KR20180128605A - 오존 측정용 셀 - Google Patents

오존 측정용 셀 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오존 측정용 셀에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저가이면서 제조가 간편하고 기존의 오존 측정용 셀과 동일한 성능을 발휘하는 오존 측정용 셀에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 오존 시료 또는 오존 수의 오존 농도에 따라 저농도 및 고농도 오존 측정용 셀을 사용할 수 있다.
이러한 구성의 본 발명의 오존 측정용 셀은 원통형상의 저농도 오존 측정용 셀로 이루어진다. 또한, 본 발명의 오존 측정용 셀은 고농도 오존을 측정하기 위해 유체의 흐름공간을 작게 하기 위하여 원통형상의 외부셀 내부에 원기둥 형상의 내부셀이 삽입되어 고정되도록 구성된다.

Description

오존 측정용 셀{CELL MEASURING OZONE GAS}
본 발명은 오존 측정용 셀에 관한 것으로, 저가이면서 제조가 간편하고 기존의 오존 측정용 셀과 동일한 성능을 발휘하는 오존 측정용 셀에 관한 것이다.
오존농도를 측정하는 방법으로 화학발광법, 요오드화 칼륨법, 자외선 흡수법 등이 사용되고 있으며, 자동화기기를 이용한 측정 방법으로는 측정 정확도가 높은 자외선 흡수법이 주로 사용되고 있다.
자외선 흡수법이란, 분자가 자외선의 조사를 받으면 고유 스펙트럼선의 흡수가 일어나는 현상을 이용하는 오존농도 측정방법이다. 통상 사용되는 파장범위는 254nm 이다.
도 1은 일반적으로 사용되는 오존농도 측정기의 원리도이다. 도 1을 중심으로 오존농도 측정원리를 설명하면, 1) Zero Gas의 UV흡수량을 검출한다. 즉, 3Way Valve에서 Zero Gas를 선택하면 Zero Gas가 Cell에 도달하고 Zero Gas를 통과한 UV 광량을 UV검출 Sensor에서 검출한다. 이때 Gas의 흐름은 Zero Gas → 3Way Valve → Cell → Flow Meter에서 유량 조절 → 흡입펌프 → Zero Gas배출이다. 다음으로, 2) Sample Gas의 UV흡수량을 검출한다. 즉, 3Way Valve에서 Sample Gas를 선택하면 Sample Gas가 Cell에 도달하고 Sample Gas를 통과한 UV 광량을 UV검출 Sensor에서 검출한다. 이때 Gas의 흐름은 Sample Gas → 3Way Valve → Cell → Flow Meter에서 유량 조절 → 흡입펌프 → Sample Gas배출이다. 마지막으로, 3) Zero Gas와 Sample Gas의 UV흡수량 차이를 근거로 오존농도 연산한다. 즉, 자외선 254nm는 오존가스에 흡수되어 통과하지 못하는 특성을 이용한 것으로 Sample Gas의 투과량보다 Zero Gas의 빛 투과량이 많다.
도 2는 자외선 흡수법을 이용한 오존 측정 장치에 대한 개략도이다.
오존 측정 장치는 자외선 챔버(10)와 시료챔버(20)로 이루어진다.
자외선 챔버(10)는 내부에 자외선램프(11)가 수용된다. 시료챔버(20)는 상기 자외선챔버(10)에 결합되고, 내부에 오존 측정용 셀(21)이 수용된다. 상기 오존 측정용 셀(21)은 내부에 시료(오존가스)가 유통된다. 이때, 상기 자외선램프(11)에서 발광되는 자외선이 오존 측정용 셀(21)을 투과하여 센서(22)에 도달하게 되고, 상기 센서(22)는 자외선 투과량에 따라 오존 농도를 측정하게 된다.
도 3에서 보는 바와 같이, 기존의 오존 측정용 셀은 양측이 원통형으로 형성되지만, 자외선이 투과되는 부분은 판 형상으로 형성된다. 판 형상의 내부공간이 좁은 것(약 0.5mm이내)은 고농도 오존측정용으로 사용되고, 판형상의 내부공간이 큰 것은 저농도 오존측정용으로 사용한다. 즉, 저농도의 오존은 UV 흡수량이 작기 때문에 내부공간이 커야 하고, 고농도 오존은 UV 흡수량이 너무 많아 포화되기 때문에 내부공간이 작아야 한다. 또한, 이러한 형상의 오존 측정 셀은 중간부분에 판 형상을 형성하기 위해 고도의 제조 기술을 가지고 있어야 하기 때문에 오존 측정용 셀 비용이 고가라는 단점이 있다.
따라서, 최근에는 저가이면서 제조가 간편한 새로운 오존 측정용 셀이 요구되고 있다.
한국등록특허공보 제10-1487226호("대기중 오존 측정을 위한 표준 교정 방법 및 표준 교정 장치", 등록일 2015.01.22.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 기존 오존 측정용 셀에 비해 저가이면서 제조가 간편한 오존 측정용 셀을 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 저농도, 고농도에 따라 오존 측정용 셀을 구분하여 사용하여, 오존 측정에 정확도를 높일 수 있는 오존 측정용 셀을 제공함에 있다.
본 발명은 오존 측정용 셀에 관한 것으로, 내부에 시료가 유통되는 유통로가 구비되는 원통형상 또는 다각 기둥형상으로 이루어진다.
또한, 본 발명은 오존 측정용 셀에 관한 것으로, 외부셀 및 상기 외부셀의 내부에 삽입되어 고정되는 내부셀로 구성된다.
또한, 상기 오존 측정용 셀은 상기 외부셀과 내부셀이 이격되어, 시료가 유통되는 유통로가 형성된다.
또한, 상기 오존 측정용 셀은 양끝단에 상기 유통로로 시료가 유입 및 배출되는 유통구가 적어도 하나 이상 형성된다.
또한, 상기 외부셀은 원통 형상으로 형성되며, 상기 내부셀은 원형의 막대 형상으로 형성되고, 양 끝단의 외경이 상기 외부셀의 내경과 대응되도록 형성된다.
또한, 상기 오존 측정용 셀은 상기 내부셀의 양 끝단이 상기 외부셀의 내경과 적어도 한 점 이상 접합되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 기존 오존 측정용 셀에 비해 제조가 간편하여 제조원가를 절약 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 저농도, 고농도에 따라 오존 측정용 셀을 구분하여 사용함으로써, 오존 측정에 정확도를 높일 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적으로 사용되는 오존 측정기의 원리도이다.
도 2는 일반적인 오존 측정 장치에 대한 개략도이다.
도 3은 종래의 오존 측정용 셀에 대한 도면이다.
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오존 측정용 셀에 대한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오존 측정용 셀에 대한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고농도 오존 측정용 셀에 대한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오존 측정용 셀의 내부셀에 열과 힘을 가하는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 오존 측정용 셀의 내부셀의 양측이 변형된 오존 측정용 셀의 내부셀 모습을 나타낸 도면이다.
도 10 및 11은 본 발명의 또 다른 실시예 따른 오존 측정용 셀의 다른 실시예의 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2에서 보는 바와 같이, 일반적으로 오존 측정 장치는 자외선 챔버(10)와 시료챔버(20)로 이루어진다.
자외선 챔버(10)는 내부에 자외선램프(11)가 수용된다.
시료챔버(20)는 상기 자외선챔버(10)의 일측면에 결합되고, 내부에 오존 측정용 셀(21)이 수용된다. 상기 오존 측정용 셀(21)은 내부에 측정 시료가 유통된다.
또한, 상기 자외선램프(11)에서 발광되는 자외선(UV) 광이 오존 측정용 셀(21)을 투과하여 센서(22)에 도달하게 되면, 상기 센서(22)는 자외선 투과량에 따라 오존 농도를 측정하게 된다.
본 발명은 오존 측정용 셀(21)을 저가이면서 제조가 간단하고, 종래의 오존 측정용 셀과 동일한 성능을 발휘할 수 있는 오존 측정용 셀에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 오존 측정용 셀에 대하여 설명한다.
[실시예 1]
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저농도 오존 측정용 셀에 대한 도면이다. 본 발명의 저농도 오존 측정용 셀은 저농도의 오존이 UV 흡수량이 작기 때문에, 내부에 시료가 유통되는 공간이 넓게 형성되어야 한다. 이때, 상기 시료는 오존 시료 일수도 있고, 오존 수(water) 일수도 있다. 즉, 본 발명은 오존 시료나 오존 수의 오존 농도를 측정할 수 있는 오존 측정용 셀이다.
이러한, 본 발명의 저농도 오존 측정용 셀은 내부에 시료가 유통되는 유통로가 구비되는 원통형상 또는 다각 기둥형상으로 이루어진다.
즉, 도4에서 보는 바와 같이, 본 발명의 저농도 오존 측정용 셀은 원통형상으로 이루어지기도 하고, 도5에서 보는 바와 같이, 다각 기둥형상으로 이루어지기도 한다. 또한, 상기 저농도 오존 측정용 셀은 내부에 시료가 유통되는 유통로(210)가 형성되기도 한다.
[실시예 2]
도 5, 10 및 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 고농도 오존 측정용 셀에 도면이다.
도 5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 오존 측정용 셀은 외부셀(100) 및 상기 외부셀(100)의 내부에 삽입되어 고정되는 내부셀(200)로 이루어진다.
또한, 본 발명의 오존 측정용 셀은 UV 광이 투과될 수 있도록 Quartz 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 오존 측정용 셀은 상기 외부셀(100)과 내부셀(200)이 서로 이격되어 형성되며, 이격된 공간에 시료가 유통되는 유통로(210)가 형성된다. 이때, 상기 외부셀(110)과 내부셀(200)의 간격은 일정하게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 외부셀(100)은 원통 형상으로 형성되며, 상기 내부셀(200)은 외부셀(100)의 내부에 삽입되어 고정되는 원형의 막대형상으로 형성된다. 즉, 상기 내부셀(200)은 내부가 채워진 원기둥 형상으로 형성된다. 그러나, 상기 외부셀(100)과 내부셀(200)은 원기둥 형상으로 한정하지 않고, 다각형 기둥 형상과 같은 다양한 형상으로 이루어질 수도 있다.
즉, 도 10에서 보는 바와 같이, 원형 기둥 형상의 내부셀(200)이 다각 기둥 형상의 외부셀(100) 내부에 삽입되어 형성되기도 한다. 또한, 도 11에서 보는 바와 같이, 다각 기둥 형상의 내부셀(200)이 원통 형상의 외부셀(100) 내부에 삽입되어 형성되기도 한다.
상기 내부셀(200)은 양 끝단의 외경(d2)이 상기 외부셀(100)의 내경과 대응되도록 형성되는 것이 중요하다. 그 이유는 상기 내부셀(200)은 외부셀(100) 내부로 삽입되어 끼움 결합되기 때문이다.
또 다른 실시예로는 상기 내부셀(200)의 양끝단이 상기 외부셀(100)의 내경과 적어도 한 점 이상 접합되기도 한다. 즉, 상기 내부셀(200)의 양끝단은 상기 외부셀(100)의 내경과 일부분만 접합되어 고정하는 역할을 한다.
또한, 상기 내부셀(200)은 양끝단에 상기 유통로(210)로 시료가 유입 및 배출되는 유통구(220)가 형성된다. 더욱 상세하게 설명하면, 상기 유통구(220)는 내부셀(200)의 양끝단에 형성되는데, 시료가 유통될 수 있는 틈 또는 구멍이면 된다. 또한, 상기 유통구(220)는 도 7에서 보는 것과 같이 4개이기도 하지만, 이에 한정하지 않으며, 적어도 1개 이상 구비되는 것이 바람직하다.
이러한, 본 발명의 오존 측정용 셀은 시료가 일측의 유통구(220)로 유입되어 유통로(210)를 유통하여 타측의 유통구(220)로 배출된다. 이 과정에서 자외선 램프에서 발광되는 자외선 광이 오존 측정용 셀을 투과하여 센서에 도달하게 된다. 이때, 센서는 자외선 투과량에 따라 시료의 오존 농도를 측정하게 된다. 자외선 투과량을 통해 시료의 오존 농도를 측정하는 계산식 등은 공지된 여러 기술들이 있기 때문에 생략한다.
도 8 및 도 9을 참조하여, 내부셀의 제조 과정에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 내부셀을 양측에서 열과 힘을 가하는 과정을 나타내는 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부셀의 양측이 열과 힘을 받아 변형된 모습을 나타낸 도면이다.
도 8에서 보는 바와 같이, 쿼츠 소재의 원형 막대 형상의 내부셀(200)을 높은 온도로 가열해주면, 연성이 높아지게 된다. 이때, 상기 내부셀(200)의 양끝단에 길이방향으로 힘을 가해주면, 도9에서 보는 바와 같이 상기 내부셀(200)의 양끝단이 변현된다. 이때, 상기 내부셀(200)에 가해주는 힘은 각각 균일하게 가해주는 것이 바람직하다.
도 9에서 보는 바와 같이, 상기 내부셀(200)의 양측에 힘을 가해주면, 상기 내부셀(200)의 양측의 직경(d2)이 중간 부분의 직경(d1)보다 늘어나게 된다. 이러한 상기 내부셀(200)의 양끝단의 직경(d2)은 외부셀(100)에 끼움 결합되도록 상기 외부셀(100)의 내경과 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 내부셀(200)은 유통로(210)로 시료가 유입 또는 배출되도록 유통구(220)를 더 형성한다.
10 : 자외선 챔버
11 : 자외선 램프
20 : 시료챔버
21 : 오존 측정용 셀
22 : 센서
100 : 외부셀
200 : 내부셀
210 : 유통로
220 : 유통구

Claims (6)

  1. 오존 측정용 셀에 있어서,
    내부에 시료가 유통되는 유통로가 구비되는 원통형상 또는 다각 기둥형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오존 측정용 셀.
  2. 오존 측정용 셀에 있어서,
    외부셀 및
    상기 외부셀의 내부에 삽입되어 고정되는 내부셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 측정용 셀.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오존 측정용 셀은
    상기 외부셀과 내부셀 사이에 시료가 유통되는 유통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 오존 측정용 셀.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 오존 측정용 셀은
    양끝단에 각각 상기 유통로로 시료가 유입 또는 배출되는 유통구가 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 오존 측정용 셀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내부셀은 원형 또는 다각형상의 막대 형상으로 형성되고, 양 끝단의 외경이 상기 외부셀의 내경과 대응되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 오존 측정용 셀.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내부셀은 양 끝단이 상기 외부셀의 내경과 적어도 한 점 이상을 접착되는 것을 특징으로 하는 오존 측정용 셀.
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