KR102726071B1 - Device for measuring concentration using spectrometer and flow cell - Google Patents
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Abstract
비교적 큰 사이즈의 직경을 갖는 유체 메인관 뿐 아니라 다양한 사이즈에 적용이 가능하여 호환성이 향상되고 유체를 정지 상태에서 측정 가능하여 정밀도를 높일 수 있는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치가 개시된다. 농도측정장치는 농도를 측정하고자 하는 유체가 흐르는 메인관; 유체의 통로가 형성되고 상기 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성되는 플로우셀; 상기 플로우셀로 보낸 원광과 플로우셀에서 받은 수광의 파장별 흡광도를 측정할 수 있는 스펙트로메터; 및 상기 플로우셀과 스펙트로메터를 연결하는 광 케이블을 포함하여 이루어지며, 상기 플로우셀은 메인관으로부터 분리되어 별도 구비되고, 상기 플로우셀에 유체관이 연결되며, 피토튜브를 이용하여 메인관으로부터 유체관을 통해 플로우셀에 유체를 유동시킨다.Disclosed is a concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell, which can be applied to various sizes as well as a fluid main pipe having a relatively large diameter, thereby improving compatibility, and can measure the fluid in a stationary state to improve precision. The concentration measuring device comprises a main pipe through which a fluid to be measured for concentration flows; a flow cell in which a passage for the fluid is formed and a passage for light is formed to transmit the passage for the fluid; a spectrometer capable of measuring the wavelength-specific absorbance of light sent to the flow cell and light received from the flow cell; and an optical cable connecting the flow cell and the spectrometer, wherein the flow cell is provided separately from the main pipe, a fluid pipe is connected to the flow cell, and a fluid is allowed to flow from the main pipe to the flow cell through the fluid pipe using a pitot tube.
Description
본 발명은 농도측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스펙트로메터를 이용한 분광흡광식 농도측정 방식을 통해 용액내의 특정 케미컬 성분의 농도를 측정하기 위한 플로우셀을 구비한 농도측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a concentration measuring device, and more specifically, to a concentration measuring device having a flow cell for measuring the concentration of a specific chemical component in a solution through a spectroscopic absorption concentration measuring method using a spectrometer.
일반적으로, 플로우셀(Flow cell)은 광도계 및 세포 계수기 등에서 사용되는 광학 셀로서, 시료와 모든 표준물질은 플로우셀을 통한 검출 과정을 통과한 후 전기측정 또는 광학적 수단으로 측정되거나 계수된다.In general, a flow cell is an optical cell used in photometers and cell counters, where the sample and all standards pass through a detection process through the flow cell and are then measured or counted by electrical or optical means.
근적외광(Near Infra-Red light:NIR)이 화학물질(Chemical)이 용해된 용액(Liquid)을 통과하면, 특정 파장의 광선에 대하여 특정 케미컬의 농도에 대하여 흡광율이 변한다. 즉, 흡광율은 케미컬의 농도가 높을수록 높아진다.When near-infrared light (NIR) passes through a solution (liquid) containing a chemical, the absorbance changes depending on the concentration of a specific chemical for light of a specific wavelength. In other words, the absorbance increases as the concentration of the chemical increases.
이러한 현상을 이용하면 용액 내에 특정 케미컬 성분의 농도를 측정할 수 있게 되며, 이러한 농도 측정 방법을 분광흡광식 농도측정 방식(Spectroscopic)이라 한다.By utilizing this phenomenon, it is possible to measure the concentration of a specific chemical component in a solution, and this concentration measurement method is called spectroscopic concentration measurement.
종래의 농도측정장치는 분광흡광식 스펙트로메터(Spectrometer)와, 광케이블과, 플로우셀과, 흡광결과 데이터를 처리하는 제어 및 컴퓨터장치 등을 포함한다. 본 출원인에 의해 선출원된 대한민국등록특허공보 제10-0859744호 및 대한민국등록실용신안 제20-0444057호에는 분광기를 이용한 액체내의 조성물 농도측정장치가 개시된바 있다.Conventional concentration measuring devices include a spectroscopic absorption spectrometer, an optical cable, a flow cell, and a control and computer device for processing absorption result data. Korean Patent Publication No. 10-0859744 and Korean Utility Model No. 20-0444057, both of which were previously filed by the applicant of the present invention, disclose devices for measuring the concentration of a composition in a liquid using a spectrometer.
종래의 농도측정장치는 각 구성들 간의 결합 구조가 복잡하고 렌즈의 고정이 어려우며 유체의 밀봉 구조가 취약한 문제가 있다. 한편, 광이 투과되는 유로 폭이 일정 폭을 만족할 경우 측정 결과가 가장 바람직해지며, 이 폭은 측정 대상에 따라 좁아지거나 커질 수 있다. 종래의 농도측정장치는 이러한 유로 폭을 비교적 좁게(대략 10mm) 형성하는 것이 어렵고 이 경우 유체의 밀봉 구조를 추가할 경우 유로 폭 확보가 불가능하거나 설계가 어려워진다.Conventional concentration measuring devices have problems such as a complex joint structure between each component, difficulty in fixing the lens, and a weak fluid sealing structure. On the other hand, when the path width through which light is transmitted satisfies a certain width, the measurement result becomes the most desirable, and this width can be narrowed or widened depending on the measurement target. Conventional concentration measuring devices have difficulty in forming this path width relatively narrow (approximately 10 mm), and in this case, if a fluid sealing structure is added, it becomes impossible to secure the path width or the design becomes difficult.
또한, 종래의 농도측정장치는 유체가 유동하는 메인관에 직접 플로우셀을 연결하는 구조이기 때문에, 비교적 큰 사이즈의 직경을 갖는 유체 메인관에 설치가 어렵고 전술한 유로의 소정폭(대략 10mm)을 만족하려면 만들기가 더욱 복잡해지는 문제가 있다. 아울러, 종래의 농도측정장치는 다양한 사이즈의 유체 메인관에 따라 다른 사양의 플로우셀을 사용하여야 하므로 호환성이 떨어지는 문제가 있다.In addition, since the conventional concentration measuring device has a structure in which the flow cell is directly connected to the main pipe through which the fluid flows, there is a problem in that it is difficult to install in a fluid main pipe having a relatively large diameter, and manufacturing becomes more complicated in order to satisfy the specified width of the flow path (approximately 10 mm) mentioned above. In addition, since the conventional concentration measuring device must use a flow cell of different specifications according to the various sizes of the fluid main pipe, there is a problem in that compatibility is low.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 각 구성들 간의 결합 구조가 단순하고 렌즈의 고정을 용이하게 하며 유체의 밀봉 구조를 개선할 뿐 아니라 유로 폭을 일정 폭으로 확보하여 농도측정 성능을 향상시킬 수 있는 플로우셀을 제공한다.In order to solve such conventional problems, the present invention provides a flow cell that has a simple joint structure between each component, facilitates fixing of a lens, improves the sealing structure of a fluid, and secures a constant width of a flow path to improve concentration measurement performance.
또한, 본 발명에서는 비교적 큰 사이즈의 직경을 갖는 유체 메인관 뿐 아니라 다양한 사이즈에 적용이 가능하여 호환성이 향상되고 유체를 정지 상태에서 측정 가능하여 정밀도를 높일 수 있는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell that can be applied to various sizes as well as a fluid main pipe having a relatively large diameter, thereby improving compatibility and enabling measurement of a fluid in a stationary state, thereby improving precision.
본 발명에 따른 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치는 농도를 측정하고자 하는 유체가 흐르는 메인관; 유체의 통로가 형성되고 상기 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성되는 플로우셀; 상기 플로우셀로 보낸 원광과 플로우셀에서 받은 수광의 파장별 흡광도를 측정할 수 있는 스펙트로메터; 및 상기 플로우셀과 스펙트로메터를 연결하는 광 케이블을 포함하여 이루어지며, 상기 플로우셀은 메인관으로부터 분리되어 별도 구비되고, 상기 플로우셀에 유체관이 연결되며, 피토튜브를 이용하여 메인관으로부터 유체관을 통해 플로우셀에 유체를 유동시킨다.A concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell according to the present invention comprises: a main pipe through which a fluid to be measured for concentration flows; a flow cell having a passage for the fluid formed and a passage for light formed to transmit the passage for the fluid; a spectrometer capable of measuring wavelength-specific absorbance of light sent to the flow cell and light received from the flow cell; and an optical cable connecting the flow cell and the spectrometer, wherein the flow cell is provided separately from the main pipe, a fluid pipe is connected to the flow cell, and a fluid is allowed to flow from the main pipe to the flow cell through the fluid pipe using a pitot tube.
상기 메인관의 내주면 일측에 유체를 플로우셀로 보내기 위한 피토튜브 인입부가 형성되고, 상기 메인관의 내주면 타측에 플로우셀로부터 유체를 메인관으로 보내기 위한 피토튜브 인출부가 형성된다.A pitot tube inlet is formed on one side of the inner surface of the main pipe to send fluid to the flow cell, and a pitot tube outlet is formed on the other side of the inner surface of the main pipe to send fluid from the flow cell to the main pipe.
상기 플로우셀의 유체의 통로 양측에 유체관이 탈착 가능하게 연결된다.Fluid pipes are detachably connected to both sides of the fluid passage of the above flow cell.
상기 유체관은 메인관에 피토튜브 인입부 및 피토튜브 인출부를 통해 연결된다.The above fluid pipe is connected to the main pipe through a pitot tube inlet and a pitot tube outlet.
상기 플로우셀의 유체의 통로로 유동하는 유체의 흐름을 정지시키는 밸브부를 더 구비한다.The flow cell further comprises a valve section for stopping the flow of fluid flowing through the fluid passage.
상기 밸브부는 유체 유동 방향으로 플로우셀의 하류측 유체관에 배치된다.The above valve part is placed in the downstream fluid pipe of the flow cell in the direction of fluid flow.
상기 플로우셀은 유체관의 수직부에 배치된다.The above flow cell is placed in the vertical section of the fluid pipe.
상기 메인관은: 관의 길이 방향으로 체결공이 형성되고 중심에 유체통로가 형성되며, 상기 유체통로의 내주면에 상기 피토튜브 인입부 및 피토튜브 인출부가 형성된 인서트블럭; 관의 길이 방향으로 상기 인서트블럭의 양측에 결합되는 관부; 및 상기 체결공에 삽입되어 인서트블럭과 관부를 결합시키는 체결부를 구비한다.The above main pipe comprises: an insert block having a fastening hole formed in the longitudinal direction of the pipe, a fluid passage formed in the center, and a pitot tube inlet portion and a pitot tube outlet portion formed on the inner surface of the fluid passage; a pipe portion coupled to both sides of the insert block in the longitudinal direction of the pipe; and a fastening portion inserted into the fastening hole to couple the insert block and the pipe portion.
상기 플로우셀은: 유체의 통로가 형성되고 상기 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성된 바디; 상기 유체의 통로에 대해 양측에 구비되어 광을 산광 및 집광하는 렌즈체; 상기 유체의 통로에 대해 양측에 구비되며 광의 통로에 삽입되어 광이 투과 가능한 윈도우; 및 상기 윈도우를 바디에 고정시키며 렌즈체를 연결시키는 컨넥터를 포함하여 이루어지며, 원광 케이블과 수광 케이블이 바디에 대해 서로 대향하게 배치된다.The above flow cell comprises: a body in which a fluid passage is formed and a light passage is formed to transmit the fluid passage; a lens body provided on both sides of the fluid passage to disperse and collect light; a window provided on both sides of the fluid passage and inserted into the light passage to allow light to pass through; and a connector that fixes the window to the body and connects the lens body, wherein a light source cable and a light receiving cable are arranged to face each other with respect to the body.
상기 플로우셀은: 유체의 통로가 형성되고 상기 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성된 바디; 상기 유체의 통로에 대해 양측에 구비되어 광을 산광 및 집광하는 미러렌즈체; 상기 유체의 통로에 대해 양측에 구비되며 광의 통로에 삽입되어 광이 투과 가능한 윈도우; 및 상기 윈도우를 바디에 고정시키며 미러렌즈체를 결합시키는 지지부를 포함하여 이루어지며, 원광 케이블과 수광 케이블이 바디에 대해 동일 방향에 연결되어 서로 나란하게 배치된다.The above flow cell comprises: a body in which a fluid passage is formed and a light passage is formed to transmit the fluid passage; mirror lens bodies provided on both sides with respect to the fluid passage to scatter and collect light; windows provided on both sides with respect to the fluid passage and inserted into the light passage to allow light to transmit therethrough; and a support member that fixes the window to the body and combines the mirror lens bodies, wherein a light source cable and a light receiving cable are connected in the same direction with respect to the body and arranged parallel to each other.
상기 유체의 통로와 광의 통로 간을 기밀하는 오링이 구비되며, 상기 오링은 유체의 통로를 기준으로 윈도우의 외측에 배치된다.An O-ring is provided to seal the space between the fluid passage and the light passage, and the O-ring is placed on the outside of the window based on the fluid passage.
본 발명에 따른 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치는 각 구성들 간의 결합 구조가 단순하고 렌즈의 고정을 용이하게 하며 유체의 밀봉 구조를 개선할 뿐 아니라 유로 폭을 일정 폭으로 확보하여 농도측정 성능을 향상시킬 수 있다.A concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell according to the present invention has a simple joint structure between each component, facilitates fixing of a lens, improves the sealing structure of the fluid, and secures a constant width of the flow path, thereby improving concentration measuring performance.
또한, 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치는 비교적 큰 사이즈의 직경을 갖는 유체 메인관 뿐 아니라 다양한 사이즈에 적용이 가능하여 호환성이 향상되고 유체를 정지 상태에서 측정 가능하여 정밀도를 높일 수 있다.In addition, the concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell can be applied to various sizes as well as a fluid main pipe with a relatively large diameter, thereby improving compatibility and increasing precision by enabling measurement of the fluid in a stationary state.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 농도측정장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플로우셀을 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플로우셀을 도시한 부분 분리 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플로우셀을 도시한 평면도이며,
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플로우셀의 내부를 도시한 단면도이고,
도 6은 도 5의 "A"를 확대 도시한 단면도이며,
도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 농도측정장치를 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 농도측정장치를 도시한 정면도이며,
도 9는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 농도측정장치의 내부를 도시한 단면도이고,
도 10은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 농도측정장치에 밸브부가 추가된 것을 도시한 것이며,
도 11은 도 10의 평면도이고,
도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 플로우셀이 수직관에 설치된 상태를 도시한 사시도이며,
도 13은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 농도측정장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이고,
도 14는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플로우셀을 도시한 사시도이며,
도 15 내지 도 17은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플로우셀을 도시한 부분 분리 사시도이고,
도 18은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플로우셀을 도시한 정면도이며,
도 19 및 도 20은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 플로우셀의 내부를 도시한 단면도이고,
도 21은 도 19의 "B"를 확대 도시한 단면도이며,
도 22는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 농도측정장치를 도시한 사시도이고,
도 23은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 농도측정장치를 도시한 정면도이며,
도 24는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 농도측정장치의 내부를 도시한 단면도이고,
도 25는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 농도측정장치에 밸브부가 추가된 것을 도시한 것이며,
도 26은 도 25의 평면도이고,
도 27은 도 24의 변형 예를 도시한 것이며,
도 28은 다양한 사이즈의 메인관과 플로우셀 및 밸브부의 배치에 대한 실시 예들을 도시한 것이다.Figure 1 schematically illustrates the configuration of a concentration measuring device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a flow cell according to the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a partially separated perspective view illustrating a flow cell according to the first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a plan view illustrating a flow cell according to the first embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view showing the inside of a flow cell according to the first embodiment of the present invention.
Figure 6 is an enlarged cross-sectional view of “A” in Figure 5.
Figure 7 is a perspective view illustrating a concentration measuring device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 8 is a front view illustrating a concentration measuring device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 9 is a cross-sectional view showing the inside of a concentration measuring device according to the first embodiment of the present invention.
Figure 10 illustrates a concentration measuring device according to the first embodiment of the present invention with a valve section added.
Figure 11 is a plan view of Figure 10,
Figure 12 is a perspective view showing a state in which a flow cell according to the first embodiment of the present invention is installed in a vertical pipe.
Figure 13 schematically illustrates the configuration of a concentration measuring device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a perspective view illustrating a flow cell according to a second embodiment of the present invention.
Figures 15 to 17 are partially separated perspective views showing a flow cell according to a second embodiment of the present invention.
Figure 18 is a front view showing a flow cell according to the second embodiment of the present invention.
Figures 19 and 20 are cross-sectional views showing the interior of a flow cell according to the second embodiment of the present invention.
Figure 21 is an enlarged cross-sectional view of “B” in Figure 19.
Figure 22 is a perspective view illustrating a concentration measuring device according to the second embodiment of the present invention.
Figure 23 is a front view illustrating a concentration measuring device according to the second embodiment of the present invention.
Figure 24 is a cross-sectional view showing the inside of a concentration measuring device according to the second embodiment of the present invention.
Figure 25 illustrates a concentration measuring device according to the second embodiment of the present invention with a valve section added.
Figure 26 is a plan view of Figure 25,
Figure 27 illustrates a modified example of Figure 24.
Figure 28 illustrates examples of arrangements of main pipes, flow cells, and valve sections of various sizes.
이하 첨부된 도면에 따라서 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.The technical configuration of a concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell is described in detail as follows according to the attached drawings.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 농도측정장치는 메인관과, 플로우셀(1)과, 스펙트로메터(9)와, 광 케이블(8)과, 제어 및 컴퓨터장치를 포함하여 이루어진다.Referring to FIGS. 1 to 9, a concentration measuring device according to a first embodiment of the present invention comprises a main pipe, a flow cell (1), a spectrometer (9), an optical cable (8), and a control and computer device.
메인관은 농도를 측정하고자 하는 유체가 흐르는 통로로서, 인서트블럭(3)과, 관부(4) 및 체결부를 구비한다. 인서트블럭(3)은 중심에 유체통로(32)가 형성된다. 유체통로(32)는 관의 길이 방향으로 인서트블럭(3)의 양측을 관통하게 형성된다. 또한, 인서트블럭(3)에 복수개의 체결공(31)이 형성된다. 체결공(31)은 관의 길이 방향으로 인서트블럭(3)의 양측을 관통하게 형성되며 유체통로(32)를 중심으로 인서트블럭(3)의 둘레를 따라 형성된다.The main pipe is a passage through which a fluid to be measured for concentration flows, and comprises an insert block (3), a pipe section (4), and a fastening section. The insert block (3) has a fluid passage (32) formed in the center. The fluid passage (32) is formed to penetrate both sides of the insert block (3) in the longitudinal direction of the pipe. In addition, a plurality of fastening holes (31) are formed in the insert block (3). The fastening holes (31) are formed to penetrate both sides of the insert block (3) in the longitudinal direction of the pipe, and are formed along the perimeter of the insert block (3) centered on the fluid passage (32).
유체통로(32)의 내주면에는 피토튜브 인입부(33) 및 피토튜브 인출부(34)가 형성된다. 피토튜브 인입부(33)는 메인관의 내주면 일측에 형성되어 유체를 플로우셀(1)로 보내기 위한 것이다. 피토튜브 인출부(34)는 메인관의 내주면 타측에 형성되어 플로우셀(1)로부터 유체를 메인관으로 보내기 위한 것이다. 즉, 피토튜브 인입부(33)는 유체의 유동 방향으로 상류쪽을 향해 개구되게 형성되어 유체가 유체통로(32)에서 플로우셀(1)로 유동한다. 아울러, 피토튜브 인출부(34)는 유체통로(32)를 향해 개구되게 형성되어 플로우셀(1)로부터 유체가 유체통로(32)로 복귀한다.A pitot tube inlet (33) and a pitot tube outlet (34) are formed on the inner surface of the fluid passage (32). The pitot tube inlet (33) is formed on one side of the inner surface of the main pipe to send the fluid to the flow cell (1). The pitot tube outlet (34) is formed on the other side of the inner surface of the main pipe to send the fluid from the flow cell (1) to the main pipe. That is, the pitot tube inlet (33) is formed to be open toward the upstream side in the direction of the fluid flow, so that the fluid flows from the fluid passage (32) to the flow cell (1). In addition, the pitot tube outlet (34) is formed to be open toward the fluid passage (32), so that the fluid from the flow cell (1) returns to the fluid passage (32).
관부(4)는 관의 길이 방향으로 인서트블럭(3)의 양측에 결합된다. 즉, 하나의 관부(4)는 인서트블럭(3)의 일측에 결합되고, 다른 하나의 관부(4)는 인서트블럭(3)의 타측에 결합되어, 관부(4) 및 인서트블럭(3)은 연속적인 하나의 유체의 통로가 된다. 관부(4)의 외주면에는 플랜지부(45)가 형성되고, 플랜지부(45)에는 인서트블럭(3)의 체결공(31)에 대응되는 홀이 형성된다.The pipe part (4) is connected to both sides of the insert block (3) in the longitudinal direction of the pipe. That is, one pipe part (4) is connected to one side of the insert block (3), and the other pipe part (4) is connected to the other side of the insert block (3), so that the pipe part (4) and the insert block (3) become a continuous fluid passage. A flange part (45) is formed on the outer surface of the pipe part (4), and a hole corresponding to a fastening hole (31) of the insert block (3) is formed in the flange part (45).
체결부는 인서트블럭(3)의 체결공(31)에 삽입되어 인서트블럭(3)과 관부(4)를 결합시킨다. 체결부는 관부(4)의 홀과 인서트블럭(3)의 체결공(31)을 관통하여 체결되는 볼트(46) 및 너트(47)로 구성될 수 있다. 관부(4)와 인서트블럭(3)의 사이에는 가스켓(49)을 구성하여 유체의 기밀을 유지하는 것이 바람직하다. 체결부를 통해 인서트블럭(3)과 관부(4)를 서로 결합 및 분리 가능하다.The fastening member is inserted into the fastening hole (31) of the insert block (3) to connect the insert block (3) and the pipe part (4). The fastening member may be composed of a bolt (46) and a nut (47) that penetrate the hole of the pipe part (4) and the fastening hole (31) of the insert block (3) to connect them. It is preferable to configure a gasket (49) between the pipe part (4) and the insert block (3) to maintain the airtightness of the fluid. The insert block (3) and the pipe part (4) can be connected and separated from each other through the fastening member.
플로우셀(1)은 내부에 유체의 통로가 형성되고 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성된다. 또한, 플로우셀(1)의 유체의 통로 양측에 유체관(35)이 탈착 가능하게 연결된다. 유체관(35)은 메인관에 피토튜브 인입부(33) 및 피토튜브 인출부(34)를 통해 연결된다. 피토튜브 인입부(33)는 유체의 유동경로 정면의 구멍을 통해 플로우셀(1)로 유체의 흐름이 발생한다. 동압이 걸리는 피토튜브 인입부(33)의 압력은 운동에너지헤드만큼 피토튜브 인출부(34)의 압력보다 크게 형성되어 피토튜브 인입부(33)로부터 플로우셀(1)을 지나 피토튜브 인출부(34)로 유체의 흐름이 발생한다.The flow cell (1) has a fluid passage formed inside it and a light passage formed to penetrate the fluid passage. In addition, a fluid tube (35) is detachably connected to both sides of the fluid passage of the flow cell (1). The fluid tube (35) is connected to the main tube through a pitot tube inlet (33) and a pitot tube outlet (34). The pitot tube inlet (33) causes a fluid flow into the flow cell (1) through a hole in the front of the fluid flow path. The pressure of the pitot tube inlet (33) to which dynamic pressure is applied is formed to be greater than the pressure of the pitot tube outlet (34) by the kinetic energy head, so that a fluid flow occurs from the pitot tube inlet (33) through the flow cell (1) to the pitot tube outlet (34).
스펙트로메터(Spectrometer: 9)는 원광을 광 케이블(8)을 통하여 플로우셀(1)로 보내고 플로우셀(1)을 통과한 수광을 광 케이블(8)로 받아서 원광이 플로우셀(1)을 통과하면서 발생한 흡광정도를 빛의 파장별로 측정하여 흡광량을 측정한다. 광 케이블(8)은 플로우셀(1)과 스펙트로메터(9)를 연결한다. 광 케이블(8)은 플로우셀(1)에 연결되어, 스펙트로메터(9)로부터 원광을 바디로 보내고 플로우셀(1)로부터 수광을 스펙트로메터(9)로 보내는 통로가 된다.The spectrometer (9) sends the light to the flow cell (1) through the optical cable (8), receives the light passing through the flow cell (1) through the optical cable (8), and measures the amount of light absorption by measuring the degree of light absorption that occurs when the light passes through the flow cell (1) according to the wavelength of light. The optical cable (8) connects the flow cell (1) and the spectrometer (9). The optical cable (8) is connected to the flow cell (1), and serves as a passage for sending the light from the spectrometer (9) to the body and sending the light received from the flow cell (1) to the spectrometer (9).
제어 및 컴퓨터장치는 플로우셀(1)에서 유체를 통과하면서 변화된 특정 파장의 원광과 수광의 차이를 스펙트로메터(9)에서 측정하고 흡광 데이터를 표준 데이터와 비교 분석함으로써, 유체에 혼합된 케미컬(Chemical)의 각 성분을 한번의 측정으로 모두 알아낼 수 있다. 제어 및 컴퓨터장치는 측정된 농도 정보를 외부로 디스플레이하도록 구성될 수 있다.The control and computer device measures the difference between the original light and the received light of a specific wavelength that changes as the fluid passes through the flow cell (1) using a spectrometer (9) and compares and analyzes the absorption data with standard data, thereby enabling each component of the chemical mixed in the fluid to be identified with a single measurement. The control and computer device can be configured to display the measured concentration information externally.
특히, 플로우셀(1)은 메인관으로부터 분리되어 별도 구비되고, 플로우셀(1)에 유체관(35)이 연결된다. 농도측정장치는 베르누이 원리를 적용한 피토튜브(Pitot tube)를 이용하여 메인관으로부터 유체관(35)을 통해 플로우셀(1)에 유체를 유속(압력)에 의해 유동시킨다. 넓은 곳을 흐르던 유체가 피토튜브를 만나면 피토튜브의 압력이 높아짐에 따라, 피토튜브 내/외부에는 유체의 압력차이가 발생하고 이 압력차는 유체속도의 제곱과 비례하게 된다.In particular, the flow cell (1) is provided separately from the main pipe, and a fluid pipe (35) is connected to the flow cell (1). The concentration measuring device uses a Pitot tube that applies Bernoulli's principle to cause the fluid to flow from the main pipe to the flow cell (1) through the fluid pipe (35) by flow velocity (pressure). When the fluid flowing in a wide area meets the Pitot tube, the pressure of the Pitot tube increases, and thus a pressure difference of the fluid occurs inside/outside the Pitot tube, and this pressure difference becomes proportional to the square of the fluid velocity.
한편, 도 10 및 도 11을 더 참조하면, 농도측정장치는 밸브부(7)를 더 구비할 수 있다. 밸브부(7)는 전동밸브나 공압밸브 등으로 구현될 수 있고, 플로우셀(1)의 유체의 통로로 유동하는 유체의 흐름을 정지시키는 기능을 한다. 밸브부(7)는 유체 유동 방향으로 플로우셀(1)의 하류측 유체관(35)에 배치되는 것이 바람직하다. 흡광도 측정시 유체의 흐름을 정지시킨 상태에서 수행하면 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 밸브부(7)는 유체의 농도 측정시에만 닫히고 평상시 열리도록 제어된다. 따라서, 메인관의 유체 흐름에 영향을 주지 않으면서 측정 정밀도의 향상이 가능하다.Meanwhile, referring further to FIGS. 10 and 11, the concentration measuring device may further include a valve portion (7). The valve portion (7) may be implemented as an electric valve or a pneumatic valve, and has a function of stopping the flow of fluid flowing in the fluid passage of the flow cell (1). It is preferable that the valve portion (7) be arranged in the fluid pipe (35) on the downstream side of the flow cell (1) in the direction of fluid flow. If the flow of fluid is stopped during absorbance measurement, the measurement precision can be improved. The valve portion (7) is controlled to close only when measuring the concentration of the fluid and to be open normally. Therefore, the measurement precision can be improved without affecting the fluid flow of the main pipe.
또한, 도 12를 더 참조하면, 플로우셀(1)은 유체관(35)의 수직부(351)에 배치된다. 유체관(35)은 메인관으로부터 외부로 연결되며, 수직부(351) 및 수평부(352)를 구비한다. 인서트블럭(3)이 수직관 구조의 메인관에 설치될 경우 인서트블럭(3)은 수평일 수밖에 없다. 만약, 측정하려는 유체 내에 버블(Bubble)이 있을 경우 측정 정밀도를 저하시킨다. 따라서, 밸브부(7)를 닫아 유체가 정지된 상태에서 유체관(35) 내의 버블을 측정지점인 플로우셀(1)로부터 부력에 의하여 상승시키기 위하여, 플로우셀(1)을 수직부(351)에 설치하는 것이 바람직하다. 밸브부(7)는 유체관(35)의 수평부(352)에 설치되거나 수직부(351)에 설치될 수 있으며, 유체 이동 방향으로 플로우셀(1)보다 하류에 배치되는 것이 바람직하다.In addition, referring to FIG. 12 further, the flow cell (1) is arranged in the vertical portion (351) of the fluid pipe (35). The fluid pipe (35) is connected to the outside from the main pipe and has a vertical portion (351) and a horizontal portion (352). When the insert block (3) is installed in the main pipe of the vertical pipe structure, the insert block (3) cannot but be horizontal. If there is a bubble in the fluid to be measured, it reduces the measurement accuracy. Therefore, in order to raise the bubble in the fluid pipe (35) by buoyancy from the flow cell (1), which is the measurement point, by closing the valve portion (7) and stopping the fluid, it is preferable to install the flow cell (1) in the vertical portion (351). The valve portion (7) can be installed in the horizontal portion (352) of the fluid pipe (35) or in the vertical portion (351), and it is preferable to be arranged downstream of the flow cell (1) in the direction of fluid movement.
제1 실시 예에 따른 플로우셀(1)은 바디(110)와, 렌즈체(150,160)와, 윈도우(120)와, 컨넥터(140) 및 오링(130)을 포함하여 이루어진다. 광 케이블(8)은 케이블접속구(165)를 통하여 바디(110)에 연결되며, 스펙트로메터(9)로부터 원광을 바디(110)로 보내고 바디(110)로부터 수광을 스펙트로메터(9)로 보낸다. 즉, 바디(110)의 일측에는 원광 케이블이 연결되고 타측에는 수광 케이블이 연결된다. 이 경우, 원광 케이블과 수광 케이블이 바디(110)에 대해 서로 대향하게 배치되는 스트레이트(Straight) 타입으로 구성된다.The flow cell (1) according to the first embodiment comprises a body (110), a lens body (150, 160), a window (120), a connector (140), and an O-ring (130). An optical cable (8) is connected to the body (110) through a cable connection port (165), and sends light from a spectrometer (9) to the body (110) and sends light received from the body (110) to the spectrometer (9). That is, a light cable is connected to one side of the body (110), and a light receiving cable is connected to the other side. In this case, the light cable and the light receiving cable are configured as a straight type in which they are arranged to face each other with respect to the body (110).
바디(110)는 내부에 유체의 통로가 형성되고 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성된다. 바디(110)에는 유체홀(116)과 광홀(117)이 형성된다. 유체홀(116)은 유체의 통로로서 바디(110)를 관통하게 형성된다. 광홀(117)은 광의 통로로서 유체홀(116)에 대해 직교한 방향으로 관통 형성된다. 유체홀(116)과 광홀(117)은 바디(110) 내부에서 서로 교차하면서 직접적으로 연통된다. 즉, 바디(110) 내의 유체홀(116)과 광홀(117)은 서로 연통하여, 유체홀(116)을 통해 유체를 주입시키면 광홀(117)에도 유체가 채워지게 된다.The body (110) has a fluid passage formed therein and a light passage formed to penetrate the fluid passage. A fluid hole (116) and a light hole (117) are formed in the body (110). The fluid hole (116) is formed to penetrate the body (110) as a fluid passage. The light hole (117) is formed to penetrate in a direction orthogonal to the fluid hole (116) as a light passage. The fluid hole (116) and the light hole (117) intersect each other inside the body (110) and are directly connected. That is, the fluid hole (116) and the light hole (117) in the body (110) are connected to each other, so that when a fluid is injected through the fluid hole (116), the fluid is also filled in the light hole (117).
렌즈체(150,160)는 바디(110)의 유체의 통로에 대해 양측에 구비되어 광을 산광 및 집광한다. 즉, 렌즈체(150,160)는 광을 확산하는 원광 렌즈체(150)와 광을 집속하는 수광 렌즈체(160)로 구성된다. 원광 렌즈체(150)는 바디(110)의 유체홀(116)을 기준으로 일측에 결합되며, 수광 렌즈체(160)는 바디(110)의 유체홀(116)을 기준으로 타측에 결합된다. 렌즈체(150,160)는 컨넥터(140)의 단부에 나사체결된다.The lens body (150, 160) is provided on both sides of the fluid passage of the body (110) to diffuse and focus light. That is, the lens body (150, 160) is composed of a light-diffusing lens body (150) and a light-receiving lens body (160) that focuses light. The light-receiving lens body (150) is coupled to one side based on the fluid hole (116) of the body (110), and the light-receiving lens body (160) is coupled to the other side based on the fluid hole (116) of the body (110). The lens body (150, 160) is screw-connected to the end of the connector (140).
윈도우(120)는 바디(110)의 유체의 통로에 대해 양측에 구비되며 광의 통로에 삽입되어 광이 투과 가능하게 이루어진다. 윈도우(120)는 비교적 얇은 두께의 원형판 형상이고, 사파이어, FEP(Fluorinated Ethylene Propylene) 등의 투명투과판으로 구성되며, 광은 투과 가능하면서 유체는 통과하지 못하게 한다. 바디(110)의 광홀(117)의 내주면에는 단턱부(118)가 형성된다. 윈도우(120)는 바디(110)의 광홀(117)로 삽입되어 바디(110)의 단턱부(118)에 의해 지지된다. 단턱부(118)의 반대쪽 윈도우(120)의 단부에는 컨넥터(140)가 체결된다. 한 쌍의 윈도우(120)는 서로 마주하면서 유체홀(116)과 직접적으로 마주한다.A window (120) is provided on both sides of the fluid passage of the body (110) and is inserted into the light passage so that light can pass through it. The window (120) has a relatively thin, circular plate shape and is made of a transparent plate such as sapphire or FEP (Fluorinated Ethylene Propylene), and allows light to pass through it while preventing fluid from passing through it. A step portion (118) is formed on the inner surface of the light hole (117) of the body (110). The window (120) is inserted into the light hole (117) of the body (110) and is supported by the step portion (118) of the body (110). A connector (140) is connected to the end of the window (120) on the opposite side of the step portion (118). A pair of windows (120) face each other and directly face the fluid hole (116).
컨넥터(140)는 윈도우(120)를 바디(110)에 고정시키며 렌즈체(150,160)를 연결시키는 기능을 한다. 컨넥터(140)는 길이 방향으로 중심부에 양측이 관통 형성되어, 관통부로 광이 통과된다. 컨넥터(140)는 바디(110)의 광홀(117)과 통하는 개구부(119)에 나사체결되어, 컨넥터(140)의 길이 방향 일측 단부가 윈도우(120)를 바디(110)의 단턱부(118)를 향해 밀착 고정한다. 아울러, 컨넥터(140)의 길이 방향 타측 단부에는 렌즈체(150,160)가 체결된다. 컨넥터(140)에는 렌즈체(150,160)와 마주하는 단부쪽에 툴용구멍이 형성될 수 있다. 툴용구멍은 바디(110)에 컨넥터(140)를 체결하기 위한 툴을 삽입하도록 복수개 형성될 수 있다.The connector (140) fixes the window (120) to the body (110) and functions to connect the lens body (150, 160). The connector (140) has a central opening formed on both sides in the longitudinal direction, so that light passes through the opening. The connector (140) is screw-fastened to an opening (119) communicating with an optical hole (117) of the body (110), so that one longitudinal end of the connector (140) closely fixes the window (120) toward the step (118) of the body (110). In addition, the lens body (150, 160) is fastened to the other longitudinal end of the connector (140). A tool hole may be formed on the end of the connector (140) facing the lens body (150, 160). A plurality of tool holes can be formed to insert a tool for fastening a connector (140) to the body (110).
오링(130)은 바디(110)의 유체의 통로와 광의 통로 간을 기밀한다. 오링(130)은 바디(110)의 유체의 통로를 기준으로 윈도우(120)의 외측에 배치된다. 즉, 오링(130)은 윈도우(120)와 컨넥터(140) 사이에 형성된다. 윈도우(120)와 마주하는 컨넥터(140)의 단부에는 경사면의 테이퍼(145)가 형성된다. 컨넥터(140)를 바디(110)의 광홀(117)에 체결하여 윈도우(120)가 바디(110)에 고정될 때, 테이퍼(145)는 오링(130)을 바디(110)의 단턱부(118)를 향해 밀착시킨다.An O-ring (130) seals the space between the fluid passage and the light passage of the body (110). The O-ring (130) is positioned on the outside of the window (120) based on the fluid passage of the body (110). That is, the O-ring (130) is formed between the window (120) and the connector (140). An inclined taper (145) is formed at the end of the connector (140) facing the window (120). When the connector (140) is fastened to the light hole (117) of the body (110) and the window (120) is fixed to the body (110), the taper (145) presses the O-ring (130) toward the step (118) of the body (110).
도 6에 도시된 것처럼, 컨넥터(140)를 바디(110)에 체결하면 윈도우(120)는 바디(110)의 단턱부(118)와 컨넥터(140) 사이에 고정된다. 이 경우, 광홀(117)의 길이 방향으로 윈도우(120)의 단부와 단턱부(118) 사이에는 미세틈이 형성되고, 반경 방향으로 윈도우(120)의 단부와 광홀(117)의 내주면 사이에도 미세틈이 형성된다. 유체홀(116)을 유동하는 유체는 단턱부(118)를 지나 화살표와 같이 상기 미세틈을 통해 오링(130) 쪽으로 유동한다.As illustrated in FIG. 6, when the connector (140) is fastened to the body (110), the window (120) is fixed between the step portion (118) of the body (110) and the connector (140). In this case, a micro-gap is formed between the end of the window (120) and the step portion (118) in the longitudinal direction of the light hole (117), and a micro-gap is also formed between the end of the window (120) and the inner surface of the light hole (117) in the radial direction. The fluid flowing through the fluid hole (116) passes through the step portion (118) and flows toward the O-ring (130) through the micro-gap as indicated by the arrow.
이 경우, 컨넥터(140)에 형성된 경사면의 테이퍼(145)가 오링(130)을 P1 방향 및 P2 방향으로 눌러주어 밀착된다. 따라서, 유체가 컨넥터(140)와 윈도우(120) 사이의 틈(a2)과 컨넥터(140)와 광홀(117) 사이의 틈(a1)으로 새는 것을 방지할 수 있다.In this case, the taper (145) of the inclined surface formed on the connector (140) presses the O-ring (130) in the P1 and P2 directions to seal it. Accordingly, it is possible to prevent the fluid from leaking through the gap (a2) between the connector (140) and the window (120) and the gap (a1) between the connector (140) and the optical hole (117).
한편, 오링(130)이 윈도우(120)의 외측에 배치됨에 따라, 유체투과길이(d)를 효율적으로 확보할 수 있다. 유체투과길이(d)는 대략 10mm 정도로 형성하는 것이 바람직하다. 유체투과길이(d)는 광이 투과하는 물질에 따라 짧아지거나 길어질 수 있다. 10mm는 비교적 짧은 길이이므로 만약 오링이 윈도우의 내측인 유체쪽에 있으면 유체투과길이(d)를 10mm로 맞추기 어렵고 유체투과길이(d)를 확보하는 것이 효율적이지 못하며 공간을 많이 차지할 뿐 아니라 플로우셀(1) 내부 구조가 복잡해진다. 결국, 오링(130)을 윈도우(120)와 컨넥터(140) 사이에 배치하여 결합 구조가 단순해지고 렌즈의 고정을 용이하게 하며 유체의 밀봉 구조를 개선할 수 있다.Meanwhile, since the O-ring (130) is arranged on the outside of the window (120), the fluid penetration length (d) can be efficiently secured. It is preferable that the fluid penetration length (d) be formed to be approximately 10 mm. The fluid penetration length (d) can be shortened or lengthened depending on the material through which light passes. Since 10 mm is a relatively short length, if the O-ring is on the fluid side, which is the inner side of the window, it is difficult to set the fluid penetration length (d) to 10 mm, and securing the fluid penetration length (d) is not efficient, takes up a lot of space, and the internal structure of the flow cell (1) becomes complicated. Ultimately, by arranging the O-ring (130) between the window (120) and the connector (140), the coupling structure can be simplified, the fixing of the lens can be facilitated, and the sealing structure of the fluid can be improved.
광 케이블(8)의 단부에는 케이블접속구(165)가 형성되고, 케이블접속구(165)는 렌즈체(150,160)의 단부에 결합된다. 광홀(117)의 길이 방향으로 바디(110)의 양측 단부에는 커버접속구(185)가 구비되며, 바디(110)와 커버접속구(185) 사이에 오링(181)이 설치된다. 커버접속구(185)는 양측이 개구된 원통 형상으로 이루어지고 바디(110)와 마주하는 단부에 돌출턱이 형성된다. 커버접속구(185)는 렌즈체(150,160)를 커버한다.A cable connection port (165) is formed at an end of an optical cable (8), and the cable connection port (165) is connected to an end of a lens body (150, 160). Cover connection ports (185) are provided at both ends of the body (110) in the longitudinal direction of the optical hole (117), and an O-ring (181) is installed between the body (110) and the cover connection port (185). The cover connection port (185) is formed in a cylindrical shape with both ends open, and a protruding protrusion is formed at an end facing the body (110). The cover connection port (185) covers the lens body (150, 160).
커버접속구(185)의 일측에는 커버(180)가 결합된다. 커버(180)는 외주면에 널링(Knurling)이 형성되며, 바디(110)에 체결되어 커버접속구(185)를 바디(110)에 고정시킨다. 커버접속구(185)의 단부에는 보호관접속구(190)가 체결된다. 보호관접속구(190)의 단부에는 광 케이블(8)을 보호하는 플렉시블한 재질의 가요성보호관(195)이 결합된다. 즉, 보호관접속구(190)의 일측 단부는 커버접속구(185)에 체결되며 타측 단부에 가요성보호관(195)이 결합된다.A cover (180) is connected to one side of the cover connection port (185). The cover (180) has a knurling formed on the outer surface and is connected to the body (110) to fix the cover connection port (185) to the body (110). A protection pipe connection port (190) is connected to an end of the cover connection port (185). A flexible protection pipe (195) made of a flexible material that protects the optical cable (8) is connected to an end of the protection pipe connection port (190). That is, one end of the protection pipe connection port (190) is connected to the cover connection port (185) and the other end of the protection pipe connection port is connected to the flexible protection pipe (195).
바디(110)의 유체의 통로 양측에는 유체관(35)이 탈착 가능하게 연결된다. 또한, 유체관(35)은 메인관에 피토튜브 인입부(33) 및 피토튜브 인출부(34)를 통해 연결된다. 바디(110)와 유체관(35)의 연결부에는 밀봉접속구(170)가 구비된다. 밀봉접속구(170)는 유체관(35)의 외주면을 눌러주는 페룰(Ferrule: 171) 및 바디(110)에 체결되어 페룰(171)을 결속하는 너트(172)를 구비한다. 너트(172)를 바디(110)에 체결하면 너트(172)가 페룰(171)을 관의 길이 방향으로 이동시켜 페룰(171)의 경사면에 의해 페룰(171)이 유체관(35)의 외주면을 가압하여 고정이 이루어진다.On both sides of the fluid passage of the body (110), a fluid pipe (35) is detachably connected. In addition, the fluid pipe (35) is connected to the main pipe through a pitot tube inlet (33) and a pitot tube outlet (34). A sealing connection port (170) is provided at the connection between the body (110) and the fluid pipe (35). The sealing connection port (170) is provided with a ferrule (171) that presses the outer surface of the fluid pipe (35) and a nut (172) that is fastened to the body (110) and fastens the ferrule (171). When the nut (172) is fastened to the body (110), the nut (172) moves the ferrule (171) in the longitudinal direction of the pipe, and the ferrule (171) presses the outer surface of the fluid pipe (35) by the inclined surface of the ferrule (171), thereby fixing the ferrule.
도 13 내지 도 24를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 농도측정장치는 메인관과, 플로우셀(2)과, 스펙트로메터(9)와, 광 케이블(8)과, 제어 및 컴퓨터장치를 포함하여 이루어진다. 제2 실시 예에 따른 농도측정장치는 제1 실시 예와 비교하여 플로우셀(2)의 세부 구성만 차이가 있으므로 중복되는 다른 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.Referring to FIGS. 13 to 24, a concentration measuring device according to a second embodiment of the present invention comprises a main tube, a flow cell (2), a spectrometer (9), an optical cable (8), and a control and computer device. Since the concentration measuring device according to the second embodiment differs from the first embodiment only in the detailed configuration of the flow cell (2), a detailed description of other overlapping configurations is omitted.
메인관은 인서트블럭(3)과, 관부(4) 및 체결부를 구비한다. 인서트블럭(3)에 유체통로(32)와 복수개의 체결공(31)이 형성된다. 유체통로(32)의 내주면에는 피토튜브 인입부(33) 및 피토튜브 인출부(34)가 형성된다. 관부(4)는 관의 길이 방향으로 인서트블럭(3)의 양측에 결합된다. 관부(4)의 외주면에는 플랜지부(45)가 형성되고, 플랜지부(45)에는 인서트블럭(3)의 체결공(31)에 대응되는 홀이 형성된다. 체결부는 관부(4)의 홀과 인서트블럭(3)의 체결공(31)을 관통하여 체결되는 볼트(46) 및 너트(47)로 구성될 수 있다.The main pipe has an insert block (3), a pipe part (4), and a fastening part. A fluid passage (32) and a plurality of fastening holes (31) are formed in the insert block (3). A pitot tube inlet part (33) and a pitot tube outlet part (34) are formed on the inner surface of the fluid passage (32). The pipe part (4) is coupled to both sides of the insert block (3) in the longitudinal direction of the pipe. A flange part (45) is formed on the outer surface of the pipe part (4), and a hole corresponding to the fastening hole (31) of the insert block (3) is formed in the flange part (45). The fastening part may be composed of a bolt (46) and a nut (47) that are fastened by penetrating the hole of the pipe part (4) and the fastening hole (31) of the insert block (3).
스펙트로메터(9)는 플로우셀(2)로 보낸 원광과 플로우셀(2)에서 받은 수광의 파장을 측정하여 스펙트럼을 분석한다. 광 케이블(8)은 플로우셀(2)과 스펙트로메터(9)를 연결한다. 제어 및 컴퓨터장치는 플로우셀(2)에서 유체를 통과하면서 변화된 특정 파장의 원광과 수광의 차이를 스펙트로메터(9)에서 측정하고 흡광 데이터를 표준 데이터와 비교 분석함으로써, 유체에 혼합된 케미컬(Chemical)의 각 성분을 한번의 측정으로 모두 알아낼 수 있다. 한편, 도 25 및 도 26을 더 참조하면, 농도측정장치는 밸브부(7)를 더 구비할 수 있다.The spectrometer (9) analyzes the spectrum by measuring the wavelength of the light sent to the flow cell (2) and the light received from the flow cell (2). The optical cable (8) connects the flow cell (2) and the spectrometer (9). The control and computer device measures the difference between the light and the light received at a specific wavelength that has changed while passing through the fluid in the flow cell (2) at the spectrometer (9) and compares and analyzes the absorption data with standard data, thereby enabling each component of the chemical mixed in the fluid to be identified with a single measurement. Meanwhile, referring further to FIG. 25 and FIG. 26, the concentration measuring device may further include a valve section (7).
제2 실시 예에 따른 플로우셀(2)은 바디와, 미러렌즈체(240)와, 윈도우(220)와, 지지부(211,212) 및 오링(230)을 포함하여 이루어진다. 광 케이블(8)은 바디에 연결되며, 스펙트로메터(9)로부터 원광을 바디로 보내고 바디로부터 수광을 스펙트로메터(9)로 보낸다. 즉, 바디의 일측에는 원광 케이블이 연결되고 타측에는 수광 케이블이 연결된다. 이 경우, 원광 케이블과 수광 케이블이 바디에 대해 동일 방향에 연결되어 서로 나란하게 배치되는 미러(Mirror) 타입으로 구성된다.The flow cell (2) according to the second embodiment comprises a body, a mirror lens body (240), a window (220), a support (211, 212), and an O-ring (230). An optical cable (8) is connected to the body, and sends light from a spectrometer (9) to the body and sends light received from the body to the spectrometer (9). That is, a light cable is connected to one side of the body, and a light receiving cable is connected to the other side. In this case, the light cable and the light receiving cable are connected in the same direction to the body and are configured as a mirror type in which they are arranged parallel to each other.
바디는 내부에 유체의 통로가 형성되고 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성된다. 바디는 메인바디(210)와, 하측바디(241)와, 상측바디(242)와 전방커버(280)를 구비한다. 메인바디(210)에는 유체홀(216)과 광홀(217)이 형성된다. 유체홀(216)은 유체의 통로로서 메인바디(210)를 관통하게 형성된다. 광홀(217)은 광의 통로로서 유체홀(216)에 대해 직교한 방향으로 관통 형성된다. 유체홀(216)과 광홀(217)은 메인바디(210) 내부에서 서로 교차하면서 직접적으로 연통된다. 즉, 메인바디(210) 내에 윈도우(220)가 설치되지 않은 상태에서 유체홀(216)과 광홀(217)은 서로 연통하여, 유체홀(216)을 통해 유체를 주입시키면 광홀(217)로도 유체가 세어 나온다.The body has a fluid passage formed therein and a light passage formed to penetrate the fluid passage. The body has a main body (210), a lower body (241), an upper body (242), and a front cover (280). A fluid hole (216) and a light hole (217) are formed in the main body (210). The fluid hole (216) is formed to penetrate the main body (210) as a fluid passage. The light hole (217) is formed to penetrate in a direction orthogonal to the fluid hole (216) as a light passage. The fluid hole (216) and the light hole (217) are directly connected while intersecting each other inside the main body (210). That is, when the window (220) is not installed in the main body (210), the fluid hole (216) and the light hole (217) are connected to each other, so that when fluid is injected through the fluid hole (216), the fluid also flows out through the light hole (217).
미러렌즈체(240)는 바디의 유체의 통로에 대해 양측에 구비되어 광을 산광 및 집광한다. 즉, 미러렌즈체(240)는 광을 확산하는 원광 렌즈체와 광을 집속하는 수광 렌즈체로 구성된다. 원광 렌즈체는 메인바디(210)의 유체홀(216)을 기준으로 일측에 결합되며, 수광 렌즈체는 메인바디(210)의 유체홀(216)을 기준으로 타측에 결합된다.The mirror lens body (240) is provided on both sides of the fluid passage of the body to diffuse and focus light. That is, the mirror lens body (240) is composed of a circular lens body that diffuses light and a light-receiving lens body that focuses light. The circular lens body is coupled to one side based on the fluid hole (216) of the main body (210), and the light-receiving lens body is coupled to the other side based on the fluid hole (216) of the main body (210).
미러렌즈체(240)는 광을 90°반사시켜 경로를 변경시킨다. 즉, 광 케이블(8)을 통해 수평으로 조사되는 광은 메인바디(210)의 하부에 결합된 원광 렌즈체에 의해 상부로 반사되어 메인바디(210)의 유체홀(216)의 유체를 투과한 후 메인바디(210)의 상부에 결합된 수광 렌즈체에 의해 다시 수평으로 반사되어 광 케이블(8)을 통해 스펙트로메터(9)로 이동한다.The mirror lens body (240) changes the path by reflecting the light by 90°. That is, the light irradiated horizontally through the optical cable (8) is reflected upward by the circular lens body coupled to the lower part of the main body (210), passes through the fluid of the fluid hole (216) of the main body (210), and then is reflected horizontally again by the light-receiving lens body coupled to the upper part of the main body (210) and moves to the spectrometer (9) through the optical cable (8).
윈도우(220)는 바디의 유체의 통로에 대해 양측에 구비되며 광의 통로에 삽입되어 광이 투과 가능하게 이루어진다. 윈도우(220)는 비교적 얇은 두께의 원형판 형상이고, 사파이어, FEP(Fluorinated Ethylene Propylene) 등의 투명투과판으로 구성되며, 광은 투과 가능하면서 유체는 통과하지 못하게 한다. 메인바디(210)의 광홀(217)의 내주면에는 단턱부(218)가 형성된다. 윈도우(220)는 메인바디(210)의 광홀(217)로 삽입되어 메인바디(210)의 단턱부(218)에 의해 지지된다. 단턱부(218)의 반대쪽 윈도우(220)의 단부에는 지지부(211,212)의 돌출부(214)가 위치한다. 한 쌍의 윈도우(220)는 서로 마주하면서 유체홀(216)과 직접적으로 마주한다.Windows (220) are provided on both sides of the fluid passage of the body and are inserted into the light passage to allow light to pass through. The window (220) has a relatively thin, circular plate shape and is made of a transparent plate such as sapphire or FEP (Fluorinated Ethylene Propylene), and allows light to pass through but prevents fluid from passing through. A step portion (218) is formed on the inner surface of the light hole (217) of the main body (210). The window (220) is inserted into the light hole (217) of the main body (210) and supported by the step portion (218) of the main body (210). A protrusion (214) of the support portion (211, 212) is positioned at the end of the window (220) opposite to the step portion (218). A pair of windows (220) face each other and directly face the fluid hole (216).
지지부(211,212)는 윈도우(220)를 바디에 고정시키며 미러렌즈체(240)를 결합시키는 기능을 한다. 지지부(211,212)는 광홀(217)의 관통 방향으로 메인바디(210) 양측에 한 쌍이 체결된다. 즉, 하나의 지지부(211)는 메인바디(210)의 상측에 체결되며, 다른 하나의 지지부(212)는 메인바디(210)의 하측에 체결된다. 메인바디(210)와 마주하는 지지부(211,212)의 단부에는 광홀(217)에 삽입되어 윈도우(220)를 고정하는 돌출부(214)가 형성된다.The support members (211, 212) have the function of fixing the window (220) to the body and combining the mirror lens body (240). The support members (211, 212) are attached in pairs to both sides of the main body (210) in the penetrating direction of the optical hole (217). That is, one support member (211) is attached to the upper side of the main body (210), and the other support member (212) is attached to the lower side of the main body (210). A protrusion (214) is formed at the end of the support member (211, 212) facing the main body (210) to be inserted into the optical hole (217) and fix the window (220).
메인바디(210)에 지지부(211,212)가 체결될 때 지지부(211,212)의 돌출부(214)가 메인바디(210)의 광홀(217)과 통하는 개구부(213)에 삽입되어 윈도우(220)를 단턱부(218)를 향해 밀착 고정한다. 지지부(211,212)에는 미러렌즈체(240)를 수용하는 수용홈(219)이 형성된다. 하측바디(241)는 메인바디(210)의 하측 지지부(212)의 하부에 체결되고, 상측바디(242)는 메인바디(210)의 상측 지지부(211)의 상부에 체결된다.When the support member (211, 212) is attached to the main body (210), the protrusion (214) of the support member (211, 212) is inserted into the opening (213) communicating with the light hole (217) of the main body (210) to securely fix the window (220) toward the step (218). An accommodation groove (219) for accommodating a mirror lens body (240) is formed in the support member (211, 212). The lower body (241) is attached to the lower part of the lower support member (212) of the main body (210), and the upper body (242) is attached to the upper part of the upper support member (211) of the main body (210).
전방커버(280)는 하측바디(241), 메인바디(210), 상측바디(242)의 전방에 체결된다. 하측바디(241), 하측 지지부(212), 메인바디(210), 상측 지지부(211), 상측바디(242)가 차례로 적층된 상태에서 스크류(215)를 관통시켜 하나의 뭉치로 고정된다. 하측바디(241) 및 상측바디(242)에는 각각 미러렌즈체(240)의 45°경사면을 지지하도록 경사부가 형성되어 있고, 이 경사부는 지지부(211,212)의 수용홈(219)에 삽입된다.The front cover (280) is attached to the front of the lower body (241), the main body (210), and the upper body (242). The lower body (241), the lower support member (212), the main body (210), the upper support member (211), and the upper body (242) are sequentially stacked and fixed as a single unit by passing a screw (215). The lower body (241) and the upper body (242) are each formed with an inclined portion to support the 45° inclined surface of the mirror lens body (240), and this inclined portion is inserted into the receiving groove (219) of the supporting portion (211, 212).
미러렌즈체(240)에는 광 케이블(8)을 향해 돌출된 케이블결합부(249) 및 메인바디(210)의 광홀(217)을 향해 돌출된 수직돌출부(248)가 형성된다. 미러렌즈체(240)는 지지부(211,212)의 수용홈(219)에 삽입되며, 전방커버(280)가 하측바디(241), 메인바디(210), 상측바디(242)의 전방에 체결되어, 미러렌즈체(240)는 지지부(211,212)에서 이탈되지 않고 고정된다.The mirror lens body (240) is formed with a cable connection portion (249) protruding toward the optical cable (8) and a vertical protrusion portion (248) protruding toward the optical hole (217) of the main body (210). The mirror lens body (240) is inserted into the receiving groove (219) of the support portion (211, 212), and the front cover (280) is fastened to the front of the lower body (241), the main body (210), and the upper body (242), so that the mirror lens body (240) is fixed without being detached from the support portion (211, 212).
오링(230)은 바디의 유체의 통로와 광의 통로 간을 기밀한다. 오링(230)은 바디의 유체의 통로를 기준으로 윈도우(220)의 외측에 배치된다. 즉, 오링(230)은 윈도우(220)와 지지부(211,212)의 돌출부(214) 사이에 형성된다. 윈도우(220)와 마주하는 돌출부(214)의 단부에는 경사면의 테이퍼(245)가 형성된다. 지지부(211,212)를 메인바디(210)에 체결하여 윈도우(220)가 메인바디(210)에 고정될 때, 테이퍼(245)는 오링(230)을 메인바디(210)의 단턱부(218)를 향해 밀착시킨다.An O-ring (230) seals the space between the fluid passage of the body and the light passage. The O-ring (230) is placed on the outside of the window (220) based on the fluid passage of the body. That is, the O-ring (230) is formed between the window (220) and the protrusion (214) of the support member (211, 212). An inclined taper (245) is formed at the end of the protrusion (214) facing the window (220). When the support member (211, 212) is fastened to the main body (210) and the window (220) is fixed to the main body (210), the taper (245) presses the O-ring (230) toward the step (218) of the main body (210).
도 21에 도시된 것처럼, 지지부(211,212)를 메인바디(210)에 체결하면 윈도우(220)는 메인바디(210)의 단턱부(218)와 지지부(211,212)의 돌출부(214) 사이에 고정된다. 이 경우, 광홀(217)의 길이 방향으로 윈도우(220)의 단부와 단턱부(218) 사이에는 미세틈이 형성되고, 반경 방향으로 윈도우(220)의 단부와 광홀(217)의 내주면 사이에도 미세틈이 형성된다. 유체홀(216)을 유동하는 유체는 단턱부(218)를 지나 화살표와 같이 상기 미세틈을 통해 오링(230) 쪽으로 유동한다.As illustrated in Fig. 21, when the support member (211, 212) is fastened to the main body (210), the window (220) is fixed between the step portion (218) of the main body (210) and the protrusion portion (214) of the support member (211, 212). In this case, a micro-gap is formed between the end of the window (220) and the step portion (218) in the longitudinal direction of the light hole (217), and a micro-gap is also formed between the end of the window (220) and the inner surface of the light hole (217) in the radial direction. The fluid flowing through the fluid hole (216) passes through the step portion (218) and flows toward the O-ring (230) through the micro-gap as indicated by the arrow.
이 경우, 지지부(211,212)의 돌출부(214)에 형성된 경사면의 테이퍼(245)가 오링(230)을 P1 방향 및 P2 방향으로 눌러주어 밀착된다. 따라서, 유체가 돌출부(214)와 윈도우(220) 사이의 틈(a2)과 돌출부(214)와 광홀(217) 사이의 틈(a1)으로 새는 것을 방지할 수 있다.In this case, the taper (245) of the inclined surface formed on the protrusion (214) of the support (211, 212) presses the O-ring (230) in the P1 direction and the P2 direction to seal it. Accordingly, it is possible to prevent the fluid from leaking through the gap (a2) between the protrusion (214) and the window (220) and the gap (a1) between the protrusion (214) and the light hole (217).
한편, 오링(230)이 윈도우(220)의 외측에 배치됨에 따라, 유체투과길이(d)를 효율적으로 확보할 수 있다. 유체투과길이(d)는 대략 10mm 정도로 형성하는 것이 바람직하다. 유체투과길이(d)는 광이 투과하는 물질에 따라 짧아지거나 길어질 수 있다. 10mm는 비교적 짧은 길이이므로 만약 오링이 윈도우의 내측인 유체쪽에 있으면 유체투과길이(d)를 10mm로 맞추기 어렵고 유체투과길이(d)를 확보하는 것이 효율적이지 못하며 공간을 많이 차지할 뿐 아니라 플로우셀(2) 내부 구조가 복잡해진다. 결국, 오링(230)을 윈도우(220)와 지지부(211,212)의 돌출부(214) 사이에 배치하여 결합 구조가 단순해지고 렌즈의 고정을 용이하게 하며 유체의 밀봉 구조를 개선할 수 있다.Meanwhile, since the O-ring (230) is arranged on the outside of the window (220), the fluid penetration length (d) can be efficiently secured. It is preferable that the fluid penetration length (d) be formed to be approximately 10 mm. The fluid penetration length (d) can be shortened or lengthened depending on the material through which light passes. Since 10 mm is a relatively short length, if the O-ring is on the fluid side, which is the inner side of the window, it is difficult to set the fluid penetration length (d) to 10 mm, and securing the fluid penetration length (d) is not efficient, takes up a lot of space, and the internal structure of the flow cell (2) becomes complicated. Ultimately, by arranging the O-ring (230) between the window (220) and the protrusion (214) of the support portion (211, 212), the joint structure is simplified, the fixing of the lens is facilitated, and the sealing structure of the fluid is improved.
광 케이블(8)의 단부에는 케이블접속구(265)가 형성되고, 케이블접속구(265)는 미러렌즈체(240)의 케이블결합부(249)에 결합된다. 전방커버(280)의 전방에는 컨넥터접속구(285)가 체결된다. 컨넥터접속구(285)에는 보호관접속구(290)가 체결된다. 보호관접속구(290)의 단부에는 광 케이블(8)을 보호하는 플렉시블한 재질의 가요성보호관(295)이 결합된다. 즉, 보호관접속구(290)의 일측 단부는 컨넥터접속구(285)에 체결되며 타측 단부에 가요성보호관(295)이 결합된다.A cable connection port (265) is formed at the end of the optical cable (8), and the cable connection port (265) is connected to the cable connection portion (249) of the mirror lens body (240). A connector connection port (285) is connected to the front of the front cover (280). A protection tube connection port (290) is connected to the connector connection port (285). A flexible protection tube (295) made of a flexible material that protects the optical cable (8) is connected to the end of the protection tube connection port (290). That is, one end of the protection tube connection port (290) is connected to the connector connection port (285), and the other end of the protection tube connection port is connected to the flexible protection tube (295).
바디의 유체의 통로 양측에는 유체관(35)이 탈착 가능하게 연결된다. 또한, 유체관(35)은 메인관에 피토튜브 인입부(33) 및 피토튜브 인출부(34)를 통해 연결된다. 메인바디(210)와 유체관(35)의 연결부에는 밀봉접속구(270)가 구비된다. 밀봉접속구(270)는 유체관(35)의 외주면을 눌러주는 페룰(Ferrule: 271) 및 메인바디(210)에 체결되어 페룰(271)을 결속하는 너트(272)를 구비한다. 너트(272)를 메인바디(210)에 체결하면 너트(272)가 페룰(271)을 관의 길이 방향으로 이동시켜 페룰(271)의 경사면에 의해 페룰(271)이 유체관(35)의 외주면을 가압하여 고정이 이루어진다.On both sides of the fluid passage of the body, a fluid pipe (35) is detachably connected. In addition, the fluid pipe (35) is connected to the main pipe through a pitot tube inlet (33) and a pitot tube outlet (34). A sealing connection port (270) is provided at the connection portion between the main body (210) and the fluid pipe (35). The sealing connection port (270) is provided with a ferrule (271) that presses the outer surface of the fluid pipe (35) and a nut (272) that is fastened to the main body (210) and fastens the ferrule (271). When the nut (272) is fastened to the main body (210), the nut (272) moves the ferrule (271) in the longitudinal direction of the pipe, and the ferrule (271) presses the outer surface of the fluid pipe (35) by the inclined surface of the ferrule (271), thereby fixing the ferrule.
광 케이블(8)은 플로우셀(2)과 스펙트로메터(9)를 연결할 때 급격하게 꺾을 수 없으며 일정 이상의 곡률 반경을 형성하여야 한다. 이러한 특성을 고려할 때 광 케이블(8)의 어레인지 측면에서 제1 실시 예의 스트레이트 타입에 비해 제2 실시 예의 미러 타입이 더욱 유리하다.The optical cable (8) cannot be sharply bent when connecting the flow cell (2) and the spectrometer (9) and must have a radius of curvature greater than a certain level. Considering these characteristics, the mirror type of the second embodiment is more advantageous than the straight type of the first embodiment in terms of the arrangement of the optical cable (8).
이러한 미러 타입 중에서 제2 실시 예는 광 케이블(8)이 유체관(35)의 길이 방향에 대해 직교 방향으로 배치된 직각 타입으로 구성된다. 한편, 도 27에 도시된 것처럼, 광 케이블(8)이 유체관(35)의 길이 방향에 대해 나란한 방향으로 배치된 평행 타입으로도 구성 가능하다. 아울러, 도 28에 도시된 것처럼, 농도측정장치는 40A, 80A, 200A 등 다양한 사이즈의 메인관에 적용이 가능하며, 플로우셀(2)과 밸브부(7)의 배치를 적절히 변경 가능하다.Among these mirror types, the second embodiment is configured as a right-angled type in which the optical cable (8) is arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the fluid pipe (35). Meanwhile, as illustrated in FIG. 27, it can also be configured as a parallel type in which the optical cable (8) is arranged in a direction parallel to the longitudinal direction of the fluid pipe (35). In addition, as illustrated in FIG. 28, the concentration measuring device can be applied to main pipes of various sizes such as 40A, 80A, and 200A, and the arrangement of the flow cell (2) and the valve part (7) can be appropriately changed.
지금까지 본 발명에 따른 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.So far, the concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell according to the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only exemplary, and anyone skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope should be determined by the technical idea of the appended patent claims.
1, 2: 플로우셀 3: 인서트블럭
4: 관부 7: 밸브부
8: 광 케이블 9: 스펙트로메터
110: 바디 120, 220: 윈도우
130, 230: 오링 140: 컨넥터
150,160: 렌즈체 170, 270: 밀봉접속구
180: 커버 190, 290: 보호관접속구
195, 295: 가요성보호관1, 2: Flow cell 3: Insert block
4: Crown 7: Valve
8: Optical Cable 9: Spectrometer
110:
130, 230: O-ring 140: Connector
150,160:
180: Cover 190, 290: Protective pipe connection
195, 295: Gayoseong Protection Center
Claims (11)
유체의 통로가 형성되고 상기 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성되는 플로우셀;
상기 플로우셀로 보낸 원광과 플로우셀에서 받은 수광의 파장별 흡광도를 측정할 수 있는 스펙트로메터; 및
상기 플로우셀과 스펙트로메터를 연결하는 광 케이블을 포함하여 이루어지며,
상기 플로우셀은 메인관으로부터 분리되어 별도 구비되고, 상기 플로우셀에 유체관이 연결되며, 피토튜브를 이용하여 메인관으로부터 유체관을 통해 플로우셀에 유체를 유동시키고,
상기 메인관의 내주면 일측에 유체를 플로우셀로 보내기 위한 피토튜브 인입부가 형성되고,
상기 메인관의 내주면 타측에 플로우셀로부터 유체를 메인관으로 보내기 위한 피토튜브 인출부가 형성되며,
상기 메인관은:
관의 길이 방향으로 체결공이 형성되고 중심에 유체통로가 형성되며, 상기 유체통로의 내주면에 상기 피토튜브 인입부 및 피토튜브 인출부가 형성된 인서트블럭;
관의 길이 방향으로 상기 인서트블럭의 양측에 결합되는 관부; 및
상기 체결공에 삽입되어 인서트블럭과 관부를 결합시키는 체결부를 구비하는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치.The main pipe through which the fluid whose concentration is to be measured flows;
A flow cell in which a passage for fluid is formed and a passage for light to pass through the passage for fluid;
A spectrometer capable of measuring the wavelength-specific absorbance of the light sent to the flow cell and the light received from the flow cell; and
It comprises an optical cable connecting the above flow cell and the spectrometer,
The above flow cell is provided separately from the main pipe, a fluid pipe is connected to the flow cell, and a Pitot tube is used to flow fluid from the main pipe to the flow cell through the fluid pipe.
A pitot tube inlet is formed on one side of the inner surface of the main tube to send the fluid to the flow cell.
A pitot tube outlet is formed on the other side of the inner surface of the main pipe to send fluid from the flow cell to the main pipe.
The above main hall:
An insert block in which a fastening hole is formed in the longitudinal direction of the tube, a fluid passage is formed in the center, and a pitot tube inlet portion and a pitot tube outlet portion are formed on the inner surface of the fluid passage;
A pipe part joined to both sides of the insert block in the longitudinal direction of the pipe; and
A concentration measuring device having a spectrometer and a flow cell, the spectrometer having a fastening part that is inserted into the above fastening hole and connects the insert block and the pipe part.
상기 플로우셀의 유체의 통로 양측에 유체관이 탈착 가능하게 연결되는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치.In the first paragraph,
A concentration measuring device having a spectrometer and a flow cell, wherein fluid tubes are detachably connected to both sides of the fluid passage of the flow cell.
상기 유체관은 메인관에 피토튜브 인입부 및 피토튜브 인출부를 통해 연결되는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치.In the third paragraph,
The above fluid pipe is a concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell, which are connected to the main pipe through a pitot tube inlet and a pitot tube outlet.
상기 플로우셀의 유체의 통로로 유동하는 유체의 흐름을 정지시키는 밸브부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치.In the first paragraph,
A concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell, characterized in that it further comprises a valve section for stopping the flow of fluid flowing through the fluid passage of the above flow cell.
상기 밸브부는 유체 유동 방향으로 플로우셀의 하류측 유체관에 배치되는 것을 특징으로 하는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치.In clause 5,
A concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell, characterized in that the valve part is arranged in a fluid pipe on the downstream side of the flow cell in the direction of fluid flow.
상기 플로우셀은 유체관의 수직부에 배치되는 것을 특징으로 하는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치.In the first paragraph,
A concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell, characterized in that the above flow cell is arranged in a vertical portion of a fluid pipe.
상기 플로우셀은:
유체의 통로가 형성되고 상기 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성된 바디;
상기 유체의 통로에 대해 양측에 구비되어 광을 산광 및 집광하는 렌즈체;
상기 유체의 통로에 대해 양측에 구비되며 광의 통로에 삽입되어 광이 투과 가능한 윈도우; 및
상기 윈도우를 바디에 고정시키며 렌즈체를 연결시키는 컨넥터를 포함하여 이루어지며,
원광 케이블과 수광 케이블이 바디에 대해 서로 대향하게 배치되는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치.In the first paragraph,
The above flow cell:
A body in which a fluid passage is formed and a light passage is formed to transmit the fluid passage;
A lens body provided on both sides of the passage of the fluid to disperse and collect light;
A window provided on both sides of the fluid passage and inserted into the light passage to allow light to pass through; and
It is composed of a connector that fixes the above window to the body and connects the lens body,
A concentration measuring device having a spectrometer and a flow cell in which a source cable and a receiver cable are arranged opposite to each other with respect to the body.
유체의 통로가 형성되고 상기 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성되는 플로우셀;
상기 플로우셀로 보낸 원광과 플로우셀에서 받은 수광의 파장별 흡광도를 측정할 수 있는 스펙트로메터; 및
상기 플로우셀과 스펙트로메터를 연결하는 광 케이블을 포함하여 이루어지며,
상기 플로우셀은 메인관으로부터 분리되어 별도 구비되고, 상기 플로우셀에 유체관이 연결되며, 피토튜브를 이용하여 메인관으로부터 유체관을 통해 플로우셀에 유체를 유동시키고,
상기 플로우셀은:
유체의 통로가 형성되고 상기 유체의 통로를 투과하도록 광의 통로가 형성된 바디;
상기 유체의 통로에 대해 양측에 구비되어 광을 산광 및 집광하는 미러렌즈체;
상기 유체의 통로에 대해 양측에 구비되며 광의 통로에 삽입되어 광이 투과 가능한 윈도우; 및
상기 윈도우를 바디에 고정시키며 미러렌즈체를 결합시키는 지지부를 포함하여 이루어지며,
원광 케이블과 수광 케이블이 바디에 대해 동일 방향에 연결되어 서로 나란하게 배치되는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치.The main pipe through which the fluid whose concentration is to be measured flows;
A flow cell in which a passage for fluid is formed and a passage for light to pass through the passage for fluid;
A spectrometer capable of measuring the wavelength-specific absorbance of the light sent to the flow cell and the light received from the flow cell; and
It comprises an optical cable connecting the above flow cell and the spectrometer,
The above flow cell is provided separately from the main pipe, a fluid pipe is connected to the flow cell, and a Pitot tube is used to flow fluid from the main pipe to the flow cell through the fluid pipe.
The above flow cell:
A body in which a fluid passage is formed and a light passage is formed to transmit the fluid passage;
A mirror lens body provided on both sides of the passage of the fluid to scatter and focus light;
A window provided on both sides of the fluid passage and inserted into the light passage to allow light to pass through; and
It is composed of a support member that fixes the above window to the body and combines the mirror lens body,
A concentration measuring device having a spectrometer and a flow cell in which the optical source cable and the optical receiver cable are connected in the same direction to the body and arranged parallel to each other.
상기 유체의 통로와 광의 통로 간을 기밀하는 오링이 구비되며,
상기 오링은 유체의 통로를 기준으로 윈도우의 외측에 배치되는 스펙트로메터 및 플로우셀을 구비한 농도측정장치.In Article 10,
An O-ring is provided to seal the space between the fluid passage and the light passage.
The above O-ring is a concentration measuring device equipped with a spectrometer and a flow cell, which are placed on the outside of the window based on the fluid passage.
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|---|---|---|---|
| KR1020220136327A KR102726071B1 (en) | 2022-10-21 | Device for measuring concentration using spectrometer and flow cell | |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005180477A (en) | 2003-12-16 | 2005-07-07 | Osaka Gas Co Ltd | Adapter for connecting bypass pipe and usage thereof |
| JP2012154698A (en) * | 2011-01-24 | 2012-08-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Acid concentration measurement device |
| JP2012237684A (en) * | 2011-05-12 | 2012-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Concentration measurement device |
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