KR20180107068A - 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법 - Google Patents

정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법 Download PDF

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    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves

Abstract

본 발명은 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법에 관한 것이고, 구체적으로 초음파의 전송 및 수신에 의하여 정수장 침전지의 슬러지 계면을 주기적으로 또는 임의의 시각에 측정할 수 있도록 하는 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법에 관한 것이다. 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법은 침전지 내부의 서로 다른 위치에서 초음파를 전송하는 다수 개의 초음파 송신 유닛(13); 미리 결정된 높이에 설치되어 다수 개의 초음파 송신 유닛(13)으로부터 전송된 초음파의 수신 여부를 결정하는 다수 개의 초음파 수신 유닛(14); 및 다수 개의 초음파 수신 유닛(14)의 각각에서 초음파의 수신 여부에 따라 슬러지의 높이를 산출하는 높이 산출 유닛(11)을 포함한다.

Description

정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법{An Apparatus for Measuring an Interface of an Sludge Accumulation in a Sedimentation Basin of a Purification Plant and A method for Determining a Period of Clearing the Same}
본 발명은 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법에 관한 것이고, 구체적으로 초음파의 전송 및 수신에 의하여 정수장 침전지의 슬러지 계면을 주기적으로 또는 임의의 시각에 측정할 수 있도록 하는 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법에 관한 것이다.
상수도 물의 공급을 위한 정수장은 상수원수의 취수를 위한 취수장, 물과 정수 약품을 혼합시키는 혼화지, 응집 과정을 통하여 이물질을 침전시켜 제거하는 침전지, 침전수를 모래층의 여과 막 사이를 통과시키면서 불순물을 제거하는 여과지 및 불순물이 제거된 정수를 저장하는 정수지로 이루어질 수 있다. 이와 같은 구조를 가지는 정수장에서 취수된 물의 정수 과정에서 침전지에 침전된 이물질은 일정 수준이 되면 적절한 방법으로 제거될 필요가 있다.
특허등록번호 제10-0871327호는 침전지의 바닥면으로 침전되는 슬러지를 배출하기 위해 형성된 복수 개의 배출로와; 상기 복수 개의 배출로의 일측 바닥에 상기 슬러지를 배출하기 위해 각각 형성된 슬러지 배출구와; 상기 복수 개의 배출로에 각각 설치된 와이어로프와; 상기 와이어로프에 의해 상기 배출로를 따라 각각 움직이는 복수 개의 배출관과; 상기 배출로 상부를 차단하여 상기 슬러지와 원수를 분리하는 차단막과; 상기 슬러지 배출구를 개폐하는 복수 개의 슬러지 배출 뚜껑과; 상기 배출로에 침전된 상기 슬러지의 양을 감지하는 감지센서와; 상기 감지센서의 신호에 의해 상기 차단막을 동작시켜 상기 슬러지의 원수를 차단하는 차단막 컨트롤 박스; 및 상기 차단막에 의해 상기 슬러지와 원수가 차단되면 상기 슬러지 배출뚜껑을 개방하는 배출문 컨트롤 박스; 및 상기 차단막에 의해 상기 슬러지와 원수가 차단되고 상기 슬러지 배출뚜껑이 개방되면 상기 와이어로프를 동작시켜 상기 배출로를 따라 배출관이 이동되면서 침전된 상기 슬러지를 슬러지 배출구로 배출하도록 제어하는 배출관 컨트롤 박스를 포함하는 슬러지 제거 장치에 대하여 개시한다.
특허등록번호 제10-0947515호는 배출호퍼에 구비되어 배출호퍼의 구석진 공간에 슬러지까지 흡입하기 위해 유입구가 단면상 나팔관 형태로 하측으로 확관되는 형상으로 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 유입구를 상하 구동으로 개폐하고 상기 유입구의 내측면에 폐쇄 시 밀접하게 접촉되도록 상협하광의 형태로 외주연이 경사지게 형성되어 상기 유입구의 단면상 형태와 대응되도록 형성되는 디스크와, 상기 디스크의 상부 면에 구동축에 연결되어 디스크를 상하로 구동시키는 구동부로 구성되는 슬러지 배출밸브와; 상기 배출호퍼의 내부면 상측부에 구비되어 일측에 연결된 이송관을 통해 외부에서 이송된 압축공기 또는 압축수를 분배하는 분배관과, 상기 분배관의 측부에 길이 방향으로 다수 개가 상호 이격되어 설치되어 상기 분배관을 통해 분배된 압축공기 또는 압축수를 배출호퍼의 구석진 공간에 분사하여 슬러지를 부상시키는 분사노즐로 구성되는 슬러지 부상장치와; 상기 배출호퍼의 개방된 상축부에 구비되어 내부를 개폐하고, 상기 슬러지 부상장치에 의해 부상된 슬러지가 배출호퍼 밖으로 분산되는 것을 방지하는 수문 장치를 포함하는 슬러지 제거장치에 대하여 개시한다.
상기 선행기술 또는 공지된 기술은 정수장의 침전지에서 슬러지는 제거하는 기술에 대하여 개시하지만 슬러지의 계면을 측정하여 슬러지의 제거시기를 결정할 수 있는 방법에 대하여 개시하지 않는다. 침전지에서 슬러지는 점차로 축적이 되어 일정 수준이 되면 제거될 필요가 있다. 그러나 침전지는 상당한 크기로 만들어지고, 침전물이 침전지의 아래쪽에 위치하므로 슬러지의 계면 측정이 어렵다는 문제점을 가진다. 또한 침전물은 시기에 따라 서로 다르게 축적되므로 주기적으로 제거시기가 결정되기 어렵다는 문제점을 가진다. 상기 선행기술은 슬러지의 제거시기를 정확하게 결정할 수 있는 방법에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허등록번호 제10-0871327호(2008년12월01일 공고, 주식회사 한국종합기술) 정수장 침전지 슬러지 제거 장치 선행기술 2: 특허등록번호 제10-0947515호(2010년03월12일 공고, ㈜삼진정밀) 슬러지 제거장치
본 발명의 목적은 침진지에 배치되어 물속에서 초음파를 송신 및 수신하는 것에 의하여 슬러지의 계면 측정이 가능하도록 하는 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치 및 그에 의한 슬러지 제거 시점의 결정 방법은 침전지 내부의 서로 다른 위치에서 초음파를 전송하는 다수 개의 초음파 송신 유닛; 미리 결정된 높이에 설치되어 다수 개의 초음파 송신 유닛으로부터 전송된 초음파의 수신 여부를 결정하는 다수 개의 초음파 수신 유닛; 및 다수 개의 초음파 수신 유닛의 각각에서 초음파의 수신 여부에 따라 슬러지의 높이를 산출하는 높이 산출 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 초음파 송신 유닛과 초음파 수신 유닛은 서로 다른 측정 부재의 서로 다른 높이에 배치되는 다수 개의 초음파 송신 소자와 초음파 수신 소자로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 초음파 송신 유닛 및 다수 개의 초음파 수신 유닛은 초음파의 송신이 가능한 초음파 송신 소자 및 초음파 송신 소자에서 송신된 초음파를 수신하는 초음파 수신 소자가 하나의 초음파 높이 탐지 유닛을 형성하는 구조가 된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 침전지 내부에 N개의 서로 다른 초음파 송신 유닛의 위치를 설정하는 단계; 상기 초음파 송신 유닛의 각각에서 순차적으로 초음파를 송신하는 단계; 송신된 초음파가 수신되지 않는 위치를 결정하는 단계; 및 초음파가 수신되는 위치와 수신되지 않는 위치를 결정하여 슬러지의 계면을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 슬러지 계면 측정 장치는 정수장 침전지에 설치되어 침전지의 내부에 축적되는 슬러지 계면의 자동 측정이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 슬러지 제거 시기의 결정 방법은 슬러지 제거를 위한 장치에 적용되어 작동 시기 및 작동 완료 시점이 작동 계측에 의하여 결정되도록 하는 것에 의하여 침전지의 슬러지 제거 공정의 자동화가 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지 계면 측정 장치의 구조에 대한 실시 예를 블록다이어그램으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 슬러지 계면 측정 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 슬러지 계면 측정 장치의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 슬러지 계면 장치에 적용되는 초음파 측정 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 정수장 침전지의 슬러지 제거 시기의 결정 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 슬러지 계면 측정 장치의 구조에 대한 실시 예를 블록다이어그램으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치는 침전지 내부의 서로 다른 위치에서 초음파를 전송하는 다수 개의 초음파 송신 유닛(13); 미리 결정된 높이에 설치되어 다수 개의 초음파 송신 유닛(13)으로부터 전송된 초음파의 수신 여부를 결정하는 다수 개의 초음파 수신 유닛(14); 및 다수 개의 초음파 수신 유닛(14)의 각각에서 초음파의 수신 여부에 따라 슬러지의 높이를 산출하는 높이 산출 유닛(11)을 포함한다.
본 발명에 따른 슬러지 계면 측정 장치는 액체 내부에 인위적 또는 자연적으로 형성되는 고체 형태의 여과 층 또는 침전 층과 같은 이물질 층의 높이 측정에 적용될 수 있다. 이물질 층은 물과 같은 액체 내부에서 높이를 가지는 층을 형성하면서 액체와 계면을 형성하게 된다. 이물질은 유동성을 가질 수 있고, 이물질의 유동에 의하여 계면이 변하게 된다. 이와 같이 이물질 층에 의하여 형성되는 계면은 정지 계면이 되거나 이동 계면이 될 수 있고, 슬러지 계면 측정 장치는 정지 계면 또는 이동 계면의 측정에 적용될 수 있다.
정수장의 침전지의 서로 다른 높이에 다수 개의 초음파 송신 유닛(13)이 배치될 수 있고, 각각의 초음파 송신 유닛(13)의 침전지 내부에서 배치 위치는 높이 탐지 유닛(12)에 의하여 탐지될 수 있다. 높이 탐지 유닛(12)은 예를 들어 각각의 초음파 송신 유닛(13) 또는 초음파 수신 유닛(14)이 높이 측정 부재에 설치된 위치를 탐지하는 수단이 될 수 있다. 예를 들어 초음파 송신 유닛(13) 또는 초음파 수신 유닛(14)의 설치된 위치의 접촉 압력이 측정되는 방법으로 초음파 송신 유닛(13) 또는 초음파 수신 유닛(14)의 침전지 내부에서 설치 높이가 확인될 수 있다. 대안으로 선형으로 연장되는 측정 부재의 미리 결정된 위치에 초음파 송신 유닛(13) 또는 초음파 수신 유닛(14)이 설치되고, 측정 부재의 침전지 내부에서 깊이가 측정될 수 있다. 초음파 송신 유닛(13) 또는 초음파 수신 유닛(14)의 높이 측정은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따르면, 서로 다른 높이에 배치된 각각의 초음파 송신 유닛(13)에서 아래쪽으로부터 차례대로 초음파가 전송되고, 각각의 서로 다른 높이에 배치된 다수 개의 초음파 수신 유닛(14)에서 송신된 초음파의 수신 여부가 확인될 수 있다, 침전지에 슬러지가 축적된 상태에서 슬러지로 송신된 초음파는 초음파 수신 유닛(14)에 의하여 수신되지 않는다. 이에 비하여 슬러지의 위쪽 부분으로 송신된 초음파는 슬러지의 위쪽에 배치된 초음파 수신 유닛(14)에 의하여 수신될 수 있다. 각각의 초음파 수신 유닛(14)은 각각의 초음파 송신 유닛(13)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 대응되는 위치는 예를 들어 서로 마주보도록 동일한 높이가 되는 위치가 되거나, 각각의 초음파 송신 유닛(13)과 각각의 초음파 수신 유닛(14)이 서로 인접하도록 위치하는 것을 의미한다.
각각의 초음파 송신 유닛(13)에서 초음파가 송신되면, 대응되는 위치에 배치된 각각의 초음파 수신 유닛(14)에서 초음파의 수신 여부가 확인되어 높이 산출 유닛(11)으로 전송될 수 있다. 높이 산출 유닛(11)은 서로 다른 높이에서 수신된 초음파에 기초하여 슬러지 계면의 높이를 산출할 수 있다. 그리고 산출된 높이에 기초하여 슬러지가 제거되어야 하는 시기가 되었는지 여부를 결정할 수 있다. 초음파 송신 유닛(13)은 주기적으로 초음파를 송신할 수 있고, 초음파 수신 유닛(14)에서 초음파가 수신되는 높이에 따라 슬러지 계면의 높이를 산출할 수 있다. 그리고 지속적으로 또는 미리 결정된 시기에 초음파를 송신하고 수신하는 것에 의하여 슬러지 계면의 높이가 차례대로 결정될 수 있고, 이와 같은 과정을 통하여 침전지에서 슬러지 제거 시기가 결정될 수 있다. 높이 산출 유닛(11)은 초음파 신호 처리 유닛을 포함할 수 있고, 제어 유닛에 포함될 수 있다.
초음파 송신 유닛(13) 또는 초음파 수신 유닛(14)은 선형의 측정 부재의 서로 다른 높이에 배치될 수 있고, 측정 부재는 다양한 구조로 만들어질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 슬러지 계면 측정 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 초음파 송신 유닛과 초음파 수신 유닛은 서로 다른 측정 부재(21a, 21b)의 서로 다른 높이에 배치되는 다수 개의 초음파 송신 소자(231 내지 23N)와 초음파 수신 소자(241 내지 24N)로 이루어질 수 있다.
초음파 송신 유닛과 초음파 수신 유닛은 각각 서로 연결된 다수 개의 초음파 송신 소자(231 내지 23N) 및 초음파 수신 소자(241 내지 24N)로 이루어질 수 있고, 각각의 초음파 송신 소자(231 내지 23N) 및 초음파 수신 소자(241 내지 24N)는 서로 다른 높이에 배치될 수 있다. 그리고 각각의 초음파 송신 소자(231 내지 23N)와 초음파 수신 소자(241 내지 24N)는 서로 다른 측정 부재(21a, 21b)의 서로 다른 높이에 배치될 수 있다.
초음파 송신 유닛(231 내지 23N) 및 초음파 수신 유닛(241 내지 23N)은 침전지의 서로 다른 높이에 배치될 수 있고, 이를 위하여 초음파 송신 유닛(231 내지 23N) 및 초음파 수신 유닛(241 내지 23N)은 각각 동일하거나 서로 다른 구조를 가지는 측정 부재(21a, 21b)의 서로 다른 높이에 배치될 수 있다.
각각의 측정 부재(21a, 21b)는 침전지의 바닥면으로부터 수면의 위쪽으로 노출될 수 있을 정도의 길이를 가진 선형 구조가 될 수 있고, 초음파의 송신 및 수신이 가능하도록 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 그리고 초음파 송신 소자(231 내지 23N) 및 초음파 수신 소자(241 내지 24N)가 측정 부재(21a, 21b)의 아래쪽으로부터 위쪽으로 미리 결정된 높이에 배치될 수 있다. 침전지 수위(WL)의 아래쪽에 슬러지 계면(SL)이 형성될 수 있고, 침전지 수위(WL) 또는 슬러지 계면(SL)은 변할 수 있다. 측정 부재(21a, 21b)의 아래쪽 끝은 침전지 바닥(SB)에 위치하도록 배치될 수 있고, 각각의 초음파 송신 소자(231 내지 23N) 및 초음파 수신 소자(241 내지 24N)는 각각의 측정 부재(21a, 21b)의 아래쪽 끝으로부터 위쪽으로 1 내지 N 높이(LV1 내지 LVN)에 배치될 수 있고, 슬러지 계면(SL)은 1 내지 N 높이(LV1 내지 LVN) 사이에 위치할 수 있다. 각각의 초음파 송신 소자(231 내지 23N) 및 초음파 수신 소자(241 내지 24N)는 동일하거나 또는 유사한 높이에 배치될 수 있지만 이에 제한되지 않고 초음파의 송신 및 수신이 가능한 다양한 위치에 배치될 수 있다.
측정 부재(21a, 21b)는 속인 빈 튜브 형상이 될 수 있고, 각각의 초음파 송신 소자(231 내지 23N) 및 초음파 수신 소자(241 내지 24N)는 측정 부재(21a, 21b)의 내부에 배치된 신호 케이블 또는 전력 케이블과 같은 케이블(CA)에 의하여 신호 처리 유닛(22)과 전기적으로 연결될 수 있다. 신호 처리 유닛(22)은 각각의 초음파 송신 소자(231 내지 23N) 또는 초음파 수신 소자(241 내지 24N)에서 신호의 송신 또는 수신을 제어하고, 신호의 수신 감도를 확인할 수 있다. 그리고 신호 처리 유닛(22)에서 처리된 신호는 높이 산출 유닛(11)으로 전송될 수 있고, 높이 산출 유닛(11)은 초음파 수신 소자(241 내지 24N)에서 신호의 수신 여부에 따라 슬러지 계면(SL)의 높이를 산출할 수 있다.
초음파 송신 소자(231 내지 23N) 또는 초음파 수신 소자(241 내지 24N)는 다양한 높이에 배치될 수 있고, 초음파 송신 소자(231 내지 23N)와 초음파 수신 소자(241 내지 24N)는 서로 다른 높이로 서로 다른 개수로 측정 부재(21a, 21b)에 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 슬러지 계면 측정 장치의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 초음파 송신 유닛 및 다수 개의 초음파 수신 유닛은 초음파의 송신이 가능한 초음파 송신 소자(331a) 및 초음파 송신 소자(331a)에서 송신된 초음파를 수신하는 초음파 수신 소자(331b)가 하나의 초음파 탐지 유닛(331 내지 33M)을 형성하는 구조를 가질 수 있다.
침전지의 내부에 배치되는 높이 측정 부재(31)는 위에서 설명된 측정 부재와 동일 또는 유사한 구조로 만들어질 수 있고, 예를 들어 높이 측정 부재(31)는 전체적으로 속이 튜브 형상이 될 수 있고, 아래쪽 부분의 서로 다른 높이에 다수 개의 초음파 탐지 유닛(331 내지 33M)이 배치될 수 있는 구조로 만들어질 수 있다. 구체적으로 각각의 초음파 탐지 유닛(331 내지 33M)은 1 높이(H1), 2 높이(H2), 3 높이(H3) 및 4 높이(H4)에 각각 배치될 수 있다. 1 내지 4 높이(H1 내지 H4)의 높이는 미리 결정될 수 있고, 각각의 초음파 탐지 유닛(331 내지 33M)의 초음파 전송 방향은 미리 설정될 수 있다. 초음파 탐지 유닛(331 내지 33M)의 수는 제한되지 않으며 초음파 탐지 유닛(331 내지 33M)의 설치 높이는 슬러지 계면의 최저 높이 또는 한계 높이에 의하여 적절하게 결정될 수 있다. 각각의 초음파 탐지 유닛(331 내지 33M)은 높이 측정 부재(31)의 내부를 통하여 외부로 연장되는 케이블(CA)에 의하여 신호 처리 유닛과 연결될 수 있다.
침전지의 슬러지는 유동성을 가질 수 있고, 슬러지 계면이 위치하는 부분은 슬러지가 유동될 수 있고, 아래쪽은 슬러지가 축적될 수 있다. 이와 같은 특성에 따라 높이 측정 부재(31)의 아래쪽 부분은 슬러지의 침전 또는 유동이 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 초음파 송신 소자(331a)와 초음파 수신 소자(331b)는 서로 인접하도록 배치될 수 있다.
도 3의 (나)를 참조하면, 높이 측정 부재(31)의 아래쪽 부분은 속인 빈 튜브 구조로 슬러지의 유동 또는 침전이 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 슬러지는 다양한 방향으로 유입되어 침전되거나 또는 유동될 수 있다. 만약 초음파 탐지 유닛(331)이 슬러지가 축적된 위치에 배치되면 슬러지 유입 방향(F)을 통하여 슬러지가 높이 측정 부재(31)의 내부에 형성된 슬러지 경로에 유입될 수 있다. 높이 측정 부재(31)는 설치 면(341) 및 반사 면(342)으로 이루어질 수 있고, 설치 면(341)의 서로 인접하는 위치에 초음파 송신 소자(331a) 및 초음파 수신 소자(331b)가 배치될 수 있다. 그리고 초음파 송신 소자(331a)에서 송신된 초음파는 설치 면(341)이 마주보는 반사 면(342)으로 송신될 수 있고, 설치 면(341)과 반사 면(342) 사이에 슬러지 또는 물이 유동될 수 있다. 송신 초음파(TU)는 설치 면(341)과 반사 면(342) 사이에 존재하는 매체에 따라 수신 초음파(RU)가 되거나 분산되어 초음파 수신 유닛(331b)에 수신되지 않을 수 있다. 이와 같이 초음파 송신 유닛(331a)과 초음파 수신 유닛(331b)이 하나의 초음파 탐지 유닛(331 내지 33M)을 형성하는 구조에서 하나의 높이 측정 부재(31)가 침전지의 내부에 배치되거나, 서로 다른 위치에 배치되는 높이 측정 부재(31)가 독립적으로 작동될 수 있다.
초음파 송신 유닛(331a) 또는 초음파 수신 유닛(331b)은 다양한 방법으로 배치될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 슬러지 계면 장치에 적용되는 초음파 측정 유닛의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 초음파 탐지 유닛은 사각형 단면을 가진 튜브 구조의 초음파 브래킷(34)에 배치될 수 있다. 초음파 브래킷(34)은 높이 측정 부재의 일부를 형성할 수 있고, 초음파 브래킷(34)은 내부에 유동 경로를 형성할 수 있다. 그리고 초음파 브래킷(34)의 설치 면(341)에 배치 플레이트(42)가 배치되고, 배치 플레이트(42)에 서로 인접하여 초음파 송신 소켓(411) 및 초음파 수신 소켓(412)이 배치될 수 있다. 초음파 송신 소켓(411) 및 초음파 수신 소켓(412)에 각각 초음파 송신 소자 및 초음파 수신 소자가 반사 면(342)으로 초음파를 송신 및 수신되도록 배치될 수 있다.
초음파 탐지 유닛은 다양한 구조로 높이 측정 부재에 배치될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 정수장 침전지의 슬러지 제거 시기의 결정 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 정수장 침전지의 슬러지 제거 시기의 결정 방법은 침전지 내부에 N개의 서로 다른 초음파 송신 유닛의 위치를 설정하는 단계(P51); 상기 초음파 송신 유닛의 각각에서 순차적으로 초음파를 송신하는 단계(P52); 송신된 초음파가 수신되지 않는 위치를 결정하는 단계(P53); 및 초음파가 수신되는 위치와 수신되지 않는 위치를 결정하여 슬러지의 계면을 결정하는 단계(P57)를 포함한다.
위에서 설명된 것처럼, 측정 부재와 같은 선형 부재의 서로 다른 높이에 초음파 송신 소자 또는 초음파 수신 소자가 설치될 N개(N은 자연수)의 높이가 설정될 수 있고, N개의 높이는 슬러지 계면을 중심으로 설정될 수 있다(P51). 각각의 초음파 송신 소자로부터 초음파가 송신될 수 있고, 초음파의 송신은 아래쪽으로 순차적으로 이루어질 수 있고(P52), 주기적으로, 임의로 선택된 시각에 이루어질 수 있다. 각각의 초음파 송신 유닛으로부터 송신된 초음파의 수신 여부가 대응되는 높이에 배치된 초음파 수신 유닛에서 수신되는지 여부가 확인될 수 있다(P53). 구체적으로 K번째(K는 N과 같거나 작은 자연수)에서 K번째 초음파 송신 소사에서 송신된 초음파가 수신되는지 여부가 확인될 수 있다(P53). 만약 K번째 초음파 수신 소자에서 초음파가 수신된다면(YES), K-1번째 초음파 송신 소자에서 초음파 소자가 송신되어 K-1번째 초음파 수신 소자에서 초음파가 수신되는지 여부가 확인될 수 있다(P52). 이에 비하여 K번째 초음파가 수신되지 않는다면(NO), K+1번째 및 K-1번째 초음파의 수신 여부가 확인될 수 있다(P54). 그리고 이와 같은 과정이 반복되어 초음파가 수신되는 위치와 수신되지 않는 위치가 결정될 수 있다(P55). 만약 수신되는 위치와 수신되지 않는 위치가 결정되지 않는다면(NO), 다시 순차적으로 초음파의 수신 여부가 확인될 수 있다(P52). 이에 비하여 수신 여부가 결정된다면(YES), 제어 유닛 또는 높이 산출 유닛에 의하여 높이가 결정되어 슬러지 제거 장치로 전송될 수 있다. 그리고 슬러지 제거 장치는 만약 슬러지가 제거 높이로 축적되었다면 작동될 수 있다. 초음파는 슬러지의 양 또는 종류에 따라 전달 형태가 다르게 되고, 이에 따라 수신 감도에 의하여 슬러지 계면의 높이가 산출될 수 있다. 이를 위하여 수신 감도 설정 유닛이 신호 처리 유닛에 배치될 수 있고, 수신 감도가 확인되는 단계(P56)를 포함할 수 있지만 반드시 요구되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 초음파 탐지 유닛에 의한 슬러지 계면 측정은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 슬러지 계면 측정 장치는 정수장 침전지에 설치되어 침전지의 내부에 축적되는 슬러지 계면의 자동 측정이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 슬러지 제거 시기의 결정 방법은 슬러지 제거를 위한 장치에 적용되어 작동 시기 및 작동 완료 시점이 작동 계측에 의하여 결정되도록 하는 것에 의하여 침전지의 슬러지 제거 공정의 자동화가 가능하도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 높이 산출 유닛 12: 높이 탐지 유닛
13: 초음파 송신 유닛 14: 초음파 수신 유닛
21a, 21b: 측정 부재 22: 신호 처리 유닛
31: 높이 측정 부재 34: 초음파 브래킷
42: 배치 플레이트
231 내지 23N: 초음파 송신 소자, 초음파 송신 유닛
241 내지 24N: 초음파 수신 소자, 초음파 수신 유닛
331 내지 33M: 초음파 탐지 유닛
331a: 초음파 송신 소자, 초음파 송신 유닛
331b: 초음파 수신 소자, 초음파 수신 유닛
341: 설치 면 342: 반사 면
411: 초음파 송신 소켓 412: 초음파 수신 소켓
CA: 케이블 F: 슬러지 유입 방향
H1: 1 높이 H2: 2 높이
H3: 3 높이 H4: 4 높이
LV1 내지 LVN: 1 내지 N 높이
RU: 수신 초음파 SB: 침전지 바닥
SL: 슬러지 계면 TU: 송신 초음파
WL: 침전지 수위

Claims (2)

  1. 침전지 내부의 서로 다른 위치에서 초음파를 전송하는 다수 개의 초음파 송신 유닛(13);
    미리 결정된 높이에 설치되어 다수 개의 초음파 송신 유닛(13)으로부터 전송된 초음파의 수신 여부를 결정하는 다수 개의 초음파 수신 유닛(14); 및
    다수 개의 초음파 수신 유닛(14)의 각각에서 초음파의 수신 여부에 따라 슬러지의 높이를 산출하는 높이 산출 유닛(11)을 포함하고,
    초음파 송신 유닛(13)과 초음파 수신 유닛(14)은 서로 다른 측정 부재(21a, 21b)의 서로 다른 높이에 배치되는 다수 개의 초음파 송신 소자(231 내지 23N)와 초음파 수신 소자(241 내지 24N)로 이루어지고,
    각각의 초음파 송신 유닛으로부터 송신된 초음파의 수신 여부가, 대응되는 높이에 배치된 초음파 수신 유닛에서 수신되는지의 여부에 따라 슬러지 계면의 높이가 산출되고,
    상기 측정 부재(21a, 21b)의 침전지 내부에서의 설치 높이를 탐지하는 높이 탐지 유닛(12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정수장 침전지의 슬러지 계면 측정 장치.
  2. 침전지 내부에 N개의 서로 다른 초음파 송신 유닛의 위치를 설정하는 단계;
    상기 초음파 송신 유닛의 각각에서 순차적으로 초음파를 송신하는 단계;
    상기 초음파 송신 유닛이 배치된 측정 부재와 다른 측정 부재에 배치되고 각각의 초음파 송신 유닛에 대응되는 높이에 배치된 초음파 수신 유닛에서 초음파가 수신되는지의 여부에 따라 송신된 초음파가 수신되지 않는 위치를 결정하는 단계; 및
    초음파가 수신되는 위치와 수신되지 않는 위치를 결정하여 슬러지의 계면을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 N개의 서로 다른 초음파 송신 유닛의 위치의 설정은, 상기 초음파 송신 유닛이 배치된 측정 부재의 침전지 내부에서의 설치 높이의 설정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정수장 침전지의 슬러지 제거 시점의 결정 방법.
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