KR-20260060840-A - A residual chlorine concentration detection device comprising a residual chlorine concentration detection stick

Abstract

본 발명은 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치에 관한 것으로서, 상기 잔류염소 농도 검출 장치는, 수질 시료를 수용하기 위한 용기가 안착되는 홀이 형성된 하우징; 상기 하우징 상면에 설치되는 디스플레이부; 상기 디스플레이부의 하측에 설치되며, 상기 잔류염소 농도 검출 장치를 동작시키는 복수의 버튼부; 상기 홀의 하부 및 하우징 내부에 설치되며, 상기 용기의 측면 일측과 타측에 근접 배치되어 각각 발광부와 수광부가 설치되는 기판부;를 포함하며, 상기 잔류염소 농도 검출 스틱은, 종이 또는 수지로 마련되는 몸체부; 상기 몸체부의 하부 일부에 흡착 또는 코팅되는 잔류염소 농도 검출 조성물;을 포함하며, 상기 잔류염소 농도 검출 조성물은, DPD(N,N-Diethyl-p-Phenylenediamine sulfate)와 미세결정 셀룰로오스(microcrystalline cellulose) 및 히드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose)를 혼합하여 마련되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 비색법에서 사용하는 분말 형태의 DPD 시약을 간편하게 사용할 수 있도록 대체하면서도 정밀한 잔류염소 농도 측정이 구현되는 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치를 제공할 수 있다.

Inventors

• 김수영

Assignees

• 김수영

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241025

Claims (5)

1. 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치에 있어서, 상기 잔류염소 농도 검출 장치는, 수질 시료를 수용하기 위한 용기가 안착되는 홀이 형성된 하우징; 상기 하우징 상면에 설치되는 디스플레이부; 상기 디스플레이부의 하측에 설치되며, 상기 잔류염소 농도 검출 장치를 동작시키는 복수의 버튼부; 상기 홀의 하부 및 하우징 내부에 설치되며, 상기 용기의 측면 일측과 타측에 근접 배치되어 각각 발광부와 수광부가 설치되는 기판부;를 포함하며, 상기 잔류염소 농도 검출 스틱은, 종이 또는 수지로 마련되는 몸체부; 상기 몸체부의 하부 일부에 흡착 또는 코팅되는 잔류염소 농도 검출 조성물;을 포함하며, 상기 잔류염소 농도 검출 조성물은, DPD(N,N-Diethyl-p-Phenylenediamine sulfate)와 미세결정 셀룰로오스(microcrystalline cellulose) 및 히드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose)를 혼합하여 마련되는 것을 특징으로 하는 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 잔류염소 농도 검출 조성물은, 상기 DPD 10~15 중량부와 상기 미세결정 셀룰로오스 70~75 중량부와 상기 히드록시프로필 셀룰로오스 2~3 중량부의 혼합으로 마련되는 것을 특징으로 하는 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 잔류염소 농도 검출 조성물은, 이산화규소(Silicon dioxide) 1~3 중량부가 추가적으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 잔류염소 농도 검출 조성물은, 스테아린산 마그네슘 1~3 중량부가 추가적으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 잔류염소 농도 검출 조성물은, 탈크 5~7 중량부가 추가적으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치.

Description

잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치{A residual chlorine concentration detection device comprising a residual chlorine concentration detection stick} 본 발명은 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 비색법에서 사용하는 분말 형태의 DPD 시약을 간편하게 사용할 수 있도록 대체하면서도 정밀한 잔류염소 농도 측정이 구현되는 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치에 관한 것이다. 최근 들어 하천수, 호수, 폐수 중에 포함된 잔류염소, 칼륨, 질소, 인 등의 오염원에 대한 환경규제가 점점 강화됨에 따라 방류수 또는 하천수에 대하여 여러 형태의 수질측정이 행하여 지고 있다. 이러한 수질측정 시 요구되는 특성으로는 정밀성과 재현성을 보장해야 하는 기본적인 요구사항 이외에 신속하고 편리해야 하며, 환경친화적이어야 하고 경제성을 갖추어야 한다. 잔류염소를 측정하는 방법은 주로 DPD 시약식을 이용하는데, DPD 시약식은 DPD(N,N-디에틸-p-페닐렌디아민; N,N-Diethyl-p-phenylenediamine)시약 속의 아민(Amine)이 중성의 pH 조건에서 염소에 의하여 산화된 1차 산화물을 생성하며 자홍색(Magenta color)으로 발색되는 원리를 이용한다. 종래의 DPD 시약식 측정은 수질 시료에 분말 형태의 DPD 시약을 첨가한 후 수질 시료 색이 자홍색으로 변화되면 분광계로 색변화의 지표인 흡광도를 측정하여 농도로 환산함으로써 이루어진다. 그러나, 1회 측정분으로 이루어진 분말 형태의 DPD 시약의 개봉 시 시약 분말이 날리거나 시약 분말을 모두 수질 시료에 넣는 작업이 불편하여 정밀한 잔류염소 농도 측정에 한계가 있다는 문제점이 있었다. 도 1은 본 발명에 따른 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치의 일 단면에 대한 분해 사시도이다. 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 이에 대해 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 설명에 앞서 상세한 설명에 기재된 용어에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 이하, 본 발명에 따른 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략한다. 본 발명은 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 비색법에서 사용하는 분말 형태의 DPD 시약을 간편하게 사용할 수 있도록 대체하면서도 정밀한 잔류염소 농도 측정이 구현되는 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치에 관한 것이다. 도 1은 본 발명에 따른 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치의 일 단면에 대한 분해 사시도이다. 이상 본 발명에 따른 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함하는 잔류염소 농도 검출 장치를 도 1 내지 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 1 내지 도 2을 참조하면, 본 발명은 잔류염소 농도 검출 장치와 잔류염소 농도 검출 스틱을 포함한다. 여기서, 잔류염소 농도 검출 장치는, 하우징(10), 디스플레이부(12), 버튼부(14) 및 기판부(16)를 포함한다. 하우징(10)은 본 발명에 따른 잔류염소 농도 검출 장치의 내부 부품을 수용하며, 전체적인 외형을 이루는 구성으로 도 1에서와 같이 대략 모서리가 둥근 형태로 일정 길이를 가지는 직육면체 형태로 마련될 수 있다. 하우징(10)의 일부분에는 도 2에서와 같이, 수질 시료를 수용하기 위한 용기(B)를 안착시키는 홀(H)이 형성되며, 홀(H) 형성부분의 하부로 디스플레이부(12) 및 버튼부(14)가 설치된다. 디스플레이부(12)는 잔류염소 농도 검출 장치가 감지하는 염소 농도를 출력시키는 역할을 수행하며, 버튼부(14)는 잔류염소 농도 검출 장치의 동작을 제어하는 다수의 버튼부(14)로 마련될 수 있다. 여기서, 버튼부(14)는 장치의 온/오프, 측정 시작, 측정 결과 전송, 설정 등의 제어 역할을 구분하여 복수개로 마련될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 하우징(10)의 내부에는 장치의 세부 구성을 상호 전기적으로 연결하는 회로가 마련된 기판부(16) 및 장치로 전원을 공급하는 배터리(미도시) 등의 부품이 설치된다. 하우징(10)에 형성된 홀(H)에는 용기(B)가 안착되며, 용기(B)는 투명한 합성수지로 마련되는 용기부 및 커버를 포함한다. 용기부에는 수질 시료를 정확한 용량으로 수용시키는 가이드(P)가 설치되며, 상기 가이드(P)는 전술한 수질 시료의 용량 안내 역할 외에, 용기(B)가 홀(H)에 고정적으로 안착됨과 동시에 용기(B) 내부의 수질 시료가 외부로 흘러내려 하우징(10)으로 유입되지 못하게 하는 패킹 역할도 수행한다. 상기 기판부(16)는 상기 홀(H)의 하부 및 하우징(10) 내부에 설치되며, 도 2에서와 같이, 상기 용기(B)가 홀(H)에 안착된 상태에서 용기(B)의 측면 일측과 타측에 근접 배치되는 발광부 및 수광부가 설치되는 공간을 제공하도록 홀(H)과 대응되는 형상적 구조로 마련될 수 있다. 정리하면, 수질 시료를 용기(B)의 가이드(P) 만큼 공급한 후, 후술할 잔류염소 농도 검출 스틱을 이용하여 10~30초 동안 저어 주고, 수질 시료의 색상 변화를 확인한 후, 커버를 덮는다. 이후 용기(B)를 홀(H)에 안착시키고 검출 장치를 동작시켜 상기 발광부 및 수광부의 광원에 대한 스펙트럼 센싱을 통해 수질 시료의 잔류염소 농도를 측정하여 디스플레이부(12)에 출력시키는 형태로 장치가 구현되는 것이다. 한편, 본 발명에 따른 잔류염소 농도 검출 스틱은, 종이 또는 수지로 마련되는 몸체부(20)와 몸체부(20)의 일부분, 바람직하게는 몸체부(20)의 하부에 접착 또는 코팅되는 잔류염소 농도 검출 조성물(22)을 포함한다. 여기서, 상기 잔류염소 농도 검출 조성물(22)은, DPD(N,N-Diethyl-p-Phenylenediamine sulfate)와 미세결정 셀룰로오스(microcrystalline cellulose) 및 히드록시프로필 셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose)의 혼합으로 마련될 수 있다. 구체적으로 본 발명에 따른 잔류염소 농도 검출 조성물은 전술한 성분 이외에 이산화규소, 스테아린산 마그네슘 및 탈크를 추가적으로 포함하여 마련될 수 있다. 상기 DPD는 전체 조성 대비 10~15 중량부가 포함되며, 염소와 반응하여 수질 시료 색상을 변화시키는 역할을 수행한다. 여기서 DPD가 10 중량부 미만일 경우 염소와의 반응 저하로 염소를 충분히 감지하지 못하는 문제점이 있으며, DPD가 15 중량부를 초과할 경우 염소와의 반응이 과도하게 진행되어 측정 오차가 발생할 수 있다. DPD는 15 중량부가 포함되는 것이 가장 바람직하다. 이는 염소 측정에 있어 시약 반응의 속도, 색의 강도, 정확도 및 잔류 염소 측정에 최적화된 농도이기 때문이다. 이를 통해 염소 농도를 신뢰할 수 있고, 일관된 결과를 얻을 수 있다. 아울러 DPD를 15 중량부로 설정한 것은 염소 측정에서 반응의 정확도와 반응 시간을 최적화하기 위함이다. DPD는 염소 측정에서 주로 쓰이는 시약으로, 물 속의 자유 염소(free chlorine) 또는 총 염소(total chlorine)와 반응하여 색 변화를 일으키며, 이때 DPD 함량은 염소와의 반응 성능에 중요한 영향을 미친다. 상기 DPD 함량은 반응이 너무 빠르거나 너무 느리지 않도록 조절하는 데 적합하며, 염소와의 반응 시간을 최적화하여 사용자에게 정확한 측정 결과를 제공할 수 있다. DPD 함량이 너무 낮으면 반응이 느리고 색 변화가 미세해져 측정이 어려워지고, DPD 함량이 너무 높으면 반응이 너무 빨리 일어나 정밀한 측정 결과를 얻기 어렵다. 상기 미세결정 셀룰로오스는 70~75 중량부가 포함되며, 잔류염소 농도 검출 조성물을 구성하는 성분들을 결합하여 점도를 조정하는 부형제 역할을 수행한다. 본 발명에 따른 잔류염소 농도 검출 조성물은 후술할 잔류염소 농도 검출 스틱, 즉 종이 또는 수지 일부분에 흡착 또는 코팅되는 형태로 마련되어야 하므로 각 성분의 결합을 통한 일정 정도의 점도를 유지하기 위하여 미세결정 셀룰로오스를 필수 성분으로 포함하는 것이다. 여기서, 미세결정 셀룰로오스가 70 중량부 미만 또는 75 중량부 초과할 경우 조성 성분의 결합력이 저하 또는 과도하게 설정되어 원하는 점도를 얻을 수 없다는 문제점이 발생한다. 상기