스마트계측기[blog]

전기저항식 측정원리

전기저항식 코팅두께측정기 측정원리

탁도 측정방법은 기기분석법과 육안법이 있다. 기기분석법은 혼탁입자들에 의하여 산란도를 측정하는 네펠로법(Nephelometry)을 이용하는 것으로 네펠로법-혼탁도-단위(Nephelometry Turbidity Unit ; NTU)를 사용한다. 육안법은 혼탁도에 의하여 빛의 통과가 방해받는 정도를 측정하는 방법으로 젝슨-혼탁도-단위(Jackson Turbidity Unit ; JTU)를 사용한다. 이와같이 측정하는 방법이 근본적으로 다르므로, 기기 분석법에 의한 측정결과와 육안법에 의한 측정결과에는 약간의 차이가 나타나게 되며, 그 정도는 혼탁입자들의 특성에 따라 달라진다.

상수 원수와 같이 낮은 탁도의 시료를 측정하는 데는 반드시 기기 분석법을 사용해야 한다.

우리나라의 탁도에 관한 음용수의 수질 기준은 1990년 7월에 보건사회부령으로 2도(mg/L)로 정해져 왔으나, 1999년 2월 환경부령으로 탁도기준이 개정되어 탁도 단위를 'NTU'단위로 개정하고 기준을 1 NTU 이하로 규정하고 있음.

{ 탁도(Turbidity)의 기본단위 }

탁도의 의의에 대해서

탁도가 급수에서 중요한 것은 소비자들이 탁하지 않은 물을 요구하는 심미감 때문이다. 또한 물은 탁도가 높으면 폐수에 의한 오염가능성이 있을 뿐만 아니라, 많은 병원 미생물이 이 입자들에 의해 둘러싸여 소독제로 부터 보호되어 수인성 전염병의 우려가 있기 때문이다.

ⓐ 심미감 : 공공 급수를 받은 물소비자들은 탁도가 없는 맑은 물을기대한다.
ⓑ 여과성 : 물의 여과는 탁도가 높아지면 보다 어렵고 경제적인 부담이 늘게 된다.
ⓒ 소독 : 탁도가 하수의 고형질에 기인되는 경우에 많은 병원성 미생물들이 입자에 둘러싸여 소독제로부터 보호될 수 있다.

탁도의 이용에 대해서

탁도의 이용은 상수원수에서 화학적 응집과 여과의 특별한 처리를 해야할 지의 여부를 판단하는 데 다른 여러 자료와 함께 이용되며, 각각의 약품 및 그 투여량에 따른 처리의 효율성을 판단하는데 이용된다. 그러므로 가장 효율적이고 경제성 있는 약품을 선정하는 데 도움이 된다. 또 이러한 자료는 약품의 주입을 위한 설비와 저장을 위한 설비의 설계에도 필요하며, 처리장의 운전에서 매일의 소요되는 약품의 양을 결정하는 데에도 도움이 된다. 특히 저수시설이 되어 있지 않은 하천의 물에 중요한 인자의 역할을 한다.
탁도는 가정하수와 산업폐수의 처리공정에서는 부유고형물 제거의 효율을 판단하는데 이용되기도 하며, 화학적 처리를 이용하는 공정에서는 약품의 투여량을 수시로 변동시키는 과정에서 필요한 정보(최소의 약품의 투여량으로 양질의 배출수를 얻는 수 있는 자료)를 수시로 얻을 수 있으므로 폐수처리 과정의 중요한 인자의 역할을 한다.

ⓐ 급수설비 : 공공 급수로 사용되기 이전에 화학적 응집 및 여과에
의한 특별 처리가 필요한가의 여부를 결정하기 위해  탁도의 상태를 검토한다.
ⓑ 가정 및 산업 폐수의 처리 : 최소 약품 주입량으로서 양질의 처리 유출수를 생산하도록 조정할 수 있다.
ⓒ 음용수 수질 기준 : 색도 5도 이하, 탁도 2도 이하

탁도의 표준(시약제조방법)에 대해서

① 표준 카오린 : 카오린 약 10g을 500mℓ 비이커에 넣고, 정제수 300mℓ와 피로린산 나트늄(Na4 P2 O7 ·10H2O) 0.2g을 첨가하여 마그네틱 스틸러를 사용하여 3분간 잘 교반시킨다. 이것을 1ℓ용 메스실린더에 부어 정제수를 첨가하여 1ℓ로 한수 1분간 잘 혼합되도록 흔들어 1시간 정치한다. 다음에 사이펀을 사용하여 액면으로부커 약 5cm까지의 액을 흡입하고, 그 이하 15cm까지의 액을 채취한다.
채취한 액을 윈심분리하여 (1500RPM으로 약 10분간, 4일 이상 정치) 얻어진 침적물을 수용하여 증발 건조시킨 후 미세하게 분쇄하여 105-110℃로 3시간 건조시킨 후, 용기에 넣어서 보존한다.

② 탁도표준원액 (1000mg/ℓ) : 표준 카오린을 105-110℃에서 약 3시간 건조하여 냉각시킨 후 이것 1g을 메스플라스크 1ℓ에 부어 정제수 800mℓ와 포르마린(37%) 10mℓ를 첨가하여, 여기에 정제수를 부어 전체량이 1ℓ가 되도록 한다.

③ 탁도표준액 (100mg/ℓ) : 탁도표준원액을 흔들어서 잘 혼합시켜 피펫을 사용하여 이것 100mℓ를 메스플라그크 1ℓ에 넣고, 정제수를 첨가하여 1ℓ가 되게 한다.

주 1) 시판 카오린은 종류에 따라 다르지만 이 양으로부터 얻을 수 있는 표준 카오린은 약 3 4 g 정도이다.
주 2) 시판 카오린은 제조시에 응집제를 첨가하여 2차 입자와 결합하므로 분산제로서 피로인산 나트늄을 사용한다.
주 3) 시약 : 카오린 시약, 피로인산 나트늄(), 포르말린(37%), 증류수.

Re-terminating for electrode cable For FF

Parshall flume 유량관계표(HF-800)

개수로용 초음파 유량게로 본사에서 취급하는 초음파 유량계와 수위계로 사용이 가능한 Eastech Badger사의 Model 2200을 중심으로 설명하고자 한다. 초음파 유량계는 규격화된 수로 또 위어를 사용하는 것으로 측정원리는 수표면에서 반사되는 초음파를 검출하는 것이다. Model 2200은 유량측정은 Pasha11 flumes, Manhole flumes, Palmer Bowlus flumes, Trapezoidal flumes, H flumes, V Notch weirs, V Notch weirs, Contracted weirs, circular, Mannings rectangular, Special H/Q등 70개 이상의 프로그램으로 저장된 유량 방정식을 이용하며, 수위측정의 경우, 초대 50 feet(15m) 까지 프로그램으로 설정할 수 있다. 가장 상용화되어 있는 파샬 플룸에서는 목부의 크기에 따라서 유량측정 공식이 경험식으로 나타내면 다음과 같다.

이러한 유량측정 공식들을 일반적으로 수위에 따른 유량을 환산한 공식이라 하여 수위 유량 공식이라 하며,
또한 개수로에서 적용이 가능하다고 하여 개수로용(개거 개수로용) 수위 유량공식이라고도 한다.
개수로형 초음파 유량계는 수표면에서 반사되는 초음파를 검출하여 수로의 밑바닥과 수표면과의 실제거리(Span)를 계산한 다음 수위 유량공식에 의하여 자동으로 연산되어 현재 CPU에 의하여 빠르게 연산된다.

Model 2200의 특징을 몇 가지 살펴보면 다음과 같다.
* Dual Sensor를 적용, 하나의 Meter를 가지고 두 곳의 유량 및 수위를 측정할 수 있다.

* 수위측정의 경우 수위별 상.하한 설정값을 주어 여러 대의 펌프를 교대로 운정할 수 있다.

* 5분 간격으로 최대 113일간의 데이터를 저장할 수 있는 256K 바이트의 자체 데이터로깅 기능을 내장하고 있어 8일전의 일간평균, 최대, 최저, 적산량을 확인할 수 있으며, 설정한 로깅 시간 간격의 유량을 그래프로 나타낼 수 있다.
* 데이터를 원격지의 데스크탑 컴퓨터에 저장하기 위해 모뎀(옵션)을 사용, 노트북과, PDA(PalmⅢ, 프로그램 제공 예정) 등에 저장할 수 있다.

* 본 체는 자기진단 기능을 가지고 있으며 프로그램이 가능한 5개의 Relay, 컴퓨터와도 통신이 가능한 RS-232, RS-485 Serial Port, 모니터링이 가능한 Isolated 4 20mA 출력신호등과 같은 기능을 제공한다.

2001년 8월호 월간게장기술 특집 유량계 측정방법과 원리의 이해 기고

수질관리 선진, 과학화를 위한 수질TMS 설치,운영 업무편람

Macnaught chemical flowmeter brochure

Macnaught industrial flowmeter brochure

Mactaught fuel and oil flowmeter brochure

유량 : 단위시간에 流線과 직각인 단면적을 통과하여 흐르고 있는 유체(기체, 액체)의 정량(체적, 질량)을 말하며 이러한 것을 측정하는 기기나 장치를 유량계라 한다.

 자유수면 : 流水의 수면이 직접 대기와 접촉하고 있는 수면을 말한다.

 관수로란 : 자유수면이 없으며, 경사진 장소의 낮은 곳에서 높은 곳으로 펌프의 가압에 의하여 자유수면이 없는 항상 만수 상태에서 흐르는 형태로 압력식,펌프압송식이라고도 하며, 관(Pipe) 을 만수상태로 흐른다고 하여 관거 관수로라고도 불리운다. 장점으로는 오폐수의 침입이 없으며, 경사진 상방향으로도 수송이 가능하다. 단점으로는 유지관리비용이 고가이며, 누수 및 관(Pipe) 파열의 문제점이 있다. 관수로는 주로 상수도용으로 사용된다.

 개수로란 : 자유수면이 있으며, 경사진 장소의 높은 곳에서 낮은 곳으로 중력의 작용에 의하여 자유수면이 있는 상태에서 흐르는 형태로 중력식, 자연유하식이라고도 한다. 장점으로는 유지관리비가 저렴하며, 경사진 하방향으로 원거리까지도 수송이 가능하다. 단점으로는 증발에 의한 물손실, 오폐수의 유입으로 인한 오염등과 같은 문제점을 가지고 있다. 개수로는 주로 하수도용으로 사용된다.

 암거 개수로 : 개수로 위에 뚜껑이 있는 방형 단면, 터널 등이 이에 속한다. 원수나 정수 수송에 이용되며, 이러한 형태는 개수로의 일종으로 자유수면이 있는 상태로 흐르며, 육안으로 유체의 확인이 곤란한 경우가 대분이다. 단면은 원형, 계단형, 장방형, 정방형, 제형 등이 있으며, 가장 많이 사용되는 원형, 즉 관(Pipe) 형태를 특히, 관거 관수로라고 불리워 진다.

 층류 : 유체역학에서 사용되는 용어로서 유체의 이동 상태가 매우 완만하여 유체가 얇은 층을 형성하여 층과 층이 미끄러지면서 상호 뒤섞임이 없이 질서정연하게 같은 방향으로 흐르는 상태를 말한다. 이와 반대되는 용어를 난류라 한다.

 난류 : 유체역학에서 사용되는 용어로 유체의 층과 층 사이에 속도가 달라지므로 인하여 가상적인 유체층이 파괴되어 인접 유체와 시간적·공간적으로 불규칙하고 격렬하게 혼합되며 흐르는 상태를 말한다. 또한 유체의 흐름이 층류와 난류의 중간 정도로 흐르는 상태를 천이류라 한다.

 레이놀즈 수 : 유체운동의 특성을 표시하는데 흔히 사용되는 무차원계수로서, 이는 유체 실험장치를 통하여 유체의 흐름을 유체분자운동상태에 따라 층류, 난류 및 천이류로 구분하는데 사용된다. 관경에 대해서는 Re < 2100 층류, Re > 4000 난류, 입경에 대해서는 Re < 2 층류, Re > 500 난류로 구분된다.

압력손실 : 베르누이 방정식은 비압축성, 비점성인 이상유체에 대해 유도된 것이므로 실제유체에 적용시킬 때는 실제유체가 흐를 때 수반되는 손실수두를 반드시 고려해야 한다. 이러한 손실수두를 압력손실이라 하며, 발생원인은 관의 마찰, 재질, 형태, 길이, 직경, 속도압, 유체의 성상, 확대부, 축소부, 유입부, 유출부, 합류관, 분지관, 연결부위, 곡관, 엘보, 벨브, 구조, 설치형태, 각종 장치 등과 같은 기타 요인에 의하여 나타나며(즉, 흐름이 있는 실제유체는 항상 압력손실이 발생된다고 할 수 있다.), 이를 극복하기 위해 펌프와 같은 동력전달 장치를 사용한다.