[0001]【技术领域】
[0002][0001]본 발명은, 양식장 수질관리에 있어 필수적인 pH를 조절할 수 있는 호퍼를 이용한 pH 자동제어 시스템에 관한 것이다.
[0003][0002]본 발명은, 수조; 상기 수조의 pH를 측정하는 pH 측정센서; 상기 pH의 측정값을 이용하여 상기 수조의 pH를 조절하는 컨트롤러; 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 수조에 pH 조절분말을 공급하는 pH 조절분말 호퍼; 상기 pH 조절분말 호퍼에 연결되어 있는 pH 조절분말을 흘려보내는 pH 조절분말 공급라인 ; 상기 pH를 조절하는 분말투입 호퍼를 진동시켜 분말이 수조안으로 투입되도록 하는 바이브레이터; 및 양식생물에따른 pH 범위 데이터베이스와 통신을 교환하는 시스템 서버;를 포함하되, 상기 컨트롤러는 상기 서버로부터 pH 데이터를 수신하여 이에 맞도록 상기 pH 조절분말 호퍼를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는, 호퍼를 이용한 pH 자동제어 시스템에 관한 것이다.
[0004][0003]아울러, 본 발명은 상기 pH 조절분말 호퍼에, pH를 조절하는 소석회 분말이 수조안으로 들어가도록 호퍼를 진동하게 하여 호퍼안의 분말이 pH조절 공급라인으로 흐르도록 바이브레이터를 설치하고, 상기 바이브레이터의 진동횟수를 조절하여 일정한 량이 투입될 수 있도록 하는 진동볼륨 제어기가 구비되며, 또한 pH를 조절하는 소석회 분말이 수조안으로 들어갈 때 물과 충분히 섞이도록 하기 위하여 수조 내에 수중펌프를 두고 물을 끌어올려 소석회 분말이 들어가는 투입구에 물을 분사하여 물과 분말이 잘 섞이도록 하는 것을 특징으로 하는, 호퍼를 이용한 pH 자동제어 시스템에 관한 것이다.
[0005]【背景技术】
[0006][0005]내수면 양식장의 대부분이 양식장의 수질을 관리하기 위해 많은 노력을 하고 있다. 이는 양식어 또는 양식생물들에게 적절한 환경을 제공하여 생존율과 성장성을 높이기 위해서이다. 양식어들에게 적절한 생존환경을 제공하기 위해서는 pH의 적정범위를 유지하는 것이 필요하다.
[0007][0006] pH는 물의 산성이나 알카리성의 정도를 나타내는 수치로 수소이온농도의 지수이다. 순수한 물의 pH는 7로서 중성이며, 이보다 pH값이 큰 것은 알카리성 작은 것은 산성이다. pH가 일정범위를 벗어나는 경우 양식생물이 급격히 폐사하거나 심한 충격을 받게 됨으로 모든 양식 어가에서는 pH를 적절하게 유지하기 위하여 많은 노력을 한다.
[0008][0007] 물이 산성으로 변해간다는 것은 수소이온이 많아짐을 의미한다. pH가 낮아져 pH 항상성(恒常性)이 깨지면 세포가 죽음에 이르게 된다. 그 결과 노화가 촉진되고 각종 질병에 걸리게 된다.
[0009][0008] 양식생물도 생명 개체이기 때문에 항상성이 유지 되어야 하며, 양식생물의 종류에 따라서는 pH에 민감하게 반응하기도 한다.
[0010][0009] 종래의 양식장에서 양식수조의 pH를 유지하는 방법은 사람이 직접 소석회 분말이나 탄산을 물에 희석시키고 그 물을 양식수조에 주입하거나 또는 소석회분말을 직접 양식수조에 투입함으로써 산성화되어 있는 수질을 알카리화하는 방법을 채택하여 사용하고 있다. 그러나 이와 같은 수작업 방식은 언제 어떤 수조가 pH의 적정농도를 벗어났는지 알 수 없고, 특히 작업자가 부재중이거나 야간에 pH문제가 발생 시 이를 확인하는데 시간이 많이 소요되고 그 사이 양식어가 폐사되거나 나쁜 영향을 받게 된다.
[0011][0010] 또한, 작업자가 임의로 알카리수 또는 분말을 수조에 주입하게 됨으로써 매번 일정한 pH농도를 유지하기 어렵고, 어종에 따라서는 미세한 pH의 변화만으로도 큰 영향을 받는 경우가 있다. 또한, 수조의 수가 많거나 수질의 변화가 심한 경우 작업자가 모든 수조를 다니며 수작업으로 소석회나 탄산을 주입한 물을 다시 공급하는 작업을 해야 하는데 그 작업은 매우 방대하며 많은 노동력을 필요로 한다.
[0012][0011] 한편, 본 출원 발명과 관련된 선행특허 문헌을 살펴보면 다음과 같다.
[0013][0012] 대한민국 공개특허 제2010-0067643호는 김양식용 pH보정 전해수활성처리제 생성장치에 관한 발명으로, 산성수조와 알카리수조를 별도로 구비하고, pH센서를 통해 pH값을 받아들인 후 pH제어기를 통해 산성수조의 pH값을 일정하게 보정함으로써, 어민들이 전해수활성처리제 사용시 해수와의 희석배율을 산정하기 쉽고 적정용량을 사용할 수 있는 기술이 제시되고 있다.
[0014][0014] 상기 선행기술을 개략적으로 살펴보면 일부 유사하다 할 수 있으나, 산성수조와 알카리수조를 별도로 구비해야 하는 점 등 실질적 활용에 있어서는 많은 제약이 뒤따른다.
[0015][0016] 대한민국 공개특허공보 제2010-0067643호(2010.06.21. 공개)
[0016][0017] 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 양식장 수질관리에 있어 필수적이고 효율적으로 조절할 수 있는 pH 자동제어 시스템을 제공하고자 한다.
[0017][0019]본 발명은, 수조;
[0018][0020]상기 수조의 pH를 측정하는 pH 측정센서;
[0019][0021]상기 pH 측정센서의 측정값을 이용하여 상기 수조의 pH를 조절하는 컨트롤러;
[0020][0022]상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 수조에 pH 조절분말을 공급하는 pH 조절분말 호퍼;
[0021][0023]상기 pH 조절분말 호퍼에 연결되어 있는 pH 조절분말 공급라인; 상기 pH를 조절하는 분말투입 호퍼를 진동시켜 분말이 수조안으로 투입되도록 하는 바이브레이터; 및 양식생물에 따른 pH 범위 데이터베이스와 통신을 교환하는 시스템 서버;를 포함하되,
[0022][0024]상기 컨트롤러는 상기 서버로부터 pH 데이터를 수신하여 이에 맞도록 상기 pH 조절분말 호퍼에서 적정량의 pH 조절분말이 투입되도록 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는, 호퍼를 이용한 pH 자동제어 시스템에 관한 것이다.
[0023][0025]아울러, 본 발명은 상기 pH 조절분말 호퍼에,
[0024][0026]pH를 조절하는 소석회 분말이 수조안으로 들어가도록 호퍼를 진동하게 하여 호퍼안의 분말이 pH 조절분말 공급라인으로 흐르도록 바이브레이터를 설치하고, 상기 바이브레이터의 진동횟수를 조절하여 일정한 량이 투입될 수 있도록 하는 진동볼륨 제어기가 구비되는 것, 또한 pH를 조절하는 소석회 분말이 수조안으로 들어갈 때 물과 충분히 섞이도록 하기 위하여 수조 내에 수중펌프를 두고 물을 끌어올려 소석회 분말이 들어가는 투입구에 물을 분사하여 물과 분말이 잘 섞이도록 하는 것을 특징으로 하는, 호퍼를 이용한 pH 자동제어 시스템에 관한 것이다.
[0025][0028]본 발명에 따른 pH 자동제어 시스템은, 양식장의 수질관리 필수 항목인 pH를 자동제어 할 수 있다.
[0026][0029]또한, pH 측정센서에서 실시간으로 정보를 받아들여 사용자 단말기로 전송함으로써, 양식장에 문제가 생겼을 때 빠른 대처를 할 수 있다.
[0027][0030]또한, 시스템 서버에서 다양한 양식수산물에 대한 데이터를 제공하여 양식수산물에 대한 지식이 부족한 관리자들도 쉽게 양식장의 pH를 관리할 수 있다.
[0028]【附图说明】
[0029][0032]도 1은 본 발명에서 pH를 제어하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 제어 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
[0030][0033]본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
[0031][0034]따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
[0032][0035]이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
[0033][0037]본 발명은 양식장 수질관리 항목 중 pH 자동제어 시스템에 관한 것으로, pH조절분말이 공급되는 pH 조절분말 호퍼(10)가 구비되는 pH 유지 시스템에 있어, pH조절분말 공급라인(11)과 호퍼지지대(14)가 상기 pH조절분말 호퍼(10)에 구비되며 물이 순환하도록 구성되는 수조(30)가 구비된다.
[0034][0038]또한, pH 조절분말 호퍼(10)에 구비되어 전기적으로 제어되어 작동하는 바이브레이터(12)와 바이브레이터 볼륨 제어기(13) 및 pH 측정센서(21)에서 측정된 값을 판단하여 상기 바이브레이터 볼륨 제어기(12)에 구동 신호를 송출하는 컨트롤러(20)를 포함한다.
[0035][0039]또한, pH를 조절하는 소석회 분말이 수조안으로 들어갈 때 물과 충분히 섞이도록 하기 위하여 수조 내에 두는 수중펌프(15)와 끌어올린 물을 흐르게 하는 물 공급라인(16)을 포함한다.
[0036][0040]따라서, 본 발명은 상기와 같은 구성을 통하여, 종래의 정해진 시간에만 pH 를 측정하고 알카리수를 보충하도록 구성하여 pH범위 이탈로 양식생물이 폐사하거나 충격을 받는 문제점을 해결하고자 한다.
[0037][0042]본 발명의 실시예에 따른 pH 자동제어 시스템은 수조(30)가 구비되며, 상기 수조(30)의 외부에 pH 조절분말 호퍼(10)와 컨트롤러(20)와 바이브레이터(12)와 바이브레이터 볼륨제어기(13) 그리고 호퍼 지지대(14)를 구비하고 있으며, 내부에 pH측정센서(21)와 pH 조절분말 공급라인(11) 그리고 수중펌프(15)와 물 공급라인(16)을 구비하고 있다.
[0038][0043]pH 조절분말은 양식장의 환경이나 양식어의 종류에 따라 달라질 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 대부분의 내수면 양식장에서 사용하는 소석회, 탄산 등을 사용한다.
[0039][0044]기존의 양식장에서는 사람이 직접 물에 소석회 분말을 풀고 그 물을 수조에 공급하거나 양식수조안에 소석회 분말을 직접 투입하는 형식이었다. 물에 푼 소석회는 온전히 섞이지 않고 가라 앉아 이를 섞이도록 하기 위해 많은 노동력을 필요로 하고 그 농도가 매번 달라 수질관리에 어려움이 있었다.
[0040][0045]본 발명의 실시 예에서는 pH 조절분말 호퍼(10)의 소석회 분말이 pH 조절분말 공급라인(11)을 따라 수조에 투입되고 이때 수조안에 있는 물을 수중펌프(15)를 이용하여 끌어올려 물 공급라인(16)을 타고 끝에서 분사시킴으로써 물과 소석회 분말이 잘 섞이도록 하여 소석회 분말이 수조안에 일정하게 풀어지게 함으로 일정한 농도를 유지하도록 가동한다.
[0041][0046]컨트롤러(20)는 pH를 자동제어 할 수 있도록 수조(30)의 정보를 수집하고 바이브레이터(12)를 제어한다.
[0042][0047] 상세히 설명하면, 컨트롤러(20)는 pH 측정센서(21)에서 측정된 pH 값을 수집하고, 수조(30)의 pH 값에 따라 미리 정해놓은 pH 조절분말의 양만큼이 투입되도록 바이브레이터(12)를 진동시켜 pH 조절분말 호퍼(10)안에 있는 소석회 분말을 pH 조절분말 공급라인(11)을 통해 수조(30)에 공급되도록 한다.
[0043][0048]예를들어, pH 측정값이 7.0이상 7.5미만일 경우 컨트롤러(20)에서 해당 신호인 신호1을 바이브레이터 볼륨제어기(13)로 보내어 바이브레이터 볼륨제어기(13)에서 사전에 설정해 놓은 진동량 만큼 바이브레이터(12)를 진동시켜 소석회 분말이 분당 200그램 만큼 pH 조절분말 호퍼(10)에서 수조(30)로 투입되도록 한다.
[0044][0049]또한, pH 측정값이 6.5이상 7.0미만일 경우 컨트롤러(20)에서 해당 신호인 신호2를 바이브레이터 볼륨제어기(13)로 보내어 볼륨제어기(13)에서 사전에 설정해 놓은 진동량 만큼 바이브레이터(12)를 진동시켜 소석회 분말이 분당 300그램 만큼 pH 조절분말 호퍼(10)에서 수조(30)로 투입되도록 하여 상기 pH측정값이 7.0이상 7.5미만일 때 보다 더 많은 분말이 투입되도록 한다.
[0045][0051]다음은 도 1 내지 2를 참조하여 pH 자동제어 시스템을 설명한다.
[0046][0052]컨트롤러(20)는 pH 측정센서(21)를 통하여 양식장의 pH 상태정보를 수집한다. 컨트롤러(20)에서 수집된 정보는 시스템 서버(100)로 전송된다. 시스템 서버(100)는 사용자가 실시간 모니터링 가능하도록 pc(200) 및 휴대폰(300)에 정보를 전송한다.
[0047][0053]컨트롤러(20)는 바이브레이터 볼륨제어기(12)에 구동 신호를 송출한다.
[0048][0054]보다 상세하게 설명하면, 바이브레이터 볼륨제어기(12)의 구동을 판단하기 위해서는 상기 수조(30)의 pH에 대한 측정값이 필요하고, 이를 위하여 pH 측정센서(21)가 수조(30)에 비치되어 실시간으로 수조(30) 내부의 pH의 변화를 측정하도록 구성된다.
[0049][0055]따라서, 상기 수조(30) 내부의 pH 값을 측정하여 pH 값이 특정범위 안에 있게 되면 바이브레이터 볼륨제어기(13)에 그 범위에 해당하는 특정 구동신호를 보내 그 신호에 해당하는 진동량 만큼 바이브레이터가 진동하도록 구성된다.
[0050][0056]상기 바이브레이터 볼륨제어기(13)를 통한 제어가 가능하도록 시스템 서버(100)에 양식어 종류별로 다양한 최적의 데이터가 들어있으며, 이를 통해 양식어 종류별로 pH를 제어할 수 있다.
[0051][0057]또한 사용자가 별도로 데이터 값을 지정하여 제어할 수도 있다.
[0052][0059]상기 바이브레이터(12)의 작동과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 양식장의 수조 관리자가 관리자의 단말기 PC(200) 및 휴대폰(300)을 사용하여 양식생물에 해당하는 데이터를 선택하고 설정할 수 있다. 수조 관리자가 양식생물에 대한 별도의 지식이 없다 하더라도, 시스템 서버(100)에 있는 데이터를 검색하여 사용할 수 있다.
[0053][0060]예를 들어, 민물새우는 pH에 민감한 어패류로 안정적인 양식을 위한 pH 범위는 6.5 ~ 7.5를 유지해야 하며, pH 7.0이 제어를 위한 기준이 되는 값이라 할 수 있다. 따라서 pH 값에 따른 제어범위를 하단범위 6.5 ~ 7.0과 상단범위 7.0 ~ 7.5로 나누어 pH 값이 하단범위에 해당하는 경우 더 많은 소석회 분말을 투입하고 pH 값이 상단범위에 해당하는 경우 상대적으로 적은 양의 소석회 분말을 투입한다. 시스템 서버(100)는 이러한 데이터 베이스를 가지고 있다. 수조 관리자는 이러한 pH 값을 시스템 서버(100)에서 선택하거나 직접 입력하면 된다.
[0054][0061]민물새우에게 해당되는 pH 값의 범위가 설정되어 있으면, 수조(20)내의 pH 값이 7.0을 기준으로 상단범위 7.0이상 7.5이하일 경우 컨트롤러(20)에서 해당 신호인 신호1을 바이브레이터 볼륨제어기(13)로 보내어 볼륨제어기(13)에서 사전에 설정해 놓은 진동량 만큼 바이브레이터(12)를 진동시켜 소석회 분말이 분당 200그램 만큼 pH 조절분말 호퍼(10)에서 수조(30)로 투입되도록 한다.
[0055][0062]또한, pH 측정값이 7.0을 기준으로 하단범위 6.5이상 7.0미만일 경우 컨트롤러(20)에서 해당 신호인 신호2를 바이브레이터 볼륨제어기(13)로 보내어 볼륨제어기(13)에서 사전에 설정해 놓은 진동량 만큼 바이브레이터(12)를 진동시켜 소석회 분말이 분당 300그램 만큼 pH 조절분말 호퍼(10)에서 수조(30)로 투입되도록 하여 상기 pH 측정값이 7.0이상 7.5이하일 때 보다 더 많은 분말이 투입되도록 한다.
[0056][0063]수조(20)내의 pH 값이 6.5미만으로 내려가거나 7.5를 초과하는 경우 경고음 및 진동과 같은 알림을 통하여 관리자에게 전달된다.
[0057][0064]상기와 같은 알림으로, 관리자는 양식장의 pH의 유지에 이상이 생겼을 때 빠른 대처를 하여 양식생물의 성장저하, 폐사 등을 방지할 수 있다. 혹여 사고 발생시 라도 빠른 대처를 하여 재산상의 피해를 줄일 수 있게 된다.
[0058][0065]상기와 같이 소개된 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로서 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시 예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
[0059][0067]10 : pH 조절분말 호퍼 11 : pH 조절분말 공급라인 12 : 바이브레이터 13 : 바이브레이터 볼륨제어기 14 : 호퍼 지지대 15 : 수중 모터 16 : 물 공급라인20 : 컨트롤러 21 : pH 측정센서30 : 수조100 : 시스템 서버200 : PC300 : 휴대폰
