KR20240057200A - 탁도 측정 장치 및 방법 - Google Patents

탁도 측정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240057200A
KR20240057200A KR1020220137662A KR20220137662A KR20240057200A KR 20240057200 A KR20240057200 A KR 20240057200A KR 1020220137662 A KR1020220137662 A KR 1020220137662A KR 20220137662 A KR20220137662 A KR 20220137662A KR 20240057200 A KR20240057200 A KR 20240057200A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
turbidity
fluid
light source
scattered
Prior art date
Application number
KR1020220137662A
Other languages
English (en)
Inventor
조정훈
이기혁
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020220137662A priority Critical patent/KR20240057200A/ko
Priority to PCT/KR2022/017871 priority patent/WO2024090647A1/ko
Publication of KR20240057200A publication Critical patent/KR20240057200A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/18—Water

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

가전에 사용되는 수질의 탁도를 측정할 수 있는 탁도 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 반사체를 포함하는 유체 저장부, 유체 저장부 내부의 유체로 광을 출사하는 제1 광 소스, 유체의 부유물 입자에 의해 산란된 산란광을 수광하는 제1 수광부, 제1 광 소스 및 제1 수광부를 제어하여 유체의 탁도를 측정하는 제어부를 포함하고, 제1 광 소스와 상기 제1 수광부는, 유체 저장부의 주변에서 유체 저장부를 중심으로 서로 소정 각도로 이격되어 위치하며, 반사체는, 유체 저장부의 표면 중 상기 제1 광 소스를 마주하는 제1 면과 상기 제1 수광부를 마주하는 제2 면 사이에 위치할 수 있다.

Description

탁도 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING TURBIDITY}
본 개시는, 가전에 사용되는 수질의 탁도를 측정할 수 있는 탁도 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 정수기, 식기 세척기, 세탁기 등과 같이 물을 이용하는 가전기기는, 깨끗한 물을 이용해야 하므로 수질의 탁도를 모니터링하기 위한 다양한 센서들이 장착되어 있다.
탁도는, 유체에 부유하는 광산란 입자 또는 광흡수 입자의 농도를 의미하는데, 유체 내에서 탁도가 증가할 경우, 광투과율은, 유체 내의 부유 입자 분포, 굴절률, 표면 특성 등에 따라 달라질 수 있다.
이러한 수질의 탁도 정보는, 가전기기의 세척 사이클 또는 정수 사이클을 변경함으로써, 물, 전력, 세제 등의 낭비를 최소화하고, 최적의 조건으로 정화된 식수를 제공하거나, 또는 최적의 조건으로 세척된 식기류 및 의류 등과 같이 물품을 제공할 수 있다.
하지만, 기존의 탁도 센서는, 낮은 탁도 영역에서의 수질 오염을 측정하는데에는 한계가 있어서, 식수용 가전과 같이 음용수의 안전성을 확보하는데 어려움이 있었다.
따라서, 향후, 높은 탁도 영역의 수질뿐만 아니라 낮은 탁도 영역의 수질도 감지할 수 있는 광대역 센싱 기능을 갖는 탁도 측정 장치의 개발이 필요하다.
본 개시는, 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는, 반사체를 활용하여 저탁도의 광 신호를 증폭함으로써, 저탁도 영역에서 고탁도 영역까지의 수질을 측정하는 광대역 센싱이 가능한 탁도 측정 장치 및 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 탁도 측정 장치는, 반사체를 포함하는 유체 저장부, 유체 저장부 내부의 유체로 광을 출사하는 제1 광 소스, 유체의 부유물 입자에 의해 산란된 산란광을 수광하는 제1 수광부, 제1 광 소스 및 제1 수광부를 제어하여 유체의 탁도를 측정하는 제어부를 포함하고, 제1 광 소스와 상기 제1 수광부는, 유체 저장부의 주변에서 유체 저장부를 중심으로 서로 소정 각도로 이격되어 위치하며, 반사체는, 유체 저장부의 표면 중 상기 제1 광 소스를 마주하는 제1 면과 상기 제1 수광부를 마주하는 제2 면 사이에 위치할 수 있다.
실시예에 있어서, 본 개시는, 유체 저장부 내부의 유체로 광을 출사하는 제2 광 소스를 더 포함하고, 제2 광 소스는, 유체 저장부를 중심으로 제1 광 소스에 소정 각도로 이격되고 제1 수광부를 마주보도록 배치될 수 있다.
실시예에 있어서, 제어부는, 제1 광 소스가 온이고 제2 광 소스가 오프일 때, 제1 수광부의 제1 수광 신호를 수신하고, 제1 광 소스가 오프이고 제2 광 소스가 온일 때, 제1 수광부의 제2 수광 신호를 수신하며, 제1 수광 신호와 제2 수광 신호를 기반으로 유체의 탁도를 측정할 수 있다.
실시예에 있어서, 제어부는, 유체의 탁도를 측정할 때, 제1 수광부의 포화 상태로 인하여 제1 수광 신호에 변화가 없고, 제2 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체의 탁도를 고탁도 영역으로 분류하고, 제2 수광 신호를 기반으로 유체의 고탁도 값을 측정할 수 있다.
실시예에 있어서, 제어부는, 유체의 탁도를 측정할 때, 제1 수광부의 포화 상태로 인하여 제2 수광 신호에 변화가 없고, 제1 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체의 탁도를 저탁도 영역으로 분류하고, 제1 수광 신호를 기반으로 유체의 저탁도 값을 측정할 수 있다.
실시예에 있어서, 본 개시는, 유체의 부유물 입자에 의해 산란된 산란광을 수광하는 제2 수광부를 더 포함하고, 제2 수광부는, 유체 저장부를 중심으로 제1 수광부에 소정 각도로 이격되고 제1 광 소스를 마주보도록 배치될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 탁도 측정 장치의 탁도 측정 방법은, 탁도 측정을 요청하는 사용자 입력을 수신하는 단계, 사용자 입력이 수신되면 제1 광 소스를 온(on)시키고 제2 광 소스를 오프(off)시키는 단계, 수광부로부터 제1 수광 신호를 수신하는 단계, 제1 광 소스를 오프시키고 제2 광 소스를 온시키는 단계, 수광부로부터 제2 수광 신호를 수신하는 단계, 및 제1 수광 신호와 제2 수광 신호를 기반으로 유체의 탁도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 탁도 측정 장치는, 반사체를 활용하여 저탁도의 광 신호를 증폭함으로써, 저탁도 영역에서 고탁도 영역까지의 수질을 측정하는 광대역 센싱이 가능하다,
또한, 본 개시는, 물을 이용하는 수용 가전에서의 수질의 저탁도 감지를 통해 음용수의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 개시는, 수질 오염도에 따른 맞춤 필터 교체가 가능하므로, 오염 기준에 따라 맞춤 필터 교체 주기 설정을 통해 불필요한 교체 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 개시는, 광대역 센싱 기능으로 다양한 수질을 이용하는 정수기 및 식기 세척기 등과 같은 가전에 적용 가능하다.
또한, 본 개시는, 광 소스를 저가의 LED로 구현할 수 있으므로, 저가격 센서 구성이 가능하고, 다양한 가전에 확대 적용할 수 있다.
또한, 본 개시는, 수질 실시간 모니터링 및 측정을 통해 수질 관제 및 고객 안심 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는, 도 1의 I-I' 선상의 구조 단면도이다.
도 3 내지 도 5는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 유체 저장부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 반사체를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 탁도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 탁도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 탁도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 반사체 위치 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 수광부 위치 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 반사체 적용 전후에 상응하는 광 신호 증폭을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 탁도 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
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.
도 1은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는, 도 1의 I-I' 선상의 구조 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시의 탁도 측정 장치는, 반사체(200)를 포함하는 유체 저장부(100), 유체 저장부(100) 내부의 유체(110)로 광을 출사하는 제1 광 소스(310)와 제2 광 소스(320), 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 산란된 산란광을 수광하는 수광부(400), 제1 광 소스(310), 제2 광 소스(320) 및 수광부(400)를 제어하여 유체(110)의 탁도를 측정하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.
여기서, 유체 저장부(100)는, 내부에 유체가 저장되는 원기둥 형상을 가질 수 있다.
경우에 따라, 유체 저장부(100)는, 내부에 유체가 흐를 수 있도록 관통홀이 형성되는 파이프 형상을 가질 수도 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
또한, 유체 저장부(100)는, 전체 표면이 광 투과 부재로 형성될 수 있다.
그 이유는, 외부에 위치하는 광 소스로부터 출사되는 광을 유체 저장부(100)의 내부 유체로 입사시키고, 내부의 산란광을 수광하기 위함이다.
경우에 따라, 유체 저장부(100)는, 일부 표면만이 광 투과 부재로 형성될 수 있다.
일 예로, 유체 저장부(100)는, 외부로부터 광이 내부로 입사되는 입사면과, 내부의 산란광이 외부로 출사되는 출사면에만 광 투과 부재가 형성될 수 있다.
여기서, 반사체(200)는, 유체 저장부(100)의 내측면에 부착될 수 있다.
다른 일 예로, 유체 저장부(100)는, 외부로부터 광이 내부로 입사되는 입사면, 내부의 산란광이 외부로 출사되는 출사면, 그리고 반사체(200)가 부착되는 부착면에만 광 투과 부재가 형성될 수도 있다.
여기서, 반사체(200)는, 유체 저장부(100)의 외측면에 부착될 수 있다.
반사체(200)는, 유체 저장부(100) 내부의 부유물 입자에 의해 산란되는 산란광을 유체 저장부(100) 내부의 부유물 입자 방향으로 반사 또는 재반사시켜 산란광을 증폭시키는 역할을 수행할 수 있다.
즉, 반사체(200)는, 광 산란이 낮은 저탁도 입자의 광 반사 특성을 극대화할 수 있다.
여기서, 반사체(200)는, 유체 저장부(100)의 표면 중 제1 광 소스(310)를 마주하는 제1 면과 수광부(400)를 마주하는 제2 면 사이에 위치할 수 있다.
그 이유는, 반사체(200)가 유체 저장부(100)의 표면 중 제1 광 소스(310)를 마주하는 제1 면과 수광부(400)를 마주하는 제2 면 사이의 영역에 위치할 때, 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 수광부(400)의 수광 신호를 획득할 수 있기 때문이다.
따라서, 본 개시는, 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 수광부(400)의 수광 신호를 분석하여 저탁도 영역에서의 수질을 정확하게 측정할 수 있다.
일 예로, 반사체(200)는, 재귀 반사 필름 및 광 반사 필름 중 적어도 어느 하나일 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
또한, 반사체(200)는, 산란광을 유체(110)의 부유물 입자(120)로 반사 또는 재반사시켜 산란광을 증폭시킬 수 있다.
여기서, 반사체(200)는, 산란광을 유체 저장부(100)의 내측 중심에 위치하는 부유물 입자(120) 방향으로 반사 또는 재반사시켜 산란광을 증폭시킬 수 있다.
일 예로, 반사체(200)의 길이는, 유체 저장부(100)의 길이 이하일 수 있고, 반사체(200)의 폭은, 제1 광 소스(310)를 마주하는 유체 저장부(100)의 제1 면과 수광부(400)를 마주하는 유체 저장부(100)의 제2 면 사이의 폭 이하일 수 있다.
여기서, 반사체(200)의 면적은, S = L × W (S는 반사체의 면적, L은 유체 저장부의 길이, W은 상기 유체 저장부의 제1 면과 제2 면 사이의 폭임)으로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
다음, 제1 광 소스(310)와 수광부(400)는, 유체 저장부(100)의 주변에서, 유체 저장부(100)를 중심으로 서로 소정 각도로 이격되어 위치할 수 있다.
일 예로, 제1 광 소스(310)와 수광부(400)는, 유체 저장부(100)를 중심으로 서로 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 제2 광 소스(320)는, 유체 저장부(100)를 중심으로 제1 광 소스(310)에 소정 각도로 이격되고 수광부(400)를 마주보도록 배치될 수 있다.
일 예로, 제2 광 소스(320)는, 유체 저장부(100)를 중심으로 제1 광 소스(310)에 수직할 수 있다.
또한, 제2 광 소스(320)와 수광부(400)는, 유체 저장부(100)의 중심점을 지나는 라인 선상을 따라 유체 저장부(100)의 양측으로 서로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.
또한, 제2 광 소스(320)는, 제1 광 소스(310)가 유체 저장부(100)의 중심점을 지나는 제1 라인 선상에 위치할 때, 유체 저장부(100)의 중심점을 지나면서 제1 라인 선에 소정 각도를 갖는 제2 라인 선상에 위치할 수 있다.
일 예로, 제2 광 소스(320)는, 유체 저장부(100)의 중심점을 지나면서 제1 라인 선에 수직한 제2 라인 선상에 위치할 수 있다.
그리고, 제2 광 소스(320)의 광 출력 세기는, 제1 광 소스(310)의 광 출력 세기와 동일할 수 있다.
경우에 따라, 제2 광 소스(320)의 광 출력 세기는, 제1 광 소스(310)의 광 출력 세기와 다를 수도 있다.
이어, 제1 광 소스(310)와 제2 광 소스(320)는, 발광 다이오드를 포함할 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
다음, 제어부(500)는, 제1 광 소스(310)가 온(on)되면 제2 광 소스(320)를 오프(off)시키거나 또는 제1 광 소스(310)가 오프되면 제2 광 소스(320)를 온시키도록 제1 광 소스(310)와 제2 광 소스(320)를 교대로 스위칭 제어할 수 있다.
여기서, 제어부(500)는, 제1 광 소스(310)가 온이고 제2 광 소스(320)가 오프일 때, 수광부(400)의 제1 수광 신호를 수신하고, 제1 광 소스(310)가 오프이고 제2 광 소스(320)가 온일 때, 수광부(400)의 제2 수광 신호를 수신하며, 제1 수광 신호와 제2 수광 신호를 기반으로 유체(110)의 탁도를 측정할 수 있다.
일 예로, 수광부(400)의 제1 수광 신호는, 제1 광 소스(310)로부터 출사된 광이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)과, 제1 산란광(210)이 반사체(200)에 의해 반사 또는 재반사되는 반사광(230)이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 2차 산란된 제2 산란광(220)을 포함하는 복수의 산란광들을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
또한, 수광부(400)의 제2 수광 신호는, 제2 광 소스(320)로부터 출사된 광이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
그리고, 제어부(500)는, 유체(110)의 탁도를 측정할 때, 수광부(400)의 포화 상태로 인하여 제1 수광 신호에 변화가 없고, 제2 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체(110)의 탁도를 고탁도 영역으로 분류하고, 제2 수광 신호를 기반으로 유체(110)의 고탁도 값을 측정할 수 있다.
여기서, 제어부(500)는, 유체(110)의 고탁도 값을 측정할 때, 제2 수광 신호를 기반으로 1 NTU (Nethelometric Paultity Unit) 초과이고, 2000NTU 이하인 범위 이내에서 유체(110)의 고탁도 값을 측정할 수 있다.
이때, 제2 수광 신호는, 제2 광 소스(320)로부터 출사된 광이 유체(110)의 부유물 입자에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
다음, 제어부(500)는, 유체(110)의 탁도를 측정할 때, 수광부(400)의 포화 상태로 인하여 제2 수광 신호에 변화가 없고, 제1 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체(110)의 탁도를 저탁도 영역으로 분류하고, 제1 수광 신호를 기반으로 유체(110)의 저탁도 값을 측정할 수 있다.
여기서, 제어부(500)는, 유체(110)의 저탁도 값을 측정할 때, 제1 수광 신호를 기반으로 1 NTU (Nethelometric Paultity Unit) 이하인 유체(110)의 저탁도 값을 측정할 수 있다.
이때, 제1 수광 신호는, 제1 광 소스(310)로부터 출사된 광이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)과, 제1 산란광(210)이 반사체(200)에 의해 반사 또는 재반사되는 반사광(230)이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 2차 산란된 제2 산란광(220)을 포함하는 복수의 산란광들을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
또한, 제어부(500)는, T(x) = a0 + aiP(x, θi) (여기서, T(x)는 탁도값이 x인 샘플에 대한 센서의 출력값, a0는 초기값, ai는 계수, P(x, θi)는 탁도값이 x인 상기 유체 저장부를 중심으로 소정 각도 θ를 갖는 수광부의 위치임)으로 이루어지는 수식에 의해 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 수광부(400)의 위치를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(500)는, 수광부(400)의 제1 수광 신호를 기반으로 유체 저장부(100)를 중심으로 반사체(200)의 각도별 ADC(Analog Digital Converter) 패턴을 분석하여 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 반사체(200)의 위치를 결정할 수 있다.
이와 같이, 본 개시는, 저탁도 영역 및 고탁도 영역을 포함하는 광대역 탁도 센싱을 위하여, 광 소스와 반사체(200)를 고정하고 수광부(400)를 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 특정 위치에 배치하거나 또는 광 소스와 수광부(400)를 고정하고 반사체(200)를 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 특정 위치에 배치할 수 있다.
따라서, 본 개시는, 반사체를 활용하여 저탁도의 광 신호를 증폭함으로써, 저탁도 영역에서 고탁도 영역까지의 수질을 측정하는 광대역 센싱이 가능하다,
또한, 본 개시는, 물을 이용하는 수용 가전에서의 수질의 저탁도 감지를 통해 음용수의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 개시는, 수질 오염도에 따른 맞춤 필터 교체가 가능하므로, 오염 기준에 따라 맞춤 필터 교체 주기 설정을 통해 불필요한 교체 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 개시는, 광대역 센싱 기능으로 다양한 수질을 이용하는 정수기 및 식기 세척기 등과 같은 가전에 적용 가능하다.
또한, 본 개시는, 광 소스를 저가의 LED로 구현할 수 있으므로, 저가격 센서 구성이 가능하고, 다양한 가전에 확대 적용할 수 있다.
또한, 본 개시는, 수질 실시간 모니터링 및 측정을 통해 수질 관제 및 고객 안심 서비스를 제공할 수 있다.
도 3 내지 도 5는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 유체 저장부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 유체 저장부(100)는, 내부에 유체가 저장되는 원기둥 형상을 가질 수 있다.
여기서, 유체 저장부(100)는, 내부에 유체가 흐를 수 있도록 관통홀이 형성되는 파이프 형상을 가질 수도 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
도 3과 같이, 유체 저장부(100)는, 전체 표면이 광 투과 부재로 형성될 수 있다.
그 이유는, 외부에 위치하는 제1 광 소스로부터 출사되는 제1 광(312)과 외부에 위치하는 제2 광 소스로부터 출사되는 제2 광(322)을 유체 저장부(100)의 내부 유체로 입사시키고, 내부의 산란광을 외부의 수광부가 수광하기 위함이다.
그리고, 반사체(200)는, 유체 저장부(100)의 표면 중 제1 광 소스를 마주하는 제1 면과 수광부를 마주하는 제2 면 사이에 위치할 수 있다.
여기서, 반사체(200)는, 유체 저장부(100) 내부의 부유물 입자(120)에 의해 산란되는 산란광을 유체 저장부(100) 내부의 부유물 입자(120) 방향으로 반사 또는 재반사시켜 산란광을 증폭시키는 역할을 수행할 수 있다.
일 예로, 본 개시는, 외부에 위치하는 제1 광 소스로부터 출사되는 제1 광(312)이 유체 저장부(100)의 내부 유체로 입사되면, 제1 광 소스로부터 출사된 제1 광(312)이 유체의 부유물 입자(120)에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)과, 제1 산란광(210)이 반사체(200)에 의해 반사 또는 재반사되는 반사광(230)이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 2차 산란된 제2 산란광(220)을 포함하는 복수의 산란광들을 외부의 수광부로 출사할 수 있다.
또한, 본 개시는, 외부에 위치하는 제2 광 소스로부터 출사되는 제2 광(322)이 유체 저장부(100)의 내부 유체로 입사되면, 제2 광 소스로부터 출사된 제2 광(322)이 유체의 부유물 입자(120)에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)이 외부의 수광부로 출사할 수 있다.
다른 실시예로서, 도 4와 같이, 유체 저장부(100)는, 일부 표면만이 광 투과 부재로 형성될 수 있다.
유체 저장부(100)는, 외부로부터 제1 광(312) 및 제2 광(322)이 내부로 입사되는 입사면과, 내부의 제1, 제2 산란광(210, 220)이 외부로 출사되는 출사면에만 광 투과 부재(150)가 형성되고, 나머지 영역에 불투과 부재(160)가 형성될 수 있다.
여기서, 반사체(200)는, 유체 저장부(100)의 내측면에 부착될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 도 5와 같이, 유체 저장부(100)는, 외부로부터 제1 광(312) 및 제2 광(322)이 내부로 입사되는 입사면, 내부의 제1, 제2 산란광(210, 220)이 외부로 출사되는 출사면, 그리고 반사체(200)가 부착되는 부착면에만 광 투과 부재(150)가 형성되고, 나머지 영역에 불투과 부재(160)가 형성될 수 있다.
여기서, 반사체(200)는, 유체 저장부(100)의 외측면에 부착될 수 있다.
도 6은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 반사체를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 반사체(200)는, 유체 저장부(100) 내부의 부유물 입자에 의해 산란되는 산란광을 유체 저장부(100) 내부의 부유물 입자 방향으로 반사 또는 재반사시켜 산란광을 증폭시키는 역할을 수행할 수 있다.
즉, 반사체(200)는, 광 산란이 낮은 저탁도 입자의 광 반사 특성을 극대화할 수 있다.
여기서, 반사체(200)는, 유체 저장부(100)의 표면 중 제1 광 소스를 마주하는 제1 면과 수광부를 마주하는 제2 면 사이에 위치할 수 있다.
그 이유는, 반사체(200)가 유체 저장부(100)의 표면 중 제1 광 소스를 마주하는 제1 면과 수광부를 마주하는 제2 면 사이의 영역에 위치할 때, 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 수광부의 수광 신호를 획득할 수 있기 때문이다.
따라서, 본 개시는, 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 수광부의 수광 신호를 분석하여 저탁도 영역에서의 수질을 정확하게 측정할 수 있다.
반사체(200)는, 재귀 반사 필름 및 광 반사 필름 중 적어도 어느 하나일 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
일 예로, 반사체(200)의 길이 L1는, 유체 저장부(100)의 길이 L2 이하일 수 있고, 반사체(200)의 폭 W1은, 제1 광 소스를 마주하는 유체 저장부(100)의 제1 면과 수광부를 마주하는 유체 저장부(100)의 제2 면 사이의 폭 W2 이하일 수 있다.
여기서, 반사체(200)의 면적은, S = L × W (S는 반사체의 면적, L은 유체 저장부의 길이, W은 상기 유체 저장부의 제1 면과 제2 면 사이의 폭임)으로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
도 7은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 탁도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 개시는, 제1 광 소스(310), 제2 광 소스(320) 및 수광부(400)를 제어하여 유체의 탁도를 측정하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.
여기서, 제어부(500)는, 제1 광 소스(310)가 온(on)되면 제2 광 소스(320)를 오프(off)시키거나 또는 제1 광 소스(310)가 오프되면 제2 광 소스(320)를 온시키도록 제1 광 소스(310)와 제2 광 소스(320)를 교대로 스위칭 제어할 수 있다.
그리고, 제어부(500)는, 제1 광 소스(310)가 온이고 제2 광 소스(320)가 오프일 때, 수광부(400)의 제1 수광 신호를 수신하고, 제1 광 소스(310)가 오프이고 제2 광 소스(320)가 온일 때, 수광부(400)의 제2 수광 신호를 수신하며, 제1 수광 신호와 제2 수광 신호를 기반으로 유체의 탁도를 측정할 수 있다.
일 예로, 수광부(400)의 제1 수광 신호는, 제1 광 소스(310)로부터 출사된 광이 유체의 부유물 입자에 의해 1차 산란된 제1 산란광과, 제1 산란광이 반사체에 의해 반사 또는 재반사되는 반사광이 유체의 부유물 입자에 의해 2차 산란된 제2 산란광을 포함하는 복수의 산란광들을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
또한, 수광부(400)의 제2 수광 신호는, 제2 광 소스로부터 출사된 광이 유체의 부유물 입자에 의해 1차 산란된 제1 산란광을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
그리고, 제어부(500)는, 유체의 탁도를 측정할 때, 수광부(400)의 포화 상태로 인하여 제1 수광 신호에 변화가 없고, 제2 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체의 탁도를 고탁도 영역으로 분류하고, 제2 수광 신호를 기반으로 유체의 고탁도 값을 측정할 수 있다.
여기서, 제어부(500)는, 제2 수광 신호를 기반으로 1 NTU (Nethelometric Paultity Unit) 초과이고, 2000NTU 이하인 범위 이내에서 유체의 고탁도 값을 측정할 수 있다.
다음, 제어부(500)는, 유체의 탁도를 측정할 때, 수광부(400)의 포화 상태로 인하여 제2 수광 신호에 변화가 없고, 제1 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체의 탁도를 저탁도 영역으로 분류하고, 제1 수광 신호를 기반으로 유체의 저탁도 값을 측정할 수 있다.
여기서, 제어부(500)는, 제1 수광 신호를 기반으로 1 NTU (Nethelometric Paultity Unit) 이하인 유체(110)의 저탁도 값을 측정할 수 있다.
도 8은, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 탁도 측정 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는, 본 개시의 다른 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 탁도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 개시의 탁도 측정 장치는, 반사체(200)를 포함하는 유체 저장부(100), 유체 저장부(100) 내부의 유체(110)로 광을 출사하는 광 소스(300), 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 산란된 산란광을 수광하는 제1 수광부(410)와 제2 수광부(420), 그리고 광 소스(300), 제1 수광부(410) 및 제2 수광부(420)를 제어하여 유체(110)의 탁도를 측정하는 제어부(500)를 포함할 수 있다.
여기서, 유체 저장부(100)는, 내부에 유체가 저장되는 원기둥 형상을 가질 수 있다.
반사체(200)는, 유체 저장부(100) 내부의 부유물 입자에 의해 산란되는 산란광을 유체 저장부(100) 내부의 부유물 입자 방향으로 반사 또는 재반사시켜 산란광을 증폭시키는 역할을 수행할 수 있다.
즉, 반사체(200)는, 광 산란이 낮은 저탁도 입자의 광 반사 특성을 극대화할 수 있다.
여기서, 반사체(200)는, 유체 저장부(100)의 표면 중 광 소스(300)를 마주하는 제1 면과 제1 수광부(410)를 마주하는 제2 면 사이에 위치할 수 있다.
그 이유는, 반사체(200)가 유체 저장부(100)의 표면 중 광 소스(300)를 마주하는 제1 면과 제1 수광부(410)를 마주하는 제2 면 사이의 영역에 위치할 때, 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 제1 수광부(410)의 수광 신호를 획득할 수 있기 때문이다.
따라서, 본 개시는, 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 제1 수광부(410)의 수광 신호를 분석하여 저탁도 영역에서의 수질을 정확하게 측정할 수 있다.
다음, 광 소스(300)와 제1 수광부(410)는, 유체 저장부(100)의 주변에서, 유체 저장부(100)를 중심으로 서로 소정 각도로 이격되어 위치할 수 있다.
일 예로, 광 소스(300)와 제1 수광부(410)는, 유체 저장부(100)를 중심으로 서로 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
이어, 제2 수광부(420)는, 유체 저장부(100)를 중심으로 제1 수광부(410)에 소정 각도로 이격되고 광 소스(300)를 마주보도록 배치될 수 있다.
일 예로, 제2 수광부(420)는, 유체 저장부(100)를 중심으로 제1 수광부(410)에 수직하고 광 소스(300)를 마주보도록 배치될 수 있다.
즉, 광 소스(300)와 제2 수광부(420)는, 유체 저장부(100)의 중심점을 지나는 라인 선상을 따라 유체 저장부(100)의 양측으로 서로 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.
여기서, 제2 수광부(420)는, 제1 수광부(410)가 유체 저장부(100)의 중심점을 지나는 제1 라인 선상에 위치할 때, 유체 저장부(100)의 중심점을 지나면서 제1 라인 선에 소정 각도를 갖는 제2 라인 선상에 위치할 수 있다.
일 예로, 제2 수광부(420)는, 유체 저장부(100)의 중심점을 지나면서 제1 라인 선에 수직한 제2 라인 선상에 위치할 수 있다.
본 개시의 제1 수광부(410)와 제2 수광부(420)는, 포토 다이오드일 수 있는데, 이는 일 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않는다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 개시의 제어부(500)는, 광 소스(300)와 제1 수광부(410)가 온(on)되면 제2 수광부(420)를 오프(off)시키거나 또는 광 소스(300)가 온되고 제1 수광부(410)가 오프되면 제2 수광부(420)를 온시키도록 제1 수광부(410)와 제2 수광부(420)를 교대로 스위칭 제어할 수 있다.
여기서, 제어부(500)는, 제1 수광부(410)가 온이고 제2 수광부(420)가 오프일 때, 제1 수광부(410)의 제1 수광 신호를 수신하고, 제1 수광부(410)가 오프이고 제2 수광부(420)가 온일 때, 제2 수광부(420)의 제2 수광 신호를 수신하며, 제1 수광 신호와 제2 수광 신호를 기반으로 유체(110)의 탁도를 측정할 수 있다.
일 예로, 제1 수광부(410)의 제1 수광 신호는, 광 소스(300)로부터 출사된 광이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)과, 제1 산란광(210)이 반사체(200)에 의해 반사 또는 재반사되는 반사광(230)이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 2차 산란된 제2 산란광(220)을 포함하는 복수의 산란광들을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
또한, 제2 수광부(420)의 제2 수광 신호는, 광 소스(300)로부터 출사된 광이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
그리고, 제어부(500)는, 유체(110)의 탁도를 측정할 때, 제1 수광부(410)의 포화 상태로 인하여 제1 수광 신호에 변화가 없고, 제2 수광부(420)의 제2 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체(110)의 탁도를 고탁도 영역으로 분류하고, 제2 수광 신호를 기반으로 유체(110)의 고탁도 값을 측정할 수 있다.
여기서, 제어부(500)는, 유체(110)의 고탁도 값을 측정할 때, 제2 수광부(420)의 제2 수광 신호를 기반으로 1 NTU (Nethelometric Paultity Unit) 초과이고, 2000NTU 이하인 범위 이내에서 유체(110)의 고탁도 값을 측정할 수 있다.
이때, 제2 수광부(420) 제2 수광 신호는, 광 소스(300)로부터 출사된 광이 유체(110)의 부유물 입자에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
다음, 제어부(500)는, 유체(110)의 탁도를 측정할 때, 제2 수광부(420)의 포화 상태로 인하여 제2 수광 신호에 변화가 없고, 제1 수광부(410)의 제1 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체(110)의 탁도를 저탁도 영역으로 분류하고, 제1 수광 신호를 기반으로 유체(110)의 저탁도 값을 측정할 수 있다.
여기서, 제어부(500)는, 유체(110)의 저탁도 값을 측정할 때, 제1 수광부(410)의 제1 수광 신호를 기반으로 1 NTU (Nethelometric Paultity Unit) 이하인 유체(110)의 저탁도 값을 측정할 수 있다.
이때, 제1 수광부(410)의 제1 수광 신호는, 광 소스(300)로부터 출사된 광이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 1차 산란된 제1 산란광(210)과, 제1 산란광(210)이 반사체(200)에 의해 반사 또는 재반사되는 반사광(230)이 유체(110)의 부유물 입자(120)에 의해 2차 산란된 제2 산란광(220)을 포함하는 복수의 산란광들을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
도 10은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 반사체 위치 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 개시는, 수광부의 수광 신호를 기반으로 유체 저장부를 중심으로 반사체(200)의 각도별 ADC(Analog Digital Converter) 패턴을 분석하여 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 반사체(200)의 위치를 결정할 수 있다.
일 예로, 본 개시는, 반사체(200)의 위치를 결정할 때, 도 10과 같이, 수광 신호 패턴의 세기가 증폭되고, 동시에 고탁도 패턴 A의 탁도값 1,1 NTU과 저탁도 패턴 B의 탁도값 0.1 NTU가 구분이 되는 특정 위치를 반사체(200)의 위치로 결정할 수 있다.
즉, 본 개시는, 광 소스와 수광부의 위치를 고정하고 반사체(200)의 위치를 가변시켜 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 특정 위치에 찾을 수 있다.
따라서, 본 개시는, 반사체(200)를 활용하여 저탁도의 광 신호를 증폭함으로써, 저탁도 영역에서 고탁도 영역까지의 수질을 측정하는 광대역 센싱이 가능하다,
도 11은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 수광부 위치 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 개시는, T(x) = a0 + aiP(x, θi) (여기서, T(x)는 탁도값이 x인 샘플에 대한 센서의 출력값, a0는 초기값, ai는 계수, P(x, θi)는 탁도값이 x인 상기 유체 저장부를 중심으로 소정 각도 θ를 갖는 수광부의 위치임)으로 이루어지는 수식에 의해 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 수광부(400)의 위치를 결정할 수 있다.
일 예로, 본 개시는, 포토 다이이오드인 수광부의 위치를 결정할 때, 도 11과 같이, 탁도별 수광 신호 패턴을 기반으로 고탁도 수광 신호 패턴과 저탁도 수광 신호 패턴의 신호 세기가 증폭되고 저탁도 구분이 되는 특정 위치를 수광부 위치로 결정할 수 있다.
즉, 본 개시는, 광 소스와 반사체의 위치를 고정하고 수광부의 위치를 가변시켜 탁도 변동량 및 저탁도 구분이 최대가 되는 특정 위치에 찾을 수 있다.
도 12 및 도 13은, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 반사체 적용 전후에 상응하는 광 신호 증폭을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는, 본 개시의 반사체가 적용되기 전에 상응하는 광 신호 증폭을 설명하기 위한 도면이고, 도 13은, 본 개시의 반사체가 적용된 후에 상응하는 광 신호 증폭을 설명하기 위한 도면이다.
도 12와 같이, 반사체가 미적용된 경우에, 용액 샘플의 탁도별로 수광 신호의 ACDC 값을 측정하면 광 증폭을 보여주는 탁도 기울기가 약 126,8로 나타나기 때문에 저탁도 신호값과 고탁도 신호값의 구분이 어려우므로 저탁도 측정이 불가능하다.
이에 반해, 도 13과 같이, 반사체가 적용된 경우에, 용액 샘플의 탁도별로 수광 신호의 ACDC 값을 측정하면 광 증폭을 보여주는 탁도 기울기가 약 311,2로 개선되어 나타나기 때문에 저탁도 신호값과 고탁도 신호값의 구분이 가능하므로 저탁도 측정이 가능하다.
도 14는, 본 개시의 일 실시 예에 따른 탁도 측정 장치의 탁도 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 개시는, 탁도 측정을 요청하는 사용자 입력을 수할 수 있다(S10).
그리고, 본 개시는, 사용자 입력이 수신되면 제1 광 소스를 온(on)시키고, 제2 광 소스를 오프(off)시킬 수 있다(S20).
이어, 본 개시는, 수광부로부터 제1 수광 신호를 수신할 수 있다(S30).
여기서, 제1 수광 신호는, 제1 광 소스로부터 출사된 광이 유체의 부유물 입자에 의해 1차 산란된 제1 산란광과, 제1 산란광이 반사체에 의해 반사 또는 재반사되어 유체의 부유물 입자에 의해 2차 산란된 제2 산란광을 포함하는 복수의 산란광들을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
다음, 본 개시는, 제1 광 소스를 오프시키고, 제2 광 소스를 온시킬 수 있다(S40).
그리고, 본 개시는, 수광부로부터 제2 수광 신호를 수신할 수 있다(S50).
여기서, 제2 수광 신호는, 제2 광 소스로부터 출사된 광이 유체의 부유물 입자에 의해 1차 산란된 제1 산란광을 기반으로 생성되는 수광 신호일 수 있다.
이어, 본 개시는, 제1 수광 신호와 제2 수광 신호를 기반으로 유체의 탁도를 측정할 수 있다(S60).
여기서, 본 개시는, 수광부의 포화 상태로 인하여 제1 수광 신호에 변화가 없고, 제2 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체의 탁도를 고탁도 영역으로 분류하고, 제2 수광 신호를 기반으로 유체의 고탁도 값을 측정할 수 있다.
또한, 본 개시는, 수광부의 포화 상태로 인하여 제2 수광 신호에 변화가 없고, 제1 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 유체의 탁도를 저탁도 영역으로 분류하고, 제1 수광 신호를 기반으로 유체의 저탁도 값을 측정할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 탁도 측정 장치는, 반사체를 활용하여 저탁도의 광 신호를 증폭함으로써, 저탁도 영역에서 고탁도 영역까지의 수질을 측정하는 광대역 센싱이 가능하다,
또한, 본 개시는, 물을 이용하는 수용 가전에서의 수질의 저탁도 감지를 통해 음용수의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 본 개시는, 수질 오염도에 따른 맞춤 필터 교체가 가능하므로, 오염 기준에 따라 맞춤 필터 교체 주기 설정을 통해 불필요한 교체 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 개시는, 광대역 센싱 기능으로 다양한 수질을 이용하는 정수기 및 식기 세척기 등과 같은 가전에 적용 가능하다.
또한, 본 개시는, 광 소스를 저가의 LED로 구현할 수 있으므로, 저가격 센서 구성이 가능하고, 다양한 가전에 확대 적용할 수 있다.
또한, 본 개시는, 수질 실시간 모니터링 및 측정을 통해 수질 관제 및 고객 안심 서비스를 제공할 수 있다.
전술한 본 개시는, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀 질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 또한, 상기 컴퓨터는 인공 지능 기기의 프로세서를 포함할 수도 있다.

Claims (15)

  1. 반사체를 포함하는 유체 저장부;
    상기 유체 저장부 내부의 유체로 광을 출사하는 제1 광 소스;
    상기 유체의 부유물 입자에 의해 산란된 산란광을 수광하는 제1 수광부;
    상기 제1 광 소스 및 제1 수광부를 제어하여 유체의 탁도를 측정하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 광 소스와 상기 제1 수광부는,
    상기 유체 저장부의 주변에서, 상기 유체 저장부를 중심으로 서로 소정 각도로 이격되어 위치하며,
    상기 반사체는,
    상기 유체 저장부의 표면 중 상기 제1 광 소스를 마주하는 제1 면과 상기 제1 수광부를 마주하는 제2 면 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사체는,
    상기 산란광을 상기 유체의 부유물 입자로 반사 또는 재반사시켜 상기 산란광을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 유체 저장부 내부의 유체로 광을 출사하는 제2 광 소스를 더 포함하고,
    상기 제2 광 소스는,
    상기 유체 저장부를 중심으로 상기 제1 광 소스에 소정 각도로 이격되고 상기 제1 수광부를 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 광 소스와 상기 제2 광 소스는,
    발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 광 소스가 온(on)되면 상기 제2 광 소스를 오프(off)시키거나 또는 상기 제1 광 소스가 오프되면 상기 제2 광 소스를 온시키도록 상기 제1 광 소스와 상기 제2 광 소스를 교대로 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 광 소스가 온이고 상기 제2 광 소스가 오프일 때, 상기 제1 수광부의 제1 수광 신호를 수신하고,
    상기 제1 광 소스가 오프이고 상기 제2 광 소스가 온일 때, 상기 제1 수광부의 제2 수광 신호를 수신하며,
    상기 제1 수광 신호와 상기 제2 수광 신호를 기반으로 상기 유체의 탁도를 측정하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 수광부의 제1 수광 신호는,
    상기 제1 광 소스로부터 출사된 광이 상기 유체의 부유물 입자에 의해 1차 산란된 제1 산란광과, 상기 제1 산란광이 상기 반사체에 의해 반사 또는 재반사되어 상기 유체의 부유물 입자에 의해 2차 산란된 제2 산란광을 포함하는 복수의 산란광들을 기반으로 생성되는 수광 신호이고,
    상기 제1 수광부의 제2 수광 신호는,
    상기 제2 광 소스로부터 출사된 광이 상기 유체의 부유물 입자에 의해 1차 산란된 제1 산란광을 기반으로 생성되는 수광 신호인 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유체의 탁도를 측정할 때, 상기 제1 수광부의 포화 상태로 인하여 상기 제1 수광 신호에 변화가 없고, 상기 제2 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 상기 유체의 탁도를 고탁도 영역으로 분류하고, 상기 제2 수광 신호를 기반으로 상기 유체의 고탁도 값을 측정하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유체의 탁도를 측정할 때, 상기 제1 수광부의 포화 상태로 인하여 상기 제2 수광 신호에 변화가 없고, 상기 제1 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 상기 유체의 탁도를 저탁도 영역으로 분류하고, 상기 제1 수광 신호를 기반으로 상기 유체의 저탁도 값을 측정하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 유체의 부유물 입자에 의해 산란된 산란광을 수광하는 제2 수광부를 더 포함하고,
    상기 제2 수광부는,
    상기 유체 저장부를 중심으로 상기 제1 수광부에 소정 각도로 이격되고 상기 제1 광 소스를 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 수광부와 상기 제2 수광부는,
    포토 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 광 소스와 상기 제1 수광부가 온(on)되면 상기 제2 수광부를 오프(off)시키거나 또는 상기 제1 광 소스가 온되고 상기 제1 수광부가 오프되면 상기 제2 수광부를 온시키도록 상기 제1 수광부와 상기 제2 수광부를 교대로 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유체의 탁도를 측정할 때, 상기 제1 수광부의 포화 상태로 인하여 상기 제1 수광 신호에 변화가 없고, 상기 제2 수광부의 제2 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 상기 유체의 탁도를 고탁도 영역으로 분류하고, 상기 제2 수광 신호를 기반으로 상기 유체의 고탁도 값을 측정하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유체의 탁도를 측정할 때, 상기 제2 수광부의 포화 상태로 인하여 상기 제2 수광 신호에 변화가 없고, 상기 제1 수광부의 제1 수광 신호가 정상적으로 수신되면, 상기 유체의 탁도를 저탁도 영역으로 분류하고, 상기 제1 수광 신호를 기반으로 상기 유체의 저탁도 값을 측정하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 장치.
  15. 반사체를 포함하는 유체 저장부의 주변에 소정 각도로 배치되는 제1 광 소스, 제2 광 소스 및 수광부를 포함하는 탁도 측정 장치의 탁도 측정 방법에 있어서,
    탁도 측정을 요청하는 사용자 입력을 수신하는 단계;
    상기 사용자 입력이 수신되면 상기 제1 광 소스를 온(on)시키고, 상기 제2 광 소스를 오프(off)시키는 단계;
    상기 수광부로부터 제1 수광 신호를 수신하는 단계:
    상기 제1 광 소스를 오프시키고, 제2 광 소스를 온시키는 단계;
    상기 수광부로부터 제2 수광 신호를 수신하는 단계: 및
    상기 제1 수광 신호와 상기 제2 수광 신호를 기반으로 상기 유체의 탁도를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탁도 측정 방법.
KR1020220137662A 2022-10-24 2022-10-24 탁도 측정 장치 및 방법 KR20240057200A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220137662A KR20240057200A (ko) 2022-10-24 2022-10-24 탁도 측정 장치 및 방법
PCT/KR2022/017871 WO2024090647A1 (ko) 2022-10-24 2022-11-14 탁도 측정 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220137662A KR20240057200A (ko) 2022-10-24 2022-10-24 탁도 측정 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240057200A true KR20240057200A (ko) 2024-05-02

Family

ID=90831084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220137662A KR20240057200A (ko) 2022-10-24 2022-10-24 탁도 측정 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20240057200A (ko)
WO (1) WO2024090647A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828458A (en) * 1995-01-26 1998-10-27 Nartron Corporation Turbidity sensor
JP2000074831A (ja) * 1998-08-26 2000-03-14 Matsushita Electric Works Ltd 濁度計
JP6246376B2 (ja) * 2013-09-30 2017-12-13 ハッハ ランゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＨａｃｈ Ｌａｎｇｅ Ｇｍｂｈ 比濁分析濁度計、および、比濁分析濁度計のサンプルキュベットの汚染の検出のための方法
KR102596982B1 (ko) * 2018-12-24 2023-11-02 삼성전자주식회사 세탁기 및 그 제어 방법
KR102543670B1 (ko) * 2020-11-30 2023-06-16 주식회사 더웨이브톡 탁도계

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024090647A1 (ko) 2024-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4803470A (en) Substance detector device
US7270442B2 (en) System and method for monitoring status of a visual signal device
KR100399637B1 (ko) 광학식 마우스
CA2119622A1 (en) Underwater light scattering sensor
US4256403A (en) Combination water contaminant and fuel density detector
KR20240057200A (ko) 탁도 측정 장치 및 방법
JPS6111637A (ja) 液体センサ
JP3370746B2 (ja) 透明容器内試料の分量測定装置
JPH1184024A (ja) 降雪センサ
CN114729885A (zh) 基于光学的颗粒物感测
JP2000199742A (ja) 油膜検知装置
JPH04301769A (ja) 液体センサ
JP2005106719A (ja) 光導波路を用いた光反射式計測装置
JP2006019939A (ja) 光電センサ及びウエハ検出装置
US20240133808A1 (en) Accurate turbidity measurement system and method, using speckle pattern
JPS60174930A (ja) 濃度計
JPH1148494A (ja) 液体残量検出装置
JPH1096791A (ja) 雨滴検出装置
JPS6111635A (ja) 液体センサ
JPH04220508A (ja) 試料の厚さ測定装置
JPH08114546A (ja) 液体濃度測定装置
US20120172785A1 (en) Cassette prism for fluid level detection
JPH0774782B2 (ja) 近赤外線湿度計測装置
JPS60174929A (ja) 濃度計
JP2003303976A (ja) 受光装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal