KR20210059375A - Detection apparatus for leak gas from reservoir tank - Google Patents
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Abstract
Description
본원발명은 저장탱크 누출가스 검출장치로서, 구체적으로 가스 또는 액체를 저장하는 대규모 탱크에서 누출되는 가스를 레이저를 이용하여 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a storage tank leak gas detection apparatus, and specifically, to an apparatus and method for detecting gas leaking from a large-scale tank storing gas or liquid using a laser.
아파트 등의 공동주택 시설은 LPG를 저장하기 위한 별도의 저장 시설을 운영하고 있는 곳이 있다. 1.6톤 또는 2.9톤의 규모로서 트럭으로 운송되는 10톤 규모의 벌크로리를 사용하여 주기적으로 충전을 한다.Multi-family housing facilities such as apartments have separate storage facilities for storing LPG. It is a 1.6 ton or 2.9 ton, and it is periodically filled using a 10-ton bulky that is transported by truck.
상기와 같은 소규모의 가스 저장탱크는 주로 과충전으로 인해서 가스가 누출되는 사고가 발생한다. 저장탱크 주변에 하나의 스팟을 검출할 수 있는 가스 검출장치를 단수 또는 복수 개 설치함으로써 누출되는 가스를 조기에 검출할 수 있다.In such a small-sized gas storage tank, an accident occurs in which gas is leaked mainly due to overcharging. By installing one or more gas detection devices capable of detecting one spot around the storage tank, leaking gas can be detected early.
울산, 여천 등의 공단에 설치되는 지름 10미터 이상의 저장탱크 또는 높이 10미터 이상의 저장탱크는 소규모 가스 저장탱크에서 사용되는 검출 방법으로는 누출가스를 조기에 검출하는데 한계가 있다. 저장탱크에 인접하여 복수개의 가스 검출장치를 설치하여 누출가스를 검출하고 있지만, 저장탱크 내의 가스누출에 의한 폭발 사고가 국내는 물론 전세계적으로 계속적으로 발생하고 있다.Storage tanks with a diameter of 10 meters or more or storage tanks with a height of 10 meters or more installed in industrial complexes such as Ulsan and Yeocheon have limitations in detecting leaked gas early as a detection method used in small-scale gas storage tanks. Although a plurality of gas detection devices are installed adjacent to the storage tank to detect leaking gas, explosion accidents caused by gas leakage in the storage tank continue to occur both domestically and globally.
대규모 저장탱크는 가스가 누출될 수 있는 면적이 넓고, 또한 탱크의 상부 등에서 노출될 경우에는 바람의 영향으로 검출장치에서 전혀 검출을 하지 못하는 문제점도 있다.Large-scale storage tanks have a wide area through which gas can leak, and when exposed from the top of the tank, there is a problem that the detection device cannot detect at all due to the influence of wind.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 대규모 저장탱크 전면에 다수의 검출장치를 배치하는 것은 비경제적일 뿐만 아니라, 다수의 검출장치를 계속적으로 점검, 관리하는 것도 매우 어려운 일다.In order to solve this problem, it is not only uneconomical to arrange a large number of detection devices in front of a large-scale storage tank, but it is also very difficult to continuously inspect and manage a large number of detection devices.
특허문헌 1은 액화 천연가스 저장탱크용 2차 방벽 검사 장치 및 방법에 관한 것으로서, 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생기; 레이저 빔을 확대시키는 빔 확대기; 빔 확대기를 지난 레이저 빔이 소정의 파장을 갖도록 통과되는 슬릿 구조체; 및 초음파 신호를 검출하는 검출기를 포함하되, 레이저 발생기로부터 발생된 레이저 빔이 빔 확대기 및 슬릿 구조체를 지나 액화 천연가스 저장탱크의 하부 단열 보드 상에 결합되는 주 2차 방벽에 부딪힘으로써 초음파가 생성되고, 생성된 초음파가 주 2차 방벽 상에 보조 2차 방벽을 접착시키기 위한 접착층을 통과하는 동안 보조 2차 방벽 밖으로 누출되어 검출기에서 검출되는 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1은 온도가 매우 낮은 초저온 액화 천연가스를 저장하는 저장탱크의 누출을 감지하기 위한 것으로서, 1차 방벽 및 2차 방벽으로 구성된 저장탱크의 2차 방벽의 접착 불량 등을 2차 방벽 밖으로 누출되는 초음파를 검출하여 검사하는 방법에 관한 것이다. 레이저를 사용하여 검출을 하고 있으나, 이는 상기 초음파를 검사하여 저장탱크의 방벽 자체의 이상 여부를 판별하기 위한 것으로서 외부로 누출되는 가스를 직접 검출하는 장치와는 차이가 있다.
특허문헌 2는 가스누출 감지시스템에 관한 것이다. 광원을 중심으로 원형으로 배치되는 센서와 회전하는 광원에 의해서 가스누출의 방위만을 특정하는 종래의 기술을 개선한 것으로서, 특정 거리에 일정한 간격으로 반사 광학계를 배치하고 각각의 반사 광학계에서 반사되는 광을 검출할 수 있는 검출부를 마련한 후 상기 반사 광학계에 순차적으로 광을 조사하여 이들로부터 검출되는 값을 활용하여 특정 간격에서의 가스누출을 감지하는 시스템에 관한 것이다.
특허문헌 2는 구체적인 누출 위치를 감지하는 것을 목적으로 하고 있으며, 이를 위해서 다수의 반사체를 위치에 따라 배치하고 또한 광원을 순차적으로 해당 반사체에 조사해야 한다. 특허문헌 2는 위치를 특정하기 위한 것으로서 다수의 반사체와 이들에 위치에 맞추어서 광은 조사하기 위해서 광원을 제어해야 하는 문제점이 있다. 본원발명과는 달리 이미 누출된 것이 확인된 이후에 위치를 특정하는 기술인 점에서 본원발명과는 세부 기술분야가 다르다.
특허문헌 3은 드론 탑재용 가스누출 감지장치로서 LED 광원을 이용하여 가스의 농도를 측정하는 가스감지기를 무인 비행체인 드론에 탑재하여 가스의 관로(管路)를 따라 비행하면서 가스배관에서 누출(漏泄)되는 가스를 정확하게 검출(檢出)하여 위치를 파악할 수 있고, 가스저장탱크와 같은 높은 구조의 시설물에서 누출되는 가스를 감시할 수 있는 장치에 관한 것이다.Patent Document 3 is a gas leak detection device for drones. A gas detector that measures the concentration of gas using an LED light source is mounted on a drone, which is an unmanned aerial vehicle, and leaks from the gas pipe while flying along the gas pipeline. ) It relates to a device capable of accurately detecting (檢出) gas to determine its location, and to monitor gas leaking from a facility with a high structure such as a gas storage tank.
특허문헌 3은 드론을 사용하고 있는바, 상시로 사용할 수 있는 것이 아니며, 일정 시간 동안 원하는 부위만을 감시할 수 있다는 점에서 본원발명과는 세부 기술분야가 다르다.Patent Document 3 is different from the present invention in that a drone is used, it is not always available, and only a desired part can be monitored for a certain period of time.
특허문헌 4는 적외선 분광기를 이용한 독성가스 검출 및 경보 장치 및 이를 이용한 독성가스 검출 및 경보 방법에 관한 것으로서, 적외선 분광기를 사용하여 독성가스 분자를 검출하는 것이며, 레이저는 얼라인과 거리 측정을 위해서 사용된다. 또한 특허문헌 4는 특정한 지역만을 집중적으로 감시하는 장치이다.Patent Document 4 relates to a toxic gas detection and alarm device using an infrared spectroscopy, and a toxic gas detection and alarm method using the same, which detects toxic gas molecules using an infrared spectroscopy, and a laser is used for alignment and distance measurement. do. In addition, Patent Document 4 is a device that intensively monitors only a specific area.
특허문헌 5는 연료누출 검출장치 및 방법에 관한 것으로서, LNG의 누출을 검출하기 위해서 특정 지역에 스캔하듯이 레이저를 조사한 이후 이를 CCD 등으로 촬영하여 분석하는 방법이다. 그러나 단순히 CCD 등만으로 미세한 누출가스를 검출하는 것이 어렵기 때문에 조기에 검출하고자 하는 본원발명과는 세부기술에 차이가 있다.Patent Document 5 relates to a fuel leak detection apparatus and method, and is a method of photographing and analyzing a laser by scanning a specific area in order to detect the leakage of LNG, and then photographing it with a CCD or the like. However, since it is difficult to detect a minute leaking gas with only a CCD or the like, there is a difference in detailed technology from the present invention, which is intended to be detected early.
상기와 같이 대규모 저장탱크의 전체 주변에서 미세한 누출가스를 상시로 검출할 수 있는 안정적인 장치 및 이를 이용한 검출방법은 아직까지 제시되지 않았다.As described above, a stable device capable of always detecting minute leaking gas around the entire periphery of a large-scale storage tank and a detection method using the same have not yet been presented.
본원발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 저장탱크의 주변에서 미세한 누출가스를 상시로 검출할 수 있는 안정적인 장치 및 이를 이용한 검출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a stable device capable of always detecting minute leaking gas in the vicinity of a storage tank and a detection method using the same.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본원발명은 레이저를 조사하는 레이저광원부; 상기 레이저광원부에서 조사된 레이저를 반사시켜 상기 반사되는 레이저의 궤적이 저장탱크의 외면을 근접하게 지나가도록 상기 저장탱크 외주변에 배치되는 반사부; 상기 반사부에서 반사된 레이저 궤적의 말단에 배치되며 상기 레이저를 집광하는 광검출부; 상기 광검출부에서 검출된 레이저를 이용하여 분석을 수행하는 프로세서부;를 포함하는 저장탱크의 가스누출 검출장치를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention comprises: a laser light source unit for irradiating a laser; A reflector disposed around the outer periphery of the storage tank to reflect the laser irradiated from the laser light source so that the trajectory of the reflected laser passes close to the outer surface of the storage tank; A light detection unit disposed at an end of the laser trajectory reflected by the reflection unit and condensing the laser; It provides a gas leak detection apparatus for a storage tank comprising; a processor unit that performs analysis using the laser detected by the photodetector.
본원발명에 따른 가스누출 검출장치는 TDLAS를 사용한 가스누출 검출장치다.The gas leak detection device according to the present invention is a gas leak detection device using TDLAS.
상기 반사부는 상기 반사되는 레이저의 궤적이 상기 저장탱크의 외주변을 적어도 1회 순회할 수 있도록 상기 저장탱크 외주변에 배치되는 복수의 반사경을 포함할 수 있다.The reflector may include a plurality of reflectors disposed around the outer periphery of the storage tank so that the trajectory of the reflected laser traverses the outer periphery of the storage tank at least once.
상기 반사부는 상기 반사되는 레이저의 궤적이 상기 저장탱크의 상면 및 측면 전부를 지나갈 수 있도록 상기 저장탱크 외주변에 배치되는 복수의 반사경을 포함할 수 있다.The reflector may include a plurality of reflectors disposed around the outer periphery of the storage tank so that the trajectory of the reflected laser may pass through all of the upper and side surfaces of the storage tank.
상기 레이저광원부는 상기 저장탱크의 상부 또는 하부 배치되며, 상기 반사부는 상기 반사되는 레이저의 궤적이 상기 레이저광원부로부터 시작하여 코일 형태로 점점 내려가거나 점점 올라가서 상기 레이저광원부와 수직 기준으로 반대쪽에 배치된 상기 광검출부로 도달하게 배치되는 복수의 반사경을 포함할 수 있다.The laser light source unit is disposed above or below the storage tank, and the reflecting unit is disposed on the opposite side of the laser light source unit in the form of a coil, starting from the laser light source unit and gradually lowering or gradually increasing the trajectory of the reflected laser. It may include a plurality of reflectors disposed to reach the photodetector.
상기 레이저광원부, 반사부, 광검출부는 모두 동일평면에 배치되고, 상기 반사부는 상기 반사되는 레이저의 궤적이 상기 저장탱크의 외주변을 1회만 순회할 수 있도록 배치되는 복수의 반사경을 포함할 수 있다.The laser light source unit, the reflection unit, and the light detection unit may all be disposed on the same plane, and the reflecting unit may include a plurality of reflectors disposed so that the trajectory of the reflected laser can traverse the outer periphery of the storage tank only once. .
상기 레이저광원부, 반사부, 광검출부가 배치되는 평면은 검출하고자 하는 가스가 공기보다 무거운 가스일 경우는 지상에서 1미터 이내의 높이에 배치되고, 검출하고자 하는 가스가 공기보다 가벼운 가스일 경우는 성인의 눈 높이 이상의 높이에 배치될 수 있다.The plane on which the laser light source, reflector, and photodetector are disposed is placed at a height of less than 1 meter from the ground when the gas to be detected is a gas heavier than air, and adults when the gas to be detected is a gas lighter than air. Can be placed at a height above the eye level of
상기 레이저광원부, 반사부, 광검출부는 상기 저장탱크 주변에 배치된 적어도 3개 이상의 기둥에 고정될 수 있다.The laser light source unit, the reflection unit, and the light detection unit may be fixed to at least three or more pillars disposed around the storage tank.
본원발명은 또한 상기 가스누출 검출장치에 의해서 저장탱크의 가스누출을 검출하는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of detecting a gas leak in a storage tank by the gas leak detection device.
본원발명은 1) 저장탱크의 주변에서 미세한 누출가스를 상시로 검출할 수 있고, 2) 하나의 광원을 사용하여 저장탱크 주변을 누적 스캔함으로써, 미세한 누출을 검출할 수 있으며, 3) 기계적으로 이동하는 부분이 없기 때문에 고장의 우려가 매우 낮고, 4) 광원과 센서부가 1쌍만으로 대규모 저장탱크 전부를 검출할 수 있는 매우 경제적인 장치 및 방법이다.In the present invention, 1) minute leaking gas can be detected in the vicinity of the storage tank at all times, 2) minute leakage can be detected by cumulative scanning around the storage tank using one light source, and 3) mechanical movement It is a very economical device and method that can detect all large-scale storage tanks with only one pair of light source and sensor unit, and 4) light source and sensor unit can detect all large-scale storage tanks with only one pair.
도 1은 파장가변형 다이오드레이저 흡수분광법(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, 이하 'TDLAS')에서 Beer-Lambert 법칙에 따른 계산식을 보여준다.
도 2는 본원발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 하면에 레이저 궤적이 배치된 가스누출 검출장치의 모식도이다.
도 3는 본원발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 상면에 레이저 궤적이 배치된 가스누출 검출장치의 모식도이다.
도 4는 본원발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 측면 전체에 레이저 궤적이 배치된 가스누출 검출장치의 모식도이다.
도 5는 본원발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 측면 전체 및 상면에 레이저 궤적이 배치된 가스누출 검출장치의 모식도이다.1 shows a calculation formula according to Beer-Lambert's law in Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (hereinafter'TDLAS').
2 is a schematic diagram of a gas leak detection apparatus in which a laser trajectory is disposed on a lower surface of a storage tank according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a gas leak detection apparatus in which a laser trajectory is disposed on an upper surface of a storage tank according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a gas leak detection apparatus in which a laser trajectory is disposed on an entire side of a storage tank according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of a gas leak detection apparatus in which a laser trajectory is disposed on the entire side and upper surface of a storage tank according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 본원 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본원 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본원 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, it will be described with reference to the drawings according to an embodiment of the present invention, but this is for a more easy understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
본 출원에서 "포함한다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 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.In the present application, terms such as "comprise", "have" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other It is to be understood that it does not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only a case in which it is directly connected, but also a case in which it is indirectly connected with another element interposed therebetween. In addition, the inclusion of a certain component does not exclude other components unless specifically stated to the contrary, but means that other components may be further included.
CO, CO2, NOx, SOx 등 다양한 가스들의 농도를 계측하는데 있어 측정 대상의 가스를 샘플링 하지 않고, 실시간 계측이 가능한 레이저를 이용한 계측 방법이 크게 각광받고 있다. 많은 가스 종들은 주로 적외선 영역에서 흡수가 이루어지는데, 여기서 적외선 영역은 근적외선(Near-infrared ray, 0.8㎛ - 1.5㎛), 중적외선(Mid-infrared ray, 1.5㎛ - 5.6㎛), 원적외선(Far-infrared ray, 5.6㎛ - 1000㎛)으로 나눌 수 있다. 중적외선에서는 분자의 흡수를 일으키는 분자의 진동이나 회전운동 모드들이 집중되어 있어, 빛의 파장을 흡수하는 분자의 특성을 이용한 DAS(Direct Absorption Spectroscopy) 계측 기법에 적용되어 측정 대상 가스의 농도나 온도를 계측하는 방법에 탁월한 효과를 나타내고 있다.In measuring the concentration of various gases such as CO, CO2, NOx, and SOx, a measurement method using a laser capable of real-time measurement without sampling the gas to be measured is receiving great attention. Many gas species are mainly absorbed in the infrared region, where the infrared region is near-infrared ray (0.8㎛-1.5㎛), mid-infrared ray (1.5㎛-5.6㎛), far-infrared ray (Far-infrared ray). infrared ray, 5.6㎛-1000㎛). In the mid-infrared ray, the vibration and rotational motion modes of molecules that cause the absorption of molecules are concentrated, so it is applied to the DAS (Direct Absorption Spectroscopy) measurement technique that uses the characteristics of molecules that absorb the wavelength of light to measure the concentration or temperature of the gas to be measured It has an excellent effect on how to measure.
파장가변형 다이오드레이저 흡수분광법(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, 이하 'TDLAS')는 광원으로 파장가변형 레이저를 사용하는데, 계측 영역을 투과하기 전의 초기 레이저 강도(I0)와 계측 영역을 지나 흡수가 일어난 후의 레이저 강도(I)의 비를 비교하여 농도와 온도를 구하는 방법이다. 이는 Beer-Lambert 법칙을 근거로 한다.Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (hereinafter referred to as'TDLAS') uses a variable-wavelength laser as a light source.The initial laser intensity (I0) before passing through the measurement area and the laser after absorption has occurred through the measurement area. This is a method of calculating the concentration and temperature by comparing the ratio of the intensity (I). It is based on the Beer-Lambert law.
도 1의 식에서 알 수 있듯이 흡수량은 광학적 측정거리(optical path length, L)에 비례하는 것을 알 수 있다. 누출가스를 측정하는 환경에서 각 누출가스의 농도가 아주 미세하다고 가정하면 계측 향상을 위한 주요 변수 값은 측정거리(L)와 온도(T)가 된다. 본원발명에 따른 가스누출 검출장치는 측정거리(L)은 변하지 않지만 계절, 밤낮 등에 따라 온도 T는 계속 변하게 된다. 이하 TDLAS 자체에 대한 기술적 사항은 특허문헌 6, 7, 8에 기재된바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.As can be seen from the equation of FIG. 1, it can be seen that the absorption amount is proportional to the optical path length (L). Assuming that the concentration of each leaked gas is very fine in the environment where the leaked gas is measured, the values of the main variables for improving the measurement are the measurement distance (L) and temperature (T). In the gas leak detection apparatus according to the present invention, the measurement distance L does not change, but the temperature T continues to change depending on the season, day and night. Hereinafter, technical matters for the TDLAS itself are described in Patent Documents 6, 7, and 8, and detailed descriptions thereof will be omitted.
도 2는 본원발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 하면에 레이저 궤적이 배치된 가스누출 검출장치(100)의 모식도이다.2 is a schematic diagram of a gas
레이저 광원(10)으로부터 조사된 레이저는 저장탱크 주변에 설치된 지지부(30)에 마련된 반사부(40)에 반사되어 저장탱크 하단 주변을 1회 순회하는 레이저 궤적을 만든 후 레이저 검출부(20)에서 검출된다.The laser irradiated from the
도 2의 경우에는 누출가스가 공기보다 무거운 경우로서, 저장탱크(50)의 하단부에 레이저 궤적을 만듦으로써 공기보다 무거운 누출가스를 빠르게 검출할 수 있다. 도 2에 레이저 광원(10)을 별도로 표시하였으나, 레이저 광원(10)은 레이저 검출부(20)가 설치된 지지부(30)에 같이 설치되거나 별도의 지지부에 설치될 수 있다. 이때 상기 레이저 궤적의 높이는 1미터 이하가 바람직하다. 사람의 눈에 영향을 주지 않는 높이가 더욱 바람직하다. 도 2에 있어서 도면에서는 직접 표시되지 않았지만, 저장탱크(50)의 뒷면에도 반사부(40)가 배치되어 있다. 레이저 검출부(20)는 TDLAS에 사용되는 레이저 검출부 모두가 사용가능하다. 상기 레이저 광원(10)은 TDLAS가 적용될 수 있는 레이저는 모두 가능하며, 반사부(40)는 거울 또는 프리즘을 사용할 수 있다.In the case of FIG. 2, the leaked gas is heavier than air, and by creating a laser trajectory at the lower end of the
본원발명에 다른 가스누출 검출장치는 가스가 누출되는 위치를 특정하기 보다는 저장탱크에서 가스가 누출될 경우 빠르게 감지하여 이를 사용자 또는 관리자에게 제공하기 위함이다.The gas leak detection apparatus according to the present invention is to detect a gas leak from a storage tank quickly and provide it to a user or an administrator rather than specifying the location of the gas leak.
도 3는 본원발명의 일 실시예에 따른 저장탱크(50) 상면에 레이저 궤적이 배치된 가스누출 검출장치(200)의 모식도이다. 도 3에 따른 장치(200)는 도 2에 따른 장치(100)에서 레이저의 궤적을 저장탱크(50)의 상부로 이동한 것이다. 이러한 경우는 누출가스가 공기보다 가벼울 경우 적용하는 것이 바람직하다.3 is a schematic diagram of a gas
도 4는 본원발명의 일 실시예에 따른 저장탱크(50) 측면 전체에 레이저 궤적이 배치된 가스누출 검출장치(300)의 모식도이며, 도 5는 본원발명의 일 실시예에 따른 저장탱크(50) 측면 전체 및 상면에 레이저 궤적이 배치된 가스누출 검출장치(400)의 모식도이다. 도 5는 도 4에 따른 가스누출 검출장치를 개량하여 저장탱크(50) 상면에서도 검출이 되도록 지지부(30) 최상단에 배치된 반사부(40)의 반사 각도를 변경한 것이다.4 is a schematic diagram of a gas
도 4 또는 도 5에 따른 가스누출 검출장치(300, 400)는 저장탱크(50)의 상부 또는 하부에 배치된 레이저 광원(10)에서 조사되는 레이저가 저장탱크(50) 외주부를 일주하면서 코일 형태와 같이 점점 더 하부로 향하거나 상부로 향하게 반사부(40)가 배치된 것이다. 도 4 및 도 5에서는 하부에서 상부로 향하게 도식화 되어 있으나, 상부에서 하부로도 변경할 수 있다.The gas
100, 200, 300, 400 : 가스누출 검출장치
10 : 레이저 광원
20 : 레이저 검출부
30 : 지지부
40 : 반사부
50 : 저장탱크100, 200, 300, 400: gas leak detection device
10: laser light source
20: laser detection unit
30: support
40: reflector
50: storage tank
Claims (8)
상기 레이저광원부에서 조사된 레이저를 반사시켜 상기 반사되는 레이저의 궤적이 저장탱크의 외면을 근접하게 지나가도록 상기 저장탱크 외주변에 배치되는 반사부;
상기 반사부에서 반사된 레이저 궤적의 말단에 배치되며 상기 레이저를 집광하는 광검출부;
상기 광검출부에서 검출된 레이저를 이용하여 분석을 수행하는 프로세서부;를 포함하는 저장탱크의 가스누출 검출장치.A laser light source for irradiating a laser;
A reflector disposed around the outer periphery of the storage tank to reflect the laser irradiated from the laser light source so that the trajectory of the reflected laser passes close to the outer surface of the storage tank;
A light detection unit disposed at an end of the laser trajectory reflected by the reflection unit and condensing the laser;
A gas leak detection apparatus comprising a; a processor unit that performs analysis using the laser detected by the photodetector.
상기 반사부는 상기 반사되는 레이저의 궤적이 상기 저장탱크의 외주변을 적어도 1회 순회할 수 있도록 상기 저장탱크 외주변에 배치되는 복수의 반사경을 포함하는 저장탱크의 가스누출 검출장치.The method of claim 1,
The reflecting unit includes a plurality of reflectors disposed on the outer periphery of the storage tank so that the trajectory of the reflected laser traverses the outer periphery of the storage tank at least once.
상기 반사부는 상기 반사되는 레이저의 궤적이 상기 저장탱크의 상면 및 측면 전부를 지나갈 수 있도록 상기 저장탱크 외주변에 배치되는 복수의 반사경을 포함하는 저장탱크의 가스누출 검출장치.The method of claim 1,
The reflection unit gas leak detection apparatus of a storage tank including a plurality of reflectors disposed around the storage tank so that the trajectory of the reflected laser can pass through all of the top and side surfaces of the storage tank.
상기 레이저광원부는 상기 저장탱크의 상부 또는 하부 배치되며,
상기 반사부는 상기 반사되는 레이저의 궤적이 상기 레이저광원부로부터 시작하여 코일 형태로 점점 내려가거나 점점 올라가서 상기 레이저광원부와 수직 기준으로 반대쪽에 배치된 상기 광검출부로 도달하게 배치되는 복수의 반사경을 포함하는 저장탱크의 가스누출 검출장치.The method of claim 1,
The laser light source unit is disposed above or below the storage tank,
The reflecting unit includes a plurality of reflectors arranged so that the trajectory of the reflected laser starts from the laser light source unit and gradually descends or goes up in a coil shape to reach the light detection unit disposed on the opposite side with respect to the laser light source unit. Tank gas leak detection device.
상기 레이저광원부, 반사부, 광검출부는 모두 동일평면에 배치되고,
상기 반사부는 상기 반사되는 레이저의 궤적이 상기 저장탱크의 외주변을 1회만 순회할 수 있도록 배치되는 복수의 반사경을 포함하는 대치되는 저장탱크의 가스누출 검출장치.The method of claim 1,
The laser light source unit, the reflection unit, and the light detection unit are all disposed on the same plane,
The reflecting unit includes a plurality of reflecting mirrors disposed so that the trajectory of the reflected laser traverses the outer periphery of the storage tank only once.
상기 레이저광원부, 반사부, 광검출부가 배치되는 평면은 검출하고자 하는 가스가 공기보다 무거운 가스일 경우는 지상에서 1미터 이내의 높이에 배치되고, 검출하고자 하는 가스가 공기보다 가벼운 가스일 경우는 성인의 눈 높이 이상의 높이에 배치되는 저장탱크의 가스누출 검출장치.The method of claim 5,
The plane on which the laser light source, reflector, and photodetector are disposed is placed at a height within 1 meter from the ground when the gas to be detected is a gas heavier than air, and adults when the gas to be detected is a gas lighter than air. A gas leak detection device in a storage tank that is placed at a height above the eye level.
상기 레이저광원부, 반사부, 광검출는 상기 저장탱크 주변에 배치된 적어도 3개 이상의 기둥에 고정되는 저장탱크의 가스누출 검출장치.The method of claim 1,
The gas leak detection device of the storage tank is fixed to at least three or more pillars arranged around the storage tank for the laser light source unit, the reflection unit, and the light detection unit.
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Citations (8)
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---|---|---|---|---|
KR20040064506A (en) | 2003-01-13 | 2004-07-19 | 한국생산기술연구원 | Measurement system for using diode laser |
KR100481433B1 (en) | 2003-10-27 | 2005-04-14 | 한국생산기술연구원 | Semiconductor diode laser photo-analyzing system |
KR20060124111A (en) | 2005-05-31 | 2006-12-05 | 한국생산기술연구원 | Apparatus for measuring exhaust gas using wavelength modulation spectroscopy |
JP2014185914A (en) | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Device and method for detecting fuel leakage |
KR101469017B1 (en) | 2014-06-12 | 2014-12-05 | 주식회사 코인즈 | Driving robot having the driving platform capable of bent pipe adaptive work for regenerating superannuated pipes |
KR101649574B1 (en) | 2015-05-27 | 2016-08-19 | 윤명섭 | the gas leak of mid infrared optical sensor for drone |
JP6071519B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-02-01 | 三菱重工業株式会社 | Gas leak detection system |
KR101947172B1 (en) | 2011-12-16 | 2019-02-13 | 삼성중공업 주식회사 | Apparatus and method for detection test of secondary barrier of lng storage tank |
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---|---|---|---|---|
CA1007325A (en) * | 1973-11-14 | 1977-03-22 | Her Majesty In Right Of Canada As Represented By Atomic Energy Of Canada Limited | Gas detection system |
KR20100135060A (en) * | 2009-06-16 | 2010-12-24 | 에이엘티 세미콘(주) | Optical gas sensor and gas concentration analyzer including the same |
KR102056799B1 (en) * | 2017-10-31 | 2019-12-18 | 한국생산기술연구원 | Automatic Alignment System for TDLAS of Simultaneous Measurement of Multicomponent Gas |
KR102056767B1 (en) * | 2017-10-31 | 2019-12-18 | 한국생산기술연구원 | Probe Type Optical Measurement Apparatus |
-
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040064506A (en) | 2003-01-13 | 2004-07-19 | 한국생산기술연구원 | Measurement system for using diode laser |
KR100481433B1 (en) | 2003-10-27 | 2005-04-14 | 한국생산기술연구원 | Semiconductor diode laser photo-analyzing system |
KR20060124111A (en) | 2005-05-31 | 2006-12-05 | 한국생산기술연구원 | Apparatus for measuring exhaust gas using wavelength modulation spectroscopy |
KR101947172B1 (en) | 2011-12-16 | 2019-02-13 | 삼성중공업 주식회사 | Apparatus and method for detection test of secondary barrier of lng storage tank |
JP6071519B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-02-01 | 三菱重工業株式会社 | Gas leak detection system |
JP2014185914A (en) | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Device and method for detecting fuel leakage |
KR101469017B1 (en) | 2014-06-12 | 2014-12-05 | 주식회사 코인즈 | Driving robot having the driving platform capable of bent pipe adaptive work for regenerating superannuated pipes |
KR101649574B1 (en) | 2015-05-27 | 2016-08-19 | 윤명섭 | the gas leak of mid infrared optical sensor for drone |
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