KR100729853B1 - 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치는, 오존 농도 제어와 관련하여 수동으로 전압 및 전류 볼륨을 조정하여 전원 입력신호를 출력하는 외부신호 입력부; 외부신호 입력부로부터의 출력신호를 입력받고, 방전부의 방전관의 유전체 재질에 따라 중주파 및 펄스파를 가변시켜 오존발생량을 제어하는 주파수 변환부; 주파수 변환부로부터 출력된 가변 펄스파 또는 중주파를 적절한 방전 전압으로 승압시키는 고전압 변압부; 오존 생성을 위한 공급가스를 그 내부의 방전관에 주입하고, 승압된 방전 전압을 인가받아 방전을 수행하는 방전부; 방전부에서 생성된 오존의 농도를 측정하여 제어부에 송출하는 오존농도 측정부; 제어부로부터의 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 신호 변환부; 오존 생성을 위한 산소 또는 건조공기를 공급하는 가스공급부; 가스공급부로부터 공급되는 가스 또는 건조공기 중 하나를 선택하고 공급되는 가스의 유량을 조절하는 유량제어부; 방전부에서 출력되는 방전 전압 및 주파수를 측정하여 실시간으로 제어부로 송출하는 계측부; 및 디지털/아날로그 신호변환부, 유량제어부, 계측부를 제어하고, 측정된 오존농도를 수신하여 실시간으로 그래프화하는 한편 데이터베이스에 축적하며, 축적된 데이터베이스를 바탕으로 요구하는 오존발생량을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도.
도 2는 본 발명의 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치에 있어서, 주파수 변환 시스템을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 오존발생량 가변장치에 채용되는 자동제어장치의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 도 3의 자동제어장치에 의해 측정된 데이터를 이용하여 오존발생량을 제어하는 오존발생량 제어부를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치에 의한 오존발생량 제어방법의 일 예를 보여주는 도면.
도 6 및 도 7은 컴퓨터에서 오존 농도를 제어하기 위한 랩뷰 프로그램의 프런트 패널 부분을 보여주는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110...외부신호 입력부 111...주파수 변환부
112...고전압 변압부 113...방전부
114...오존농도 측정부 115...디지털/아날로그 신호변환부
116...가스공급부 117...유량제어부
118...계측부 119...제어부(119)
본 발명은 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치에 관한 것으로서, 특히 요구되는 오존발생량을 설정하였을 때, 설정된 오존발생량만큼 오존을 자동으로 발생시킬 수 있고, 디지털 신호를 이용하여 방전관 특성에 맞게 주파수를 발생시킬 수 있으며, 공급가스의 유량을 랩뷰 프로그램(Labview program)으로 조절하여 유량제어기를 통해 오존발생량을 가변시킬 수 있는 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치에 관한 것이다.
기존의 오존 발생장치는 방전관의 유전체 재질에 따라 펄스파 전원장치와 중주파 전원장치를 사용하여 오존을 발생시킨다. 일반적으로, 유전체 재질이 파이렉스(Pyrex)인 방전관의 경우에는 펄스파 전원장치를 사용하고, 유전체 재질이 세라믹인 방전관의 경우는 중주파 전원장치를 사용한다. 오존 생성을 위해 방전관 재질 및 형상에 맞는 주파수를 공급해야 하며, 발생량을 필요에 따라 실시간으로 변화시킬 필요가 있다. 그러나, 기존의 오존 발생장치는 실시간으로 농도를 제어하여 오존발생량을 가변시키기가 어렵다.
본 발명은 이상과 같은 문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서, 자동제어장치를 이용하여 오존발생량을 실시간으로 가변시킴으로써 오존농도를 환경에 따라 필요한 만큼 조절하여 불필요한 에너지 손실을 줄일 수 있는 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치는,
오존 농도 제어와 관련하여 수동으로 전압 및 전류 볼륨을 조정하여 전원 입력 신호를 출력하는 외부신호 입력부;
상기 외부신호 입력부로부터의 출력신호를 입력받고, 방전부의 방전관의 유전체 재질에 따라 중주파 및 펄스파를 가변시켜 오존발생량을 제어하는 주파수 변환부;
상기 주파수 변환부로부터 출력된 가변 펄스파 또는 중주파를 적절한 방전 전압으로 승압시키는 고전압 변압부;
오존 생성을 위한 공급가스를 그 내부의 방전관에 주입하고, 상기 고전압 변압부에 의해 승압된 방전 전압을 인가받아 방전을 수행하는 방전부;
상기 방전부에서 생성된 오존의 농도를 측정하여 그 측정된 값을 제어부에 송출하는 오존농도 측정부;
상기 외부 신호 입력부에 의한 전원/주파수 입력 신호 대신 제어부로부터의 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 신 호 변환부;
상기 방전부에서의 오존 생성을 위한 산소 또는 건조공기를 공급하는 가스공급부;
상기 가스공급부로부터 공급되는 가스 또는 건조공기 중 하나를 선택하는 한편 공급되는 가스의 유량을 조절하는 유량제어부;
상기 방전부에서 출력되는 방전 전압 및 주파수를 측정하여 그 측정값을 실시간으로 제어부로 송출하는 계측부; 및
상기 디지털/아날로그 신호변환부, 유량제어부, 계측부를 제어하고, 상기 오존농도 측정부에 의해 측정된 오존농도를 수신하여 실시간으로 그래프화하는 한편 데이터베이스에 축적하며, 축적된 데이터베이스를 바탕으로 요구하는 오존발생량을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 점에 그 특징이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치는 외부신호 입력부(110), 주파수 변환부(111), 고전압 변압부(112), 방전부 (113), 오존농도 측정부(114), 디지털/아날로그 신호변환부(115), 가스공급부 (116), 유량제어부(117), 계측부(118), 제어부(119)를 포함하여 구성된다.
상기 외부신호 입력부(110)는 오존 농도 제어와 관련하여 수동으로 전압 및 전류 볼륨을 조정하여 전원 입력 신호를 출력한다.
상기 주파수 변환부(111)는 상기 외부신호 입력부(110)로부터의 출력신호를 입력받고, 상기 방전부(113)의 방전관의 유전체 재질에 따라 중주파(600∼1000 [Hz]) 및 펄스파(5∼27[kHz])를 가변시켜 오존발생량을 제어한다. 여기서, 이러한 주파수 변환부(111)는 방전관의 유전체 재질에 따라 DC 0∼10[V]로 제어하는 디지털 신호 변환방식으로 중주파(600∼1000 [Hz]) 및 펄스파(5∼27[kHz])를 가변시킨다.
상기 고전압 변압부(112)는 상기 주파수 변환부(111)로부터 출력된 가변 펄스파 또는 중주파를 적절한 방전 전압으로 승압시킨다.
상기 방전부(113)는 오존 생성을 위한 공급가스를 그 내부의 방전관에 주입하고, 상기 고전압 변압부(112)에 의해 승압된 방전 전압을 인가받아 방전을 수행한다.
상기 오존농도 측정부(114)는 상기 방전부(113)에서 생성된 오존의 농도를 측정하여 그 측정된 값을 제어부(119)에 송출한다.
상기 디지털/아날로그 신호 변환부(115)는 상기 외부 신호 입력부(110)에 의한 전원/주파수 입력 신호 대신 제어부(119)로부터의 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환하여 출력한다.
상기 가스공급부(116)는 상기 방전부(113)에서의 오존 생성을 위한 산소 또는 건조공기를 공급한다.
상기 유량제어부(Mass Flow Controller:MFC)(117)는 상기 가스공급부(116)로부터 공급되는 가스 또는 건조공기 중 하나를 선택하는 한편 공급되는 가스의 유량 을 조절한다.
상기 계측부(118)는 상기 방전부(113)에서 출력되는 방전 전압 및 주파수를 측정하여 그 측정값을 실시간으로 제어부(119)로 송출한다. 이러한 계측부(118)로는 오실로스코프가 사용될 수 있다.
상기 제어부(119)는 상기 디지털/아날로그 신호변환부(115), 유량제어부 (117), 계측부(118)를 제어하고, 상기 오존농도 측정부(114)에 의해 측정된 오존농도를 수신하여 실시간으로 그래프화하는 한편 데이터베이스에 축적하며, 축적된 데이터베이스를 바탕으로 요구하는 오존발생량을 제어한다. 여기서, 이와 같은 제어부(119)로는 컴퓨터가 사용될 수 있으며, 이러한 제어부(119)는 랩뷰 프로그램 (Labview program)을 이용하여 상기 디지털/아날로그 신호변환부(115), 유량제어부 (117), 계측부(118)를 제어한다.
한편, 도 2는 본 발명의 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치에 있어서, 주파수 변환 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 주파수 변환 시스템은 제어부(119)에서 디지털/아날로그 신호 변환부(115)를 통해 주파수를 디지털 신호(DC 0∼10[V])로 제어함으로써 주파수 값을 컴퓨터로 동작 가능하게 한다. 특히, 랩뷰 프로그램(Labview program)을 이용하여 디지털 신호(DC 0∼10[V])를 조절하여 중주파(600∼1000[Hz]) 및 펄스파(5∼27[kHz])를 가변시켜 오존발생량을 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 오존발생량 가변장치에 채용되는 자동제어장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 자동제어장치는 측정입력부에서 산소 유량조절, 건조공기 유량조절, 주파수조절, 예약 날짜와 시간을 온/오프 하는 기능, 그래프 측정 횟수, 전압제어신호 시작 DC 값, 전류제어신호 시작 DC 값, 각 전압ㆍ전류의 증가분, 전압제어신호 끝 DC 값 및 전류제어신호 끝 DC 값을 입력하고, 그 측정 결과로서 오존농도, 주파수 및 출력전압을 실시간으로 그래프를 통해 나타내는 한편 그 값들을 데이터베이스화 한다. 그리고, 데이터베이스화된 데이터를 기준으로 방전관의 오존발생량을 분석하며, 이에 따라 방전관 제어가 가능해진다.
즉, 방전관의 데이터베이스화 작업 이후 사용하고자 하는 방전관의 데이터베이스를 이용하여 효율적으로 오존발생량을 조절할 수 있다. 또한, 예약 날짜 및 시간을 설정하여 필요한 시간에 오존 발생을 정지시킬 수 있으며, 이에 따라 무인 운전이 가능해진다.
도 4는 상기 자동제어장치에 의해 측정된 데이터를 이용하여 오존발생량을 제어하는 오존발생량 제어부를 나타낸 것이다. 방전관에 맞추어 측정된 데이터를 호출해 공급 가스(산소, 건조공기)를 선택하고, 오존발생량을 선택하면 자동으로 측정된 데이터에 따라 오존발생량을 조절하게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치에 의한 오존발생량 제어방법의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제어부는 오존발생량 제어를 위해 오존농도 측정부에서 측정된 데이터를 전압제어 신호 DC값과 전류제어 신호 DC값 및 공급가스 유량으로 행렬화하여 오존 농도를 데이터베이스화하고, 필요로 하는 오존발생량을 상기 도 4의 오존발생량 제어부에서 선택하면 전압 제어 신호 DC 값과 전류제어 신호 DC값 및 공급 가스 유량이 자동으로 변하여 오존발생량이 설정된다. 예를 들면, 전압제어 신호와 전류제어 신호를 3.5에서 7까지 0.5씩 변화(증가)를 주어 측정한 후, 도 5의 오른쪽 도표처럼 오존발생량에 따라 전압제어 신호와 전류제어 신호 및 유량으로 정리한다. 오존발생량을 조절하면 전압과 전류 및 유량 제어신호가 자동으로 변화되는 것이다. 즉, 오존발생량을 0.3[g/hr]으로 설정하면 전압제어 신호는 4, 전류제어 신호는 4, 공급가스 유량은 5[L/min]로 제어부에 의해 자동으로 조절되는 것이다.
도 6 및 도 7은 컴퓨터에서 오존 농도를 제어하기 위한 랩뷰 프로그램 (Labview program)의 프런트 패널(Front Panel) 부분을 보여 주는 것으로서, 상기 도 3과 도 4의 제어부(PC)의 실제 모습이다.
도 6을 참조하면, 왼쪽 부분은 오존농도, 주파수 및 출력전압의 실시간 그래프를 보여주는 부분이고, 오른쪽 상단 부분은 공급가스인 산소 및 건조공기를 제어하는 부분이다. 중앙 부분은 디지털 신호(DC 0∼10[V])를 조절하여 방전관에 주파수를 공급해 오존을 발생시킨다. 하단부분은 그래프의 측정횟수, 전압과 전류의 시작과 끝 부분을 지정하고 각각의 증가분을 입력하여 측정할 수 있는 측정 입력부이다. 또한, 오른쪽 중앙 부분은 현재시간과 예약 날짜 및 시간을 지정함으로써 오존의 발생 시간을 조절할 수 있는 부분이다.
도 7에서는 도 6에서 측정된 데이터베이스를 바탕으로 오존발생량을 선택한다. 왼쪽 부분은 오존발생량, 주파수 및 출력전압 그래프를 볼 수 있는 부분이고, 오른쪽 상단 부분은 공급가스를 선택하는 부분이며, 중앙 부분은 입력데이터의 전압, 전류, 유량을 출력한다. 그리고, 하단 부분은 입력된 데이터의 전압, 전류, 유량을 보여주는 부분으로, 출력 데이터의 값과 동일한지 확인할 수 있는 부분이며, 또한 예약 날짜 및 시간을 지정함으로써 오존의 발생 시간을 조절할 수 있는 부분이다.
이상의 설명에서와 같이, 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치는 자동제어장치를 이용하여 오존발생량을 실시간으로 가변시킴으로써 오존농도를 환경에 따라 필요한 만큼 조절하여 불필요한 에너지 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
Claims (4)
- 오존 농도 제어와 관련하여 수동으로 전압 및 전류 볼륨을 조정하여 전원 입력 신호를 출력하는 외부신호 입력부;상기 외부신호 입력부로부터의 출력신호를 입력받고, 방전부의 방전관의 유전체 재질에 따라 중주파 및 펄스파를 가변시켜 오존발생량을 제어하는 주파수 변환부;상기 주파수 변환부로부터 출력된 가변 펄스파 또는 중주파를 적절한 방전 전압으로 승압시키는 고전압 변압부;오존 생성을 위한 공급가스를 그 내부의 방전관에 주입하고, 상기 고전압 변압부에 의해 승압된 방전 전압을 인가받아 방전을 수행하는 방전부;상기 방전부에서 생성된 오존의 농도를 측정하여 그 측정된 값을 제어부에 송출하는 오존농도 측정부;상기 외부 신호 입력부에 의한 전원/주파수 입력 신호 대신 제어부로부터의 디지털 데이터를 입력받아 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 디지털/아날로그 신호 변환부;상기 방전부에서의 오존 생성을 위한 산소 또는 건조공기를 공급하는 가스공급부;상기 가스공급부로부터 공급되는 가스 또는 건조공기 중 하나를 선택하는 한편 공급되는 가스의 유량을 조절하는 유량제어부;상기 방전부에서 출력되는 방전 전압 및 주파수를 측정하여 그 측정값을 실시간으로 제어부로 송출하는 계측부; 및상기 디지털/아날로그 신호변환부, 유량제어부, 계측부를 제어하고, 상기 오존농도 측정부에 의해 측정된 오존농도를 수신하여 실시간으로 그래프화하는 한편 데이터베이스에 축적하며, 축적된 데이터베이스를 바탕으로 요구하는 오존발생량을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치.
- 제1항에 있어서,상기 주파수 변환부는 방전관의 유전체 재질에 따라 DC 0∼10[V]로 제어하는 디지털 신호 변환방식으로 중주파 및 펄스파를 가변시키는 것을 특징으로 하는 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치.
- 제1항에 있어서,상기 제어부는 랩뷰 프로그램(Labview program)을 이용하여 상기 디지털/아날로그 신호변환부, 유량제어부, 계측부를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치.
- 제1항에 있어서,상기 제어부는 오존발생량 제어를 위해 상기 오존농도 측정부에서 측정된 데 이터를 전압제어 신호 DC값과 전류제어 신호 DC값 및 공급가스 유량으로 행렬화하여 오존 농도를 데이터베이스화하고, 설정된 오존발생량에 따라 전압 제어 신호 DC 값과 전류제어 신호 DC값 및 공급가스 유량을 자동으로 변화시켜주는 것을 특징으로 하는 자동제어장치를 이용한 오존발생량 가변장치.
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