KR100715230B1

KR100715230B1 - 산업용 굴뚝의 가스 측정장치

Info

Publication number: KR100715230B1
Application number: KR1020060044893A
Authority: KR
Inventors: 김영준; 연규철
Original assignee: 동우옵트론 주식회사
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2006-05-19
Publication date: 2007-05-04

Abstract

본 발명은 산업용 굴뚝의 가스 측정장치에 대한 것으로서, 이를 위하여 본 발명은 굴뚝의 일측에서 외부에 고정 장착되며, 내부에는 광원(11)과 렌즈(12) 및 디텍터(14)를 구비하는 송수신부(10)와; 상기 송수신부(10)의 일측으로부터 상기 굴뚝의 일측면을 관통하여 내부를 가로지르는 관형상으로 구비되고, 일부는 수직으로 개방되도록 하여 배출가스가 통과하도록 가스홀(21)을 형성하며, 상기 가스홀(21)의 양측면에는 각각 광이 통과할 수 있도록 윈도우(22)를 구비하고, 내부의 끝단부에는 상기 윈도우(22)를 통과하여 입사되는 광을 반사하는 미러(23)를 구비하는 감지부(20)와; 상기 송수신부(10)와 상기 감지부(20)에 걸쳐 구비되는 에어 공급관(31)과, 가스홀(21) 양측의 상기 윈도우(22)를 향해 에어를 분사하도록 상기 에어 공급관(31)의 선단부에 구비되는 에어 노즐(32)을 포함하는 에어 공급부(30); 및 상기 에어 공급관(31)을 따라 내장되면서 일단은 상기 송수신부(10)의 상기 디텍터(14)를 향하고, 타단은 상기 감지부(20)의 끝단부측 미러(23)의 반사면을 향해 구비되는 광케이블(41)로 이루어지는 신호 전달부(40)로서 구비되어 보다 정확하고 안전한 가스 측정과 장치의 점검 효율을 더욱 향상시키면서 인력 및 시간의 절감과 작업의 안전성이 향상되도록 하는데 특징이 있다.

산업용 굴뚝, 배출 가스, 가스 측정, 광신호, 장치 점검

Description

산업용 굴뚝의 가스 측정장치{Gas measuring appartus of industrial chimney}

도 1은 종래 오픈 패스 방식의 가스 측정장치를 도시한 측단면도,

도 2는 도 1의 감지부를 확대 도시한 평단면도,

도 3은 본 발명에 따른 산업용 굴뚝의 가스 측정장치를 도시한 개략적인 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 가스 측정장치의 감지부를 확대 도시한 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 에어 공급부와 신호 전달부의 형성 구성을 예시한 요부 확대도,

도 6은 본 발명에 따른 원격 점검 장치를 개략적으로 예시한 요부 확대도,

도 7은 본 발명에 따른 가스 측정장치의 원격 점검장치의 작동 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 100 : 송수신부

11, 110 : 광원

13, 130 : 격자 미러

14, 140 : 디텍터

20. 200 : 감지부

21, 210 : 가스홀

22, 220 : 윈도우

23 : 파라볼릭 미러

30, 300 : 에어 공급부

40 : 신호 전달부

41 : 광케이블

42 : 커넥터

51 : 교정셀

52, 53 : 반사용 미러

54 : 케이블 커플링

55, 56, 57 : 광케이블

본 발명은 산업용 굴뚝의 가스 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배출 가스에 대한 정보를 담고 있는 광신호를 광케이블을 통해 안전하게 디텍팅할 수 있도록 하는 동시에 원격 조작에 의해서 보다 손쉽게 작동 설비 점검을 할 수 있도록 하는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 굴뚝의 가스 측정은 가스의 샘플 채취 방법과 현장에서 측정하는 인-시츄(in-situ) 방법에 의해서 이루어지게 된다.

이중 현장에서 수행하는 인-시츄(in-situ) 방법에는 주로 광학식을 사용하고 있다.

광학식의 가스 측정 방법은 트랜스미터(송신부)와 리플렉터 사이에 광이 지나는 부위 중 일부를 가스가 통과할 수 있도록 개방시키는 오픈 패스(open path) 방식에 의해서 사용된다.

오픈 패스 방식의 가스 측정장치는 통상 산업용 굴뚝에 일측으로부터 삽입시킨 프로브의 형상으로 구비되고, 다만 굴뚝의 일측 주면을 관통하여 서로 마주보는 타측면을 향해 굴뚝의 내부를 가로지르는 형상으로 장착되도록 하고 있다.

도 1은 종래 오픈 패스 방식의 가스 측정장치를 도시한 측단면도이고, 도 2는 도 1의 감지부를 확대 도시한 평단면도이다.

도시한 바와 같이 오픈 패스 방식의 가스 측정장치는 크게 송수신부(100)와 감지부(200)로서 이루어진다.

송수신부(100)는 통상 다수의 광학 장비들로 이루어지는 구성으로서, 광원(110)으로부터 발생되는 광은 복수의 미러(121)(122)들을 통해서 감지부(200)에 전달되며, 감지부(200)에서는 수직으로 관통시킨 가스홀(210)의 양측단부에 구비한 윈도우(220)를 통해 광이 통과하도록 하고 있다.

가스홀(210)을 통과한 광은 감지부(200)의 끝단부에 구비한 리플렉터(230)에 반사되어 다시 가스홀(210) 양측의 윈도우(220)를 통과해서 송수신부(100)에서 디 텍팅되도록 한다.

이때 감지부(200)로부터 송수신부(100)로 반사되어 오는 광은 재차 복수의 미러(121)(122)를 거쳐 초기의 광경로에서는 거치지 않았던 미러(123)에 반사되면서 초기의 광경로와 반사되어 돌아오는 광경로를 분리시키게 된다.

미러(123)에 의해서 분리된 반사 광은 다시 격자 미러(130)에 의해 분광되어 파장별로 광세기가 나누어지도록 하고, 이를 디텍터(114)에서 디덱팅하게 된다.

따라서 이와 같은 광의 디텍팅 과정에 광원(110)으로부터 발생되는 광이 감지부(200)의 가스홀(210)을 통과하게 되면 이 가스홀(210)을 지나는 가스의 성분 즉 가스의 분자 특성에 따라 초기 분광 특성이 변하게 된다.

다시 말해 가스홀(210)을 지나는 가스를 광이 통과하게 되면 일정 세기를 갖고 있던 광은 가스를 지나면서 특정 파장에서 광의 세기를 가감시키는 현상이 발생되어 가스 성분별로 다양한 광신호가 발생된다.

이렇게 가스홀(210)을 지나면서 분광된 광은 리플렉터(230)에 반사되어 다시 역방향으로 향하게 되고, 반사된 광은 다시 가스홀(210)을 통해 송수신부(100)로 조사되어 특정 파장 대역에서 변화된 분광 특성이 디텍팅되게 함으로써 광의 파장과 광량이 측정되도록 하는 것이다.

또한 굴뚝의 내부에 위치되는 감지부(200)에서 가스홀(210) 양측으로 구비되는 윈도우(220)는 가스홀(210)을 통과하는 가스와의 온도차 및 이물질들의 흡착에 의한 오염에 의해 이 윈도우(220)를 통한 광의 통과 및 반사 효율이 저하되는 현상이 초래되므로 이를 위한 클리닝이 반드시 필요하게 된다.

이러한 윈도우(220)의 클리닝을 위하여 송수신부(100)와 감지부(200)에 걸쳐 내부에는 도 2에서와 같이 에어 공급관(310)과 함께 에어 공급관(310)의 가스홀(210)측 단부에 에어 노즐(320)을 형성한 에어 공급부(300)가 구비되도록 하고 있다.

한편 전기한 바와 같이 광이 가스홀(210)을 왕복해서 통과하다보면 특히 미러(122)측으로 전달되는 광신호가 정확하지 않게 되는 폐단이 있다.

즉 감지부(200)의 송수신부(100)측 일단은 굴뚝의 주면을 관통하면서 지지되도록 하고 있으나, 리플렉터(230)가 구비되는 타단은 별도의 지지됨이 없이 공중에 떠 있는 상태로서 유지되고 있으므로 이대로 장시간을 유지하다 보면 감지부(200)의 끝단부가 자중에 의해서 하향으로 쳐지기도 하고, 배출되는 가스의 압력과 진동에 의해 심하게 흔들리기도 하면서 가스 측정 오류를 유발시키게 되므로 정기적인 장비의 점검이 반드시 필요로 된다.

하지만 장비의 점검을 위해서는 장비의 설치 장소가 대단히 높은 곳에 위치하고 있고, 작업할 장소 또한 협소하여 작업 환경이 열악할 뿐만 아니라 장비의 점검은 수동 조작에 의하여 이루어지게 되므로 최소한 2인 이상의 인력이 필요로 되는 매우 작업성이 난해한 문제가 있다.

특히 본 발명은 일정 시간이 경과된 이후의 측정 결과에 대한 신뢰성의 저하와 작업 환경의 위험 요소가 상존하고 있는 문제도 갖고 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 정확하고 안정된 광신호를 디텍팅할 수 있도록 하는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 안전한 위치에서 쉽고 편리하면서 정확한 점검을 할 수 있도록 하는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치를 제공하는데 있다.

그리고 본 발명의 또다른 목적은 광신호의 전달 수단인 광케이블을 에어 공급관의 내부를 따라 구비되게 함으로써 굴뚝의 배기 열 및 외부로부터의 충격으로 인한 손상이 방지되도록 하는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 굴뚝의 일측에서 외부에 고정 장착되며, 내부에는 광원과 렌즈 및 디텍터를 구비하는 송수신부와; 상기 송수신부의 일측으로부터 상기 굴뚝의 일측면을 관통하여 내부를 가로지르는 관형상으로 구비되고, 일부는 수직으로 개방되도록 하여 배출가스가 통과하도록 가스홀을 형성하며, 상기 가스홀의 양측면에는 각각 광신호가 통과할 수 있도록 윈도우를 구비하고, 내부의 끝단부에는 상기 윈도우를 통과하여 입사되는 광을 반사하는 미러를 구비한 감지부와; 상기 송수신부와 상기 감지부에 걸쳐서 구비되는 에어 공급관과, 가스홀 양측의 상기 윈도우를 향해 에어를 분사하도록 상기 에어 공급관의 선단부에 구비되는 에어 노즐을 포함하는 에어 공급부; 및 상기 에어 공급관을 따라 내장되면서 일단은 상기 송수신부의 상기 디텍터를 향하고, 타단은 상기 감지부의 끝단 부측 미러의 반사면을 향해 구비되는 광케이블로 이루어지는 신호 전달부로서 이루어지는 구성이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 산업용 굴뚝의 가스 측정장치를 도시한 개략적인 측단면도이다.

본 발명의 가스 측정장치는 크게 송수신부(10)와 감지부(20)와 에어 공급부(30) 및 신호 전달부(40)로서 이루어지는 구성이다.

본 발명은 전술한 바와 같이 굴뚝 특히 산업용 굴뚝에 설치하여 굴뚝을 통해 배출되는 배출가스의 가스 성분과 성분비 등을 측정할 수 있도록 하는 가스 측정장치이다.

본 발명의 가스 측정장치에서 송수신부(10)는 도 3에서 보는바와 같이 굴뚝의 외부에 구비되는 구성이며, 굴뚝의 일정 높이에서 외주면에 고정되도록 하는 구성이다.

송수신부(10)의 내부에는 우선 광을 발생시키는 광원(11)이 구비되며, 광원(11)이 전방에는 광원(11)으로부터의 광을 수평광으로 변환시키는 렌즈(12)가 구비된다.

이때 렌즈(12) 대신 광원(11)의 후방으로는 도 4에서와 같이 미러(12a)가 구비되게 할 수도 있다.

또한 송수신부(10)에는 측정할 가스의 정보를 담고 반사되어 오는 광신호를 최종적으로 디텍팅하는 디텍터(14)가 구비된다.

도 5는 본 발명에 따른 가스 측정장치의 감지부를 확대 도시한 평면도이다.

도시한 바와 같이 감지부(20)는 일단이 송수신부(10)의 일측에 일체로 결합되는 내부가 빈 관형상의 구성이다.

감지부(20)는 송수신부(10)측에 연결되는 일단부가 굴뚝에 지지되고, 그 이외의 다른 부위는 굴뚝 내부를 가로지르는 형상으로 구비되는 바 이렇게 굴뚝 내부에 구비되는 부위에는 일정한 길이로서 수직으로 관통되도록 한 가스홀(21)을 형성한다.

가스홀(21)은 수평의 관형상인 감지부(20)의 일정 길이를 일정한 폭으로 수직 관통되도록 하여 상하로 개방되게 함으로써 하부로부터 이 가스홀(21)을 통해 배출 가스가 통과할 수 있도록 하는 공간이다.

이런 가스홀(21)은 길이 방향의 양측면이 윈도우(22)로서 이루어지도록 하여 감지부(20)로부터 조사되는 광이 가스홀(21)을 관통해서 지날 수 있도록 한다.

감지부(20)의 끝단부에는 양측의 윈도우(22)를 통과한 광을 반사시키도록 하는 파라볼릭 미러(23)가 구비되도록 하며, 이 파라볼릭 미러(23)를 통해 필요로 하는 각도로 광이 반사되도록 한다.

도 6은 본 발명에 따른 에어 공급부와 신호 전달부의 형성 구성을 예시한 요부 확대도이다.

도시한 바와 같이 에어 공급부(30)는 감지부(20)에서 양측의 윈도우(22)가 배기 가스 등에 의해 오염되지 않도록 하기 위한 구성으로서, 외부로부터 송수신 부(10)와 감지부(20)에 걸쳐서 구비되는 구성이다. 에어 공급부(30)는 송수신부(10)와 감지부(20)에 걸쳐서 일정한 직경을 갖도록 한 에어 공급관(31)과, 이 에어 공급관(31)의 감지부(20)측 단부로부터 가스홀(21) 양측의 윈도우(22)를 향해 각각 미세한 직경을 갖도록 연장한 에어 노즐(32)이 일체로 구비되도록 한 구성이다.

에어 공급관(31)에는 종전의 가스 측정장치에서와 마찬가지로 별도의 컴프레서(미도시)에 의해 압축된 에어가 공급되도록 한다.

한편 에어 공급관(31)에는 에어의 공급을 단속하도록 하는 밸브(미도시)가 장착되도록 하며, 이러한 밸브는 굴뚝에 고정되는 송수신부(10)의 내부에 구비되게 할 수도 있지만 조작이 편리하도록 지상에 장착되게 할 수도 있다.

상기와 같은 구성은 이미 언급한 종래의 가스 측정장치와 대동소이하다.

이에 본 발명은 감지부(20)의 파라볼릭 미러(23)로부터 반사되는 광신호를 광섬유로 이루어지는 신호 전달부(40)를 통해 디텍터(14)에 전달되도록 하는데 가장 두드러진 특징이 있다.

즉 신호 전달부(40)는 광케이블(41)로서 이루어지며, 이 광케이블(41)의 양끝단부에는 커넥터(42)가 각각 연결되도록 하는 구성이다.

특히 신호 전달부(40)의 광케이블(41)은 에어 공급부(30)의 에어 공급관(31) 내부에 구비되도록 하고, 광케이블(41)의 양끝단부에 결합되는 커넥터(42)는 에어 공급관(31)에 결합되도록 한다.

즉 본 발명에서 광케이블(41)을 에어 공급관(31)의 내부에 구비되도록 하는 것은 에어 공급관(31)과 이 에어 공급관(31)을 통해 유동하는 에어에 의해 굴뚝 내부의 대단히 높은 배기 열과 외부의 충격으로부터 광케이블이 보호될 수 있도록 하기 위한 것이다.

이때 커넥터(42)는 에어 공급관(31)에서 송수신부(10)의 격자 미러(13)와 감지부(20)의 파라볼릭 미러(23)에 근접하는 위치에 장착되도록 한다.

즉 광케이블(41)의 일단에 결합되는 커넥터(42)는 선단이 송수신부(10)의 격자 미러(13)를 향해 장착되도록 하고, 타단에 결합되는 커넥터(42)는 선단이 감지부(20)의 파라볼릭 미러(23)를 향해 장착되도록 하는 것이다.

따라서 파라볼릭 미러(23)로부터 반사되는 광신호는 감지부(20)측 에어 공급관(31)으로부터 인출되게 한 커넥터(42)를 통해 광케이블(41)의 일단부에 전달되도록 하고, 에어 공급관(31)의 내부를 따라 배설된 광케이블(41)을 통해 광신호는 안전하게 송수신부(10)측의 에어 공급관(31)에 결합된 커넥터(42)를 통해 격자 미러(13)에 조사되고, 격자 미러(13)에 의해 분광되는 광은 파장별 광세기가 다양하게 나타나면서 이들 광이 디텍터(14)에 안전하게 디텍팅되도록 한다.

한편 본 발명은 원격 점검 장치가 동시에 구비되게 할 수가 있다.

즉 도 7은 본 발명에 따른 가스 측정장치의 원격 점검장치를 예시한 것으로서, 도시되어 있는 바와 같이 송수신부(10)의 내부에는 교정용 가스가 채워지도록 하는 교정셀(51)을 구비하고, 이 교정셀(51)의 양단부는 윈도우(51a)에 의해 커버되도록 하며, 교정셀(51)로부터 길이방향으로 일정 거리 이격한 위치에는 각각 반사용 미러(52)(53)가 구비되도록 하되 일측의 반사용 미러(52)는 광원(11)과 이 광 원(11)으로부터 입사되는 광의 경로를 변경하는 역할을 하고, 그와 대응되는 타측의 반사용 미러(53)는 집광 기능을 갖는 파라볼릭 타입의 미러를 사용한다.

특히 평면형 미러를 사용하는 반사용 미러(52)는 회전이 가능하도록 구비하여 정상적인 가스 측정 모드와 점검시의 모드에 따라 각도 변환이 이루어지면서 광원(11)으로부터 발생되는 광의 경로가 변경되도록 한다.

이때 교정셀(51)에는 교정용 가스를 공급 및 배출하는 공급관과 배출관이 연결되며, 공급관에 공급되는 교정용 가스는 외부에서 필요에 따라 공급을 단속할 수 있도록 한다.

이와 같은 구성에서 감지부(20)로부터 광케이블(41)을 통해 전달되는 광신호는 에어 공급관(31)을 따라 송수신부(10)에서 커넥터(42)와의 결합에 의해 별도의 광케이블(55)에 의해 케이블 커플링(54)에 연결된다.

또한 케이블 커플링(54)에는 파라볼릭 타입의 반사용 미러(53)에 의해 반사되는 광신호가 전달되도록 반사용 미러(53)에 근접한 거리에 일단이 구비되도록 하는 광케이블(56)의 타단이 연결된다.

광케이블(55)(56)을 통해 선택적으로 전달되는 광신호는 케이블 커플링(54)에 일단이 연결되고 타단은 격자 미러(13)에 근접 설치되면서 격자 미러(13)에 광신호가 입사되도록 하며, 격자 미러(13)에서 분광되어 파장별 광세기가 디텍터(14)에 디텍팅되도록 한다.

한편 상기의 구성에서 광원(11)은 UV 램프 또는 그 이외의 다양한 광원으로도 사용이 가능하다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 종래의 기술에서도 명시한 바와 같이 산업용 굴뚝에 장착되며, 특히 감지부(20)는 굴뚝의 내부에 위치되도록 하여 감지부(20)에 형성한 가스홀(21)을 통해 가스가 통과할 수 있도록 한다.

보통 산업용 굴뚝은 대단히 높게 구비될 뿐만 아니라 직경 또한 대단히 크기 때문에 본 발명의 일측을 이루는 송수신부(10)는 굴뚝의 외부에서 외주면에 견고하게 고정되도록 하는 구성이나 관형상의 감지부(20)는 굴뚝의 내부를 가로지르는 형상으로 공중에 떠 있는 형상을 갖는다.

즉 감지부(20)를 굴뚝의 내부로 위치되도록 하기 위하여 현재 굴뚝의 일측면을 수평 관통시키기는 하지만 그와 반대의 타측면에까지 형성하기에는 감지부(20)의 사이즈가 지나치게 길어지는 동시에 굴뚝에 서로 대응되는 방향으로 감지부(20)의 결합 구멍을 형성하기 대단히 난해한 어려움이 있다.

따라서 감지부(20)는 송수신부(10)측의 일단부만이 굴뚝에 지지되는 외팔보의 형상으로 구비된다.

이와 같은 구성에서 송수신부(10)의 광원(11)에 전원을 인가하여 광이 발생되도록 하면 광은 렌즈(12)를 통해 수평광을 형성하여 감지부(20)로 전달된다.

감지부(20)에서는 수직으로 개방된 가스홀(21)의 양측면으로 구비한 윈도우(22)를 통해 광이 통과하면서 가스홀(21)을 통해 배출되는 배출 가스의 정보를 담게 된다.

즉 가스홀(21)을 통과하는 광은 배출 가스와의 접촉에 의해 가스의 성분에 따라 특정 파장에서 광의 세기가 다양하게 분포되는 분광 특성을 나타내게 된다.

분광된 가스의 정보가 담겨진 광은 파라볼릭 미러(23)에 입사되면서 일정한 각도로 굴절되도록 하며, 이렇게 굴절된 광신호는 감지부(20)에서 에어 공급관(42)의 일단부를 통해 인출되도록 한 커넥터(42)측 광케이블(41)의 일단에 전달된다.

한편 광신호가 전달되는 광케이블(41)은 에어 공급관(42)의 내부에 배설되어 있으므로 굴뚝 내부의 열적 환경 등 외부의 어떠한 영향에도 직접적으로 접촉되지 않게 되므로 이 광케이블(41)을 통한 광신호의 전달은 매우 안정되게 이루어진다.

에어 공급관(42) 내부의 광케이블(41)을 통해 전달되는 광신호는 송수신부(10)에서 격자 미러(13)에 입사되도록 하면 격자 미러(13)에서는 이를 디텍터(14)에 전달하여 디텍팅하게 된다.

이와 같이 본 발명은 감지부(20)에서 배출 가스의 정보를 담고 있는 광신호를 광케이블(41)을 통해 안전하게 전달되게 함으로써 감지부(20)의 변형이나 굴뚝의 진동으로 인한 다양한 원인에 의해 발생될 수 있는 오류 데이터 검출을 미연에 방지할 수가 있도록 한다.

다시 말해 굴뚝에서 감지부(20)는 일단부만이 지지되고 있으므로 타단부는 시간이 경과함에 따라 미세하게 하향 쳐지게 되며, 또한 굴뚝을 통해 가스의 배출이 이루어지면서 굴뚝 내부에서는 심한 진동이 발생되면서 가스의 정보를 담은 광신호는 파라볼릭 미러(23)를 통해 디텍팅되는 경로로 반사되는 과정에서 불안정하게 전달된다.

이렇게 불안정되게 반사되는 광신호를 본 발명은 광케이블(41)을 통해 전달 되게 함으로써 항상 안정되고 정확한 광신호 전달이 가능토록 한다.

따라서 종전과 같이 정기적 또는 비정기적인 장치의 점검이나 교정이 불필요해지면서 그 실시 주기를 대폭적으로 연장시킬 수가 있게 되므로 장치의 유지 관리가 보다 간편해지게 된다.

또한 본 발명은 송수신부(10)의 내부에 원격 점검 장치를 구비하게 되면 장치의 점검을 위해 굳이 장치의 설치 위치에까지 엔지니어가 굴뚝을 타고 오를 필요가 없다.

특히 본 발명은 가스 측정 모드와 점검 모드는 간단히 반사용 미러(52)의 각도 변환과 교정셀(51)을 통해 교정용 가스의 공급 여부에 의해 모드 전환이 이루어지게 된다.

즉 가스 측정 모드에서 점검 모드로 전환하는 경우 반사용 미러(52)를 회전시켜 점검 모드로 변환시키게 되면 광원(11)으로부터 발생되는 광을 렌즈(12)를 통해 조사되는 수평광이 반사용 미러(52)에 의해 중간에 차단되면서 광을 교정셀(51)측으로 반사시키게 된다.

교정셀(51)은 내부로 교정용 가스가 채워지게 하고 있으므로 교정용 가스를 통과하면서 교정셀(51)을 통해 반대측의 반사용 미러(53)에 전달되는 광신호에는 교정용 가스의 정보가 포함되어 있게 된다.

교정용 가스 정보를 포함하고 있는 광신호는 반사용 미러(53)에 반사되어 반사용 미러(53)에 인접하는 광케이블(56)의 일단으로 전달되고, 광케이블(56)을 통하여 케이블 커플링(54)으로 전달된 광신호는 다시 광케이블(57)로부터 격자 미 러(13)에 입사되는 광신호 격자 미러(13)에서의 분광작용에 의해 디텍터(14)에 안전하게 디텍팅되도록 한다.

이와 같이 본 발명은 굴뚝을 통해 배출되는 배출 가스에 대한 가스 측정 뿐 만 아니라 가스 측정 장치의 점검을 보다 쉽고 정확하게 이루어질 수 있게 함으로써 작업의 편의를 도모하고, 보다 적은 인력에 의해서 더욱 안전하게 가스의 측정 및 장치의 점검이 이루어질 수가 있도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 배출 가스에 대한 정보를 담고 있는 광신호를 광케이블을 통해서 디텍팅하면서 광케이블이 에어 공급관의 내부에 구비되게 함으로써 굴뚝 내의 고온의 배기 열에 의한 광케이블의 외부 손상을 방지하는 동시에 열적 안정성을 얻을 수가 있게 된다.

또한 본 발명은 광케이블을 통해 반사 광신호를 전달하게 되므로 감지부의 진동에 의한 영향이 적게 받게되고, 따라서 최종 디텍팅까지의 신호의 안정성을 안전하게 유지할 수가 있게 된다.

특히 본 발명은 장치의 점검 주기를 대폭 연장되게 하면서 자동화 할 수 있도록 하여 가스 측정 및 장치의 점검 효율을 더욱 향상되도록 하는 동시에 장치의 설치 위치로부터 이격된 안전한 장소에서의 원격 점검 작업을 가능케 함으로써 인력 및 시간의 절감과 작업의 안전성을 향상시키도록 하는 매우 유용하고 경제적인 이점을 제공한다.

Claims

굴뚝의 일측에서 외부에 고정 장착되며, 내부에는 광원(11)과, 상기 광원(11)의 전방에 구비되는 렌즈(12) 및 격자 미러(13)에 의해 분광된 광신호를 디텍팅하는 디텍터(14)를 구비하는 송수신부(10)와;

상기 송수신부(10)의 일측으로부터 상기 굴뚝의 일측면을 관통하여 내부를 가로지르는 관형상으로 구비되고, 일부는 수직으로 개방되도록 하여 배출가스가 통과하도록 가스홀(21)을 형성하며, 상기 가스홀(21)의 양측면에는 각각 광신호가 통과할 수 있도록 윈도우(22)를 구비하고, 내부의 끝단부에는 상기 윈도우(22)를 통과하여 입사되는 광을 반사하는 미러(23)를 구비하는 감지부(20)와;

상기 송수신부(10)와 상기 감지부(20)에 걸쳐 구비되는 에어 공급관(31)과, 가스홀(21) 양측의 상기 윈도우(22)를 향해 에어를 분사하도록 상기 에어 공급관(31)의 선단부에 구비되는 에어 노즐(32)을 포함하는 에어 공급부(30); 및

상기 에어 공급관(31)을 따라 내장되면서 일단은 상기 송수신부(10)의 상기 디텍터(14)를 향하고, 타단은 상기 감지부(20)의 끝단부측 미러(23)의 반사면을 향해 구비되는 광케이블(41)로 이루어지는 신호 전달부(40):

로서 구비되는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 송수신부(10)에는 내부에 교정용 가스가 채워지도록 하면서 길이 방향의 양측단부는 윈도우(51a)에 의해 커버되는 교정셀(51)과; 상기 교정셀(51)의 양측 윈도우(51a)들로부터 일정 거리 이격한 위치에 각각 구비되면서 상기 광원(11)으로부터 발생되는 광을 상기 교정셀(51)을 통해 반사되도록 하는 반사용 미러(52)(53)와; 케이블 커플링(54)에 의해 상기 신호 전달부(40)의 광케이블(41)에 연결되는 광케이블(55)과 상기 반사용 미러(53)로부터 반사되는 광신호가 전달되는 광케이블(56)이 동시에 연결되어 선택적으로 전달되는 광신호를 광케이블(56)을 통해 전달되도록 하는 신호 전환부와; 상기 광케이블(56)을 통해 전달되는 광신호를 회절시키는 격자 미러(13)와; 상기 격자 미러(13)로부터 회절되는 광신호를 디텍팅하는 디텍터(14)로 전달하는 원격 점검 장치가 구비되는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치.
제 2 항에 있어서, 상기 반사용 미러(52)는 평면 타입의 미러인 산업용 굴뚝의 가스 측정장치.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 반사용 미러(52)는 일단을 축으로 일정 각도로 회전 가능하게 구비되는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치.
제 2 항에 있어서, 상기 반사용 미러(53)는 파라볼릭 타입의 미러인 산업용 굴뚝의 가스 측정장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 감지부(20)의 미러(23)는 파라볼릭형상으로 이루어지는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 신호 전달부(40)의 광케이블(41)은 상기 에어 공급관(31)으로부터 인출되는 양단부가 각각 상기 에어 공급관(31)에 결합된 커넥터(42)에 의해 커버되도록 하는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 송수신부(10)는 내부에서 일측으로 구비되는 광원(11)과, 상기 광원(11)의 후방에 구비되어 상기 광원(11)으로부터의 광을 수평광으로 변환되도록 반사하는 미러(12) 및 격자 미러(13)에 의해 분광된 광신호를 디텍팅하는 디텍터(14)를 구비하는 산업용 굴뚝의 가스 측정장치.