KR20000056666A - 부유물질 농도 계측기에 사용되는 이중 흐름관 개발 - Google Patents

Abstract

본 발명은 활성슬러지 공정에서 저농도 폭기조와 고농도 침전조의 미생물 (MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid)의 농도나 기타 수중 부유물질농도를 측정할 수 있는 광학적 원리를 이용한 계측기기 제조에 있어, 시료를 통과시키는 소구경 내관과 탈이온 증류수를 채운 대구경 외관으로 설계되어진 이중흐름관의 도입이다. 이중흐름관은 높은 부유물질의 농도를 물리적으로 희석시켜는 효과를 주므로 저농도와 고농도 영역에서 계측기기 출력값과 측정농도 상관관계를 선형화시킬 수 있다. 그러므로 이중흐름관이 장착된 부유물질의 농도 계측기기는 기존의 계측기기에 비해 저농도에서 고농도 영역까지 정밀한 계측이 가능하게 한다.

Description

부유물질 농도 계측기에 사용되는 이중 흐름관 개발{DEVELOPMENT OF D0UBLE FL0W CELL WITHIN SUSPENDED SOLID MEASURING INSTRUMENT}

본 발명은 용액중 미생물이나 부유물질의 농도를 측정하는데 있어 저농도영역(약 0 mg/l - 1000mg/l)이나 고농도 영역(약 3000mg/l - 6000mg/l)에 걸쳐 동시에 기기의 출력값과 측정 대상물질의 농도가 선형성을 이루는 광측정방식을 개발하고자 한다.

광학적인 방법을 이용한 부유물질 농도 계측기기는 검출방식에 의해 다음 3가지로 분류할 수 있다. 첫째, 투과형 센서는 발광부(light source)와 수광부(light receiver or detector)를 동일 광축선 상에 서로 마주보게 설치해두고, 그 사이를 통과하는 검출물체에 따른 광량의 변화를 검출하는 방식이다. 둘째, 미러(mirror)반사형 센서는 발·수광부가 일체로 된 센서와 반사미러 사이를 통과하는 검출물체에 따른 반사광량의 변화를 검출하는 방식이다. 셋째, 직접 반사형 센서는 발·수광부가 일체로 되어 있으며, 발광부로부터 투사된 광이 검출물체에 부딪혀서 반사된 광을 수광부가 직접 검출하는 방식이다. 본 발명이 속한 기술분야는 첫 번째로써 현재 사용되고 있는 기기는 저농도 영역(약 0 mg/l - 1000mg/l)과 고농도 영역(약 3000mg/l - 6000mg/l)을 동시에 측정하지 못하고 있으나 본 발명은 저농도영역(약 0 mg/l - 1000mg/l)이나 고농도 영역(약 3000mg/l - 6000mg/l)에 걸쳐 동시에 기기의 출력값과 측정 대상물질의 농도가 선형성을 이루게 하는 기술이다.

발명이 이루고자 하는 기술적 과제 누락

제 1도의 (A)는 일반적인 원통관을 나타냄

제 1도의 (B)는 발명된 이중흐름관을 나타냄

제 2도는 원통관(제 1도의 (A))을 장착한 부유물질 농도 계측기기에서 부유물질 농도와 계측기가 측정한 값을 나타냄.

제 3도 발명된 이중흐름관(제 1도의 (B))을 장착한 부유물질 농도 계측기기에서 부유물질 농도와 계측기가 측정한 값을 나타냄.

제 2 도에서와 같이 일반적인 미생물 농도 계측기기의 측정값은 저농도 영역에서만 선형성을 이루고 있고 고농도 영역에서는 선형성을 만족하지못한다. 그러므로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 물질의 농도를 측정하는데 있어 0 mg/l - 6000mg/l에 걸쳐 기기의 출력값과 측정 대상물질의 농도가 일차식으로 선형을 이루어 정밀한 계측을 가능하게 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 시료를 통과시키는 내관과 탈이온 증류수를 채운 외관을 가진 이중흐름관을 사용하여 물리적 희석효과를 나타내게 함으로써 저농도 영역과 고농도 영역을 동시에 측정할수 있게 하였다.

더욱 상세하게 설명하면, 측정부의 물리적 희석효과를 나타내는 이중흐름관(제 1도의 (B))은 외관과 내관으로 구성되어 있다. 본 이중흐름관은 내관으로 시료가 통과되고 외관에 탈이온화된 증류수가 채워져 발광소자에서 발산된 빛이 시료와 탈이온화된 증류수 층을 투과함으로써 그 투과비에 의해 물리적 희석효과를 가져올 수 있도록 제작되었다. 부유물질의 농도를 측정하는 기기에 상기의 이중흐름관을 장착함으로써 넓은 범위의 농도 영역에서 신호 변조나 측정 범위 변조 없이 기기 측정값과 시료 농도 값은 일차식으로 선형화 될 수 있었다. 일반적인 원통 흐름관 (제 1도의 (A))을 장착한 계측기기로 부유물질 농도 0 mg/L에서 6000 mg/L까지 측정한 결과를 제 2도에 나타내었다. 부유물질 농도 2000 mg/L까지는 기기 측정값과 실제값이 직선을 이루지만, 그 이상의 농도 영역에서는 직선이 되지 못함을 알 수 있다. 그러나 제 3도 에서 보여주는 바와 같이 이중흐름관을 사용한 계측기기 측정값과 부유물질 농도는 6000 mg/L까지 직선적인 관계를 보여주고 있으며, 그 식은 다음과 같다.

Y = 28.2945X + 2102.8855...............................(1)

Y = 부유물질 농도 (mg/L)

X = 기기의 측정 값

식 (1)에서 고농도 영역까지 기기의 측정값과 부유물질의 농도가 일차식의 직선 관계를 가지므로 이중흐름관을 계측기기에 적용할 시 넓은 범위의 농도 영역에서 기존의 계측기기 보다 정밀하고 정확한 값을 얻을 수 있다.

상기한 바와 같이 이중흐름관은 물리적 희석효과로 부유물질의 저농도 영역과 고농도 영역을 동시에 정밀하게 계측할수 있게 한다.

Claims (1)

1. 액상 부유물질을 측정하는 광학계측기기에 이중흐름관의 도입