KR20200070737A - pH 측정장치 및 이를 이용한 pH 측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 도금액의 수소이온농도(pH)를 측정하는 장치로서, 도금조로부터 추출된 도금액이 수용되는 도금액 수용부; 상기 도금액 수용부에 수용된 도금액의 pH를 측정하는 측정부; 상기 측정부를 상기 도금액 수용부에 수용시키는 작동부; 및 상기 측정부로부터 상기 도금액 수용부에 수용되었을 때의 측정값에 관한 정보를 전달받아 저장하는 저장부를 포함하는 pH 측정장치 및 이를 이용한 pH 측정방법을 제공한다.
본 발명에 따른 pH 측정장치 및 이를 이용한 pH 측정방법에 의하면, 도금조로부터 도금액 수용부로 도금액을 추출한 후 이를 측정함으로써, pH 측정장치의 수명을 크게 연장시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 pH 측정장치 및 이를 이용한 pH 측정방법에 의하면, 표준시액을 이용하여 측정부의 측정범위를 조정한 후 도금액 수용부에 수용된 도금액의 pH를 측정함으로써, 보다 정확하게 도금액의 pH를 측정할 수 있다.

Description

pH 측정장치 및 이를 이용한 pH 측정방법{Apparatus for measuring pH and method for measuring pH using the same}

본 발명은 pH 측정장치 및 이를 이용한 pH 측정방법에 관한 것으로, 도금액의 수소이온농도(pH)를 측정하는 장치 및 이를 이용한 도금액의 pH 측정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 도금(Plating)이란 물건의 표면 상태를 개선할 목적으로 다른 물질을 얇은 층으로 피복하는 것으로서, 주로 금속 표면에 다른 금속의 얇은 층을 입히는 것을 의미한다. 도금은 피도금체의 입고, 전처리(탈지/산처리), 도금, 후처리 등과 같은 복잡한 과정으로 이루어진다. 그리고 도금은 장식적인 면, 부패 방지 및 내마모성, 접촉저항의 개선 등을 개선하기 위해 이루어지는 것이라 할 수 있다.

도금 제품의 만족스러운 품질을 얻기 위해서는, 정기적인 도금욕(Plating bath)의 성능 관리가 필수적이다. 그 중, 온도와 pH는 전해, 무전해 도금의 산(Acid) 처리, 탈지 공정 및 도금에 있어서 매우 중요한 관리 요소라고 할 수 있다.

이러한 도금 공정의 경우, 대부분의 공정이 작업자에 의한 수작업의 형태로 이루어지고 있다. 특히, 온도와 달리 pH는 도금욕의 오염도, 산도, 알칼리도, 이물질 등에 의하여 측정 센서의 오류가 자주 발생하며, 이로 인한 도금액의 pH 관리가 어려운 상황이다. 따라서 종래에 의하면, 도금액의 pH를 정확하게 측정하지 못하는 문제가 존재한다.

게다가, 종래에 의하면, pH의 측정을 위한 전극봉을 직접 고온의 산성 또는 염기성의 도금액이 담긴 도금조에 담근 후 pH를 측정한다. 따라서 종래에 의하면, pH를 측정하는 부재의 수명이 급격히 빨리 감소하는 문제를 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 도금액의 pH를 정확하게 측정할 수 있으며, 오래 사용할 수 있는 pH 측정장치 및 이를 이용한 pH 측정방법을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 pH 측정장치는, 도금액의 수소이온농도(pH)를 측정하는 장치로서, 도금조로부터 추출된 도금액이 수용되는 도금액 수용부; 상기 도금액 수용부에 수용된 도금액의 pH를 측정하는 측정부; 상기 측정부를 상기 도금액 수용부에 수용시키는 작동부; 및 상기 측정부로부터 상기 도금액 수용부에 수용되었을 때의 측정값에 관한 정보를 전달받아 저장하는 저장부를 포함한다.

상기 pH 측정장치는, 표준시액이 수용되는 표준시액 수용부를 더 포함하며, 상기 작동부는, 상기 측정부를 상기 표준시액 수용부에 수용한 후, 상기 도금액 수용부에 수용하고, 상기 pH 측정장치는, 상기 표준시액 수용부에 수용된 상기 측정부의 측정값이 표준시액의 실제 pH값과 일치하도록, 상기 측정부의 측정범위를 조정하는 조정부를 더 포함한다.

상기 표준시액은, pH가 4 또는 7을 나타낸다.

상기 도금액 수용부는, 복수개가 구비되며, 각각 서로 다른 도금조로부터 추출된 도금액이 수용되고, 상기 pH 측정장치는, 상기 측정부가 보관되며, 상기 측정부를 세척하는 보관부를 더 포함하고, 상기 작동부는, 상기 복수개의 도금액 수용부 중 어느 하나에 상기 측정부를 수용한 후, 상기 측정부를 상기 보관부에 보관한 다음 다른 도금액 수용부에 상기 측정부를 수용한다.

상기 저장부는, 전달받은 측정값이 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 알람 신호를 발생시킨다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 도금액의 수소이온농도(pH)를 측정하는 방법으로서, (S10) 도금조로부터 도금액을 추출하여 도금액 수용부에 수용하는 단계; (S20) 상기 도금액 수용부에 측정부를 수용하여 도금액의 pH를 측정하는 단계; (S30) 상기 S20 단계에서 측정된 측정값을 저장부에 저장하는 단계; 및 (S40) 저장된 측정값을 기 설정된 기준범위와 비교하는 단계를 포함하는 pH 측정방법을 제공한다.

상기 S20 단계는, 표준시액이 수용되는 표준시액 수용부를 준비하는 단계와, 상기 표준시액 수용부에 수용된 상기 측정부의 측정값이 표준시액의 실제 pH값과 일치하도록, 상기 측정부의 측정범위를 조정하는 단계와, 측정범위가 조정된 상기 측정부를 상기 도금액 수용부에 수용하는 단계를 포함한다.

상기 표준시액은, pH가 4 또는 7을 나타낸다.

상기 S10 단계는, 복수개로 구비된 도금액 수용부 각각에, 서로 다른 도금조로부터 추출된 도금액을 수용하며, 상기 S20 단계는, 상기 복수개의 도금액 수용부 중 어느 하나에 상기 측정부를 수용한 후, 상기 측정부를 보관부에 보관하여 세척한 다음, 다른 도금액 수용부에 상기 측정부를 수용한다.

상기 S40 단계는, 전달받은 측정값이 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 알람 신호를 발생시킨다.

본 발명에 따른 pH 측정장치 및 이를 이용한 pH 측정방법에 의하면, 도금조로부터 도금액 수용부로 도금액을 추출한 후 이를 측정함으로써, pH 측정장치의 수명을 크게 연장시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 pH 측정장치 및 이를 이용한 pH 측정방법에 의하면, 표준시액을 이용하여 측정부의 측정범위를 조정한 후 도금액 수용부에 수용된 도금액의 pH를 측정함으로써, 보다 정확하게 도금액의 pH를 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 pH 측정장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 pH 측정방법을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 pH 측정장치에 관해 상세히 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 pH 측정장치(100)는, 도금액의 수소이온농도(pH)를 측정하는 것으로서, 도금액 수용부(110), 표준시액 수용부(120), 보관부(130), 작동부(140), 조정부(150), 측정부(160) 및 저장부(170)를 포함한다.

상기 도금액 수용부(110)는, 도금조(10)로부터 추출된 도금액이 상온 상태로 수용된다. 도금조(10)에는 도금액이 고온의 상태로 저장된다. 그리고 도금조(10)는 공업 현장에 설치되는 것으로서, 도금조(10)의 주변에는 공업용 판넬 기타 설비들이 존재한다. 따라서 도금조(10)에는 불필요한 물질들이 혼합될 수 있으며, 기타 공업 설비들의 작동에 의한 진동 등이 전달될 수 있다. 이러한 요인들로 인해, 도금조(10)에 저장된 도금액의 온도, pH 등의 물성을 직접 측정하는 것은 여러 가지 불확실성 또는 오차를 지니게 된다.

하지만 본 발명과 같이 도금조(10)에 저장된 도금액을 도금조(10)로부터 추출하여 도금액 수용부(110)에 저장한 후, 상기 도금액 수용부(110)에 저장된 도금액의 물성을 측정부(160)를 이용하여 측정하는 경우, 도금조(10)가 설치된 환경에 의해 갖게 되는 측정의 불확실성 또는 오차를 최소화할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 pH 측정장치에 의하면, 보다 정확하게 도금조(10)의 pH를 측정할 수 있다.

또한, 도금조(10)에 고온으로 저장되어 있던 것에 비하여, 상기 도금액 수용부(110)에는 도금액이 상온의 상태로 저장된다. 상기 측정부(160)를 이용하여 상기 도금액 수용부(110)에 수용된 도금액의 pH를 측정할 시에, 상기 측정부(160)가 고온의 도금액에 의해 열적 손상을 입게 되는 것을 방지할 수 있음은 물론, 상기 측정부(160)를 이용하여 도금액의 pH를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

한편, 상기 도금조(10)로부터 상기 도금액 수용부(110)로 추출된 도금액은, 상기 측정부(160)에 의해 pH값이 측정된 이후, 다시 상기 도금조(10)로 돌아간다. 따라서 상기 도금액 수용부(110)의 내부에서 상기 측정부(160)와 도금액이 오랫동안 접촉된 상태를 유지함에 따라 상기 측정부(160)가 손상을 입게 되는 것을 방지함은 물론, 도금조(10)에 저장된 도금액에 의한 도금 작업이 원활하게 진행될 수 있도록 한다.

상기 표준시액 수용부(120)는, 표준시액이 수용된다. 표준시액은 상기 도금액 수용부(110)에 수용된 도금액의 pH 측정을 위하여 상기 측정부(160)의 측정 기준을 잡기 위한 것이라고 할 수 있다. 상기 보관부(130)는, 상기 측정부(160)가 보관되며, 보관된 상기 측정부(160)가 세척되도록 한다. 따라서 상기 보관부(130)는, 상기 도금액 수용부(110)에 수용되어 산성 또는 염기성의 도금액에 의해 상기 측정부(160)의 부식이 진행되는 것을 방지할 수 있으며, 상기 측정부(160)의 수명을 효과적으로 연장시킬 수 있다.

상기 작동부(140)는, 상기 측정부(160)의 모든 움직임을 제어하는 것으로서, 상기 측정부(160)를 상기 도금액 수용부(110)에 수용시킨다. 더욱 상세하게는, 상기 작동부(140)는, 상기 측정부(160)를 상기 표준시액 수용부(120)에 수용하여, 상기 측정부(160)의 측정범위가 조정되도록 한 후, 상기 측정부(160)를 상기 도금액 수용부(110)에 수용하여 도금액의 pH를 측정한다. 이와 같이 본 발명이 상기 작동부(140)를 구비함으로써, 종래에 작업자가 수작업으로 일일이 상기 측정부(160)를 도금조(10)에 집어넣던 것에 비하여 보다 편리하게 원격으로 도금액의 pH를 측정할 수 있다.

상기 조정부(150)는, 상기 표준시액 수용부(120)에 수용된 상기 측정부(160)의 측정값이, 상기 표준시액 수용부(120)에 수용된 표준시액의 실제 pH값과 일치하도록, 상기 측정부(160)의 측정범위를 조정한다. 즉, 상기 표준시액의 실제 pH가 4를 나타내는데, 상기 측정부(160)에 의해 측정된 상기 표준시액의 pH가 3.5를 나타내는 경우, 상기 조정부(150)는, 상기 측정부(160)의 pH 측정범위가 pH의 수치를 기준으로 0.5만큼 일괄적으로 상향되도록 조정한다. 혹은, 상기 표준시액의 실제 pH가 7을 나타내는데, 상기 측정부(160)에 의해 측정된 상기 표준시액의 pH가 6.5를 나타내는 경우, 상기 조정부(150)는, 상기 측정부(160)의 pH 측정범위가 pH의 수치를 기준으로 0.5만큼 일괄적으로 하향되도록 조정한다.

이와 같이 상기 조정부(150)에 의해 상기 측정부(160)의 측정범위가 조정된 이후, 상기 측정부(160)가 상기 도금액 수용부(110)에 수용된 도금액의 pH를 측정하는 경우, 상기 도금액 수용부(110)에 수용된 도금액의 pH를 보다 정확하게 측정할 수 있으며, 본 발명에 따른 pH 측정장치(100)의 신뢰성을 혁신적으로 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 도금액 수용부(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이 복수개로 구비된다. 그리고 상기 복수개의 도금액 수용부(110)는, 각각 서로 다른 도금조(10)로부터 추출된 도금액이 수용된다. 상기 측정부(160)는, 상기 조정부(150)에 의해 측정범위가 조정된 이후, 상기 보관부(130)에 보관된다. 그리고 상기 측정부(160)는, 상기 복수개의 도금액 수용부(110) 중 어느 하나에 수용되어 해당 도금액 수용부(110)에 수용된 도금액의 pH를 측정한 후, 다시 상기 보관부(130)로 돌아와서 세척된 다음, 다른 도금액 수용부(110)에 수용되어 도금액의 pH 측정작업을 이어나가게 된다.

이와 같은 과정을 통하여 상기 측정부(160)가 상기 복수개의 도금액 수용부(110)에 수용된 도금액의 pH를 측정하는 경우, 다양한 종류의 도금액이 수용된 도금액 수용부(110)의 도금액의 pH를 보다 신속하고 효율적으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 서로 다른 도금액에 의해 상기 측정부(160)가 부식되거나 손상을 입는 것을 방지하여 상기 측정부(160)의 수명을 보다 연장시킬 수 있다.

상기 저장부(170)는, 상기 측정부(160)로부터 상기 도금액 수용부(110)에 수용된 도금액의 pH 측정값에 관한 정보를 전달받아, 이를 저장한다. 이에 따라 실시자는 상기 저장부(170)에 저장된 도금액의 pH에 관한 정보를 원격으로 모니터링하여, 도금조(10)에 저장된 도금액을 보다 효율적으로 관리할 수 있다. 그리고 상기 저장부(170)는, 전달받은 측정값이 기 설정된 기준범위를 벗어났는지 여부를 판단하여, 측정값이 기 설정된 기준 범위를 벗어난 경우 알람신호를 발생시킨다. 이 경우, 실시자는 도금 작업을 위한 도금액이 목적했던 pH값을 나타내는지 여부를 멀리서도 인지할 수 있으며, 도금조(10)에 저장된 도금액이 최적의 pH값을 나타낼 수 있도록, 도금액의 pH를 지속적이고도 효율적으로 관리할 수 있다.

이하부터는, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 pH 측정장치(100)를 이용한 도금액의 pH 측정방법에 대해 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 pH 측정장치(100)를 이용하여 도금액의 pH를 측정하기 위하여, 우선 도금조(10)로부터 도금액을 추출하여 도금액 수용부(110)에 수용한다(S10). 이때, 상기 S10 단계에서는, 상기 도금액 수용부(110)가 복수개가 구비되며, 서로 다른 복수개의 도금조(10)로부터 추출된 다양한 종류의 도금액이, 각각 상기 복수개의 도금액 수용부(110)에 수용된다.

상기 S10 단계 이후, 작동부(140)를 이용하여 측정부(160)를 상기 도금액 수용부(110)에 수용하여 도금액의 pH를 측정한다. 더욱 상세하게는, 상기 측정부(160)는, 표준시액 수용부(120)에 수용되어 표준시액의 pH를 측정하고, 조정부(150)에 의해 측정범위가 최적으로 조정된 이후, 상기 도금액 수용부(110)에 수용된다.

그리고 상기 S20 단계에서, 상기 측정부(160)는, 어느 하나의 도금액 수용부(110)에 수용되어 도금액의 pH를 측정한 이후, 곧바로 다른 도금액 수용부(110)에 수용되어 다른 도금액의 pH를 측정하는 것이 아니라, 보관부(130)로 돌아와서 세척이 이루어진 이후, 다른 도금액 수용부(110)로 이동한다.

상기 S20 단계 이후, 상기 측정부(160)에 의해 측정된 도금액 수용부(110)의 도금액 pH는, 저장부(170)로 전달되어 상기 저장부(170)의 내부에 저장된다(S30). 이렇게 상기 저장부(170)에 저장된 도금액의 pH 측정값은, 작업자가 원하는 경우에 따라 모니터링된다.

상기 S30 단계 이후, 상기 저장부(170)는 저장된 측정값을 기 설정된 기준범위와 비교한다(S40). 그리고 저장된 측정값이 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 상기 저장부(170)는 알람 신호를 발생시켜 작업자가 현재 도금조(10)에 저장된 도금액의 pH가 목적했던 값을 나타내지 않음을 인식할 수 있도록 한다. 한편, 상기 기 설정된 기준범위는, 본 발명의 실시 형태에 따라 다양한 값을 지니도록 설정될 수 있다고 할 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 pH 측정장치(100) 및 이를 이용한 pH 측정방법에 의하면, 도금조(10)로부터 도금액 수용부(110)로 도금액을 추출한 후 이를 측정함으로써, pH 측정장치(100)의 수명을 크게 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 표준시액을 이용하여 측정부(160)의 측정범위를 조정한 후 도금액 수용부(110)에 수용된 도금액의 pH를 측정함으로써, 보다 정확하게 도금액의 pH를 측정할 수 있다.

10 : 도금조 100 : pH 측정장치
110 : 도금액 수용부 120 : 표준시액 수용부
130 : 보관부 140 : 작동부
150 : 조정부 160 : 측정부
170 : 저장부

Claims (10)

1. 도금액의 수소이온농도(pH)를 측정하는 장치로서,
   도금조로부터 추출된 도금액이 수용되는 도금액 수용부;
   상기 도금액 수용부에 수용된 도금액의 pH를 측정하는 측정부;
   상기 측정부를 상기 도금액 수용부에 수용시키는 작동부; 및
   상기 측정부로부터 상기 도금액 수용부에 수용되었을 때의 측정값에 관한 정보를 전달받아 저장하는 저장부를 포함하는 pH 측정장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   표준시액이 수용되는 표준시액 수용부를 더 포함하며,
   상기 작동부는, 상기 측정부를 상기 표준시액 수용부에 수용한 후, 상기 도금액 수용부에 수용하고,
   상기 표준시액 수용부에 수용된 상기 측정부의 측정값이 표준시액의 실제 pH값과 일치하도록, 상기 측정부의 측정범위를 조정하는 조정부를 더 포함하는 pH 측정장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 표준시액은, pH가 4 또는 7을 나타내는 pH 측정장치
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 도금액 수용부는, 복수개가 구비되며, 각각 서로 다른 도금조로부터 추출된 도금액이 수용되고,
   상기 측정부가 보관되며, 상기 측정부를 세척하는 보관부를 더 포함하고,
   상기 작동부는, 상기 복수개의 도금액 수용부 중 어느 하나에 상기 측정부를 수용한 후, 상기 측정부를 상기 보관부에 보관한 다음 다른 도금액 수용부에 상기 측정부를 수용하는 pH 측정장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 저장부는, 전달받은 측정값이 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 알람 신호를 발생시키는 pH 측정장치.
6. 도금액의 수소이온농도(pH)를 측정하는 방법으로서,
   (S10) 도금조로부터 도금액을 추출하여 도금액 수용부에 수용하는 단계;
   (S20) 상기 도금액 수용부에 측정부를 수용하여 도금액의 pH를 측정하는 단계;
   (S30) 상기 S20 단계에서 측정된 측정값을 저장부에 저장하는 단계; 및
   (S40) 저장된 측정값을 기 설정된 기준범위와 비교하는 단계를 포함하는 pH 측정방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 S20 단계는,
   표준시액이 수용되는 표준시액 수용부를 준비하는 단계와,
   상기 표준시액 수용부에 수용된 상기 측정부의 측정값이 표준시액의 실제 pH값과 일치하도록, 상기 측정부의 측정범위를 조정하는 단계와,
   측정범위가 조정된 상기 측정부를 상기 도금액 수용부에 수용하는 단계를 포함하는 pH 측정방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 표준시액은, pH가 4 또는 7을 나타내는 pH 측정방법.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 S10 단계는, 복수개로 구비된 도금액 수용부 각각에, 서로 다른 도금조로부터 추출된 도금액을 수용하며,
   상기 S20 단계는, 상기 복수개의 도금액 수용부 중 어느 하나에 상기 측정부를 수용한 후, 상기 측정부를 보관부에 보관하여 세척한 다음, 다른 도금액 수용부에 상기 측정부를 수용하는 pH 측정방법.
10. 청구항 6에 있어서,
    상기 S40 단계는, 전달받은 측정값이 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 알람 신호를 발생시키는 pH 측정방법.

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