KR20190086270A - 오염된 물시료 자동 채수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오염된 물시료 자동 채수장치에 관한 것으로서, 바이알에 휘발성 유기화합물로 오염된 시료수를 채수하는 자동 채수장치에 있어서, 하천이나 강의 소정의 위치에서 물의 오염을 측정하는 오염감지센서;와 상기 오염감지센서의 신호를 받아 오염여부가 확인되면 자동채수장치로 물시료 체취를 명령하는 통제제어부;와 상기 통제제어부의 명령을 받아 물시료를 채수하는 자동채수장치;로 구성되며
상기 자동채수부는 오염된 시료수를 펌핑하여 공급하는 채수펌프;와 상기 채수펌프로부터 공급되는 시료수를 담는 바이알;과 상기 바이알의 상부를 밀폐되게 결합되는 캡;과 상기 캡에 관통되게 설치되며 채수펌프에서 공급되는 오염된 시료수를 상기 바이알 내로 공급하는 공급니들;과 상기 캡에 관통되게 설치되며 바이알 내부로 공급되는 시료수가 채워지는 만큼 바이알 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기니들;과 공급니들과 배기니들이 관통된 상태로 고정되게 구비되는 니들 고정블럭; 및 니들 고정블럭에 연결되어 니들 고정블럭을 이동시키는 액츄에이터;를 포함하는 오염된 물시료 자동 채수장치를 제공한다.

Description

오염된 물시료 자동 채수장치{Contaminated water sample autodrawing device}

본 발명은 오염된 물시료 자동 채수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하천이나 강의 소정의 위치에서 오염된 시료수를 자동으로 채수하여 측정할 수 있도록 한 오염된 물시료 자동 채수장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가정이나 산업 현장 그리고 농축산 현장 등에서 발생되는 오수,폐수, 침출수 등에 의한 환경오염문제는 오래전부터 사회적 문제로 대두되어 왔으며, 국가차원에서 체계적인 상수원 보호 및 오염물질 배출업소의 관리 및 규제가 이루어지고 있다. 현재 환경 분야, 특히 수질 분야는 국민들에게 깨끗한 식수 공급과 관련하여 또는 상하수원 등에 대한 수질 환경조사 등을 위하여 상하수원의 여러 지점에서 주기적으로 수질 조사를 위해 시료수를 채수하고, 이와 같이 채수된 시료수를 통해 수질분석을 행하고 있다.

이러한 시료수의 채수는 시료용 바이알을 통해 이루어진다. 종래의 시료용 바이알은, 상단이 개구된 용기와, 용기의 개구를 개방 및 폐쇄하도록 용기에 착탈 가능하게 결합되는 뚜껑으로 구성되며 이와 같은 시료용 바이알은 용기의 내부에 시료를 충전한 후 뚜껑을 닫아 시료를 보관하거나 실험실 등으로 운반하여 분석하게 된다.

하지만, 이와 같은 시료용 바이알에 충전되는 시료가 휘발성 유기화합물로 오염된 시료수인 경우에는 시료수의 채수 과정에서 각별한 주의가 요구된다. 휘발성 유기화합물 성분은 그 특성상 휘발성이 매우 크기 때문에, 외부에 노출될 경우 채수 과정에서 휘발되어 농도가 상당히 낮아지게 될 우려가 있는데, 종래의 시료용 바이알의 경우에는 시료수의 채수 과정에서 뚜 껑이 열려 있으므로 시료수의 농도가 상당히 낮아져 정확한 분석이 어렵게 되는 문제가 있다. 그리고, 이를 감안하여, 바이알의 용기에 뚜껑을 닫아 밀봉한 상태로 시료수의 채수를 진행하면, 용기 내에 시료수가 채워지는 과정에서 시료수가 차는 만큼 용기 내부의 공기 압력이 올라가 일정량 이상의 채수가 불가능하고, 바이알을 실험실에서 분석하고자 뚜껑을 개방시키면 용기 내부의 공기압에 의해 시료수에 포함된 상당량의 휘발성 유기화합물이 순간적으로 빠져나가 정확한 분석이 어렵게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 휘발성 유기화합물로 오염된 시료수를 외부 노출없이 바이알에 자동 채수하여 채울 수 있도록 한 오염된 물시료 자동 채수장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적으로는, 바이알에 휘발성 유기화합물로 오염된 시료수를 채우는 과정에서 바이알 내부에 작용하는 공기압을 배출시켜 줌으로써 바이알에서 캡의 분리시 휘발성 유기화합물 성분이 휘발되는 것을 방지할 수 있도록한 시료수 자동 채수장치를 제공함에 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 휘발성 물질로 오염된 물시료의 자동 채수장치에 있어서

하천이나 강의 소정의 위치에서 물의 오염을 측정하는 오염감지센서;와 상기 오염감지센서의 신호를 받아 오염여부가 확인되면 자동채수장치로 물시료 체취를 명령하는 통제제어부;와 상기 통제제어부의 명령을 받아 물시료를 채수하는 자동채수장치;로 이루어진다.

또한 상기 자동채수장치는 항온항습을 유지하는 챔버를 구비한 하우징;과 상기 통제제어부와 통신하는 송수신부;와 상기 송수신부로부터 신호를 받아 물시료를 자동채수 하도록 제어하는 마이콤;과 상기 챔버의 내부에 배치되며 상기 마이콤의 명령을 받아 물시료를 자동으로 채수하는 물시료 자동채수부;를 포함한다.

또한 상기 자동채수부는 오염된 시료수를 펌핑하여 공급하는 채수펌프;와 상기 채수펌프로부터 공급되는 시료수를 담는 바이알;과 상기 바이알의 상부를 밀폐되게 결합되는 캡;과 상기 캡에 관통되게 설치되며 채수펌프에서 공급되는 오염된 시료수를 상기 바이알 내로 공급하는 공급니들;과 상기 캡에 관통되게 설치되며 바이알 내부로 공급되는 시료수가 채워지는 만큼 바이알 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기니들;과 공급니들과 배기니들이 관통된 상태로 고정되게 구비되는 니들 고정블럭; 및 니들 고정블럭에 연결되어 니들 고정블럭을 이동시키는 액츄에이터;를 포함한다.

또한 상기 캡 내부에는 공급니들과 배기니들이 관통되게 구비되는 한편 시료수에 포함된 휘발성 유기화합물의 휘발을 방지하는 격막부재가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 액츄에이터는, 실린더 본체에 출입가능하게 구비되는 피스톤 로드; 및 상기 피스톤 로드에 그 일단부가 고정되고 타단부는 상기 니들 고정블럭에 고정되어 피스톤 로드와 니들 고정블럭을 연동시키는 연결프레임;을 포함한다.

또한 상기 챔버의 내부에 구비되며 상기 바이알을 복수개 끼워넣도록 삽입구가 마련된 바이알 고정부;가 구비되고 상기 공급니들과 상기 배기니들은 상기 니들고정블럭의 상하 이동시에 함께 이동하며 상기 공급니들의 하단부와 상기 배기니들의 하단부는 일정높이가 차이나도록 배치되되 상기 배기니들의 하단부가 상기 공급니들의 하단부보다 5~10mm 높게 배치된다.

또한 상기 바이알 고정부는 회전원판이며 상기 회전원판을 동일한 각도로 분할한 위치에 상기 바이알 삽입구가 마련되고 상기 실린더 본체는 상기 회전원판의 측면에 배치됨에 따라 상기 니들고정블럭이 상하로 움직이고 상기 회전원판은 회전하여 모든 바이알의 캡과 상기 니들고정블럭의 상대위치가 동일하도록 제어되어 상기 니들고정블럭이 상하이동시에 고정된 공급니들과 배기니들이 상기 회전원판에 삽입된 모든바이알에 삽입되거나 빠질 수 있도록 배치된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 회전원판에는 상기 회전원판을 일정각도로 회전시키는 구동모터;와 상기 회전원판은 회전각도를 측정하는 각도측정센서;가 구비되며 상기 회전원판에 끼워진 각각의 바이알은 서로 다른 아이디가 부여되는 한편 상기 마이콤의 명령에 따라 채수시점과 채수된 바이알의 아이디가 저장되는 메모리부;가 구비되어 채수시점에 따른 물시료를 각각 관리할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 바이알은 투명관으로 이루어지고 상기 연결프레임에는 상기 바이알의 채수되는 오염수의 수면을 측정하는 수면센서가 부착되어 상기 수면의 높이를 연속적으로 측정한 값을 상기 마이콤에게 전달하고 상기 마이콤은 상기 수면의 높이의 상승값을 연산하여 상기 피스톤 로드의 상승을 제어한다.

또한 상기 수면센서는 광센서로 형성되며 발광부와 수광부로 나뉘어져 발광부에서 발광된 빛이 수면에서 반사되면 반사된 빛을 수광하여 수면의 높이를 측정한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 휘발성 유기화합물로 오염된 시료수를 외부 노출없이 바이알에 자동 채수하여 채울 수 있고, 이 과정에서 바이알 내부에 작용하는 공기압을 외부로 배출시켜 줌으로써 바이알에서 캡의 분리시 채수된 시료수의 휘발성 유기화합물 성분이 대기 중으로 휘발되는 것을 방지할 수 있고, 이로 인해 시료수를 정확히 분석할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 따른 자동채수장치에 의한 채수과정을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 자동채수 중인 자동채수장치의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 자동채수 완료 상태인 자동채수장치의 구성을 것이다.
도 4는 본 발명의 수면센서 동작상태 및 바이알고정부를 상세히 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 자동 채수 장치에 구성되는 바이알의 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 바이알의 바람직한 사용예를 도시한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

첨부된 도 1은 본 발명의 따른 자동채수장치에 의한 채수과정을 도시한 것이다.

도1을 참조하면 본 발명에 따른 휘발성 물질로 오염된 물시료 자동 채수장치(10)는 도면에 도시된 바와 같이, 하천이나 강의 소정의 위치에서 물의 오염을 측정하는 다수개의 오염감지센서(300);와 상기 오염감지센서(300)의 신호를 받아 오염여부가 확인되면 자동채수장치(10)로 물시료 체취를 명령하는 통제제어부(310);와 상기 통제제어부의 명령을 받아 물시료를 채수하는 자동채수장치(10);로 이루어진다.

첨부된 도 2는 본 발명의 자동채수 중인 자동채수장치의 구성을 도시한 것이다.

도2를 참조하면 상기 자동채수장치(10)는 항온항습을 유지하는 챔버를 구비한 하우징(230);과 상기 통제제어부와 통신하는 송수신부(240);와 상기 송수신부로부터 신호를 받아 물시료를 자동채수 하도록 제어하는 마이콤(250);과 상기 챔버(260)의 내부에 배치되며 상기 마이콤(250)의 명령을 받아 물시료를 자동으로 채수하는 물시료 자동채수부(100);를 포함하여 이루어진다.

또한 상기 자동채수부(10)는 오염된 시료수를 펌핑하여 공급하는 채수펌프(110);와 상기 채수펌프로부터 공급되는 시료수를 담는 바이알(140);과 상기 바이알의 상부를 밀폐되게 결합되는 캡(150);과 상기 캡에 관통되게 설치되며 채수펌프에서 공급되는 오염된 시료수를 상기 바이알 내로 공급하는 공급니들(171);과 상기 캡에 관통되게 설치되며 바이알 내부로 공급되는 시료수가 채워지는 만큼 바이알 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기니들(172);과 공급니들과 배기니들이 관통된 상태로 고정되게 구비되는 니들 고정블럭(170); 및 니들 고정블럭에 연결되어 니들 고정블럭을 이동시키는 액츄에이터(180);를 포함한다.

또한 상기 액츄에이터(180)는, 실린더 본체에 출입가능하게 구비되는 피스톤 로드(182); 및 상기 피스톤 로드에 그 일단부가 고정되고 타단부는 상기 니들 고정블럭(170)에 고정되어 피스톤 로드와 니들 고정블럭을 연동시키는 연결프레임(183);을 포함한다.

첨부된 도 3은 본 발명의 자동채수 완료 상태인 자동채수장치의 구성을 것이다.

도3을 참조하면 상기 챔버(260)의 내부에 구비되며 상기 바이알(140)을 복수개 끼워넣도록 삽입구(201)가 마련된 바이알 고정부(200);가 구비되고 상기 공급니들(171)과 상기 배기니들(172)은 상기 니들고정블럭(170)의 상하 이동시에 함께 이동하며 상기 공급니들(170)의 하단부와 상기 배기니들(172)의 하단부는 일정높이가 차이나도록 배치되되 상기 배기니들의 하단부가 상기 공급니들의 하단부보다 5~10mm 높게 배치된다.

첨부된 도 4는 본 발명의 수면센서 동작상태 및 바이알고정부를 상세히 도시한 것이다.

도4를 참조하면 상기 바이알 고정부(200)는 회전원판이며 상기 회전원판을 동일한 각도로 분할한 위치에 상기 바이알 삽입구(201)가 마련되고 상기 실린더 본체(181)는 상기 회전원판의 측면에 배치됨에 따라 상기 니들고정블럭(170)이 상하로 움직이고 상기 회전원판은 회전하여 모든 바이알(140)의 캡(150)과 상기 니들고정블럭(170)의 상대위치가 동일하도록 제어되어 상기 니들고정블럭(170)이 상하이동시에 고정된 공급니들(171)과 배기니들(172)이 상기 회전원판에 삽입된 모든바이알에 삽입되거나 빠질 수 있도록 배치된다.

이를 더욱 상세하게 설명하면 상기 회전원판(200)에는 상기 회전원판을 일정각도로 회전시키는 구동모터(210);와 상기 회전원판은 회전각도를 측정하는 각도측정센서(220);가 구비되며 상기 회전원판에 끼워진 각각의 바이알(140)은 서로 다른 아이디가 부여되는 한편 상기 마이콤의 명령에 따라 채수시점과 채수된 바이알의 아이디가 저장되는 메모리부(320); 가 구비되어 채수시점에 따른 물시료를 각각 관리할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수면센서(190)는 채수되는 오염수의 수면을 측정하되, 상기 측정한 높이값을 상기 마이콤(250)에게 전달하고 상기 마이콤(250)은 상기 수면의 높이의 상승값을 연산하여 상기 피스톤 로드(182)의 상승을 제어한다.

첨부된 도 5는 본 발명의 자동 채수 장치에 구성되는 바이알의 구성도이다.

도5를 참조하면 상기 바이알(140)은 투명관으로 이루어지고 상기 캡(150) 내부에는 공급니들(171)과 배기니들(172)이 관통되게 구비되는 한편 시료수에 포함된 휘발성 유기화합물의 휘발을 방지하는 격막부재(160)가 구비된다.

첨부된 도 6은 본 발명에 따른 바이알의 바람직한 사용예를 도시한 것이다.

도6을 참조하면 상기 연결프레임(183)에는 상기 바이알의 채수되는 오염수의 수면을 측정하는 수면센서(190)가 부착되어 상기 수면의 높이를 연속적으로 측정한다.

이를 더욱 상세하게 설명하면 상기 수면센서(190)는 광센서로 형성되며 발광부와 수광부로 나뉘어져 발광부에서 발광된 빛이 수면에서 반사되면 반사된 빛을 수광하여 수면의 높이를 측정한다.

또한 상기 바이알(140)의 격막부재(160)에는 공급니들(171)과 배기니들(172)이 관통되게끔 일정 형태의 관통공(161)이 구비되되, 상기 격막부재(160)는 탄력성을 가지는 재질로 구비되어 상기 공급니들(171)과 배기니들(172)이 상기 바이알(140)내부에서 빠져나갈때 상기 관통공이 일정 형태로 복원되어 시료수의 휘발을 방지한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

10 자동 채수장치 100 자동 채수부
110 채수펌프 120 공급라인
121 플러싱(flushing)라인 130 솔레노이드밸브
140 바이알(vial) 150 캡
160 격막부재 161 관통공
170 니들 고정블럭 171 공급니들
172 배기니들 180 액츄에이터
181 실린더 본체 182 피스톤 로드
183 연결프레임 190 수면센서
200 바이알 고정부 201 삽입구
210 구동모터 220 각도측정센서
230 하우징 240 송수신부
250 마이콤 260 챔버
270 지지프레임 300 오염감지센서
310 통제제어부 320 메모리부

Claims (7)

1. 휘발성 물질로 오염된 물시료의 자동 채수장치에 있어서
   하천이나 강의 소정의 위치에서 물의 오염을 측정하는 오염감지센서;와
   상기 오염감지센서의 신호를 받아 오염여부가 확인되면 자동채수장치로 물시료 체취를 명령하는 통제제어부;와
   상기 통제제어부의 명령을 받아 물시료를 채수하는 자동채수장치;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오염된 물시료 자동 채수장치.
2. 제1항에 있어서
   상기 자동채수장치는 항온항습을 유지하는 챔버를 구비한 하우징;과
   상기 통제제어부와 통신하는 송수신부;와
   상기 송수신부로부터 신호를 받아 물시료를 자동채수 하도록 제어하는 마이콤;과
   상기 챔버의 내부에 배치되며 상기 마이콤의 명령을 받아 물시료를 자동으로 채수하는 물시료 자동채수부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오염된 물시료 자동 채수장치.
3. 제2항에 있어서
   상기 자동채수부는
   오염된 시료수를 펌핑하여 공급하는 채수펌프;와
   상기 채수펌프로부터 공급되는 시료수를 담는 바이알;과
   상기 바이알의 상부를 밀폐되게 결합되는 캡;과
   상기 캡에 관통되게 설치되며 채수펌프에서 공급되는 오염된 시료수를 상기 바이알 내로 공급하는 공급니들;과
   상기 캡에 관통되게 설치되며 바이알 내부로 공급되는 시료수가 채워지는 만큼 바이알 내부의 공기를 외부로 배출하는 배기니들;과
   공급니들과 배기니들이 관통된 상태로 고정되게 구비되는 니들 고정블럭; 및
   니들 고정블럭에 연결되어 니들 고정블럭을 이동시키는 액츄에이터;를 포함
   하는 것을 특징으로 하는 오염된 물시료 자동 채수장치.
4. 제3항에 있어서
   상기 캡 내부에는 공급니들과 배기니들이 관통되게 구비되는 한편 시료수에 포함된 휘발성 유기화합물의 휘발을 방지하는 격막부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 오염된 물시료 자동 채수장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 액츄에이터는, 실린더 본체에 출입가능하게 구비되는 피스톤 로드; 및 상기 피스톤 로드에 그 일단부가 고정되고 타단부는 상기 니들 고정블럭에 고정되어 피스톤 로드와 니들 고정블럭을 연동시키는 연결프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 오염된 물시료 자동 채수장치.
6. 제5항에 있어서
   상기 챔버의 내부에 구비되며 상기 바이알을 복수개 끼워넣도록 삽입구가 마련된 바이알 고정부;가 구비되고
   상기 공급니들과 상기 배기니들은 상기 니들고정블럭의 상하 이동시에 함께 이동하며 상기 공급니들의 하단부와 상기 배기니들의 하단부는 일정높이가 차이나도록 배치되되 상기 배기니들의 하단부가 상기 공급니들의 하단부보다 5~10mm 높게 배치되는 것을 특징으로 하는 오염된 물시료 자동 채수장치.
7. 제5항에 있어서
   상기 바이알 고정부는 회전원판이며
   상기 회전원판을 동일한 각도로 분할한 위치에 상기 바이알 삽입구가 마련되고
   상기 실린더 본체는 상기 회전원판의 측면에 배치됨에 따라 상기 니들고정블럭이 상하로 움직이고 상기 회전원판은 회전하여 모든 바이알의 캡과 상기 니들고정블럭의 상대위치가 동일하도록 제어되어 상기 니들고정블럭이 상하이동시에 고정된 공급니들과 배기니들이 상기 회전원판에 삽입된 모든바이알에 삽입되거나 빠질 수 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 오염된 물시료 자동 채수장치.

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