KR102408642B1 - Portable gas measuring device and its calibration method - Google Patents
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Abstract
본 출원 발명은 가스 폭발 및 독성 가스에 의한 사고를 방지하기 위하여 개인이 휴대하는 휴대용 가스 측정 장치에 관한 것이다.
그런데. 여기에 사용하는 전기화학센서는 주기적으로 교정의 해주어야 하며, 가스 선택성이 아지 높지 않아 가연성가스에는 폭발가스센서(LEL)만이 반응하는 것이 아니고, 다른 센서들도 측정신호가 나오게 된다. 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 케이스: 및 상기 케이스의 일측에 독립된 측정 셀에 구비되는 4개의 가스센서; 및 상기 케이스에 구비되는 가스흡입구; 및 상기 가스흡입구에서 흡입된 가스가 상기 4개의 가스센서가 각각 위치하는 상기 측정 셀에 독립적으로 전달될 수 있도록 구성되는 흡입관; 및 상기 측정 셀의 일측에 구비되어 상기 흡입관으로 흡입된 공기가 배출되는 배출관; 및 상기 배출관이 하나로 연결되어 흡입펌프와 연결되는 흡입펌프연결구; 및 상기 흡입펌프 연결구에 연결되는 흡입펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치를 제공하며, 상기와 같은 구성에 의하여, 상기 휴대형 가스측정 장치의 상호 간섭에도 불구하고, 정확한 측정을 할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a portable gas measuring device carried by an individual to prevent accidents caused by gas explosion and toxic gas.
By the way. The electrochemical sensor used here needs to be calibrated periodically, and the gas selectivity is not very high, so not only the explosive gas sensor (LEL) responds to combustible gas, but also other sensors produce measurement signals. The present invention, in order to solve the above problems, a case: and four gas sensors provided in an independent measurement cell on one side of the case; and a gas inlet provided in the case; and a suction pipe configured so that the gas sucked from the gas inlet can be independently transmitted to the measurement cells in which the four gas sensors are located, respectively. and an exhaust pipe provided at one side of the measuring cell through which air sucked into the suction pipe is discharged. and a suction pump connector in which the discharge pipe is connected as one and is connected to the suction pump; and a suction pump connected to the suction pump connector, and by means of the above configuration, it is possible to accurately measure despite the mutual interference of the portable gas measurement device. It works.
Description
본 기술은 휴대형 가스측정 장치 및 이의 교정 방법에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는 4가지를 측정하는 EC 전극센서를 동시에 측정하는 휴대형 가스측정 장치와 이의 교정 방법에 관한 것이다.The present technology relates to a portable gas measuring device and a calibration method thereof. In more detail, it relates to a portable gas measuring device that simultaneously measures an EC electrode sensor that measures four and a calibration method thereof.
본 발명의 출원 이전의 선행기술로는 가스 센서 장치에 대한 교정 데이터를 제공하는 방법으로서, 가스 센서 장치는, 제1 접촉 영역과 제2 접촉 영역 사이에 전기적으로 배치된 가스 민감성 재료와, 가스 민감성 재료에 인접하여 배치된 제어Prior art prior to the filing of the present invention is a method of providing calibration data for a gas sensor device, the gas sensor device comprising: a gas sensitive material electrically disposed between a first contact area and a second contact area; Controls placed adjacent to material
전극을 포함하되, 가스 민감성 재료의 저항은 환경 목표 가스 농도에 의존하고, 제어 전극에 인가 가능한 제어전압에 의존하며, 이 방법은, 가스 센서 장치의 가스 민감성 재료를 상이하게 조정된 목표 가스 농도의 목표 가스에 노출시키는 단계와, 조정된 목표 가스 농도에 응답하여, 제1 접촉 영역과 제2 접촉 영역 사이의 가스 민감성 재료의 저항의 측정값을 결정하는 단계와, 가스 민감성 재료의 상기 저항의 측정값에 기초하여 제1 가스 센서 행동 모델을 조정된 목표 가스 농도의 함수로서 결정하는 단계와, 제1 가스 센서 행동 모델을, 제어 전극에 인가 가능한 제어 전압의 함수로서, 가스 센서 장치의 가스 민감성 재료의 저항에 대한 대응하는 제2 가스 센서 행동 모델로 변환하는 단계와, 제어 전압 의존 저항 데이터를 제공하기 위해 제어 전압 범위에 대한 제2 가스 센서 행동 모델에 기초하여 제어 전압을 스위핑하되, 제공된 제어 전압 의존 저항 데이터 또는 이로부터 유도된 데이터가 상기 가스 센서 장치의 상기 제어 전압 범위에 대해 상기 가스 센서 장치에 대한 상기 교정 데이터를 형성하는 단계를 포함하는 기술이 개시되어 있다.an electrode, wherein the resistance of the gas-sensitive material depends on an environmental target gas concentration and on a control voltage applicable to the control electrode, the method comprising: adjusting the gas-sensitive material of the gas sensor device to a differently adjusted target gas concentration. exposing to a target gas, and in response to the adjusted target gas concentration, determining a measure of the resistance of the gas-sensitive material between the first contact region and the second contact region; determining a first gas sensor behavioral model as a function of an adjusted target gas concentration based on the value; converting to a corresponding second gas sensor behavioral model for the resistance of A technique is disclosed wherein dependent resistance data, or data derived therefrom, comprises forming the calibration data for a gas sensor device for the control voltage range of the gas sensor device.
또 다른 선행기술로 산업현장에서 산소, 유독성 가스 및 폭발성 가스를 측정하고 경보하는 가스측정기에 사용되는 가스센서 모듈이 개시되어 있다. 여러 종류의 가스센서를 하나의 기기에서 사용할 수 있도록 신호처리부와 가스 센서의 주요 특성 치를 저장하고 있는 기억소자를 내장한 스마트형 가스센서 모듈에 관한 것이다. 가스에 반응하여 전기신호를 출력하는 상용의 가스센서에, 가스센서가 안정적으로 작동할 수 있도록 하는 센서구동회로, 하나의 기기에서 다양한 가스를 측정할 수 있도록 가스센서별로 상이한 출력신호의 형태 및 크기를 일정하게 처리하는 1차 신호처리회로, 가스센서의 주요 특성치인 교정정보, 측정범위, 경보값, 증폭률 등을 저장하는 기억소자, 하나의 기기에 여러 개의 스마트형 가스센서 모듈을 장착하여 사용할 수 있도록 각 모듈의 어드레스를 설정하는 어드레스 입력부로 구성된 소형 전자회로를 결합한 기술이다.As another prior art, a gas sensor module used in a gas meter for measuring and alarming oxygen, toxic gas and explosive gas in an industrial field is disclosed. It relates to a smart gas sensor module with a built-in signal processing unit and a memory element that stores the main characteristic values of the gas sensor so that several types of gas sensors can be used in one device. A commercial gas sensor that outputs an electrical signal in response to gas, a sensor drive circuit that allows the gas sensor to operate stably, and the shape and size of different output signals for each gas sensor to measure various gases with one device A primary signal processing circuit that constantly processes It is a technology that combines a small electronic circuit composed of an address input unit that sets the address of each module.
본 출원 발명은 가스 폭발 및 독성 가스에 의한 사고를 방지하기 위하여 개인이 휴대하는 휴대용 가스 측정장치를 제공하고자 한다. 폭발가스의 한계를 측정하는 LEL 센서와, 화재와 또 다른 폭발의 원인이 되는 산소가스, 독성가스인 이산화황 및 황화수소를 측정하는 센서를 구비하고 있다. 일반적인 작업에서 주의하면 되는 센서를 모아 휴대형으로 만들어 놓은 것이다.An object of the present application is to provide a portable gas measuring device carried by an individual to prevent accidents caused by gas explosion and toxic gas. It is equipped with an LEL sensor that measures the limit of explosive gas, and a sensor that measures oxygen gas and toxic gases such as sulfur dioxide and hydrogen sulfide that cause fires and other explosions. It is a collection of sensors that you need to pay attention to in general work and made it portable.
그런데, 이들 EC 센서(전기화학식 센서)는 주기적으로 교정의 해주어야 하며, 가스 선택성이 아지 높지 않아 가연성가스에는 폭발가스센서(LEL)만이 반응하는 것이 아니고, 다른 센서들도 측정신호가 나오게 된다. 따라서, 하나의 센서를 교정하는 것만으로는 가스센서들의 잘못된 측정을 교정할 수 없는 문제가 있다.However, these EC sensors (electrochemical sensors) need to be calibrated periodically, and the gas selectivity is not very high, so not only the explosive gas sensor (LEL) responds to combustible gas, but also other sensors generate measurement signals. Accordingly, there is a problem in that the erroneous measurement of the gas sensors cannot be corrected only by calibrating one sensor.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 하기의 과제해결 수단을 구비한다.The present invention is provided with the following problem solving means in order to solve the above problems.
케이스: 및case: and
상기 케이스의 일측에 독립된 측정 셀에 구비되는 4개의 가스센서; 및four gas sensors provided in independent measurement cells on one side of the case; and
상기 케이스에 구비되는 가스흡입구; 및a gas inlet provided in the case; and
상기 가스흡입구에서 흡입된 가스가 상기 4개의 가스센서가 각각 위치하는 상기 측정 셀에 독립적으로 전달될 수 있도록 구성되는 흡입관; 및a suction pipe configured so that the gas sucked from the gas inlet can be independently transmitted to the measurement cells in which the four gas sensors are located, respectively; and
상기 측정 셀의 일측에 구비되어 상기 흡입관으로 흡입된 공기가 배출되는 배출관; 및a discharge pipe provided at one side of the measuring cell through which air sucked into the suction pipe is discharged; and
상기 배출관이 하나로 연결되어 흡입펌프와 연결되는 흡입펌프연결구; 및a suction pump connector in which the discharge pipe is connected to a suction pump; and
상기 흡입펌프 연결구에 연결되는 흡입펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치를 제공한다.It provides a portable gas measuring device comprising a suction pump connected to the suction pump connector.
또한, 상기 4개의 가스센서는 O2, SO2, H2S, 및 폭발성 가스센서(LEL)인 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치를 제공한다.In addition, the four gas sensors provide a portable gas measuring device, characterized in that O 2, SO 2, H 2 S, and an explosive gas sensor (LEL).
또한, 상기 휴대용 가스측정 장치의 교정방법에 있어서, 상기 4개의 가스센서는 전기화학센서(EC)를 사용하는 것이어서, 가스의 종류에 따라 서로 간섭하여 측정되는 경향이 있는 것이어서,In addition, in the calibration method of the portable gas measuring device, since the four gas sensors use an electrochemical sensor (EC), they tend to be measured by interference with each other depending on the type of gas,
폭발성 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 폭발성 가스센서(LEL)의 신호를 측정하는 폭발성가스센서 신호측정단계(S1); 및Explosive gas sensor signal measurement step (S1) for measuring the signal of the explosive gas sensor (LEL) by supplying the explosive gas at a constant concentration; and
상기 폭발성가스 신호측정단계에서 O2, SO2, H2S 센서의 신호도 함께 측정하는 폭발성 가스 간섭도 측정단계(S2); 및Explosive gas interference measurement step (S2) of measuring the signals of the O 2, SO 2, H 2 S sensor in the explosive gas signal measuring step as well; and
O2, 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 O2, 가스의 신호를 측정하는 O2, 가스센서 신호측정단계(S3); 및O 2, by supplying a gas at a constant concentration to measure the O 2 , gas signal O 2, gas sensor signal measurement step (S3); and
상기 O2, 가스 신호측정단계에서 LEL, SO2, H2S 센서의 신호도 함께 측정하는 O2, 가스 간섭도 측정단계(S4); 및LEL in the O 2, gas signal measurement step, SO 2, H 2 O 2, also measuring the signal of the S sensor, gas interference measurement step (S4); and
SO2 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 SO2 가스센서의 신호를 측정하는 SO2 가스센서 신호측정단계(S5); 및SO 2 gas sensor signal measuring step of measuring the signal of the SO 2 gas sensor by supplying the SO 2 gas at a constant concentration (S5); and
상기 SO2 가스 신호측정단계에서 LEL,O2, H2S 센서의 신호도 함께 측정하는 SO2 가스 간섭도 측정단계(S6); 및In the SO 2 gas signal measuring step, the LEL, O 2, H 2 S sensor signal is also measured together with the SO 2 gas interference measurement step (S6); and
H2S 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 H2S 가스의 신호를 측정하는 H2S 가스센서 신호측정단계(S7); 및H 2 S H 2 S gas sensor signal measuring step (S7) for measuring the signal of the H 2 S gas by supplying a gas at a constant concentration; and
상기 H2S 가스 신호측정단계에서 LEL,O2, SO2 센서의 신호도 함께 측정하는 H2S 가스 간섭도 측정단계(S8); 및The H 2 S H 2 S that also measures signals from LEL, O 2 and SO 2 sensors in the gas signal measurement stage gas interference measurement step (S8); and
상기 측정 결과로부터 폭발성 가스와 LEL 센서, O2 가스와 O2 가스센서, SO2 가스와 SO2 가스센서, H2S가스와 H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 측정가스 교정단계(S9); 및From the measurement result, explosive gas and LEL sensor, O 2 gas and O 2 gas sensor, SO 2 gas and SO 2 gas sensor, A measurement gas calibration step (S9) to obtain a correlation between the H 2 S gas and the H 2 S gas sensor; and
상기 측정 결과로부터 폭발성 가스와 O2 가스센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 간섭 상관관계를 구하는 폭발성가스 간섭 교정단계(S10); 및From the measurement result, explosive gas and O 2 gas sensor, SO 2 gas sensor, Explosive gas interference calibration step to obtain the interference correlation of H 2 S gas sensor (S10); and
상기 측정 결과로부터 O2 가스와 LEL 센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 O2 가스 간섭 교정단계(S11); 및From the measurement result, O 2 gas and LEL sensor, SO 2 gas sensor, H 2 S gas sensor correlation O 2 gas interference calibration step (S11); and
상기 측정 결과로부터 SO2 가스와 LEL 센서, O2 가스센서, H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 SO2 가스 간섭 교정단계(S12); 및SO 2 gas interference calibration step (S12) of obtaining a correlation between the SO 2 gas and the LEL sensor, the O 2 gas sensor, and the H 2 S gas sensor from the measurement result; and
상기 측정 결과로부터 H2S가스와 LEL 센서, O2 가스센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 H2S가스 간섭 가스 교정단계(S13); 및From the measurement result, H 2 S gas and LEL sensor, O 2 gas sensor, SO 2 gas sensor, H 2 S gas interference gas calibration step (S13) to obtain a correlation of the H 2 S gas sensor; and
가스 측정시 LEL 가스센서, O2 가스센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 측정 값 중 가장 큰 값을 기준으로 다른 가스 센서의 간섭도를 상기 S10 내지 S13 단계로 계산하여 다른 신호의 측정 값이 0 또는 음수로 나오면, 해당 센서의 가스는 측정되지 않은 것으로 계산하는 가스농도 계산단계1(S14); 및When measuring gas, based on the largest value among the measured values of the LEL gas sensor, O 2 gas sensor, SO 2 gas sensor, and H 2 S gas sensor, the degree of interference of other gas sensors is calculated in steps S10 to S13, and If the measured value is 0 or negative, the gas concentration calculation step 1 (S14) of calculating that the gas of the corresponding sensor has not been measured; and
4개의 측정 센서에 측정된 두 번째로 큰 센서의 측정값이 0 이 아닌 경우 상기 센서의 측정값을 기준으로 나머지 다른 가스 센서의 간섭도를 상기 S10 내지 S13 단계로 계산하여 다른 신호의 측정 값이 0 또는 음수로 나오면, 해당 센서의 가스는 측정되지 않은 것으로 계산하는 가스농도 계산단계2(S15); 및When the measurement value of the second largest sensor measured by the four measurement sensors is not 0, the interference degree of the other gas sensors is calculated based on the measurement values of the sensors in steps S10 to S13, and the measurement values of other signals are When it comes out as 0 or a negative number, gas concentration calculation step 2 (S15) of calculating that the gas of the corresponding sensor has not been measured; and
4개의 측정 센서에 측정된 세 번째로 큰 센서의 측정값이 0 이 아닌 경우 상기 센서의 측정값을 기준으로 나머지 다른 가스 센서의 간섭도를 상기 S10 내지 S13 단계로 계산하여 다른 신호의 측정 값이 0 또는 음수로 나오면, 해당 센서의 가스는 측정되지 않은 것으로 계산하는 가스농도 계산단계3(S16);를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치의 교정방법을 제공한다.When the measurement value of the third largest sensor measured by the four measurement sensors is not 0, the interference degree of the other gas sensors is calculated based on the measurement values of the sensors in steps S10 to S13, and the measurement values of other signals are When it comes out as 0 or a negative number, the gas concentration calculation step 3 (S16) of calculating that the gas of the corresponding sensor is not measured; provides a calibration method of a portable gas measuring device, characterized in that it includes.
또한, 상기 측정 단계에서 측정한 값이 설정된 농도보다 높은 경우 알람을 울리면서, 안내음성을 알리는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치 및 그를 이용한 교정방법을 제공한다.In addition, when the value measured in the measuring step is higher than the set concentration, it provides a portable gas measuring device and a calibration method using the same, wherein an alarm is sounded and a guide sound is provided.
또한, 상기 안내음성은 LEL 센서와 O2 가스센서의 경우 “불을 껴지 마시오.”이고, H2S 가스센서와 SO2 가스센서의 경우 “숨을 참고 탈출하세요.”인 것을 특징으로 하는 In addition, the guide voice is "Do not light the fire" for the LEL sensor and the O 2 gas sensor, and for the H 2 S gas sensor and the SO 2 gas sensor, "Please hold your breath and escape."
휴대용 가스측정 장치 및 그를 이용한 교정방법을 제공한다.A portable gas measuring device and a calibration method using the same are provided.
또한, 상기 경고 알람 이외에 안내음성을 켜고 끄는 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치 및 그를 이용한 교정방법을 제공한다.In addition, there is provided a portable gas measuring device and a calibration method using the same, characterized in that it further comprises a switch for turning on and off the guidance sound in addition to the warning alarm.
또한, 상기 휴대용 가스 측정 장치에는 길이를 연장할 수 있는 바를 더 구비하여 작업 전에 상기 길이를 연장할 수 있는 연장바의 길이를 늘려 상기 휴대용 가스 측정 장치만를 먼저 작업공간에 넣어 작업공간의 상태를 미리 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치 및 그를 이용한 교정방법을 제공한다.In addition, the portable gas measuring device further includes a bar that can be extended in length to increase the length of the extension bar that can extend the length before work, and put only the portable gas measuring device into the working space in advance to determine the state of the working space in advance. To provide a portable gas measuring device and a calibration method using the same, characterized in that it can be measured.
본 발명은 상기와 같은 구성에 의하여, O2, SO2, H2S, 및 폭발성 가스센서(LEL)를 동시에 측정할 수 있는 휴대형 가스측정 장치를 제공하며, 상기 휴대형 가스측정 장치의 상호간섭에도 불구하고, 정확한 측정을 할 수 있도록 교정하고 측정하는 방법을 제공함으로써 휴대형 가스측정장치로 정확하게 가스를 측정하고 위험을 감지하는 효과가 있다.The present invention provides a portable gas measuring device capable of simultaneously measuring O 2, SO 2, H 2 S, and an explosive gas sensor (LEL) by the above configuration, and In spite of this, it has the effect of accurately measuring gas and detecting danger with a portable gas measuring device by providing a method for calibrating and measuring so that accurate measurements can be made.
도 1은 본 발명의 휴대형 가스센서의 배치도
도 2는 본 발명의 휴대형 가스센서의 공기흐름도
도 3은 일반적인 전기화학센서의 구조이다.
도 4는 2가지 전기화학센서를 비교하여 도시하고 있다.1 is a layout view of a portable gas sensor of the present invention;
2 is an air flow diagram of a portable gas sensor of the present invention;
3 is a structure of a general electrochemical sensor.
4 shows a comparison of two electrochemical sensors.
본 발명은 도1에 도시한 바와 같이 O2, SO2, H2S, 및 폭발성 가스센서(LEL)를 구비한 휴대형 가스센서를 제공하는 것이다. 휴대형 가스센서는 폭발성 가스의 최저 농도를 감지하는 LEL센서와 화재를 유발할 수 있는 O2,와 독성이 있는 SO2,와 H2S 센서를 구비하고 있다.The present invention is to provide a portable gas sensor having O 2, SO 2, H 2 S, and an explosive gas sensor (LEL) as shown in FIG. 1 . The portable gas sensor is an LEL sensor that detects the lowest concentration of explosive gas, O 2 that can cause fire, and SO 2, and It is equipped with an H 2 S sensor.
가스의 측정방법에는 여러 가지 방법이 있으나, 본 발명에서는 전기화학식 센서를 사용하고 있다, 전기 화학식센서는 비교적 싸고, 가볍게 만들 수 있는 장점이 있기 때문이다. There are various methods for measuring gas, but in the present invention, an electrochemical sensor is used, because the electrochemical sensor is relatively inexpensive and has the advantage of being lightweight.
전기화학식 센서의 일반적인 사항을 알아보면, 하기와 같다.The general details of the electrochemical sensor are as follows.
전기화학식 센서를 이용한 가스측정방법은 가스별로 선택성이 있는 화학물질과 측정하고자 하는 가스와의 화학반응에서 발생되는 전기적인 신호를 변환하여 가스의 성분과 농도를 측정하는 방법이다. A gas measurement method using an electrochemical sensor is a method of measuring a gas component and concentration by converting an electrical signal generated in a chemical reaction between a chemical substance with selectivity for each gas and a gas to be measured.
전기화학식 센서는 산화(환원) 반응이 일어나는 검지 전극, 이와 동시에 환원(산화) 반응이 일어나는 대항 전극, 그리고 산화환원 반응과 함께 변화하는 전위를 감지하고 전위를 일정하게 유지하기 위한 참조 전극으로 구성된다(도3 참조)The electrochemical sensor consists of a detection electrode where oxidation (reduction) reaction occurs, a counter electrode where reduction (oxidation) reaction occurs at the same time, and a reference electrode for sensing the potential changing with the redox reaction and maintaining the potential constant. (See Fig. 3)
전기화학식 가스센서는 작동원리에 따라 갈바니 전지방식과 정전위 전해방식으로 구분된다(도4 참조)The electrochemical gas sensor is divided into a galvanic cell method and a constant potential electrolysis method according to the operating principle (see Fig. 4).
이러한 전기화학 센서는 장점과 단점을 가지고 있는데,These electrochemical sensors have advantages and disadvantages,
장점으로는 가스 선택성이 높고, 비교적 10 초 이하의 비교적 빠른 응답성을 가지고 있고, 감도가 좋이 측정신호대 잡음비가 높다.Advantages include high gas selectivity, relatively quick response of less than 10 seconds, good sensitivity, and high measurement signal-to-noise ratio.
반면, 단점으로는 고농도 시료에 대해서는 센서가 피독되어 회복이 늦고 재연성이 낮아지느 문제가 있고, 유사 가스에 대해서 높은 간섭성이 있으며, 흡착성이 높은 반응성 가스에 대해서 선택성이 낮고, 수명이 수명이 2년 이내로 제한되는 특징이 있어 주기적인 교정과 센서의 작동 여부를 확인하는 과정이 필수적이다.On the other hand, the disadvantages are that the sensor is poisoned for high-concentration samples, causing slow recovery and low reproducibility, high coherence to similar gases, low selectivity to reactive gases with high adsorption properties, and a lifespan of 2 Since it is limited to within one year, periodic calibration and the process of checking whether the sensor operates are essential.
도2는 본 발명의 휴대형 가스측정장치에 측정 공기 또는 가스가 유입되고 배출되는 경로를 도시하고 있다.Figure 2 shows a path through which measurement air or gas is introduced and discharged to the portable gas measuring device of the present invention.
본 발명의 첫 번째 특징은 EC 센서의 특성상 전극에서 산화와 환원 반응이 일어나기 때문에 한번 하나의 센서에서 측정된 가스 샘플을 다른 가스센서에서 측정하면 측정값에 오차가 있을 수 있기 때문에 외부에서 유입된 가스를 4개의 각각 다른 센서에 독립하여 공급하고 측정이 끝난 공기는 흡입하여 배출하는 방식의 가스 측정방법에 있다.The first feature of the present invention is that oxidation and reduction reactions occur at the electrode due to the characteristics of the EC sensor, so if a gas sample measured by one sensor is measured by another gas sensor, there may be an error in the measured value. There is a gas measurement method in which air is independently supplied to four different sensors and the air that has been measured is sucked and discharged.
또 다른 특징은 EC 전극센서가 가지는 센서의 간섭성을 교정과 가스측정에 이용하여 해당가스가 없어 센서의 측정 값이 없어야 하는데로, 센서에서 측정신호가 나오는 것을 막는데 있다.Another feature is that the sensor's coherence of the EC electrode sensor is used for calibration and gas measurement, so there should be no measurement value of the sensor because there is no corresponding gas, and it is to prevent the measurement signal from coming out of the sensor.
이를 위하여 본 출원 발명에서는 하기의 과제해결 수단을 제공한다.To this end, the present invention provides the following problem solving means.
케이스: 및case: and
상기 케이스의 일측에 독립된 측정 셀에 구비되는 4개의 가스센서; 및four gas sensors provided in independent measurement cells on one side of the case; and
상기 케이스에 구비되는 가스흡입구; 및a gas inlet provided in the case; and
상기 가스흡입구에서 흡입된 가스가 상기 4개의 가스센서가 각각 위치하는 상기 측정 셀에 독립적으로 전달될 수 있도록 구성되는 흡입관; 및a suction pipe configured so that the gas sucked from the gas inlet can be independently transmitted to the measurement cells in which the four gas sensors are located, respectively; and
상기 측정 셀의 일측에 구비되어 상기 흡입관으로 흡입된 공기가 배출되는 배출관; 및a discharge pipe provided at one side of the measuring cell through which air sucked into the suction pipe is discharged; and
상기 배출관이 하나로 연결되어 흡입펌프와 연결되는 흡입펌프연결구; 및a suction pump connector in which the discharge pipe is connected to a suction pump; and
상기 흡입펌프 연결구에 연결되는 흡입펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치를 제공한다.It provides a portable gas measuring device comprising a suction pump connected to the suction pump connector.
또한, 상기 4개의 가스센서는 O2, SO2, H2S, 및 폭발성 가스센서(LEL)인 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치를 제공한다.In addition, the four gas sensors provide a portable gas measuring device, characterized in that O 2, SO 2, H 2 S, and an explosive gas sensor (LEL).
또한, 상기 휴대용 가스측정 장치의 교정방법에 있어서, 상기 4개의 가스센서는 전기화학센서(EC)를 사용하는 것이어서, 가스의 종류에 따라 서로 간섭하여 측정되는 경향이 있는 것이어서,In addition, in the calibration method of the portable gas measuring device, since the four gas sensors use an electrochemical sensor (EC), they tend to be measured by interference with each other depending on the type of gas,
폭발성 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 폭발성 가스센서(LEL)의 신호를 측정하는 폭발성가스센서 신호측정단계(S1); 및Explosive gas sensor signal measurement step (S1) for measuring the signal of the explosive gas sensor (LEL) by supplying the explosive gas at a constant concentration; and
상기 폭발성가스 신호측정단계에서 O2, SO2, H2S 센서의 신호도 함께 측정하는 폭발성 가스 간섭도 측정단계(S2); 및Explosive gas interference measurement step (S2) of measuring the signals of the O 2, SO 2, H 2 S sensor in the explosive gas signal measuring step as well; and
O2, 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 O2, 가스의 신호를 측정하는 O2, 가스센서 신호측정단계(S3); 및O 2, by supplying a gas at a constant concentration to measure the O 2 , gas signal O 2, gas sensor signal measurement step (S3); and
상기 O2, 가스 신호측정단계에서 LEL, SO2, H2S 센서의 신호도 함께 측정하는 O2, 가스 간섭도 측정단계(S4); 및LEL in the O 2, gas signal measurement step, SO 2, H 2 O 2, also measuring the signal of the S sensor, gas interference measurement step (S4); and
SO2 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 SO2 가스센서의 신호를 측정하는 SO2 가스센서 신호측정단계(S5); 및SO 2 gas sensor signal measuring step of measuring the signal of the SO 2 gas sensor by supplying the SO 2 gas at a constant concentration (S5); and
상기 SO2 가스 신호측정단계에서 LEL,O2, H2S 센서의 신호도 함께 측정하는 SO2 가스 간섭도 측정단계(S6); 및In the SO 2 gas signal measuring step, the LEL, O 2, H 2 S sensor signal is also measured together with the SO 2 gas interference measurement step (S6); and
H2S 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 H2S 가스의 신호를 측정하는 H2S 가스센서 신호측정단계(S7); 및H 2 S H 2 S gas sensor signal measuring step (S7) for measuring the signal of the H 2 S gas by supplying a gas at a constant concentration; and
상기 H2S 가스 신호측정단계에서 LEL,O2, SO2 센서의 신호도 함께 측정하는 H2S 가스 간섭도 측정단계(S8); 및The H 2 S H 2 S that also measures signals from LEL, O 2 and SO 2 sensors in the gas signal measurement stage gas interference measurement step (S8); and
상기 측정 결과로부터 폭발성 가스와 LEL 센서, O2 가스와 O2 가스센서, SO2 가스와 SO2 가스센서, H2S가스와 H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 측정가스 교정단계(S9); 및From the measurement result, explosive gas and LEL sensor, O 2 gas and O 2 gas sensor, SO 2 gas and SO 2 gas sensor, A measurement gas calibration step (S9) to obtain a correlation between the H 2 S gas and the H 2 S gas sensor; and
상기 측정 결과로부터 폭발성 가스와 O2 가스센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 간섭 상관관계를 구하는 폭발성가스 간섭 교정단계(S10); 및From the measurement result, explosive gas and O 2 gas sensor, SO 2 gas sensor, Explosive gas interference calibration step to obtain the interference correlation of H 2 S gas sensor (S10); and
상기 측정 결과로부터 O2 가스와 LEL 센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 O2 가스 간섭 교정단계(S11); 및From the measurement result, O 2 gas and LEL sensor, SO 2 gas sensor, H 2 S gas sensor correlation O 2 gas interference calibration step (S11); and
상기 측정 결과로부터 SO2 가스와 LEL 센서, O2 가스센서, H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 SO2 가스 간섭 교정단계(S12); 및SO 2 gas interference calibration step (S12) of obtaining a correlation between the SO 2 gas and the LEL sensor, the O 2 gas sensor, and the H 2 S gas sensor from the measurement result; and
상기 측정 결과로부터 H2S가스와 LEL 센서, O2 가스센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 H2S가스 간섭 가스 교정단계(S13); 및From the measurement result, H 2 S gas and LEL sensor, O 2 gas sensor, SO 2 gas sensor, H 2 S gas interference gas calibration step (S13) to obtain a correlation of the H 2 S gas sensor; and
가스 측정시 LEL 가스센서, O2 가스센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 측정 값 중 가장 큰 값을 기준으로 다른 가스 센서의 간섭도를 상기 S10 내지 S13 단계로 계산하여 다른 신호의 측정 값이 0 또는 음수로 나오면, 해당 센서의 가스는 측정되지 않은 것으로 계산하는 가스농도 계산단계1(S14); 및When measuring gas, based on the largest value among the measured values of the LEL gas sensor, O 2 gas sensor, SO 2 gas sensor, and H 2 S gas sensor, the degree of interference of other gas sensors is calculated in steps S10 to S13, and If the measured value is 0 or negative, the gas concentration calculation step 1 (S14) of calculating that the gas of the corresponding sensor has not been measured; and
4개의 측정 센서에 측정된 두 번째로 큰 센서의 측정값이 0 이 아닌 경우 상기 센서의 측정값을 기준으로 나머지 다른 가스 센서의 간섭도를 상기 S10 내지 S13 단계로 계산하여 다른 신호의 측정 값이 0 또는 음수로 나오면, 해당 센서의 가스는 측정되지 않은 것으로 계산하는 가스농도 계산단계2(S15); 및When the measurement value of the second largest sensor measured by the four measurement sensors is not 0, the interference degree of the other gas sensors is calculated based on the measurement values of the sensors in steps S10 to S13, and the measurement values of other signals are When it comes out as 0 or a negative number, gas concentration calculation step 2 (S15) of calculating that the gas of the corresponding sensor has not been measured; and
4개의 측정 센서에 측정된 세 번째로 큰 센서의 측정값이 0 이 아닌 경우 상기 센서의 측정값을 기준으로 나머지 다른 가스 센서의 간섭도를 상기 S10 내지 S13 단계로 계산하여 다른 신호의 측정 값이 0 또는 음수로 나오면, 해당 센서의 가스는 측정되지 않은 것으로 계산하는 가스농도 계산단계3(S16);를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치의 교정방법을 제공한다.When the measurement value of the third largest sensor measured by the four measurement sensors is not 0, the interference degree of the other gas sensors is calculated based on the measurement values of the sensors in steps S10 to S13, and the measurement values of other signals are When it comes out as 0 or a negative number, the gas concentration calculation step 3 (S16) of calculating that the gas of the corresponding sensor is not measured; provides a calibration method of a portable gas measuring device, characterized in that it includes.
100 : 산소센서
110 : 이산화황 센서
120 : 폭발성가스레벨센서(LEL)
130 : 황화수소센서
140 : 가스 흡입구, 공기 흡입구
150 : 전원스위치
160 : 가스 배출구, 공기 배출구
200 : 케이스
210 : 흡입펌프연결구
300 : 스피커
310 : 진동모터
320 : 연장바 연결부100: oxygen sensor
110: sulfur dioxide sensor
120: explosive gas level sensor (LEL)
130: hydrogen sulfide sensor
140: gas inlet, air inlet
150: power switch
160: gas outlet, air outlet
200: case
210: suction pump connector
300: speaker
310: vibration motor
320: extension bar connection part
Claims (3)
상기 케이스의 일측에 독립된 측정 셀에 구비되는 4개의 가스센서; 및
상기 케이스에 구비되는 가스흡입구; 및
상기 가스흡입구에서 흡입된 가스가 상기 4개의 가스센서가 각각 위치하는 상기 측정 셀에 독립적으로 전달될 수 있도록 구성되는 흡입관; 및
상기 측정 셀의 일측에 구비되어 상기 흡입관으로 흡입된 공기가 배출되는 배출관; 및
상기 배출관이 하나로 연결되어 흡입펌프와 연결되는 흡입펌프연결구; 및
상기 흡입펌프 연결구에 연결되는 흡입펌프를 포함하고,
상기 4개의 가스 센서는 O2, SO2, H2S, 및 폭발성 가스센서(LEL)인 휴대용 가스측정 장치의 교정방법에 있어서,
상기 4개의 가스 센서는 전기화학센서(EC)를 사용하고 있어, 가스의 종류에 따라 서로 간섭하여 측정되는 경향이 있는 것이어서,
폭발성 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 폭발성 가스센서(LEL)의 신호를 측정하는 폭발성가스센서 신호측정단계(S1); 및
상기 폭발성가스 신호측정단계에서 O2, SO2, H2S 센서의 신호도 함께 측정하는 폭발성 가스 간섭도 측정단계(S2); 및
O2, 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 O2, 가스의 신호를 측정하는 O2, 가스센서 신호측정단계(S3); 및
상기 O2, 가스 신호측정단계에서 LEL, SO2, H2S 센서의 신호도 함께 측정하는 O2, 가스 간섭도 측정단계(S4); 및
SO2 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 SO2 가스센서의 신호를 측정하는 SO2 가스센서 신호측정단계(S5); 및
상기 SO2 가스 신호측정단계에서 LEL,O2, H2S 센서의 신호도 함께 측정하는 SO2 가스 간섭도 측정단계(S6); 및
H2S 가스를 일정한 농도로 공급하여 상기 H2S 가스의 신호를 측정하는 H2S 가스센서 신호측정단계(S7); 및
상기 H2S 가스 신호측정단계에서 LEL,O2, SO2 센서의 신호도 함께 측정하는 H2S 가스 간섭도 측정단계(S8); 및
상기 측정 결과로부터 폭발성 가스와 LEL 센서, O2 가스와 O2 가스센서, SO2 가스와 SO2 가스센서, H2S가스와 H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 측정가스 교정단계(S9); 및
상기 측정 결과로부터 폭발성 가스와 O2 가스센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 간섭 상관관계를 구하는 폭발성가스 간섭 교정단계(S10); 및
상기 측정 결과로부터 O2 가스와 LEL 센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 O2 가스 간섭 교정단계(S11); 및
상기 측정 결과로부터 SO2 가스와 LEL 센서, O2 가스센서, H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 SO2 가스 간섭 교정단계(S12); 및
상기 측정 결과로부터 H2S가스와 LEL 센서, O2 가스센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 상관관계를 구하는 H2S가스 간섭 가스 교정단계(S13); 및
가스 측정시 LEL 가스센서, O2 가스센서, SO2 가스센서, H2S 가스센서의 측정 값 중 가장 큰 값을 기준으로 다른 가스 센서의 간섭도를 상기 S10 내지 S13 단계로 계산하여 다른 신호의 측정 값이 0 또는 음수로 나오면, 해당 센서의 가스는 측정되지 않은 것으로 계산하는 가스농도 계산단계1(S14); 및
4개의 측정 센서에 측정된 두 번째로 큰 센서의 측정값이 0 이 아닌 경우 상기 센서의 측정값을 기준으로 나머지 다른 가스 센서의 간섭도를 상기 S10 내지 S13 단계로 계산하여 다른 신호의 측정 값이 0 또는 음수로 나오면, 해당 센서의 가스는 측정되지 않은 것으로 계산하는 가스농도 계산단계2(S15); 및
4개의 측정 센서에 측정된 세 번째로 큰 센서의 측정값이 0 이 아닌 경우 상기 센서의 측정값을 기준으로 나머지 다른 가스 센서의 간섭도를 상기 S10 내지 S13 단계로 계산하여 다른 신호의 측정 값이 0 또는 음수로 나오면, 해당 센서의 가스는 측정되지 않은 것으로 계산하는 가스농도 계산단계3(S16);를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 가스측정 장치의 교정방법.case: and
four gas sensors provided in independent measurement cells on one side of the case; and
a gas inlet provided in the case; and
a suction pipe configured so that the gas sucked from the gas inlet can be independently transmitted to the measurement cells in which the four gas sensors are located, respectively; and
an exhaust pipe provided at one side of the measuring cell through which air sucked into the suction pipe is discharged; and
a suction pump connector in which the discharge pipe is connected to a suction pump; and
Including a suction pump connected to the suction pump connector,
In the calibration method of the portable gas measuring device, the four gas sensors are O 2, SO 2, H 2 S, and an explosive gas sensor (LEL),
Since the four gas sensors use an electrochemical sensor (EC), they tend to be measured by interfering with each other depending on the type of gas,
Explosive gas sensor signal measurement step (S1) for measuring the signal of the explosive gas sensor (LEL) by supplying an explosive gas at a constant concentration; and
Explosive gas interference measurement step (S2) of measuring the signals of the O 2, SO 2, H 2 S sensor in the explosive gas signal measuring step as well; and
O 2, by supplying a gas at a constant concentration to measure the O 2 , gas signal O 2, gas sensor signal measurement step (S3); and
LEL in the O 2, gas signal measurement step, SO 2, H 2 O 2, also measuring the signal of the S sensor, gas interference measurement step (S4); and
SO 2 gas sensor signal measuring step of measuring the signal of the SO 2 gas sensor by supplying the SO 2 gas at a constant concentration (S5); and
In the SO 2 gas signal measuring step, the LEL, O 2, H 2 S sensor signal is also measured together with the SO 2 gas interference measurement step (S6); and
H 2 S H 2 S gas sensor signal measuring step (S7) for measuring the signal of the H 2 S gas by supplying a gas at a constant concentration; and
The H 2 S H 2 S that also measures signals from LEL, O 2 and SO 2 sensors in the gas signal measurement stage gas interference measurement step (S8); and
From the measurement result, explosive gas and LEL sensor, O 2 gas and O 2 gas sensor, SO 2 gas and SO 2 gas sensor, A measurement gas calibration step (S9) to obtain a correlation between the H 2 S gas and the H 2 S gas sensor; and
From the measurement result, explosive gas and O 2 gas sensor, SO 2 gas sensor, Explosive gas interference calibration step to obtain the interference correlation of H 2 S gas sensor (S10); and
From the measurement result, O 2 gas and LEL sensor, SO 2 gas sensor, H 2 S gas sensor correlation O 2 gas interference calibration step (S11); and
SO 2 gas interference calibration step (S12) of obtaining a correlation between the SO 2 gas and the LEL sensor, the O 2 gas sensor, and the H 2 S gas sensor from the measurement result; and
From the measurement result, H 2 S gas and LEL sensor, O 2 gas sensor, SO 2 gas sensor, H 2 S gas interference gas calibration step (S13) to obtain a correlation of the H 2 S gas sensor; and
When measuring gas, based on the largest value among the measured values of the LEL gas sensor, O 2 gas sensor, SO 2 gas sensor, and H 2 S gas sensor, the degree of interference of other gas sensors is calculated in steps S10 to S13, and If the measured value is 0 or negative, the gas concentration calculation step 1 (S14) of calculating that the gas of the corresponding sensor has not been measured; and
When the measurement value of the second largest sensor measured by the four measurement sensors is not 0, the interference degree of the other gas sensors is calculated based on the measurement values of the sensors in steps S10 to S13, and the measurement values of other signals are When it comes out as 0 or a negative number, gas concentration calculation step 2 (S15) of calculating that the gas of the corresponding sensor has not been measured; and
When the measurement value of the third largest sensor measured by the four measurement sensors is not 0, the interference degree of the other gas sensors is calculated based on the measurement values of the sensors in steps S10 to S13, and the measurement values of other signals are When it comes out as 0 or a negative number, the gas concentration calculation step 3 (S16) of calculating that the gas of the corresponding sensor is not measured; Calibration method of a portable gas measuring device comprising:
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| KR1020200171053A KR102408642B1 (en) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | Portable gas measuring device and its calibration method |
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Citations (6)
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2020
- 2020-12-09 KR KR1020200171053A patent/KR102408642B1/en active IP Right Grant
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