KR20200138887A - 수질 측정시스템 - Google Patents

Abstract

상,하수도　및　분뇨처리장　등　오,폐수　설비(하수처리장　생물반응조　및　오니저류조)　등　자동화설비　측정수의　지표
값을　측정할　때,　각종　센서가　설치된　계측기를　통해　순간측정을　실시하고,　계측기의　측정이　이루어지지　않는　대
기시간에는　계측기를　세척수에　담궈　오염물질의　접촉을　방지함으로써,　계측기의　오염에　의한　영향　없이　정확한
측정값을　계측할　수　있으며　청소횟수를　줄일　수　있을　뿐만　아니라,　측정시스템을　자동화하여　인건비감소와　계측
기　수명연장을　통해　계측기　유지　및　관리비를　절감할　수　있도록　한　수질　측정시스템에　관한　것이다.

Description

수질 측정시스템{THE MEASURING SYSTEM FOR WATER QUALITY}

본　발명은　수질　측정시스템에　관한　것으로,　보다　상세하게는　상,하수도　및　분뇨처리장　등　오,폐수　설비(하수처

리장　생물반응조　및　오니저류조)　등　자동화설비에　저장된　측정수의　지표값을　측정할　때,　각종　센서가　설치된　계

측기를　통해　순간측정을　실시하고,　계측기의　측정이　이루어지지　않는　대기시간에는　계측기를　세척수에　담궈　오

염물질의　접촉을　방지함으로써,　계측기의　오염에　의한　영향　없이　정확한　측정값을　계측할　수　있으며　청소횟수를

줄일　수　있을　뿐만　아니라,　측정시스템을　자동화하여　인건비감소와　계측기　수명연장을　통해　계측기　유지　및　관리비를　절감할　수　있도록　한　수질　측정시스템에　관한　것이다.

상,하수도　및　분뇨처리장　등　오,폐수　설비(하수처리장　생물반응조　및　오니저류조)　등　자동화설비의　측정수의　지

표값을　측정하기　위해　사용되는　센서로는　탁도계,　활성오니　부유물농도　측정센서(MLSS;　Mixed　Liquor　Suspended

Solid),　부유물농도　측정센서(SS;　Suspended　Solid),　용존산소농도　측정센서(Dissolved　Oxygen),　pH센서　및　산

화환원　측정센서(Oxidation　Reduction　Potential)　등　많은　종류의　센서가　있으며,　이러한　센서는　공정의　데이터

를　측정하여　적정조건으로　운전하기　위해　유용하게　사용되고　있다.

이러한,　종래의　상기　각각의　센서는　계측기에　일체로　설치되어　상기　자동화설비　측정수의　지표값을　측정하고,

측정된　값을　전류　또는　전압　출력방식으로　센서신호　수집장치로　전송한다.

하지만,　종래의　계측기는　상기　자동화설비의　생물반응조　및　저류조　등에　상시적으로　잠기게　설치한　다음,　측정

수의　지표값을　연속시간　측정하는　방법을　사용하고　있기　때문에,　측정수의　심한　오염도　및　부식가스　발생에　의

해　센서에　이물질이　부착되어　계측기의　성능을　보장할　수　없다는　문제가　있었다.　즉,　상기　센서의　주된　재료로

는　스테인레스　스틸이나　사파이어(Sapphire),　유리전극이　대부분을　차지하고　있으며,　이　재료는　미생물이나　기

타　전하를　띠고　있는　이물질이　부착하기에　매우　좋은　재료로서　측정수에　지속적으로　잠겨있게　되면,　센서의　응

답이　늦어지거나　잘못된　값을　지시할　가능성이　높다는　문제점이　있었다.

또한,　이러한　계측기의　장기간　사용하게　되면　센서에　의해　측정된　값이　오차범위가　커지게　되어　측정된　값을　신

뢰할　수　없으며,　주기적으로　센서에　부착된　이물질을　청소하여야　할　뿐만　아니라,　계측기를　계속　보정해　주어야

하는　문제점이　있었다.

본　발명은　상기　문제점을　해결하기　위해　안출된　것으로,　그　목적은　상,하수도　및　분뇨처리장　등　오,폐수　설비

(하수처리장　생물반응조　및　오니저류조)　등　자동화설비　측정수의　지표값을　측정할　때,　각종　센서가　설치된　계측

기를　통해　순간측정을　실시하고,　계측기의　측정이　이루어지지　않는　대기시간에는　계측기를　세척수에　담궈　오염

물질의　접촉을　방지함으로써,　계측기의　오염에　의한　영향　없이　정확한　측정값을　계측할　수　있으며　청소횟수를

줄일　수　있을　수　있도록　구성된　수질　측정시스템을　제공하는　것이다.

또한,　본　발명의　목적은　측정시스템을　자동화하여　인건비　감소와　계측기　수명연장을　통해　계측기　유지　및　관리

비를　절감할　수　있도록　구성된　수질　측정시스템을　제공하는　것이다.

상기　본　발명의　목적은　측정수의　수질　관련정보를　일정한　시간간격으로　순간측정하고 측정이　이루어지지　않을

때는　대기시간을　가지도록　구성되되,　다수개의　센서를　구비하는　계측기와,　상기　다수개의　센서에　전기적으로　연

결되어　상기　측정수의　수질　관련정보에　대하여　일정한　시간간격으로　순간측정된　정보를　순차적으로　수신하여　수

신된　정보를　연산　처리하여　평균값을　계산하며　이　평균값이　특정값　범위　내의　수치를　가지면　측정시스템이　계속

적으로　가동되도록　제어하고,　상기　다수개의　센서의　동작을　제어하는　연산장치부와,　상기　연산장치부로부터　연

산처리된　상기　측정수의　수질　관련정보를　통합적으로　수집하여　동시에　처리하는　중앙처리장치부와,　상기　액상환

경의　외부에　마련되어　내부에　세척수가　채워진　수조와,　상기　계측기를　선택적으로　액상환경　또는　수조의　내부에 위치되도록　이동시키는　계측기이동수단으로　구성되어,　상기　계측기　이동수단을　통해,　액상환경의　수질　관련정보

를　측정할　때는　계측기를　액상환경의　내부로　이동시켜　순간측정을　실시하고,　계측기의　측정이　이루어지지　않는

대기시간에는　계측기를　수조의　내부로　이동시켜　세척수에　담궈　오염물질의　접촉을　방지하도록　구성된　것을　특징

으로　하는　수질　측정시스템을　제공함으로써　달성될　수　있다.

본　발명에　따른　수질　측정시스템은　상,하수도　및　분뇨처리장　등　오,폐수　설비(하수처리장　생물반응조　및　오니저

류조)　등　자동화설비　측정수의　지표값을　측정할　때,　각종　센서가　설치된　계측기를　통해　순간측정을　실시하고,

계측기의　측정이　이루어지지　않는　대기시간에는　계측기를　세척수에　담궈　오염물질의　접촉을　방지함으로써,　계측

기의　오염에　의한　영향　없이　정확한　측정값을　계측할　수　있으며　청소횟수를　줄일　수　있다는　효과가　있다.

또한,　본　발명은　측정시스템을　자동화하여　인건비　감소와　계측기　수명연장을　통해　계측기　유지　및　관리비를　절

감할　수　있다는　효과가　있다.

본　발명에　따른　수질　측정시스템은　상,하수도　및　분뇨처리장　등　오,폐수　설비(하수처

리장　생물반응조　및　오니저류조)　등　자동화설비의　측정수(L)의　수질　관련정보를　측정하는　데　사용되는　것으로,

계측기(10),　연산장치부(20),　중앙처리장치부(30),　수조(40)　및　계측기이동수단(50)을　포함하여　구성된다.

상기　계측기(10)는　측정수(L)의　수질　관련정보를　일정한　시간간격으로　순간측정하고　측정이　이루어지지　않을　때

는　대기시간을　가지도록　구성되되,　다수개의　센서(11a,11b,11c...)를　구비한다.　여기서,　상기　측정수(L)의　수질

관련정보는,　활성오니부유물질농도(MLSS),　산화환원전위(ORP),　용존산소(DO),　전기전도도(Conductivity),　수소

이온농도(pH),　부유물질농도(SS),　탁도(Turbidity),　나트륨(Sodium),　실리카(Silica)　중　적어도　어느　하나　이

상을　포함한다.　따라서,　다수개의　센서는,　활성오니부유물질농도(MLSS),　산화환원전위(ORP),　용존산소(DO),　전기전도도(Conductivity),

수소이온농도(pH),

부유물질농도(SS),

탁도(Turbidity),

나트륨(Sodium),　 실리카(Silica)의　수질　관련정보를　감지하는　센서들이다.

구체적으로　상기　계측기(10)는　도시된　바와　같이,　외부에　설치되는　다수개의　센서(11a,11b,11c...)로　이루어지

는　외부측정부(11)와,　상기　외부측정부(11)에　의하여　측정된　수질관련정보를　계측하고　분석하는　정보계측부(1

2)를　더　포함할　수　있다.

상기　다수개의　센서에　전기적으로　연결되어　상기　측정수의　수질　관련정보에　대하여　일정한　시간간격으로　순간측

정된　정보를　순차적으로　수신하여　수신된　정보를　연산　처리하여　평균값을　계산하며　이　평균값이　특정값　범위　내

의　수치를　가지면　측정시스템이　계속적으로　가동되도록　제어하고,　상기　다수개의　센서의　동작을　제어하는　연산

장치부와,

상기　연산장치부(20)는　상기　다수개의　센서(11a,11b,11c...)에　전기적으로　연결되어　상기　측정수(L)의　수질　관

련정보에　대하여　일정한　시간간격으로　순간측정된　정보를　순차적으로　수신하고,　수신된　정보를　연산　처리하여

평균값을　 계산하며　 이　 평균값이　 특정값　 범위　 내의　 수치를　 가지면　 측정시스템이　 계속적으로　 가동되도록 제어하고, 상기 다수개의 센서의 동작을 제어하도록 구성된다.여기서, 상기 연산장치부는 센서 (11a,11b,11c...)와　직접　연결되도록　구성되어,　센서를　통해　측정된　측정수의　수질　관련정보에　관한　신호를　해

석한　다음,　연산처리하여　별도의　데이터표시부(21)에서　볼　수　있는　결과치를　만들도록　구성된다.　또한,　상기　연

산장치부(20)는　후술하는　중앙연산장치부(30)와　연결되어　측정수의　수질　관련　정보를　개별적으로　중앙연산장치

부에　전송되도록　한다.　또한,　연산장치부(20)는　별도로　마련된　조작부(22)를　통해,　작업자　또는　관리자의　조작

에　따라　센서의　작동상태를　설정　또는　변경시켜　센서(11a,11b,11c...)의　동작을　제어하도록　구성된다.　여기서,

상기　조작부(22)는　편의를　위해　터치스크린으로　마련되는　것이　바람직하다.

상기　중앙처리장치부(30)는　상기　연산장치부(20)로부터　연산처리된　상기　측정수의　수질　관련정보를　통합적으로

수집하여　동시에　처리할　수　있도록　구성된다.　여기서,　상기　중앙처리장치부(30)는　일반적으로　멀티플렉서

(multiplexer)가　사용되고,　이러한　멀티플렉서를　통하여　다항목의　측정수의　수질관련　정보를　하나의　신호로　하

여　출력하게　된다.　즉,　상기　중앙처리장치부(30)는　연산장치부(20)와　전기적으로　연결되어　측정된　여러　항목의

측정수의　수질　관련　정보를　통합적으로　수집하는　장치로,　상기　연산장치부(20)와　데이터표시부(21)를　연결하는

중계기　역할을　하며,　연산장치부(20)로부터　전달된　데이터를　통합하여　데이터표시부(21)로　신속하고　안정된　상

태로　데이터를　전송하도록　구성된다.

상기　수조(40)는　상기　측정수(L)의　외부에　마련되어　내부에　세척수(W)가　채워지도록　구성된다.　즉,　상기　계측기

(10)의　측정이　이루어지지　않는　대기시간에는　계측기(10)를　세척수에　담궈　오염물질의　접촉이　방지되도록　구성

하여,　계측기가　오염에　의한　영향　없이　정확한　측정값을　계측할　수　있도록　하는　것이다.　여기서,　상기　세척수

(W)는　상수도　또는　지하수의　직수관에서　공급되는　깨끗한　물로　마련되는　것이　바람직하다.

상기　계측기이동수단(50)은　상기　계측기(10)를　선택적으로　측정수(L)의　내부로　위치시켜　수질　관련정보를　측정

하도록　하거나,　수조(40)의　내부에　위치되도록　이동시켜　오염물질의　접촉이　방지되도록　작동시킨다.　즉,　상기

계측기이동수단(50)은,　측정수의　수질　관련정보를　측정할　때는　계측기(10)를　측정수의　내부로　이동시켜　순간측

정을　실시하고,　계측기(10)의　측정이　이루어지지　않는　대기시간에는　계측기를　수조(40)의　내부로　이동시켜　세척

수(W)에　담궈　오염물질의　접촉을　방지하도록　구성된다.

구체적으로,　상기　계측기이동수단은,　상기　측정수의　외부에　수직으로　설치되는　수직봉(51)을　포함한다.　즉　상기

수직봉(51)의　하단은　측정수의　인접한　지면에　고정되고　상단은　지면에서　소정　높이　상측으로　연장되도록　구성된

다.　여기서,　수직봉(51)은　원형으로　도시되어　있지만,　사각형,　다각형　등　다양한　형상으로　마련될　수　있다.

그리고,　상기　수직봉(51)의　상단부에는　수평이송모터(52)가　결합되는　데,　이　수평이송모터(52)는　후술하는　수평

회전봉이　회전될　수　있도록　회전력을　제공한다.　여기서,　상기　수평이송모터(52)와　후술하는　수평회전봉　사이에

는　수평이송모터(52)의　회전을　감속시켜　회전력을　증가시키는　감속기(53)가　마련되는　것이　바람직하다.

그리고,　상기　수직봉(51)과　수직을　이루도록　일단이　상기　수평이동모터의　모터축(52a)에　결합되고,　상기　수평이

동모터(52)의　회전력을　전달받아　선택적으로　측정수측　또는　수조측　방향으로　회전하는　수평회전봉(54)이　설치된다.　즉,　상기　수평회전봉(54)은　수평이동모터의　모터축(52a)에서　일측으로　연장형성되어　소정의　회전반경을　가

지면서　수평이동모터(52)의　회전에　의해　회전하기　때문에,　후술하는　계측기(10)가　선택적으로　측정수측　또는　수

조측　방향으로　위치될　수　있는　것이다.

그리고,　상기　수평회전봉(54)의　타단부　상단에는　수직이송모터(55)가　설치되는　데,　이　수직이송모터(55)는　후술

하는　와이어권취드럼이　회전될　수　있도록　회전력을　제공한다.　여기서,　상기　수직이송모터(55)와　후술하는　와이

어권취드럼　사이에는　수직이송모터(55)의　회전을　감속시켜　회전력을　증가시키는　미도시된　감속기가　마련되는　것

이　바람직하다.

그리고,　상기　수직이송모터의　모터축(55a)에　결합되고　끝단이　상기　계측기(10)와　결합된　와이어(W1)가　권취되도

록　구성되는　와이어권취드럼(56)이　마련된다.　즉,　상기　수평회전봉(54)의　회전에　의해　선택적으로　측정수측　또

는　수조측　방향으로　회전된　계측기(10)를　상기　수직이동모터(55)의　회전력을　전달받아　선택적으로　와이어(W1)를

풀거나　권취시켜,　측정수　또는　수조의　내부에　위치되도록　이동시키도록　구성되는　것이다.

그리고,　상기　수평이송모터(52)　및　수직이송모터(55)의　회전을　제어하는　모터제어부(57)가　구성된다.　즉　상기

모터제어부(57)는　상기　수평이송모터(52)　및　수직이송모터(55)의　회전을　제어하여　상기　수평이송모터(52)에　결

합된　수평회전봉(54)을　선택적으로　측정수측　또는　수조측　방향으로　회전시키거나,　상기　수직이송모터(55)에　결

합된　와이어권취드럼의　와이어(W1)를　선택적으로　풀거나　권취시켜　액상환경　또는　수조의　내부에　위치되도록　작

동시킨다.

Claims (2)

1. 측정수의　수질　관련정보를　일정한　시간간격으로　순간측정하고 측정이　이루어지지　않을　때는　대기시간을　가지도록　구성되되,　다수개의　센서를　구비하는　계측기와,
   상기　다수개의　센서에　전기적으로　연결되어　상기　측정수의　수질　관련정보에　대하여　일정한　시간간격으로　순간측
   정된　정보를　순차적으로　수신하고,　수신된　정보를　연산　처리하여　평균값을　계산하며　이　평균값이　특정값　범위
   내의　수치를　가지면　측정시스템이　계속적으로　가동되도록　제어하고,　상기　다수개의　센서의　동작을　제어하는　연
   산장치부와,
   상기　연산장치부로부터　연산처리된　상기　측정수의　수질　관련정보를　통합적으로　수집하여　동시에　처리하는　중앙
   처리장치부와,
   상기　측정수의　외부에　마련되어　내부에　세척수가　채워진　수조와,
   상기　계측기를　선택적으로　측정수　또는　수조의　내부에　위치되도록　이동시키는　계측기이동수단으로　구성되어,
   상기　계측기　이동수단을　통해,　측정수의　수질　관련정보를　측정할　때는　계측기를　측정수의　내부로　이동시켜　순간
   측정을　실시하고,　계측기의　측정이　이루어지지　않는　대기시간에는　계측기를　수조의　내부로　이동시켜　세척수에
   담궈　오염물질의　접촉을　방지하도록　구성되되,
   상기　계측기이동수단은,　상기　측정수의　외부에　수직으로　설치되는　수직봉과,　상기　수직봉의　상단부에　결합되는
   수평이송모터와,　상기　수직봉과　수직을　이루도록　일단이　상기　수평이동모터의　모터축에　결합되고,　상기　수평이
   동모터의　회전력을　전달받아　선택적으로　측정수측　또는　수조측　방향으로　회전하는　수평회전봉과,　상기　수평회전
   봉의　타단부　상단에　설치되는　수직이송모터와,　상기　수직이송모터의　모터축에　결합되고　끝단이　상기　계측기와
   결합된　와이어가　권취되도록　구성되되,　상기　수평회전봉의　회전에　의해　선택적으로　측정수측　또는　수조측　방향
   으로　회전된　계측기를　상기　수평이동모터의　회전력을　전달받아　선택적으로　와이어를　풀거나　권취시켜,　측정수
   또는　수조의　내부에　위치되도록　이동시키는　와이어권취드럼과,　상기　수평이송모터　및　수직이송모터의　회전을　제
   어하는　모터제어부를　포함하여　구성된　것을　특징으로　하는　수질　측정시스템.
   
   
   
2. 제1항에　있어서,
   상기　수직이송모터의　모터축에　결합되고　상기　수평이송모터의　회전수를　감지하여　수평회전봉의　회전된　위치를
   상기　모터제어부에　송신하는　수평　엔코더센서가　더　설치되고,
   상기　와이어권취드럼의　일측에는　상기　와이어권취드럼의　회전수를　감지하여　상기　계측기의　상하　위치를　상기　모
   터제어부에　송신하는　수직　엔코더센서가　더　설치되는　것을　특징으로　하는　수질　측정시스템.