KR101497958B1 - Apparatus for detecting hazardous and noxious substance comprised in water - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강, 호수 및 해상 등에 유출된 유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substance)을 검출하는 유해물질 검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중에 배치되는 유해물질 탐지부에 인가되는 전원에 대한 전기 저항값을 이용하여 수중에 유출되는 유해물질을 검출하고, 수면 위에 배치되는 유해가스 탐지부에 인가되는 전원에 대한 전기 저항값을 이용하여 유해물질로 증발되어 공기 중으로 방출되는 유해가스를 검출하는 유해물질 검출장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a harmful substance detecting apparatus for detecting hazardous substances (HNS, Hazardous and Noxious Substance) flowing into a river, a lake, and the sea, and more particularly to a harmful substance detecting apparatus for detecting harmful substances The harmful gas flowing out into the water is detected by using the electric resistance value and the harmful gas discharged into the air is detected as the harmful substance by using the electric resistance value of the power source applied to the harmful gas detecting unit disposed on the water surface And a device for detecting a harmful substance.
최근, 유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substance) 물동량의 증가와 국내 및 국제적 오염사고 위험성 인식을 바탕으로 유해물질 안전관리에 대한 관심이 높아지고 있다.
In recent years, there has been a growing interest in the management of hazardous substances based on the increase of HNS (Hazardous and Noxious Substance) trade volume and the recognition of the risk of domestic and international pollution accidents.
특히, 해상으로 운송되는 유해물질은 3,000여종 이상으로 매우 다양하며, 이의 유출로 인해 발생될 수 있는 사고 유형 및 특성도 복잡하게 나타나기 때문에 유출되는 유해물질의 확산예측 및 모니터링 기술이 필요한 실정이다.
Especially, more than 3,000 kinds of harmful substances transported by sea are very diverse, and the types and characteristics of accidents that may occur due to the leakage are complicated. Therefore, it is necessary to forecast and monitor the diffusion of harmful substances.
현재 해상에서 유출된 유해물질에 대한 검출 및 분석방법은 주로 원격탐지방법(Remote Sensing)과 실험실 분석법(Lab Analysis)이 사용되고 있으나, 유해물질의 확산예측을 실시간으로 검증 보정하기 위해서는 신속한 측정이 필요하기 때문에 원격탐지방법이 활용될 필요가 있다.
Remote Sensing and Lab Analysis are mainly used for the detection and analysis of harmful substances emitted from the sea, but it is necessary to perform rapid measurement in order to verify and correct the diffusion prediction of harmful substances in real time. Therefore, remote sensing methods need to be utilized.
이러한 유해물질을 검출하는 기술과 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2012-0067840호는 유해 물질 검출 센서 칩에 관한 것으로, 가변적인 전압을 공급받아 전압 전류법을 이용하여 시료에 함유된 중금속을 검출하는 전기화학 센싱부와, 시료에 광을 조사하여 투과되는 광의 각 파장에서의 강도를 측정하여 시료에 함유된 독성 물질을 검출하는 분광 분석부와, PDMS 탄성막으로 형성되어 일정한 형태의 개구 내에 전기화학 센싱부 및 분광 분석부를 장착하는 플랫폼 하우징으로 구성되어, 시료의 전위차를 측정하여 시료에 함유된 중금속을 검출하는 기술이 개시되고 있다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0067840 relates to a sensor chip for detecting a toxic substance. The sensor detects a heavy metal contained in a sample by using a voltage-current method and receives a variable voltage. A spectroscopic analysis unit for irradiating the sample with light and measuring the intensity of transmitted light at each wavelength to detect a toxic substance contained in the sample; A chemical sensing unit, and a platform housing for mounting the spectroscopic analysis unit, and measuring a potential difference of the sample to detect a heavy metal contained in the sample.
그러나, 이러한 종래의 유해물질 검출과 관련한 기술에 있어서는, 유해물질의 검출을 위해 유해물질이 유출된 해상에 검출장치를 설치하거나, 유출지역의 해수를 수거하여 실험실 등에서 유해물질 등의 성분을 검출해야한다.However, in the conventional technology relating to the detection of harmful substances, it is necessary to install a detection device on the sea where harmful substances are leaked for detection of harmful substances, collect seawater in the outflow area, and detect components such as harmful substances in a laboratory do.
이때, 해상에 유출되는 유해물질이 휘발성이 높고 무색 무취의 독성 물질을 포함하는 경우, 해수로부터 증발될 수 있기 때문에 작업자에 대한 안전을 확보할 수 없다는 문제점이 있다.At this time, when the toxic substances flowing out to the sea are highly volatile and contain colorless and odorless toxic substances, they can be evaporated from the seawater, so that there is a problem that safety for the operator can not be secured.
또한, 해류나 바람 등의 영향으로 해상에 유출된 유해물질이 이동 또는 확산되어 정확한 위치를 파악하는 데에도 어려움이 있다.
In addition, it is also difficult to pinpoint the exact location of harmful substances that have flowed out to sea due to the influence of currents or winds.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 반도체 물질 또는 도전성 물질이 코팅된 유해물질 탐지부를 통해 인가되는 전원에 대한 전기 저항값을 실시간 측정하여 수중에 유출되는 유해물질의 유무를 검출하고, 유해가스 탐지부를 통해 수중의 유해물질로부터 증발되는 유해가스를 정확히 검출할 수 있는 전기 저항값을 이용한 유해물질 검출장치의 제공을 목적으로 한다
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring a resistance value of a power source applied through a harmful substance detection unit coated with a semiconductor material or a conductive material, And a harmful substance detection device using an electric resistance value capable of accurately detecting harmful gas evaporated from harmful substances in the water through the harmful gas detection unit
또한, 본 발명은 부유 가능한 부유체에 하측에 유해물질의 유무를 탐지하는 유해물질 탐지부를 장착하고, 상측에 유해가스의 유무를 탐지하는 유해가스 탐지부를 장착함으로써, 수면을 따라 표류하면서 유해물질 및 유해가스의 존재를 확인하고, 이를 무선통신을 이용하여 중앙의 관리 서버로 제공할 수 있는 전기 저항값을 이용한 유해물질 검출장치의 제공을 목적으로 한다.
In addition, the present invention is characterized in that the floating body fluid is equipped with a harmful substance detection unit for detecting the presence or absence of harmful substances on the lower side and a harmful gas detection unit for detecting the presence or absence of harmful gas on the upper side, It is an object of the present invention to provide a device for detecting a harmful substance using an electric resistance value which can detect the presence of harmful gas and provide it to a central management server using wireless communication.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 유해물질 검출장치는, 수면에 배치되는 몸체부와, 상기 몸체부의 하면에 결합되고 수중에 배치되어 유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substance)을 탐지하는 유해물질 탐지부 및 상기 몸체부의 상면에 결합되어 상기 유해물질이 증발되어 발생되는 유해가스를 탐지하는 유해가스 탐지부를 포함하고, 상기 유해물질 탐지부는, 일측면에 패턴이 형성된 제 1 절연성 기판부 및 상기 패턴 상에 형성되고, 상기 몸체부에서 발생되는 전원이 인가되는 제 1 전극부를 포함하며, 상기 유해가스 탐지부는, 일측면에 패턴이 형성된 제 2 절연성 기판부 및 상기 패턴 상에 형성되고, 상기 몸체부에서 발생되는 전원이 인가되는 제 2 전극부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to accomplish the above object, the apparatus for detecting a harmful substance according to an embodiment of the present invention includes a body part disposed on a water surface, and a body part coupled to a lower surface of the body part and disposed in the water to form a harmful substance (HNS, Hazardous and Noxious Substance) And a noxious gas detection unit coupled to an upper surface of the body to detect noxious gas generated by evaporation of the noxious material, wherein the noxious gas detection unit includes a first insulating substrate having a pattern on one side, And a first electrode portion formed on the pattern and adapted to receive power generated from the body portion. The noxious gas detecting portion includes a second insulating substrate portion having a pattern formed on one side surface thereof, and a second insulating substrate portion formed on the pattern And a second electrode part to which power generated from the body part is applied.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 몸체부가 부유 가능한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The apparatus for detecting a harmful substance according to the present invention is characterized in that the body part is made of a floating material.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부가 다공성 물질(porous material)이 포함된 코팅층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The apparatus for detecting a harmful substance according to the present invention is characterized in that the first electrode portion and the second electrode portion are formed of a coating layer containing a porous material.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 다공성 물질이 Si, SiO2 및 ITO 중 어느 하나로 이루어지는 반도체 물질이거나, 또는 Al 또는 Fe를 포함하는 도전성 물질인 것을 특징으로 한다.
In the apparatus for detecting harmful substances according to the present invention, the porous material may be a semiconductor material made of any one of Si, SiO 2 and ITO, or a conductive material containing Al or Fe.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 코팅층이 나노크리스탈 소결(sintered nanocrystal) 또는 에칭을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.
The apparatus for detecting a harmful substance according to the present invention is characterized in that the coating layer is formed by sintered nanocrystal or etching.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 몸체부가 상기 유해물질 탐지부 및 유해가스 탐지부에 전원을 인가하는 전원 공급 모듈과, 중앙의 관리 서버와 무선 통신을 수행하는 무선 통신 모듈과, GPS 신호를 수신하여 상기 유해물질 검출장치의 위치 정보를 생성하는 GPS 모듈과, 상기 유해물질 탐지부에 인가된 전원에 근거하여 상기 제 1 전극부의 전기 저항값을 측정하는 제 1 전기 저항값 측정 모듈과, 상기 유해가스 탐지부에 인가된 전원에 근거하여 상기 제 2 전극부의 전기 저항값을 측정하는 제 2 전기 저항값 측정 모듈과, 상기 제 1 전기 저항값 측정 모듈 및 제 2 전기 저항값 측정 모듈에서 측정된 각각의 전기 저항값을 저장하는 저장 모듈과, 상기 제 1 전기 저항값 측정 모듈 및 제 2 전기 저항값 측정 모듈에서 측정된 각 전기 저항값에 근거하여 수중에 존재하는 유해물질 및 발생되는 유해가스의 유무를 확인하는 제어 모듈을 포함하고, 상기 제어 모듈은 유해물질 또는 유해가스가 검출된 것으로 확인되면, 경보신호를 생성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 중앙의 관리 서버에 생성된 경보신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a harmful substance detection apparatus comprising: a power supply module for applying power to the harmful substance detection unit and the harmful gas detection unit; a wireless communication module for performing wireless communication with a central management server; A GPS module for receiving GPS signals to generate positional information of the harmful substance detecting device, a first electric resistance value measuring module for measuring an electric resistance value of the first electrode part based on a power source applied to the harmful substance detecting part, A second electric resistance value measuring module for measuring an electric resistance value of the second electrode unit based on a power source applied to the harmful gas detecting unit, and a second electric resistance value measuring module A resistance value measuring module for measuring an electric resistance value of the first electric resistance value measuring module and a second electric resistance value measuring module for measuring an electric resistance value of the first electric resistance value measuring module, And a control module for checking presence or absence of harmful substances present in the water and the generated noxious gas. When it is determined that the harmful substance or noxious gas is detected, the control module generates an alarm signal and transmits the alarm signal through the wireless communication module And transmits the generated alarm signal to the central management server.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 제어 모듈이 상기 제 1 전기 저항값 측정 모듈을 통해 측정된 전기 저항값이 감소하면 수중에 유해물질이 존재하는 것으로 확인하는 것을 특징으로 한다.
The apparatus for detecting a harmful substance according to the present invention is characterized in that when the control module detects a decrease in the electrical resistance value measured through the first electrical resistance value measuring module, it is confirmed that harmful substances exist in the water.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 제어 모듈이 상기 제 2 전기 저항값 측정 모듈을 통해 측정된 전기 저항값이 증가 또는 감소하면 유해가스가 발생하는 것으로 확인하는 것을 특징으로 한다.
The apparatus for detecting a harmful substance according to the present invention is characterized in that the control module confirms that a harmful gas is generated when an electrical resistance value measured through the second electrical resistance value measuring module increases or decreases.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 제어 모듈이 상기 제 2 전기 저항값 측정 모듈을 통해 측정된 전기 저항값이 증가하면 발생되는 유해가스를 산화가스(oxidizing gas)로 판단하고, 전기 저항값이 감소하면 환원가스(reducing gas)로 판단하는 것을 특징으로 한다.
The apparatus for detecting a harmful substance according to the present invention is characterized in that the control module determines that the harmful gas generated when the electrical resistance value measured through the second electrical resistance value measuring module increases is oxidizing gas, And when the resistance value is decreased, it is determined to be a reducing gas.
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 전원 공급 모듈이 태양광 발전을 통해 전원을 생성하는 태양전지 및 상기 태양전지에서 생성된 전원을 축전하는 축전지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The apparatus for detecting harmful substances according to the present invention is characterized in that the power supply module includes a solar cell for generating power through solar power generation and a storage battery for storing power generated in the solar cell.
아울러, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치는, 상기 몸체부가 중앙에 수면과 수직한 방향으로 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the apparatus for detecting a harmful substance according to the present invention is characterized in that a through hole is formed in a direction perpendicular to the water surface at the center of the body portion.
본 발명의 전기 저항값을 이용하여 유해물질을 검출하는 유해물질 검출장치에 따르면, 반도체 물질 또는 도전성 물질이 코팅된 유해물질 탐지부를 통해 수중에 배치되는 유해물질 탐지부의 전기 저항값을 실시간 측정하여 수중에 유출되는 유해물질의 유무를 검출하고, 유해가스 탐지부를 통해 수중의 유해물질로부터 증발되는 유해가스를 정확히 검출할 수 있어 배출되는 무색 무취의 유해가스로부터 작업자를 보호할 수 있는 이점이 있다.
According to the apparatus for detecting a harmful substance using the electrical resistance value of the present invention, the electrical resistance value of the hazardous material detecting unit disposed in the water is measured in real time through a harmful substance detecting unit coated with a semiconductor material or a conductive material, It is possible to accurately detect the noxious gas evaporated from the harmful substances in the water through the noxious gas detection unit and to protect the operator from the discharged noxious gas of colorless odorless.
또한, 본 발명에 따르면, 부유 가능한 부유체에 하측에 유해물질의 유무를 탐지하는 유해물질 탐지부를 장착하고, 상측에 유해가스의 유무를 탐지하는 유해가스 탐지부를 장착함으로써, 수면을 따라 표류하면서 유해물질 및 유해가스의 존재를 확인하고, 이를 무선통신을 이용하여 중앙의 관리 서버로 제공함으로써 해상에서 해류 및 바람 등에 의해 이동되는 유해물질의 위치를 정확히 파악할 수 있는 이점이 있다.
In addition, according to the present invention, a harmful substance detection unit for detecting the presence or absence of harmful substances is mounted on the floatable float, and a harmful gas detection unit for detecting the presence or absence of the harmful gas is mounted on the upper side, It is possible to accurately identify the location of harmful substances moving by sea current and wind or the like at the sea by confirming the presence of substances and harmful gas and providing them to a central management server by using wireless communication.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 저항값을 이용한 유해물질 검출장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 유해물질을 검출하는 유해물질 검출장치의 구성요소를 나타내는 블럭도이다.
도 3 내지 5는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유해물질을 검출하는 유해물질 검출장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 6은, 수중에 포함된 유해물질에 의해 측정되는 전기 저항값의 변화를 예시적으로 나타내는 예시도이다.
도 7은, 유해가스에 의해 측정되는 전기 저항값의 변화를 예시적으로 나타내는 예시도이다.
도 8은, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치가 선박에 장착되는 상태를 예시적으로 나타내는 예시도이다.1 is a perspective view schematically showing an apparatus for detecting a toxic substance using an electric resistance value according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing components of a harmful substance detecting apparatus for detecting harmful substances according to the present invention.
3 to 5 are perspective views schematically showing a harmful substance detecting apparatus for detecting harmful substances according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating a change in electrical resistance value measured by a harmful substance contained in water. FIG.
Fig. 7 is an exemplary diagram illustrating a change in electrical resistance value measured by noxious gas. Fig.
Fig. 8 is an exemplary view showing a state in which the apparatus for detecting a harmful substance according to the present invention is mounted on a ship. Fig.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It is to be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ",or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 저항값을 이용한 유해물질 검출장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유해물질을 검출하는 유해물질 검출장치의 구성요소를 나타내는 블럭도이다.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an apparatus for detecting a toxic substance using an electric resistance value according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing components of a toxic substance detecting apparatus for detecting a toxic substance according to the present invention to be.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치(10)는 몸체부(100), 유해물질 탐지부(200) 및 유해가스 탐지부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
Referring to FIG. 1, the apparatus for detecting harmful substances according to the present invention may include a
몸체부(100)는 부유체 등의 수면(2)에서 부유 가능한 재질로 이루어져 수면(2)을 따라 표류할 수 있다.The
몸체부(100)의 하측에는, 즉 수중(3)에 배치될 수 있도록 하측면에 유해물질 탐지부(200)가 장착되고, 상측면에는 유해가스 탐지부(300)가 장착될 수 있다.The harmful
특히, 도면에 나타낸 바와 같이, 몸체부(100)의 중앙에는 수면(2)과 수직한 방향으로 관통홀(101)이 형성될 수 있다.
Particularly, as shown in the drawing, a through hole 101 may be formed in the center of the
유해물질 탐지부(200)는 수중(3)에 포함되는 유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substance)을 탐지할 수 있도록, 예를 들어, 몸체부(100)의 하면의 일측 및 일측과 마주하는 타측에 수면(2)과 수직한 방향으로 한쌍이 수중(3)에 배치될 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 유해물질 탐지부는 수직한 방향 외에 수평한 방향 또는 기울어진 방향으로 배치될 수도 있다.
The harmful
유해물질 탐지부(200)는, 몸체부(100)의 하면의 일측에 배치되는 유리 재질 등의 절연성 재질로 이루어지는 제 1 절연성 기판부(210, 210')가 서로 마주하는 위치에 배치될 수 있다.The harmful
특히, 제 1 절연성 기판부(210, 210')는 도면에 나타낸 바와 같이, 몸체부(100)에 형성된 관통홀(110)을 사이에 두고 배치되는 것이 바람직하다.
Particularly, it is preferable that the first
제 1 절연성 기판부(210, 210')의 일측면에는 일정 간격으로 제 1 요철 패턴(211, 211')이 각각 형성되고, 이 제 1 요철 패턴(211, 211') 상에는 Si, SiO2 및 ITO 중 어느 하나로 이루어지는 반도체 물질 또는 Al 또는 Fe를 포함하는 도전성 물질로 이루어지는 다공성 물질(porous material)(201, 201')이 포함된 코팅층으로 제 1 전극부(212, 212')가 형성될 수 있다.First concave-
이 제 1 전극부(212, 212'), 즉 다공성 물질(201, 201')이 포함된 코팅층은, 나노크리스탈 소결(sintered nanocrystal)이나 에칭을 통해 형성될 수 있으며, 이외의 다양한 방법을 통해 이루어질 수도 있다.The coating layer containing the
이러한 다공성 물질(201, 201')이 포함된 제 1 전극부(212, 212')에는 몸체부(100)에서 발생되는 전원, 예를 들어 DC 전원이 인가될 수 있다.
A power source, for example, a DC power source, generated from the
유해가스 탐지부(300)는 몸체부(100)의 관통홀(110)을 통해 수중(3)에 포함되는 유해물질이 증발되어 발생되는 유해가스를 검출하기 위한 것으로, 도면에 나타낸 바와 같이, 몸체부(100)의 상면의 일측 및 일측과 마주하는 타측, 즉 관통홀(110)을 사이에 두고 수면(2)과 수직한 방향으로 수면(2) 위에 각각 배치되도록 구성될 수 있다.The noxious
또한, 이러한 유해가스 탐지부는 유해물질 탐지부와 동일하게 필요에 따라 수직한 방향 외에 수평한 방향 또는 기울어진 방향으로 배치될 수도 있다.
The harmful gas detecting unit may be arranged in a horizontal direction or a tilted direction other than the vertical direction, if necessary, in the same manner as the harmful substance detecting unit.
이 유해가스 탐지부(300)는, 몸체부(100)의 상면의 일측에 배치되는 유리 재질 등의 절연성 재질로 이루어지는 제 2 절연성 기판부(310, 310')는 서로 마주하는 위치에서 관통홀(110)에 근접하여 배치되는 것이 바람직하다.
The noxious
제 2 절연성 기판부(310, 310')의 일측면에는 일정 간격으로 제 2 요철 패턴(311, 311')이 형성되고, 제 3 요철 패턴(311, 311') 상에는 Si, SiO2 및 ITO 중 어느 하나로 이루어지는 반도체 물질 또는 Al 또는 Fe를 포함하는 도전성 물질로 이루어지는 다공성 물질(301, 301')이 포함된 코팅층으로 제 2 전극부(312, 312')가 형성될 수 있다.The second concavo-
이 제 3 전극부(312, 312')도 제 1 전극부(212, 212')와 동일하게 나노크리스탈 소결이나 에칭을 통해 형성되거나, 다양한 방법을 통해 이루어질 수도 있다.The
따라서, 제 2 전극부(312, 312')에는 몸체부(100)에서 발생되는 전원, 예를 들어 DC 전원이 인가될 수 있다.
Therefore, a power source, for example, a DC power source, generated from the
또한, 본 발명의 유해물질 검출장치(10)에서는 유해가스 탐지부(300)가 몸체부(100)에 형성된 관통홀(110) 양측에 배치되도록 구성되고 있으나, 상단과 하단이 개구된 원통형 등 다양한 형태로 이루어질 수도 있다.
In the apparatus for detecting harmful substances of the
도 2에 나타낸 바와 같이, 몸체부(100)는 전원 공급 모듈(110), 제 1 전기 저항값 측정 모듈(120), 제 2 전기 저항값 측정 모듈(130), 저장 모듈(140), 제어 모듈(150), 무선 통신 모듈(160) 및 GPS 모듈(170)을 포함할 수 있다.
2, the
전원 공급 모듈(110)은 제 1 전극부(212, 212') 및 2 전극부(312, 312')에 전원을 인가할 수 있도록, 태양광 발전을 통해 전원을 생성할 수 있는 태양전지(111)와, 이 태양전지(111)에서 생성된 전원을 축전, 즉 일정 용량 저장할 수 있는 축전지(112)를 포함하여 구성될 수 있다.The
또한, 전원 공급 모듈(110)은 구체적으로 도시하지는 않았지만, 배터리 등의 별도의 전원을 공급할 수 있는 구성을 채용하여도 무방하다.
Also, the
제 1 전기 저항값 측정 모듈(120)에서는 수중(3)에 위치되는 제 1 전극부(212, 212')에 인가된 전원에 대한 전기 저항값을 측정할 수 있다.
The first electrical resistance
또한, 제 2 전기 저항값 측정 모듈(130)에서는 제 2 전극부(312, 312')에 인가된 전원을 통해 전기 저항값을 측정할 수 있다.
In the second electrical resistance
저장 모듈(140)은 제 1 전기 저항값 측정 모듈(120) 및 제 2 전기 저항값 측정 모듈(130)을 통해 측정되는 각 전극부(212,, 212', 312, 312')의 전기 저항값을 실시간 저장할 수 있다.
The
제어 모듈(150)은 제 1 전기 저항값 측정 모듈(120) 및 제 2 전기 저항값 측정 모듈(130)에서 측정되는 각각의 전기 저항값을 비교하여 수중(3)에 존재하는 유해물질 및 이 유해물질로 배출되는 유해가스의 유무를 확인할 수 있다.
The
일반적으로 수중에 배치되는 제 1 전극부(212, 212')는 일정한 전기 저항값을 가질 수 있다. 즉, 전기 저항값에 대한 변화량이 극히 미미하거나 발생하지 않을 수 있다.In general, the
그러나, 유해물질에는 산계열 이온(ion)이 많은 성분으로 이루어지기 때문에 제 1 전극부(212, 212')를 통해 전기가 더 잘 통할 수 있다.
However, because harmful substances are composed of a component having many acid-based ions, electricity can be more easily transmitted through the
따라서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 수중(3)에 포함되는 유해물질(HNS)의 농도가 클 수록 제 1 전극부(212, 212')에 대한 전기 저항값이 낮아지기 때문에, 제어 모듈(150)에서는 이러한 변화되는 전기 저항값에 근거하여 수중(3)에 포함되는 유해물질을 검출할 수 있다.
6, the higher the concentration of the harmful substance HNS contained in the
또한, 이러한 유해물질은 휘발성이 높은 물질로, 해수에 포함된 유해물질은 증발되어 유해가스로 배출될 수 있다. 이때, 유해가스는 몸체부(100)의 중앙에 형성된 관통홀(110)을 통해 배출될 수 있고, 관통홀(110)의 양 측에 배치되는 유해가 탐지부(300)를 통해 유해가스의 배출 유무를 검출할 수 있다.These harmful substances are highly volatile substances, and harmful substances contained in seawater can be evaporated and discharged as noxious gas. At this time, the noxious gas can be discharged through the through
보다 구체적으로, 유해가스 중 산화가스(oxidizing gas)는 다공성 물질(301, 301')로 이루어지는 제 2 전극부(312, 312')의 표면에 붙으면 전극부(312, 312')의 전자는 표면으로 이동되어 산화가스와 반응하고, 그로 인하여 전자의 양이 줄어들기 때문에, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제 2 전극부(312, 312')에 대한 전기 저항값이 증가하게 된다.
More specifically, oxidizing gas in the noxious gas adheres to the surface of the
또한, 환원가스(reducing gas)는 산화가스와 반대로 전극부(312, 312')의 표면의 전자가 반응되어 중앙으로 이동되기 때문에 반대로 제 2 전극부(312, 312')에 대한 전기 저항값이 감소하게 된다.Since the reducing gas reacts with the electrons on the surfaces of the
따라서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 환원가스의 농도가 클수록 전극부(312, 312')의 전기 저항값이 감소하게 된다
Therefore, as shown in FIG. 7, as the concentration of the reducing gas increases, the electric resistance value of the
제어 모듈(150)에서는 이러한 유해가스의 농도에 따라 측정된 전기 저항값을 확인하여 유해가스의 검출 유무 및 농도 등을 확인할 수 있다.
In the
무선 통신 모듈(160)은 이동통신망이나 위성통신망을 사용하여 원격지나 지상에 위치되는 중앙의 관리 서버(도시하지 않음)와 무선으로 통신을 수행하여 설정된 시간 또는 실시간으로 측정되어 저장되는 유해물질 및 유해가스에 대한 전기 저항값을 제공할 수 있다.The
특히, 제어 모듈(150)에서 통해 유해물질 및 유해가스의 존재 및 농도 등이 검출되면, 제어 모듈(150)은 경보신호를 생성하여 무선 통신 모듈(160)을 제어하여 중앙의 관리 서버로 생성된 경보신호를 전송할 수 있다.
Particularly, when the existence and concentration of harmful substances and noxious gas are detected through the
또한, 몸체부(100)에 구비되는 GPS 모듈(170)에서는, 도시하지 않은 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하여 유해물질 검출장치(10)의 위치 정보를 생성하여 저장 모듈(140)에 전기 저항값과 매칭하여 저장할 수 있다.
The
따라서, 무선 통신 모듈(160)은 저장 모듈(140)에 저장되는 전기 저항값 및 위치 정보를 설정된 시간마다 중앙의 관리 서버에 제공할 수 있다. 또한, 제어 모듈(150)에서 생성되는 경보신호는 측정되는 전기 저항값과 GPS 모듈(170)에서 생성되는 위치 정보가 포함될 수 있다.
Accordingly, the
상기와 같이, 무선 통신 모듈(160)을 통해 중앙의 관리 서버로 실시간 측정되어 저장되는 전기 저항값과, 유해물질 및 유해가스의 검출 시 측정되는 전기 저항값을 제공하는 경우, 유해물질 검출장치(10)의 위치 정보도 함께 제공함으로써, 유해물질이 검출되는 지역을 발생된 위치 및 이동 또는 확산되는 경로도 정확히 판단할 수 있다.
As described above, in the case of providing the electric resistance value measured and stored in real time to the central management server through the
도 3 내지 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유해물질을 검출하는 유해물질 검출장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.3 to 5 are perspective views schematically showing a harmful substance detection apparatus for detecting harmful substances according to another embodiment of the present invention.
도 3에 나타낸 바와 같이, 수면(2)에 배치되고 태양전지(111')가 형성된 몸체부(100')와 수중(3)에 배치되며 제 1 절연성 기판부(220, 220'), 다공성 물질(202, 202')로 이루어진 제 1 전극부(222, 222')가 형성된 유해물질 탐지부(200'), 몸체부(100')의 상측면 결합되며 제 2 절연성 기판부(320, 320'), 다공성 물질(302, 302')로 이루어진 제 2 전극부(322, 322')가 형성된 유해가스 탐지부(300')로 이루어지는 유해물질 검출장치(10')는 도 1에 나타낸 유해물질 검출장치(10)와 동일한 구성을 포함하고 동일한 동작을 수행하고 있어, 그 상세한 설명은 생략한다.
As shown in FIG. 3, a body 100 ', which is disposed on the
다만, 도면에 나타낸 바와 같이, 제 1 절연선 기판부(220, 220') 및 제 2 절연성 기판부(320, 320')에는 지그재그 형상으로 이루어지는 패턴(221, 221', 321 및 321')이 형성되고, 제 1 전극부(222, 222') 및 제 2 전극부(322, 322')는 패턴의 형상과 동일하게 이루어질 수 있다.However, as shown in the figure,
또한, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치의 각 절연성 기판부에 형성되는 패턴은 필요에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.
In addition, the patterns formed on the insulating substrate portions of the apparatus for detecting toxic substances according to the present invention may be formed in various forms as needed.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치(10")는 도 1의 유해물질 검출장치(10)와 동일한 형태로 태양전지(111")가 장착되는 몸체부(100")의 하측면에 유해물질 탐지부(200") 및 상측면에 유해가스 탐지부(300")가 장착될 수 있다.4, the harmful
다만, 도 4에 나타낸 것처럼, 몸체부(100")에는 관통홀이 형성되지 않았기 때문에 유해물질 탐지부(200")에 배치되는 제 1 전극부 및 유해가스 탐지부(300")에 배치되는 제 2 전극부가 서로 외측을 향하도록 형성될 수 있다.
As shown in FIG. 4, since the through hole is not formed in the body 100 '', the first electrode part disposed in the harmful substance detection part 200 '' and the first electrode part disposed in the harmful gas detection part 300 ' The two electrode portions may be formed so as to face each other outwardly.
또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치(10"')는 도 3의 유해물질 검출장치(10')와 동일한 형태로 태양전지(111"')가 장착되는 몸체부(100"')의 하측면에 유해물질 탐지부(200"') 및 상측면에 유해가스 탐지부(300"')가 장착될 수 있다.5, the
다만, 도 5에 나타낸 것처럼, 몸체부(100"')에는 관통홀이 형성되지 않았기 때문에 유해물질 탐지부(200'")에 배치되는 제 1 전극부 및 유해가스 탐지부(300"')에 배치되는 제 2 전극부가 서로 외측을 향하도록 형성될 수 있다.
5, since the through hole is not formed in the body part 100 '', the first electrode part and the noxious gas detection part 300 '', which are disposed in the harmful substance detection part 200 '', And the second electrode portions to be disposed may be formed so as to face each other outward.
따라서, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치에 구비되는 유해물질 탐지부 및 유해가스 탐지부의 구성은 필요에 따라 다양한 형태로 변경될 수 있다.
Accordingly, the configuration of the harmful substance detection unit and the harmful gas detection unit included in the harmful substance detection apparatus according to the present invention can be changed into various forms as needed.
도 8은 본 발명에 따른 유해물질 검출장치가 선박에 장착되는 상태를 예시적으로 나타내는 예시도이다.FIG. 8 is an exemplary view showing a state in which the apparatus for detecting a harmful substance according to the present invention is mounted on a ship. FIG.
도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 유해물질 검출장치(10)는, 운항 중인 선박(1)이나 모형 선박 등에 장착되어 수중(3)의 유해물질이나 유해가스의 검출 여부를 확인할 수 있다.As shown in Fig. 8, the apparatus for detecting
이때, 유해물질 검출장치(10)는, 선박(1)의 양 측면이나, 선수(船首), 또는 선미(船尾) 하단에 선택적으로 장착될 수 있다.
At this time, the hazardous
상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
10 : 유해물질 검출장치
100 : 몸체부
110 : 전원 공급 모듈 111 : 태양전지
112 : 축전지
120 : 제 1 전기 저항값 측정 모듈
130 : 제 2 전기 저항값 측정 모듈
140 : 저장 모듈 150 : 제어 모듈
160 : 무선 통신 모듈 170 : GPS 모듈
200 : 유해물질 탐지부
210, 210' : 제 1 절연성 기판부
211, 211' : 제 1 전극부
300 : 유해가스 탐지부
310, 310' : 제 2 절연성 기판부
311, 311' : 제 2 전극부
201, 201', 301, 301' : 다공성 물질10: Hazardous substance detection device
100:
110: Power supply module 111: Solar cell
112: Storage battery
120: first electric resistance value measuring module
130: second electric resistance value measuring module
140: storage module 150: control module
160: Wireless communication module 170: GPS module
200: Hazardous substance detection unit
210, 210 ': a first insulating substrate portion
211, 211 ': the first electrode portion
300: noxious gas detection unit
310, and 310 ': a second insulating substrate portion
311, 311 ': the second electrode portion
201, 201 ', 301, 301': Porous material
Claims (12)
상기 몸체부의 하면에 결합되고 수중에 배치되어 유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substance)을 탐지하는 유해물질 탐지부; 및
상기 몸체부의 상면에 결합되어 상기 유해물질이 증발되어 발생되는 유해가스를 탐지하는 유해가스 탐지부;를 포함하고,
상기 유해물질 탐지부는,
일측면에 패턴이 형성된 제 1 절연성 기판부; 및
상기 패턴 상에 형성되고, 상기 몸체부에서 발생되는 전원이 인가되는 제 1 전극부;를 포함하며,
상기 유해가스 탐지부는,
일측면에 패턴이 형성된 제 2 절연성 기판부; 및
상기 패턴 상에 형성되고, 상기 몸체부에서 발생되는 전원이 인가되는 제 2 전극부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해 물질 검출장치.
A body portion disposed on the water surface;
A harmful substance detection unit coupled to the lower surface of the body and disposed in the water to detect HNS (Hazardous and Noxious Substance); And
And a harmful gas detection unit coupled to an upper surface of the body to detect harmful gas generated by evaporation of the harmful substance,
Wherein the harmful substance detection unit comprises:
A first insulating substrate portion having a pattern formed on one side surface thereof; And
And a first electrode part formed on the pattern and to which power generated from the body part is applied,
The noxious gas detection unit includes:
A second insulating substrate portion having a pattern formed on one side surface thereof; And
And a second electrode part formed on the pattern and adapted to receive power generated from the body part.
상기 몸체부는 부유 가능한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the body part is made of a floating material.
상기 제 1 전극부 및 상기 제 2 전극부는 다공성 물질(porous material)이 포함된 코팅층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first electrode portion and the second electrode portion are formed of a coating layer containing a porous material.
상기 다공성 물질은,
Si, SiO2 및 ITO 중 어느 하나로 이루어지는 반도체 물질인 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
The method of claim 3,
The porous material may include,
Si, SiO2, and ITO. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
상기 다공성 물질은,
Al 또는 Fe를 포함하는 도전성 물질인 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
The method of claim 3,
The porous material may include,
Al or Fe. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
상기 코팅층은 나노크리스탈 소결(sintered nanocrystal) 또는 에칭을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
The method of claim 3,
Wherein the coating layer is formed by sintered nanocrystal or etching.
상기 몸체부는,
상기 유해물질 탐지부 및 유해가스 탐지부에 전원을 인가하는 전원 공급 모듈;
중앙의 관리 서버와 무선 통신을 수행하는 무선 통신 모듈;
GPS 신호를 수신하여 상기 유해물질 검출장치의 위치 정보를 생성하는 GPS 모듈;
상기 유해물질 탐지부에 인가된 전원에 근거하여 상기 제 1 전극부의 전기 저항값을 측정하는 제 1 전기 저항값 측정 모듈;
상기 유해가스 탐지부에 인가된 전원에 근거하여 상기 제 2 전극부의 전기 저항값을 측정하는 제 2 전기 저항값 측정 모듈;
상기 제 1 전기 저항값 측정 모듈 및 제 2 전기 저항값 측정 모듈에서 측정된 각각의 전기 저항값을 저장하는 저장 모듈;
상기 제 1 전기 저항값 측정 모듈 및 제 2 전기 저항값 측정 모듈에서 측정된 각 전기 저항값에 근거하여 수중에 존재하는 유해물질 및 발생되는 유해가스의 유무를 확인하는 제어 모듈;을 포함하고,
상기 제어 모듈은 유해물질 또는 유해가스가 검출된 것으로 확인되면, 경보신호를 생성하여 상기 무선 통신 모듈을 통해 중앙의 관리 서버에 생성된 경보신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
The method according to claim 1,
The body portion
A power supply module for applying power to the harmful substance detection unit and the harmful gas detection unit;
A wireless communication module for performing wireless communication with a central management server;
A GPS module for receiving GPS signals to generate position information of the hazardous substance detection device;
A first electric resistance value measuring module for measuring an electric resistance value of the first electrode unit based on a power source applied to the harmful substance detecting unit;
A second electric resistance value measuring module for measuring an electric resistance value of the second electrode part based on a power source applied to the harmful gas detecting part;
A storage module for storing respective electrical resistance values measured by the first electrical resistance value measurement module and the second electrical resistance value measurement module;
And a control module for checking presence or absence of harmful substances present in the water and noxious gas generated based on the electric resistance values measured by the first electric resistance value measurement module and the second electric resistance value measurement module,
Wherein the control module generates an alarm signal and transmits an alarm signal generated in the central management server through the wireless communication module when it is determined that a harmful substance or a harmful gas is detected.
상기 제어 모듈은 상기 제 1 전기 저항값 측정 모듈을 통해 측정된 전기 저항값이 감소하면 수중에 유해물질이 존재하는 것으로 확인하는 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the control module confirms that a harmful substance exists in the water when the electric resistance value measured through the first electric resistance value measuring module decreases.
상기 제어 모듈은 상기 제 2 전기 저항값 측정 모듈을 통해 측정된 전기 저항값이 증가 또는 감소하면 유해가스가 발생하는 것으로 확인하는 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the control module confirms that a harmful gas is generated when an electrical resistance value measured through the second electrical resistance value measurement module increases or decreases.
상기 제어 모듈은 상기 제 2 전기 저항값 측정 모듈을 통해 측정된 전기 저항값이 증가하면 발생되는 유해가스를 산화가스(oxidizing gas)로 판단하고,
전기 저항값이 감소하면 환원가스(reducing gas)로 판단하는 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the control module determines that the harmful gas generated when the electrical resistance value measured through the second electrical resistance value measuring module increases is oxidizing gas,
And determining that the reducing gas is a reducing gas when the electrical resistance value is decreased.
상기 전원 공급 모듈은,
태양광 발전을 통해 전원을 생성하는 태양전지 및 상기 태양전지에서 생성된 전원을 축전하는 축전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.
8. The method of claim 7,
The power supply module includes:
A photovoltaic cell for generating a power through photovoltaic generation; and a storage battery for storing power generated by the photovoltaic cell.
상기 몸체부는 중앙에 수면과 수직한 방향으로 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 유해물질 검출장치.The method according to claim 1,
Wherein the body portion has a through hole formed at a center thereof in a direction perpendicular to the water surface.
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