KR20150065413A - 수질 자동 측정장치 - Google Patents

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Abstract

수질 자동 측정장치가 개시된다. 본 발명의 수질 자동 측정장치는 수질 자동 측정장치로서, 프레임의 상면에 설치되고, 호스가 권취되고 구동모터에 의해 정회전 또는 역회전 작동되는 릴장치; 상기 릴장치에 고정된 호스의 일단부와 연결 파이프로 연결되고, 측정수조와 연결되며, 펌핑된 측정수를 상기 측정수소로 공급하기 위한 펌프; 상기 호스의 타단부가 직하방으로 승,하강되도록 상기 호스를 안내하고, 상기 프레임의 상면에 수직으로 설치되는 지지대의 상단 영역에 회전 가능하게 결합되는 안내휠; 상기 안내휠에 안내되는 상기 호스가 관통되도록 중공형으로 형성되고, 상기 지지대의 중간부에 직하방을 향하도록 고정 설치되는 고정 파이프와, 상기 고정 파이프에 겹쳐지게 결합되고 내부에는 상기 호스가 관통 설치되는 적어도 1개 이상의 연장 파이프들로 이루어진 연장부; 및 상기 연장 파이프에 겹쳐지게 결합되고, 일단부에는 상기 호스의 타단부가 결합되며, 타단부에는 거름망이 결합되는 입수 파이프를 포함하고, 상기 릴장치의 정회전으로 상기 호스가 하강하면, 상기 입수 파이프가 하강하면서 상기 연장부도 연장되어 선택된 수심으로 상기 입수 파이프가 이동하여 선택된 수심의 측정수를 펌핑하여 측정수조로 공급하고, 상기 릴장치가 역회전하면 상기 호스가 상승하면서 상기 입수파이프가 상승하면서 원위치로 복귀하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 호스가 릴장치에 감기거나 풀릴 때 연장부가 인출되거나 수납되면서 입수 파이프의 위치가 수직방향으로 가변됨으로써, 강이나 하천, 바다 등에서 수심을 선택하여 측정수를 수집한 후 오염도 등을 자동으로 측정할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

수질 자동 측정장치{UNITS FOR AUTOMATIC MEASURING QUALITY OF WATER}
본 발명은 수질 자동 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 강이나 하천, 바다 등에 설치되어 수심을 선택하여 해당 수심의 측정수를 펌핑한 후 오염도 등을 측정하도록 된 수질 자동 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 바다, 강이나 하천 및 공장 방류수 등이 폐수나 다른 오염물질들에 의해 오염되면 사람이나 생태계 및 환경에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 강이나 하천 등은 수질오염 측정장치에 의해 주기적으로 물의 오염도 등을 체크하여 관리하게 되는 것이다.
수질오염 측정장치로 수질을 검사하는 방법으로는 사람이 직접 물을 체취하여 별도의 연구소에 설치되는 수질오염 측정장치로 검사를 수행하는 방법과, 강이나 하천, 바다 및 공장 방류수 등에 직접 수질오염 측정장치를 설치하여 환경법에 의하여 설비에 의해 실시간으로 수질오염을 측정하여 환경부에 전송하는 실시간 관리하는 방법이 있다.
강이나 하천 및 공장 방류수 등에 직접 수질오염 측정장치를 설치하는 수질오염 모니터링을 위한 수질오염 측정장치의 경우 외부의 강이나 하천 등의 오염된 측정수를 측정수 펌프에 의해 측정수 라인을 통해 수질자동 측정소에 설치되는 순환형 저장수조에 측정수를 저장하게 된다. 이렇게 순환형 저장수조에 저장된 측정수는, 순환형 저장수조에서 수온 pH(물의 산의 정도), 전기전도도, 산소 및 탁도 등을 측정하게 된다.
이와 같은 수질을 측정하기 위한 종래기술로서, 대한민국등록특허 제10-0999169호(공고일 : 2010.12.07)가 개시되어 있다. 이 종래기술은, 자동수질 측정기 및 그 측정방법에 관한 것으로, 함체와, 상기 함체에 내장되고, 제어부를 갖는 컨트롤박스와, 상기 함체의 상면에 일부 노출되게 설치되고, 강우(빗물) 혹은 강물(하천수)를 포집하는 수포집부와, 상기 수포집부의 하단에 연결설치된 분배관과; 상기 분배관과 연결되고, 상기 제어부와 연결되어 측정값을 송신하는 오염도 측정용 감지센서가 내장된 측정관과; 상기 측정관의 하단에 연결되고, 상기 제어부의 제어신호에 의해 개폐되는 솔레노이드밸브를 갖는 배수관과; 상기 측정관의 외주면에 연결설치된 오버플로우관과; 상기 분배관과 연결되고, 상기 제어부에 의해 제어되는 세척수펌프를 갖고 상기 함체에 내장된 세척수탱크를 포함하여 구성된 것이다.
이러한 자동수질 측정에 의하면, 강우시 자동으로 빗물의 산도를 실시간 측정할 수 있고, 측정후에는 측정센서를 자동세척함으로써 항상 높은 신뢰도의 산도 측정값을 제공하는 효과를 얻을 수 있으며, 필요시 강물을 흡입하여 강물의 오염상태도 실시간 측정할 수 있어 강물의 수질 상태를 즉시 확인할 수 있는 효과도 제공될 수 있었다.
그러나 이와 같은 종래기술에 의한 자동수질 측정기는, 정해진 수심의 측정수만을 수집하여 측정하도록 구성되어 있었기 때문에 다양한 수심의 측정수를 수집할 수 없었다.
대한민국등록특허 제10-0999169호(공고일 : 2010.12.07)
본 발명의 목적은, 강이나 하천, 바다 등에 설치되어 수심을 선택하여 해당 수심의 측정수를 펌핑한 후 오염도 등을 신속하고 용이하게 측정할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 수질 자동 측정장치로서, 프레임의 상면에 설치되고, 호스가 권취되고 구동모터에 의해 정회전 또는 역회전 작동되는 릴장치; 상기 릴장치에 고정된 호스의 일단부와 연결 파이프로 연결되고, 측정수조와 연결되며, 펌핑된 측정수를 상기 측정수소로 공급하기 위한 펌프; 상기 호스의 타단부가 직하방으로 승,하강되도록 상기 호스를 안내하고, 상기 프레임의 상면에 수직으로 설치되는 지지대의 상단 영역에 회전 가능하게 결합되는 안내휠; 상기 안내휠에 안내되는 상기 호스가 관통되도록 중공형으로 형성되고, 상기 지지대의 중간부에 직하방을 향하도록 고정 설치되는 고정 파이프와, 상기 고정 파이프에 겹쳐지게 결합되고 내부에는 상기 호스가 관통 설치되는 적어도 1개 이상의 연장 파이프들로 이루어진 연장부; 및 상기 연장 파이프에 겹쳐지게 결합되고, 일단부에는 상기 호스의 타단부가 결합되며, 타단부에는 거름망이 결합되는 입수 파이프를 포함하고, 상기 릴장치의 정회전으로 상기 호스가 하강하면, 상기 입수 파이프가 하강하면서 상기 연장부도 연장되어 선택된 수심으로 상기 입수 파이프가 이동하여 선택된 수심의 측정수를 펌핑하여 측정수조로 공급하고, 상기 릴장치가 역회전하면 상기 호스가 상승하면서 상기 입수파이프가 상승하면서 원위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 수질 자동 측정장치에 의해 달성된다.
상기 측정수조는, 상기 펌프로부터 공급되는 측정수가 임시 체류되는 임시 체류부; 상기 임시 체류부와 제1 격벽으로 구분되고, 상기 임시 체류부로부터 측정수가 유입되어 임시 체류되고, 임시 체류되는 측정수를 센서들로 측정하기 위한 측정부; 및 상기 측정부와 제2 격벽으로 구분되고, 상기 측정부로부터 배출되는 측정수를 임시 체류시킨 후 배출구로 배출하기 위한 배출부를 포함하고, 상기 제1 격벽에는, 상기 임시 체류부에 임시 체류중인 측정수가 상기 측정부로 이동하기 위한 유입공이 형성되되, 상기 유입공은, 측정수에 포함된 부유물질이 부상하여 제거되도록 상기 제1 격벽의 하부 영역에 형성될 수 있다.
상기 측정부에는, 측정이 완료된 측정수를 모두 배출하기 위한 보조 배출구를 구비하고, 상기 보조 배출구에는 전자밸브가 마련되어, 상기 센서에 의해 측정수의 측정이 완료되면 상기 전자밸브가 개방 작동되어 측정이 완료된 측정수를 배출하도록 구성될 수 있다.
상기 제2 격벽은, 상기 임시 체류부로부터 유입된 측정수가 상기 측정부에서 임시 체류되어 상기 센서에 의해 측정된 후 상기 제2 격벽을 넘어 상기 배출부로 이동하도록 상기 제1 격벽보다 낮게 형성될 수 있다.
상기 지지대에는, 상기 릴장치의 정회전 및 역회전을 제어하기 위한 제어수단을 구비하되, 상기 제어수단은, 상기 지지대의 상단부에 중간부가 결합되는 설치부재; 상기 설치부재의 양단에 각각 마련된 정회전 정지용 스위치 및 역회전 정지용 스위치; 상기 안내휠과 상기 릴장치 사이에 경사지게 위치하는 호스에 끼움 결합되는 환형의 정회전 제어용 중량물; 상기 안내휠과 상기 고정 파이프 사이에 위치하는 호스에 끼움 결합되는 환형의 역회전 제어용 중량물; 상기 정회전 제어용 중량물이 상승하면 상기 정회전 정지용 스위치가 온되어 상기 구동모터가 정지되도록 상기 정회전 제어용 중량물과 상기 정회전 정지용 스위치를 연결하는 정회전용 연결줄; 및 상기 역회전 제어용 중량물이 상기 입수 파이프의 단부에 간섭되어 상승하면 상기 역회전 정지용 스위치가 온되어 상기 구동모터가 정지되도록 상기 역회전 제어용 중량물과 상기 역회전 정지용 스위치를 연결하는 역회전용 연결줄로 이루어질 수 있다.
상기 안내휠을 회전 지지하는 상기 지지대에는, 상기 안내휠의 회전수를 감지하고, 감지된 회전수를 토대로 상기 입수 파이프의 하강거리를 산출하고, 상기 구동모터를 제어하기 위한 엠코더가 설치될 수 있다.
상기 연장 파이프가 인출되었을 때 연장 파이프가 상기 고정 파이프로부터 이탈되지 않도록 하고, 상기 입수 파이프가 연장 파이프로부터 이탈되지 않도록 하기 위한 이탈방지수단을 구비하되, 상기 이탈방지수단은, 상기 고정 파이프의 내부에 위치하는 상기 연장 파이프의 상단부 외주면에 고정되는 제1 고정구; 상기 고정 파이프의 하단부 내주면에 고정되어 상기 제1 고정구와의 간섭으로 상기 연장 파이프의 이탈을 방지하기 위한 제1 스토퍼; 상기 상기 연장 파이프의 내부에 위치하는 상기 입수 파이프의 상단부 외주면에 고정되는 제2 고정구; 및 상기 상기 연장 파이프의 하단부 내주면에 고정되어 상기 제2 고정구와의 간섭으로 상기 입수 파이프의 이탈을 방지하기 위한 제2 스토퍼로 이루어질 수 있다.
상기 입수 파이프의 하단부 외주면에는, 상기 호스의 상승으로 상기 입수 파이프가 상기 연장 파이프의 내부로 수납될 때, 상기 연장 파이프의 하단부에 걸려 상기 연장 파이프와 같이 상승하도록 하기 위한 제3 고정구가 마련될 수 있다.
상기 연장 파이프와 입수 파이프의 상단부에는, 상기 제1 고정구 및 제2 고정구와 각각 소정의 거리를 유지하여 보조 고정구가 설치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 호스가 릴장치에 감기거나 풀릴 때 연장부가 인출되거나 수납되면서 입수 파이프의 위치가 수직방향으로 가변됨으로써, 강이나 하천, 바다 등에서 수심을 선택하여 측정수를 수집한 후 오염도 등을 자동으로 측정할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.
또한, 센서를 강이나 하천의 수심에 그대로 침수시켜 해당 수심의 오염도를 측정할 경우에 센서가 유속의 영향을 받게 되나, 본 발명에 의하면, 연장부에 의해 해당 수심의 측정수를 펌핑하여 안정된 측정수소에서 오염도를 측정하게 되므로, 유속에 영향을 받지 않게 되고, 안정된 오염도 측정이 이루어질 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 수질 자동 측정장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 수질 자동 측정장치의 연장부와 입수 파이프를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 수질 자동 측정장치를 도시한 개략적 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 수질 자동 측정장치의 측정수조를 도시한 일부확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 수질 자동 측정장치의 작동상태를 도시한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 수질 자동 측정장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 수질 자동 측정장치의 연장부와 입수 파이프를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 수질 자동 측정장치를 도시한 개략적 측면도이다. 그리고, 도 4는 도 1에 도시된 수질 자동 측정장치의 측정수조를 도시한 일부확대 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 수질 자동 측정장치(10)는, 강이나 하천, 바다 등에서, 측정수를 수집할 수심을 선택할 수 있도록 구성된 것으로, 프레임(20)의 상면에 설치되고, 호스(30)가 권취되고 구동모터(42)에 의해 정회전 또는 역회전 작동되는 릴장치(40)와, 릴장치(40)에 고정된 호스(30)의 일단부와 연결 파이프(44)로 연결되고, 측정수조(50)와 연결되며, 펌핑된 측정수를 측정수소(50)로 공급하기 위한 펌프(60)와, 호스(30)의 타단부가 직하방으로 승,하강되도록 호스(30)를 안내하고, 프레임(20)의 상면에 수직으로 설치되는 지지대(70)의 상단 영역에 회전 가능하게 결합되는 안내휠(80)과, 안내휠(80)에 안내되는 호스(30)가 관통되도록 중공형으로 형성되고, 지지대(70)의 중간부에 직하방을 향하도록 고정 설치되는 고정 파이프(92)와, 고정 파이프(92)에 겹쳐지게 결합되고 내부에는 호스(30)가 관통 설치되는 적어도 1개 이상의 연장 파이프(94)들로 이루어진 연장부(90)와, 연장 파이프(94)에 겹쳐지게 결합되고, 일단부에는 호스(30)의 타단부가 결합되며, 타단부에는 거름망(98)이 결합되는 입수 파이프(96)를 포함하여 구성된다.
이를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
프레임(20)은, 바지선이나 선박, 별도의 측정장소에 마련되는 것으로, 수질 자동 측정장치(10)가 설치된다.
릴장치(40)는, 측정수가 펌프(60)에 의해 측정수조(50)로 이동하도록 하는 호스(30)가 권취되는 것으로, 릴이 회전 지지판에 회전 가능하게 설치되고, 구동모터(42)에 의해 정회전 되거나 역회전 작동된다.
펌프(60)는, 릴장치(40)에 권취된 호스(30)와 연결 파이프(44)로 연결된다. 이러한 펌프(60)는 호스(30)를 통하여 펌핑된 측정수를 측정수조(50)로 공급하는 기능을 한다.
호스(30)는, 일단이 릴장치(40)에 고정되어 연결 파이프(44)와 연통되고, 타단은 연결부(90)를 통과한 후 입수 파이프(96)에 결합된다. 이 호스(30)는 지름이 대략 2 - 5cm로 이루어지고, 다층의 보호층이 형성된다. 이 호스(30)는 릴장치(40)의 정회전 또는 역회전시에 안내휠(80)에 안내되어 입수 파이프(96)를 직하방으로 하강시키거나 상승시키는 기능을 한다.
안내휠(80)은, 호스(30)의 타단부가 직하방으로 승,하강되도록 호스(30)를 안내하고, 프레임(20)의 상면에 수직으로 설치되는 지지대(70)의 상단 영역에 회전 가능하게 결합되는 것으로, 안내휠(80)은 도 3에 도시된 바와 같이 릴장치(40)를 기준으로 한쪽 상부에 위치한다. 이는 안내휠(80)과 릴장치(40) 사이에 위치하는 호스(30)가 도 3에 도시된 바와 같이 경사지게 위치하도록 하기 위한 것이다. 이 경사진 영역의 호스(30)에는 후술할 정회전 제어용 중량물(230)이 설치된다.
안내휠(80)은, 엠코더(100)를 구비한다. 이 엠코더(100)는 통상의 구성을 갖는 것으로, 회전체의 회전수 및 회전각도를 감지하기 위한 것이다. 이러한 엠코더(100)는 구동모터(42)를 제어하는 제어부와 전기적으로 연결된다. 따라서, 엠코더(100)가 감지한 안내휠(80)의 회전수와 회전각도 감지신호는, 제어부에 의해 안내휠(80)에 안내되는 호스(30)의 하강거리 또는 상승거리로 환산되며, 구동모터(42)의 작동제어를 위한 데이터로 사용된다. 예를 들면, 입수 파이프(96)가 최초 위치에서 3m 하강하여 3m 수심권에 위치하도록 하기 위해서 구동모터(42)를 작동시키되, 엠코더(100)가 감지한 안내휠(80)의 회전수 및 회전각도가 입수 파이프(96)의 3m 이동거리에 해당하는 것으로 판단되면, 제어부가 구동모터(42)의 작동을 정지시키는 것이다. 물론, 입수 파이프(96)의 상승시에는 엠코더(100)가 감지한 안내휠(80)의 회전수 및 회전각도가 최초 하강했던 거리에 대응하는 상승거리에 해당하는 것으로 감지되면 제어부가 구동모터(42)의 작동을 정지시키는 것이다.
연장부(90)는, 릴장치(40)의 정회전 작동으로 호스(30)가 하강할 때, 입수 파이프(96)가 유속이나 조류 등에 의해 휩쓸리지 않도록 수직상태를 유지시키고, 호스(30)를 보호하기 위한 것으로, 안내휠(80)에 안내되는 호스(30)가 관통되도록 중공형으로 형성되고, 지지대(70)의 중간부에 직하방을 향하도록 고정 설치되는 고정 파이프(92)와, 고정 파이프(92)의 내부에 겹쳐지게 결합되고 내부에는 호스(30)가 관통 설치되는 적어도 1개 이상의 연장 파이프(94)들로 이루어진다. 연장 파이프(94)는 수질 자동 측정장치(10)가 설치되는 지역의 수심에 따라 그 갯수나 길이가 달라질 수 있다. 여러 개의 연장 파이프(94)로 구성되거나 길이가 길게 형성될 경우에는 수심이 깊은 곳에서 수질 자동 측정장치(10)가 사용될 수 있다.
본 실시예에서는 1개의 연장 파이프(94)가 적용된 것을 기준으로 설명하기로 한다.
고정 파이프(92)와 연장 파이프(94)는 지름이 서로 다르게 형성되어 연장 ㅍ파이프(94)가 고정 파이프(92) 내부로 겹쳐지게 결합된다.
이러한 연장부(90)는 연장 파이프(94)가 고정 파이프(92) 내부로 삽입되어 수용되면 길이가 짧아지고, 인출되면 길이가 길어지게 되어 입수 파이프(96)를 원하는 수심으로 하강시킬 수 있게 된다.
입수 파이프(96)는, 상단부가 연장 파이프(94)에 겹쳐지게 결합되고, 일단부, 즉 상다부에는 호스(30)의 타단부가 결합되며, 타단부, 즉 하단부에는 거름망(98)이 결합된다. 이러한 입수 파이프(96)는 호스(30)에 중력을 부여하여 호스(30)가 안내휠(80)에 안정되게 밀착되어 안내되도록 하고, 연장 파이프(94)와 겹쳐지게 결합되어 거름망(98)기 항상 수직방향으로만 상승하거나 하강하도록 하는 기능을 한다.
만약, 연장 파이프(94)가 다수개로 구성되는 경우에, 입수 파이프(96)는 최 하부에 위치하는 연결 파이프에 결합됨은 당연하다.
전수한 연결부(90)나 입수 파이프(96)는 경질의 합성수지재나 금속재로 구성되는 것이 바람직하다.
한편, 연장 파이프(94)들이 인출되었을 때 연장 파이프(94)가 고정 파이프(92)로부터 이탈되지 않도록 하고, 입수 파이프(96)가 연장 파이프(94)로부터 이탈되지 않도록 하기 위한 이탈방지수단(300)이 연장부(90)에 구비된다.
이탈방지수단(300)은, 고정 파이프(92)의 내부에 위치하는 연장 파이프(94)의 상단부 외주면에 고정되는 제1 고정구(310)와, 고정 파이프(92)의 하단부 내주면에 고정되어 제1 고정구(310)와의 간섭으로 연장 파이프(94)의 이탈을 방지하기 위한 제1 스토퍼(320)와, 제1 고정구(310)가 마련된 연장 파이프(94)의 내부에 위치하는 입수 파이프(96)의 상단부 외주면에 고정되는 제2 고정구(330)와, 연장 파이프(94)의 하단부 내주면에 고정되어 제2 고정구(330)와의 간섭으로 입수 파이프(96)의 이탈을 방지하기 위한 제2 스토퍼(340)로 이루어진다. 이러한 고정구(310,330)들과 스토퍼(320,340)들은 나사나 볼트에 의해 해당 파이프(94,96)에 고정 결합된다.
그리고, 입수 파이프(96)의 하단부 외주면에는, 호스(30)의 상승으로 입수 파이프(96)가 연장 파이프(64)의 내부로 수납될 때, 연장 파이프(94)의 하단부에 걸려 연장 파이프(94)와 같이 상승하도록 하기 위한 제3 고정구(350)이 나사나 볼트 등에 의해 고정 결합된다. 이러한 제3 고정구(350)에 의해 호스(30)가 상승할 때, 연장 파이프(94)를 상승시켜 고정 파이프(92)에 수납되도록 한다.
또한, 연장 파이프(94)와 입수 파이프(96)의 상단부에는, 제1 고정구(310) 및 제2 고정구(330)와 각각 소정의 거리를 유지하여 보조 고정구(360)들이 각각 설치된다.
측정수조(50)는, 펌핑되어 공급되는 측정수에 함유된 부유 이물질을 제거한 후 센서(51)로 측정수를 측정하고, 측정이 완료된 측정수를 배출하도록 된 것으로, 다음과 같이 구성된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 측정수조(50)는, 펌프(60)로부터 공급되는 측정수가 임시 체류되는 임시 체류부(52)와, 임시 체류부(52)와 제1 격벽(53)으로 구분되고, 임시 체류부(52)로부터 측정수가 유입되어 임시 체류되고, 임시 체류되는 측정수를 센서(51)들로 측정하기 위한 측정부(54)와, 측정부(54)와 제2 격벽(55)으로 구분되고, 측정부(54)로부터 배출되는 측정수를 임시 체류시킨 후 배출구(56A)로 배출하기 위한 배출부(56)를 포함한다.
그리고, 제1 격벽(53)에는, 임시 체류부(52)에 임시 체류중인 측정수가 측정부(54)로 이동하기 위한 유입공(53A)이 형성되다. 이러한 유입공(53A)은, 측정수에 포함된 부유물질이 부상하여 제거되도록 제1 격벽(53)의 하부 영역에 형성되는 것이다. 즉, 유입공(53A)은 측정수조(50)의 바닥과 접한 영역이나 바닥으로부터 0.1 - 10cm 이내의 위치에 형성된다. 이는 임시 체류부(52)로 유입된 측정수에 포함된 부유물질이 떠오르도록 하고, 순수 측정수만 유입공(53A)을 통하여 측정부(54)로 공급되도록 하기 위한 것이다.
제2 격벽(55)은, 임시 체류부(52)로부터 유입된 측정수가 측정부(54)에서 임시 체류되어 센서(51)에 의해 측정된 후 제2 격벽(55)을 넘어 배출부(56)로 이동하도록 제1 격벽(53)보다 낮게 형성된다. 이와 같이 제2 격벽(55)이 제1 격벽(53)보다 낮게 형성되므로, 센서(51)에 의해 측정이 완료된 측정수는 별도의 배출수단업이 자연스럽게 제2 측벽(55)을 넘어 배출될 수 있다.
한편, 측정부(54)에는, 측정이 완료된 측정수를 모두 배출하기 위한 보조 배출구(57)가 설치된다. 그리고, 보조 배출구(57)에는 전자밸브(57A)가 마련된다. 이 전자밸브(57A)는 센서(51)에 의해 측정부(54)에 수용된 측정수의 측정이 완료되면 개방 작동되어 측정이 완료된 측정수를 모두 배출하게 된다. 이러한 전자밸브(57A)는 제어부에 의해 제어된다. 즉, 제어부는 센서(51)의 센싱 동작이 완료되면, 전자밸브(57A)를 개방 작동시킨 후 소정시간이 경과되거나, 수위센서가 구비된 경우에 수위센서가 감지한 수위가 '0'일 경우에 전자밸브(57A)를 다시 폐쇄작동시킨다.
따라서, 선택된 수심의 측정수의 오염도를 측정한 후, 다른 위치 또는 다른 수심의 측정수를, 먼저 측정한 측정수와 섞이지 않은 상태로 새롭게 측정할 수 있게 된다.
전술한 보조 배출구(57)는 측정수조(50)의 측정부(54) 바닥에 설치되는 것이 바람직하며, 측정부(54)의 바닥은 보조 배출구(57) 쪽으로 경사지게 형성되어 측정수의 원활한 배출이 이루어지도록 한다.
전술한 지지대(70)에는, 릴장치(40)의 정회전 및 역회전을 제어하기 위한 제어수단(200)을 구비한다. 이 제어수단(200)은, 지지대(70)의 상단부에 중간부가 결합되는 설치부재(212)와, 설치부재(212)의 양단에 각각 마련된 정회전 정지용 스위치(210) 및 역회전 정지용 스위치(220)와, 안내휠(80)과 릴장치(40) 사이에 경사지게 위치하는 호스(30)에 끼움 결합되는 환형의 정회전 제어용 중량물(230)과, 안내휠(80)과 고정 파이프(92) 사이에 위치하는 호스(30)에 끼움 결합되는 환형의 역회전 제어용 중량물(240)과, 정회전 제어용 중량물(230)이 상승하면 정회전 정지용 스위치(210)가 온되어 구동모터(42)가 정지되도록 정회전 제어용 중량물(230)과 정회전 정지용 스위치(210)를 연결하는 정회전용 연결줄(250)과, 역회전 제어용 중량물(240)이 입수 파이프(96)의 단부에 간섭되어 상승하면 역회전 정지용 스위치(220)가 온되어 구동모터(42)가 정지되도록 역회전 제어용 중량물(240)과 역회전 정지용 스위치(220)를 연결하는 역회전용 연결줄(260)로 이루어진다. 스위치(210,220)들은 리미트 스위치 등으로 구성될 수 있으나 이에 국한되는 것은 아니고 다양한 스위치 등이 사용될 수 있다.
이러한 제어수단(200)은 엠코더(100)의 고장이 발생할 경우에, 구동모터(42)가 연속으로 정회전하거나 역회전하는 것을 방지하기 위한 것이다.
이와 같이 구성된 수질 자동 측정장치(10)의 작용을 도 5를 토대로 설명하기로 한다.
수질 자동 측정장치(10)가 설치된 강이나 호수, 하천 바다 등의 수심층을 선택한다. 예를 들면, 수심 3m에 위치한 물의 오염도를 측정하기 위해서는, 거르망(98)이 수심 3m에 위치하도록 수질 자동 측정장치(10)를 작동시킨다. 이를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 제어부(도면에 도시되지 않음)의 컨트롤 패널 등을 이용하여 입수 파이프(96)의 하단부에 위치한 거름망(98)이 수심 3m에 위치하도록 구동모터(42)를 정회전 작동시킨다.
구동모터(42)의 정회전 작동으로 릴장치(40)가 정방향으로 회전하게 되면, 호스(30)가 풀리면서 안내휠(80)에 안내되어 직하방으로 이동하게 된다. 이 과정으로 입수 파이프(96)는 직하방으로 하강하게 된다.
이때, 엠코더(100)는 안내휠(80)의 회전수와 회전각도를 감지하여 호스(30)가 이동한 거리, 즉 하강한 거리를 측정하게 된다.
이 과정으로 입수 파이프(96)가 하강하게 되면, 입수 파이프(96)는 연장 파이프(94)로부터 인출되고, 입수 파이프(96)의 보조 고정구(360B)가 제 스토퍼(340)에 걸리게 되므로, 연장 파이프(94)로부터 이탈되지 않으면서 연장 파이프(94)를 끌어 내려 고정 파이프(92)로부터 인출시킨다.
이어서, 인출되는 연장 파이프(94)는 보조 고정구(360A)가 제1 스토퍼(320)D에 걸리게 되므로, 고정 파이프(92)로부터 이탈되지 않게 된다.
전술한 과정으로 연장부(90)가 연장되고 입수 파이프(96)가 인출되어 거름망(98)이 수심 3m에 이르게 됨이 안내휠(80)의 회전수와 회전각도를 감지하는 엠코더(100)에 의해 감지된다. 이에 따라 제어부는 구동모터(42)의 작동을 정지시킨다.
이어서, 제어부는 펌프(60)를 작동시켜 수심 3m의 측정수가 거름망(98)과 입수 파이프(96) 및 호스(30), 연결 파이프(44), 펌프(60)를 차례 통과하여 측정수조(50)의 임시 체류부(52)로 공급되도록 한다.
임시 체류부(52)로 공급된 측정수에 포함된 부유 이물질들은 수면으로 떠오른다. 따라서 유입공(53A)을 통하여 측정부(54)로 유입되는 측정수는 부유 이물질이 제거된 상태로 유입될 수 있다.
측정부(54)에서는 센서(51)가 측정수의 오염도 등을 측정하여 별도의 저장부에 저장하거나 디스플레이를 포함하는 출력부로 출력한다.
그리고 측정부(54)에서 측정된 측정수는 제2 격벽(55)을 넘어 배출부(56)로 배출된다.
전술한 과정으로 해당 수심층의 측정수 측정이 완료되면, 구동모터(42)를 다시 역회전 및 정회전시켜 다른 수심층의 측정수를 펌핑하도록 할 수 있다. 즉, 구동모터(42)의 정회전으로 릴장치(40)가 정회전하면, 호스(30))가 더 하강하므로 거름망(98)은 더 깊은 수심으로 이동하는 것이고, 릴장치(40)가 역회전하면 호스(30)가 상승하므로 거름망(98)은 더 얕은 수심에 위치할 수 있는 것이다.
한편, 측정이 완료됨이 감지되면, 제어부는 전자밸브(57A)를 개방작동하여 측정이 완료된 측정수를 보조 배출구(57)를 통하여 모두 배출한 후 다시 전자밸브(57A)를 닫는다. 따라서, 다른 위치에서 펌핑되어 공급되는 측정수를 새롭게 측정할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 의하면, 사용자가 측정수를 수집할 수심을 설정하고, 릴장치(40)를 정회전 또는 역회전 작동시킴으로써, 강이나 하천, 호수, 바다 등의 다양한 수심층의 측정수를 수집함과 동시에 오염도 등을 측정할 수 있는 것이다.
한편, 호스(30)의 승,하강 거리를 감지하는 엠코더(100)가 고장난 경우에, 릴장치(40)를 구동시키는 구동모터(42)가 호스(30)의 상승이 완료되거나 하강이 완료된 때에도 계속 회전함으로써 수질 자동 측정장치(10)가 손상될 수 있다.
이와 같이 엠코더(100)가 고장난 경우 또는 고장이 아닌 경우에도 제어수단(200)이 작동하여 호스(30)의 상승이 완료되거나 하강이 완되면 구동모터(42)가 정지되도록 한다.
즉, 릴장치(40)가 정회전하여 권취된 호스(30)가 풀려 안내휠(80)에 안내되어 하강할 때, 호스(30)의 경사진 영역에 끼움 결합된 환형의 정회전 제어용 중량물(230)이 호스(30)의 외경에 마련된 걸림링에 걸려 상승하게 되므로, 정회전 정지용 연결줄(250)은 최초 긴장된 상태에서 이완된다. 따라서 정회전 정지용 스위치(210)가 온되고, 이러한 과정으로 발생된 온 신호는 구동모터(42)가 정지되도록 한다. 구동모터(42)가 정지되므로 릴장치(40)가 정회전을 멈추게 되어 호스(30)의 하강도 멈춘다.
한편, 릴장치(40)가 역회전하면, 풀렸던 호스(30)가 릴장치(40)에 감기게 된다. 이러한 과정으로 입수 파이프(96)는 상승하여 그 상단부가 역회전 제어용 중량물(240)을 들어 올리게 된다. 역회전 제어용 중량물(240)이 올려지면 긴장되었던 역회전 정지용 연결줄(260)이 이완되므로 역회전 정지용 스위치(220)가 온된다. 이 온 신호는 구동모터(42)가 정지되도록 한다. 구동모터(42)가 정지되므로 릴장치(40)가 역회전을 멈추게 되어 호스(30)의 상승도 멈춘다.
이와 같이 제어수단(200)은 호스(30)의 하강이 완료되는 시점에서 릴장치(40)의 정회전을 멈추도록 하고, 호스(30)의 상승이 완료되는 시점에서 릴장치(40)가 역회전을 멈추도록 하기 때문에, 엠코더(100)에 고장이 발생하더라도 릴자치(40)가 과도하게 회전작동하는 현상이 방지될 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 수질 자동 측정장치 20 : 프레임
30 : 호스 40 : 릴장치
42 : 구동모터 44 : 연결 파이프
50 : 측정수조 60 : 펌프
70 : 지지대 80 : 안내휠
90 : 연장부 100 : 엠코더
200 : 제어수단 300 : 이탈방지수단

Claims (9)

  1. 수질 자동 측정장치로서,
    프레임의 상면에 설치되고, 호스가 권취되고 구동모터에 의해 정회전 또는 역회전 작동되는 릴장치;
    상기 릴장치에 고정된 호스의 일단부와 연결 파이프로 연결되고, 측정수조와 연결되며, 펌핑된 측정수를 상기 측정수소로 공급하기 위한 펌프;
    상기 호스의 타단부가 직하방으로 승,하강되도록 상기 호스를 안내하고, 상기 프레임의 상면에 수직으로 설치되는 지지대의 상단 영역에 회전 가능하게 결합되는 안내휠;
    상기 안내휠에 안내되는 상기 호스가 관통되도록 중공형으로 형성되고, 상기 지지대의 중간부에 직하방을 향하도록 고정 설치되는 고정 파이프와, 상기 고정 파이프에 겹쳐지게 결합되고 내부에는 상기 호스가 관통 설치되는 적어도 1개 이상의 연장 파이프들로 이루어진 연장부; 및
    상기 연장 파이프에 겹쳐지게 결합되고, 일단부에는 상기 호스의 타단부가 결합되며, 타단부에는 거름망이 결합되는 입수 파이프를 포함하고,
    상기 릴장치의 정회전으로 상기 호스가 하강하면, 상기 입수 파이프가 하강하면서 상기 연장부도 연장되어 선택된 수심으로 상기 입수 파이프가 이동하여 선택된 수심의 측정수를 펌핑하여 측정수조로 공급하고, 상기 릴장치가 역회전하면 상기 호스가 상승하면서 상기 입수파이프가 상승하면서 원위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는,
    수질 자동 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정수조는,
    상기 펌프로부터 공급되는 측정수가 임시 체류되는 임시 체류부;
    상기 임시 체류부와 제1 격벽으로 구분되고, 상기 임시 체류부로부터 측정수가 유입되어 임시 체류되고, 임시 체류되는 측정수를 센서들로 측정하기 위한 측정부; 및
    상기 측정부와 제2 격벽으로 구분되고, 상기 측정부로부터 배출되는 측정수를 임시 체류시킨 후 배출구로 배출하기 위한 배출부를 포함하고,
    상기 제1 격벽에는,
    상기 임시 체류부에 임시 체류중인 측정수가 상기 측정부로 이동하기 위한 유입공이 형성되되, 상기 유입공은, 측정수에 포함된 부유물질이 부상하여 제거되도록 상기 제1 격벽의 하부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는,
    수질 자동 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 측정부에는,
    측정이 완료된 측정수를 모두 배출하기 위한 보조 배출구를 구비하고, 상기 보조 배출구에는 전자밸브가 마련되어, 상기 센서에 의해 측정수의 측정이 완료되면 상기 전자밸브가 개방 작동되어 측정이 완료된 측정수를 배출하는 것을 특징으로 하는,
    수질 자동 측정장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 격벽은,
    상기 임시 체류부로부터 유입된 측정수가 상기 측정부에서 임시 체류되어 상기 센서에 의해 측정된 후 상기 제2 격벽을 넘어 상기 배출부로 이동하도록 상기 제1 격벽보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는,
    수질 자동 측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 지지대에는,
    상기 릴장치의 정회전 및 역회전을 제어하기 위한 제어수단을 구비하되,
    상기 제어수단은,
    상기 지지대의 상단부에 중간부가 결합되는 설치부재;
    상기 설치부재의 양단에 각각 마련된 정회전 정지용 스위치 및 역회전 정지용 스위치;
    상기 안내휠과 상기 릴장치 사이에 경사지게 위치하는 호스에 끼움 결합되는 환형의 정회전 제어용 중량물;
    상기 안내휠과 상기 고정 파이프 사이에 위치하는 호스에 끼움 결합되는 환형의 역회전 제어용 중량물;
    상기 정회전 제어용 중량물이 상승하면 상기 정회전 정지용 스위치가 온되어 상기 구동모터가 정지되도록 상기 정회전 제어용 중량물과 상기 정회전 정지용 스위치를 연결하는 정회전용 연결줄; 및
    상기 역회전 제어용 중량물이 상기 입수 파이프의 단부에 간섭되어 상승하면 상기 역회전 정지용 스위치가 온되어 상기 구동모터가 정지되도록 상기 역회전 제어용 중량물과 상기 역회전 정지용 스위치를 연결하는 역회전용 연결줄로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    수질 자동 측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 안내휠을 회전 지지하는 상기 지지대에는,
    상기 안내휠의 회전수를 감지하고, 감지된 회전수를 토대로 상기 입수 파이프의 하강거리를 산출하고, 상기 구동모터를 제어하기 위한 엠코더가 설치되는 것을 특징으로 하는,
    수질 자동 측정장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연장 파이프가 인출되었을 때 연장 파이프와 상기 입수 파이프의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지수단을 구비하되, 상기 이탈방지수단은,
    상기 고정 파이프의 내부에 위치하는 상기 연장 파이프의 상단부 외주면에 고정되는 제1 고정구;
    상기 고정 파이프의 하단부 내주면에 고정되어 상기 제1 고정구와의 간섭으로 상기 연장 파이프의 이탈을 방지하기 위한 제1 스토퍼;
    상기 상기 연장 파이프의 내부에 위치하는 상기 입수 파이프의 상단부 외주면에 고정되는 제2 고정구; 및
    상기 상기 연장 파이프의 하단부 내주면에 고정되어 상기 제2 고정구와의 간섭으로 상기 입수 파이프의 이탈을 방지하기 위한 제2 스토퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    수질 자동 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입수 파이프의 하단부 외주면에는,
    상기 호스의 상승으로 상기 입수 파이프가 상기 연장 파이프의 내부로 수납될 때, 상기 연장 파이프의 하단부에 걸려 상기 연장 파이프와 같이 상승하도록 하기 위한 제3 고정구가 마련되는 것을 특징으로 하는,
    수질 자동 측정장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 연장 파이프와 입수 파이프의 상단부에는,
    상기 제1 고정구 및 제2 고정구와 각각 소정의 거리를 유지하여 보조 고정구가 설치되는 것을 특징으로 하는,
    수질 자동 측정장치.
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