전해 산성이온수는 알칼리성 이온수에 비해 응용분야가 음용을 목적으로 하는 알칼리이온수와 많이 다르게 이용되고 있으며 ph 농도에 따라 강산성인 경우 잔류염소에 의한 살균 목적의 소독제로 사용되고, 중산성인 경우 세척과 세안으로 사용하고, 약산성인 경우 식재료와 혼합하여 요리에 널리 사용할 수 있다. 이런 산성이온수를 생성하기 위해서는 물을 전기분해 하여 사용하는데 전기분해 하는 과정에서 염소가스와 수산화나트륨 등의 물질로 살균력을 가지며, 전기분해시 +전극 쪽으로 -이온을 띤 염소, 인, 유황 등의 유기물이 모여져 산성이온수를 만든다. 또한 산성수와 알칼리수를 분리하기 위해서 격막을 사용했다. ph 농도변화의 구현방법은 Microprocessor를 이용하여 강산성에서 약산성 사이의 ph 농도를 PWM(pulse width modulation) 제어로 3종류의 PWM 전압을 전해조 전극에 인가하여 PWM제어에 의한 연속적으로 농도가 조절된 산성수가 생성되게 구현하였다.
전해 산성이온수는 알칼리성 이온수에 비해 응용분야가 음용을 목적으로 하는 알칼리이온수와 많이 다르게 이용되고 있으며 ph 농도에 따라 강산성인 경우 잔류염소에 의한 살균 목적의 소독제로 사용되고, 중산성인 경우 세척과 세안으로 사용하고, 약산성인 경우 식재료와 혼합하여 요리에 널리 사용할 수 있다. 이런 산성이온수를 생성하기 위해서는 물을 전기분해 하여 사용하는데 전기분해 하는 과정에서 염소가스와 수산화나트륨 등의 물질로 살균력을 가지며, 전기분해시 +전극 쪽으로 -이온을 띤 염소, 인, 유황 등의 유기물이 모여져 산성이온수를 만든다. 또한 산성수와 알칼리수를 분리하기 위해서 격막을 사용했다. ph 농도변화의 구현방법은 Microprocessor를 이용하여 강산성에서 약산성 사이의 ph 농도를 PWM(pulse width modulation) 제어로 3종류의 PWM 전압을 전해조 전극에 인가하여 PWM제어에 의한 연속적으로 농도가 조절된 산성수가 생성되게 구현하였다.
We are used with the alkaline ion water which an application field does to object for drinking water compare with the alkaline ion water which asked ion acid electrolysis so as to be very different. This is used with sterilization disinfection use by residual chlorine in case of strong acidity accor...
We are used with the alkaline ion water which an application field does to object for drinking water compare with the alkaline ion water which asked ion acid electrolysis so as to be very different. This is used with sterilization disinfection use by residual chlorine in case of strong acidity according to ph intensity, and in case of middle acidity use by washing and face washing, and mix with meal materials in case of weak acidity widely usable in cooking. Acid ion water generates as we electrolyze water. Chlorine gas and sodium hydroxide etc. was generated at electrolysis process, and we have toward sterilizing power. Derelicts such as chlorine, phosphorus, sulfur etc. are gathered from a negative ion, and we make acid ion water to + electrode direction in electrolysis. We used a diaphragm in order to disconnect too acid water and alkaline water. We implemented so that the acid water which it came down to three kinds of PWM voltage to PWM (pulse width modulation) control, and implementation method of ph intensity change authorized ph intensity between weak acidity to electrode in strong acidity as we used Microprocessor, and intensity was adjusted successively by PWM control was generated.
We are used with the alkaline ion water which an application field does to object for drinking water compare with the alkaline ion water which asked ion acid electrolysis so as to be very different. This is used with sterilization disinfection use by residual chlorine in case of strong acidity according to ph intensity, and in case of middle acidity use by washing and face washing, and mix with meal materials in case of weak acidity widely usable in cooking. Acid ion water generates as we electrolyze water. Chlorine gas and sodium hydroxide etc. was generated at electrolysis process, and we have toward sterilizing power. Derelicts such as chlorine, phosphorus, sulfur etc. are gathered from a negative ion, and we make acid ion water to + electrode direction in electrolysis. We used a diaphragm in order to disconnect too acid water and alkaline water. We implemented so that the acid water which it came down to three kinds of PWM voltage to PWM (pulse width modulation) control, and implementation method of ph intensity change authorized ph intensity between weak acidity to electrode in strong acidity as we used Microprocessor, and intensity was adjusted successively by PWM control was generated.
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문제 정의
강, 중, 약에 의미는 화학적 의미보다 단계의 의미로 이해해야한다. 본 연구는 Microprocessor를 이용한 PWM제어로 전해산성수 ph 농도를 강, 중, 약으로 제어됨을 목적으로 하였으므로 PWM 제어전압은 3단계로 하여도 물의 성분과 수질에 따라 ph 농도는 다소 변화할 수 있다는 것을 밝혀둔다.
제안 방법
ph 농도를 높이려면 전압을 높이거나 물의 양을 적게 투과하면 된다. 또한 극판의 길이, 극판의 폭, 극판의 면수에 비례하고 극판의 간격에 역비례 하고 물의 도전율 K에 비례한다. 여기서 K는 수질에 따라 다르다[7].
산성 이온수의 농도제어를 구현하기 위해 그림 2와 같이 ATMEL사의 AT89C52 Microprocessor를 이용해서 Program된 PWM 파형의 전압을 승압하기 위해 TLP521의 포토 카플라를 이용하였다.
0농도까지 제어하였다. 쓰이는 용도에 따라 3단계로 설정할 수 있게 구현 하였으며 PWM 값에 따른 ph 농도를 비교 측정하여 고찰 하였다.
제어된 전압 +전극과 -전극을 한 용기에서 전기분해를 하면 산성이온수를 생성할 수 없으므로 +전극과 -전극 사이에 격막을 설치하여 전기분해 하였다. 이 전기 분해 과정에서 극판에 가해지는 PWM전압에 따라 ph 농도가 결정되는데, 본 연구에서는 3단의 ph 농도를 설정하여 강 산성이온수, 중 산성이온수 약 산성이온수로 연구하였으며 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 의한 방식으로 Microprocessor를 이용하여 programming 하였다. 음용수의 ph 농도가 중성인 7.
제어된 전압 +전극과 -전극을 한 용기에서 전기분해를 하면 산성이온수를 생성할 수 없으므로 +전극과 -전극 사이에 격막을 설치하여 전기분해 하였다. 이 전기 분해 과정에서 극판에 가해지는 PWM전압에 따라 ph 농도가 결정되는데, 본 연구에서는 3단의 ph 농도를 설정하여 강 산성이온수, 중 산성이온수 약 산성이온수로 연구하였으며 PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 의한 방식으로 Microprocessor를 이용하여 programming 하였다.
대상 데이터
릴레이를 사용한 이유는 전해조 극성을 전기적으로 바꿔줄 수 있기 때문이지 다른 특별한 이유는 없다. 여기서 전원은 일반적인 24V 3A 전원공급기를 이용하였다.
성능/효과
본 연구의 PWM 제어를 이용하면 연속적으로 유입, 유출되는 경우에도 연속적으로 제어가 가능하여 끊임없이 산성이온수를 공급할 수 있다. 본 연구는 ph농도가 7.0인 음용하는 수돗물을 이용하여 사용하였으며 PWM 제어 전압 방식으로 전기분해하여 ph 농도가 6.0인 약 산성이온수와 ph 농도가 5.5인 중 산성이온수와 ph 농도가 5.0인 강 산성이온수를 만들어 PWM 전압과 ph 농도상호간의 일치성과 ph 산도 측정기로 테스트를 한 결과 실험에서 보듯이 약 산성이온수 ph 6.02와 중 산성이온수 ph 5.5 와 강 산성이온수 ph 5.05로 다소 오차는 있었지만, 일반적인 음용하는 물에서 산성이온수 생성을 증명하였다. 강, 중, 약에 의미는 화학적 의미보다 단계의 의미로 이해해야한다.
특히 본 연구는 일반적인 방법으로 저장된 물에서 전기분해로 농도를 통전 시간으로 할 수는 있으나 연속적으로 유입되는 방식에는 불가능하다. 본 연구의 PWM 제어를 이용하면 연속적으로 유입, 유출되는 경우에도 연속적으로 제어가 가능하여 끊임없이 산성이온수를 공급할 수 있다. 본 연구는 ph농도가 7.
후속연구
특히 본 연구는 일반적인 방법으로 저장된 물에서 전기분해로 농도를 통전 시간으로 할 수는 있으나 연속적으로 유입되는 방식에는 불가능하다. 본 연구의 PWM 제어를 이용하면 연속적으로 유입, 유출되는 경우에도 연속적으로 제어가 가능하여 끊임없이 산성이온수를 공급할 수 있다.
참고문헌 (7)
Tanaka H, Hirakata Y,Kaku M, Yoshida R, Takemura H, Mizukane R, "Antimicrobial activity of superoxidized water" J Hosp Infect 34:43-49, 1996.
Selkon JB, Babb JR, Morris R "Evaluation of the anti-microbial activity of a new super-oxidized water" Sterilox, for the disinfection of endoscopes. J Hosp Infect 41:59-70, 1999.
Tsuji S, Kawano S, Oshita M, Ohmae A, Shinnomura Y, Miyazaki Y, et al."Endoscope disinfection using acidic electrolytic water" Endoscopy 31:528-535, 1999.
Nelson D "Newer technologies for endoscope disinfection" electrolyzed acid water and disposable-component endoscope system. Gastrointest Endosc Clin N Am 10:319-328, 2000.
권윤중, 이성창 "PWM 전압제어로 생체에 필요한 알칼리 이온수의 농도(ph)변화에 관한 연구" 대한전자공학회논문지.SC41:149-153, 2004.
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