KR100580313B1 - 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 실시간탁도 측정 방법 - Google Patents
탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 실시간탁도 측정 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100580313B1 KR100580313B1 KR1020040002588A KR20040002588A KR100580313B1 KR 100580313 B1 KR100580313 B1 KR 100580313B1 KR 1020040002588 A KR1020040002588 A KR 1020040002588A KR 20040002588 A KR20040002588 A KR 20040002588A KR 100580313 B1 KR100580313 B1 KR 100580313B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- turbidity
- lamp
- intensity
- light
- spectrophotometer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 81
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 43
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 3
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 241001453636 Salvinia Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 235000013334 alcoholic beverage Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N hydroxyl Chemical compound [OH] TUJKJAMUKRIRHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 235000013555 soy sauce Nutrition 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
-
- 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
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/8483—Investigating reagent band
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
- G01N29/46—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by spectral analysis, e.g. Fourier analysis or wavelet analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/36—Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
- G01R33/3621—NMR receivers or demodulators, e.g. preamplifiers, means for frequency modulation of the MR signal using a digital down converter, means for analog to digital conversion [ADC] or for filtering or processing of the MR signal such as bandpass filtering, resampling, decimation or interpolation
-
- 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
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
- G01N2021/3155—Measuring in two spectral ranges, e.g. UV and visible
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
본 발명은 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 실시간 탁도 측정 방법에 관한 것으로서, 탁도 측정용 스펙트로포토메터는 UV 또는 VIS 램프와; 상기한 램프와의 이격 거리 조절이 가능하며 조사되는 광선의 강도를 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 센서와; 상기한 센서로부터의 출력 신호를 입력 신호로 하여 연산, 기억 및 처리하여 전기적 신호를 출력하며, 새 램프의 초기 조사 강도와 측정 대상 수계(水系) 상방의 대기 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값을 기억하고 상기한 측정 대상 수계 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값을 상기한 기억된 신호값과 대비하고 보정하는 마이크로프로세서와; 상기한 마이크로프로세서의 출력신호를 입력신호로 하여 조사 대상 수계의 탁도를 표시하는 탁도 표시부로 구성되며, 초기의 램프 조사 강도 및/또는 수면 외측의 램프 조사 강도를 기억한 다음, 수면 하에서의 램프 조사 강도를 상기한 기억된 조사 강도와 비교하여 측정 대상 수계(水系)의 탁도를 실시간으로 정밀하고 정확하게 측정함과 아울러, 램프 교체 시기 및 세정 시기를 얼람이나 디스플레이 또는 이메일에 의해 실시간으로 원격지의 운전자에게 통지할 수가 있다.
스펙트로포토메터, 탁도, 센서, 강도
Description
도 1은 종래의 탁도 측정용 스펙트로포토메터의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 탁도 측정용 스펙트로포토메터의 외관도이다.
도 3은 도 2의 탁도 측정용 스펙트로포토메터에 있어서 본체 및 센서의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 탁도 측정용 스펙트로포토메터의 구성을 도시한 블록도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1: 본 발명의 탁도 측정용 스펙트로포토메터
9: 본체 10: 램프
21: 센서 30: 마이크로프로세서
40: 탁도 표시부 41: 모드 표시부
42: 발광 다이오드 43: 표시구동회로
72: 증폭기 73: A/D 컨버터
80: 신호 처리부 90: 버튼부
91: 모드 선택 버튼 92: 업 버튼
93: 다운 버튼 94: 셋 버튼
95: 전원 스위치 96: 탁도 센서 연결 커넥터
97: 전원 연결 커넥터 100: 전원부
본 발명은 탁도(濁度:turbidity) 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 실시간 탁도 측정 방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 초기의 램프 조사 강도 및 수면 외측의 램프 조사 강도를 기억한 다음, 수면 하에서의 램프 조사 강도를 상기한 기억된 조사 강도와 비교하여 측정 대상 수계(水系)의 탁도를 실시간으로 정밀하고 정확하게 측정함과 아울러, 램프 교체 시기 및 세정 시기를 지시할 수가 있는 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 연속식 실시간 탁도 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스펙트로포토메터(spectrophotometer:분광광전비색계 또는 분광광도계)는 시료에 대한 특정 물질 함량 또는 유기물질 총량 등을 측정하는 데 주로 사용되는 기기로서, 스펙트럼 각 파장의 강도를 측정하여 어떤 물질의 분광투과율이나 반사율을 측정하게 되며 측정 시료 및 표준 시료에 단일 파장광을 입사시켜 투과하거나 반사하는 광을 얻는 광학계와 이투과광과 반사광속의 강도를 비교하는 광전관 등으로 구성된다.
이와 유사한 기기로서는 용액에 의한 빛의 흡수가 농도와 액층의 두께에 의존한다는 람베르트-베르의 법칙을 이용하는 비색계(colorimeter)가 있으며, 이 기기는 동일 광원에서 나와 측정액과 표준농도액을 투과한 광을 비교하고 측정액의 액층 두께를 변경하여 양자 동일 밝기로 조정했을 때의 액층 두께로부터 측정액의 농도를 구한다.
상기한 스펙트로(포토)메터 또는 비색계는 넓은 의미에서 탁도계(turbidometer)로 분류할 수 있다.
스펙트로포토메터는 자외선, 가시광선, 또는 적외선 중 어느 광을 사용하는가에 따라 UV 스펙트로포토메터, VIS 스펙트로포토메터, IR 스펙트로포토메터로 분류되기도 하며, 통상적으로는 램프의 교체에 의해 특정 대역의 파장을 이용할 수가 있다.
한편, 254nm 파장 부근의 자외선은 표면 살균력을 가지므로 냉살균(cold sterilizaton)에 사용되며 DNA 및 RNA와 유기오탁물질이 흡수 피크를 나타내고 오존 가스를 수산기 라디칼로 변환시키며 광분해성 폴리에틸렌 필름에서 에틸렌기를 제거하는 등의 작용을 하므로, 환경 분야에서는 오폐수 정화 처리 정도나 대기 중의 산화물 함량 측정에 있어서의 실험실적 파악이나, 식품업소나 가정에서의 식기 표면 살균, 식품 및 의약품 등의 발효 시 채취한 시료의 실험실적 규모의 총균수 측정 등에 이용되고 있다.
또한, 가시광선 영역 중의 546nm 파장 영역도 다양한 유기오탁물질에 대한 흡수피크를 나타내며, 적외선 영역의 다양한 파장 각각은 유기 물질 종류에 따른 고유한 흡수 피크를 갖고 있다.
종래, 한국등록실용신안공보(등록번호 20-0224124)는 하천 등에 고정 설치하고 일정량의 물을 유입시킨 다음 음향광학가변파장필터를 통해 빛의 파장을 분석함으로써 하천 등의 수질을 분석하는 IR 스펙트로포토메터를 제안하고 있으며, 이 장치는 물속에 일정한 수위를 유지하면서 부유하여 시료수(試料水)를 채취하는 시료수 채취기(10')와, 상기한 시료수 채취기(10')로 시료수를 유입시켜 가두거나 유입된 시료수를 배출하기 위한 도어(12')와, 상기한 도어(12')의 개폐를 작동시키는 도어 구동부(14')와, 상기한 시료수 채취기(10')에서 상기한 시료수를 강제적으로 배출시키거나 흡입하기 위한 펌프(16')와, 상기한 시료수 채취기(10')가 물속에 부유할 때 균형을 유지하기 위해 상기한 시료수 채취기(10') 하부에 설치된 고정추(11')와, 상기한 시료수의 전기 전도도를 측정하기 위한 pH 센서(18')와, 상기한 시료수의 온도를 측정하기 위한 온도센서(20')와, 상기한 시료수에 적외선을 방사 및/또는 집광하기 위한 램프장치(22')와, 상기한 시료수의 수질 분석 결과를 표시하기 위한 표시부를 포함하고 있다.
그러나 상기한 종래의 수질 측정용 IR 스펙트로포토메터는 시간 경과에 따라 적외선램프로부터 빛이 발산되는 영역에 물이끼나 물때가 끼거나 각종 오염원이 흡착됨으로써, 탁도 측정값의 정확도가 시간 경과에 따라 현저히 저하됨에도 불구하고 현장 조사 없이는 원격지에서는 이를 파악할 수 없다는 문제점이 있음과 아울러, 램프는 수명이 한정되어 있어 시간이 지남에 따라 그 빛의 강도가 변하게 되는 데 이를 감지 및 판단하는 수단이 없음으로써, 램프의 수명이 다하여 감에 따라 탁도 측정값의 신뢰도가 크게 저하되는 단점이 있다.
특히, 상기한 종래의 스펙트로포토메터는 IR을 사용하고 있으므로 특정 파장 영역에서만 고유한 흡수 피크를 나타내는 다양한 유기 화합물 중에서 특정한 화합물 또는 치환기만을 검출할 수 있으므로 수중에 특정 물질이 포함되어 있는지에 대한 기초 자료만을 제공할 수 있을 뿐, 유기오탁물질의 총량 변화에 따른 탁도 측정은 가능하지 않다는 본질적인 문제점이 있다.
또한, 도어 구동부와 도어를 통하여 시료수를 시료수 채취기 내에 가두어 둔 다음 측정하게 되므로 엄밀한 의미에서 연속식의 실시간 측정은 곤란하다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 수면 외측에서 램프로부터 조사된 광의 강도를 기억한 다음 수면 내측에서 램프로부터 조사된 광의 강도를 측정하고 기억된 광의 강도와 대비함으로써 탁도를 정밀하고 정확하게 측정할 수가 있음과 아울러, 램프 수명이 다하여 감에 따른 성능 저하에 수반되는 탁도 측정값의 경시적(經時的) 상승 현상을 보정할 수가 있는 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 연속적 실시간 탁도 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두 번째 목적은 물이끼나 물때 또는 오염 성분의 흡착으로 인한 탁도 측정값의 경시적 상승 현상 발생시기와 램프 교체시기를 지시받을 수 있는 탁 도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 연속적 실시간 탁도 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탁도 측정용 스펙트로포토메터는 UV 또는 VIS 램프; 상기한 램프와의 이격 거리 조절이 가능하며 조사되는 광선의 강도를 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 센서와; 상기한 센서로부터의 출력 신호를 입력 신호로 하여 연산, 기억 및 처리하여 전기적 신호를 출력하며, 측정 대상 수계(水系) 상방의 대기 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값을 기억하고 상기한 측정 대상 수계 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값과 대비하고 보정하며, 새 램프의 초기 조사 강도값을 미리 기억하고 측정 대상 수계(水系) 상방의 대기 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값과 대비하여 현재 사용 중인 램프의 수명 예측 및 교체 신호 송출이 가능하고, 측정 대상 수계 상방의 대기 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값과 상기한 측정 대상 수계 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값과 대비하여 광의 강도가 일정값 이하일 경우 세정 신호를 송출하는 마이크로프로세서와; 상기한 마이크로프로세서의 출력신호를 입력신호로 하여 조사 대상 수계의 탁도를 표시하는 탁도 표시부로 구성된다.
여기서, 상기한 UV 또는 VIS 램프는 254nm 또는 546nm 파장의 광선을 조사(照射)하는 UV 또는 VIS 램프인 것이 바람직하다.
또한, 상기한 마이크로프로세서에는 각종 환경 설정 및 탁도 표시 값의 단위 변경 등을 설정할 수 있도록 버튼부가 더 연결될 수 있다.
또한, 상기한 마이크로프로세서에는 상기한 탁도 표시부의 모드를 표시할 수 있도록 모드 표시부가 더 연결되고, 탁도 표시부의 표시 단위가 umW 또는 mmW임을 표시하는 발광 다이오드가 더 연결될 수 있다.
또한, 상기한 램프는 램프용 유리관에 설치되고, 상기한 센서는 센서용 유리 관에 각각 설치하는 것이 바람직하며, 이 경우 상기한 램프용 유리관과 센서용 유리관은 서로 마주보며 일정 거리 이격되어 수평으로 설치된다.
더불어 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 연속식 실시간 탁도 측정 방법은 (A) 수면 상방에서 램프로부터의 광의 강도를 감지하고, 이를 기준값으로 설정하며 기억하는 단계; 상기한 (A) 단계의 전 또는 후, 또는 그와 동시에 (B) 상기한 램프와 동일한 종류의 새 램프로부터의 광의 조사 강도를 동일 조건 하에 미리 감지하여 기억하는 단계; (C) 수면 하방에서 램프로부터의 광의 강도를 감지하고, 이를 상기한 기준값과 비교하여 물의 탁도를 연산하는 단계; (D) 상기한 연산된 탁도를 표시하는 단계; (E) 수면 하에서 감지되는 광의 강도가 일정값 이하로 낮아졌는지를 판단하며, 상기한 값 이하일 경우 운전자에 대하여 신호를 송출하는 단계; 및 (F) 상기한 (D) 단계 또는 (E) 단계에 이어서 수면 상방에서 감지된 광선의 강도를 상기한 새 램프로부터의 광의 조사 강도와 대비하여 램프 수명을 연산하고, 램프 교체가 필요한 경우 운전자에 대하여 신호를 송출하는 단계로 구성된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 연속적 실시간 탁도 측정 방법은 하나의 탁도 측정용 램프에 의해 수면 외측과 수면 내측에서 광의 강도를 감지함으로써, 수면 외측에 위치하는 램프 부분으로부터는 비교 기준값을 측정하고, 수면 내측에 위치하는 램프 부분으로부터 측정된 광의 강도를 상기한 비교 기준값과 대비함으로써, 측정 대상 수계의 탁도를 정확하고 정밀하게 측정할 수가 있다.
또한, 본 발명은 새 램프의 초기 강도값을 일정 거리에서 감지하고 이를 미리 기억해 둠으로써 동일 종류의 램프로부터의 동일 거리에서의 강도값을 측정 시 이를 함께 대비함으로써 상기한 램프의 수명을 예측함과 아울러, 이에 따른 탁도 보정을 수행함으로써 더욱 정밀하고도 정확한 탁도 측정이 가능하게 된다.
또한, 본 발명은 또한 비정상적인 탁도값이 측정될 경우에는 마이크로프로세 서로부터의 디스플레이 또는 얼람, 이메일 등과 같은 다양한 수단에 의해 즉각 원격지에 위치하는 운전자에게 세정할 것을 지시하게 되므로 항상 정밀하고 정확한 탁도를 측정할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 버튼부의 조작에 의해 모드 표시부 및 탁도 표시부를 미리 정해진 몇 개의 다른 형태로 표시할 수 있을 뿐만 아니라 탁도를 umW 또는 mmW로 출력 표시함으로써, 넓은 범위의 탁도를 모두 커버하여 측정할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
먼저 도 2는 본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 탁도 측정용 스펙트로포토메터(1)의 외관도이고, 도 3은 도 2의 탁도 측정용 스펙트로포토메터(1)에 있어서의 본체(9) 및 센서(21)의 정면도이며, 편의상 함께 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 일구체예에 따른 탁도 측정용 스펙트로포토메터(1)는 본체(9)와 램프(10)와 적어도 하나 이상의 센서(21)로 구성된다.
상기한 본체(9)의 전면 패널에는 다수의 버튼이 구비되고 신호처리부(91)를 통해서 상기한 마이크로프로세서(30)에 연결되어 있는 버튼부(90)(도 4 참조) 및 표시부(40,41)가 구비되어 있으며, 보다 구체적으로는 탁도 표시부(40), 모드 표시부(41), 발광 다이오드(42), 버튼부(즉, 모드 선택 버튼(91), 업 버튼(92), 다운 버튼(93), 셋 버튼(94)), 전원 스위치(95), 탁도 센서 연결 커넥터(96) 및 전원 연결 커넥터(97)가 구비되어 있다. 또한, 상기한 센서(21)는 대략 원형으로 형성되어 있으며, 이는 포토 다이오드와 자외선 칼라 보정 필터가 포함된 것을 이용함이 바 람직하다.
상기한 센서(21), 마이크로프로세서(도 4에서의 도면부호 30 참조), 탁도 표시부(40), 모드 표시부(41), 발광 다이오드(42) 및 버튼부(도 4에서의 도면부호 90 참조) 등에는 전원부(도 4에서의 도면부호 100 참조)가 연결되어 소정의 전원이 공급된다.
이어서, 본 발명에 따른 탁도 측정용 스펙트로포토메터의 구성 블록도인 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이 본 발명은 특정 파장의 광 조사용 램프(10), 이로부터 조사되는 광의 강도를 측정하기 위한 센서(21), 상기한 센서(21)의 입력 신호를 출력 신호로 각종 연산을 수행하며, 새 램프의 초기 조사 강도와 측정 대상 수계(水系) 상방의 대기 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값을 기억하고 상기한 측정 대상 수계 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값을 상기한 기억된 신호값과 대비하고 보정하는 마이크로프로세서(30), 탁도 표시부(40), 모드 표시부(41) 및 각종 환경 설정 등을 수행하는 버튼부(90)로 이루어져 있다.
먼저, 상기한 램프(10)는 상하로 일정 길이를 갖는 일체형으로서 상부는 수면 외측에 위치되고, 하부는 수면 내측에 위치된다. 또한, 상기한 램프(10)는 별도의 외부 전원(80)에 의해 작동되며, 254nm 파장 대역의 UV 램프 또는 546nm 파장 대역의 VIS 램프가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기한 센서(21)는 적어도 하나 이상이 사용되며, 구체적으로는 1개, 2개, 또는 3개 일 수 있다.
상기한 센서(21)가 2개일 경우에는 하나는 수면 상방에, 다른 하나는 수면 중에 위치하며, 1개일 경우에는 주로 수면 중에 위치하나 필요시에는 수면 상방으로 이동된다. 또한, 3개일 경우에는 하나는 수면 상방에, 다른 하나는 수면 중에 위치하며 다른 하나는 기준용 새 램프(본 발명에 있어 선택적 사항임) 근방에 설치된다.
상기한 센서(21)는 자외선 강도(즉, 탁도 측정의 간접 변환 지표)를 감지하게 된다. 물론, 상기한 센서(21)와 마이크로프로세서(30) 사이에는 통상적인 증폭기(72) 및 A/D컨버터(73)가 연결됨으로써, 상기한 센서(21)로부터의 아날로그 전기적 신호가 증폭 및 디지털 신호로 변환되어 마이크로프로세서(30)에 전달된다.
또한, 상기한 마이크로프로세서(30)는 소정 프로그램이 입력된 메모리를 가지며, 상기한 센서(21) 및 버튼부(90) 등으로부터의 입력 신호를 처리하여 소정의 전기적 신호로서 탁도 표시부(40) 등에 출력하는 역할을 한다.
상기한 탁도 표시부(40) 및 모드 표시부(41)는 표시구동회로(43)를 통하여 상기한 마이크로프로세서(30)에 연결되어 있다. 상기한 모드 표시부(41)는 상기한 탁도 표시부(40)의 표시 모드 등을 표시하고, 상기한 탁도 표시부(40)는 물의 탁도를 표시한다. 더불어, 상기한 표시구동회로(43)에는 측정된 탁도값이 umW인지 mmW인지를 표시하는 발광다이오드(42)가 더 설치되어 있다.
또한, 상기한 마이크로프로세서(30)는 램프(10) 및 센서(21) 표면이 오염되었을 경우 얼람이나 디스플레이, 이메일 등과 같은 수단에 의하여 원격하고 있는 운전자에게 실시간으로 세정의 필요성을 통지하게 된다.
상기한 램프(60)는 외부전원(100)에 의해 작동된다.
램프(10)와 센서(21)는 통상적으로 램프용 또는 센서용 유리관(미도시) 내에 삽입하여 물과 같은 외부 환경으로 보호하는 것이 바람직하며 이들 유리관은 세워진 채 일정 거리 이격되어 상호 평행하게 설치된다.
상기한 바와 같은 구성에 따른 본 발명의 탁도 측정용 스펙트로포토메터는 다음과 같이 작동된다.
먼저 본 발명에 의한 탁도 측정용 스펙트로포토메터에서 램프(10)가 내장된 유리관은 대략 절반(일반적으로는 1/3~2/3)이 수면 외부에, 나머지 대략 절반(일반적으로는 2/3~1/3)은 수면 내부에 위치하게 된다. 센서(21)가 내장된 유리관(미도시)은 상기한 램프 내장 유리관과 일정 거리 이격하여 수직으로 평행하게 위치하여, 램프(10)로부터 조사되는 광의 강도를 감지할 수 있도록 설치된다.
물론, 센서(21)가 하나인 경우에는 주로 수면 내부에 위치하나 필요시에는 수면 상방으로 이동되며, 센서(21)가 둘인 경우에는 하나는 수면 내부, 다른 하나는 수면 상방에 위치함은 앞서 설명한 바와 같다.
본 발명에 의한 탁도 측정용 스펙트로포토메터에서는 탁도 표시부(40), 모드 표시부(41), 발광 다이오드(42) 및 버튼부(90) 등이 설치된 본체(9)를 이용하여 초기 설정이 수행된다. 즉, 광의 측정 강도 범위를 설정한다. 이러한 설정 범위는 버튼부(90)를 이용하여 umW 또는 mmW 값이 탁도 표시부(40)로 표시되도록 설정하며, 이밖에도 다양한 환경 설정을 수행한다.
이러한 설치 및 설정이 완료되면 본 발명에 의한 탁도 측정용 스펙트로포토 메터가 정상적으로 작동하기 시작한다.
먼저 센서(21)로부터 일정 거리 이격한 상태에서 새 램프(10)로부터 조사되는 광의 강도와 현재 사용 중인 동일 거리 이격한 상태에서의 동일 종류의 램프(10)로부터 조사되는 광의 강도를 센서(21)가 차례로(센서(21)가 1개 또는 2개 인 경우) 또는 동시에 감지하고(센서(21)가 3개인 경우) 이렇게 감지된 값은 증폭기(72)에 의해 증폭된 후 A/D 컨버터(73)에 의해 소정 디지털 신호로 변환된 후 마이크로프로세서(30)에 입력 저장된다. 그러면, 상기한 마이크로프로세서(30)는 미리 기억된 프로그램에 의해 현재의 사용 중인 램프(10)의 수명을 예측한다. 달리 표현하면, 상기한 강도 및 탁도 측정용 램프(10,10)는 동일 종류의 제품이기 때문에, 상기한 새 램프(10) 및/또는 수면 상방의 램프(10)로부터의 조사광 강도를 동시에 감지하거나 또는 미리 기억하여 둠으로써, 수면 내부에 위치하는 램프(10)로부터의 조사광 강도와 대비함으로써 정확한 탁도값과 램프의 남은 수명 및 램프나 센서 보호용 유리관 표면의 오염도를 간접적으로 예측 가능하게 한다.
따라서, 상기한 마이크로프로세서(30)는 상기한 수면 외부의 기준값과 수면 내부의 상대값을 비교함으로써, 현재 수면 내부의 탁도가 어느 정도인지를 정확하게 연산할 수가 있다.
한편, 이와 같이 측정된 탁도는 탁도 표시부(40)를 통해서 소정 수치로 표시된다. 즉, 상기한 마이크로프세서(30)는 상기한 연산된 값을 표시구동회로(43)에 출력함으로써, 상기한 표시구동회로(43)에 의해 탁도 표시부(40)가 작동되도록 한다. 물론, 사용자가 본체(9)를 통해서 umW로 설정한 경우에는 umW로 표시되고, mmW 로 설정한 경우에는 mmW로 표시된다. 더불어 이러한 설정 상태에 따라서 어느 한 발광다이오드(42)가 발광하여 현재의 단위를 쉽게 알도록 한다.
더불어, 연속적 실시간 측정 중에 상기한 램프(10)의 조사 강도가 강도에 비해 상기한 램프(10)의 강도가 현저히 차이가 날 때에는 램프용 유리관(15) 및 센서용 유리관(25)에 물이끼나 물때가 끼거나 오염원이 흡착된 것으로 판단하여 상기한 마이크로프로세서(30)는 얼람이나 디스플레이, 이메일 등과 같은 수단에 의하여 원격하고 있는 운전자에게 실시간으로 세정의 필요성을 통지하게 된다.
이러한 구성 하에서 본 발명에 의한 탁도 측정 방법은 다음과 같이 구성된다.
먼저 수면 상방의 광선을 감지하고, 이를 기준값으로 설정하며 기억하는 단계를 수행한다.
또한, 동일한 종류의 새 램프로부터의 광의 강도를 동일 조건 하에 미리 감지하여 기억하는 단계를 상기한 전 단계의 전 또는 후, 또는 동시에 수행한다.
이어서, 수면 하에서 램프로부터의 광의 강도를 감지하고, 이를 상기한 기준값과 비교하여 물의 탁도를 연산하는 단계를 수행한다.
이어서, 상기한 연산된 탁도를 표시하는 단계를 수행한다.
또한, 수면 하에서 감지되는 광의 강도가 일정값 이하로 낮아졌는지를 판단하는 단계를 수행하며, 상기한 일정값 이하일 경우 운전자에 대하여 신호를 송출한다.
또한, 수면 상방의 광의 강도를 감지하고, 이를 기준값으로 설정하며 기억하는 단계를 수행하면서 미리 기억된 동일한 종류의 새 램프로부터의 광의 강도와 대비하여 램프 수명을 연산하고, 램프 교체가 필요한 경우 운전자에 대하여 신호를 송출한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 연속적 실시간 탁도 측정 방법은 하나의 탁도 측정용 램프에 의해 수면 상방에 위치하는 램프로부터의 조사광 강도를 기억하고, 수면 내부에 위치하는 램프로부터의 조사광 강도와 대비함으로써 더욱 정확하고 정밀한 수면 내측의 탁도값 측정이 가능함과 아울러, 램프의 남은 수명 및 램프나 센서 보호용 유리관 표면의 오염도를 간접적으로 예측 가능하게 하여 필요시 원격지의 운전자에게 통지하게 되며, 또한 버튼부의 조작에 의해 모드 표시부 및 탁도 표시부를 미리 정해진 몇 개의 다른 형태로 표시할 수 있을 뿐만 아니라 탁도를 umW 또는 mmW로 출력 표시함으로써, 넓은 범위의 탁도를 모두 커버하여 측정할 수 있는 효과가 있다.
따라서 본 발명에 따른 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 연속적 실시간 탁도 측정 방법은 오폐수 처리 분야뿐만 아니라, 주류, 간장, 식초 등과 같은 액상 발효 식품 분야와 생리 활성 물질 또는 의약품의 발효 제조 분야, 제조 공정 중에 탁도의 변화가 수반되는 다양한 공업 분야에 광범위하게 적용될 수가 있다.
이상 본 발명에 관하여 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 당업자에 있어서는 본 발명의 요지 및 스코프를 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이며 이 또한 본 발명의 영역 내이다.
Claims (7)
- UV 또는 VIS 램프;상기한 램프와의 이격 거리 조절이 가능하며 조사되는 광선의 강도를 측정하기 위한 적어도 하나 이상의 센서와;상기한 센서로부터의 출력 신호를 입력 신호로 하여 연산, 기억 및 처리하여 전기적 신호를 출력하며, 측정 대상 수계(水系) 상방의 대기 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값을 기억하고 상기한 측정 대상 수계 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값과 대비하고 보정하며, 새 램프의 초기 조사 강도값을 미리 기억하고 측정 대상 수계(水系) 상방의 대기 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값과 대비하여 현재 사용 중인 램프의 수명 예측 및 교체 신호 송출이 가능하고, 측정 대상 수계 상방의 대기 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값과 상기한 측정 대상 수계 중에서의 조사 강도에 관한 입력 신호값과 대비하여 광의 강도가 일정값 이하일 경우 세정 신호를 송출하는 마이크로프로세서와;상기한 마이크로프로세서의 출력신호를 입력신호로 하여 조사 대상 수계의 탁도를 표시하는 탁도 표시부로 구성되는탁도 측정용 스펙트로포토메터.
- 제 1 항에 있어서, 상기한 UV 또는 VIS 램프가 254nm 또는 546nm 파장의 광선을 조사(照射)하는 램프인 탁도 측정용 스펙트로포토메터.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기한 마이크로프로세서가 각종 환경 설정 및 탁도 표시값의 단위 변경 등을 설정할 수 있도록 버튼부를 더욱 포함하는 탁도 측정용 스펙트로포토메터.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기한 마이크로프로세서가 상기한 탁도 표시부의 모드를 표시할 수 있도록 모드 표시부를 더욱 포함하며, 상기한 탁도 표시부의 표시 단위가 uW 또는 mmW임을 표시하는 발광 다이오드를 더욱 포함하는 탁도 측정용 스펙트로포토메터.
- (삭제)
- 하기의 단계로 구성되는 실시간 탁도 측정 방법:(A) 수면 상방에서 램프로부터의 광의 강도를 감지하고, 이를 기준값으로 설정하며 기억하는 단계;(B) 상기한 램프와 동일한 종류의 새 램프로부터의 광의 조사 강도를 동일 조건 하에 미리 감지하여 기억하는 단계;(C) 수면 하방에서 램프로부터의 광의 강도를 감지하고, 이를 상기한 기준값과 비교하여 물의 탁도를 연산하는 단계;(D) 상기한 연산된 탁도를 표시하는 단계;(E) 수면 하에서 감지되는 광의 강도가 일정값 이하로 낮아졌는지를 판단하며, 상기한 값 이하일 경우 운전자에 대하여 신호를 송출하는 단계; 및(F) 상기한 (D) 단계 또는 (E) 단계에 이어서 수면 상방에서 감지된 광선의 강도를 상기한 새 램프로부터의 광의 조사 강도와 대비하여 램프 수명을 연산하고, 램프 교체가 필요한 경우 운전자에 대하여 신호를 송출하는 단계.
- (삭제)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040002588A KR100580313B1 (ko) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 실시간탁도 측정 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040002588A KR100580313B1 (ko) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 실시간탁도 측정 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050074719A KR20050074719A (ko) | 2005-07-19 |
| KR100580313B1 true KR100580313B1 (ko) | 2006-05-16 |
Family
ID=37263240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020040002588A KR100580313B1 (ko) | 2004-01-14 | 2004-01-14 | 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 실시간탁도 측정 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100580313B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10478821B2 (en) | 2017-04-20 | 2019-11-19 | Biomerieux, Inc. | Optical density instrument and systems and methods using the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115791642A (zh) * | 2022-11-17 | 2023-03-14 | 浙江西热利华智能传感技术有限公司 | 一种光电转换***及方法 |
-
2004
- 2004-01-14 KR KR1020040002588A patent/KR100580313B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10478821B2 (en) | 2017-04-20 | 2019-11-19 | Biomerieux, Inc. | Optical density instrument and systems and methods using the same |
| US10625265B2 (en) | 2017-04-20 | 2020-04-21 | Biomerieux, Inc. | Optical test platform |
| US11141733B2 (en) | 2017-04-20 | 2021-10-12 | Biomerieux, Inc. | Optical density instrument and systems and methods using the same |
| US11148144B2 (en) | 2017-04-20 | 2021-10-19 | Biomerieux, Inc. | Method, apparatus, and computer program product for controlling components of a detection device |
| US11192112B2 (en) | 2017-04-20 | 2021-12-07 | Biomerieux, Inc. | Optical test platform |
| US11285487B2 (en) | 2017-04-20 | 2022-03-29 | Biomerieux, Inc. | Tip resistant optical testing instrument |
| US11673141B2 (en) | 2017-04-20 | 2023-06-13 | Biomerieux, Inc. | Method, apparatus, and computer program product for controlling components of a detection device |
| US11779931B2 (en) | 2017-04-20 | 2023-10-10 | Biomerieux Inc. | Optical density instrument and systems and methods using the same |
| US11938483B2 (en) | 2017-04-20 | 2024-03-26 | Biomerieux, Inc. | Optical test platform |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050074719A (ko) | 2005-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2005211341B2 (en) | Interchangeable tip-open cell fluorometer | |
| US20140116961A1 (en) | Control device for a uv-disinfecting system with broadband uv emitters | |
| EP2044418B1 (en) | Multiple path length transmittance measuring device | |
| CA2607086C (en) | System for rapid analysis of microbiological materials in liquid samples | |
| EP2625501B1 (en) | In-situ sensor for automated measurements of gas content in liquid and related system and method | |
| JP4858343B2 (ja) | 紫外線殺菌装置 | |
| AU2006261541B2 (en) | UV transmittance measuring device | |
| CN102262061A (zh) | 一种在线检测二氧化氯气体浓度的方法和装置 | |
| US6903823B1 (en) | Method and device for the quantitative gas analysis | |
| WO2010059176A1 (en) | Nephelometric turbidity sensor device | |
| US20080197291A1 (en) | Optical radiation sensor system | |
| US20110201123A1 (en) | Low cost, high accuracy ozone sensing | |
| US9664610B2 (en) | Systems for fluid analysis using electromagnetic energy that is reflected a number of times through a fluid contained within a reflective chamber | |
| KR100580312B1 (ko) | 탁도 측정용 자외선 스펙트로포토메터 및 이를 이용한실시간 탁도 측정 방법 | |
| KR20190040278A (ko) | 수질 감지 | |
| JP4831001B2 (ja) | 紫外線殺菌装置 | |
| KR100580313B1 (ko) | 탁도 측정용 스펙트로포토메터 및 이를 이용한 실시간탁도 측정 방법 | |
| KR20170129798A (ko) | 광 검출 시스템 및 그의 사용 방법 | |
| US20100208239A1 (en) | Chlorine dioxide sensor | |
| JP2002202254A (ja) | 光測定方法及び装置 | |
| US20050072927A1 (en) | Gas concentration measuring device and method | |
| CN114324166A (zh) | 基于浊度校正的自清洁式精细谱水体参数测量装置与方法 | |
| JP2006194674A (ja) | 揮発性有機化合物検出装置 | |
| KR102607667B1 (ko) | 탁도 측정 방법 | |
| KR20060109083A (ko) | 상수도 관로 감시 방법 및 감시장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130510 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140512 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |