The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY (한국해양학회지:바다)

The Korean Society of Oceanography (한국해양학회)
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In-situ Calibration of Membrane Type Dissolved Oxygen Sensor for CTD

CTD용 박막형 용존산소 센서의 현장 교정

  • DONG-JIN KANG (Marine Environment Research Center, Korea Institute of Ocean Science & Technology (KIOST)) ;
  • YESEUL KIM (Marine Environment Research Center, Korea Institute of Ocean Science & Technology (KIOST))
  • 강동진 (한국해양과학기술원 해양환경연구센터) ;
  • 김예슬 (한국해양과학기술원 해양환경연구센터 )
  • Received : 2022.11.17
  • Accepted : 2023.02.06
  • Published : 2023.02.28
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Abstract

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.

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.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2022년 해양수산부 재원으로 해양수산과학기술진흥원의 지원을 받아 수행된 연구임(20220548, 인도양 한-미 공동 관측 및 연구, PM63470). 이사부호의 CTD operation에 많은 도움을 주신 이경목, 정우영, 김대연 관측사님들께 감사드립니다. 아울러 이 논문을 면밀히 심사해 주시고 좋은 조언을 주신 두 분의 심사위원께 감사드립니다.

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