KR100577073B1 - 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템 - Google Patents

다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 메인서버에 무선망을 통해 결합되는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템에 있어서, 방사능을 검출하는 방사능 검출기, GPS 위성과 위치 데이터를 송수신하여 방사능이 검출된 현재 위치를 산출하는 GPS 단말기, 상기 검출된 방사능의 종류 및 방사선량을 산출하고, 상기 GPS 단말기에서 산출된 현재 위치 데이터, 방사능 종류 및 상기 방사선량 데이터를 상기 메인 서버로 송출하는 모니터 장치 및 검출된 방사능 물질을 포집하는 집진장치를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 방사능 사고 발생 시 신속하게 방사능 사고 위치, 방사능 종류, 방사선량을 검출하여 중앙통제센터로 전송함과 아울러 발생된 방사능 물질을 현장에서 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다.
방사능, 위치, GPS, 집진, SMS.

Description

다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템{A Multi-purpose Radioactive Contamination Distribution Tele-Monitoring And Dust Collecting Apparatus}
도 1은 본 발명에 따른 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링을 위한 전체 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 방사능 측정 및 집진 시스템의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1의 모니터 장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 집진장치의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 집진장치의 개략적인 평면도이다.
<주요 도면부호에 관한 설명>
10 : 방사능 측정 및 집진 시스템
20 : GPS 위성 30 : 무선 통신망
40 : 메인 서버 11 : 지지부재
12 : 바퀴 13 : 방사능 검출기
14 : GPS 단말기 15 : 모니터 장착부
16 : 모니터 장치 17 : 호스
18 : 집진장치 19 : 흡입구
110 : 유입구 120 : 집진통
130 : 제 1 필터 140 : 진공펌프
150 : 제 2 필터 160 : 충전기
170 : 배출구 180 : 차폐체
190 : 장착부재
본 발명은 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방사능 사고나 방사선 시설 주변에 시설에서 비산된 방사능 물질을 확인하여 방사선량 및 위치 정보를 중앙통제센터에 전송함과 아울러 대상 방사능 물질을 제거할 수 있도록 하는 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 방사능 사고나 방사선 시설 주변에 대한 방사선 측정은 주기적으로 행해지고 있으나, 이러한 방사선 측정은 해당 장소에 방사능이 있다는 것을 통보하는 정도이거나 일정한 장소에 방사선 측정기를 설치하여 주변에 대한 방사선 변화를 실시간으로 중앙통제센터로 전송하는 정도이다.
이러한 결과로 방사능 사고 시 사고 원인 분석 및 대처에 상당한 시간이 소요되고 방사능 물질은 주변 여건에 따라 타지역으로 이동하여 방사능 오염이 확산되는 문제점이 발생하며, 방사능 확산에 따라 방사선량 측정 결과가 달라지게 되는 문제점이 있다.
또한, 방사능 시설 주변에 대한 방사선 측정은 지역적 한계성과 함께 고비용이 소요되는 문제점이 대두되고 있다.
따라서, 종래 방사능 사고 시 신속하게 방사능 사고 위치 및 방사선량을 알려줌과 동시에 방사능 물질을 현장에서 제거할 수 있도록 할 수 있는 장치에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 방사능 사고 발생 시 신속하게 방사능 사고 위치, 방사능 종류, 방사선량을 검출하여 중앙통제센터로 전송함과 아울러 발생된 방사능 물질을 현장에서 제거할 수 있도록 하는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 방사능을 검출하는 방사능 검출기, GPS 위성과 위치 데이터를 송수신하여 방사능이 검출된 현 재 위치를 산출하는 GPS 단말기, 상기 검출된 방사능의 종류 및 방사선량을 산출하고, 상기 GPS 단말기에서 산출된 현재 위치 데이터, 상기 방사능 종류 및 방사선량 데이터를 상기 메인 서버로 송출하는 모니터 장치 및 검출된 방사능 물질을 포집하는 집진장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템이 제공된다.
상기 집진장치는 흡입된 방사능 물질 중 자중에 의해 하강하는 입자 성분을 포집하는 집진통, 상기 집진통에 포집되는 않은 입자를 1차적으로 여과시키는 제 1 필터, 상기 제 1 필터의 후단에 위치하고 진공압을 가하여 발생된 방사능 물질을 흡입하는 진공펌프 및 상기 진공펌프에 의해 압입된 상기 미세입자를 2차적으로 여과시키는 제 2 필터를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1 필터는 백필터이고, 상기 제 2 필터는 HEPA(High Efficiency Particulate Arrestor)필터 또는 ULPA(Ultra Low Penetration Absolute)필터 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 집진장치는 상기 진공펌프에 전원을 공급하기 위한 차량용 충전기가 더 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 집진장치는 방사능을 외부와 차단시키기 위한 차폐체 및 상기 차폐체가 설치된 외부 일측에 설치되어 사용자의 신체에 장착되는 장착부재를 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 모니터 장치는 상기 방사능 검출기에서 검출된 방사능의 종류 및 방사선량을 산출하는 방사선량 산출부, 검출된 방사능의 종류, 방사선량 및 방사능 검 출 위치를 표시하는 표시부, 상기 검출된 방사능의 종류, 방사선량 및 방사능 검출 위치 데이터를 포함하는 문자 메시지를 생성하여 상기 메인서버로 전송하는 무선 송수신부; 및 작동 명령을 입력받기 위한 스위치부를 포함하여 구성된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링을 위한 전체 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전체 시스템은 방사능 측정 및 집진 시스템(10), GPS 위성(20), 무선통신망(30) 및 메인서버(40)를 포함하여 구성된다.
방사능 측정 및 집진 시스템(10)은 이동형으로 설계되어 이동 중에 방사능을 검출하여 방사능 사고 발생 시 사고 위치, 방사능 종류, 방사선량을 검출하여 중앙통제센터에 설치된 메인서버(40)로 전송함과 아울러 발생된 방사능 물질을 현장에서 제거할 수 있도록 하는 장치이다. 방사능 측정 및 집진 시스템(10)은 GPS 위성(20)과 위치 산출을 위한 데이터를 송수신하여 산출된 위치 정보 및 방사능을 검출하여 검출된 방사능 종류와 방사선량에 대한 정보를 문자 메시지 형태로 무선통신망(30)을 통해 메인서버(40)로 전송한다.
GPS 위성(20)은 3각 측량을 위해 3개 이상의 위성이 필요하며, 3개 이상의 GPS P위성(20)으로부터 수신된 데이터의 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 의하여 현재 위치를 정확히 계산할 수 있다.
무선통신망(30)은 도 1에 도시된 바와 같이, BSC/BTS(31), PCX(33) 및 SMSC(35)를 포함하여 구성된다.
BSC/BTS(31)는 기지국을 제어하고, 방사능 측정 및 집진 시스템(10)로부터 수신된 문자 메시지를 PCX(30)로 전송하기 위한 것으로서, BTS 및 BSC를 포함한다. BTS(Base Station Transceiver System : 기지국)는 셀 내에 있는 방사능 측정 및 집진 시스템(10)과 무선으로 통신하여 이동통신 서비스를 제공하는 장치로서, 이를 위해 BTS는 무선 채널의 부호화 및 복호화를 수행하여 방사능 측정 및 집진 시스템(10)과 무선 신호를 송수신한다. BSC(Base Station Controller : 기지국 제어기)는 복수개의 BTS와 정합을 하여, 셀 간의 핸드오프 처리, 호 제어, 기지국의 운용과 유지보수 제어 등의 기능을 수행한다.
PCX(33)(Personal Communication eXchange : 이동교환장치)는 이동통신망과 PSTN, ISDN 등과 같은 고정망 사이의 연동, 또는 이동통신망과 PLMN, 인터넷망, PSPDN과 같은 타사업자의 망 사이의 연동 기능을 제공하는 것으로서, 본 실시예에서는 BTS/BSC(20)와 정합하기 위한 정합처리를 수행하고, BTS/BSC(20)로부터 수신된 문자 메시지를 수신하여 SMSC(40)로 전송하는 기능을 수행한다.
SMSC(Short Message Service Center)(35)는 PCX(33)로부터 수신된 문자 메시지에서 수신번호 데이터를 추출하여 수신번호에 해당하는 메인서버(40)로 문자 메시지를 전송한다.
메인서버(40)는 중앙통제센터에 구비된 컴퓨터로서, 무선통신망(30)을 경유하여 방사능 측정 및 집진 시스템(10)으로부터 수신된 문자 메시지에 포함된 사고 위치, 방사능 종류, 방사선량을 수신하면 이를 GIS 위성 지도 상에 방사선량과 오염정도를 색깔로 표시하여 분포도를 나타내고 데이터베이스화하여 각 지역의 방사능 발생 상황을 원격으로 모니터링할 수 있도록 한다.
도 2는 도 1의 방사능 측정 및 집진 시스템의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방사능 측정 및 집진 시스템(10)은 이동이 용이하도록 저면에 바퀴(12)가 설치된 지지부재(11) 상에 방사능을 검출하기 위한 방사능 검출기(13)가 장착된 구조를 갖는다. 방사능 검출기(13)는 방사선이 입사되면 입사된 방사선이 내부 검출매질과의 상호작용을 통하여 펄스 또는 전류신호로 바뀌게 되는 원리를 이용한 것이다.
방사능 검출기(13)의 상면 일측에는 GPS 위성(20)과 데이터를 송수신하여 현재 위치를 산출하는 GPS 단말기(14)가 설치되고 하면 일측에는 발생된 방사능 물질을 흡입하기 위한 흡입구(19)가 형성되어 있다.
흡입구(19)에는 호스(17)의 일단이 연결되고, 호스(17)의 타단은 집진장치(18)에 연결되어 있다.
집진장치(18)는 검출된 방사능 물질을 포집하는 장치로서 세부적인 구성은 도 4 및 도 5에서 상세하게 설명하기로 한다.
방사능 검출기(13)의 상면 중앙부에는 모니터 장치(16)를 장착하기 위한 모니터 장착부(15)가 설치되어 있다.
모니터 장치(16)는 방사능 검출기(13)에서 검출된 방사능의 종류 및 방사선량을 산출하고, GPS 단말기(14)에서 산출된 현재 위치 데이터, 방사능의 종류 및 방사선량 데이터를 문자 메시지의 형태로 메인서버(40)로 송출하는 것으로서, 세부적인 구성은 도 3에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 도 1의 모니터 장치(16)의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 모니터 장치(16)는 방사선량 검출부(16-1), 표시부(16-3), 무선 송수신부(16-5), 스위치부(16-7) 및 제어부(16-9)를 포함하여 구성된다.
방사선량 검출부(16-1)는 방사능 검출기(13)에서 검출된 방사능의 종류 및 방사선량을 산출하는 것이다. 방사선량 검출부(16-1)는 방사능 검출기(13)에서 방사능의 세기에 상응하여 발생된 펄스 또는 전류신호를 계수하여 방사선량을 산출한다. 방사선의 종류에는 알파, 베타, 감마, 엑스선 및 중성자선이 있으며 이는 방사능물질에 따라 그 발생이 다르다. 또한 이들 방사선이 방사능 검출기(13)로 들어오면 방사선과 방사능 검출기(13)내 물질간의 상호작용에 의해 전자가 발생하고 이 전자가 가속됨으로써 최종 모여진 전자수에 의해 방사선량을 알 수 있거나 전자에너지에 의해 방사능물질이 무엇인지 알 수 있다. 또한. 여기서 반응물질은 플라스틱형광체, 반도체 유기물질 개스(할로켄, 메탄 등)등이 사용되며, 방사선의 특성에 따라 선택적으로 사용된다.
표시부(16-3)는 검출된 방사능의 종류, 방사선량 및 방사능 검출 위치를 표시하는 것으로서, CRT, LCD, EL, PDP 등의 각종 표시장치가 사용될 수 있다.
무선 송수신부(16-5)는 검출된 방사능의 종류, 방사선량 및 방사능 검출 위치 데이터를 포함하는 문자 메시지를 생성하여 무선통신망(30)을 통해 메인서버(40)로 전송하는 부분이다.
스위치부(16-7)는 작동 명령을 입력받기 위한 부분으로서, 전원 스위치, 진공펌프 작동 스위치, 송수신 동작 스위치 등이 구비될 수 있다.
제어부(16-9)는 상기 각 구성을 제어하기 위한 것으로서, 방사능 검출기(13)로부터 검출 신호가 수신되면 방사선량 산출 제어신호를 생성하여 방사선량 산출부(16-1)로 전송하고, 방사선량이 산출되면 표시 제어신호를 생성하여 표시부(16-3)로 전송하며, 송수신 제어신호를 무선 송수신부(16-5)로 전송하여 위치 데이터, 방사능 종류 및 방사선량 데이터를 포함하는 문자 메시지를 생성하여 무선통신망(30)을 통해 송출하도록 제어한다.
도 4는 도 1의 집진장치(18)의 세부 구성을 도시한 블록도이고, 도 5는 집진장치의 개략적인 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 집진장치(18)는 집진통(120), 제 1 필터(130), 진공펌프(140), 제 2 필터(150) 및 충전기(160)를 포함하여 구성된다.
집진통(120)은 유입구(110) 측 하부에 위치하여 흡입된 방사능 물질 중 자중 에 의해 하강하는 큰 입자 성분을 포집하는 것으로서, 유입구(110)를 통해 유입된 방사능 물질 중 큰 입자는 자중에 의해 집진통(120)에 포집되고 가벼운 작은 입자 성분은 하강하지 않고 후단의 제 1 필터(130)측으로 유입된다.
제 1 필터(130)는 집진통에 포집되는 않은 입자를 1차적으로 여과시키는 것으로서, 본 실시예에서는 백필터가 사용되었다.
진공펌프(140)는 진공압을 가하여 흡입구(19)로부터 방사능 물질을 흡입시키는 것으로서 제 1 필터(130)와 제 2 필터(150) 간에 위치하여 제 1 필터에서 여과된 미세입자가 제 2 필터(150)로 잘 유입될 수 있도록 한다.
제 2 필터(150)는 진공펌프에 의해 압입된 상기 미세입자를 2차적으로 여과시키는 것으로서, 제 1 필터(130)에서 여과되지 않은 미세한 입자를 걸러내기 위한 것이므로 0.3μm 이상의 입자를 여과할 수 있는 HEPA(High Efficiency Particulate Arrestor)필터 또는 0.1 ~ 0.01μm 의 입자까지 걸러내는 ULPA(Ultra Low Penetration Absolute)필터 등을 사용하는 것이 바람직하다.
충전기(160)는 진공펌프(140)를 작동시키기 위한 전원을 공급하는 것으로서, 차량 등에서 용이하게 충전이 가능하도록 차량용 충전기가 채택되는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이, 집진장치(18)는 작업자의 어깨 등에 장착되어 사용되도록 하기 위해 일면에 납 등의 재질로 이루어지는 차폐체(180)가 설치되고, 차폐체(180)가 설치된 부분의 외측에 작업자의 어깨나 허리에 장착되도록 하는 장착부재(190)가 설치되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 방사능 사고 발생 시 신속하게 방사능 사고 위치, 방사능 종류, 방사선량을 검출하여 중앙통제센터로 전송함과 아울러 발생된 방사능 물질을 현장에서 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (6)

  1. 메인서버에 무선망을 통해 결합되는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템에 있어서,
    방사능을 검출하는 방사능 검출기;
    GPS 위성과 위치 데이터를 송수신하여 방사능이 검출된 현재 위치를 산출하는 GPS 단말기;
    상기 검출된 방사능의 종류 및 방사선량을 산출하고, 상기 GPS 단말기에서 산출된 현재 위치 데이터, 방사능 종류 및 상기 방사선량 데이터를 상기 메인 서버로 송출하는 모니터 장치; 및
    검출된 방사능 물질을 포집하는 집진장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 집진장치는
    흡입된 방사능 물질 중 자중에 의해 하강하는 입자 성분을 포집하는 집진통;
    상기 집진통에 포집되는 않은 입자를 1차적으로 여과시키는 제 1 필터;
    상기 제 1 필터의 후단에 위치하고 진공압을 가하여 발생된 방사능 물질을 흡입하는 진공펌프; 및
    상기 진공펌프에 의해 압입된 상기 미세입자를 2차적으로 여과시키는 제 2 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 백필터이고,
    상기 제 2 필터는 HEPA(High Efficiency Particulate Arrestor)필터 또는 ULPA(Ultra Low Penetration Absolute)필터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 집진장치는 상기 진공펌프에 전원을 공급하기 위한 차량용 충전기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 집진장치는 방사능을 외부와 차단시키기 위한 차폐체; 및
    상기 차폐체가 설치된 외부 일측에 설치되어 사용자의 신체에 장착되는 장착부재가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터 장치는
    상기 방사능 검출기에서 검출된 방사능의 종류 및 방사선량을 산출하는 방사선량 산출부;
    검출된 방사능의 종류, 방사선량 및 방사능 검출 위치를 표시하는 표시부;
    상기 검출된 방사능의 종류, 방사선량 및 방사능 검출 위치 데이터를 포함하는 문자 메시지를 생성하여 상기 메인서버로 전송하는 무선 송수신부; 및
    작동 명령을 입력받기 위한 스위치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 방사능 오염 분포도 원격 모니터링 및 집진 시스템.
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