하기 위한 예시적인 디바이스(100)를 도시한 블록도이다. 디바이스(100)는 파이프 라인(104)을 따라 흐르는 물의 pH, 수온, 염소 농도를 측정하도록 구성되며, 그리고 또한 측정치를 분석하고 그리고 상기 측정치와 관련된 데이터(측정치 및 상기 분석의 결과를 포함할 수 있음)를 저장하도록 구성되며, 그리고 로컬 인터페이스 및/또는 원격 인터페이스를 통해 상기 데이터를 출력하도록 구성된다. 디바이스(100)는 샘플링 셀(106), 염소 센서(107), pH 센서(108), 수온 센서(109), 유속 센서(flow sensor)(105), 관련 전자회로들 및 주변회로들을 포함하는 제어기(100), 통신 모듈(103), 및 파워 모듈(102)을 포함한다.
파이프 라인(104)의 물의 일부를 샘플링 셀(106) 쪽으로 우회시킴으로써 수질에 대한 모니터링이 수행되는바, 샘플링 셀(106)은 염소 센서(107), pH 센서(108), 수온 센서(109)를 포함한다. 염소 센서(107), pH 센서(108), 수온 센서(109)는 샘플링 셀(106)을 통해 흐르는 물의 수질을 측정하도록 구성되며, 상업적으로 이용가능한 센서일 수도 있다. 선택적으로, 염소 센서(107), pH 센서(108), 수온 센서(109)는 파이프 라인(104)을 통해 흐르는 물의 수질을 측정하도록 구성될 수도 있다. 유속 센서(105)는 샘플링 셀(106)로의 유속을 측정하도록 구성되며, 선택적으로는 파이프 라인(104) 내에서의 유속을 측정하도록 구성될 수도 있다.
제어기(101)는, 통신 모듈(103), 파워 모듈(102) 및 모든 센서들의 동작을 제어하는 것들을 포함하는, 디바이스(100)를 동작시키는데 필요한 주변회로 및 관련 전자회로들을 포함한다. 제어기(101)는 유속 센서(105), 염소 센서(107) pH 센서(108) 및 수온 센서(109)로부터 측정 입력들을 수신하도록 구성되며 그리고 측정치들을 프로세싱하고 그리고 수질에 대한 분석을 수행도록 구성된다. 상기 제어기(101)는 또한, 상기 센서로부터 수신된 입력들에 응답하여; 디바이스(100) 외부의 소스들로부터의 외부 신호에 응답하여; 주기적인 시간 개시에 의해서(from periodic time initiation); 비주기적인 시간 개시에 의해서, 디바이스(100)로 하여금 활성 모드, 수면 모드, 혹은 셧 다운 모드에 있게 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 디바이스의 외부 소스들로부터의 외부 신호들은 외부 인터럽트라고 지칭될 수 있으며, 주기적인 시간 개시 및 비주기적인 시간 개시는 시간 인터럽트라고 지칭될 수 있다. 선택적으로는, 상기 제어기(101)는 디바이스(100)의 몇몇 기능들 혹은 모든 기능들의 올바른 작동여부를 평가하는 셀프-테스트를 수행하도록 구성될 수도 있다.
통신 모듈(103)은 디바이스(100)와 물리적으로 근접하게 위치한 다른 통신 디바이스들(로컬 인터페이싱) 및/또는 멀리 떨어져 위치한 다른 통신 디바이스들(원격 인터페이싱) 사이에서 통신을 가능케하도록 구성될 수 있다. 디바이스(100)가 활성 모드인 동안에 인터페이싱이 수행될 수도 있다.
디바이스(100)와 외부 디바이스들(가령, 외부 제어기 및/또는 저장 매체) 사이의 로컬 인터페이싱은, USB 연결 및/또는 이더넷(Ethernet) 접속 혹은 유선 데이터 전송에 적합한 다른 LAN 연결과 같은 다른 유형의 유선 데이터 전송 연결에 의해서 수행될 수 있다. 선택적으로는, 로컬 인터페이싱은 디스크, 플래시 카드 등등과 같은 탈부착가능한(removable) 저장 수단을 이용하여 수행될 수도 있다. 선택적으로는, 로컬 인터페이싱은 가령, WLAN(Wireless Local Area Network)과 같은 무선 수단을 이용하여 수행될 수도 있다. 상기 WLAN은 IEEE 표준 802.11(무선 LAN - WiFi) 및/또는 IEEE 표준 802.15(무선 PAN - WPAN)를 따를 수 있으며, 전술한 IEEE 표준들은 참조로서 본 명세서에 통합된다.
디바이스(100)와 다른 통신 디바이스들 간의 원격 인터페이싱은 무선 수단을 이용하여 수행되는 것이 일반적이다. 통신 유닛은 RF 통신을 통해 원격으로 인터페이싱하도록 구성될 수 있는데, RF 통신은 다이렉트 안테나 투 안테나 마이크로웨이브 링크(direct antenna to antenna microwave links), 위성 통신, 휴대폰 네트워크를 포함할 수 있으며 및/또는 WLAN을 통할 수도 있다. 상기 WLAN은 IEEE 표준 802.16(Broadband Wireless Access - WiMAX), 802.20(Mobile Broadband Wireless Access - MBWA) 및/또는 802.22(Wireless Regional Area Network - WRAN), 혹은 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 앞서 언급된 모든 IEEE 표준들은 참조로서 본 명세서에 통합된다. 선택적으로는, 상기 원격 인터페이싱은 가령, 전화선, 전용 케이블선, 및/또는 전력선 등과 같은 유선 통신 수단을 통할 수도 있다.
통신 모듈(130)은 측정치에 관련된 데이터를 전송하도록 구성되는바, 상기 데이터는 측정치와 수행된 분석의 결과를 포함할 수 있다. 선택적으로는, 전송되는 상기 데이터는 장비의 동작 상태에 관련된 데이터, 그리고 장비의 오작동 및/또는 열악한 수질에 관련된 경고/알람을 포함할 수도 있다. 통신 모듈(103)은 또한, 외부 인터럽트, 그리고 선택적으로는 데이터에 대한 프롬프트 혹은 요청을 수신하도록 구성될 수도 있다. 선택적으로는, 통신 모듈(103)은 재프로그래밍 명령/정보를 수신하고 이를 제어기(101)에게 전달하도록 구성될 수도 있다.
파워 모듈(102)은 디바이스(100)에 전원을 공급하기 위한 DC 전압원으로서 기능하는 배터리 패키지를 포함할 수 있다. 파워 모듈(102)은 재충전이 불가능한(non-rechargeable) 배터리를 포함할 수 있으며, 선택적으로는 재충전이 가능한 배터리를 포함할 수도 있다. 파워 모듈(102)은 전력선에 상기 디바이스를 연결하기 위한 AC/DC 전압 변환기를 포함할 수도 있다. 추가적으로 혹은 대안적으로, 파워 모듈(102)은 발전기에 연결될 수도 있다. 선택적으로는, 상기 파워 모듈(102)은, PC, 랩탑 컴퓨터, 혹은 또 다른 USB 인터페이스 dc 전원 공급원으로부터 전원을 공급받기 위하여 USB 인터페이스를 통해 연결될 수도 있다.
이제 도2가 참조되는바, 도2는 본 발명의 일실시예에 따라 염소 농도를 측정하기 위하여 도1의 예시적인 디바이스를 이용하는 방법의 알고리즘에 대한 순서도이다. 해당 기술분야의 당업자라면, 아래에 설명되는 알고리즘은 단지 예시만을 위한 것이며, 상기 알고리즘 내에서 구현될 수도 있는 매우 다양한 조합들이 존재할 수 있으며 그리고 아래에 설명된 알고리즘은 본 발명을 그 어떤 형태로든 제한하는 것으로 의도되어서는 않된다는 점을 능히 이해할 것이다.
[단계 201] 디바이스(100)가 수면 모드 혹은 셧 다운 모드에 있는 동안에, 제어기(101)에 의해서 인터럽트 신호가 수신된다. 상기 인터럽트 신호는 로컬 인터페이스 혹은 원격 인터페이스를 통해 수신된 외부 인터럽트가 될 수 있다. 선택적으로는, 상기 인터럽트 신호는 기결정된 신호일 수도 있으며 그리고 주기적인 신호 혹은 비주기적인 신호가 될 수도 있다.
[단계 202] 제어기(101)는 상기 신호가 외부 인터럽트 신호인지 혹은 내부 인터럽트 신호인지를 검증한다. 상기 신호가 외부 인터럽트 신호 혹은 내부 인터럽트 신호가 아니라면, 단계 203으로 진행한다. 상기 신호가 외부 인터럽트 신호 혹은 내부 인터럽트 신호라면, 단계 204로 진행한다.
[단계 203] 디바이스(100)는 수면 모드로 진입한다. 수면 모드에서는, 염소 센서(107)내의 디스커넥트된 기능들 이외에도, 디바이스(100)내의 기능들이 선택적으로 디스커넥트될 수도 있는데, 이는 전력 소모를 더욱 감소시키기 위한 것이다. 염소 센서(107) 내의 전극에는 에너지가 공급된다(energized).
[단계 204] 물의 유속이 소정의 최소값보다 큰지를 판별하기 위해서, 제어기(101)는 유속 센서로부터의 측정치 입력을 프로세싱한다. 물의 유속이 소정의 최소값 이하라면 단계 205로 진행한다. 만일 물의 유속이 소정의 최소값보다 크다면 단계 206으로 진행한다.
[단계 205] 디바이스(100)는 셧 다운 모드로 진입한다. 염소 센서 내의 대부분의 다른 기능들 뿐만 아니라 염소 센서(107) 내의 전극에 대한 전원도 디스커넥트된다. 셧 다운 모드에서는 염소 센서(107)를 디스커넥팅하는 것 이외에도, 전력 소모를 더욱 감소시키기 위해서, 디바이스(100) 내의 기능들이 선택적으로 디스커넥트될 수도 있다.
[단계 206] 제어기(101)는 염소 센서(107) 내의 전극이 디스커넥트되었는지를 체크한다. 만일, 전극이 디스커넥트되지 않았다면, 단계 207로 진행한다. 전극이 디스커넥트되었다면, 단계 213으로 진행한다.
[단계 207] 제어기(101)는 염소 센서(107)로부터 측정 데이터를 수신하고 이를 프로세싱한다.
[단계 208] 제어기(101)는 측정된 물속 염소 농도와 소정의 최소값을 비교한다. 측정된 염소 농도가 소정의 최소값 이상이라면, 단계 209로 진행한다. 측정된 염소 농도가 상기 최소값보다 작다면, 단계 210으로 진행한다.
[단계 209] 디바이스(100)는 수면 모드로 진입한다.
[단계 210] 제어기(101)는 소정의 시간 기간 동안에, 측정된 물속 염소 농도와 상기 최소값을 주기적으로 비교한다.
[단계 211] 상기 소정의 시간 기간 동안에, 측정된 염소 농도가 상기 최소값 이상이라면 단계 209로 진행한다. 상기 소정의 시간 기간 동안에, 측정된 염소 농도가 상기 최소값보다 작다면 단계 212로 진행한다.
[단계 212] 디바이스(100)는 셧 다운 모드로 진입한다. 염소 센서(107) 내의 전원(power)은 디스커넥트된다.
[단계 213] 제어기(101)는, 이전에 측정된 낮은 물속 염소 농도 때문에 상기 전극이 디스커넥트되었는지를 체크한다. 이전에 측정된 낮은 물속 염소 농도 때문에 상기 전극이 디스커넥트된 것이 아니라면, 단계 214로 진행한다. 이전에 측정된 낮은 물속 염소 농도 때문에 상기 전극이 디스커넥트된 것이 맞다면, 단계 216으로 진행한다.
[단계 214] 제어기(101)는 염소 센서(107)를 활성화시키고 그리고 전극에 전원을 공급한다.
[단계 215] 제어기(101)는 염소 센서(107)로부터 측정 데이터를 수신 및 프로세싱한다. 디바이스(100)는 수면 모드로 진입한다.
[단계 216] 제어기(101)는 마지막 측정 이후에 경과된 시간이 소정의 시간 기간보다 큰지를 체크한다. 경과된 시간이 소정의 시간 기간보다 짧다면, 단계 212로 진행한다. 만일, 경과된 시간이 소정의 시간 기간 이상이라면, 단계 217로 진행한다.
[단계 217] 제어기(101)는 염소 센서(107)를 활성화시키며 그리고 전극에 전원을 공급한다.
[단계 218] 제어기(101)는 염소 센서(107)로부터 측정 데이터를 수신하고 이를 프로세싱한다. 단계 209로 진행한다.
본 발명의 상세한 설명 및 청구항에서, "포함하는" 이라는 단어 및 이 단어의 변화형은, 상기 단어와 관련하여 나열된 구성요소들만으로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
실시예에 대한 상세한 설명들을 이용하여 본 발명이 서술되었지만, 이들 상세한 설명들은 단지 일례로서 제공되었으며 그리고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 설명된 실시예들은 서로 다른 피쳐들을 포함할 수 있는바, 본 발명의 모든 실시예들에서 이들 피쳐들이 모두 요구되는 것은 아니다. 본 발명의 몇몇 실시예들은 상기 피쳐들 중 일부만을 활용하며 혹은 이들 피쳐들의 가능한 조합을 활용한다. 서술된 본 발명의 실시예들에 대한 변형예들과 발명의 상세한 설명에서 언급된, 피쳐들의 상이한 조합을 포함하는 본 발명의 실시예들은 해당 기술분야의 당업자들에게 능히 이해될 것이다.
101 : 제어기 102 : 파워 모듈
103 : 통신 모듈 104 : 파이프 라인
105 : 유속 센서 106 : 샘플링 셀
107 : 염소 센서 108 : pH 센서
109 : 수온 센서
103 : 통신 모듈 104 : 파이프 라인
105 : 유속 센서 106 : 샘플링 셀
107 : 염소 센서 108 : pH 센서
109 : 수온 센서
Claims (26)
- 물속의 염소를 모니터링하기 위한 디바이스로서,
a. 물속의 염소 농도를 측정하는 염소 센서; 및
b. 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 전환을 용이하게 하는 제어기
를 포함하여 이루어지며,
상기 전환은 소정의 파라미터에 의존하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면 상기 염소 센서를 디스커넥트(disconnent)하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 제 1 신호를 수신하는 때로부터 소정의 시간 기간 이후에 물속의 염소 농도를 나타내는 제 2 신호를 수신하며, 물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 상기 제 2 신호가 나타낸다면 상기 제어기는 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 물의 유속(water flow value)이 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제2항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 소정의 시간 기간 이후에 상기 염소 센서를 커넥트(connect)하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제3항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 소정의 시간 기간 이후에 상기 염소 센서를 커넥트(connect)하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 염소 센서는 염소 감지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 디바이스. - 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 디바이스로서,
a. 물속의 염소 농도를 측정하는 염소 센서; 및
b. 물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 제어기
를 포함하는 것을 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제8항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 주기적인 전환을 용이하게 하며, 상기 전환은 소정의 파라미터에 의존하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제8항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 물의 유속이 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제8항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 물의 유속이 소정값보다 높다는 것을 나타내는 신호를 수신하면 상기 염소 센서를 커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제9항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 소정의 시간 기간 이후에 상기 염소 센서를 커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 디바이스. - 제8항에 있어서,
상기 염소 센서는 염소 감지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 디바이스. - 물속의 염소를 모니터링하기 위한 방법으로서,
a. 염소 센서를 이용하여 물속의 염소 농도를 측정하는 단계; 및
b. 제어기를 이용하여 활성 모드와 수면 모드 사이에서 전환하는 단계
를 포함하며,
상기 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 전환은 소정 파라미터에 의존하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 방법. - 제14항에 있어서,
물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면 상기 제어기는 또한, 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 방법. - 제14항에 있어서,
물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 제 1 신호를 수신하는 때로부터 소정의 시간 기간 이후에 물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 제 2 신호를 수신하면, 상기 제어기는 또한 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 방법. - 제14항에 있어서,
물의 유속이 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 제어기는 또한 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 방법. - 제15항에 있어서,
물의 유속이 소정값 보다 크다는 것을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 제어기는 또한 상기 염소 센서를 커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 방법. - 제16항에 있어서,
소정의 시간 기간 이후에, 상기 제어기는 또한 상기 염소 센서를 커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 방법. - 제14항에 있어서,
상기 염소 센서는 염소 감지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소를 모니터링하기 위한 방법. - 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 방법으로서,
a. 염소 센서를 이용하여 물속의 염소 농도를 측정하는 단계; 및
b. 물속의 염소 농도가 소정값 이하임을 나타내는 신호를 제어기가 수신하면, 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 단계
를 포함하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 방법. - 제21항에 있어서,
상기 제어기는 또한, 활성 모드와 수면 모드 사이에서의 주기적인 전환을 용이하게 하며, 상기 주기적인 전환은 소정의 파라미터에 의존하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 방법. - 제21항에 있어서,
물의 유속이 소정값 이하임을 나타내는 신호를 수신하면, 상기 제어기는 또한 상기 염소 센서를 디스커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 방법. - 제22항에 있어서,
소정의 시간 기간 이후에, 상기 제어기는 또한 상기 염소 센서를 커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 방법. - 제23항에 있어서,
소정의 시간 기간 이후에, 상기 제어기는 또한 상기 염소 센서를 커넥트하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 방법. - 제21항에 있어서,
상기 염소 센서는 염소 감지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 물속의 염소 농도를 모니터링하기 위한 방법.
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