KR20170011014A - 이동형 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치 - Google Patents
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Abstract
측정용기, 측정용기 내로 설치되는 이온선택성전극, 측정용기 상부에 관형으로 설치되어 일정 이상 수위를 이루는 액상물질을 방출하도록 설치되는 방출관, 측정용기 내에 투입된 분석대상물의 양이 이온선택성전극으로 농도를 측정할 수 있는 일정 수위 이상임을 감지할 수 있도록 설치되는 레벨 센서, 시료를 준비하여 측정용기에 공급하는 시료 용기 및 배관, 측정용기 세정액을 공급하는 세정액 용기 및 배관, 이온선택성전극의 상태 변화에 따른 기준전위 변화를 감안하여 기준전위를 보정할 수 있도록 하는 계측 조정에 이용되는 캘리브레이션용액을 공급하는 캘리브레이션용액 용기 및 배관, 시료가 농도 측정에 적합한 수소이온농도를 가지도록 컨디셔닝용액을 공급하는 컨디셔닝용액 용기 및 배관, 시료의 수소이온농도를 측정하여 컨디디셔닝 용액의 공급할 것인지 여부를 알려주는 수소이온농도 센서, 이상 배관들에 설치되어 액상물질들이 이동할 수 있도록 구동되는 펌프장치, 이상의 센서들 및 펌프장치와 신호를 주거나 받을 수 있도록 이루어진 조절부를 구비하는 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치가 개시된다.
Description
본 발명은 수질 관리 등에 필요한 자동 시료분석장치에 관한 것으로, 보다 상게하게는 이온선택성전극을 이용한 불소이온농도 측정에 사용되는 자동 시료분석장치에 관한 것이다.
다양한 오염원들에 의한 환경 오염, 수질 오염의 가능성은 늘어나고, 생활 건강에 대한 관심도가 증가하면서, 음용수 및 농식품제조 등에 사용되는 용수에 대한 수질 관리의 필요성도 계속 증가, 강화되고 있다.
대상 수질 관리의 중요 항목 가운데 하나로 인체에 유해할 수 있는 환경물질인 불소를 들 수 있다. 대상물의 불소 농도는 여러 가지 방법으로 측정할 수 있지만 그 가운데 중요한 측정 방법으로 이온선택성전극(ISE: Ion Selective Electrode)을 이용한 측정 방법이 있다.
이온선택성전극은 분석시료 내의 특정 이온을 감지하여 특정 이온의 농도에 따라서 기준 전극과의 사이에 전위차를 일으킴으로써, 특정 이온의 농도를 분석할 수 있는 일종의 센서이다. 이온선택성전극은 전위차법(potentiometric) 이온 센서라고 불리기도 한다. 이온선택성전극은 이온선택성 막(ion selective membrane)을 포함하는데, 이온선택성 막은 분석시료에 직접적으로 접하여 특정 이온만 선택적으로 감응하여 반응하고 결합하게 되며 전압을 발생시키는 막으로 이온선택성전극에서 가장 중요한 부분이다.
이온선택성 막은 지지체(support matrix), 이온감지물질(ionophore) 및 가소제로 구성되는데, 지지체의 재질에 따라 고분자형, 고체형, 유리막형 등으로 구분될 수 있고, 고분자형이 특히 이온 또는 가스 센서용으로 많이 쓰이고 있다.
현재 약 100,000종 이상의 이온선택성 전극이 사용되며, 전극법은 EPA Publication, ASTM Methods, Standard Methods for the Analysis of Water, Many Industry Standard, 등의 표준방법에 의해 공인되고 있다.
불소에 대해서는 감응하는 이온선택성 막으로는 란타니움 플로라이드(LaF3) 고체막에 불순물인 유로피움 플로라이드(EuF2) 약간이 혼합된 고체막을 사용한다. 불소 이온은 수소이온농도(pH)의 영향을 많이 받아 낮은 pH에서는 불소이온은 불산(HF)으로 바뀌고 전극은 HF에 전혀 반응하지 않는다. 높은 pH에서는 측정 전극의 특성상 수산이온(OH 이온)에 감응하는데 대략 1:10 정도 비율이 된다. 결국 낮은 pH에서는 농도가 낮게 나타나고, 높은 pH에서는 농도가 높아지며, 적정 pH범위는5~8이 된다.
도1은 기존의 불소이온농도 측정용 시료분석장치 가운데 한 구성을 개략적으로 나타내는 개념도로, 지속적으로 유입되는 대상물에 대한 주기적 검사를 위해 고정적 설비의 일부로서 고정설치되는 경우가 많다.
여기서, 분석 대상 시료를 공급하는 시료 공급 라인(10)이나 분석 용기(20)를 세정하기 위한 세정액 라인(30)도 고정 배관으로 이루어져 이러한 시설물 자체에 배관상의 문제가 생기면 시료분석이 어렵게 된다. 가령, 시설물 자체 배관은 공급 대상물을 이송하기 위해 공기압을 사용할 수 있는데, 공기압이 일정하게 정상적으로 제공되지 않으면 이송에 문제가 발생할 수 있다.
또한, 시료가 배관을 통해 공급되기 어렵고, 현장에서 벗어나면 시료의 상태가 달라지기 쉬운 경우, 이와 같은 고정적 시료분석장치를 이용하기 어렵고, 자동적 시료분석도 어렵게 된다.
한편, 기존의 불소이온농도 측정용 시료분석장치는 고정적 설비이며 세팅이 변화되지 않는 상태로 기본적 동작을 반복하는 경우가 많고, 이렇게 세팅이 변화하지 않는 경우는 자동적 시료분석이 가능하다. 그러나, 장치의 상태나 환경 변화가 생길 경우, 기구적 요소의 결합관계나 프로세스를 부분적으로 새로 수정할 필요가 있게 되고, 이런 작업은 자동화하기 어려워 수작업의 필요성이 늘어나게 된다. 또한, 이런 필요에 대비하여 설비 관리자 혹은 오퍼레이터가 장소적으로도 분석장치에서 많이 이격되어 작업을 하기가 어려웠다.
그리고, 도입되는 시료 가운데에는 불순물 이물질이 포함되는 경우도 있는데, 종래 분석장치의 통상적 시료 등의 흐름에서는 이런 이물질은 배관이나 측정 전극, 분석용기 표면에 적층되어 측정 전극의 상태를 변화시킬 수도 있고, 누적되어 장치 상태를 열화시킬 수 있으므로 분석장치는 빈번히 세정, 수선이 필요하게 된다.
본 발명은 앞서 살펴본 기존 불소이온농도 측정용 시료분석장치의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 가동성을 가져 장소를 옮겨가면서 시료를 측정하기가 용이하고, 사용중에 시료 등의 흐름에서 배관이나 분석용기 내에 이물 누적, 배관 막힘을 방지하기 용이하고, 필요에 따라 분석장치 요소들의 동작 프로세스를 변동시키기에 용이하며, 작업자의 작업상의 위치 제한을 줄일 수 있는 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치는,
상부 인입구와 하부 배출구를 구비하는 측정용기, 측정용기 내로 설치되는 이온선택성전극, 측정용기 상부에 관형으로 설치되어 일정 이상 수위를 이루는 액상물질을 방출하도록 설치되는 방출관, 측정용기 내에 투입된 분석대상물의 양이 이온선택성전극으로 농도를 측정할 수 있는 일정 수위 이상임을 감지할 수 있도록 설치되는 레벨 센서, 분석대상물을 준비하여 측정용기에 공급하는 분석대상물 용기 및 배관, 측정용기를 세정하기 위한 세정액을 공급하는 세정액 용기 및 배관, 이온선택성전극의 상태 변화에 따른 기준전위 변화를 감안하여 기준전위를 보정할 수 있도록 하는 계측 조정에 이용되는 캘리브레이션용액을 공급하는 캘리브레이션용액 용기 및 배관, 측정용기 내에 공급된 분석대상물이 불소이온 농도 측정에 적합한 수소이온농도를 가지도록 컨디셔닝용액을 공급하는 컨디셔닝용액 용기 및 배관, 측정용기 내에 공급된 분석대상물의 수소이온농도를 측정하여 컨디셔닝 용액의 공급할 것인지 여부를 알려주는 수소이온농도 센서, 이상에 언급된 배관들, 방출관 및 배출구에 연결된 배출관에 설치되어 액상물질들이 이동할 수 있도록 구동되는 펌프장치, 이상의 이온선택성전극, 레벨 센서, 수소이온농도 센서, 펌프장치와 연결되어 전기신호를 주거나 받을 수 있도록 이루어진 조절부를 구비하고, 여기서 조절부는 프로그램을 실행을 통해 이온선택성전극, 레벨 센서, 수소이온농도 센서, 펌프장치에 정해진 순서대로 자동적으로 신호를 받거나 전달할 수 있고, 프로그램 실행에 필요한 파라메터나 설정값 입력을 할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 조절부는 이온선택성전극, 레벨 센서, 수소이온농도 센서, 펌프장치와 연결되어 직접 전기신호를 주거나 받을 수 있는 콘트롤러 본체 (혹은 콘트롤러 보드)와 이 콘트롤러 본체와 무선통신이나 유선케이블을 통해 신호를 주고받을 수 있는 PLC용 티칭팬던트를 구비하여 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명에서 조절부는 범용 오페레이팅 시스템인 윈도우를 기반으로 하는 오퍼레이팅 시스템과 프로그램을 사용하는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면 시료나 세정액이 고정 배관에 의해 공급되는 것이 아니므로 가동성을 가져 장소를 옮겨가면서 시료를 측정하기가 용이하고, 고정 배관을 통한 공급을 위해 공기압을 작용시킬 필요도 없게 된다.
본 발명에 따르면, 사용중에 시료 등의 흐름이 펌프 장치를 이용한 강제이송방식으로 이루어지므로 일정 압력을 작용시킬 수 있고, 배관이나 분석용기 내에 이물 누적, 배관 막힘을 방지하기 용이하다.
본 발명에 따르면, 조절부 구성의 특성상, 필요에 따라 쉽게 분석장치 요소의 동작 프로세스를 변동시켜 상황에 맞는 최적 환경에서 시료분석이 이루어지도록 할 수 있고, 티칭펜던트 등을 무선장치로 구성할 경우 작업자의 작업상의 위치 제한을 줄일 수 있다.
도1은 종래의 불소이온농도 측정용 시료분석장치의 개략적 구성을 나타내는 구성개념도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치를 나타내는 구성개념도,
도3은 본 발명의 일 실시예에서 시료분석이 이루어지는 한 과정을 나타내는 흐름도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치를 나타내는 구성개념도,
도3은 본 발명의 일 실시예에서 시료분석이 이루어지는 한 과정을 나타내는 흐름도이다.
이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치의 구성 개념도이며,
시료 내의 불소 함량을 측정하기 위한 측정용기(120)가 있고, 측정용기(120)에는 상부 인입구를 통해 다양한 연결용 튜브들(110, 130, 170, 180, 190)이 결합되어 있다. 측정용기(120)의 상부 인입구는 전반적으로 커버로 닫겨 있지만 커버 내에는 이들 연결용 튜브 결합을 위한 통로가 설치되고, 튜브들은 각각 측정대상인 시료가 들어있는 시료 용기(115)와, 세정액 용기(135), 클리닝 시약 용기(195), 컨디셔닝용액(컨디셔닝 시약) 용기(185), 캘리브레이션용액(기준전위 보정용 시약) 용기(175)에도 결합되어 각 용기의 액상물질들이 각각 전용 튜브를 통해 측정용기에 투입될 수 있다.
측정용기(120)에는 방출용 튜브(discharge tube:165)와 이온선택성전극(140)도 설치된다. 방출용 튜브(165)는 다른 연결용 튜브처럼 커버를 통해 측정용기(120) 내로 인입되며, 측정용기(120) 상부 일정 수준(level)에 그 단부가 놓여 그 단부가 측정용기에 공급된 액상물질에 잠기면 그 액상물질을 외부로 방출할 수 있도록 설치된다. 이온선택성전극(140)은 측정용기(120) 내에 일정 수준으로 측정대상 시료가 공급되면 그 단부가 시료에 잠겨 불소이온 농도를 측정할 수 있도록 설치된다. 이온선택성전극(140)은 도시되지 않은 선로를 통해 전원과 연결되어 있다.
측정용기(120) 하단에는 측정용기(120) 내의 액상물질을 모두 외부로 배출시킬 수 있도록 배출구가 있고 여기에 배출용 튜브(160)가 연결되어 있다. 측정용기(120) 내의 액상물질을 교반시킬 수 있는 교반기도 측정용기 하부에 설치되며, 측정용기(120) 내의 액위를 측정할 수 있는 레벨센서(147), 이온선택성전극(140) 외에 측정용기 내의 액상물질의 산도(수소이온농도:pH 값)를 측정할 수 있는 산도측정용 전극(145)도 구비된다.
펌프와 같은 액체 이송장치 및 센서의 구동, 센서 측정 결과의 반영 등의 동작을 위해 펌프 및 센서는 회로보드 형태의 콘트롤러 본체(미도시)와 연결되어 전기적 신호를 교환하도록 이루어진다. 콘트롤러의 본체는 유선 혹은 무선으로 신호 교환을 할 수 있어서 현재 측정장치의 상태를 그 화면상에 나타내고, 필요한 조작을 할 수 있도록 만들어지는 PLC용 티칭팬턴트(미도시)를 구비한다.
따라서, 장치관리자 혹은 작업자는 티칭펜던트를 통해 장치를 구동할 수 있고, 장치를 동작시키기 위한 프로그램을 변경시켜 부분적으로 측정방법에서 순서를 변경시키는 것도 가능하다. 여기서 티칭팬던트는 콘트롤러 본체와 별도로 이루어지는 것으로 언급되지만 펌프들 및 센서들과 직접 신호를 주고받을 수 있는 일체형 티칭팬던트도 물론 가능하다. 콘트롤러는 컴퓨터 형태로 자체에 운영체제나 실행프로그램을 구비한 것이 될 수 있고, 단순한 신호 발생, 조작을 담당할 수 있다. 후자의 경우 티칭펜던트가 시료분석장치의 동작이 이루어지도록 제어하는 프로그램을 포함하게 된다.
이상에서 측정용기(120)와 연결된 모든 배관이나 튜브(110, 130, 160, 165, 170, 180, 190)에는 액상물질을 강제로 이송시킬 수 있도록 펌프(113, 133, 163, 168, 173, 183, 193)와 같은 액상물질 이송장치가 설치되어 있고, 튜브의 다른 단부는 액상물질을 공급하기 위한 액상물질 용기에 연결되어 있으며, 공장 내 일반적인 용수 배관라인에 직접 연결되는 튜브는 없어서, 이들을 모두 대차에 함께 적재하여 원하는 임의의 장소로 이동시키는 것이 가능하다.
도3은 본 발명 장치를 이용하여 불소이온농도를 측정하는 방법의 예를 나타내는 흐름도이다.
본 발명 시료분석장치를 이용하여 시료의 불소이온 함량을 측정하는 일반적으로 예정된 과정을 살펴보면, 먼저, 배출 펌프(163)를 구동시켜 측정용기(120) 내의 모든 물질을 제거한다(S10). 세정액 펌프(133)를 구동시켜 측정용기 내에 세정액을 분사하고 다시 배출 펌프(163)를 동작시켜 배출하여 측정용기 내부를 세정한다(S20, S30). 이물질이 측정용기 내에 침적되어 세정액만으로 세정이 어려울 때에는 세정액을 대체하여 혹은 세정액과 함께 클리닝시약을 공급하기 위해 클리닝시약 펌프(193)을 구동시켜 이물질을 측정용기 내에서 제거한다. 클리닝시약으로는 대개 묽은 염산을 사용할수 있다.
측정용기 내에 세정액이 일부 잔류하게 되므로 이를 제거하기 위해 측정용기 내부가 세정되면 시료 용기(115)와 연결된 시료 펌프(113)를 가동하여 일부 시료를 공급하고 다시 배출 펌프(163)를 구동하여 배출한다(S40, S50).
그리고, 측정을 위해 시료 공급 펌프(113)를 가동하여 시료를 다시 공급한다(S60). 레벨센서(147)는 시료가 일정량 이상 공급되는 것을 감지하여 시료 공급 펌프(113)의 가동을 중단할 수 있다. 또한, 시료의 양이 과량이 되는 것을 막기 위해 방출 펌프(163)를 구동시켜 방출 튜브(165) 하단 레벨 이상의 시료는 방출하고(S70), 산도 센서인 산도측정용 전극(145)을 통해 시료의 산도를 측정한다(S80).
산도는 시료 내의 불소이온 농도 측정에 중요한 영향을 미치므로 산도를 판단하는 단계(S90)를 거쳐 산도가 기준을 벗어나면 컨디셔닝액 공급 펌프(183)를 가동시켜 산도를 맞춘다(S100). 시료의 양은 방출튜브(165) 하단 위치에 의해 정해지고, 산도는 산도 센서의 측정값으로 알 수 있으므로 공급해야 할 컨디셔닝액의 양도 계산될 수 있다. 보다 정확한 산도 맞춤을 위해 컨디셔닝액 공급 후에 다시 산도 측정을 하고 컨디셔닝액을 공급하여 산도를 재조정하는 과정도 고려할 수 있다.
다음으로 이온선택성전극(140)을 이용하여 전위차를 측정하고(S110), 기준전위에 대비하여 전위차에 의해 불소이온농도를 계산하고 결과를 저장하게 된다(S120). 불소이온농도 측정이 끝나면 시료는 배출 펌프(163) 구동을 통해 배출되고(S130), 다음 시료측정을 위한 준비로서 시료 펌프를 동작시켜 측정용기(120)에는 시료 대신 세정액을 채우게 된다(S140). 다음 시료 측정할 때까지 대기를 하고, 다음 시료측정을 진행하기 위해서는 이상의 과정이 반복적용되면 된다(S150).
이상에서는 이온선택성전극(140)에 대한 전위 조절이 필요하지 않은 경우를 언급하고 있지만 시료 측정이 계속되면 이온선택성전극(140)의 이온선택성막은 특성이 변화하게 되고, 따라서 일정 주기로 혹은 수시로 이온선택성전극(140)의 기준 전위를 측정하고, 조절할 필요가 있다. 이런 경우, 시료 대신에 기준 전위 검정을 위한 자동 캘리브레이션 용액(automatic calibration solution) 혹은 표준 용액(standard solution)을 채우고 이온선택성전극으로 전위차를 측정하여 그 결과를 기준 전위로 반영하여 이후 시료 측정의 기준 조정을 하게 된다.
이상 내용을 정리하여 보면, 기본적인 측정용기와 이온선택성전극의 구성은 종래와 실질적으로 동일하며, 여기 시료와 같은 액상물질들을 공급하기 위한 배관, 배출(드레인) 배관도 유사하게 이루어지고 있다. 단, 도1과 같은 종래 분석장치에 비해 모든 배관을 통한 액상물질 이동은 배관에 설치된 강제적 이송수단인 펌프수단을 통해 이루어지며, 측정용기에 공급되는 액상물질은 용기에 준비된 상태에서 배관의 펌프수단을 통해 강제적으로 일정하게 이송된다. 따라서, 공급의 양이나 시간이 보다 일정하게 조절될 수 있다.
그리고, 종래에는 측정용기에 과량 투입된 액상물질을 방출하기 위한 방출수단이나 측정용기를 비우기 위한 배출수단은 사이펀 원리를 이용한 단순 방출배관이거나 배출배관이지만 여기서는 배출배관이나 방출배관에도 펌프수단이 구비되어 적극적이고 강한 흐름의 배출 및 방출을 할 수 있으므로 이물질이 배관을 막아 과량 투입된 액상물질이 측정용기 위로 넘치는 문제나 잘 배출되지 않고 남게 되는 문제를 상당부분 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 측정 대상인 시료물질이나 측정용기를 세정하기 위한 세정액이 설비 일반 배관과의 연결을 통해 고정적으로 공급되는 것이 아니고 일정한 용기에 준비되어 공급된다. 따라서, 액상물질들의 용기나 측정용기, 전극 및 전원의 크기를 조절하여 대차 위에 가동가능하게 설치하면 대차를 움직이면서 시료물질이 있는 현장으로 측정장치 자체를 옮겨갈 수 있다.
한편, 이상의 동작은 대개 펌프 구동을 통해, 그리고, 센서를 통한 측정, 측정 결과를 반영을 통해 이루어질 수 있으며, 시이퀀스 제어, 프로그램 동작 제어 방식으로 이루어질 수 있다. 이를 위해 센서 및 펌프는 콘트롤러 본체와, 콘트롤러 본체는 PLC용 티칭팬던트와 신호 교환이 가능하게 결합되어 있다.
가령, 티칭팬던트를 이용하여 작업자가 작업 순서를 간단히 입력하여 동작 프로그램화하면 그 입력 내용이 통신 신호로 콘크롤러 본체로 투입되고 그 순서에 따라 시료분석장치를 동작시키는 신호 발생, 전송이 실시되어 각각의 펌프, 센서, 전극에 전기 신호를 주고, 펌프 동작, 센서 동작, 센싱 결과 획득이 이루어진다. 측정용기에 제공된 시료물질에 대한 전위차 측정이 이루어지기 위해 기준이 되는 레퍼런스 전극과 측정 전극 사이에서 발생하는 전위차 신호를 콘트롤러 본체로 전송하고 콘트롤러 본체에서는 RS 232 통신신호로 바꾸어 티칭펜던트로 보내면 티칭펜던트는 내장 프로그램 내에 있는 네레스트 공식에 의해 불소 농도값을 산출하고, 화상으로 표시하고 데이터로 저장할 수 있다.
이때 결합은 무선 결합도 가능하므로 물리적으로 일체로 결합될 필요는 없다. 따라서, 무선 결합의 경우, 티칭팬던트만 소지하면 원격지에서도 분석장치의 상태를 확인하고 조작할 수 있으므로 관리자나 작업자의 활동 범위가 커지고 본 발명의 분석장치를 핸들링함에 있어서 편리하게 될 수 있다.
통상 티칭펜던트(Teaching Pendant)는 산업용 장비나 산업용 로봇 조작에 많이 사용되며, 주로 모니터 및 마우스를 사용할 수 없는 산업 현장 및 특별한 조작이 필요로 하지 않는 자동화 장비에서 사용자의 편의를 위해 키 버튼과 화면을 나타내는 디스플레이, 터치패드를 이용하여 작게 구성될 수 있다. 기존 티칭 펜던트는 전문 장비, 장치에 최적화된 전용 오퍼레이팅 시스템 및 전용 프로그램을 적용하는 경우가 많았지만 이 경우 비교적 간단한 대신 융통성이 부족하여 자체 소프트웨어(S/W) 및 이에 따른 버튼 추가 등 하드웨어(H/W)의 업그레이드 변경시 추가 비용이 많이 발생하는 단점도 있었다.
따라서, 여기서는 범용 오퍼레이팅 시스템, 가령 윈도우 기반 오퍼레이팅 시스템을 사용하고 이런 윈도우 환경에서 구동되는 윈도우용 동작 제어 프로그램을 사용하여 부분적인 프로그램 개선이나 업데이트를 쉽게 반영할 수 있도록 하였다. 윈도우 기반 오퍼레이팅 시스템 개발은 C언어 기반의 프로그램 개발 툴(Tool)인 '델파이' 프로그램을 사용하였다. 윈도우용 동작 제어 프로그램은 실행파일 형식으로 제작되어 컴퓨터 하드디스크나 기타 보조기억장치에 저장하고 필요할 때 불러 실행하도록 한다. 이런 경우 필요한 업그레이드시 해당 실행파일만 복사하여 간편하게 업그레이드를 진행시킬 수 있다. 또한, 이러한 윈도우 기반 OS나 윈도우용 프로그램은 오픈 소오스 방식으로 프로그램을 개방하고, 범용 운영체제와 프로그램을 이용하여 동작 제어 프로그램을 개발하는 추세에 따라 더 좋은 동작 제어 프로그램을 개발하기에 유리한 면이 있다.
여기서 티칭펜던트는 화면을 이용하여 장비 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있고, 초기 설정값 입력, 파라미터 변경은 물론 사용자 모드(User Mode)를 사용하여 동작 제어 프로그램을 디스플레이 화면의 터치 패드 및 버튼을 이용하여 조작함은 물론 사용자가 원하는 시퀀스(sequence) 구동을 간단히 프로그래밍할 수 있도록 구성된다.
본 발명의 펌프 및 센서와 콘트롤러 본체 혹은 티칭펜던트를 연결하는 통신 포트로는 RS-232 직렬포트가 사용될 수 있다. 이런 직렬포트는 종래의 장비에서 통신용으로 구비되는 경우가 많고, 현재까지 많이 사용되고 있으며, 비교적 긴 케이블을 통해 신호를 안정적으로 교류할 수 있다는 장점을 가진다.
본 발명에서 키버튼이나 터치패드 외에 조그 휠, 조그 스위치 등을 이용하는 것도 티칭 펜던트 구성에 따라 가능하게 된다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
20, 120: 측정용기 110: 시료 튜브
113: 시료 펌프 115: 시료 용기
130: 세정액 튜브 133: 세정액 펌프
135: 세정액 용기 140: 이온선택성전극
145: 산도측정용 전극 147: 레벨센서
160: 배출용 튜브 163: 배출 펌프
165: 방출 튜브 168: 방출 펌프
170: 캘리브레이션용액 튜브
171: 캘리브레이션용액 펌프 175: 캘리브레이션용액 용기
180: 컨디셔닝용액 튜브 183: 컨디셔닝용액 펌프
185: 컨디셔닝용액 용기 190: 클리닝 시약 튜브
193: 클리닝 시약 펌프 195: 클리닝 시약 용기
113: 시료 펌프 115: 시료 용기
130: 세정액 튜브 133: 세정액 펌프
135: 세정액 용기 140: 이온선택성전극
145: 산도측정용 전극 147: 레벨센서
160: 배출용 튜브 163: 배출 펌프
165: 방출 튜브 168: 방출 펌프
170: 캘리브레이션용액 튜브
171: 캘리브레이션용액 펌프 175: 캘리브레이션용액 용기
180: 컨디셔닝용액 튜브 183: 컨디셔닝용액 펌프
185: 컨디셔닝용액 용기 190: 클리닝 시약 튜브
193: 클리닝 시약 펌프 195: 클리닝 시약 용기
Claims (3)
- 상부 인입구와 하부 배출구를 구비하는 측정용기,
상기 측정용기 내로 설치되는 이온선택성전극,
상기 측정용기 상부에 관형으로 설치되어 일정 이상 수위를 이루는 액상물질을 방출하도록 설치되는 방출관,
상기 측정용기 내에 투입된 분석대상물의 양이 상기 이온선택성전극으로 농도를 측정할 수 있는 일정 수위 이상임을 감지할 수 있도록 설치되는 레벨 센서,
분석대상물을 준비하여 상기 측정용기에 공급하는 분석대상물 용기 및 배관,
상기 측정용기를 세정하기 위한 세정액을 공급하는 세정액 용기 및 배관,
상기 이온선택성전극의 상태 변화에 따른 기준전위 변화를 감안하여 기준전위를 보정할 수 있도록 하는 계측 조정에 이용되는 캘리브레이션용액을 공급하는 캘리브레이션용액 용기 및 배관,
상기 측정용기 내에 공급된 분석대상물이 불소이온 농도 측정에 적합한 수소이온농도를 가지도록 컨디셔닝용액을 공급하는 컨디셔닝용액 용기 및 배관,
상기 측정용기 내에 공급된 분석대상물의 수소이온농도를 측정하여 컨디셔닝 용액의 공급할 것인지 여부를 알려주는 수소이온농도 센서,
상기 배관들, 상기 방출관 및 상기 배출구에 연결된 배출관에 설치되어 액상물질들이 이동할 수 있도록 구동되는 펌프장치,
상기 이온선택성전극, 상기 레벨 센서, 상기 수소이온농도 센서, 상기 펌프장치와 연결되어 전기신호를 주거나 받을 수 있도록 이루어진 조절부를 구비하고,
상기 조절부는 프로그램을 실행을 통해 상기 이온선택성전극, 상기 레벨 센서, 상기 수소이온농도 센서, 상기 펌프장치와 정해진 순서대로 자동적으로 신호를 받거나 전달할 수 있도록 이루어지는 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 조절부는 상기 이온선택성전극, 상기 레벨 센서, 상기 수소이온농도 센서, 상기 펌프장치와 직접 전기 신호를 받거나 전달할 수 있는 콘트롤러 본체와,
상기 콘트롤러 본체와 신호를 교환할 수 있고, 상기 프로그램 실행에 필요한 파라메터나 설정값 입력을 할 수 있는 PLC(programable logic control)용 티칭팬던트를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 프로그램은 윈도우 기반 오퍼레이팅 시스템과 윈도우 기반 실행 프로그램으로 이루어지고,
상기 티칭펜던트는 상기 콘트롤러 본체와 무선통신으로 결합되는 것을 특징으로 하는 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치.
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| KR1020150102861A KR20170011014A (ko) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | 이동형 불소이온농도 측정용 자동 시료분석장치 |
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