[논문]CTD용 박막형 용존산소 센서의 현장 교정

강동진; 김예슬

doi:10.7850/jkso.2023.28.1.041

초록
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용존산소 센서는 그 특성상 시간이 지남에 따라 자료의 변형(drift)이 일어난다. 따라서 용존산소 센서를 이용하여 해수 중의 정확한 용존산소 농도를 측정하기 위해서는 반드시 용존산소 센서의 현장 교정이 필요하다. 현장 교정 방법과 교정을 위한 적절한 시료의 개수 및 용존산소 센서의 실험실 교정주기를 제시하고자 약 1년에 걸쳐 인도양, 태평양, 동해에서 수행된 세 번의 서로 다른 항차에서 총 133개의 용존산소 분석을 위한 시료를 획득하였다. 화학 분석을 통해 얻은 용존산소 분석값과 센서값을 비교 분석하였다. 그 결과 제조사에서 제시하는 센서의 출력전압과 용존산소 분석값을 비교하기보다는 센서에서 주는 최종 농도값과 분석값을 직접 비교하여 얻은 직선의 관계식을 이용하여 센서의 측정값을 교정하는 것이 바람직하고, 박막형 용존산소 센서의 경우 정확한 보정을 위해서는 최소한 30개 이상의 시료에 대한 분석값을 이용해야 약 1% 이내의 정확도 범위 내에서 현장 교정이 가능하다. 또한 CTD용 박막형 용존산소 센서가 70% 이상의 성능을 내기 위해서는 1년 이내의 주기로 실험실 또는 제조사에서 이루어지는 실험실 교정을 수행할 것을 권장한다.

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Dissolved oxygen sensors have characteristics in which data drift occurs over time. Therefore, in-situ calibration of the dissolved oxygen sensor is essential to accurately measure the concentration of dissolved oxygen in seawater. In order to provide a method for in-situ calibration, appropriate nu...

Dissolved oxygen sensors have characteristics in which data drift occurs over time. Therefore, in-situ calibration of the dissolved oxygen sensor is essential to accurately measure the concentration of dissolved oxygen in seawater. In order to provide a method for in-situ calibration, appropriate number of samples for calibration, and laboratory calibration interval of the dissolved oxygen sensor, the dissolved oxygen sensor values were compared with the measured values by titration on a total of 133 samples from three different cruises in the Indian Ocean, Pacific Ocean, and East Sea over a period of about one year. As a result, it is preferable to calibrate the sensor value using the correlation of a straight line obtained by directly comparing the final concentration value given by the sensor and the measured value. For the accurate calibration, at least 30 samples must be used to enable in-situ calibration within an accuracy range of about 1%. In addition, it is recommended that a laboratory calibration should perform within 1 year for the membrane type dissolved oxygen sensor for CTD to achieve a performance of 70% or more.

주제어

표/그림 (10)

그림 Fig. 1. Location maps of sample collection in the Indian Ocean (a), in the Pacific Ocean (b), and in the East Sea (c). Red circles denote the sampling points for this study.
표 Table 1. Information of each cruise for sample collection
표 Table 2. Specification of the oxygen sensor used in this study
그림 Fig. 2. Comparison of dissolved oxygen concentration from CTD sensor and titration.
그림 Fig. 3. Comparison of dissolved oxygen concentration from calibrated CTD sensor values based on the method suggested (a) by the manufacturer and (b) by this study with titration values.
그림 Fig. 4. Vertical distribution of dissolved oxygen residual (Sensor value – Titration value).
그림 Fig. 5. Comparison of the output voltage with dissolved oxygen concentration separated by (a) temperature (10℃) and (b) depth (500 m).
그림 Fig. 6. Changes of (a) slope, (b) intercept, and (c) corelation coefficients (r²) of the calibration curve according to the number of samples(n).
그림 Fig. 7. Changes of relative difference of (a) slope and (b) intercept of the calibration curve according to the number of samples(n).
그림 Fig. 8. Changes of (a) slope, (b) intercept (ml l^-1), and (c) determination coefficients (r²) of the calibration curve with the time after laboratory (manufacturer) calibration.

참고문헌 (13)

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