KR20160031783A - 탁도 검출 방법 및 장치 - Google Patents

탁도 검출 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160031783A
KR20160031783A KR1020140121931A KR20140121931A KR20160031783A KR 20160031783 A KR20160031783 A KR 20160031783A KR 1020140121931 A KR1020140121931 A KR 1020140121931A KR 20140121931 A KR20140121931 A KR 20140121931A KR 20160031783 A KR20160031783 A KR 20160031783A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
turbidity
light emitting
unit
emitting unit
Prior art date
Application number
KR1020140121931A
Other languages
English (en)
Inventor
최두용
김주환
이두진
이성호
이호경
Original Assignee
한국수자원공사
(주)프라임 텍 인터내쇼날
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국수자원공사, (주)프라임 텍 인터내쇼날 filed Critical 한국수자원공사
Priority to KR1020140121931A priority Critical patent/KR20160031783A/ko
Publication of KR20160031783A publication Critical patent/KR20160031783A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0606—Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support
    • G01N15/0612—Optical scan of the deposits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

검출 물질에 광을 조사하는 발광부, 상기 검출 물질에 의해 산란되는 광을 수집하는 수광부, 상기 산란된 광의 정도에 대응하여 탁도를 검출하고, 검출된 탁도에 대응하여 상기 발광부의 광을 조절하거나 유지하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치 및 이의 운용 방법을 개시한다.

Description

탁도 검출 방법 및 장치{Turbidity detecting method and Electronic device supporting the same}
본 발명은 탁도 검출에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광범위한 탁도 검출이 가능한 탁도 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
탁도 센서의 경우 잔류염소와 더불어 수돗물의 수질계측 시스템에 필수적인 요소로서, 수질특성(원수, 침전수, 정수, 관세척수 등)에 따라 넓은 범위의 탁도 측정이 필요할 수 있다. 상술한 바와 같이 상수 수질을 측정하기 위한 탁도 센서는 상수원수 및 관세척 배출수 등과 같이 높은 농도의 탁도를 측정하기 위한 고농도 탁도계와 정수 처리된 수돗물 과 같이 낮은 농도의 탁도를 측정하기 위한 저농도 탁도계로 구분될 수 있다.
한편, 고농도 탁도계는 낮은 농도의 탁도 측정 시에 정밀도가 낮아지는 문제점이 있다. 또한 저농도 탁도계는 일정한 범위 이상의 고농도 탁도 측정에는 측정 정밀도가 낮아지는 문제점이 있다. 예컨대, 일반적인 탁도계는 농도가 높은 경우 측정정밀도가 5%까지 낮아져서 측정의 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제 해결을 위해 제안된 것으로, 광원에 유입되는 전류량의 조절을 통하여 저농도부터 고농도까지 광범위한 탁도를 정확하게 측정할 수 있는 탁도 검출 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 탁도 검출 장치는 검출 물질에 광을 조사하는 발광부, 상기 검출 물질에 의해 산란되는 광을 수집하는 수광부, 상기 산란된 광의 정도에 대응하여 탁도를 검출하고, 검출된 탁도에 대응하여 상기 발광부의 광을 조절하거나 유지하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 모듈은 상기 탁도 값이 지정된 조건 이하인 경우 상기 발광부의 현재 광량을 유지하거나, 지정된 크기 이상의 광량이 조사되도록 상기 발광부에 공급되는 구동 전류의 크기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 모듈은 상기 탁도 값이 지정된 조건 이상인 경우 상기 발광부의 현재 광량을 지정된 크기 이하의 광량이 조사되도록 상기 발광부에 공급되는 구동 전류의 크기를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 지정된 조건은 40 NTU인 것을 특징으로 한다.
상기 탁도 검출 장치는 발광부에서 조사된 광을 검출하는 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 모듈은 상기 검출부가 검출한 광을 기준으로 상기 발광부의 광량을 균일하게 조사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는
상기 탁도 검출 장치는 상기 탁도 값을 표시하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 탁도 검출 장치는 상기 탁도 값에 대응하여 상기 발광부의 광량을 조절하는 자동 모드 또는 광량을 수동으로 조절하는 수동 모드에 대응하는 입력 신호를 생성하는 입력부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 탁도 검출 방법은 발광부를 이용하여 검출 물질에 지정된 크기의 광량을 조사하는 과정, 상기 검출 물질에 의해 산란된 광을 수광하는 과정, 수광된 데이터를 기준으로 탁도를 검출하는 과정, 상기 탁도 크기에 대응하여 상기 광량의 크기를 조절하거나 또는 유지하는 제어 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어 과정은 상기 탁도 값이 지정된 조건 이하인 경우 상기 발광부의 현재 광량을 유지하거나, 지정된 크기 이상의 광량이 조사되도록 상기 발광부에 공급되는 구동 전류의 크기를 제어하는 과정, 상기 탁도 값이 지정된 조건 이상인 경우 상기 발광부의 현재 광량을 지정된 크기 이하의 광량이 조사되도록 상기 발광부에 공급되는 구동 전류의 크기를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 탁도 검출 방법은 상기 발광부에서 조사된 광을 검출하는 과정, 상기 검출부가 검출한 광을 기준으로 상기 발광부의 광량을 균일하게 조사되도록 제어하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에서 제시하는 탁도 검출 방법 및 장치는 저농도에서 고농도까지 탁도 측정범위를 광범위하게 설정할 수 있으므로 측정범위별로 탁도계를 별도 제작할 필요가 없다.
또한, 본 발명은 상수의 탁도 변화가 심한 경우에도 설정된 범위 내에서 자동으로 광량조절이 가능하여, 수질변화에 따른 정밀한 탁도 측정을 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 기존에 탁도계에서 일반적으로 이용되는 텅스텐 램프대신 Power LED를 광원으로 이용함으로써, 고출력이면서 수명이 수배이상 길고 안정적인 광량 조절이 가능한 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탁도 검출 장치를 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탁도 검출 장치의 제어 모듈을 보다 상세히 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탁도 검출 장치를 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 탁도 검출 방법을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탁도 검출 방법을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 탁도 검출 장치 외관을 나타낸 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 탁도 검출 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 탁도 검출 장치 100은 입력부 110, 출력부 120, 발광부 130, 집광 렌즈 131, 검출부 140, 수광부 150, 케이스 170, 챔버 172, 검출 물질 171, 제어 모듈 160을 포함할 수 있다.
상기 입력부 110은 발광부 130의 광량을 조절하는 입력 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 입력부 110은 발광부 130의 광량 조절을 수동 모드 또는 전환 모드로 전환하는 스위치를 포함할 수 있다. 수동 모드 지원과 관련하여, 상기 입력부 110은 발광부 130의 광량을 점진적으로 조절하는 휠 스위치 또는 지정된 특정 값의 광량이 조사되도록 조절하는 적어도 하나의 버튼 스위치를 포함할 수 있다. 휠 스위치 형태의 입력부 110은 회전 운동에 의해 발광부 130에 공급되는 전류량을 조절하는 입력 신호를 생성할 수 있다. 버튼 형태의 입력부 110은 적어도 하나의 버튼에 지정된 값이 설정될 수 있다. 이에 따라, 특정 구동 전류 값이 매핑된 버튼이 선택되면, 선택된 버튼에 대응하는 구동 전류가 발광부 130에 전달될 수 있다.
상기 출력부 120은 탁도 검출 장치 100에서 검출된 탁도 값을 출력할 수 있다. 예컨대, 출력부 120은 표시 모듈 또는 데이터 통신 모듈, 전류나 전압 출력 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 출력부 120은 수광부 150이 수집한 광 분석에 대응하여 결정된 탁도 값에 대응하는 데이터를 표시 모듈 또는 데이터 통신 모듈, 전류나 전압 출력 모듈에 출력할 수 있다. 상기 출력부 120은 탁도 검출 장치 100의 광량 상태를 출력할 수 있다. 예컨대, 출력부 120은 현재 발광부 130에 의해 조사된 광량 정보, 현재 설정된 구동 전류 정보, 수광부 150이 수집한 광을 분석한 탁도 값 정보 중 적어도 하나를 출력할 수 있다.
상기 발광부 130은 탁도 검출과 관련한 지정된 주파수 대역의 광선을 조사할 수 있는 램프일 수 있다. 예컨대, 발광부 130은 파워 LED로 구성될 수 있다. 발광부 130은 제어 모듈 160의 제어에 따라 공급된 구동 전류에 기반한 광량을 집광 렌즈 131 방향으로 조사할 수 있다.
상기 집광 렌즈 131은 예컨대, 발광부 130으로부터 조사된 광을 집광하여 챔버 172 내부의 검출 물질 171로 전달되도록 처리할 수 있다. 이와 관련하여 집광 렌즈 131은 챔버 172 내부를 바라보도록 배치될 수 있다. 또는 상기 집광 렌즈 131은 위치나 각도가 조정될 수 있다.
상기 검출부 140은 발광부 130에서 조사된 광을 검출하는 포토다이오드일 수 있다. 상기 검출부 140은 포토트랜지스터로 구성될 수도 있다. 검출부 140이 수집한 광은 발광부 130에서 조사되어 집광 렌즈 131을 거치기 이전 광량으로서, 발광부 130의 광량을 균일하게 조절하는데 이용될 수 있다. 이를 위하여 검출부 140은 발광부 130이 조사한 광을 제어 모듈 160에 전달할 수 있다.
상기 수광부 150은 챔버 172 내부 일측에 배치될 수 있다. 수광부 150은 발광부 130이 조사하고 집광 렌즈 131을 통해 챔버 172 내부로 유입된 후 검출 물질 171에 의해 산란된 광을 수광할 수 있다. 수광부 150은 획득한 광을 제어 모듈 160에 전달할 수 있다. 수광부 150은 검출 물질 171의 탁도 검출과 관련하여 방수 기능을 가질 수 있다. 상기 수광부 150은 예컨대, 집광 렌즈 131이 조사하는 광과 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
상기 챔버 172는 측부에 수광부 150이 배치되고, 내부에 검출 물질 171이 유입되는 케이스 일부 구성일 수 있다. 챔버 172의 상부면은 개방되고, 개방된 상부면에 집광 렌즈 131이 배치될 수 있다. 챔버 172는 상부면을 통해 유입된 광이 검출 물질 171 내에서 산란할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 챔버 172의 외부는 케이스에 의해 감싸도록 배치될 수 있다.
상기 제어 모듈 160은 발광부 130에 전달되는 구동 전류를 조절하여, 발광량을 조절할 수 있다. 제어 모듈 160은 또한, 검출부 140의 기준 광량 검출을 제어하고, 검출된 기준 광량에 따른 발광부 130의 구동 전류를 조절할 수 있다. 예컨대, 제어 모듈 160은 기준 광량 검출을 기반으로 발광부 130으로부터 조사되는 광이 균일하게 조사될 수 있도록 구동 전류를 조절할 수 있다.
상기 제어 모듈 160은 수광부 150의 턴-온/턴-오프를 제어하고, 턴-온된 수광부 150이 수집한 광의 분석을 수행하여 탁도 값을 검출할 수 있다. 제어 모듈 160은 예컨대, 수광부 150이 수집한 광의 산란 정도 또는 광량 등의 분석을 기반으로 탁도 분석을 수행할 수 있다. 제어 모듈 160은 분석 결과에 대응하여 발광부 130의 구동 전류 조절을 수행할 수 있다.
상기 입력부 110에 의해 수동 모드가 선택되면, 제어 모듈 160은 입력부 110으로부터 발생한 입력 신호에 대응하는 광량을 발광부 130을 통해 조사되도록 제어할 수 있다. 제어 모듈 160은 입력부 110에 의해 조절된 광량을 조사하고, 이에 대응하여 검출된 탁도 값에 대한 정보를 출력부 120을 통해 출력하도록 제어할 수 있다. 관리자는 출력부 120을 통해 출력된 탁도 값을 확인하고 사전 정의된 매뉴얼에 대응하여 입력부 110을 제어하여 광량 조절을 수동을 처리할 수 있다.
상기 입력부 110에 의해 자동 모드가 선택되면, 제어 모듈 160은 검출되는 탁도 값에 대응하여 발광부 130의 광량을 자동으로 조절할 수 있다. 예컨대, 제어 모듈 160은 탁도 값이 지정된 값(예: 40 NTU) 이하인 경우 현재 광량을 유지하거나, 또는 지정된 크기 이상의 광량이 조사되도록 발광부 130을 제어할 수 있다. 또는 제어 모듈 160은 탁도 값이 지정된 값 이상인 경우 현재 광량보다 작은 광량을 조사하도록 발광부 130을 제어할 수 있다.
상기 케이스 170은 입력부 110, 출력부 120, 발광부 130, 집광 렌즈 131, 검출부 140, 수광부 150, 케이스 170, 챔버 172, 제어 모듈 160을 감싸는 형태로 마련될 수 있다. 이러한 케이스 170은 부분적으로 구분되어 마련된 후, 조립 동작에 의해 하나의 몸체를 형성할 수 있다. 입력부 110과 발광부 130은 예컨대 케이스 170의 표면에 배치되어 사용자 조작을 용이하게 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 탁도 검출 장치의 제어 모듈을 보다 상세히 나타낸 도면이다.
상기 제어 모듈 160은 발광 처리부 30, 검출 처리부 40, 수광 처리부 50, 광량 제어기 60을 포함할 수 있다.
발광 처리부 30은 구동 전류 계산부 35, DAC 33, 전류 구동부 31을 포함할 수 있다. 구동 전류 계산부 35는 광량 제어기 60이 전달한 제어 값에 대응하여 발광부 130에 전달할 구동 전류 값을 계산할 수 있다. 구동 전류 계산부 35는 계산된 구동 전류 값을 DAC 33에 전달할 수 있다. DAC 33은 구동 전류 계산부 35가 전달한 구동 전류 값을 아날로그 신호로 변환하여 전류 구동부 31에 전달할 수 있다. 전류 구동부 31은 전달된 아날로그 신호에 대응하는 구동 전류를 생성하고, 생성된 구동 전류를 발광부 130에 전달할 수 있다. 상술한 발광 처리부 30은 광량 제어기 60이 전달한 제어 값에 대응하는 광량을 발광부 130이 출력하도록 제어한다.
검출 처리부 40은 제1 증폭기 41, 제1 ADC 43, 기준 광량 감시부 45를 포함할 수 있다. 제1 증폭기 41은 검출부 140에 연결되어, 검출부 140이 전달한 광을 증폭할 수 있다. 예컨대, 제1 증폭기 41은 검출부 140이 전달한 미소 신호를 제1 ADC 43에 전달할 수 있을 만큼 충분한 크기의 신호로 증폭할 수 있다. 제1 ADC 43은 제1 증폭기 41이 전달한 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 기준 광량 감시부 45에 전달할 수 있다. 기준 광량 감시부 45는 제1 ADC 43으로부터 전달된 신호가 사전 지정된 기준 광량에 대응하는지 확인할 수 있다. 기준 광량 감시부 45는 해당 기준 광량에 대응 여부에 대한 값을 광량 제어기 60에 전달할 수 있다. 또는 상기 검출 처리부 40은 검출부 140이 수집한 광에 대한 기준 광량 미달 정보 또는 충족 정보를 광량 제어기 60에 전달할 수 있다.
수광 처리부 50은 제2 증폭기 51, 제2 ADC 53, 탁도 산란 광량 감시부 55를 포함할 수 있다. 수광부 150에 연결되는 제2 증폭기 51이 수광부 150이 전달한 신호를 지정된 크기만큼 증폭하여 제2 ADC 53에 전달할 수 있다. 제2 ADC 53은 제2 증폭기 51이 전달한 신호를 디지털 신호로 변환한 후 탁도 산란 광량 감시부 55에 전달할 수 있다. 탁도 산란 광량 감시부 55는 전달된 디지털 신호를 기반으로 검출 물질 171에 대한 탁도 검출을 수행할 수 있다. 탁도 산란 광량 감시부 55는 검출된 탁도 값을 광량 제어기 60에 전달할 수 있다.
광량 제어기 60은 수광 처리부 50으로부터 전달된 탁도 값 및 검출 처리부 40으로부터 전달된 기준 광량 정보를 기준으로 발광부 130을 통해 출력할 구동 전류의 크기를 결정할 수 있다. 광량 제어기 60은 기준 광량 정보를 기반으로 발광부 130에서 지정된 광량이 균일하게 출력되도록 제어할 수 있다.
예컨대, 광량 제어기 60은 입력부 110에 의해 자동 모드로 설정된 경우에는 수신된 탁도 값 또는 기준 광량 정보를 기준으로 발광부 130을 통해 출력할 광량의 크기를 자동으로 결정할 수 있다. 광량 제어기 60은 탁도 값을 기준으로 지정된 조건 이상의 탁도 값이 검출되면 광량의 크기를 조절할 수 있다. 광량 제어기 60 탁도 값을 기준으로 지정된 조건 이하의 탁도 값이 검출되면 현재 광량의 크기를 유지하거나, 광량을 줄이도록 조절할 수 있다.
상기 광량 제어기 60은 수동 모드로 설정된 경우, 탁도 값 및 기준 광량 정보를 출력부 120으로 출력할 수 있다. 광량 제어기 60은 입력부 110으로부터 입력되는 입력 신호에 대응하는 광량이 발광부 130을 통해 출력되도록 발광부 130에 전달되는 구동 전류를 조절할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탁도 검출 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 탁도 검출 장치 100은 입력부 110, 출력부 120, 제어 모듈 160과 케이스 170을 포함할 수 있다. 이와 같은 구성을 가지는 탁도 검출 장치 100은 앞서 도 1 등에서 설명한 장치와 비교할 경우, 검출부 140의 구성이 생략된 경우가 될 수 있다. 이하 설명에서 도 1에서 설명한 구성들과 중복되는 구성은 해당 구성의 상세한 설명을 생략하고 개략적인 설명으로 대체하기로 한다.
상기 입력부 110은 탁도 검출 장치 100의 운용을 수동 모드로 할 것인지 또는 자동 모드로 할 것인지를 조절하는 스위치 단자, 광량 제어기 60에 연결되어 수동 모드에서 발광부 130의 구동 전류 크기를 조절할 수 있는 적어도 하나의 스위치를 포함할 수 있다.
상기 출력부 120은 탁도 산란 광량 감시부 55에 연결되거나 또는 광량 제어기 60에 연결되어, 검출된 탁도 값을 출력할 수 있다. 또한 출력부 120은 현재 발광부 130에 전달되는 구동 전류의 크기 값을 출력할 수도 있다.
상기 제어 모듈 160은 발광부 130과 연결되는 전류 구동부 31, 전류 구동부 31와 연결되는 DAC 33, DAC 33와 연결되는 구동 전류 계산부 35, 구동 전류 계산부 35와 연결된 광량 제어기 60을 포함할 수 있다. 상기 제어 모듈 160은 또한 수광부 150과 연결되는 증폭기 51, 증폭기 51과 연결된 ADC 53, ADC 53과 연결되는 탁도 산란 광량 감시부 55를 포함할 수 있다.
상기 전류 구동부 31은 발광부 130에 제어 신호에 대응하는 구동 전류를 전달하고, 해당 구동 전류에 대응하는 광량이 조사되도록 지원할 수 있다. DAC 33은 디지털 신호로 전달되는 제어 신호를 아날로그 신호로 변환하여 전류 구동부 31에 전달할 수 있다. 구동 전류 계산부 35는 광량 제어기 60이 전달하는 제어 신호에 대응하는 구동 전류 값을 산출하여 DAC 33에 전달할 수 있다. 상기 증폭기 51은 수광부 150이 전달한 신호를 증폭하여 ADC 53에 전달하고, ADC 53은 전달된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 탁도 산란 광량 감시부 55에 전달할 수 있다. 탁도 산란 광량 감시부 55는 기 저장된 알고리즘을 기반으로 전달된 디지털 신호에 대응하는 탁도 값을 광량 제어기 60에 전달할 수 있다.
상술한 바의 구성을 가지는 제어 모듈 160은 수광부 150에서 수광한 광을 분석하여, 탁도 값을 검출하고, 검출된 탁도 값의 크기에 대응하여 발광부 130의 광량을 조절하는 역할을 수행할 수 있다.
케이스 170은 검출 물질 171이 배치된 챔버 172, 챔버 172 내부에 배치된 수광부 150, 챔버 172에 광을 조사하는 발광부 130, 발광부 130의 광을 집광하여 챔버 172에 조사하는 집광 렌즈 131을 포함할 수 있다. 상기 케이스 170은 예컨대, 상술한 제어 모듈 160을 감싸는 형태로 마련될 수도 있다.
검출 물질 171은 예컨대, 일정 불순물이 유입된 물 등이 될 수 있으며, 챔버 172 내부에 유입될 수 있다. 예컨대, 챔버 172는 적어도 하나의 개방부가 마련되고, 개방부를 통해 검출 물질 171이 유입 배치될 수 있다. 수광부 150은 챔버 172 내부 일측에 배치되고, 검출 물질 171이 배치된 경우, 검출 물질 171 속에 배치될 수 있다. 발광부 130이 광을 조사하면, 해당 광을 집광 렌즈 131을 통하여 검출 물질 171을 조사한다. 조사된 광은 검출 물질 171의 불순물에 의해 산란하고, 수광부 150은 산란된 광을 수광하여 제어 모듈 160에 전달할 수 있다. 상기 케이스 170은 상술한 구성들을 감싸도록 배치될 수 있다. 예컨대, 케이스 170은 제어 모듈 160까지도 감싸도록 마련될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 탁도 검출 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 탁도 검출 방법은 과정 401에서 탁도 검출 장치 100이 지정된 광량으로 탁도 측정을 수행할 수 있다. 예컨대, 탁도 검출 장치 100은 발광부 130이 100% 광량으로 광을 조사할 수 있도록 제어할 수 있다.
탁도 검출 장치 100은 과정 403에서 검출된 탁도가 지정된 조건을 만족하는지 확인할 수 있다. 예컨대, 탁도 검출 장치 100은 검출된 탁도가 40 NTU 이상인지 여부를 확인할 수 있다. 검출된 탁도가 40 NTU 이하이면, 탁도 검출 장치 100은 과정 405에서 현재 광량을 유지하고, 탁도 표시를 수행할 수 있다.
검출된 탁도가 40 NTU 이상(또는 초과)이면, 탁도 검출 장치 100은 과정 407에서 광량 조절 후 측정(예: 이전 100% 광량을 50% 광량으로 조절)을 수행할 수 있다. 탁도 검출 장치 100은 과정 409에서 광량 조절에 따라 검출된 탁도 표시를 수행할 수 있다. 이후, 탁도 검출 장치 100은 설정에 따라 과정 401부터 재수행하거나, 탁도 검출을 종료할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탁도 검출 방법을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 탁도 검출 방법은 과정 501에서 탁도 검출 장치 100은 지정된 광량으로 탁도 측정을 수행할 수 있다. 예컨대, 탁도 검출 장치 100은 100% 광량으로 탁도 측정을 수행하도록 발광부 130을 제어할 수 있다.
탁도 검출 장치 100은 과정 503에서 검출된 탁도가 지정된 조건 이하인지 확인할 수 있다. 이 과정에서, 탁도 검출 장치 100은 현재 지정된 광량에 대응하여 사전 설정된 탁도 값 이하가 검출되는지 확인할 수 있다. 예컨대, 탁도 검출 장치 100은 발광부 130의 광원이 100%인 경우 검출된 탁도가 40 NTU 이하인지 확인할 수 있다. 검출된 탁도가 40 NTU 이하이면, 탁도 검출 장치 100은 과정 505에서 현재 광량 유지 및 광량에 따른 탁도 표시를 수행할 수 있다.
과정 503에서 지정된 광량에서 검출된 탁도가 지정된 조건을 만족하지 못하는 경우, 과정 507에서 탁도 검출 장치 100은 지정된 값으로 광량 조절 후 재측정을 수행할 수 있다. 예컨대, 탁도 검출 장치 100은 광량을 90%로 조절하고, 탁도 검출을 수행할 수 있다. 탁도 검출 장치 100은 탁도가 40 NTU 이하가 되도록 광량을 점진적으로 조절할 수 있다. 예컨대, 탁도 검출 장치 100은 90%, 80%, 70%... 등으로 광량을 조절할 수 있다. 탁도 검출 장치 100은 광량의 크기와 분석된 탁도와의 관계를 기반으로 실제 탁도 값을 출력할 수 있다.
상기 탁도 검출 장치 100은 예컨대, 광량을 비등방적으로 조절할 수 있다. 예컨대, 탁도 검출 장치 100은 발광부 130의 100% 광량을 60% 광량으로 조절한 후, 검출된 탁도 값을 확인할 수 있다. 이후 지정된 조건을 만족하지 못하는 경우 탁도 검출 장치 100은 발광부 130 광량을 40% 광량으로 조절한 후 탁도 값을 확인할 수 있다. 이후 탁도 검출 장치 100은 30% 광량으로 조절할 수도 있다. 광량 조절 이후 탁도 검출 장치 100은 과정 503으로 복귀하여 이하 과정을 재수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 탁도 검출 장치 100은 Power LED광원(예: 상기 발광부), 집광렌즈, 수광센서(예: 상기 수광부), LED구동회로(예: 상기 전류 구동부), 광센서 증폭회로(예: 상기 증폭기), 중앙처리장치(예: 상기 제어 모듈) 등으로 구성되며, 광원의 전류변화를 제어할 수 있는 상기 중앙 처리 장치를 전자회로 기판에 배치함으로써 사용시간의 변화에 따라 변화하는 광량을 일정한 광량이 유지되도록 전류량을 변화시킬 수 있는 장점을 가지고 있으며, 하나의 탁도계를 광량조절을 통해 저농도에서부터 고농도 탁도 영역까지 광범위하게 측정을 할 수 있다. 예컨대, 상기 탁도 검출 장치 100은 Reference 포토다이오드를 포함하는 검출부를 이용하여 광원(발광부)의 경년변화를 연속적으로 감시, 변화된 광량에 따른 광원 구동전류를 가감하여 광원의 안정성 유지하고, 정밀도를 개선할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 탁도 검출 장치 외관을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 탁도 검출 장치(100)는 상부 케이스 170a, 중간 케이스 170b, 제어 모듈 160, 발광부 130, 수광부 150, 챔버 172를 포함할 수 있다. 상부 케이스 170a는 제어 모듈 160의 상부를 덮도록 배치될 수 있다. 중간 케이스 170b는 제어 모듈 160을 지지하며, 발광부 130의 외곽을 감싸도록 배치될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 중간 케이스 170b의 내측 발광부 130 하부에는 집광 렌즈가 배치될 수 있다. 중간 케이스 170b의 외곽에는 나사산이 형성되어, 챔버 172의 암나사산과 결합될 수 있다.
상기 챔버 172의 내부에는 검출 물질이 유입될 수 있으며, 중간 케이스 170b와 챔버 172의 결합에 따라 중간 케이스 170b의 하부 방향으로 돌출 배치된 수광부 150이 챔버 172 내부 일정 공간에 배치될 수 있다. 결과적으로, 챔버 172 내부에 유입된 검출 물질에 의해 산란된 광은 수광부 150에 의해 수집되고, 수집된 광은 제어 모듈 160에 전달될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상부 케이스 170a 측면이나 중간 케이스 170b 일측에는 탁도 값을 표시하는 표시 모듈이 배치될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 탁도 검출 장치 110 : 입력부
120 : 출력부 130 : 발광부
140 : 검출부 150 : 수광부
160 : 제어 모듈 170 : 케이스
171 : 검출 물질 172 : 챔버

Claims (12)

  1. 검출 물질에 광을 조사하는 발광부;
    상기 검출 물질에 의해 산란되는 광을 수집하는 수광부;
    상기 산란된 광의 정도에 대응하여 탁도를 검출하고, 검출된 탁도에 대응하여 상기 발광부의 광을 조절하거나 유지하는 제어 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 탁도 값이 지정된 조건 이하인 경우 상기 발광부의 현재 광량을 유지하거나, 지정된 크기 이상의 광량이 조사되도록 상기 발광부에 공급되는 구동 전류의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 탁도 값이 지정된 조건 이상인 경우 상기 발광부의 현재 광량을 지정된 크기 이하의 광량이 조사되도록 상기 발광부에 공급되는 구동 전류의 크기를 제어하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지정된 조건은 40 NTU인 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광부에서 조사된 광을 검출하는 검출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 검출부가 검출한 광을 기준으로 상기 발광부의 광량을 균일하게 조사되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 탁도 값을 표시하는 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 탁도 값에 대응하여 상기 발광부의 광량을 조절하는 자동 모드 또는 광량을 수동으로 조절하는 수동 모드에 대응하는 입력 신호를 생성하는 입력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수광부 및 상기 검출 물질이 유입 배치되는 챔버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 장치.
  10. 발광부를 이용하여 검출 물질에 지정된 크기의 광량을 조사하는 과정;
    상기 검출 물질에 의해 산란된 광을 수광하는 과정;
    수광된 데이터를 기준으로 탁도를 검출하는 과정;
    상기 탁도 크기에 대응하여 상기 광량의 크기를 조절하거나 또는 유지하는 제어 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 과정은
    상기 탁도 값이 지정된 조건 이하인 경우 상기 발광부의 현재 광량을 유지하거나, 지정된 크기 이상의 광량이 조사되도록 상기 발광부에 공급되는 구동 전류의 크기를 제어하는 과정;
    상기 탁도 값이 지정된 조건 이상인 경우 상기 발광부의 현재 광량을 지정된 크기 이하의 광량이 조사되도록 상기 발광부에 공급되는 구동 전류의 크기를 제어하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 발광부에서 조사된 광을 검출하는 과정;
    상기 검출부가 검출한 광을 기준으로 상기 발광부의 광량을 균일하게 조사되도록 제어하는 과정;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 검출 방법.
KR1020140121931A 2014-09-15 2014-09-15 탁도 검출 방법 및 장치 KR20160031783A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140121931A KR20160031783A (ko) 2014-09-15 2014-09-15 탁도 검출 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140121931A KR20160031783A (ko) 2014-09-15 2014-09-15 탁도 검출 방법 및 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160031783A true KR20160031783A (ko) 2016-03-23

Family

ID=55645154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140121931A KR20160031783A (ko) 2014-09-15 2014-09-15 탁도 검출 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160031783A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10684169B2 (en) 2016-11-22 2020-06-16 Korea Institute Of Ocean Science & Technology Optical analysis device using multi-light source structure and method therefor
KR102607667B1 (ko) * 2023-04-10 2023-11-30 주식회사 워터비 탁도 측정 방법
KR102615508B1 (ko) * 2023-04-10 2023-12-20 주식회사 워터비 탁도 이상진단 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10684169B2 (en) 2016-11-22 2020-06-16 Korea Institute Of Ocean Science & Technology Optical analysis device using multi-light source structure and method therefor
KR102607667B1 (ko) * 2023-04-10 2023-11-30 주식회사 워터비 탁도 측정 방법
KR102615508B1 (ko) * 2023-04-10 2023-12-20 주식회사 워터비 탁도 이상진단 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9526444B2 (en) Biological signal measuring apparatus and biological signal measuring method
JP5375747B2 (ja) 生体情報検出システム
WO2003032808A3 (en) Tissue oxygen measurement system
KR20160031783A (ko) 탁도 검출 방법 및 장치
US20120288409A1 (en) Analysis device
US20050097648A1 (en) Antiglare device for welding protective masks
CN106961302B (zh) 一种心率模组用测试装置及测试方法
EP3135196B1 (en) Circuit arrangement for an optical monitoring system and method for optical monitoring
EP2910982B1 (en) Photoelectric sensor
WO2013047565A1 (ja) 血液成分分析装置
CN104122231B (zh) 一种在线式自校准水质浊度检测系统
GB2416840A (en) Security sensor system with beam level detector and adjuster
TWI464388B (zh) 光校正裝置、生物檢測校正系統及其操作方法
JP2008157809A (ja) レーザ出力制御装置および光学測定ユニット
KR20180102740A (ko) 외란광의 영향을 제거하는 광학식 초미세먼지 측정 센서
KR100643700B1 (ko) 적외선 측정장치 및 적외선 측정 방법
US9243994B1 (en) Measurement device
JP2008232662A (ja) 光学測定装置
US9784672B2 (en) Foodstuff analysis device
WO2018069358A1 (en) A fluorescence sensing system
US20120049744A1 (en) Measuring instrument
KR20150113575A (ko) Mcu 타입 먼지센서
KR200425810Y1 (ko) 원단 밀도측정장치
US7999218B2 (en) Radiation detector
CN206594392U (zh) 一种基于光谱仪的智能光感眼镜

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application