KR20110104281A

KR20110104281A - 카드형 멀티측정기

Info

Publication number: KR20110104281A
Application number: KR1020100023341A
Authority: KR
Inventors: 서인호; 최연규; 박규성; 서윤성; 김상태; 우영재
Original assignee: 대윤계기산업 주식회사
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-22
Also published as: KR101077919B1

Abstract

본 발명은 카드형 멀티측정기에 관한 것으로, 상부면에 한방울의 시료를 떨어뜨려서 시료의 성분을 측정하며 카드의 일부 형상을 이루는 측정센서; 측정센서가 착탈되고 결합된 측정센서에 연결되어서 이로부터 측정된 데이터가 전달되며 결합된 측정센서와 함께 카드 형태를 이루는 인쇄회로기판과, 측정센서에서 측정된 값이 디스플레이되며 인쇄회로기판의 표면에 표면실장(SMT)으로 부착되는 디스플레이부와, 인쇄회로기판의 표면에 표면실장으로 부착되어서 이에 전원을 공급하는 태양전지와, 인쇄회로기판의 표면에 표면실장으로 부착되며 태양전지에 연결되어서 태양전지로부터 공급되는 전원을 단속하는 온/오프스위치로 이루어진 측정기몸체로 이루어진다.
따라서, 측정기몸체 및 이에 결합된 측정센서가 카드 형태로 이루어지므로 휴대가 매우 간편하고, 베터리를 교환하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있으며 적은 양의 시료만으로도 시료를 측정할 수 있을 뿐 아니라, 하나의 멀티측정기로 전도도, 용존산소, pH, ORP, 당도, 잔류염소, 산도를 간편하게 측정할 수 있다.

Description

카드형 멀티측정기{Card-type mult tester}

본 발명은 카드형 멀티측정기에 관한 것으로, 더 상세하게는 휴대가 매우 간편하고 배터리의 교체가 필요 없으며 소량의 시료만으로도 측정할 수 있을 뿐 아니라, 전도도, 용존산소, pH, ORP, 당도, 잔류염소, 산도를 간단하게 측정할 수 있는 카드형 멀티측정기에 관한 것이다.

음식의 맛이나 상하수 등의 수질을 측정하기 위해 가정용, 산업용으로 사용되는 휴대용 수질측정기는, 염도 측정용 센서가 내장된 염도측정기, 산도 측정용 센서가 내장된 산도측정기, 당도 측정용 센서가 내장된 당도측정기, 전도도 측정용 센서가 내장된 전도도측정기, 용존산소 측정용 센서가 내장된 용존산소측정기, pH 측정용 센서가 내장된 pH측정기, ORP 측정용 센서가 내장된 ORP측정기, 잔류염소 측정용 센서가 내장된 잔류염소측정기 등이 있다.

이러한 휴대용 수질측정기 중 가정용으로 사용되는 휴대용 염도측정기는, 염도센서를 통해 흐르는 맥동 전류를 증폭하여 적분 콘덴서에 충전하고, 적분된 콘덴서의 전류를 비교기의 일측 단자에 일정한 시간동안 인가하고, 비교기의 타측 단자에 증폭시킨 온도센서의 검출 전류를 인가하여, 비교기의 출력단에서 온도 보상 염도 전류를 얻고, 비교기 출력을 버퍼를 통해 A/D변환기에서 디지털 값으로 변환하고, 디지털 값을 LCD모듈에 표시하도록 구성된다.

이러한 종래의 휴대용 염도측정기는, 다수의 부품들이 내장되도록 전면케이스 및 후면케이스로 이루어진 케이스가 구비된다. 이러한 케이스는 전면케이스 또는 후면케이스 내부에 다수의 부품들을 내장시킨 후 전면케이스 및 후면케이스를 결합시킨 후 그 대응 둘레를 초음파 융착시켜서 고정시킨다.

이와 같이 종래의 휴대용 염도측정기는 케이스 전체가 하나의 부품으로 고정되므로 내부의 부품들에 고장이 발생될 경우 수리가 불가능하다. 따라서 종래 이러한 휴대용 염도측정기는 사용하다가 고장이 발생되면 제대로 수리하지 못하고 그대로 폐기되는 문제점이 있다.

이러한 문제점은 비단 염도측정기에만 국한되지 않으며, 상술한 산도측정기, 당도측정기, 전도도측정기, 용존산소측정기, pH측정기, ORP측정기, 잔류염소측정기에도 동일하게 제기된 문제이다.

이러한 종래 염도측정기의 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 염도계(출원번호 제10-2008-101739호)를 개발한 바 있다.

이러한 종래의 염도계는, 중공형 몸체와, 몸체의 내부에 내장되고 디스플레이부가 연결된 회로기판과, 몸체에 내장되고 회로기판에 연결되는 베터리와, 몸체의 단부에 삽입되고 전극구멍들 및 온도센서구멍이 형성되어 있는 셀블록과, 셀블록의 두 전극구멍들에 삽입되고 일단이 회로기판에 연결되며 타단이 시료에 담겨져 염도를 측정하는 전극들과, 셀블록의 온도센서구멍에 삽입되고 일단이 회로기판에 연결되며 타단이 시료에 접촉되는 온도센서로 이루어진다.

이와 같은 종래의 염도계는, 셀블록 전체가 일체형으로 이루어지며, 외부로 노출된 전극들의 단부와 온도센서의 단부가 셀블록의 내부에 위치된다. 따라서 셀블록의 하단을 음식물에 담가서 염도를 측정하면 셀블록의 하단 내외부는 물론 전극의 단부, 온도센서의 단부가 음식물에 접촉되면서 오염된다.

그런데 이러한 종래의 염도계는, 일반적으로 의복에 간편하게 꽂아서 휴대하는 볼펜에 비해 그 직경이 3∼4배 크다. 따라서 이러한 염도계를 의복에 꽂아서 휴대하기는 너무 투박하며 가방 등에 별도로 수납해야 한다.

그러므로 음식을 먹을 때마다 염도를 측정하려면 염도계가 담긴 가방을 식사때마다 휴대해야 하며, 가방을 테이블에 올려 놓은 후 염도계를 꺼내서 사용해야 하므로 그 작업이 매우 불편하였다.

이와 같이 종래의 염도계는 휴대 및 사용이 매우 불편하기 때문에 사용자로 하여금 매번 휴대하여 염도 측정할 의욕을 저하시키게 되며, 이에 따라 실질적으로 염도 측정이 제대로 이루어지지 못하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 카드형 염도계(특허출원 제10-2010-0005272호)를 개발한 바 있다. 이러한 카드형 염도계는, 카드 형태의 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판의 일면에 설치되고 일측에 떨어뜨린 한방울의 시료가 타측으로 흐르는 동안 시료에 용해된 염도를 측정하는 측정부와, 인쇄회로기판의 일면에 설치되고 측정부에 연결되어 있으며 측정된 값이 디스플레이되는 디스플레이부와, 인쇄회로기판에 설치되어서 이에 전원을 공급하는 태양전지와, 인쇄회로기판에 설치되고 태양전지에 연결되어서 태양전지로부터 공급되는 전원을 단속하는 온/오프스위치로 이루어진다.

이 카드형 염도계는, 지갑 등에 간편하게 휴대할 수 있고, 베터리를 교환하지 않고 사용할 수 있으며, 적은 양의 시료만으로도 염도를 측정할 수 있다.

그런데 이러한 종래의 카드형 염도계는, 염도만 측정할 수 있도록 구비되므로 호환성을 갖지 못한다. 즉, 가정이나 작업 현장에서는 염도 측정은 물론이고, 산도, 당도, 전도도, 용존산소, pH, ORP, 잔류염소를 측정할 필요가 있는데, 종래의 카드형 염도계로는 염도 측정 외에 다른 측정 기능을 병행하지 못하였으며, 이에 따라 다양한 종류의 수질을 측정하기 위해 다수의 측정기들을 각각 구비하여 휴대해야 하는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 하나의 측정기로 전도도, 용존산소, pH, ORP, 당도, 잔류염소, 산도를 간단하게 측정할 수 있도록 한 카드형 멀티 측정기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 휴대가 간편하도록 한 카드형 멀티측정기를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카드형 멀티측정기는, 상부면에 한방울의 시료를 떨어뜨려서 시료의 성분을 측정하며 카드의 일부 형상을 이루는 측정센서; 측정센서가 착탈되고 결합된 측정센서에 연결되어서 이로부터 측정된 데이터가 전달되며 결합된 측정센서와 함께 카드 형태를 이루는 인쇄회로기판과, 측정센서에서 측정된 값이 디스플레이되며 인쇄회로기판의 표면에 표면실장(SMT)으로 부착되는 디스플레이부와, 인쇄회로기판의 표면에 표면실장으로 부착되어서 이에 전원을 공급하는 태양전지와, 인쇄회로기판의 표면에 표면실장으로 부착되며 태양전지에 연결되어서 태양전지로부터 공급되는 전원을 단속하는 온/오프스위치로 이루어진 측정기몸체;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 카드형 멀티측정기의 다른 특징은, 측정센서는, 전도도측정센서, 용존산소측정센서, pH측정센서, ORP측정센서, 당도측정센서, 잔류염소측정센서, 산도측정센서 중 어느 하나로 이루어진다.

본 발명의 카드형 멀티측정기의 또 다른 특징은, 전도도측정센서는, 측정기몸체에 결합되어서 측정기몸체와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체와, 센서칩몸체의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체에 삽입되면서 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키는 고정단자와, 센서칩몸체의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈과, 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 양극과, 센서칩몸체의 일측면에 형성되어 있고 양극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 양극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 양극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 양극과 양극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 양극내부도선과, 양극과 이격되도록 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 음극과, 센서칩몸체의 타측면에 형성되어 있고 음극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 음극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 음극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 음극과 음극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 음극내부도선으로 이루어진다.

본 발명의 카드형 멀티측정기의 또 다른 특징은, 용존산소측정센서 및 잔류염소측정센서는, 측정기몸체에 결합되어서 측정기몸체와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체와, 센서칩몸체의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체에 삽입되면서 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키는 고정단자와, 센서칩몸체의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈과, 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극과, 측정전극의 내부에 충전되어 있는 내부전해액과, 측정전극의 상부면에 구비되며 내부전해액이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막과, 센서칩몸체의 일측면에 형성되어 있고 측정전극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 측정전극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 측정전극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 측정전극과 측정전극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 측정전극내부도선과, 측정전극과 이격되도록 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극과, 기준전극의 내부에 충전되어 있는 내부전해액과, 기준전극의 상부면에 구비되며 내부전해액이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극과 기준전극 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막과, 센서칩몸체의 타측면에 형성되어 있고 기준전극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 기준전극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 기준전극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 기준전극과 기준전극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선으로 이루어진다.

본 발명의 카드형 멀티측정기의 또 다른 특징은, pH측정센서는, 측정기몸체에 결합되어서 측정기몸체와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체와, 센서칩몸체의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체에 삽입되면서 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키는 고정단자와, 센서칩몸체의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈과, 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극과, 측정전극의 내부에 충전되어 있는 내부전해액과, 측정전극의 상부 중앙에 구비되고 시료가 측정전극의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막과, 유리격막의 외측 둘레와 측정전극의 내주면 사이에 구비되며 내부전해액이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막과, 센서칩몸체의 일측면에 형성되어 있고 측정전극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 측정전극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 측정전극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 측정전극과 측정전극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 측정전극내부도선과, 측정전극과 이격되도록 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극과, 기준전극의 내부에 충전되어 있는 내부전해액과, 기준전극의 상부 중앙에 구비되고 시료가 기준전극의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막과, 유리격막의 외측 둘레와 기준전극의 내주면 사이에 구비되며 내부전해액이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극과 기준전극 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막과, 센서칩몸체의 타측면에 형성되어 있고 기준전극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 기준전극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 기준전극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 기준전극과 기준전극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선으로 이루어진다.

본 발명의 카드형 멀티측정기의 또 다른 특징은, ORP측정센서는, 측정기몸체에 결합되어서 측정기몸체와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체와, 센서칩몸체의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체에 삽입되면서 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키는 고정단자와, 센서칩몸체의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈과, 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 양극과, 센서칩몸체의 일측면에 형성되어 있고 양극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 양극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 양극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 양극과 양극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 양극내부도선과, 양극과 이격되도록 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 음극과, 음극의 내부에 충전되어 있는 내부전해액과, 음극의 상부 중앙에 구비되고 시료가 음극의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막과, 유리격막의 외측 둘레와 음극의 내주면 사이에 구비되며 내부전해액이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 양극과 음극 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막과, 센서칩몸체의 타측면에 형성되어 있고 음극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 음극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 음극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 음극과 음극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 음극내부도선으로 이루어진다.

본 발명의 카드형 멀티측정기의 또 다른 특징은, 당도측정센서는, 측정기몸체에 결합되어서 측정기몸체와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체와, 센서칩몸체의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체에 삽입되면서 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키는 고정단자와, 센서칩몸체의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈과, 시료주입홈에 구비되고 시료 측에 빛을 발광시키는 발광부와, 센서칩몸체의 일측면에 형성되어 있고 발광부에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 발광부가 인쇄회로기판에 접속되도록 하는 발광부단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 발광부와 발광부단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 발광부내부도선과, 시료주입홈에 구비되고 발광부로부터 발광된 빛이 시료에 의해 굴절된 후 수광되는 수광부와, 센서칩몸체의 타측면에 형성되어 있고 수광부에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 수광부가 인쇄회로기판에 접속되도록 하는 수광부단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 수광부와 수광부단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 수광부내부도선으로 이루어진다.

본 발명의 카드형 멀티측정기의 또 다른 특징은, 산도측정센서는, 측정기몸체에 결합되어서 측정기몸체와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체와, 센서칩몸체의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체에 삽입되면서 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키는 고정단자와, 센서칩몸체의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈과, 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극과, 측정전극의 내부에 충전되어 있는 내부전해액과, 측정전극의 상부면에 구비되며 내부전해액이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막과, 센서칩몸체의 일측면에 형성되어 있고 측정전극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 측정전극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 측정전극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 측정전극과 측정전극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 측정전극내부도선과, 측정전극과 이격되도록 시료주입홈 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극과, 기준전극의 내부에 충전되어 있는 내부전해액과, 기준전극의 상부 중앙에 구비되고 시료가 기준전극의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막과, 유리격막의 외측 둘레와 기준전극의 내주면 사이에 구비되며 내부전해액이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극과 기준전극 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막과, 센서칩몸체의 타측면에 형성되어 있고 기준전극에 연결되어 있으며 센서칩몸체를 측정기몸체에 결합시키면 기준전극이 인쇄회로기판에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판에 전달하는 기준전극단자대와, 센서칩몸체의 내부에 매입되어 있고 양단이 기준전극과 기준전극단자대에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선으로 이루어진다.

본 발명의 카드형 멀티측정기의 또 다른 특징은, 측정기몸체에는, 측정센서의 전방 테두리면을 제외한 둘레 전체가 삽입되어서 결합되도록 센서삽입공간이 형성되어 있고, 센서삽입공간의 입구 양측에는 결합된 측정센서의 양측이 지지되면서 접속되도록 접속포트가 형성되어 있으며, 센서삽입공간의 내측에는 측정센서의 후방이 결합되도록 결합구멍이 형성되어 있다.

본 발명의 카드형 멀티측정기의 또 다른 특징은, 측정기몸체에는, 적외선을 이용하여서 멀티측정기의 자료를 다른 주변기기로 전송하거나 서로 전송을 받을 수 있도록 측정기몸체의 일측 테두리면에 구비되어 있고 인쇄회로기판에 연결되어 있는 적외선통신포트와, 멀티측정기의 자료를 통신선이나 USB를 이용하여서 주변기기로 전송시킬 수 있도록 측정기몸체의 타측 테두리면에 구비되어 있고 인쇄회로기판에 연결되어 있는 USB포트와, 복수의 멀티측정기 간에 정보를 교환할 수 있도록 측정기몸체의 전방 테두리면 및 후방 테두리면에 각각 구비되어 있고 인쇄회로기판에 연결되어 있는 전방적외선포트 및 후방적외선포트가 구비되어 있다.

이상에서와 같은 본 발명은, 상부면에 한방울의 시료를 떨어뜨려서 시료의 성분을 측정하며 카드의 일부 형상을 이루는 측정센서와, 이 측정센서가 착탈되도록 센서삽입공간이 형성되어 있으며 결합된 측정센서와 함께 카드 형태를 이루는 측정기몸체로 이루어진다. 측정센서는, 전도도측정센서, 용존산소측정센서, pH측정센서, ORP측정센서, 당도측정센서, 잔류염소측정센서, 산도측정센서로 이루어지며, 이러한 다수의 측정센서들은 측정기몸체의 센서삽입공간에 착탈가능하도록 호환성을 갖는다. 이러한 본 발명의 카드형 멀티측정기는 측정기몸체 및 이에 결합된 측정센서가 카드 형태로 이루어지므로 휴대가 매우 간편하고, 베터리를 교환하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있으며 적은 양의 시료만으로도 시료를 측정할 수 있을 뿐 아니라, 하나의 멀티측정기로 전도도, 용존산소, pH, ORP, 당도, 잔류염소, 산도를 간편하게 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 카드형 멀티측정기를 보인 개략적 사시도
도 2는 도 1의 분리 사시도
도 3은 측정기몸체 및 이에 결합되는 다수의 측정센서들을 보인 분리 정면도
도 4는 카드형 멀티측정기의 적외선통신포트를 이용하여서 카드형 멀티측정기의 정보를 주변기기에 전송하는 상태를 보인 개략적 정면도
도 5는 카드형 멀티측정기의 정보를 주변기기로 전송시키기 위해 USB포트에 통신선을 연결하는 상태를 보인 개략적 정면도
도 6은 카드형 멀티측정기들의 전방적외선포트 및 후방적외선포트들을 연결하여서 복수의 멀티측정기들 간에 정보를 교환하는 상태를 보인 개략적 정면도
도 7은 전도도측정센서의 정면도 및 단면도
도 8은 용존산소측정센서의 정면도 및 단면도
도 9는 잔류염소측정센서의 정면도 및 단면도
도 10은 pH측정센서의 정면도 및 단면도
도 11은 ORP측정센서의 정면도 및 단면도
도 12는 당도측정센서의 정면도 및 단면도
도 13은 산도측정센서의 정면도 및 단면도
도 14는 본 발명의 플로챠트

본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.

도 1은 본 발명의 카드형 멀티측정기를 보인 개략적 사시도이고, 도 2는 도 1의 분리 사시도이며, 도 3은 측정기몸체 및 이에 결합되는 다수의 측정센서들을 보인 분리 정면도이다. 도 4는 카드형 멀티측정기의 적외선통신포트를 이용하여서 카드형 멀티측정기의 정보를 주변기기에 전송하는 상태를 보인 개략적 정면도이고, 도 5는 카드형 멀티측정기의 정보를 주변기기로 전송시키기 위해 USB포트에 통신선을 연결하는 상태를 보인 개략적 정면도이며, 도 6은 카드형 멀티측정기들의 전방적외선포트 및 후방적외선포트들을 연결하여서 복수의 멀티측정기들 간에 정보를 교환하는 상태를 보인 개략적 정면도이다. 도 7은 전도도측정센서의 정면도 및 단면도이고, 도 8은 용존산소측정센서의 정면도 및 단면도이며, 도 9는 잔류염소측정센서의 정면도 및 단면도이다. 도 10은 pH측정센서의 정면도 및 단면도이고, 도 11은 ORP측정센서의 정면도 및 단면도이며, 도 12는 당도측정센서의 정면도 및 단면도이다. 도 13은 산도측정센서의 정면도 및 단면도이고, 도 14는 본 발명의 플로챠트이다.

이러한 본 발명의 카드형 멀티측정기는, 측정기몸체(10), 측정센서로 이루어진다.

측정기몸체(10)는, 인쇄회로기판(11), 디스프레이부(12), 태양전지(13), 온/오프스위치(14)로 이루어진다.

인쇄회로기판(11)은, 측정센서가 착탈되고 결합된 측정센서에 연결되어서 이로부터 측정된 데이터가 전달되며 결합된 측정센서와 함께 카드 형태를 이룬다.

이러한 인쇄회로기판(11)은 그 자체로 카드형 멀티측정기의 전체 외형을 이룰 수 있지만, 인쇄회로기판(11)을 보호하도록 그 둘레에 보호피복을 입힐 수도 있으며, 카드 형태의 케이스 내부에 인쇄회로기판(11)이 내장되도록 할 수도 있다.

인쇄회로기판(11)에 실장되는 회로부품들은 인쇄회로기판(11)의 표면에 표면실장(Surface Mount Technology; SMT)으로 부착된다.

일반적으로 인쇄회로기판에 실장되는 회로부품들은 삽입실장(IMT)으로서, 인쇄회로기판들의 구멍에 부품들의 다리를 삽입시키고 납땜하는 방식이지만, 본 발명의 인쇄회로기판(11)은 표면실장기술을 이용하므로 카드형 멀티측정기의 전체 크기와 무게가 크게 경감된다.

이러한 인쇄회로기판(11)의 표면실장을 통해서 부품을 자동으로 인쇄회로기판(11)에 실장할 수 있으므로 생산성이 크게 향상되고 제품의 품질이 향상되며 공정시간이 크게 단축된다.

디스플레이부(12)는, 측정센서에서 측정된 값이 디스플레이되며 인쇄회로기판(11)의 표면에 표면실장(SMT)으로 부착된다.

태양전지(13)는, 인쇄회로기판(11)의 표면에 표면실장으로 부착되어서 이에 전원을 공급한다.

이러한 태양전지(13)의 작동원리는 전기에너지를 빛 에너지로 변환시키는 발광 다이오드(lighting emitting diode, LED)나 레이저 다이오드(laser diode)와 반대의 원리이다.

태양전지(13)는 대면적의 p-n 접합 다이오드(p-n junction diode)로 이루어져 있다. 광전 에너지 변환(photovoltaic energy conversion)을 위해 태양전지(13)가 기본적으로 갖춰야 하는 요건은 반도체 구조 내에서 전자들이 비대칭적으로 존재해야 한다는 것이다. n-type 지역은 큰 전자밀도(electron density)와 작은 정공밀도(hole density)를 가지고 있고 p-type 지역은 그와 정반대로 되어 있다.

따라서 열적 평형상태에서 p-type 반도체와 n-type 반도체의 접합으로 이루어진 다이오드에서는 캐리어(carrier)의 농도 구배에 의한 확산으로 전하(charge)의 불균형이 생기고 이 때문에 전기장(electric field)이 형성되어 더 이상 캐리어(carrier)의 확산이 일어나지 않게 된다. 이 다이오드에 그 물질의 전도대(conduction band)와 가전자대(valence band) 사이의 에너지 차이인 밴드갭 에너지(band gap energy) 이상의 빛을 가했을 경우, 이 빛 에너지를 받아서 전자들은 가전자대에서 전도대로 여기(excite : 원자가 들뜬 상태에서 전자와의 충돌 따위로 인하여 더 높은 상태로 들뜨는 과정)된다.

이때 전도대로 여기된 전자들은 자유롭게 이동할 수 있게 되며, 가전자대에는 전자들이 빠져나간 자리에 정공이 생성된다. 이것을 익세스 캐리어(excess carrier)라고 하며 이 익세스 캐리어들은 전도대 또는 가전자대 내에서 농도차이에 의해서 확산하게 된다. 이때 p-type 반도체에서 여기된 전자들과 n-type 반도체에서 만들어진 정공을 각각의 minority carrier라고 부르며, 기존 접합전의 p-type 또는 n-type반도체내의 carrier(p-type의 정공, n-type의 전자) 는 이와 구분해 미너러티 캐리어(majority carrier)라고 부른다. 이때 미너러티 캐리어들은 전기장으로 생긴 에너지 배리어(energy barrier) 때문에 흐름의 방해를 받지만 p-type의 미너러티 캐리어인 전자는 n-type 쪽으로 각각 이동할 수 있다. 미너러티 캐리어의 확산에 의해 재료 내부의 차지 뉴트래러티(charge neutrality)가 깨짐으로써 전압차(potential drop)가 생기고 이 때 p-n접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 본 염도계의 전원 공급회로에 연결하면 작동하게 되는 것이다.

즉, 태양전지(13)가 충분한 빛 에너지를 받으면 고체 내부의 전자가 에너지를 받아 원자핵의 인력에서 벗어나 자유롭게 이동할 수 있는 자유전자(free electron)가 되며 이를 광전효과(photoelectric effect)라고 하는데, 이렇게 원자핵의 구속에서 벗어난 자유전자들은 pn접합의 원리에 따라 n형 반도체 쪽으로 이동하게 되고, 이 전자의 흐름이 곧 전류가 되는 것이며 곧 이 에너지를 이용하여 염도계를 작동시키게 되는 것이다.

태양에너지가 태양전지(13)를 통해 인쇄회로기판(11)의 전원 공급회로에 공급되므로 카드형 멀티측정기가 작동되는 것이다.

온/오프스위치(14)는, 인쇄회로기판(11)의 표면에 표면실장으로 부착되며 태양전지(13)에 연결되어서 태양전지(13)로부터 공급되는 전원을 단속한다.

이러한 측정기몸체(10)에는, 측정센서의 전방 테두리면을 제외한 둘레 전체가 삽입되어서 결합되도록 센서삽입공간(15)이 형성되어 있다. 센서삽입공간(15)의 입구 양측에는, 결합된 측정센서의 양측이 지지되면서 접속되도록 접속포트(16)가 형성되어 있으며, 센서삽입공간(15)의 내측에는 측정센서의 후방이 결합되도록 결합구멍(17)이 형성되어 있다.

또한, 측정기몸체(10)에는, 적외선통신포트(18), USB포트(19), 전방적외선포트(20), 후방적외선포트(21)가 더 설치되어 있다.

적외선통신포트(18)는, 적외선을 이용하여서 멀티측정기의 자료를 다른 주변기기(1)로 전송하거나 서로 전송을 받을 수 있도록 측정기몸체(10)의 일측 테두리면에 구비되어 있고 인쇄회로기판(11)에 연결되어 있다. 따라서 주변기기(1)의 적외선포트(2)를 측정기몸체(10)의 적외선통신포트(18)에 맞닿도록 한 후 제1통신버튼(23)을 누르면 카드형 멀티측정기의 데이터를 주변기기(1)로 전송시킬 수 있다.

USB포트(19)는, 멀티측정기의 자료를 통신선(3)이나 USB를 이용하여서 주변기기로 전송시킬 수 있도록 측정기몸체(10)의 타측 테두리면에 구비되어 있고 인쇄회로기판에 연결되어 있다.

전방적외선포트(20) 및 후방적외선포트(21)는, 복수의 멀티측정기 간에 정보를 교환할 수 있도록 측정기몸체(10)의 전방 테두리면 및 후방 테두리면에 각각 구비되어 있고 인쇄회로기판(11)에 연결되어 있다.

따라서 카드형 멀티측정기의 후방적외선포트(21)를 다른 카드형 멀티측정기의 전방적외선포트(20)에 맞닿도록 한 후 카드형 멀티측정기의 제1통신버튼(23) 및 제2통신버튼(24)을 동시에 누르면 카드형 멀티측정기의 데이터를 다른 카드형 멀티측정기로 전송시킬 수 있다.

이러한 카드형 멀티측정기는 3개 이상의 멀티측정기를 연속적으로 배열시킨 후 상술한 바와 같이 전방적외선포트(20) 및 후방적외선포트(21)를 이용하여 하나의 멀티측정기의 데이터를 다수의 멀티측정기들로 전송시킬 수도 있다.

미설명부호 22는 디스플레이부(12)에 디스플레이된 화면을 초기화하기 위한 초기화키이다.

측정센서는, 상부면에 한방울의 시료를 떨어뜨려서 시료의 성분을 측정하며 카드의 일부 형상을 이룬다.

이러한 측정센서는, 전도도측정센서(30), 용존산소측정센서(40), 잔류염소측정센서(60), pH측정센서(80), ORP측정센서(100), 당도측정센서(120), 산도측정센서(130) 중 어느 하나로 이루어진다.

전도도측정센서(30)에 대해 설명하면 다음과 같다.

전해질의 전도력은 용액이 전기를 흐르게 할 수 있는 능력을 말하며 전도율이라고도 부른다. 전해질의 전도력은 전기 저항(ohms)의 역수이며 mhos를 그 단위로 쓴다. 1 micromho는 백만분의 1mho를 말한다. 전도력의 역수로써의 저항력은 용액의 전기 흐름에 대한 저항의 측정으로 정의할 수 있다.

물은 극성 용매이다. 물 분자가 홀수의 전자 배열을 갖고 있다는 것은 물 분자의 얼마간은 양전하를 가지고 얼마간은 음전하를 가지는 원인이 된다. 결과적으로 물 분자는 순수한 전하로 충전될 수 없다. 따라서 물은 불순물이나 용존물질이 제공되지 않는 한 효과적인 전도체가 될 수 없다.

전계에서 물 분자는 두 전극에 이끌리게 된다. 그러나 용존물질이 불순물을 제공하여 물의 전도력을 크게 상승시킨다. 이 용존물질은 전해질이라고 불린다. 물 속의 전해질은 여기저기 자유롭게 돌아다닐 수 있는 양전하와 음전하로 해리 된다. DC 전압으로 연결된 두 전극을 가지고 있는 비커 안에서 양전하로 충전된 입자는 음극으로 이동하고 음전하로 충전된 입자는 양극으로 이동한다. 입자의 이동은 전기의 흐름이 된다.

전도력의 측정은 용액내의 용존된 이온의 숫자에 직접적으로 영향을 받고 이온의 양과 이동성이 증가함에 따라 그만큼 증가한다. 더 높은 전도력 측정값은 용액이 전기를 더 잘 전도할 수 있는 능력이 있다는 것을 의미한다. 거꾸로 생각하면 더 낮은 전도력 값은 전기를 그만큼 적게 전도한다는 것을 뜻한다.

전도력은 용액에 포함되어있는 이온의 양의 지표이다. 예를 들어, 초고순도의 물에서 전도력에 0.05㎲/cm정도 영향을 주는 미세한 양의 이온은 전력산업에서 사용되는 터빈에 손상을 입히고 반도체의 생산에 중요한 문제를 야기 시킬 수 있는 원치 않는 침전물을 만들어 낸다. 황산의 제조에서(25℃, 99%순도에서 약 100,000㎲/cm) 용액 내에 많은 수의 해리된 H2SO4 이온은 산의 농도로 규정짓는다. 여러 가지 응용방법을 사용하는 용액의 전도력은 수용할 수 있는 한계를 유지하며 측정되어야 한다. 온도가 최대 처리 능력에 의해 조절되는 것처럼 전도력 또한 조절되어야 한다.

전도력 센서의 전극에 DC voltage를 가해주면 (H+)양이온과 (OH-)음이온은 센서의 양극과 음극으로 이동한다. 이온은 전자를 얻거나 잃고 음극에서 수소기체로 양극에서 산소기체로 변환된다. 이 기체들은 전극에서 “절연 장벽”을 효과적으로 형성한다. 분명한 저항의 증가는 용액의 전도력의 감소로 이어진다. 60Hertz 이상의 AC voltage를 가해주거나 전극의 단면적을 증가시키면 사실상 Polarization과 관련된 효과를 제거할 수 있다. 그러나 전극의 표면적에는 실제적으로 한계가 있고, 센서 설치에 대한 물리적 압박 때문에 전극의 사이즈를 너무 크게 할 수는 없다.

전기전도도는 용액이 전류를 운반할 수 있는 정도이며 용액중의 이온세기를 신속하게 평가할 수 있는 항목이고 전기저항의 역수( ohm-)이다. 때때로 mho로 나타내어지며 국제적으로 S(Siemens)단위가 통용된다.

측정원리는 용액에 담겨있는 2개의 전극에 일정한 전압을 가해주면 가한 전압이 전류를 흐르게 하며, 이때 흐르는 전류의 크기는 용액의 전도도에 의존한다는 사실을 이용한 것이다.

전도체의 저항 R은

∴ R(Ω) = ρι/A

여기서

ρ : 저항도(Ω㎝)

ι: 두 전극간의 거리(㎝)

A : 단면적(㎠)

∴ 전기전도도(L) : L = 1/R = (A×K)/ι

K(=1/ρ) : 비전도도(=Specipic Conductance) (=1/ohm-㎝)

혹은 mho per centimeter

전기전도도는 온도차에 의한 영향이 상당히 큰데 이는 25℃기준 하여 1℃당 약 2%의 변화율이 있다. 보통 측정 결과치의 평준화를 위하여 25℃에서의 값으로 환산하여 기록한다.

이러한 특성을 갖는 전도도측정센서(30)는, 측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(31)와, 센서칩몸체(31)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(31)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(32)가 구비된다.

센서칩몸체(31)의 상부면에는 시료가 투입되는 시료주입홈(33)이 형성되어 있고, 시료주입홈(33) 내에는 시료에 전류를 방류하는 양극(34)이 구비되어 있으며, 센서칩몸체(31)의 일측면에는 양극단자대(35)가 구비되어 있다. 양극단자대(35)는, 양극(34)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(31)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 양극(34)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(31)의 내부에는 양단이 양극(34)과 양극단자대(35)에 연결되어서 이들을 접속시키는 양극내부도선(36)이 매입되어 있고, 양극(34)과 이격되도록 시료주입홈(33) 내에는 시료에 방류된 전류를 감지하는 음극(37)이 구비되어 있다.

센서칩몸체(31)의 타측면에는 음극단자대(38)가 구비되어 있다. 음극단자대(38)는 음극(37)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(31)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 음극(37)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(31)의 내부에는 양단이 음극(37)과 음극단자대(38)에 연결되어서 이들을 접속시키는 음극내부도선(39)이 매입되어 있다.

이러한 전도도측정센서(30)는 측정기몸체(10)의 센서삽입공간(15)에 대향시킨 후 밀어 끼우면 두 고정단자(32)들이 측정기몸체(10)의 결합구멍(17)에 삽입되고 양측의 양극단자대(35) 및 음극단자대(38)가 두 접속포트(16)에 삽입되면서 결합되며, 이와 같이 결합된 측정기몸체(10) 및 전도도측정센서(30)는 포켓용 카드 형태를 이룬다.

용존산소측정센서(40)에 대한 설명은 다음과 같다.

생물학적 처리공정에서의 산소 농도는 가장 중요한 측정인자 중의 하나로, 활성슬러지조에서 처리과정의 특징과 속도를 결정짓는다. 고도처리 공정에서 호기, 무산소, 혐기로 나누는 것은 탄소분해, 질산화, 탈질화, 인의 생물학적 제거를 위해 꼭 필요한 조건들인데, 이러한 호기, 무산소, 혐기 조건의 존재를 확인하는 것이 하수처리공정에서의 공정제어에 가장 중요한 업무중의 하나가 된다. 따라서, 활성슬러지 공법에서 산소 농도의 지식이 이 업무를 수행하는데 꼭 필요하게 된다.

일반적으로, 하수처리공정에서 사용되는 에너지의 60~70%가 활성슬러지의 폭기를 위해서 사용되고 있다. 따라서, 각 하수처리장에서 에너지 절감을 하기 위해서는 송풍기의 제어와 규제가 필요하다. 이는 폭기조내의 산소 농도를 정확하게 측정하는 것으로 문제점 해결이 될 수 있다. 따라서, 활성슬러지에서 산소 농도의 연속적이고 정확한 측정은 경제적인 면에서 필수적이라고 볼 수 있다.

용존 산소(Dissolved Oxygen) 농도의 측정에 대한 전기화학적인 기술들은 오·폐수 처리공정에서 사용되어져 왔으며, 그 대표적인 전기화학적 측정기술은 폴라로그래픽(polarographic) 과 갈바닉(galvanic) 방식이 있다. 이들 모두 측정 셀이 전해질과 각기 다른 금속의 양극과 음극으로 구성되어 있으며, 전해질 챔버는 가스만 선택적으로 통과할 수 있는 투과성 막에 의해 시료와 분리된다. 시료내의 산소 분자는 막 양쪽의 산소 분압이 같아질 때까지 막을 통과하여 전해질 쪽으로 확산이 된다.

여기서 갈바닉과 폴라로그래픽의 차이점은 다음과 같다.

먼저, 갈바닉 측정방식은 측정 셀에서 전기화학적 변위에 의해 음극과 양극 사이에서 전위차가 자발적으로 생성이 된다. 이것은 양극에서 산소 분자를 줄이기에 충분하며, 음극에서 상응하는 산화 반응을 일으키기에 충분하다. 음극과 양극 사이의 전위차는 시료 내의 산소 농도에 비례한다. 갈바닉 측정 셀은 자발적으로 분극화가 일어난다. 다시 말하면, 전원이 연결되면 사용이 바로 가능하다는 의미이다.

폴라로그래픽 측정 셀은 음극과 양극 사이에서 발생되는 전위차가 양극에서 산소 분자를 줄이기에는 충분하지 않기 때문에 외부 분극 전압이 공급되어야 하며, 외부전압이 공급된 후에 전해질 내의 산소 농도에 비례하는 전류가 측정이 된다. 안정적인 분극 전압이 음극과 양극 사이에서 자발적으로 생성되지 않기 때문에 분극 시간이 필요하다. 센서 형태에 따라 수 시간에서 수십 시간 정도 필요하며, 만약 전지의 버퍼링(buffering)이 제공되지 않고 전원이 공급되면 분극 시간 후에 바로 사용이 가능하다.

갈바니전지(galvanic cell)법

여러 종류의 다른 전도체가 직렬로 연결되어 있고, 그 중 적어도 1개는 전해질(電解質) 또는 그 용액으로 되어 있으며, 양단(兩端)의 화학적 조성이 같은 계(系)로 된 전지로 L.갈바니의 이론에서 유래되어 갈바니 전지라고 한다. M을 다른 종류의 금속, S를 다른 종류의 전해질 용액으로 하면, 예를 들면 M1|S1|M2|M1과 같은 것이다. 갈바니 전지의 단자(端子)를 단락(短絡)하거나 단자 사이에 적당한 외부저항을 접속하면, 전지계에 전류가 흘러 전기반응이 일어난다. 갈바니 전지는 전기화학에서 가장 기본적인 것이다.

전통적인 방법의 갈바니 전지법은 산소가 전극과 접촉할 때 전기화학적의 반응이 일어나는 것이다. 이 반응에서 음극은 산소의 각각의 분자를 위한 4개의 전자를 내어주면서 수산화물로 그 산소를 감소시키는 것이다. 이 전자는 그 전해물을 통해서 흐름에 대한 흐름을 발생시키고 그것의 크기는 그 전해물에서 산소의 집중까지 비례하는 것을 이용한 것이다. 가장 공통적으로 쓰이는 전극의 재질은 금이나 은, 구리나 납 혹은 연 등을 사용한다.

사용되는 전해물은 수산화칼륨(KOH)이며, 그 전극의 회로가 형성시키기 위하여 음극은 고귀한 금속인 금 또는 은이 사용되며 양극은 철, 납, 아연, 구리, 카드늄과 때로는 은 등이 사용된다.

이러한 전극으로 측정되어지는 전극법은 몇 가지의 단점이 야기되는데 이것은 전극의 산화로 얼어나는 점이다. 전극의 산화는 산소분압의 축소로 인한 변화의 발생으로 용존산소의 불평형 값을 나타내어지게 한다는 점이다. 또 다른 단점은 용존산소 값이 낮은 곳에서의 불평형 값이 야기되는 점이다. 이는 용존산소 값이 낮은 곳에서는 산소분압에 비례한 직선성의 값을 유지하려는 전극의 S/N비 때문에 오히려 증가되는 값을 나타내는 것이다. 결국 용존산소 측정을 위해 쓰인 양극의 전극은 이러한 전기화학적 반응에 의해서 소비될 것이다.

폴라로그래피(polarography)법

전해분석(電解分析)의 하나로 수은적하전극(水銀滴下電極)을 음극으로 하고 비분극성(非分極性) 전극을 다른 극으로 해서 전기분해하여 얻어지는 가전압(加電壓)과 전류의 변화를 해석함으로써 전해반응의 메커니즘을 고찰하고, 용액 속에 함유된 물질을 정성(定性) 정량(定量)한다. 전기분해 때 얻어지는 전압전류곡선을 폴라로그래피라고 하며, 산화 환원되는 물질에 따라 특유한 곡선이 된다.

목적하는 이온 외에 다른 이온, 즉 다량의 강한 전해질(支持電解質) 이온을 가해 주면 전류는 목적한 환원 이온의 확산에 의해서만 흐르게 되므로 전압을 가로축, 전류를 세로축으로 잡아 얻은 곡선이 계단상으로 되며, 평행부분은 확산의 한계전류를 나타낸다. 그 길이는 이온의 농도에 비례하므로 그것에 의해 정량이 가능하며, 수직부분은 각 이온의 특유한 환원전위(半波電位라고 한다)를 나타내며, 이것에 의해 정성이 가능하다. 보통 수용액이 사용되지만 난용성(難溶性) 유기물을 고찰하기 위해서는 알코올 및 아세톤 등의 혼합용매를 사용하기도 한다.

전류가 피전해질(被電解質)의 확산에 의해 결정될 때는 그 전류를 확산전류 I_d라 하며, I_d=607nc√D 3√m² 6√t 와 같은 식으로 나타낸다. 이 식을 일코비치의 식이라 하며, n은 전극반응에 관계하는 전자수이고, c는 용액 중 피전해질의 농도(mol/ℓ)이며, D는 확산계수(cm²/sec), m은 1초 동안에 유출하는 수은의양(mg), t는 떨어뜨릴 때의 시간간격(sec)이다. 반파전위(半波電位)는 전류가 한계전류(限界電流) Ie의 반이 될 때의 전위를 말하고, 보통 E 1/2로 표시하며, 용액의 조성이 일정할 때는 농도에 무관한 상수가 된다. 적하수은전극을 사용하므로 음극이 연속적으로 새로이 형성된다. 그리고 수은의 수소과전압이 크므로 칼슘이나 마그네슘과 같이 환원전위가 낮은 것이라도 수소를 발생시키지 않고 분석할 수 있다. 전해전류가 미소하므로 용액의 조성이 변하지 않으며, 수은의 정제도 쉽다. 그밖에 지시전극으로 백금회전전극을 쓰는 경우도 있으며, 이것과 폴라로그래피를 합쳐서 전압전류법이라고 한다.

이러한 용존산소측정센서(40)는, 측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(41)와, 센서칩몸체(41)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(41)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(42)가 구비된다.

센서칩몸체(41)의 상부면에는 시료가 투입되는 시료주입홈(43)이 형성되어 있고, 시료주입홈(43) 내에는 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극(44)이 구비되어 있으며, 측정전극(44)의 내부에는 내부전해액(45)이 충전되어 있다.

측정전극(44)의 상부면에는 내부전해액(45)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막(46)이 구비되어 있고, 센서칩몸체(41)의 일측면에는 측정전극단자대(47)가 구비되어 있다. 이 측정전극단자대(47)는, 측정전극(44)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(41)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 측정전극(44)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(41)의 내부에는 양단이 측정전극(44)과 측정전극단자대(47)에 연결되어서 이들을 접속시키도록 측정전극내부도선(48)이 매입되어 있다. 측정전극(44)과 이격되도록 시료주입홈(33) 내에는 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극(49)이 구비되어 있으며, 기준전극(49)의 내부에는 내부전해액(50)이 충전되어 있다.

기준전극(49)의 상부면에는 내부전해액(50)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극(44)과 기준전극(49) 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막(51)이 구비되어 있고, 센서칩몸체(41)의 타측면에는 기준전극단자대(52)가 형성되어 있다. 기준전극단자대(52)는, 기준전극(49)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(41)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 기준전극(49)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(41)의 내부에는 양단이 기준전극(49)과 기준전극단자대(52)에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선(53)이 매입되어 있다.

이러한 용존산소측정센서(40)는 측정기몸체(10)의 센서삽입공간(15)에 대향시킨 후 밀어 끼우면 두 고정단자(42)들이 측정기몸체(10)의 결합구멍(17)에 삽입되고 양측의 측정전극단자대(47) 및 기준전극단자대(52)가 두 접속포트(16)에 삽입되면서 결합되며, 이와 같이 결합된 측정기몸체(10) 및 용존산소측정센서(40)는 포켓용 카드 형태를 이룬다.

잔류염소측정센서(60)에 대해 설명하면 다음과 같다.

잔류염소의 측정은 상수도 종말처리 설비, 식품 및 제약 살균처리 설비, 멸균 공업용수 공급 설비, 각종 멸균 세척 설비 등에서 운영되는 것으로서 잔류염소라하면 물을 염소(주기율표 제7B족에 속하는 할로겐족원소의 대표적인 것으로 원소기호 : Cl, 원자번호 : 17, 원자량 : 35.45, 녹는점 : -100.98℃, 끓는점 : -34.6℃, 비중 : 3.214g/ℓ(0℃)로 소독했을 때 특정한 형태로 존재하는 염소로 유리잔류염소라고도 한다. 물을 염소로 소독했을 때, 하이포아염소산과 하이포아염소산 이온의 형태로 존재하는 염소를 말한다. 일반적으로 장계전염병균(수인성 전염병균 : 이질, 콜레라, 장티푸스, 파라티푸스 등)은 잔류염소 0.02ppm에서 30분 후 완전 소멸된다.

현장에서의 염소처리(鹽素處理, chlorination)는 염소 또는 염소화합물이 가진 산화작용이나 살균작용에 의하여 행해지는 정수처리로 상수, 하수, 공업용수, 공업폐수 등의 처리에 쓰여지고 있다. 정수처리에서 초기 공정으로 살균, 철이나 망간의 제거, 암모니아 제거 등을 목적으로 행해지는 염소의 첨가 작업을 전염소처리라고 하며, 급수 직전에 수도꼭지의 잔류 염소를 보존 유지할 목적으로 첨가되는 것을 후염소처리라고 한다. 하수 처리장에서는 방류 전에 행해진다.

예를 들면, 상ㆍ하수 처리장의 염소소독 및 유기물의 제거, 침전조의 플랑크톤과 조류의 제거, 분뇨정화조의 살균, 각종 공업용수에서의 균의 증식방지 및 망간의 제거, 폐수 중의 시안제거 등이 있다.

이 중 염소소독은 침전여과 등의 수처리를 행한 후에 다시 염소의 살균작용을 이용하여 해가 없도록 하는 조작이며, 상수와 하수처리에도 쓰인다. 하수에서의 염소주입량은 염소요구량 등 하수의 수질에 큰 영향을 받으므로 이들을 고려하여 실험적으로 결정할 필요가 있다.

잔류염소의 측정방법은 다음과 같다.

폴라로그래프법

폴라로그래프 전해용기에 흐르는 전류는 전극반응의 속도와 전기화학적 활성종의 전극표면으로의 이동속도에 의존된다. 충분히 큰 음전하에서는 전극반응의 속도가 매우 빠르므로 전극표면으로 이동되는 물질 종의 이동속도가 전류의 결정인자로 된다. 폴라로그래프법은 시약을 변화시킴으로서 잔류염소와 유리유효염소를 분리하여 측정할 수 있는 장점이 있고, 정밀도와 재현성이 좋으나, pH의 영향을 받기 쉬운 단점이 있다.

용액에서 전극전위를 측정하기 위해서는 전류신호를 받을 수 있는 작동전극(working electrode)과 보조전극(counter electrode), 작동전극의 전위를 측정하기위해 비교되어 지는 기준전극(reference electrode) 으로 나누어 질 수 있다. 보조전극(counter electrode)을 통하여 일정 전위를 인가하면 작동전극 표면에 염소가 환원반응이 일어나 반응한 만큼의 전류 신호를 얻게 된다. 작동전극을 이용하여 미량의 전해를 시행하는 것으로 전류는 작동전극과 보조전극 사이를 흐른다. HOCl은 작동전극에서 환원반응을 일으킬 수 있는 Applied Potential을 가하게 되면 HOCl이 환원 되면서 발생되는 전류량을 측정하게 된다. 이때 사용된 전류는 분석물질의 양과 비례하여 증가되기 때문에 이를 통해 HOCl의 농도를 확인 할 수 있다. 수질 속에 있는 총유리잔류염소(Cl₂, HOCl, ClO^-)의 존재 비율은 pH에 따라 일정한 비율을 갖고 있기 때문에 HOCl의 농도를 알게되면 총유리잔류염소량을 알 수 있게 된다.

작동전극과 작동전극에 전류를 흐르게 하기 위한 보조전극의 재질로는 전기분해에 의해서 용해 변질되지 않는 백금을 사용하였고, 작동전극의 전위를 비교, 제어하기위한 기준전극은 가역전위를 나타내야 하며 장시간 안정한 전위를 나타낼 수 있는 Ag/AgCl 전극을 사용하였다.

갈바니 전지법

전극은 정극(Pt)과 부극(Ag.AgCl)및, 전해액(측정수)으로 구성되어 있다. 전해액(측정 시료수)중에 2종의 다른 전극을 침적하면 전극의 경계면에서 미전위가 발생할 때 측정수를 통과하면 양전극간에 전류가 흐른다. 이 갈바니 전류가 전해액 즉, 측정수중에 있는 잔류염소 농도와 비례하여 발생하는 것을 이용하여 이 미전류를 증폭, 잔류염소 농도로서 연속 측정 지시하는 것이다.

이러한 특성의 잔류염소측정센서(60)는, 측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(61)와, 센서칩몸체(61)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(61)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(62)가 구비된다.

센서칩몸체(61)의 상부면에는 시료가 투입되는 시료주입홈(63)이 형성되어 있고, 시료주입홈(63) 내에는 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극(64)이 구비되어 있으며, 측정전극(64)의 내부에는 내부전해액(65)이 충전되어 있다.

측정전극(64)의 상부면에는 내부전해액(65)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막(66)이 구비되어 있고, 센서칩몸체(61)의 일측면에는 측정전극단자대(67)가 구비되어 있다. 이 측정전극단자대(67)는, 측정전극(64)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(61)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 측정전극(64)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(61)의 내부에는 양단이 측정전극(64)과 측정전극단자대(67)에 연결되어서 이들을 접속시키는 측정전극내부도선(68)이 매입되어 있고, 측정전극(64)과 이격되도록 시료주입홈(63) 내에는 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극(69)이 구비되어 있다.

기준전극(69)의 내부에는 내부전해액(70)이 충전되어 있고, 기준전극(69)의 상부면에는 내부전해액(70)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극(64)과 기준전극(69) 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막(71)이 구비되어 있으며, 센서칩몸체(61)의 타측면에는 기준전극단자대(72)가 구비되어 있다. 이 기준전극단자대(72)는, 기준전극(69)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(61)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 기준전극(69)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(61)의 내부에는 양단이 기준전극(69)과 기준전극단자대(72)에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선(73)이 매입되어 있다.

이러한 잔류염소측정센서(60)는 측정기몸체(10)의 센서삽입공간(15)에 대향시킨 후 밀어 끼우면 두 고정단자(62)들이 측정기몸체(10)의 결합구멍(17)에 삽입되고 양측의 측정전극단자대(67) 및 기준전극단자대(72)가 두 접속포트(16)에 삽입되면서 결합되며, 이와 같이 결합된 측정기몸체(10) 및 잔류염소측정센서(60)는 포켓용 카드 형태를 이룬다.

pH측정센서(80)에 대해 설명하면 다음과 같다.

수소이온농도의 계측은 화학 Plant Process Line, 식품 Process Line, 폐수처리장 중화설비, 수경재배, 정수 및 양어장, 도금처리설비, 기타 수질관리 관련분야에 적용이 되며 용액 속의 수소이온 농도로 수소지수로서 나타낸다. 용액 1ℓ 속에 존재하는 수소이온의 그램이온수를 의미하며, pH라는 기호로 표시한다. 보통 1ℓ의 용액 속에 있는 수소이온의 그램이온수의 역수(逆數)의 상용로그를 취한다.

순수한 물일 경우 1기압 25℃에서 수소이온 H+의 농도가 약 10∼7그램 이온인 점을 기준으로 해서 pH=log 1/[H+]=7을 중성, pH가 7보다 작을 때 이 용액은 산성이며, pH가 7보다 클 때에는 알칼리성이라고 한다. 물고기가 살고 있는 담수(淡水)의 pH는 6.7∼8.6이며, pH는 폐수처리를 할 경우 중화응집 등의 화학적 처리를 할 때 중요한 구실을 한다. pH값을 측정하는 데는 전위차측정법, 비색측정법이 있다. 수소이온(水素-, hydrogen ion)은 수소원자가 1개의 핵외전자(核外電子)를 잃고 1가의 양이온이 된 것으로 수소의 원자핵이며, 양성자(프로톤)에 상당하는데, H+로 나타낸다. 수소이온은 보통 단독으로 안정하게 존재하지 않고, 따라서 이온화되기 쉬운 수소원자를 가진 물질을 물 등에 녹일 때, 물에 첨가되어 생기는 히드로늄이온 H₃O+(H+H₂O)를 말할 때가 많다.

이것은 산에서는 중요한 뜻을 지니며, 수소이온농도로 표시된다. 또한 수소원자는 1개의 전자를 받아들인 이온을 만드는 경우도 있다. 이것은 음이온, 즉 H-이므로 수소화이온이라 하여 수소이온과 구별한다. 현재 공업분석으로 쓰이는 수소이온농도의 측정은 Glass의 얇은 막 양쪽에 다른 두 종류의 용액을 넣어 두었을 때 양 용액의 pH의 차에 비례한 기전력이 Glass의 얇은 막 양면에 발생하는 것을 이용한 Glass 전극에 의한 측정 원리이다.

유리 박막의 양측에 서로 다른 2종의 용액을 놓으면 양쪽 용액의 pH 차에 비례한 기전력이 유리박막의 양면에서 발생하는 것을 이용한 것이 유리전극에 의한 측정의 원리이다. 얇은 유리막으로 만들어진 용기의 내부에 pH를 알고 있는 용액을 넣어 이것을 피검액의 내부에 침지시키면 유리막의 양쪽에 기전력이 생기므로 양쪽용액 A, B에 적당한 전극 E1, E2를 넣어서 그 양 전극간의 전위차를 측정하면 유리막에 발생하는 기전력을 알 수가 있다.

1PH당 약 59.16mV가 발생되며 중성인 7PH 지점에서는 0mV가 발생된다. 즉, 센서에서는 시료의 산-염기도에 따라 약 +414.12mV ~ -414.12mV 의 기전력이 발생된는데 이를 0~14PH로 환산하여 디스플레이하는 것이다.

이러한 pH측정센서(80)는, 측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(81)와, 센서칩몸체(81)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(81)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(82)가 구비된다.

센서칩몸체(81)의 상부면에는 시료가 투입되는 시료주입홈(83)이 형성되어 있고, 시료주입홈(83) 내에는 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극(84)이 구비되어 있으며, 측정전극(84)의 내부에는 내부전해액(85)이 충전되어 있다.

측정전극(84)의 상부 중앙에는 시료가 측정전극(84)의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막(86)이 구비되어 있고, 유리격막(86)의 외측 둘레와 측정전극(84)의 내주면 사이에는 내부전해액(85)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막(87)이 구비되어 있으며, 센서칩몸체(81)의 일측면에는 측정전극단자대(88)가 구비되어 있다. 이 측정전극단자대(88)는, 측정전극(84)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(81)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 측정전극(84)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(81)의 내부에는 양단이 측정전극(84)과 측정전극단자대(88)에 연결되어서 이들을 접속시키는 측정전극내부도선(89)이 매입되어 있고, 측정전극(84)과 이격되도록 시료주입홈(83) 내에는 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극(90)이 구비되어 있으며, 기준전극(90)의 내부에는 내부전해액(91)이 충전되어 있다.

기준전극(90)의 상부 중앙에는 시료가 기준전극(90)의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막(92)이 구비되어 있고, 유리격막(92)의 외측 둘레와 기준전극(90)의 내주면 사이에는 내부전해액(91)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극(84)과 기준전극(90) 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막(93)이 구비되어 있다.

센서칩몸체(81)의 타측면에는 기준전극단자대(94)가 구비되어 있다. 이 기준전극단자대(94)는, 기준전극(90)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(81)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 기준전극(90)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(81)의 내부에는 양단이 기준전극(90)과 기준전극단자대(94)에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선(95)이 매입되어 있다.

이러한 pH측정센서(80)는, 측정기몸체(10)의 센서삽입공간(15)에 대향시킨 후 밀어 끼우면 두 고정단자(82)들이 측정기몸체(10)의 결합구멍(17)에 삽입되고 양측의 측정전극단자대(88) 및 기준전극단자대(94)가 두 접속포트(16)에 삽입되면서 결합되며, 이와 같이 결합된 측정기몸체(10) 및 pH측정센서(80)는 포켓용 카드 형태를 이룬다.

ORP측정센서(100)에 대해 설명하면 다음과 같다.

Redox측정과 pH값은 H+양자 활동의 척도이며 Redox전압은 전자의 활동를 나타낸다. pH측정이든지 Redox측정이든지 모두 활동에 반응하는 전압으로 나타내는데 양자의 유일한 차이는 하나는 pH로 표시하고 하나는 mV로 표시한다는 점이다.

이 두 종류의 측정은 모두 전위차로 측정되며 Redox측정에 사용하는 귀금속 전극은 저 저항의 전도체이지만 Redox전압은 고 저항 증폭기로 측정해야 한다.

그 외 양자의 또 하나의 공통점은 전극 기술이며 또한 측정 대상의 전위의 변화는 모두 Nernst식에 따른다.

Redox전극은 화학 충격을 견뎌내야 한다. 그러므로 백금, 금 또는 은 등 귀금속을 사용할 수밖에 없다. 기준 전극은 pH값의 측정과 같은 Ag/AgCl 재료를 적용한다.

일례로 ORP센서에서 +220mV가 측정되었다면 그냥 있는 그대로 그 측정치를 디스플레이이에 225mV로 나타내어 준다.

이러한 ORP측정센서(100)는, 측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(101)와, 센서칩몸체(101)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(101)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(102)가 구비된다.

센서칩몸체(101)의 상부면에는 시료가 투입되는 시료주입홈(103)이 형성되어 있고, 시료주입홈(103) 내에는 시료에 전류를 방류하는 양극(104)이 구비되어 있으며, 센서칩몸체(101)의 일측면에는 양극단자대(105)가 구비되어 있다. 이 양극단자대(105)는, 양극(104)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(101)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 양극이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(101)의 내부에는 양단이 양극(104)과 양극단자대(105)에 연결되어서 이들을 접속시키는 양극내부도선(106)이 매입되어 있고, 양극과 이격되도록 시료주입홈(103) 내에는 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 음극(107)이 구비되어 있으며, 음극(107)의 내부에는 내부전해액(108)이 충전되어 있다.

음극(107)의 상부 중앙에는 시료가 음극(107)의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막(109)이 구비되어 있고, 유리격막(109)의 외측 둘레와 음극(107)의 내주면 사이에는 내부전해액(108)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 양극(104)과 음극(107) 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막(110)이 구비되어 있으며, 센서칩몸체(101)의 타측면에는 음극단자대(111)가 구비되어 있다. 이 음극단자대(111)는, 음극(107)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(101)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 음극(107)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(101)의 내부에는 양단이 음극(107)과 음극단자대(111)에 연결되어서 이들을 접속시키는 음극내부도선(112)이 매입되어 있다.

이러한 ORP측정센서(100)는, 측정기몸체(10)의 센서삽입공간(15)에 대향시킨 후 밀어 끼우면 두 고정단자(102)들이 측정기몸체(10)의 결합구멍(17)에 삽입되고 양측의 양극단자대(105) 및 음극단자대(111)가 두 접속포트(16)에 삽입되면서 결합되며, 이와 같이 결합된 측정기몸체(10) 및 ORP측정센서(100)는 포켓용 카드 형태를 이룬다.

당도측정센서(120)의 측정원리는 다음과 같다.

파장에 따라 굴절률이 달라지는 것은 물질이 가지는 고유의 성질이다. 즉, 다음과 같이 굴절률 n 이 빛의 파장 λ, 또는 빛의 주파수 의 함수가 된다는 것이다. 간단히 식으로 나타내면 다음과 같다.

n = n(λ) 또는 n = n(ω)

즉, 물질 내에서 빛의 속력 v = c/n 이고, n 이 파장의 함수이므로 파장에 따라 속력이 달라지는 것은 결국 굴절률이 파장의 함수라는 말과 같은 의미다.

프리즘을 통과한 광은 굴절률이 다르기 때문에 분산이 된다. 이 때 피사체 정보를 검지(檢知)하여 전기적인 영상신호로 변환하는 이미지센서를 이용하여 이미 정해져 있는 알고리즘에 의해 연산되어져 농도로 환산한 수치가 디스플레이 된다.

이러한 당도측정센서(120)는, 측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(121)와, 센서칩몸체(121)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(121)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(122)가 구비된다.

센서칩몸체(121)의 상부면에는 시료가 투입되는 시료주입홈(123)이 형성되어 있고, 시료주입홈(123)에는 시료 측에 빛을 발광시키는 발광부(124)가 구비되어 있으며, 센서칩몸체(121)의 일측면에는 발광부단자대(125)가 구비되어 있다. 이 발광부단자대(125)는, 발광부(124)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(121)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 발광부(124)가 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 한다.

센서칩몸체(121)의 내부에는 양단이 발광부(124)와 발광부단자대(125)에 연결되어서 이들을 접속시키는 발광부내부도선(126)이 매입되어 있고, 시료주입홈(123)에는 발광부(124)로부터 발광된 빛이 시료에 의해 굴절된 후 수광되는 수광부(127)가 구비되어 있으며, 센서칩몸체(121)의 타측면에는 수광부단자대(128)가 구비되어 있다. 이 수광부단자대(128)는 수광부(127)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(121)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 수광부(127)가 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 한다.

센서칩몸체(121)의 내부에는 양단이 수광부(127)와 수광부단자대(128)에 연결되어서 이들을 접속시키는 수광부내부도선(129)이 매입되어 있다.

이와 같은 당도측정센서(120)는, 측정기몸체(10)의 센서삽입공간(15)에 대향시킨 후 밀어 끼우면 두 고정단자(122)들이 측정기몸체(10)의 결합구멍(17)에 삽입되고 양측의 발광부단자대(125) 및 수광부단자대(128)가 두 접속포트(16)에 삽입되면서 결합되며, 이와 같이 결합된 측정기몸체(10) 및 당도측정센서(120)는 포켓용 카드 형태를 이룬다.

산도측정센서(130)에 대해 설명하면 다음과 같다.

산도는 어떤 분자내에 OH기의 갯수를 뜻하기도 하고 산성도를 나타내기도 한다. 산성도는 산의 세기를 말하는데, 수소이온의 농도로 표현한다.

그것을 표현하는 하나의 방법이 pH인데, pH = ― log [H^+]로 계산하게 된다. 산도와 반대가 염기도인데, 이것은 [OH^―]의 양이 어느 정도인지 나타내는 것이다. pOH로 표현하기도 하며 pH로 표현하기도 한다.

이러한 산소측정센서(130)는, 측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(131)와, 센서칩몸체(131)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(131)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(132)가 구비된다.

센서칩몸체(131)의 상부면에는 시료가 투입되는 시료주입홈(133)이 형성되어 있고, 시료주입홈(133) 내에는 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극(134)이 구비되어 있으며, 측정전극(134)의 내부에는 내부전해액(135)이 충전되어 있다.

측정전극(134)의 상부면에는 내부전해액(135)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막(136)이 구비되어 있고, 센서칩몸체(131)의 일측면에는 측정전극단자대(137)가 구비되어 있다. 이 측정전극단자대(137)는, 측정전극(134)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(131)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 측정전극(134)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(131)의 내부에는 양단이 측정전극(134)과 측정전극단자대(137)에 연결되어서 이들을 접속시키는 측정전극내부도선(138)이 매입되어 있고, 측정전극(134)과 이격되도록 시료주입홈(133) 내에는 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극(139)이 구비되어 있으며, 기준전극(139)의 내부에는 내부전해액(140)이 충전되어 있다.

기준전극(139)의 상부 중앙에는 시료가 기준전극(139)의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막(141)이 구비되어 있고, 유리격막(141)의 외측 둘레와 기준전극(139)의 내주면 사이에는 내부전해액(140)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극(134)과 기준전극(139) 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막(142)이 구비되어 있으며, 센서칩몸체(131)의 타측면에는 기준전극단자대(143)이 구비되어 있다. 이 기준전극단자대(143)는, 기준전극(139)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(131)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 기준전극(139)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달한다.

센서칩몸체(131)의 내부에는 양단이 기준전극(139)과 기준전극단자대(143)에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선(144)이 매입되어 있다.

이와 같은 산도측정센서(130)는, 측정기몸체(10)의 센서삽입공간(15)에 대향시킨 후 밀어 끼우면 두 고정단자(132)들이 측정기몸체(10)의 결합구멍(17)에 삽입되고 양측의 측정전극단자대(137) 및 기준전극단자대(143)가 두 접속포트(16)에 삽입되면서 결합되며, 이와 같이 결합된 측정기몸체(10) 및 산도측정센서(130)는 포켓용 카드 형태를 이룬다.

이러한 본 발명의 카드형 멀티측정기는 다음과 같이 사용된다.

먼저, 시료의 측정 분야에 맞게 측정센서를 선택한다. 측정센서가 선택되었으면 이 측정센서를 측정기몸체(10)에 결합시킨다.

예를 들어 전도도측정센서(30)가 선택되었으면 이 측정센서를 측정기몸체(10)의 센서삽입공간(15) 측으로 밀어 끼워서 고정단자(32)가 결합구멍(17)에 삽입되도록 하고 양극단자대(35) 및 음극단자대(38)가 접속포트(16)에 결합되도록 한다.

전도도측정센서(30)와 측정기몸체(10)가 결합되면 온/오프스위치(14)를 온시키고, 전도도측정센서(30)의 시료주입홈(33)에 한방울의 시료를 떨어뜨린다.

시료주입홈(33)에 시료가 공급됨에 따라 양극(34) 및 음극(37) 사이에는 전기적 신호가 발생되며 그 전기적 신호는 양극내부도선(36) 및 음극내부도선(39)을 통해 인쇄회로기판(11)에 전달되며, 전달된 신호는 수치화된 후 디스플레이부(12)에 디스플레이된다.

이러한 본 발명의 카드형 멀티측정기는, 종래의 일반적인 휴대형 측정기 또는 포켓형 측정기와는 달리 초소형 마이크로 센서 기술을 이용한 형태로 휴대가 매우 간편하며, 태양전지(13)를 이용하여 배터리를 교환하지 않고도 반영구적으로 사용할 수 있는 고성능의 카드형 멀티측정기이다.

종래의 측정기는 센서부와 회로가 서로 분리되어 있고 센서부의 크기 또한 커서 제품 자체가 크게 제작될 수 밖에 없었다. 하지만 본 발명에서는 인쇄회로기판(11)에 표면실장기술을 통해 부품을 집적하여 장착하고 측정센서를 초소형으로 가공한 후 하나의 인쇄회로기판(11)에 모두 장착하여서 그 크기를 박형화한 것이다.

즉, 초소형 마이크로 기술을 이용하여 인쇄회로기판(11)에 표면실장하고, 전원으로 사용되던 일반적인 배터리는 그 크기 때문에 본 발명의 카드형 멀티측정기에 적합하지 않으며 이에 따라 본 발명에서는 태양열을 이용한 태양전지(13)가 이용된다.

따라서 본 발명의 카드형 멀티측정기 종래에 개발되었던 제품과는 매우 다르게 얇고 초경량의 형태를 가지면서도 복잡하지 않은 구조로 설계된다. 뿐만 아니라 간단한 구조가 가능하므로 제품을 만드는 부품의 수가 적게 들어 많은 비용을 절감할 수 있다.

이러한 본 발명의 카드형 멀티측정기 휴대 방법에 있어서 종래의 측정기와는 크게 차별화되는 바, 호주머니에 간단히 휴대할 수 있을 뿐 아니라, 일반적인 신용카드 정도의 두께와 넓이를 가지므로 카드와 같이 지갑 등에도 간단히 휴대할 수 있다.

본 발명의 카드형 멀티측정기는 MEMS(Microelectromechanical Systems) 즉, 초소형 마이크로 시스템을 응용한 것으로, 부품을 초소형화하여 보다 경량화, 원가절감, 및 대량생산에 적합하다.

이러한 카드형 멀티측정기를 초소형화하기 위해서는 먼저 측정센서를 초소형으로 설계해야 한다. 측정센서를 초소형으로 설계하기 위해서는 종래의 형태로는 불가능하며 미세한 크기로 설계되어야 한다. 따라서 상술한 바와 같이 그 측정센서가 종래의 센서부와는 전혀 다른 구성을 가지며, 이러한 본 발명의 측정센서는 매우 적은 전압과 아주 적은 시료로도 측정이 가능하게 설계된 것이다.

이와 같은 본 발명의 카드형 멀티측정기는 휴대가 매우 간편하고 베터리를 교환하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있으며, 적은 양의 시료만으로도 시료를 측정할 수 있다.

본 발명의 카드형 멀티측정기는, 상부면에 한방울의 시료를 떨어뜨려서 시료의 성분을 측정하며 카드의 일부 형상을 이루는 측정센서와, 이 측정센서가 착탈되도록 센서삽입공간(15)이 형성되어 있으며 결합된 측정센서와 함께 카드 형태를 이루는 측정기몸체(10)로 이루어진다.

측정센서는, 전도도측정센서(30), 용존산소측정센서(40), 잔류염소측정센서(60), pH측정센서(80), ORP측정센서(100), 당도측정센서(120), 산도측정센서(130)로 이루어지며, 이러한 다수의 측정센서들은 측정기몸체(10)의 센서삽입공간(15)에 착탈가능하도록 호환성을 갖는다.

이러한 본 발명의 카드형 멀티측정기는 측정기몸체(10) 및 이에 결합된 측정센서가 카드 형태로 이루어지므로 휴대가 매우 간편하고, 베터리를 교환하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있으며 적은 양의 시료만으로도 시료를 측정할 수 있을 뿐 아니라, 하나의 멀티측정기로 전도도, 용존산소, pH, ORP, 당도, 잔류염소, 산도를 간편하게 측정할 수 있다.

또한 본 발명의 카드형 멀티측정기는 측정기몸체(10)에 설치된 적외선통신포트(18), USB포트(19), 전방적외선포트(20), 후방적외선포트(21)에 의해 멀티측정기와 다른 기기, 또는 다른 멀티측정기 사이에 데이터 전송을 간편하게 할 수 있다.

즉, 주변기기(1)의 적외선포트(2)를 측정기몸체(10)의 적외선통신포트(18)에 맞닿도록 한 후 제1통신버튼(23)을 누르면 카드형 멀티측정기의 데이터를 주변기기(1)로 전송시킬 수 있다.

또한, 통신선(3)이나 USB를 USB포트(19)에 꽂아서 멀티측정기의 자료를 주변기기로 전송시킬 수 있다.

그리고, 복수의 멀티측정기 간에 정보를 교환할 수 있도록 측정기몸체(10)의 전방 테두리면 및 후방 테두리면에는 전방적외선포트(20) 및 후방적외선포트(21)가 구비되어 있다.

따라서 카드형 멀티측정기의 후방적외선포트(21)를 다른 카드형 멀티측정기의 전방적외선포트(20)에 맞닿도록 한 후 카드형 멀티측정기의 제1통신버튼(23) 및 제2통신버튼(24)을 동시에 누르면 카드형 멀티측정기의 데이터를 다른 카드형 멀티측정기로 전송시킬 수 있다. 이러한 카드형 멀티측정기는 3개 이상의 멀티측정기를 연속적으로 배열시킨 후 상술한 바와 같이 전방적외선포트(20) 및 후방적외선포트(21)를 이용하여 하나의 멀티측정기의 데이터를 다수의 멀티측정기들로 전송시킬 수도 있다.

10 : 측정기몸체 11 : 인쇄회로기판
12 : 디스플레이부 13 : 태양전지
14 : 온/오프스위치 15 : 센서삽입공간
16 : 접속포트 17 : 결합구멍
18 : 적외선통신포트 19 : USB포트
20 : 전방적외선포트 21 : 후방적외선포트
22 : 초기화키 23 : 제1통신버튼
24 : 제2통신버튼 30 : 전도도측정센서
31,41,61,81,101,121,131 : 센서칩몸체
32,42,62,82,102,122,132 : 고정단자
33,43,63,83,103,123,133 : 시료주입홈
34,104 : 양극 35,105 : 양극단자대
36,106 : 양극내부도선 37,107 : 음극
38,111 : 음극단자대 39,112 : 음극내부도선
40 : 용존산소측정센서 44,64,84,134 : 측정전극
45,65,50,70,85,91,108,135,140 : 내부전해액
46,66,51,71,87,93,110,136,142 : 다공막
47,67,88,137 : 측정전극단자대 48,68,89,138 : 측정전극내부도선
49,69,90,139 : 기준전극 52,72,94,143 : 기준전극단자대
53,73,95,144 : 기준전극내부도선 60 : 잔류염소측정센서
80 : pH측정센서 86,92,109,141 : 유리격막
100 : ORP측정센서 120 : 당도측정센서
124 : 발광부 125 : 발광부단자대
126 : 발광부내부도선 127 : 수광부
128 : 수광부단자대 129 : 수광부내부도선
130 : 산도측정센서

Claims

상부면에 한방울의 시료를 떨어뜨려서 시료의 성분을 측정하며 카드의 일부 형상을 이루는 측정센서;
측정센서가 착탈되고 결합된 측정센서에 연결되어서 이로부터 측정된 데이터가 전달되며 결합된 측정센서와 함께 카드 형태를 이루는 인쇄회로기판(11)과, 측정센서에서 측정된 값이 디스플레이되며 인쇄회로기판(11)의 표면에 표면실장(SMT)으로 부착되는 디스플레이부(12)와, 인쇄회로기판(11)의 표면에 표면실장으로 부착되어서 이에 전원을 공급하는 태양전지(13)와, 인쇄회로기판(11)의 표면에 표면실장으로 부착되며 태양전지(13)에 연결되어서 태양전지(13)로부터 공급되는 전원을 단속하는 온/오프스위치(14)로 이루어진 측정기몸체(10);로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.
제1항에 있어서, 측정센서는,
전도도측정센서(30), 용존산소측정센서(40), 잔류염소측정센서(60), pH측정센서(80), ORP측정센서(100), 당도측정센서(120), 산도측정센서(130) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.
제2항에 있어서, 전도도측정센서(30)는,
측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(31)와,
센서칩몸체(31)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(31)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(32)와,
센서칩몸체(31)의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈(33)과,
시료주입홈(33) 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 양극(34)과,
센서칩몸체(31)의 일측면에 형성되어 있고 양극(34)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(31)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 양극(34)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 양극단자대(35)와,
센서칩몸체(31)의 내부에 매입되어 있고 양단이 양극(34)과 양극단자대(35)에 연결되어서 이들을 접속시키는 양극내부도선(36)과,
양극(34)과 이격되도록 시료주입홈(33) 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 음극(37)과,
센서칩몸체(31)의 타측면에 형성되어 있고 음극(37)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(31)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 음극(37)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 음극단자대(38)와,
센서칩몸체(31)의 내부에 매입되어 있고 양단이 음극(37)과 음극단자대(38)에 연결되어서 이들을 접속시키는 음극내부도선(39)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.
제2항에 있어서, 용존산소측정센서(40) 및 잔류염소측정센서(60)는,
측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(41)(61)와,
센서칩몸체(41)(61)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(41)(61)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(42)(62)와,
센서칩몸체(41)(61)의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈(43)(63)과,
시료주입홈(43)(63) 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극(44)(64)과,
측정전극(44)(64)의 내부에 충전되어 있는 내부전해액(45)(65)과,
측정전극(44)(64)의 상부면에 구비되며 내부전해액(45)(65)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막(46)(66)과,
센서칩몸체(41)(61)의 일측면에 형성되어 있고 측정전극(44)(64)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(41)(61)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 측정전극(44)(64)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 측정전극단자대(47)(67)와,
센서칩몸체(41)(61)의 내부에 매입되어 있고 양단이 측정전극(44)(64)과 측정전극단자대(47)(67)에 연결되어서 이들을 접속시키는 측정전극내부도선(48)(68)과,
측정전극(44)(64)과 이격되도록 시료주입홈(43)(63) 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극(49)(69)과,
기준전극(49)(69)의 내부에 충전되어 있는 내부전해액(50)(70)과,
기준전극(49)(69)의 상부면에 구비되며 내부전해액(50)(70)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극(44)(64)과 기준전극(49)(69) 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막(51)(71)과,
센서칩몸체(41)(61)의 타측면에 형성되어 있고 기준전극(49)(69)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(41)(61)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 기준전극(49)(69)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 기준전극단자대(52)(72)와,
센서칩몸체(41)(61)의 내부에 매입되어 있고 양단이 기준전극(49)(69)과 기준전극단자대(52)(72)에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선(53)(73)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.
제2항에 있어서, pH측정센서(80)는,
측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(81)와,
센서칩몸체(81)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(81)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(82)와,
센서칩몸체(81)의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈(83)과,
시료주입홈(83) 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극(84)과,
측정전극(84)의 내부에 충전되어 있는 내부전해액(85)과,
측정전극(84)의 상부 중앙에 구비되고 시료가 측정전극(84)의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막(86)과,
유리격막(86)의 외측 둘레와 측정전극(84)의 내주면 사이에 구비되며 내부전해액(85)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막(87)과,
센서칩몸체(81)의 일측면에 형성되어 있고 측정전극(84)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(81)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 측정전극(84)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 측정전극단자대(88)와,
센서칩몸체(81)의 내부에 매입되어 있고 양단이 측정전극(84)과 측정전극단자대(88)에 연결되어서 이들을 접속시키는 측정전극내부도선(89)과,
측정전극(84)과 이격되도록 시료주입홈(83) 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극(90)과,
기준전극(90)의 내부에 충전되어 있는 내부전해액(91)과,
기준전극(90)의 상부 중앙에 구비되고 시료가 기준전극(90)의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막(92)과,
유리격막(92)의 외측 둘레와 기준전극(90)의 내주면 사이에 구비되며 내부전해액(91)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극(84)과 기준전극(90) 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막(93)과,
센서칩몸체(81)의 타측면에 형성되어 있고 기준전극(90)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(81)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 기준전극(90)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 기준전극단자대(94)와,
센서칩몸체(81)의 내부에 매입되어 있고 양단이 기준전극(90)과 기준전극단자대(94)에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선(95)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.
제2항에 있어서, ORP측정센서(100)는,
측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(101)와,
센서칩몸체(101)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(101)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(102)와,
센서칩몸체(101)의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈(103)과,
시료주입홈(103) 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 양극(104)과,
센서칩몸체(101)의 일측면에 형성되어 있고 양극(104)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(101)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 양극이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 양극단자대(105)와,
센서칩몸체(101)의 내부에 매입되어 있고 양단이 양극(104)과 양극단자대(105)에 연결되어서 이들을 접속시키는 양극내부도선(106)과,
양극과 이격되도록 시료주입홈(103) 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 음극(107)과,
음극(107)의 내부에 충전되어 있는 내부전해액(108)과,
음극(107)의 상부 중앙에 구비되고 시료가 음극(107)의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막(109)과,
유리격막(109)의 외측 둘레와 음극(107)의 내주면 사이에 구비되며 내부전해액(108)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 양극(104)과 음극(107) 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막(110)과,
센서칩몸체(101)의 타측면에 형성되어 있고 음극(107)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(101)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 음극(107)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 음극단자대(111)와,
센서칩몸체(101)의 내부에 매입되어 있고 양단이 음극(107)과 음극단자대(111)에 연결되어서 이들을 접속시키는 음극내부도선(112)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.
제2항에 있어서, 당도측정센서(120)는,
측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(121)와,
센서칩몸체(121)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(121)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(122)와,
센서칩몸체(121)의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈(123)과,
시료주입홈(123)에 구비되고 시료 측에 빛을 발광시키는 발광부(124)와,
센서칩몸체(121)의 일측면에 형성되어 있고 발광부(124)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(121)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 발광부(124)가 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하는 발광부단자대(125)와,
센서칩몸체(121)의 내부에 매입되어 있고 양단이 발광부(124)와 발광부단자대(125)에 연결되어서 이들을 접속시키는 발광부내부도선(126)과,
시료주입홈(123)에 구비되고 발광부(124)로부터 발광된 빛이 시료에 의해 굴절된 후 수광되는 수광부(127)와,
센서칩몸체(121)의 타측면에 형성되어 있고 수광부(127)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(121)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 수광부(127)가 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하는 수광부단자대(128)와,
센서칩몸체(121)의 내부에 매입되어 있고 양단이 수광부(127)와 수광부단자대(128)에 연결되어서 이들을 접속시키는 수광부내부도선(129)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.
제2항에 있어서, 산도측정센서(130)는,
측정기몸체(10)에 결합되어서 측정기몸체(10)와 함께 카드 형태를 이루는 센서칩몸체(131)와,
센서칩몸체(131)의 후방 테두리면에 돌출되어 있으며 측정기몸체(10)에 삽입되면서 센서칩몸체(131)를 측정기몸체(10)에 결합시키는 고정단자(132)와,
센서칩몸체(131)의 상부면에 형성되어 있으며 시료가 투입되는 시료주입홈(133)과,
시료주입홈(133) 내에 구비되어 있고 시료에 전류를 방류하는 원통형 측정전극(134)과,
측정전극(134)의 내부에 충전되어 있는 내부전해액(135)과,
측정전극(134)의 상부면에 구비되며 내부전해액(135)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하는 다공막(136)과,
센서칩몸체(131)의 일측면에 형성되어 있고 측정전극(134)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(131)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 측정전극(134)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 측정전극단자대(137)와,
센서칩몸체(131)의 내부에 매입되어 있고 양단이 측정전극(134)과 측정전극단자대(137)에 연결되어서 이들을 접속시키는 측정전극내부도선(138)과,
측정전극(134)과 이격되도록 시료주입홈(133) 내에 구비되어 있고 시료에 방류된 전류를 감지하는 원통형 기준전극(139)과,
기준전극(139)의 내부에 충전되어 있는 내부전해액(140)과,
기준전극(139)의 상부 중앙에 구비되고 시료가 기준전극(139)의 내부로 침투되는 것을 차단하며 수소이온반응을 일으키는 유리격막(141)과,
유리격막(141)의 외측 둘레와 기준전극(139)의 내주면 사이에 구비되며 내부전해액(140)이 시료 측으로 흘러나오도록 유도하여서 측정전극(134)과 기준전극(139) 사이에 전위차가 일어나도록 하는 다공막(142)과,
센서칩몸체(131)의 타측면에 형성되어 있고 기준전극(139)에 연결되어 있으며 센서칩몸체(131)를 측정기몸체(10)에 결합시키면 기준전극(139)이 인쇄회로기판(11)에 접속되도록 하여서 측정된 기전력을 인쇄회로기판(11)에 전달하는 기준전극단자대(143)와,
센서칩몸체(131)의 내부에 매입되어 있고 양단이 기준전극(139)과 기준전극단자대(143)에 연결되어서 이들을 접속시키는 기준전극내부도선(144)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.
제1항에 있어서, 측정기몸체(10)에는,
측정센서의 전방 테두리면을 제외한 둘레 전체가 삽입되어서 결합되도록 센서삽입공간(15)이 형성되어 있고, 센서삽입공간(15)의 입구 양측에는 결합된 측정센서의 양측이 지지되면서 접속되도록 접속포트(16)가 형성되어 있으며, 센서삽입공간(15)의 내측에는 측정센서의 후방이 결합되도록 결합구멍(17)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.
제1항에 있어서, 측정기몸체(10)에는,
적외선을 이용하여서 멀티측정기의 자료를 다른 주변기기(1)로 전송하거나 서로 전송을 받을 수 있도록 측정기몸체(10)의 일측 테두리면에 구비되어 있고 인쇄회로기판(11)에 연결되어 있는 적외선통신포트(18)와,
멀티측정기의 자료를 통신선(3)이나 USB를 이용하여서 주변기기로 전송시킬 수 있도록 측정기몸체(10)의 타측 테두리면에 구비되어 있고 인쇄회로기판에 연결되어 있는 USB포트(19)와,
복수의 멀티측정기 간에 정보를 교환할 수 있도록 측정기몸체(10)의 전방 테두리면 및 후방 테두리면에 각각 구비되어 있고 인쇄회로기판(11)에 연결되어 있는 전방적외선포트(20) 및 후방적외선포트(21)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 카드형 멀티측정기.