二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法
【課題】本発明は、ｐＨ測定用指示薬を混ぜた水に二酸化炭素ガスを注入し、これをディジタルイメージ化することによって、非接触方式により二酸化炭素が溶けた炭酸水の正確な局部的ｐＨ測定は勿論、二酸化炭素の挙動を含んだ状態変化に対して定量化した情報が得られる二酸化炭素挙動モニタリングシステムを提供するためのものである。
【解決手段】本発明は、水と共に統合ｐＨ指示薬が混合されて受容される観察水槽、上記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素供給タンク、上記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影する撮影部、及び上記撮影部のディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得する分析部を含み、上記分析部がディジタルイメージまたは映像の色相をｐＨテーブルと比較して局部的ｐＨ値を導出することによって、イメージ内で二酸化炭素及び炭酸水を判別することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、水と共に統合ｐＨ指示薬が混合されて受容される観察水槽、上記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素供給タンク、上記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影する撮影部、及び上記撮影部のディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得する分析部を含み、上記分析部がディジタルイメージまたは映像の色相をｐＨテーブルと比較して局部的ｐＨ値を導出することによって、イメージ内で二酸化炭素及び炭酸水を判別することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法に関し、より詳しくは、ｐＨ測定用指示薬を混ぜた水に二酸化炭素ガスを注入し、これをディジタルイメージ化することによって非接触方式により二酸化炭素が溶けた炭酸水の正確な局部的ｐＨ測定は勿論、二酸化炭素の挙動を含んだ状態変化に対して定量化した情報が得られる二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に広く使われるｐＨ測定装置（pH meter）はガラス膜電極（Glass membrane electrode）を用いて電気化学的に分析しようとする試料のｐＨを測定することが普遍的である。
【０００３】
前述したｐＨ測定装置のガラス膜電極は電気化学的反応により上記試料のｐＨを測定するため、上記ガラス膜電極が浸る位の多量（１０ｍＬ以上）の試料が必要である。このため、上記ガラス膜電極が適用されたｐＨ測定装置は極少量を使用する大部分の試料のｐＨ測定に限界がある。そして、上記ガラス膜電極が適用されたｐＨ測定装置は試料と直接接触して電気化学的反応により試料のｐＨを測定するため、記憶効果、腐食などの問題がもたらされて、上記ガラス膜電極の寿命が短くなる問題点が発生する。特に、ガラス膜電極はＨＦに非常に敏感で、保管が難しく、比較的高価に販売されているだけでなく、長期間使用する場合、接触式に伴う汚染などに起因する信号の安定性が悪くなる問題点を有しているので、精密な分析が要求される半導体産業及びバイオ産業への適用が困難な実状である。
【０００４】
また、前述したｐＨ測定装置とは異なり、ペーパー（paper）型ｐＨ測定方式もあるが、これもまた製造社で提供されるカラーチャート（Color chart）と比較してｐＨを判断するようになるので、多分主観的な結果が導出されるという問題点がある。
【０００５】
特に、前述したｐＨ測定装置やペーパー（paper）型ｐＨ測定方式では、不均質の溶液に対しては局部的なｐＨ値を測定することが不可能である。
【０００６】
一方、これらとは異なり、試片内の局部的にｐＨを異にする状況でも、各部分でのｐＨが変化する状況を推定できる方式により統合ｐＨ指示薬（Universal pH indicator）が使われている。
【０００７】
この統合ｐＨ指示薬の使用は、測定しようとする対象溶液に統合ｐＨ指示薬溶液を混ぜる場合、目立つように変わった溶液の色に基づいて与えられたカラーチャートを用いてｐＨを推定できるように作る。したがって、溶液を採取しなくても該当部分での色変化を通じてｐＨを推定できるので、外部と隔離された部分でもｐＨ推定が可能になる長所を持っている。
【０００８】
しかしながら、統合ｐＨ指示薬の使用は、照明程度及び試験容器のサイズによって、肉眼観察時、色が変わるように見えるので、単純にカラーチャートを用いては正確なｐＨ値の算出が困難であるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決するために案出したものであって、その目的はｐＨ測定用指示薬を混ぜた水に二酸化炭素ガスを注入し、これをディジタルイメージ化することによって、非接触方式により二酸化炭素が溶けた炭酸水の正確な局部的ｐＨ測定は勿論、二酸化炭素の挙動を含んだ状態変化に対して定量化した情報が得られる二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、水と共に統合ｐＨ指示薬が混合されて受容される観察水槽、上記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素供給タンク、上記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影する撮影部、及び上記撮影部のディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得する分析部を含み、上記分析部がディジタルイメージまたは映像の色相をｐＨテーブルと比較して局部的ｐＨ値を導出することによって、イメージ内で二酸化炭素及び炭酸水を判別することを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリングシステムを提供する。
【００１１】
好ましくは、上記観察水槽には透明粒子がさらに含まれて水−粒子複合体を形成することを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、上記二酸化炭素供給タンクは配管を介して二酸化炭素ガスを観察水槽に注入し、上記配管には二酸化炭素ガスのタンク排出圧力を測定できる第１圧力センサーと水槽注入圧力を測定できる第２圧力センサーが備えられることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、上記分析部は、上記撮影部から伝えられるディジタルイメージまたは映像を収集するイメージ収集部、収集されたイメージ内で色相が変化した領域の色相値をｐＨテーブルの標準ｐＨ色相データと比較してイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるｐＨ判別部、及び上記ｐＨ判別部で決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、上記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して二酸化炭素及びその副産物の挙動状況を分析する情報分析部を含むことを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、上記ｐＨテーブルはｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っており、上記分析部がディジタルイメージまたは映像のピクセル別のＲＧＢ値を上記ｐＨテーブルのｐＨ別の標準ＲＧＢ値と比較して局部的ｐＨ値を導出することを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、（ａ）観察水槽に水と統合ｐＨ指示薬とを混合させるステップ、（ｂ）二酸化炭素供給タンクから上記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入するステップ、（ｃ）上記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影するステップ、（ｄ）撮影されたディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得するステップを含むことを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリング方法を提供する。
【００１６】
好ましくは、上記（ａ）ステップで、観察水槽に透明粒子を含めて水−粒子複合体を形成することを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、上記（ｂ）ステップで、二酸化炭素供給タンクは配管を介して二酸化炭素ガスを観察水槽に注入し、上記配管で二酸化炭素ガスのタンク排出圧力を測定し、水槽注入圧力を測定することを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、上記（ｄ）ステップは、（ｄ−１）撮影されたディジタルイメージまたは映像を収集するステップ、（ｄ−２）収集されたイメージ内で色相が変化された領域の色相値をｐＨテーブルの標準ｐＨ色相データと比較してイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるステップ、（ｄ−３）決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、上記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して二酸化炭素及びその副産物の挙動状況を分析するステップを含むことを特徴とする。
【００１９】
好ましくは、上記ｐＨテーブルはｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っており、上記ディジタルイメージまたは映像のピクセル別のＲＧＢ値を上記ｐＨテーブルのｐＨ別の標準ＲＧＢ値と比較して局部的ｐＨ値を導出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ｐＨ測定用指示薬を混ぜた水に二酸化炭素ガスを注入し、これをディジタルイメージ化することによって、非接触方式により二酸化炭素が溶けた炭酸水の正確な局部的ｐＨ測定は勿論、二酸化炭素の挙動を含んだ状態変化に対して定量化した情報が得られる効果がある。
【００２１】
特に、ｐＨ測定用指示薬を混ぜた水に透明な材質の透明粒子が混ざるようになるので、二酸化炭素が水−粒子複合体で二酸化炭素ガスの移動をモニタリングできるようになり、注入された二酸化炭素ガスの圧力及び粒子のサイズによって二酸化炭素ガスが水−粒子複合体の内の間隙を通じて移動したり複合体の内に亀裂を作りながら移動する過程をモニタリングできるようになる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る二酸化炭素挙動モニタリングシステムを説明するための図である。
【図２】本発明に係る標準ｐＨテーブルを説明するための図である。
【図３】本発明に従ってディジタルイメージからｐＨコンツアーを導出する過程を説明するための図である。
【図４】本発明に係る時間別の二酸化炭素ガスの拡散過程を説明するための図である。
【図５】本発明に係る時間別の炭酸水挙動を説明するための図である。
【図６】本発明に係る水−粒子複合体で時間別の二酸化炭素ガスの移動及び炭酸水の拡散及び対流を説明するための図である。
【図７】本発明に係る水−粒子複合体で時間別の二酸化炭素ガス亀裂移動及びそれに従うガス圧力の変化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法に対する実施形態を添付した図面を参考しつつより詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る二酸化炭素挙動モニタリングシステムを説明するための図である。
【００２５】
図１を参照すると、本発明に係る二酸化炭素挙動モニタリングシステムは、観察水槽１０、二酸化炭素供給タンク２０、撮影部３０、及び分析部を含んで構成される。
【００２６】
上記観察水槽１０は水を盛ることができる内部空間を有し、下部の底には二酸化炭素供給タンク２０から注入される二酸化炭素ガスが流入できる注入口１２が形成される。このような観察水槽１０は透明素材のアクリル材質で作られることができる。
【００２７】
上記観察水槽１０には水が詰められるようになり、二酸化炭素の挙動を肉眼で確認することができるように、統合ｐＨ指示薬（Universal pH indicator）が混ざるようになる。観察水槽１０の内で水と混ざった上記統合ｐＨ指示薬は、測定しようとする物質が注入されれば該当物質のｐＨによって色相が変化する性質を有する。
【００２８】
また、上記観察水槽１０には前述した水と統合ｐＨ指示薬に加えて透明な材質の透明粒子が混ざるようになる。上記透明粒子はガラス材質のビード（bead）からなることができる。
【００２９】
上記二酸化炭素供給タンク２０は、上記観察水槽１０に測定対象物質である二酸化炭素ガスを供給するためのものであって、上記観察水槽１０の底に構成された注入口１２と連結される配管２１を介して二酸化炭素ガスを排出して二酸化炭素ガスを観察水槽１０の下部を通じて注入させるようになる。
【００３０】
ここで、このような配管２１にはレギュレータ２２が備えられて二酸化炭素供給タンク２０から排出する二酸化炭素ガスの排出圧力を調節することができる。
【００３１】
そして、このようなレギュレータ２２を含んだ配管構造で該当レギュレータ２２の後端には第１圧力センサー２４が備えられてレギュレータ２２を通じて調節された二酸化炭素ガスの排出圧力を測定し、測定された排出圧力値を上記分析部に伝達する。
【００３２】
また、上記第１圧力センサー２４の後端には圧力調節バルブ２３が備えられて配管２１を介して観察水槽１０に注入される二酸化炭素ガスの注入圧力を調節することができる。
【００３３】
そして、このような圧力調節バルブ２３を含んだ配管構造において、該当圧力調節バルブ２３の後端には第２圧力センサー２５が備えられて圧力調節バルブ２３を介して調節された二酸化炭素ガスの注入圧力を測定し、測定された注入圧力値を上記分析部に伝達するようになる。特に、このような第２圧力センサー２５は注入される二酸化炭素ガス滴の圧力を測定することができる。
【００３４】
したがって、上記二酸化炭素供給タンク２０から供給される二酸化炭素ガスは、配管２１に沿って供給されて観察水槽１０の下部注入口１２を通じて該当観察水槽１０の内部に注入される。そして、このような二酸化炭素ガスの排出圧力及び注入圧力はレギュレータ２２及び圧力調節バルブ２３によって微細に調節され、調節された実際の排出圧力値及び注入圧力値は上記分析部に伝えられる。
【００３５】
一方、上記撮影部３０は上記観察水槽１０を撮影するための第１カメラ３１及び第２カメラ３２を含む。このようなカメラ３１、３２はディジタル方式のイメージまたは映像を撮影できるカメラであって、周期的に撮影されたディジタルイメージまたは映像を上記分析部に伝達するようになる。
【００３６】
ここで、上記撮影部３０を必ず２台以上のカメラで構成する必要はないし、２台以上のカメラ構成時、１／１０秒単位のような細分化した連続瞬間撮影などが可能な利得があり、１台のカメラでも本発明の目的は達成可能である。
【００３７】
実際、二酸化炭素ガスが水が含まれた媒質に注入される時、初期にはガス状態で媒質内の間隙の間に移動するようになる。そして、移動しながら一部は水に溶けて炭酸水を生成するようになる。ここで、観察水槽１０の水に統合ｐＨ指示薬を混ぜた状態で二酸化炭素を注入する場合、二酸化炭素の移動とその副産物である炭酸水の挙動を前述した撮影部３０の撮影イメージまたは映像を通じて難無くモニタリングできるようになる。ｐＨ７での水の色は緑色系列であるので、水に溶ける前の無色の二酸化炭素と区分が可能であるので、二酸化ガスの移動を区分して観察できるようになる。
【００３８】
そして、水に溶けて生成された炭酸水は水のｐＨを低めるようになるので、水の色が緑色から黄色、赤色系列に変わるようになる。したがって、変化される色によって炭酸水の挙動を容易にモニタリングすることができ、変化された色でｐＨの推定が可能であるので、溶けた二酸化炭素の量を推定することができる。
【００３９】
特に、該当観察水槽１０には基本的に水と統合ｐＨ指示薬の他に透明な材質の透明粒子が混ざるようになるので、二酸化炭素が水−粒子複合体で二酸化炭素ガスの移動をモニタリングできるようになる。また、注入された二酸化炭素ガスの圧力及び粒子のサイズによって二酸化炭素ガスが水−粒子複合体の内の間隙を通じて移動したり、複合体の内に亀裂を作りながら移動する過程をモニタリングできるようになる。
【００４０】
一方、上記分析部は、上記第１圧力センサー２４及び第２圧力センサー２５から伝えられる二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を表示するアナログ分析器４１と、上記第１圧力センサー２４及び第２圧力センサー２５から伝えられる排出圧力値及び注入圧力値をディジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ４２と、上記Ａ／Ｄコンバータ４２から伝えられる排出圧力値及び注入圧力値、そして上記撮影部３０から伝えられるディジタルイメージまたは映像を収集し分析して、局部ｐＨ値、二酸化炭素状態変化資料などを算出するディジタル分析器４３とを含んで構成される。
【００４１】
ここで、上記ディジタル分析器４３は上記撮影部３０から伝えられるディジタルイメージまたは映像を収集するイメージ収集部４４と、収集されたイメージの内で色相が変わった領域の色相値をｐＨテーブル４６の標準ｐＨ色相データと比較し、その比較結果を通じてイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるｐＨ判別部４７と、上記ｐＨ判別部４７で決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、また上記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して水−粒子複合体での二酸化炭素の拡散関連係数を算出する情報分析部４８と、上記情報分析部４８の分析結果を格納するデータ格納部４９とを含んで構成される。
【００４２】
上記ｐＨテーブル４６はｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っている。
【００４３】
また、このようなｐＨテーブル４６を参照する上記ｐＨ判別部４７は、ディジタルイメージの各ピクセルのＲＧＢ値を抽出し、これを上記ｐＨテーブル４６の標準ＲＧＢ値と比較して各ピクセルのｐＨ値を導出するようになる。
【００４４】
ここで、ＲＧＢ値からｐＨ値に変換する過程を説明すれば、次の通りである。
【００４５】
統合ｐＨ指示薬の適用によって色の変化はブルー系列からグリーン、イエロー、レッド系列にｐＨが低くなるほど変化されていく。このような色の変化において、彩度及び明度に従ってグリーンとレッド軸がより敏感に反応するので、ＲＧ平面のみを用いてカリブレーションチャート（Calibration Chart）を構成することができる。
【００４６】
これを図２を参照してより詳細に説明すれば、ディジタルｐＨメートルを用いて互いに異なる値を有するｐＨ溶液を多数個作ってディジタルイメージを撮影する。イメージ撮影時、シャッタースピードを調節することによって、同一な色相試片に対して異なる明度のＲＧＢ値を導出するようになる。図２の（ａ）では、８個のカリブレーション用溶液を製造した場合である。同一なｐＨ溶液に対して異なる明度を有する時のＲＧ値の変化を図示する。全ての溶液に対して図示すると、図２の（ｂ）のようなカリブレーションチャートが完成できる。マットラブ（MATLAB）などのプログラムを通じて完成されたカリブレーションチャートに基づいてディジタルイメージ内の各ピクセルのＲＧＢ値をｐＨ値に変換する過程を図３のように自動化することができる。
【００４７】
一方、上記情報分析部４８は観察水槽１０を撮影したイメージから二酸化炭素ガスが水に溶けながら拡散されていく過程を周期的フレームデータとして提供する。
【００４８】
図４を参照すると、二酸化炭素供給タンク２０の配管２１を介して観察水槽１０の注入口１２に二酸化炭素ガスを供給するようになれば、二酸化炭素ガスが水に溶けながら拡散されていく周期的過程を確認することができる。図４は、水平に置かれた板形状の観察水槽１０を周期的に撮影したイメージである。これは、該当観察水槽１０の水に統合ｐＨ指示薬が混ざっていることにより可能なものであって、肉眼でも観察可能であり、上記ｐＨ判別部４７及び情報分析部４８のディジタルイメージプロセシングを通じて各部分に対する局部的ｐＨ値の導出が可能である。また、時間帯別のイメージの局部的ｐＨ値の変化量の測定を通じて上記情報分析部４８では水−粒子複合体での二酸化炭素の拡散関連係数を算出できるようになる。
【００４９】
また、図５を参照すると、二酸化炭素供給タンク２０の配管２１を介して観察水槽１０の注入口１２に二酸化炭素ガスを供給するようになれば、注入された二酸化炭素ガスのうちの一部が溶けて炭酸水を生成する過程を確認することができる。図５は、垂直に立てた板形状の観察水槽１０を周期的に撮影したイメージである。垂直に立てた板形水槽にｐＨ７の水と統合ｐＨ指示薬が混ざっているので、水槽の下端部の中央で二酸化炭素ガスを注入する場合、注入された二酸化炭素ガスのうちの一部が溶けて炭酸水が生成される。溶けた程度によってこのｐＨ値は異なり、それによってイメージ内の色相を異にし、該当領域の密度も異なるようになる。上記ｐＨ判別部４７及び情報分析部４８を通じてイメージプロセシングを行う場合、ｐＨコンツアーが変化を通じて炭酸水の挙動をモニタリングできるようになる。
【００５０】
また、図６を参照すると、本発明に従う水−粒子複合体で、時間別の二酸化炭素ガスの移動及び炭酸水の拡散及び対流を確認できるようになる。観察水槽１０の水に統合ｐＨ指示薬と透明粒子を混ぜた状態で二酸化炭素ガスを注入した時、二酸化炭素ガスと一部の水に溶けた炭酸水が複合体の間を移動するようになる。上記ｐＨ判別部４７及び情報分析部４８を通じてイメージプロセシングを行う場合、二酸化炭素ガスの移動及び炭酸水の拡散及び対流をモニタリングできるようになる。
【００５１】
また、図７を参照すると、本発明に従う水−粒子複合体で、時間別の二酸化炭素ガス亀裂移動を確認できるようになる。観察水槽１０の水に統合ｐＨ指示薬と透明粒子とを混ぜた状態で二酸化炭素ガスを注入した時、該当二酸化炭素ガスが複合体の間に移動しながら亀裂を作るようになり（図７の（ａ））、それに従うガス圧力の変化（図７の（ｂ））がモニタリングできる。比較的二酸化炭素ガスの間隙の大きい個所では間隙の間に移動するが、間隙の小さい個所では亀裂を作りながら移動するようになる。これを通じて粒子サイズに従う水−粒子複合体での二酸化炭素ガスの移動原理及びそれに従うガス圧力変化をモニタリングできるようになる。
【００５２】
以上のように図面及び明細書で最適の実施形態が開示された。ここで、特定の用語が使われたが、これは単に本発明を説明するための目的として使われたものであり、意味の限定や特許請求範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することができる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は添付した特許請求範囲の技術的思想により定まるべきである。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 観察水槽
１２ 注入口
２０ 二酸化炭素供給タンク
２１ 配管
２２ レギュレータ
２３ 圧力調節バルブ
２４ 第１圧力センサー
２５ 第２圧力センサー
３０ 撮影部
３１ 第１カメラ
３２ 第２カメラ
４１ アナログ分析器
４２ Ａ／Ｄコンバータ
４３ ディジタル分析器
４４ イメージ収集部
４６ ｐＨテーブル
４７ ｐＨ判別部
４８ 情報分析部
４９ データ格納部
【技術分野】
【０００１】
本発明は二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法に関し、より詳しくは、ｐＨ測定用指示薬を混ぜた水に二酸化炭素ガスを注入し、これをディジタルイメージ化することによって非接触方式により二酸化炭素が溶けた炭酸水の正確な局部的ｐＨ測定は勿論、二酸化炭素の挙動を含んだ状態変化に対して定量化した情報が得られる二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に広く使われるｐＨ測定装置（pH meter）はガラス膜電極（Glass membrane electrode）を用いて電気化学的に分析しようとする試料のｐＨを測定することが普遍的である。
【０００３】
前述したｐＨ測定装置のガラス膜電極は電気化学的反応により上記試料のｐＨを測定するため、上記ガラス膜電極が浸る位の多量（１０ｍＬ以上）の試料が必要である。このため、上記ガラス膜電極が適用されたｐＨ測定装置は極少量を使用する大部分の試料のｐＨ測定に限界がある。そして、上記ガラス膜電極が適用されたｐＨ測定装置は試料と直接接触して電気化学的反応により試料のｐＨを測定するため、記憶効果、腐食などの問題がもたらされて、上記ガラス膜電極の寿命が短くなる問題点が発生する。特に、ガラス膜電極はＨＦに非常に敏感で、保管が難しく、比較的高価に販売されているだけでなく、長期間使用する場合、接触式に伴う汚染などに起因する信号の安定性が悪くなる問題点を有しているので、精密な分析が要求される半導体産業及びバイオ産業への適用が困難な実状である。
【０００４】
また、前述したｐＨ測定装置とは異なり、ペーパー（paper）型ｐＨ測定方式もあるが、これもまた製造社で提供されるカラーチャート（Color chart）と比較してｐＨを判断するようになるので、多分主観的な結果が導出されるという問題点がある。
【０００５】
特に、前述したｐＨ測定装置やペーパー（paper）型ｐＨ測定方式では、不均質の溶液に対しては局部的なｐＨ値を測定することが不可能である。
【０００６】
一方、これらとは異なり、試片内の局部的にｐＨを異にする状況でも、各部分でのｐＨが変化する状況を推定できる方式により統合ｐＨ指示薬（Universal pH indicator）が使われている。
【０００７】
この統合ｐＨ指示薬の使用は、測定しようとする対象溶液に統合ｐＨ指示薬溶液を混ぜる場合、目立つように変わった溶液の色に基づいて与えられたカラーチャートを用いてｐＨを推定できるように作る。したがって、溶液を採取しなくても該当部分での色変化を通じてｐＨを推定できるので、外部と隔離された部分でもｐＨ推定が可能になる長所を持っている。
【０００８】
しかしながら、統合ｐＨ指示薬の使用は、照明程度及び試験容器のサイズによって、肉眼観察時、色が変わるように見えるので、単純にカラーチャートを用いては正確なｐＨ値の算出が困難であるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決するために案出したものであって、その目的はｐＨ測定用指示薬を混ぜた水に二酸化炭素ガスを注入し、これをディジタルイメージ化することによって、非接触方式により二酸化炭素が溶けた炭酸水の正確な局部的ｐＨ測定は勿論、二酸化炭素の挙動を含んだ状態変化に対して定量化した情報が得られる二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、水と共に統合ｐＨ指示薬が混合されて受容される観察水槽、上記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素供給タンク、上記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影する撮影部、及び上記撮影部のディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得する分析部を含み、上記分析部がディジタルイメージまたは映像の色相をｐＨテーブルと比較して局部的ｐＨ値を導出することによって、イメージ内で二酸化炭素及び炭酸水を判別することを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリングシステムを提供する。
【００１１】
好ましくは、上記観察水槽には透明粒子がさらに含まれて水−粒子複合体を形成することを特徴とする。
【００１２】
好ましくは、上記二酸化炭素供給タンクは配管を介して二酸化炭素ガスを観察水槽に注入し、上記配管には二酸化炭素ガスのタンク排出圧力を測定できる第１圧力センサーと水槽注入圧力を測定できる第２圧力センサーが備えられることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、上記分析部は、上記撮影部から伝えられるディジタルイメージまたは映像を収集するイメージ収集部、収集されたイメージ内で色相が変化した領域の色相値をｐＨテーブルの標準ｐＨ色相データと比較してイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるｐＨ判別部、及び上記ｐＨ判別部で決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、上記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して二酸化炭素及びその副産物の挙動状況を分析する情報分析部を含むことを特徴とする。
【００１４】
好ましくは、上記ｐＨテーブルはｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っており、上記分析部がディジタルイメージまたは映像のピクセル別のＲＧＢ値を上記ｐＨテーブルのｐＨ別の標準ＲＧＢ値と比較して局部的ｐＨ値を導出することを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【００１５】
本発明の他の態様によれば、（ａ）観察水槽に水と統合ｐＨ指示薬とを混合させるステップ、（ｂ）二酸化炭素供給タンクから上記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入するステップ、（ｃ）上記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影するステップ、（ｄ）撮影されたディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得するステップを含むことを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリング方法を提供する。
【００１６】
好ましくは、上記（ａ）ステップで、観察水槽に透明粒子を含めて水−粒子複合体を形成することを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、上記（ｂ）ステップで、二酸化炭素供給タンクは配管を介して二酸化炭素ガスを観察水槽に注入し、上記配管で二酸化炭素ガスのタンク排出圧力を測定し、水槽注入圧力を測定することを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、上記（ｄ）ステップは、（ｄ−１）撮影されたディジタルイメージまたは映像を収集するステップ、（ｄ−２）収集されたイメージ内で色相が変化された領域の色相値をｐＨテーブルの標準ｐＨ色相データと比較してイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるステップ、（ｄ−３）決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、上記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して二酸化炭素及びその副産物の挙動状況を分析するステップを含むことを特徴とする。
【００１９】
好ましくは、上記ｐＨテーブルはｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っており、上記ディジタルイメージまたは映像のピクセル別のＲＧＢ値を上記ｐＨテーブルのｐＨ別の標準ＲＧＢ値と比較して局部的ｐＨ値を導出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ｐＨ測定用指示薬を混ぜた水に二酸化炭素ガスを注入し、これをディジタルイメージ化することによって、非接触方式により二酸化炭素が溶けた炭酸水の正確な局部的ｐＨ測定は勿論、二酸化炭素の挙動を含んだ状態変化に対して定量化した情報が得られる効果がある。
【００２１】
特に、ｐＨ測定用指示薬を混ぜた水に透明な材質の透明粒子が混ざるようになるので、二酸化炭素が水−粒子複合体で二酸化炭素ガスの移動をモニタリングできるようになり、注入された二酸化炭素ガスの圧力及び粒子のサイズによって二酸化炭素ガスが水−粒子複合体の内の間隙を通じて移動したり複合体の内に亀裂を作りながら移動する過程をモニタリングできるようになる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る二酸化炭素挙動モニタリングシステムを説明するための図である。
【図２】本発明に係る標準ｐＨテーブルを説明するための図である。
【図３】本発明に従ってディジタルイメージからｐＨコンツアーを導出する過程を説明するための図である。
【図４】本発明に係る時間別の二酸化炭素ガスの拡散過程を説明するための図である。
【図５】本発明に係る時間別の炭酸水挙動を説明するための図である。
【図６】本発明に係る水−粒子複合体で時間別の二酸化炭素ガスの移動及び炭酸水の拡散及び対流を説明するための図である。
【図７】本発明に係る水−粒子複合体で時間別の二酸化炭素ガス亀裂移動及びそれに従うガス圧力の変化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る二酸化炭素挙動モニタリングシステム及び方法に対する実施形態を添付した図面を参考しつつより詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明に係る二酸化炭素挙動モニタリングシステムを説明するための図である。
【００２５】
図１を参照すると、本発明に係る二酸化炭素挙動モニタリングシステムは、観察水槽１０、二酸化炭素供給タンク２０、撮影部３０、及び分析部を含んで構成される。
【００２６】
上記観察水槽１０は水を盛ることができる内部空間を有し、下部の底には二酸化炭素供給タンク２０から注入される二酸化炭素ガスが流入できる注入口１２が形成される。このような観察水槽１０は透明素材のアクリル材質で作られることができる。
【００２７】
上記観察水槽１０には水が詰められるようになり、二酸化炭素の挙動を肉眼で確認することができるように、統合ｐＨ指示薬（Universal pH indicator）が混ざるようになる。観察水槽１０の内で水と混ざった上記統合ｐＨ指示薬は、測定しようとする物質が注入されれば該当物質のｐＨによって色相が変化する性質を有する。
【００２８】
また、上記観察水槽１０には前述した水と統合ｐＨ指示薬に加えて透明な材質の透明粒子が混ざるようになる。上記透明粒子はガラス材質のビード（bead）からなることができる。
【００２９】
上記二酸化炭素供給タンク２０は、上記観察水槽１０に測定対象物質である二酸化炭素ガスを供給するためのものであって、上記観察水槽１０の底に構成された注入口１２と連結される配管２１を介して二酸化炭素ガスを排出して二酸化炭素ガスを観察水槽１０の下部を通じて注入させるようになる。
【００３０】
ここで、このような配管２１にはレギュレータ２２が備えられて二酸化炭素供給タンク２０から排出する二酸化炭素ガスの排出圧力を調節することができる。
【００３１】
そして、このようなレギュレータ２２を含んだ配管構造で該当レギュレータ２２の後端には第１圧力センサー２４が備えられてレギュレータ２２を通じて調節された二酸化炭素ガスの排出圧力を測定し、測定された排出圧力値を上記分析部に伝達する。
【００３２】
また、上記第１圧力センサー２４の後端には圧力調節バルブ２３が備えられて配管２１を介して観察水槽１０に注入される二酸化炭素ガスの注入圧力を調節することができる。
【００３３】
そして、このような圧力調節バルブ２３を含んだ配管構造において、該当圧力調節バルブ２３の後端には第２圧力センサー２５が備えられて圧力調節バルブ２３を介して調節された二酸化炭素ガスの注入圧力を測定し、測定された注入圧力値を上記分析部に伝達するようになる。特に、このような第２圧力センサー２５は注入される二酸化炭素ガス滴の圧力を測定することができる。
【００３４】
したがって、上記二酸化炭素供給タンク２０から供給される二酸化炭素ガスは、配管２１に沿って供給されて観察水槽１０の下部注入口１２を通じて該当観察水槽１０の内部に注入される。そして、このような二酸化炭素ガスの排出圧力及び注入圧力はレギュレータ２２及び圧力調節バルブ２３によって微細に調節され、調節された実際の排出圧力値及び注入圧力値は上記分析部に伝えられる。
【００３５】
一方、上記撮影部３０は上記観察水槽１０を撮影するための第１カメラ３１及び第２カメラ３２を含む。このようなカメラ３１、３２はディジタル方式のイメージまたは映像を撮影できるカメラであって、周期的に撮影されたディジタルイメージまたは映像を上記分析部に伝達するようになる。
【００３６】
ここで、上記撮影部３０を必ず２台以上のカメラで構成する必要はないし、２台以上のカメラ構成時、１／１０秒単位のような細分化した連続瞬間撮影などが可能な利得があり、１台のカメラでも本発明の目的は達成可能である。
【００３７】
実際、二酸化炭素ガスが水が含まれた媒質に注入される時、初期にはガス状態で媒質内の間隙の間に移動するようになる。そして、移動しながら一部は水に溶けて炭酸水を生成するようになる。ここで、観察水槽１０の水に統合ｐＨ指示薬を混ぜた状態で二酸化炭素を注入する場合、二酸化炭素の移動とその副産物である炭酸水の挙動を前述した撮影部３０の撮影イメージまたは映像を通じて難無くモニタリングできるようになる。ｐＨ７での水の色は緑色系列であるので、水に溶ける前の無色の二酸化炭素と区分が可能であるので、二酸化ガスの移動を区分して観察できるようになる。
【００３８】
そして、水に溶けて生成された炭酸水は水のｐＨを低めるようになるので、水の色が緑色から黄色、赤色系列に変わるようになる。したがって、変化される色によって炭酸水の挙動を容易にモニタリングすることができ、変化された色でｐＨの推定が可能であるので、溶けた二酸化炭素の量を推定することができる。
【００３９】
特に、該当観察水槽１０には基本的に水と統合ｐＨ指示薬の他に透明な材質の透明粒子が混ざるようになるので、二酸化炭素が水−粒子複合体で二酸化炭素ガスの移動をモニタリングできるようになる。また、注入された二酸化炭素ガスの圧力及び粒子のサイズによって二酸化炭素ガスが水−粒子複合体の内の間隙を通じて移動したり、複合体の内に亀裂を作りながら移動する過程をモニタリングできるようになる。
【００４０】
一方、上記分析部は、上記第１圧力センサー２４及び第２圧力センサー２５から伝えられる二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を表示するアナログ分析器４１と、上記第１圧力センサー２４及び第２圧力センサー２５から伝えられる排出圧力値及び注入圧力値をディジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ４２と、上記Ａ／Ｄコンバータ４２から伝えられる排出圧力値及び注入圧力値、そして上記撮影部３０から伝えられるディジタルイメージまたは映像を収集し分析して、局部ｐＨ値、二酸化炭素状態変化資料などを算出するディジタル分析器４３とを含んで構成される。
【００４１】
ここで、上記ディジタル分析器４３は上記撮影部３０から伝えられるディジタルイメージまたは映像を収集するイメージ収集部４４と、収集されたイメージの内で色相が変わった領域の色相値をｐＨテーブル４６の標準ｐＨ色相データと比較し、その比較結果を通じてイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるｐＨ判別部４７と、上記ｐＨ判別部４７で決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、また上記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して水−粒子複合体での二酸化炭素の拡散関連係数を算出する情報分析部４８と、上記情報分析部４８の分析結果を格納するデータ格納部４９とを含んで構成される。
【００４２】
上記ｐＨテーブル４６はｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っている。
【００４３】
また、このようなｐＨテーブル４６を参照する上記ｐＨ判別部４７は、ディジタルイメージの各ピクセルのＲＧＢ値を抽出し、これを上記ｐＨテーブル４６の標準ＲＧＢ値と比較して各ピクセルのｐＨ値を導出するようになる。
【００４４】
ここで、ＲＧＢ値からｐＨ値に変換する過程を説明すれば、次の通りである。
【００４５】
統合ｐＨ指示薬の適用によって色の変化はブルー系列からグリーン、イエロー、レッド系列にｐＨが低くなるほど変化されていく。このような色の変化において、彩度及び明度に従ってグリーンとレッド軸がより敏感に反応するので、ＲＧ平面のみを用いてカリブレーションチャート（Calibration Chart）を構成することができる。
【００４６】
これを図２を参照してより詳細に説明すれば、ディジタルｐＨメートルを用いて互いに異なる値を有するｐＨ溶液を多数個作ってディジタルイメージを撮影する。イメージ撮影時、シャッタースピードを調節することによって、同一な色相試片に対して異なる明度のＲＧＢ値を導出するようになる。図２の（ａ）では、８個のカリブレーション用溶液を製造した場合である。同一なｐＨ溶液に対して異なる明度を有する時のＲＧ値の変化を図示する。全ての溶液に対して図示すると、図２の（ｂ）のようなカリブレーションチャートが完成できる。マットラブ（MATLAB）などのプログラムを通じて完成されたカリブレーションチャートに基づいてディジタルイメージ内の各ピクセルのＲＧＢ値をｐＨ値に変換する過程を図３のように自動化することができる。
【００４７】
一方、上記情報分析部４８は観察水槽１０を撮影したイメージから二酸化炭素ガスが水に溶けながら拡散されていく過程を周期的フレームデータとして提供する。
【００４８】
図４を参照すると、二酸化炭素供給タンク２０の配管２１を介して観察水槽１０の注入口１２に二酸化炭素ガスを供給するようになれば、二酸化炭素ガスが水に溶けながら拡散されていく周期的過程を確認することができる。図４は、水平に置かれた板形状の観察水槽１０を周期的に撮影したイメージである。これは、該当観察水槽１０の水に統合ｐＨ指示薬が混ざっていることにより可能なものであって、肉眼でも観察可能であり、上記ｐＨ判別部４７及び情報分析部４８のディジタルイメージプロセシングを通じて各部分に対する局部的ｐＨ値の導出が可能である。また、時間帯別のイメージの局部的ｐＨ値の変化量の測定を通じて上記情報分析部４８では水−粒子複合体での二酸化炭素の拡散関連係数を算出できるようになる。
【００４９】
また、図５を参照すると、二酸化炭素供給タンク２０の配管２１を介して観察水槽１０の注入口１２に二酸化炭素ガスを供給するようになれば、注入された二酸化炭素ガスのうちの一部が溶けて炭酸水を生成する過程を確認することができる。図５は、垂直に立てた板形状の観察水槽１０を周期的に撮影したイメージである。垂直に立てた板形水槽にｐＨ７の水と統合ｐＨ指示薬が混ざっているので、水槽の下端部の中央で二酸化炭素ガスを注入する場合、注入された二酸化炭素ガスのうちの一部が溶けて炭酸水が生成される。溶けた程度によってこのｐＨ値は異なり、それによってイメージ内の色相を異にし、該当領域の密度も異なるようになる。上記ｐＨ判別部４７及び情報分析部４８を通じてイメージプロセシングを行う場合、ｐＨコンツアーが変化を通じて炭酸水の挙動をモニタリングできるようになる。
【００５０】
また、図６を参照すると、本発明に従う水−粒子複合体で、時間別の二酸化炭素ガスの移動及び炭酸水の拡散及び対流を確認できるようになる。観察水槽１０の水に統合ｐＨ指示薬と透明粒子を混ぜた状態で二酸化炭素ガスを注入した時、二酸化炭素ガスと一部の水に溶けた炭酸水が複合体の間を移動するようになる。上記ｐＨ判別部４７及び情報分析部４８を通じてイメージプロセシングを行う場合、二酸化炭素ガスの移動及び炭酸水の拡散及び対流をモニタリングできるようになる。
【００５１】
また、図７を参照すると、本発明に従う水−粒子複合体で、時間別の二酸化炭素ガス亀裂移動を確認できるようになる。観察水槽１０の水に統合ｐＨ指示薬と透明粒子とを混ぜた状態で二酸化炭素ガスを注入した時、該当二酸化炭素ガスが複合体の間に移動しながら亀裂を作るようになり（図７の（ａ））、それに従うガス圧力の変化（図７の（ｂ））がモニタリングできる。比較的二酸化炭素ガスの間隙の大きい個所では間隙の間に移動するが、間隙の小さい個所では亀裂を作りながら移動するようになる。これを通じて粒子サイズに従う水−粒子複合体での二酸化炭素ガスの移動原理及びそれに従うガス圧力変化をモニタリングできるようになる。
【００５２】
以上のように図面及び明細書で最適の実施形態が開示された。ここで、特定の用語が使われたが、これは単に本発明を説明するための目的として使われたものであり、意味の限定や特許請求範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。したがって、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することができる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は添付した特許請求範囲の技術的思想により定まるべきである。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 観察水槽
１２ 注入口
２０ 二酸化炭素供給タンク
２１ 配管
２２ レギュレータ
２３ 圧力調節バルブ
２４ 第１圧力センサー
２５ 第２圧力センサー
３０ 撮影部
３１ 第１カメラ
３２ 第２カメラ
４１ アナログ分析器
４２ Ａ／Ｄコンバータ
４３ ディジタル分析器
４４ イメージ収集部
４６ ｐＨテーブル
４７ ｐＨ判別部
４８ 情報分析部
４９ データ格納部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と共に統合ｐＨ指示薬が混合されて受容される観察水槽と、
前記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素供給タンクと、
前記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影する撮影部と、
前記撮影部のディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得する分析部と、を含み、
前記分析部がディジタルイメージまたは映像の色相をｐＨテーブルと比較して局部的ｐＨ値を導出することによって、イメージ内で二酸化炭素及び炭酸水を判別することを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項２】
前記観察水槽には透明粒子がさらに含まれて水−粒子複合体を形成することを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項３】
前記二酸化炭素供給タンクは配管を介して二酸化炭素ガスを観察水槽に注入し、前記配管には二酸化炭素ガスのタンク排出圧力を測定できる第１圧力センサーと水槽注入圧力を測定できる第２圧力センサーとが備えられることを特徴とする、請求項１または２に記載の二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項４】
前記分析部は、
前記撮影部から伝えられるディジタルイメージまたは映像を収集するイメージ収集部と、
収集されたイメージ内で色相が変わった領域の色相値をｐＨテーブルの標準ｐＨ色相データと比較してイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるｐＨ判別部と、
前記ｐＨ判別部で決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、前記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して二酸化炭素及びその副産物の挙動状況を分析する情報分析部と、
を含むことを特徴とする、請求項３に記載の二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項５】
前記ｐＨテーブルはｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っており、前記分析部がディジタルイメージまたは映像のピクセル別のＲＧＢ値を前記ｐＨテーブルのｐＨ別の標準ＲＧＢ値と比較して局部的ｐＨ値を導出することを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項６】
（ａ）観察水槽に水と統合ｐＨ指示薬とを混合させるステップと、
（ｂ）二酸化炭素供給タンクから前記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入するステップと、
（ｃ）前記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影するステップと、
（ｄ）撮影されたディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得するステップと、
を含むことを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【請求項７】
前記（ａ）ステップで、観察水槽に透明粒子を含めて水−粒子複合体を形成することを特徴とする、請求項６に記載の二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【請求項８】
前記（ｂ）ステップで、二酸化炭素供給タンクは配管を介して二酸化炭素ガスを観察水槽に注入し、前記配管で二酸化炭素ガスのタンク排出圧力を測定し、水槽注入圧力を測定することを特徴とする、請求項６または７に記載の二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【請求項９】
前記（ｄ）ステップは、
（ｄ−１）撮影されたディジタルイメージまたは映像を収集するステップと、
（ｄ−２）収集されたイメージ内で色相が変わった領域の色相値をｐＨテーブルの標準ｐＨ色相データと比較してイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるステップと、
（ｄ−３）決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、前記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して二酸化炭素及びその副産物の挙動状況を分析するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項８に記載の二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【請求項１０】
前記ｐＨテーブルはｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っており、前記ディジタルイメージまたは映像のピクセル別のＲＧＢ値を前記ｐＨテーブルのｐＨ別の標準ＲＧＢ値と比較して局部的ｐＨ値を導出することを特徴とする、請求項６に記載の二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【請求項１】
水と共に統合ｐＨ指示薬が混合されて受容される観察水槽と、
前記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入する二酸化炭素供給タンクと、
前記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影する撮影部と、
前記撮影部のディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得する分析部と、を含み、
前記分析部がディジタルイメージまたは映像の色相をｐＨテーブルと比較して局部的ｐＨ値を導出することによって、イメージ内で二酸化炭素及び炭酸水を判別することを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項２】
前記観察水槽には透明粒子がさらに含まれて水−粒子複合体を形成することを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項３】
前記二酸化炭素供給タンクは配管を介して二酸化炭素ガスを観察水槽に注入し、前記配管には二酸化炭素ガスのタンク排出圧力を測定できる第１圧力センサーと水槽注入圧力を測定できる第２圧力センサーとが備えられることを特徴とする、請求項１または２に記載の二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項４】
前記分析部は、
前記撮影部から伝えられるディジタルイメージまたは映像を収集するイメージ収集部と、
収集されたイメージ内で色相が変わった領域の色相値をｐＨテーブルの標準ｐＨ色相データと比較してイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるｐＨ判別部と、
前記ｐＨ判別部で決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、前記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して二酸化炭素及びその副産物の挙動状況を分析する情報分析部と、
を含むことを特徴とする、請求項３に記載の二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項５】
前記ｐＨテーブルはｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っており、前記分析部がディジタルイメージまたは映像のピクセル別のＲＧＢ値を前記ｐＨテーブルのｐＨ別の標準ＲＧＢ値と比較して局部的ｐＨ値を導出することを特徴とする、請求項１に記載の二酸化炭素挙動モニタリングシステム。
【請求項６】
（ａ）観察水槽に水と統合ｐＨ指示薬とを混合させるステップと、
（ｂ）二酸化炭素供給タンクから前記観察水槽に二酸化炭素ガスを注入するステップと、
（ｃ）前記観察水槽をディジタルイメージまたは映像に撮影するステップと、
（ｄ）撮影されたディジタルイメージまたは映像の色相変化を通じて二酸化炭素の移動及び炭酸水の挙動に対する情報を獲得するステップと、
を含むことを特徴とする、二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【請求項７】
前記（ａ）ステップで、観察水槽に透明粒子を含めて水−粒子複合体を形成することを特徴とする、請求項６に記載の二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【請求項８】
前記（ｂ）ステップで、二酸化炭素供給タンクは配管を介して二酸化炭素ガスを観察水槽に注入し、前記配管で二酸化炭素ガスのタンク排出圧力を測定し、水槽注入圧力を測定することを特徴とする、請求項６または７に記載の二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【請求項９】
前記（ｄ）ステップは、
（ｄ−１）撮影されたディジタルイメージまたは映像を収集するステップと、
（ｄ−２）収集されたイメージ内で色相が変わった領域の色相値をｐＨテーブルの標準ｐＨ色相データと比較してイメージ内の局部的ｐＨ値を決めるステップと、
（ｄ−３）決まった局部的ｐＨ値を通じて二酸化炭素ガスの移動、二酸化炭素の溶解、及び炭酸水の挙動に関するイメージ分析情報を導出し、前記イメージ分析情報に時間帯別の二酸化炭素ガスの排出圧力値及び注入圧力値を適用して二酸化炭素及びその副産物の挙動状況を分析するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項８に記載の二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【請求項１０】
前記ｐＨテーブルはｐＨ値によって変化する色相に対する情報を標準ＲＧＢ値として持っており、前記ディジタルイメージまたは映像のピクセル別のＲＧＢ値を前記ｐＨテーブルのｐＨ別の標準ＲＧＢ値と比較して局部的ｐＨ値を導出することを特徴とする、請求項６に記載の二酸化炭素挙動モニタリング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８３６４８（Ｐ２０１３−８３６４８Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２３９８７（Ｐ２０１２−２２３９８７）
【出願日】平成２４年１０月９日（２０１２．１０．９）
【出願人】（５１０２３０３１１）コリア・インスティテュート・オヴ・ジオサイエンス・アンド・ミネラル・リソーシズ (4)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
【住所又は居所原語表記】９２， Ｇｗａｈａｎｇ−ｎｏ， Ｙｕｓｅｏｎｇ−ｇｕ， Ｄａｅｊｅｏｎ， ３０５−３５０， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月９日（２０１２．１０．９）
【出願人】（５１０２３０３１１）コリア・インスティテュート・オヴ・ジオサイエンス・アンド・ミネラル・リソーシズ (4)
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｒｅａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
【住所又は居所原語表記】９２， Ｇｗａｈａｎｇ−ｎｏ， Ｙｕｓｅｏｎｇ−ｇｕ， Ｄａｅｊｅｏｎ， ３０５−３５０， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
【Ｆターム（参考）】
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