KR100616557B1 - 유사 휘발유 판별장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 판별할 휘발유의 샘플을 소정 온도로 가열하는 가열부와, 가열부에 의해 기체상태가 된 샘플의 일부를 채취하여 VOC 농도를 측정하는 VOC 센서와, 상기 VOC 센서에서 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기에서 변환된 샘플의 디지털 신호와 정품 휘발유의 디지털 신호를 비교하여 샘플의 진위여부를 판별하는 제어부와, 상기 제어부에서 판별된 결과를 외부로 출력하는 디스플레이부와, 샘플의 디지털 신호와 정품 휘발유의 디지털 신호의 차이가 기 설정된 오차범위를 벗어날 경우 경고 신호를 외부로 출력하는 알림수단을 포함하여 구성되고, 상기와 같이 구성된 본 발명을 주유기의 주변에 설치한 후, 소비자의 요구에 따라 주유기를 통해 차량으로 주입되는 휘발유의 일부를 샘플링하고, 샘플링 한 휘발유의 진위를 판별하여 보여줌으로써 소비자가 안심하고 휘발유를 사용할 수 있도록 한 유사 휘발유 판별장치를 제공한다.
휘발유, 판별, VOC 센서, A/D 변환기, 제어부, 챔버
Description
도 1은 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치의 일 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치의 다른 실시예를 도시하는 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100 : 유사 휘발유 판별장치 110 : 저장탱크
120 : 가열부 130 : VOC 센서
140 : A/D 변환기 150 : 제어부
160 : 디스플레이부 170 : 알림수단
180 : 챔버
본 발명은 유사 휘발유 판별장치에 관한 것으로, 구체적으로는 주유소 등의 주유기 주변에 설치되어 주유기를 통해 주입되는 휘발유의 진위여부를 소비자에게 보여줌으로써 소비자가 안심하고 주유할 수 있도록 한 유사 휘발유 판별장치에 관한 것이다.
유사 휘발유란, 정유회사에서 생산된 정상적인 휘발유(이하, 정품 휘발유라 함)의 유통과정 중 정품 휘발유에 솔벤트, 벤젠, 톨루렌, 크실렌 등을 첨가하거나 등유, 경유 등을 혼합하여 제조한 것을 이야기한다.
그런데 상기와 같은 유사 휘발유는 정품 휘발유와는 달리 정상적인 연소가 되지 않으므로 차량의 출력이 저하되고, 엔진의 피스톤이나 밸브를 손상시키게 된다. 또한, 엔진의 연비가 떨어지는 것은 물론이며, 엔진 성능에도 나쁜 영향을 미쳐 차량의 수명이 단축되는 문제점이 발생된다.
이러한 문제점을 예방하기 위하여 최근에는 휘발유 고유의 물리적인 특성인 비중과 증기압을 이용하여 휘발유의 진위여부를 판별하는 장비가 제공되고 있다. 하지만, 상기와 같은 장비는 가격이 매우 고가이며, 휘발유의 진위여부를 판별하는데 많은 시간이 소요되기 때문에 주유 중인 소비자에게 주유되는 휘발유의 진위여부를 알리는 것을 불가능한 일이었다.
따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 주유기의 주변에 설치한 후, 소비자의 요구에 따라 주유기를 통해 차량으로 주입되는 휘발유의 일부를 샘플링하고, 샘플링 한 휘발유의 진위를 판별하여 보여줌으로써 소비자가 안심하고 휘발유를 사용할 수 있도록 한 유사 휘발유 판별장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장 치는, 판별할 휘발유의 샘플을 소정 온도로 가열하는 가열부와, 가열부에 의해 기체상태가 된 샘플의 일부를 채취하여 VOC 농도를 측정하는 VOC 센서와, 상기 VOC 센서에서 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기에서 변환된 샘플의 디지털 신호와 정품 휘발유의 디지털 신호를 비교하여 샘플의 진위여부를 판별하는 제어부와, 상기 제어부에서 판별된 결과를 외부로 출력하는 디스플레이부와, 샘플의 디지털 신호와 정품 휘발유의 디지털 신호의 차이가 기 설정된 오차범위를 벗어날 경우 경고 신호를 외부로 출력하는 알림수단을 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치(100)의 일 실시예는, 주유기의 주유건로부터 채취된 휘발유 샘플을 일시 저장하기 위한 저장탱크(110)를 포함하여 구성된다.
상기 저장탱크(110)의 내부에는 휘발유 샘플이 저장될 수 있도록 소정 공간이 마련되고, 상부 일측에는 샘플이 주입되는 주입관(112)이 형성되며, 상기 주입관(112) 상에는 주입되는 휘발유에 포함된 이물질 및 수분을 제거하기 위한 여과수단(114)이 구비된다.
또한, 상기 저장탱크(110)의 하부에는 휘발유 샘플의 휘발성을 증대시키기 위하여 휘발유 샘플, 즉 저장탱크(110)에 저장된 휘발유 샘플을 소정 온도까지 가 열하기 위한 가열부(120)가 마련되고, 상기 저장탱크(110)의 내부에는 휘발유 샘플의 온도를 측정하기 위한 온도센서(122)가 더 구비된다.
이때, 상기 온도센서(122)는 상기 가열부(120)와 연결되는 바, 휘발유 샘플의 온도가 기 설정된 온도보다 높게 감지될 경우 가열부(120)의 작동을 중단시켜 휘발유 샘플의 온도가 더 이상 상승하지 못하도록 한다.
상기 저장탱크(110)에 저장된 휘발유 샘플을 가열하는 가열부(120)에 포함되는 가열수단으로는, 전기히터와 열전소자 등이 대표적이다. 이 중, 전기히터는 전기히터에서 발생되는 불꽃이 휘발유 샘플과 직접 접촉하게 되면 폭발을 일으킬 수 있는 바, 휘발유 샘플과 집적 접촉되지 않도록 상기 저장탱크(110)의 외부에 마련되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 저장탱크(110)는 상기 가열부(120)에 의해 발생되는 열이 잘 전달될 수 있도록 열전도성이 높은 금속재질로 제작되는 것이 바람직하다.
상기 가열수단을 포함하는 가열부(120)에 의해 가열되는 휘발유 샘플의 온도는 50℃ ~ 70℃인 것이 바람직하며, 가장 바람직한 온도는 60℃이다. 즉, 휘발유는 상기 온도(60℃)에서 휘발성이 가장 증대되며, 그 이상의 온도로 가열할 경우 폭발의 위험이 있으며, 그 이하의 온도로 가열할 경우 휘발성이 낮아 기체상태의 휘발유 샘플을 채취하기 곤란하게 된다.
한편, 상기 저장탱크(110)의 상부 타측에는 기체상태가 된 휘발유 샘플이 이송되는 이송관(116)이 형성된다. 또한, 상기 이송관(116) 상에는 VOC 센서(130)와 연결되는 측정관(118)과, 상기 측정관(118)을 통과한 휘발유 샘플, 즉 소정 온도로 가열된 기체상태의 휘발유 샘플을 응축하기 위한 응축기(119)가 구비된다. 상기 응축기(119)는 상기 주입관(112)과 연결되는 바, 응축기(119)를 통과하여 액체가 된 휘발유 샘플은 주입관(112)과 여과수단(114)을 거쳐 다시 저장탱크(110)에 저장된다.
상기 VOC 센서(130)는 상기 이송관(116)을 통해 측정관(118)으로 이송된 휘발유 샘플의 VOC 농도를 측정하기 위한 센서로, 상기 VOC 센서(130)에서 측정된 휘발유 샘플의 VOC 농도를 이용하여 휘발유 샘플의 진위여부를 판별할 수 있다.
여기서 VOC(Volatile Organic Compounds : 휘발성 유기화합물)란, 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 증발되고, 대기 중에서 질소산화물과 공존 시 태양관의 작용을 받아 광화학반응을 일으켜 오존 및 PAN(Peroxy Acetyl Nitrate) 등 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학스모그를 유발하는 물질의 총칭을 말한다. 이러한 VOC에는 메탄과 같은 알칸가스, 메탄올과 같은 알코올류, 벤젠 및 톨루엔과 같은 저분자 탄화수소, 클로르 벤젠과 같은 할로겐 방향족 화합물, 트리클로로에텐 및 트리클로로에텐과 같은 할로겐 용매 등이 있다.
상기와 같은 VOC의 농도를 측정하기 위한 VOC 센서(130)에는 여러 제조사에서 제작 및 판매하고 있는 바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 VOC 센서(130)에서 측정된 휘발유 샘플의 VOC 농도는 VOC 센서(130)와 연결된 A/D 변환기(140)를 거쳐 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환된다. 상기 A/D 변환기(140)에서 변환된 휘발유 샘플의 디지털 신호는 제어부(150)에서 정품 휘발유의 디지털 신호와 비교하여 휘발유 샘플의 진위여부가 판별되며, 상기 제어 부(150)에서 판별된 결과는 소비자가 볼 수 있도록 외부로 드러난 디스플레이부(160)를 통해 출력된다.
또한, 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치(100)의 일 실시예에는 알림수단(170)이 구비되어 휘발유 샘플의 디지털 신호와 정품 휘발유의 디지털 신호 간의 차이가 기 설정된 오차범위를 벗어날 경우 경고 신호가 외부로 출력된다. 상기 알림수단(170)에는 경고 신호를 시각적으로 출력하는 램프 및 청각적으로 출력하는 부저가 포함된다.
상기 각 구성요소(110 ~ 170) 중 디스플레이부(160)와 알림수단(170)을 제외한 모든 구성요소(110 ~ 150)는 그 내부가 일정 온도와 압력으로 유지되는 챔버(180)의 내부에 위치하게 된다. 이는 판별과정이 동일한 조건 하에서 진행되게 하여 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치(100)를 통해 얻어진 결과가 객관성을 가질 수 있도록 하기 위함이다.
이때, 상기 챔버(180)의 내부를 일정 온도와 압력으로 유지시키기 위해서는 도면에 도시되지는 않았지만 온도센서 및 그에 연결되어 온/오프되는 히터와 압력센서 및 그에 연결되어 온/오프되는 압축기가 요구된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치(100)의 일 실시예를 이용한 유사 휘발유 판별과정을 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치(100)의 일 실시예는 주유기의 일면에 설치되며, 이 중 상기 디스플레이부(160)와 알림수단(170)은 차량에 탑승한 소비자가 쉽게 볼 수 있는 위치에 마련되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 위치에 유사 휘발유 판별장치(100)를 설치한 상태에서, 소비자의 요구 또는 사업주의 의지에 따라 주유기의 주유건으로부터 일정량의 휘발유 샘플을 채취한다.
주유건으로부터 채취한 휘발유 샘플을 주입관(112)을 통해 저장탱크(110)에 저장시키면, 저장된 휘발유 샘플은 가열부(120)에 의해 60℃로 가열되어 기체상태가 되고, 기체상태가 된 휘발유 샘플은 이송관(116)을 통해 측정관(118)으로 이송된다.
상기 측정관(118)과 연결된 VOC 센서(130)는 측정관(118)으로 이송된 휘발유 샘플(기체상태)에서 VOC 농도를 측정하고, 측정된 결과는 A/D 변환기(140)에 의해 디지털 신호로 변환되어 제어부(150)로 송신된다.
상기 제어부(150)는 상기 A/D 변환기(140)에서 송신된 디지털 신호를 정품 휘발유의 디지털 신호와 비교하고, 그 비교결과를 디스플레이부(160)로 출력하게 된다.
만약, 주유건으로부터 채취한 휘발유 샘플의 디지털 신호와 정품 휘발유의 디지털 신호 간의 차이가 기 설정된 오차 범위를 벗어나게 되면, 상기 알림수단(170)을 통해 경고 신호가 출력되는 바, 소비자에게 휘발유의 진위여부를 좀 더 쉽게 알릴 수 있다.
도 2는 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치(200)의 다 른 실시예는 상기 일 실시예와 동일한 부분이 존재하는 바, 이하 설명함에 있어서 동일한 부분이 나올 경우 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
주유기의 주유건로부터 채취된 휘발유 샘플을 일시 저장하기 위한 저장탱크(210)가 구비되어지되, 상기 저장탱크(210)의 내부에는 휘발유 샘플이 저장될 수 있도록 소정 공간이 마련되고, 상부 일측에는 샘플이 주입되는 주입관(212)이 형성되며, 상기 주입관(212) 상에는 주입되는 휘발유에 포함된 이물질 및 수분을 제거하기 위한 여과수단(214)이 구비된다.
또한, 상기 저장탱크(210)의 하부에는 휘발유 샘플의 휘발성을 증대시키기 위하여 휘발유 샘플, 즉 저장탱크에 저장된 휘발유 샘플을 소정 온도까지 가열하기 위한 가열부(220)가 마련되고, 상기 저장탱크(210)의 내부에는 휘발유 샘플의 온도를 측정하기 위한 온도센서(222)가 더 구비된다.
또한, 상기 저장탱크(210)의 상부 타측에는 기체상태가 된 휘발유 샘플이 이송되는 이송관(216)이 형성되고, 상기 이송관(216) 상에는 측정관(218)과, 상기 측정관(218)을 통과한 휘발유 샘플, 즉 소정 온도로 가열된 기체상태의 휘발유 샘플을 응축하기 위한 응축기(219)가 구비된다.
이때, 상기 측정관(218)의 양측에는 측정관(218)에 존재하는 기체상태의 휘발유 샘플에 특정 파장대의 광선을 조사하는 발광부(232)과, 상기 발광부(232)에서 조사되어 휘발유 샘플을 통과한 특정 파장대의 광선이 수광되는 수광부(232)가 구비된다. 그리고 상기 수광부(232)를 통해 수광된 광선을 스펙트럼 분석하는 광 검출기(240)가 더 구비된다.
상기 광 검출기(240)는 흡수스펙트럼 분석을 하는 광 검출기로, 연속스펙트럼을 갖는 광선을 물질 속으로 통과시킨 후 얻어지는 스펙트럼을 분석하는 광 검출기이다.
예를 들어 좀 더 상세히 설명하면, 광범위한 파장을 연속적으로 갖고 있는 백색광, 즉 발광부(232)에서 조사되는 백색광을 휘발유 속으로 투과시킨 후, 수광부(234)를 통해 수광된 백색광을 광 검출기(240)에 넣으면 스펙트럼의 색띠 속에 선 또는 띠의 암흑 부분이 나타난다. 이는 백색광이 휘발유 속을 투과하는 동안에 휘발유가 특정 파장의 빛을 강하게 흡수하기 때문에 생기는 것으로 물질의 종류에 따라 다르게 나타난다. 즉, 이를 이용하여 유사 휘발유와 정품 휘발유의 차이를 알 수 있다.
여기서 상기 발광부(232)를 통해 조사되는 광선은 특정 파장대를 갖는 적외선 또는 자외선이며, 혹은 가시광선일 수도 있다.
상기 광 검출기(240)에서 분석된 휘발유 샘플의 데이터는 제어부(250)에서 정품 휘발유의 데이터와 비교하여 휘발유 샘플의 진위여부가 판별되며, 상기 제어부(250)에서 판별된 결과는 소비자가 볼 수 있도록 외부로 드러난 디스플레이부(260)를 통해 출력된다. 그리고 휘발유 샘플의 데이터와 정품 휘발유의 데이터 간의 차이가 기 설정된 오차범위를 벗어날 경우 알림수단(270)을 통해 경고 신호가 외부로 출력된다.
한편, 상기 각 구성요소(210 ~ 270) 중 디스플레이부(260)와 알림수단(270)을 제외한 모든 구성요소(210 ~ 250)는 그 내부가 일정 온도와 압력으로 유지되는 챔버(280)의 내부에 위치하게 된다.
본 발명 유사 휘발유 판별장치는, 유사 휘발유의 진위여부를 판별하는 것 이외에도 휘발성을 갖는 양주 및 향수 등 물질의 진위여부를 판별하는데도 사용 가능하다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유사 휘발유 판별장치의 구성 및 이를 이용한 유사 휘발유의 판별과정을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 의한 유사 휘발유 판별장치는, 주유기의 주변에 설치되어, 소비자의 요구에 따라 주유기를 통해 차량으로 주입되는 휘발유의 일부를 샘플링하고, 샘플링 한 휘발유의 진위를 판별하여 보여줌으로써 소비자가 안심하고 휘발유를 사용할 수 있도록 한다.
또한, 이를 통해 유사 휘발유의 주유를 사전에 차단할 수 있으므로 엔진의 출력저하 및 마찰부품의 손상을 예방할 수 있으며, 연비 개선에 의한 엔진의 성능 향상 효과를 기대할 수 있다.
Claims (11)
- 판별할 휘발유의 샘플을 소정 온도로 가열하는 가열부와;가열부에 의해 기체상태가 된 샘플의 일부를 채취하여 VOC(Volatile Organic Compounds) 농도를 측정하는 VOC 센서와;상기 VOC 센서에서 측정된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와;상기 A/D 변환기에서 변환된 샘플의 디지털 신호와 정품 휘발유의 디지털 신호를 비교하여 샘플의 진위여부를 판별하는 제어부와;상기 제어부에서 판별된 결과를 외부로 출력하는 디스플레이부와;샘플의 디지털 신호와 정품 휘발유의 디지털 신호의 차이가 기 설정된 오차범위를 벗어날 경우 경고 신호를 외부로 출력하는 알림수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별장치.
- 청구항 1에 있어서,샘플의 가열온도는 50℃ ~ 70℃인 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별장치.
- 청구항 2에 있어서,샘플의 가열온도는 60℃인 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별장치.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,상기 가열부와 VOC 센서는, 외부와 격리되고 그 내부가 일정 압력으로 유지되는 챔버의 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별장치.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 청구항에 있어서,판별할 휘발유의 샘플이 일시 저장되는 저장탱크와, 상기 저장탱크로 주입되는 샘플을 여과하는 여과수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별 장치.
- 판별할 휘발유의 샘플을 소정 온도로 가열하는 가열부와;가열부에 의해 기체상태가 된 샘플이 이송되는 이송관과;상기 이송관을 통해 이송되는 기체상태의 샘플에 특정 파장대의 광선을 조사하는 발광부와;상기 발광부에서 조사되어 기체상태의 샘플을 통과한 광선이 수광되는 수광부와;상기 수광부를 통해 유입된 광선을 분광분석하는 광 검출기와;상기 광 검출기에서 분석된 샘플의 데이터와 정품 휘발유의 데이터를 비교하여 샘플의 진위여부를 판별하는 제어부와;상기 제어부에서 판별된 결과를 외부로 출력하는 디스플레이부와;샘플의 디지털 신호와 정품 휘발유의 디지털 신호의 차이가 기 설정된 오차범위를 벗어날 경우 경고 신호를 외부로 출력하는 알림수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별장치.
- 청구항 6에 있어서,샘플의 가열온도는 50℃ ~ 70℃인 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별장치.
- 청구항 6에 있어서,샘플의 가열온도는 60℃인 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별장치.
- 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 청구항에 있어서,상기 발광부에서 조사되는 광선은 특정 파장대를 갖는 적외선 또는 자외선 인 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별 장치.
- 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 청구항에 있어서,상기 발광부, 수광부 및 광 검출부는, 외부와 격리되고 그 내부가 일정 압력으로 유지되는 챔버의 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별장치.
- 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 청구항에 있어서,판별할 휘발유의 샘플이 일시 저장되는 저장탱크와, 상기 저장탱크로 주입되는 샘플을 여과하는 여과수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유사 휘발유 판별 장치.
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