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KR101256418B1 - 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템 - Google Patents

수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템 Download PDF

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KR101256418B1
KR101256418B1 KR1020110017913A KR20110017913A KR101256418B1 KR 101256418 B1 KR101256418 B1 KR 101256418B1 KR 1020110017913 A KR1020110017913 A KR 1020110017913A KR 20110017913 A KR20110017913 A KR 20110017913A KR 101256418 B1 KR101256418 B1 KR 101256418B1
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water quality
water
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quality measurement
sensor
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강창익
김지선
김한수
김선태
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주식회사 과학기술분석센타
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Abstract

본 발명은 수질 측정조로 유입된 샘플 오염수의 다항목 오염 성분을 분석하고, 수질 측정조로 유입된 샘플 오염수와 동일한 샘플 오염수로부터 발생하는 오염 가스의 농도를 측정하기 위한 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템에 관한 것으로, 수질 측정 센서의 센서별 전압차가 동일 농도에서 재현성 있게 발생됨을 이용해 전압차를 이용한 항목별 패턴을 획득함으로써 수질 측정조 내의 샘플 오염수의 오염 물질의 분석을 실효성 있게 수행하여 샘플 오염수의 오염 성분 및 오염 정도를 효과적으로 측정할 수 있으며, 샘플 오염수로 발생하는 오염 가스의 악취 종류 및 악취 정도를 판단할 수 있는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템에 관한 것이다.

Description

수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템{water pollution measurement system by using gas sensor and water quality sensor}
본 발명은 수질 측정조로 유입된 샘플 오염수의 다항목 오염 성분을 분석하고, 수질 측정조로 유입된 샘플 오염수와 동일한 샘플 오염수로부터 발생하는 오염 가스의 농도를 측정하기 위한 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템에 관한 것으로, 수질 측정 센서의 센서별 전압차가 동일 농도에서 재현성 있게 발생됨을 이용해 전압차를 이용한 항목별 패턴을 획득함으로써 수질 측정조 내의 샘플 오염수의 오염 물질의 분석을 실효성 있게 수행하여 샘플 오염수의 오염 성분 및 오염 정도를 효과적으로 측정할 수 있으며, 샘플 오염수로부터 발생하는 오염 가스의 악취 종류 및 악취 정도를 판단할 수 있는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템에 관한 것이다.
종래 수질 측정조 내로 샘플 오염수를 유입시켜 샘플 오염수의 다항목 오염 성분을 측정하는 경우 유입관을 통하여 샘플 오염수의 수원으로부터 녹조 및 미생물이 유입되는 문제점이 있었다.
한편, 수질 측정 센서 어레이는 측정대상(납, 카드뮴, 수은, 구리, 염소이온, 질산성질소) 물질에 노출되면 노출된 항목 측정용 센서뿐만 아니라 다른 어레이 센서도 상호간의 간섭에 의해 센서별 전압 변화가 발생된다. 일반적인 ISE 센서는 미량의 측정물질을 낮은 농도범위까지도 검출하는 장비로 널리 알려져 있으나, 전기적 성질이 유사한 이온들이 섞여 있는 경우, 선택적으로 측정물질을 검출하기 어려우며 유사물질을 측정물질로 오인하여 정량값을 표현하기도 하여 전처리가 불가피한 장비로 알려져 있다.
한편, 수질 측정 센서는 수중에 용존 상태로서의 오염 성분 및 오염 정도를 측정하게 되므로, 인간이 후각으로 감지할 수 있는 악취의 종류 및 정도를 측정하는 데는 한계가 있는 단점이 있었다.
본 발명은 수질 측정조 내로 샘플 오염수를 유입시켜 샘플 오염수의 다항목 오염 성분을 측정하는 경우 유입관을 통하여 샘플 오염수의 수원으로부터 녹조 및 미생물이 유입되는 것을 방지할 수 있는 수질 오염 측정 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 수질 측정 센서의 센서별 전압차가 동일 농도에서 재현성 있게 발생됨을 이용해 전압차를 이용한 항목별 패턴을 획득함으로써, 오염 물질의 분석을 실효성 있게 수행하여 수중에 용존 상태로서의 샘플 오염수의 오염 성분 및 오염 정도를 효과적으로 측정할 수 있는 수질 오염 측정 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 샘플 오염수로부터 발생된 오염 가스의 오염 성분 및 오염 정도를 측정함으로써, 인간이 후각으로 감지할 수 있는 악취의 종류 및 정도를 측정할 수 있는 수질 오염 측정 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명은 수질 측정조(10)에 저장되는 샘플 오염수에 잠겨지도록 상기 수질 측정조(10)에 설치되며, 동일한 오염수에 대하여 서로 다른 수질 측정값을 나타내도록 상기 동일한 오염수의 오염 성분 중 적어도 하나의 오염 성분을 상이하게 감지하는 다수의 수질 측정 센서(100); 상기 수질 측정조(10)에 저장되는 샘플 오염수와 동일한 샘플 오염수가 저장되는 가스 농도 측정용 챔버(1210); 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수에 용존된 오염 가스를 증발시키기 위한 증발 수단(1300); 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)로부터 발생된 오염 가스의 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정 센서(1421); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 증발 수단(1300)은 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)를 간접 가열하기 위한 중탕용 챔버(1310)를 포함할 수 있고, 상기 증발 수단(1310)은 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 진동을 가하기 위한 진동 수단(1320)을 포함할 수 있고, 상기 진동 수단(1320)은 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)를 간접 가열하기 위해 상기 중탕용 챔버(1310)에 저장되는 중탕액에 움직임을 가하여 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 진동을 발생시키도록, 상기 중탕용 챔버(1310) 내에 설치되는 초음파 진동자를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 증발 수단(1300)은 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수로부터 증발되는 가스를 비무화(非霧化) 상태로 증발시킬 수 있다.
본 발명은 상기 샘플 오염수의 오염 성분 패턴인 샘플 오염 성분 패턴과 상기 다수의 수질 측정 센서로부터 미리 획득된 기준 오염수의 오염 성분 패턴인 기준 오염 성분 패턴과의 유사여부를 비교하는 오염 성분 패턴 비교부(800)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 오염 성분 패턴은 스펙트럼 방식으로 표시된 샘플 오염 성분 스펙트럼이고, 상기 기준 오염 성분 패턴은 스펙트럼 방식으로 표시된 기준 오염 성분 스펙트럼일 수 있다.
본 발명은 상기 기준 오염 성분 스펙트럼 가운데 상기 다수의 수질 측정 센서 중 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값을 Sd#j, 상기 샘플 오염 성분 스펙트럼 가운데 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값을 Ss#j 라 할 때, Rk#j = Sd#j/Ss#j 인 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소 비율을 획득하는 스펙트럼 요소 비율 획득부(400); 상기 다수의 수질 측정 센서의 개수를 n이라 할 때, Cs = (Rk#1 + Rk#2 + ... + Rk#n)/n 인 스펙트럼 요소 비율 평균값을 획득하는 스펙트럼 요소 비율 평균값 획득부(500); Wk#j = Sd#j/Cs 인 상기 스펙트럼 요소 비율 평균값에 대한 상기 기준 오염 성분 스펙트럼 가운데 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값의 비율을 획득하는 스펙트럼 비율 획득부(600); Rnk#j = Rk#j/Cs 인 상기 스펙트럼 요소 비율 평균값에 대한 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 상기 스펙트럼 요소 비율의 비율을 획득하는 평균 스펙트럼 비율 획득부(700); 를 포함하되, 상기 오염 성분 패턴 비교부(800)는 S=(Rnk#1×Wk#1 +...+ Rnk#n×Wk#n) 로 정의되는 유사도 S를 획득할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 오염 성분 패턴 비교부(800)는 상기 유사도 S가 특정값 이상인 경우 상기 기준 오염 성분 패턴이 상기 샘플 오염 성분 패턴과 유사한 것으로 판별할 수 있다.
본 발명은 수질 측정조 내로 샘플 오염수를 유입시켜 샘플 오염수의 다항목 오염 성분을 측정하는 경우 유입관을 통하여 샘플 오염수의 수원으로부터 녹조 및 미생물이 유입되는 것이 방지되는 장점이 있다.
본 발명은 유입관의 유입부에 부착된 상기 녹조 및 미생물을 탈착시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 수질 측정 센서 어레이가 측정대상(납, 카드뮴, 수은, 구리, 염소이온, 질산성질소) 물질에 노출되어 상호간의 간섭에 의해 센서별 전압 변화가 발생된 경우에도 수중에 용존 상태로서의 샘플 오염수의 오염 성분 및 오염 정도를 효과적으로 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 샘플 오염수로부터 발생된 오염 가스의 오염 성분 및 오염 정도를 측정함으로써, 샘플 오염수로부터 발생되어 인간이 후각으로 감지할 수 있는 오염 가스의 종류 및 정도를 측정할 수 있는 장점이 있다.
도1은 본 발명에 따른 일실시예의 개략적 구성도.
도2는 도1 중 수질 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템의 개략적 구성도.
도3은 도1 중 수질 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템의 주요부의 블록 구성도.
도4는 도3의 샘플 오염 성분 획득부에서 획득되는 샘플 오염 성분 스펙트럼(spectrum)의 일례.
도5는 도3의 기준 오염 성분 패턴 저장부에 저장되는 다수개의 기준 오염 성분 스펙트럼의 일례.
도6은 도3의 오염 성분 패턴 비교부에 의한 기준 오염 성분 패턴과 샘플 오염 성분 패턴의 유사도 비교의 일례.
이하, 도면을 참조하며 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따른 일실시예의 개략적 구성도를, 도2는 도1 중 수질 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템의 개략적 구성도를, 도3은 도1 중 수질 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템의 주요부의 블록 구성도를, 도4는 도3의 샘플 오염 성분 획득부에서 획득되는 샘플 오염 성분 스펙트럼(spectrum)의 일례를, 도5는 도3의 기준 오염 성분 패턴 저장부에 저장되는 다수개의 기준 오염 성분 스펙트럼의 일례를, 도6은 도3의 오염 성분 패턴 비교부에 의한 기준 오염 성분 패턴과 샘플 오염 성분 패턴의 유사도 비교의 일례를 나타낸다.
도1 및 도2를 참조하면 본 발명의 일실시예는 수질 측정을 위한 샘플 오염수가 저장되는 수질 측정조(10)를 가진다. 수질 측정조(10)의 측벽에는 일정 수위에 다다른 상기 샘플 오염수를 오버 플로우시키기 위한 오버 플로우 배출구(12)가 형성될 수 있다. 수질 측정조(10)의 하벽에는 수질 측정을 위한 샘플 오염수를 배출하기 위한 제1 배출관(50)이 연결될 수 있다.
도1 및 도2를 참조하면 본 발명의 일실시예는 상기 샘플 오염수의 수원(水源)에 잠기는 일측에 메시망 형태의 유입부(21)가 형성되고 타측이 펌프(P)에 연결되며 제1 밸브(20V)가 구비되는 제1 유입관(20)을 가진다. 메시망 형태의 유입부(21)는 상기 샘플 오염수의 수원(水源)의 녹조 및 미생물이 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 제1 밸브(20V)는 솔레노이드 밸브일 수 있다.
도1 및 도2를 참조하면 본 발명의 일실시예는 일측이 상기 펌프(P)에 연결되고 타측이 상기 수질 측정조(10)에 연결되는 제2 유입관(30)을 가진다. 제2 유입관(30)에는 유량계(F)가 구비될 수 있다.
도1 및 도2를 참조하면 본 발명의 일실시예는 일측이 상기 제1 유입관(20)에 연결되고 타측이 에어 컴프레셔(C)에 연결되며 역세척용 밸브(40V)가 구비되는 역세척관(40)을 가진다. 역세척용 밸브(40V)는 솔레노이드 밸브일 수 있다. 역세척관(40)의 타측은 제1 유입관(20)의 일측과 타측 사이 중 제1 밸브(20V)가 설치된 지점으로부터 제1 유입관(20)의 일측 방향으로 소정 거리 이격된 지점에 연결된다. 따라서, 제1 밸브(20V)를 이용하여 상기 제1 유입관(20)을 폐쇄하고 역세척용 밸브(40V)를 개방한 상태에서 상기 에어 컴프레셔(C)를 작동함으로써, 메시망 형태의 유입부(21)에 부착된 상기 녹조 및 미생물을 탈착시킬 수 있다.
도1을 참조하면 본 발명의 일실시예는 수질 측정 센서부(WS)를 가진다. 수질 측정 센서부(WS)는 다수의 수질 측정 센서(100)를 포함한다. 다수의 수질 측정 센서(100)는 제2 유입관(30)을 통하여 유입된 상기 샘플 오염수에 잠겨지도록 수질 측정조(10)의 내벽에 연결 설치된다. 다수의 수질 측정 센서(100)는 동일한 오염수에 대하여 서로 다른 수질 측정값을 나타내도록, 상기 동일한 오염수의 오염 성분 중 적어도 하나의 오염 성분을 상이하게 감지하는 센서들이다. 즉, 상기 동일한 오염수에 대하여 각각의 수질 측정 센서(101, 102, … , 100 + j, … , 100 + n)는 서로 다른 수질 측정값을 나타낸다. 각각의 수질 측정 센서(101, 102, … , 100 + j, … , 100 + n)는 BOD, COD 등의 일반 항목을 측정하기 위한 센서 외에 중금속을 포함하는 서로 다른 특정 오염 성분을 민감하게 감지하기 위한 센서일 수 있다.
도4를 참조하면 본 발명의 일실시예는 샘플 오염 성분 패턴 획득부(200)를 포함한다. 샘플 오염 성분 패턴 획득부(200)는 다수의 수질 측정 센서(100)로부터 샘플 오염수의 수질 측정값을 각각 획득하여, 상기 샘플 오염수의 오염 성분 패턴인 샘플 오염 성분 패턴을 획득하기 위한 것이다. 상기 샘플 오염 성분 패턴은 상기 샘플 오염수의 오염 성분을 스펙트럼(spectrum) 방식으로 표시한 것이다. 이하, 이를 샘플 오염 성분 스펙트럼이라 한다.
스펙트럼 방식은 각각의 수질 측정 센서(100)에서 측정된 수질 측정값의 합을 기준으로 각각의 수질 측정 센서(100)의 수질 측정값이 해당되는 비율을 산정하고, 이러한 비율을 스팩트럼의 요소로 표현하는 것이다. 즉, 모든 수질 측정 센서(100)의 수질 측정값의 합을 100으로 가정할 때, 각각의 수질 측정 센서(100)의 수질 측정값이 차지하는 값을 각각의 수질 측정 센서(100)의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값으로 할당하여 하나의 스펙트럼을 완성할 수 있다. 도4에는 샘플 오염수의 오염 성분 스펙트럼(spectrum)인 샘플 오염 성분 스펙트럼의 일례가 도시되어 있다.
이와 같이 스펙트럼 방식으로 상기 샘플 오염 성분 패턴을 나타내면, 복합적인 오염 성분으로 이루어진 수질 오염을 코드화(encode)하여 명확하게 구분할 수 있으며, 후술하는 오염 성분 패턴 비교부(800)에서 상기 샘플 오염 성분 패턴과 기준 오염 성분 패턴(후술함)을 비교 분석하는 것이 용이하며, 상기 샘플 오염 성분 패턴을 시각적으로 나타낼 수 있다.
도3을 참조하면 본 발명에 따른 일실시예는 기준 오염 성분 패턴 저장부(300)를 가진다.
기준 오염 성분 패턴 저장부(300)는 다수의 수질 측정 센서(100)로부터 기준 오염수의 수질 측정값을 각각 획득하여, 상기 기준 오염수의 오염 성분 패턴인 기준 오염 성분 패턴을 저장하기 위한 것이다. 상기 기준 오염 성분 패턴은 상기 기준 오염수의 오염 성분을 스펙트럼(spectrum) 방식으로 표시한 것이다. 이하, 이를 기준 오염 성분 스펙트럼이라 한다. 기준 오염 성분 패턴 저장부(300)에는 m 개의 서로 다른 기준 오염수에 대한 기준 오염 성분 스펙트럼이 각각 미리 저장된다. 도5에는 기준 오염수에 대한 오염 성분 스펙트럼(spectrum)인 기준 오염 성분 스펙트럼 4개가 일례로 도시되어 있다.
도3을 참조하면 본 발명에 따른 일실시예는 스펙트럼 요소 비율 획득부(400)를 가진다.
스펙트럼 요소 비율 획득부(400)는 상기 기준 오염 성분 스펙트럼 가운데 j번째 수질 측정 센서(100+j)의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값을 Sd#j, 상기 샘플 오염 성분 스펙트럼 가운데 상기 j번째 수질 측정 센서(100+j)의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값을 Ss#j 라 할 때, Rk#j = Sd#j/Ss#j 인 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소 비율을 획득하기 위한 것이다. 여기서, Rk#j의 소문자 k는 Sd#j가 기준 오염 성분 패턴 저장부(300)에 저장된 값 중 k번째 기준 오염수에 대응하는 값임을 나타낸다.
스펙트럼 요소 비율 획득부(400)에서는 모든 수질 측정 센서(100)의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소 비율이 획득되므로, j = 1 부터 n 까지 모두 n 개의 스펙트럼 요소 비율이 획득된다.
도3을 참조하면 본 발명에 따른 일실시예는 스펙트럼 요소 비율 평균값 획득부(500)를 가진다.
스펙트럼 요소 비율 평균값 획득부(500)는 상기 다수의 수질 측정 센서(100)의 개수를 n이라 할 때, Cs = (Rk#1 + Rk#2 + ... + Rk#n)/n 인 스펙트럼 요소 비율 평균값을 획득하기 위한 것이다.
도3을 참조하면 본 발명에 따른 일실시예는 스펙트럼 비율 획득부(600)를 가진다.
스펙트럼 비율 획득부(600)는 Wk#j = Sd#j/Cs 인 상기 스펙트럼 요소 비율 평균값에 대한 상기 기준 오염 성분 스펙트럼 가운데 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값의 비율을 획득하기 위한 것이다. 여기서, Wk#j의 소문자 k는 Sd#j가 기준 오염 성분 패턴 저장부(300)에 저장된 값 중 k번째 기준 오염수에 대응하는 값임을 나타낸다.
도3을 참조하면 본 발명에 따른 일실시예는 평균 스펙트럼 비율 획득부(700)를 가진다.
평균 스펙트럼 비율 획득부(700)는 Rnk#j = Rk#j/Cs 인 상기 스펙트럼 요소 비율 평균값에 대한 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 상기 스펙트럼 요소 비율의 비율을 획득하기 위한 것이다.
도3을 참조하면 본 발명에 따른 일실시예는 오염 성분 패턴 비교부(800)를 가진다. 오염 성분 패턴 비교부(800)는 상기 샘플 오염 성분 패턴과 상기 기준 오염 성분 패턴과의 유사여부를 비교하기 위한 것이다. 따라서, 오염 성분 패턴 비교부(800)에는 상기 샘플 오염 성분 스펙트럼과 상기 기준 오염 성분 스펙트럼과의 유사여부를 비교하게 된다. 이를 위하여 오염 성분 패턴 비교부(800)는 유사도 S를 획득하게 된다. 유사도 S는 S=(Rnk#1×Wk#1 +...+ Rnk#n×Wk#n) 로 정의된다.
오염 성분 패턴 비교부(800)는 상기 유사도 S가 특정값 이상인 경우 상기 k번째 기준 오염수의 기준 오염 성분 패턴이 상기 샘플 오염 성분 패턴과 유사한 것으로 판별하게 된다. 즉, 상기 유사도 S가 특정값 이상인 경우 상기 샘플 오염수는 상기 k번째 기준 오염수와 유사한 오염 성분 및 오염 성분비로 오염되었다고 판별할 수 있다. 상기 특정값은 70% 일 수 있다. 도5에는 도1의 오염 성분 패턴 비교부에 의한 기준 오염 성분 패턴과 샘플 오염 성분 패턴의 유사도 비교 과정이 도시되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 일실시예는 하나의 특정한 상기 샘플 오염수와 k = 1 부터 m 까지 모든 기준 오염수의 유사도 S를 획득할 수 있다.
도1을 참조하면 본 발명의 일실시예는 가스 농도 측정용 챔버(1210)를 가진다. 가스 농도 측정용 챔버(1210)는 수질 측정조(10)에 저장되는 샘플 오염수와 동일한 샘플 오염수를 저장하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 일실시예는 수질 측정조(10)에 저장된 샘플 오염수의 일부를 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 유입시키기 위한 제3 유입관(1211)을 포함할 수 있다. 제3 유입관(1211)에는 펌프(도면 부호 미부여)가 구비될 수 있다. 한편, 가스 농도 측정용 챔버(1210)에는 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수를 배출하기 위한 제2 배출관(1213)이 연결된다.
도1을 참조하면 본 발명의 일실시예는 증발 수단(1300)을 포함한다. 증발 수단(1300)은 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수에 용존된 오염 가스를 증발시키기 위한 것이다.
도1을 참조하면 증발 수단(1300)은 가스 농도 측정용 챔버(1210)를 간접 가열하기 위한 중탕용 챔버(1310) 및 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 진동을 가하기 위한 진동 수단(1320)을 포함한다.
도1을 참조하면 중탕용 챔버(1310)에는 중탕액이 저장되고, 상기 중탕액에는 가스 농도 측정용 챔버(1210)가 하단부로부터 상부 소정부위까지 잠겨진다. 따라서, 중탕액이 가열되는 경우 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수는 간접적으로 가열된다. 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수는 상기 중탕액에 의하여 간접 가열되므로 고른 온도로 서서히 가열된다. 중탕용 챔버(1310)에는 상기 중탕액을 가열하기 위한 열선(1311)이 설치될 수 있다.
도1을 참조하면 진동 수단(1320)은 상기 중탕액에 움직임을 가하여 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 진동을 발생시키기 위한 것이다. 따라서, 가스 농도 측정용 챔버(1210)는 상기 중탕액의 움직임에 의하여 흔들림 가능하도록 장착된다. 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 진동이 발생하므로, 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수에 용존된 오염 가스가 보다 용이하게 증발된다. 한편, 진동 수단(1320)은 중탕용 챔버(1310) 내에 설치되는 초음파 진동자일 수 있다. 상기 초음파 진동자는 상기 중탕액에 움직임을 발생시킬 뿐 아니라 상기 중탕액에 에너지를 가하여 상기 중탕액의 온도를 상승시키는 역할을 수행하기도 한다. 한편, 증발 수단(1300)은 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수로부터 증발되는 가스를 비무화(非霧化) 상태로 증발시키는 것이 바람직하다. 따라서, 증발 수단(1300)은 상기 중탕액의 온도는 30℃ ~ 40℃ 로 유지시킬 수 있다.
도1을 참조하면 본 발명의 일실시예는 가스 농도 측정 장치(1420)를 가진다. 가스 농도 측정 장치(1420)는 가스 농도 측정용 챔버(1210)로부터 발생된 오염 가스의 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정 센서(1421)를 포함한다. 가스 농도 측정 센서(1421)는 다수개 구비될 수 있다. 다수개의 가스 농도 측정 센서(1421)는 인간이 후각으로 감지할 수 있는 서로 다른 다수개의 가스의 농도를 측정하게 되므로, 샘플 오염수로 발생하는 악취 종류 및 악취 정도를 판단할 수 있게 된다. 한편, 상단이 밀폐된 가스 농도 측정용 챔버(210)에는 제3 배출관(1423)의 일측단이 인입된다. 제3 배출관(1423)의 타측단은 가스 농도 측정 장치(1420)에 연결된다. 따라서, 가스 농도 측정용 챔버(1210)내의 샘플 오염수로부터 증발되는 가스가 제3 배출관(1423)을 통하여 가스 농도 측정 장치(1420)에 공급된다.
도1을 참조하면 본 발명의 일실시예는 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 무취공기를 공급하기 위한 무취공기 공급 장치(1410)를 가진다. 무취공기 공급 장치(1410)는 활성탄 필터(1411)를 포함할 수 있다. 무취공기 공급 장치(410)에는 제4 유입관(1413)의 일측단이 연결된다. 제4 유입관(1413)의 타측단은 상단이 밀폐된 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 인입된다. 무취공기 공급 장치(1410)로부터 공급되는 무취공기에 의하여 가스 농도 측정용 챔버(1210) 내의 압력이 일정 압력 이상을 유지하게 된다.
10:수질 측정조 20:제1 유입관
21:유입부 20V:제1 밸브
30:제2 유입관 40:역세척관
40V:역세척용 밸브
100:수질 측정 센서 200:샘플 오염 성분 패턴 획득부
300:기준 오염 성분 패턴 저장부 400:스펙트럼 요소 비율 획득부
500:스펙트럼 요소 비율 평균값 획득부 600:스펙트럼 비율 획득부
700:평균 스펙트럼 비율 획득부 800:오염 성분 패턴 비교부
1210:가스 농도 측정용 챔버
1300:증발 수단 1310:중탕용 챔버
1320:진동 수단
1421:가스 농도 측정 센서
P:펌프 C:에어 컴프레셔

Claims (9)

  1. 수질 측정조(10)에 저장되는 샘플 오염수에 잠겨지도록 상기 수질 측정조(10)에 설치되며, 동일한 오염수에 대하여 서로 다른 수질 측정값을 나타내도록 상기 동일한 오염수의 오염 성분 중 적어도 하나의 오염 성분을 상이하게 감지하는 다수의 수질 측정 센서(100);
    상기 수질 측정조(10)에 저장되는 샘플 오염수와 동일한 샘플 오염수가 저장되는 가스 농도 측정용 챔버(1210);
    상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수에 용존된 오염 가스를 증발시키기 위한 증발 수단(1300);
    상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)로부터 발생된 오염 가스의 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정 센서(1421);
    를 포함하되,
    상기 증발 수단(1300)은 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수로부터 증발되는 가스를 비무화(非霧化) 상태로 증발시키는 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템.
  2. 수질 측정조(10)에 저장되는 샘플 오염수에 잠겨지도록 상기 수질 측정조(10)에 설치되며, 동일한 오염수에 대하여 서로 다른 수질 측정값을 나타내도록 상기 동일한 오염수의 오염 성분 중 적어도 하나의 오염 성분을 상이하게 감지하는 다수의 수질 측정 센서(100);
    상기 수질 측정조(10)에 저장되는 샘플 오염수와 동일한 샘플 오염수가 저장되는 가스 농도 측정용 챔버(1210);
    상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수에 용존된 오염 가스를 증발시키기 위한 증발 수단(1300);
    상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)로부터 발생된 오염 가스의 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정 센서(1421);
    를 포함하되,
    상기 증발 수단(1300)은 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)를 간접 가열하기 위한 중탕용 챔버(1310)를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 증발 수단(1310)은 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 진동을 가하기 위한 진동 수단(1320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진동 수단(1320)은 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)를 간접 가열하기 위해 상기 중탕용 챔버(1310)에 저장되는 중탕액에 움직임을 가하여 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 진동을 발생시키도록, 상기 중탕용 챔버(1310) 내에 설치되는 초음파 진동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증발 수단(1300)은 상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수로부터 증발되는 가스를 비무화(非霧化) 상태로 증발시키는 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템.
  6. 수질 측정조(10)에 저장되는 샘플 오염수에 잠겨지도록 상기 수질 측정조(10)에 설치되며, 동일한 오염수에 대하여 서로 다른 수질 측정값을 나타내도록 상기 동일한 오염수의 오염 성분 중 적어도 하나의 오염 성분을 상이하게 감지하는 다수의 수질 측정 센서(100);
    상기 수질 측정조(10)에 저장되는 샘플 오염수와 동일한 샘플 오염수가 저장되는 가스 농도 측정용 챔버(1210);
    상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)에 저장된 샘플 오염수에 용존된 오염 가스를 증발시키기 위한 증발 수단(1300);
    상기 가스 농도 측정용 챔버(1210)로부터 발생된 오염 가스의 농도를 측정하기 위한 가스 농도 측정 센서(1421);
    상기 샘플 오염수의 오염 성분 패턴인 샘플 오염 성분 패턴과 상기 다수의 수질 측정 센서로부터 미리 획득된 기준 오염수의 오염 성분 패턴인 기준 오염 성분 패턴과의 유사여부를 비교하는 오염 성분 패턴 비교부(800);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 샘플 오염 성분 패턴은 스펙트럼 방식으로 표시된 샘플 오염 성분 스펙트럼이고,
    상기 기준 오염 성분 패턴은 스펙트럼 방식으로 표시된 기준 오염 성분 스펙트럼인 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준 오염 성분 스펙트럼 가운데 상기 다수의 수질 측정 센서 중 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값을 Sd#j, 상기 샘플 오염 성분 스펙트럼 가운데 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값을 Ss#j 라 할 때, Rk#j = Sd#j/Ss#j 인 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소 비율을 획득하는 스펙트럼 요소 비율 획득부(400);
    상기 다수의 수질 측정 센서의 개수를 n이라 할 때, Cs = (Rk#1 + Rk#2 + ... + Rk#n)/n 인 스펙트럼 요소 비율 평균값을 획득하는 스펙트럼 요소 비율 평균값 획득부(500);
    Wk#j = Sd#j/Cs 인 상기 스펙트럼 요소 비율 평균값에 대한 상기 기준 오염 성분 스펙트럼 가운데 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 스펙트럼 요소값의 비율을 획득하는 스펙트럼 비율 획득부(600);
    Rnk#j = Rk#j/Cs 인 상기 스펙트럼 요소 비율 평균값에 대한 상기 j번째 수질 측정 센서의 수질 측정값에 대응하는 상기 스펙트럼 요소 비율의 비율을 획득하는 평균 스펙트럼 비율 획득부(700);
    를 포함하되,
    상기 오염 성분 패턴 비교부(800)는 S=(Rnk#1×Wk#1 +...+ Rnk#n×Wk#n) 로 정의되는 유사도 S를 획득하는 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 오염 성분 패턴 비교부(800)는 상기 유사도 S가 특정값 이상인 경우 상기 기준 오염 성분 패턴이 상기 샘플 오염 성분 패턴과 유사한 것으로 판별하는 것을 특징으로 하는 수질 측정 센서 및 가스 농도 측정 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템.
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