KR20230037286A - 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템에 있어서, 상기 수질 감지 센서는 수관이 형성되어 물이 나오는 수전, 상기 수전에 형성된 수관 내부를 지나는 수돗물의 수질 성분을 측정하기 위해 전극 및 전해질로 구성된 소형챔버를 설치하되, 상기 소형챔버는 수온을 실시간으로 측정하는 온도측정센서를 포함하여 실시간으로 온도를 측정하고, 상기 소혐챔버에서 측정된 수질 성분 및 수온을 모니터 상에 표시하고, 상기 수전에 설치되는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하여 가정으로 공급되는 수돗물의 수질을 가정에서 실시간으로 파악할 수 있게 하는 것으로 수돗물을 사용함에 있어서, 깨끗한 수돗물을 안정적으로 사용할 수 있게 하는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 상기 수질 감지 센서는 수관이 형성되어 물이 나오는 수전, 상기 수전에 형성된 수관 내부에 수질 성분을 측정하기 위해 전극 및 전해질로 구성된 소형챔버를 설치하고, 상기 소혐챔버에서 측정된 수질 성분 및 수온을 모니터 상에 표시하여 사용자에게 수질정보를 실시간으로 알려주는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템에 관한 것이다.
현재 대한민국의 수돗물 수질은 UN 국가별 수질지수 8위이다.
이는 과학적인 정수체계와 철저한 수질관리로 수돗물 시스템의 우수성을 세계적으로도 인정받은 것이지만, 그럼에도 불구하고 시민들이 안심하고 수돗물을 음용하는 비율은 그리 높지 않다.
그 이유로는 최근 전국 곳곳에서 수돗물에서 벌레 유충이 발견되는 등 가정용 수돗물에 대한 불안과 공포가 확산되었고, 특히, 2019년 인천 붉은 수돗물 사태 및 2020년 수돗물 유충사태가 연이어 터지면서 이러한 불신은 전국적으로 확대되었다.
상기 두 사건의 경우 무리한 수계전환, 안전관리 매뉴얼의 문제 및 관계 공무원들의 대처 미흡이 복합적으로 작용하여 일어난 사태로, 이는 수돗물 뿐만 아니라 다른 분야의 공공재 관리에서도 국민들의 불신을 키운 사건이다.
이에 평번한 가정에서는 이러한 수질을 의심하여 가정용 수질 검사 키트나 관계기관에 검사를 요청하는 것을 통하여 가정 수질을 파악하고 있으나 이마저도 인력이 부족하여 실시간 수질확인은 힘들다는 문제점이 있었다.
종래기술 중 하나로 국내공개특허 제10-2013-0048614호 자동측정기를 이용한 주택 수질 모니터링 장치가 개시된 바 있으며, 상기 종래기술은 주택별 상수관 라인에 다수의 자동측정기를 배치하여 개별 가정의 음용수 수질을 실시간 모니터링하는 장치에 관한 것이다.
하지만, 상기 종래기술은 관리자에 의해 중앙관리를 하는 방식에 적합함으로 가정에서 이를 확인하기 어려울 뿐더러, 이를 가정에서 직접 관리하는 것은 더더욱 불가능에 가까웠다.
따라서, 수질 감지 센서 모니터링 시스템을 제공하되, 이를 가정에서 실시간으로 확인 및 제어할 수 있게 하여 신뢰감 및 편의성을 사용자에게 제공할 수 있고, 다양한 측정항목을 구비하여 사용자에게 결과를 제공하는 것으로 음용수에 생긴 이상을 사용자에게 알릴 수 있는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템의 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은 가정 내에서 가정으로 공급되는 수돗물 및 음용수에 대한 실시간으로 수질정보를 수집하고, 수집된 수질정보를 사용자에게 알릴 수 있게하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 방법으로 수질정보를 사용자에게 알림에 있어서, 블루투스 프로토콜을 사용하여 사용자의 스마트폰으로 수질정보를 실시간으로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 수관 선상에 소수력발전기를 설치하는 것으로 수질 감지 센서가 작동하는데 필요한 전력을 발전 및 공급하여 본 발명의 가정용 수질 감지 센서를 사용할 때 전력소모를 절감하는 것을 목적으로 한다.
더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 일반 가정집뿐만 아니라 어린이집, 학교 및 공공기관을 포함하는 공공시설에도 적용하여 공급되는 수돗물의 질을 높이는 데 있다.
가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템에 있어서, 상기 수질 감지 센서는 수관이 형성되어 물이 나오는 수전, 상기 수전에 형성된 수관 내부를 지나는 수돗물의 수질 성분을 측정하기 위해 전극 및 전해질로 구성된 소형챔버를 설치하되, 상기 소형챔버는 수온을 실시간으로 측정하는 온도측정센서를 포함하여 실시간으로 온도를 측정하고, 상기 소혐챔버에서 측정된 수질 성분 및 수온을 모니터 상에 표시하고, 상기 수전 상부에 설치되는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템을 제공한다.
이 때, 상기 소형챔버는 상기 수전에 형성된 수관 상에 분리형 컨트롤박스를 설치하고, 상기 분리형 컨트롤박스에 상기 소형챔버 및 상기 온도측정센서를 설치하고, 상기 분리형 컨트롤박스에서 측정되는 수질 성분 및 수온을 상기 수전과 분리된 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하여 디스플레이부를 분리식으로 구성할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부는 블루투스 저전력 프로토콜을 기반으로 하여 상기 소형챔버와 상기 온도측정센서를 스마트폰에 연동하고, 측정된 수질 성분과 수온을 상기 스마트폰에서 관리할 수 있게 한다.
또한, 상기 수전은 수관 선상에 소수력발전기를 설치하는 것으로 상기 수질 감지 센서가 작동하는데 필요한 전력을 발전 및 공급하게 할 수 있다.
여기서, 상기 소형챔버는 가정에 공급되는 수돗물에서 NH3, NO3, PO4, COD, BOD 및 총유기탄소를 분석하여 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 소형챔버는 가정으로 공급되는 용수에 이물질 및 유충이 유입되는 것을 방지하기 위해 필터부를 포함하되, 상기 필터부에 이물질 및 유충이 감지되었을 때 상기 디스플레이부 상에 경고를 표시한다.
본 발명에 따르면, 가정으로 공급되는 수돗물의 수질을 가정에서 실시간으로 파악할 수 있게 하는 것으로 수돗물을 사용함에 있어서, 깨끗한 수돗물을 안정적으로 사용할 수 있게 한다.
또한, 가정으로 공급되는 용수에 이물질 및 유충이 유입되는 것을 방지하기 위해 필터부를 포함하여 상기 필터부에 이물질 및 유충이 감지되었을 때 디스플레이상에 경고를 표시하는 것으로 가정에 공급되는 수돗물 등에 이상이 생겼을 때 사용자가 인지할 수 있도록한다.
또한 본 발명에 따르면, 수관 선상에 소수력발전기를 설치하는 것으로 수질 감지 센서가 작동하는데 필요한 전력을 발전 및 공급하여 본 발명의 가정용 수질 감지 센서를 사용할 때 전력소모를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 정면도.
도 3은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 측면단도.
도 5는 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 분리형의 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 분리형의 정면도.
도 7은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템의 회로모식도.
도 2는 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 정면도.
도 3은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 측면단도.
도 5는 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 분리형의 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 분리형의 정면도.
도 7은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템의 회로모식도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 일체형의 측면단도이다.
도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이, 수질 감지 센서(100)는 수관(11)이 형성되어 물이 나오는 수전(10) 및 상기 수전(10)에 형성된 수관(11) 내부를 지나는 수돗물의 수질 성분을 측정하기 위해 전극 및 전해질로 구성된 소형챔버(30)를 포함한다.
상기 수전(10)의 형상은 일반적인 가정에서 쓰이는 것으로 구성될 수 있으나, 수전(10)의 상부에 상기 소혐챔버(30)에서 측정된 수질 성분 등을 모니터 상에 표시하는 디스플레이부(20)가 형성되어 사용자가 바로 확인 할 수 있도록하는 일체형의 형상이 바람직하다.
이 때, 상기 수전(10)의 규격은 일반적인 KS 규격에 따르되, 교체용 어댑터를 포함하여 사용자가 손쉽게 수전을 교체할 수 있도록 한다.
상기 소형챔버(30)를 구성하는 전극은 2개 내지 8개의 전극이 설치될 수 있으며, 본 발명에서는 2개 또는 3개의 전극 및 전해질로 구성된 소형챔버(30)를 기본으로하여 설명한다.
또한, 상기 소형챔버(30)는 온도측정센서(70)를 포함할 수 있으며, 상기 온도측정센서(70)는 바이메탈 소재로 형성될 수 있으며, 바이메탈로 형성된 상기 온도측정센서(70)는 수온에 따른 바이메탈의 변형도를 측정하고, 변형도에 따라 측정된 온도를 실시간으로 상기 디스플레이부(20)에 전송 및 표시한다.
상기 소형챔버(30)에서 측정되는 수질측정항목은 NH3, NO3, PO4, COD, BOD 및 총유기탄소를 측정하는 것을 기본으로 하되, 추가적으로 CN, phenols, Al, Cu, Fe 등의 화합물 또는 금속물질이 가정으로 공급되는 수돗물에 포함된 것을 감지, 측정할 수 있다.
상기 소형챔버(30)는 화학반응 발생을 위한 전극 사이의 전위차, 전류량, 전도도, 임피던스 변화, 저항 변화 분석을 통하여 가정에 공급되는 수돗물의 오염도, 온도 및 사용량 등을 측정하며, 상기 소형챔버(30)에서 측정된 수돗물의 오염도, 온도 및 사용량을 DB화하여 사용자 또는 관리자에게 제공할 수 있고, 이를 통하여 가정에 사용되는 수돗물의 상태를 실시간으로 파악 및 최적화할 수 있다.
하나의 예로 본 발명에서 가정에 공급되는 수돗물의 오염도를 측정함에 있어서 오염정도를 판별하는 정상기준은 NH3 0.5mg/L이하, NO3 10mg/L이하, PO4 0.2ppm이하, COD 2mg/L이하, BOD 1ppm 이하, 총유기탄소 1mg/L 이하를 기준으로 하되, 그 외 기준은 "환경부령, 먹는물 수질 기준 및 검사 등에 관한 규칙, 별표1"에 기재된 기준을 따른다.
더불어, 상기 수돗물의 오염도를 측정할 때, 가상의 수관을 상기 소형챔버(30)에 가지형으로 형성하여 수전에 형성된 수관(11)을 흐르는 물을 가상의 수관에 일부 흘려보내 분리측정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 분리형의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 분리형의 정면도이다.
상기 도 5 내지 도 6에서 보는 바와 같이 본 발명의 수질 감지 센서 모니터링 시스템은 분리형으로 형성될 수도 있다.
이 때, 도 6에서 보는 바와 같이 상기 소형챔버(30)는 상기 수전(10)에 형성된 수관(11) 상에 분리형 컨트롤박스(50)를 설치하고, 상기 분리형 컨트롤박스(50)에 상기 소형챔버(30) 및 상기 온도측정센서(70)를 설치하고, 상기 분리형 컨트롤박스(50)에서 측정되는 수질 성분 및 수온을 상기 수전(10)과 분리된 디스플레이부(20)에 표시한다.
또한, 상기 디스플레이부(20)는 블루투스 저전력 프로토콜을 기반으로 하여 상기 소형챔버(30)와 상기 온도측정센서(70)를 스마트폰에 연동하고, 측정된 수질 성분과 수온을 상기 스마트폰에서 관리할 수 있다.
이 때, 상기 블루투스 저전력 프로토콜 이외에도 네트워크 시스템을 본 발명에 적용하는 것을 통하여 이를 중앙관제 시스템과 연동할 수 있다.
또한, 상기 수관(11) 선상에 소수력발전기(90)를 설치하는 것으로 수관(11)을 통하여 물이 흐를때, 상기 소수력발전기(90)를 통과하게 하는 것으로 상기 수질 감지 센서(100)가 작동하는데 필요한 전력을 발전 및 공급하여 소모 전력을 절감할 수 있다.
본래 소수력발전시스템은 하천이나 수로에 댐이나 보를 설치하고 발전소까지 물을 유동하는 수압관로, 물이 떨어지는 낙차로 전력을 생산하는 수차발전기, 생산된 전력을 공급하기 위한 송변전설비, 출력제어와 감시를 위한 감시제어설비가 구성되어야하나 본 발명에서 사용되는 상기 소수력발전기는 물의 낙차가 아닌 수관을 통과하는 물의 유동에너지를 이용해 발전하는 것으로 상기 소형챔버(30) 또는 상기 디스플레이부(20)가 작동하는데 필요한 전력을 공급하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 소형챔버(30)는 가정으로 공급되는 용수에 이물질 및 유충이 유입되는 것을 방지하기 위해 필터부를 포함하되, 상기 필터부에 이물질 및 유충이 감지되었을 때 상기 디스플레이부(20) 상에 경고를 표시한다.
이 때, 상기 필터부는 3중 구조로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 물이 지나갈 때 유충을 걸러내는 1차필터, 수관에 침적되어 떨어져나오는 침전물 등을 걸러내는 2차필터, 수관내 유입될 수 있는 미생물을 방지하는 3차필터를 포함한다.
도 7은 본 발명의 일실시예의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템의 회로모식도이다.
도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템은 12V DC 전원이 인가되고, 소수력발전기(90)가 상기 수질 감지 센서(100) 작동에 필요한 전력을 발전 및 공급하여 전원을 보조하면서 본 발명의 수질 감지 센서(100)를 작동하는데 사용되는 소모 전력을 절감한다.
이 때, 상기 소형챔버(30)에는 pH센서(80)가 내장되어 수관을 지나는 수돗물의 수소 이온 농도를 측정하고, 상기 소형챔버(30)에 설치되는 전극 및 전해질에 의해 수질성분을 측정한다.
또한, 상기 소형챔버(30)에는 온도측정센서(70)가 설치되어 수관(11)을 지나가는 수돗물의 온도를 측정할 수 있으며, 이 때 상기 온도측정센서(70)는 바이메탈소재를 사용하고, 상기 온도측정센서(70)의 측정범위는 -55℃ 내지 125℃이다.
상기 내용에서 본 발명의 도면을 기준으로 설명하였으며, 상기의 도면을 기준으로 설명한 부분에 한정되지 아니하고, 상기의 도면을 기준으로 설명한 부분을 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있다.
100 : 수질 감지 센서
10 : 수전 11 : 수관
20 : 디스플레이부 30 : 소형챔버
50 : 분리형 컨트롤박스 70 : 온도측정센서
80 : pH센서 90 : 소수력발전기
10 : 수전 11 : 수관
20 : 디스플레이부 30 : 소형챔버
50 : 분리형 컨트롤박스 70 : 온도측정센서
80 : pH센서 90 : 소수력발전기
Claims (6)
- 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템에 있어서,
상기 수질 감지 센서는 수관이 형성되어 물이 나오는 수전;
상기 수전에 형성된 수관 내부를 지나는 수돗물의 수질 성분을 측정하기 위해 전극 및 전해질로 구성된 소형챔버를 설치하되,;
상기 소형챔버는 수온을 실시간으로 측정하는 온도측정센서를 포함하여 실시간으로 온도를 측정하고,;
상기 소혐챔버에서 측정된 수질 성분 및 수온을 모니터 상에 표시하고, 상기 수전에 설치되는 디스플레이부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 소형챔버는 상기 수전에 형성된 수관 상에 분리형 컨트롤박스를 설치하고, 상기 분리형 컨트롤박스에 상기 소형챔버 및 상기 온도측정센서를 설치하고, 상기 분리형 컨트롤박스에서 측정되는 수질 성분 및 수온을 상기 수전과 분리된 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 하는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 디스플레이부는 블루투스 저전력 프로토콜을 기반으로 하여 상기 소형챔버와 상기 온도측정센서를 스마트폰에 연동하고, 측정된 수질 성분과 수온을 상기 스마트폰에서 관리할 수 있는 것을 특징으로 하는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 수전은 수관 선상에 소수력발전기를 설치하는 것으로 상기 수질 감지 센서가 작동하는데 필요한 전력을 발전 및 공급하는 것을 특징으로 하는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 소형챔버는 가정에 공급되는 용수에서 NH3, NO3, PO4, COD, BOD 및 총유기탄소를 분석하여 측정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 소형챔버는 가정으로 공급되는 용수에 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 필터부를 포함하되, 상기 필터부에 이물질이 감지되었을 때 상기 디스플레이부 상에 경고를 표시하는 것을 특징으로 하는 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210120437A KR20230037286A (ko) | 2021-09-09 | 2021-09-09 | 가정용 수질 감지 센서 모니터링 시스템 |
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| KR20230037286A true KR20230037286A (ko) | 2023-03-16 |
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ID=85985516
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|---|---|
| KR (1) | KR20230037286A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130048614A (ko) | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 서울시립대학교 산학협력단 | 자동측정기를 이용한 주택 수질 모니터링 장치 |
-
2021
- 2021-09-09 KR KR1020210120437A patent/KR20230037286A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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