KR100870748B1 - 오존측정기 교정용 오존발생장치 - Google Patents

오존측정기 교정용 오존발생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오존측정기 교정용 오존발생장치에 관한 것으로서, 공기흡입구와 오존 배출구가 구비된 챔버와; 상기 챔버 내에 설치되어 오존 발생용 자외선을 방출하는 자외선램프와; 상기 챔버 내에 설치되어 상기 자외선램프의 광 강도를 측정하는 포토튜브와; 상기 자외선램프의 누적 점등시간 및 교정후 점등시간을 측정하는 타이머와; 상기 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치, 상기 자외선램프에 의하여 발생된 오존발생량과의 상기 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 오존발생량 예측치와의 오차가 최대 허용치 이내로 되도록 설정된 허용 불확실도(Δmax), 상기 누적 점등시간, 및 교정후 점등시간을 저장하는 메모리와; 상기 누적 점등시간에 대응되는 광 강도 예측치와 측정된 광 강도의 차이에 의하여 광 강도 오차(ε)를 계산하고, 직전 교정주기(To)에 상기 허용 불확실도(Δmax)와 상기 광 강도 오차(ε)와의 비를 곱하여 결정되는 잔존 교정시간(Tcal)을 계산하는 마이컴과; 상기 계산된 잔존 교정시간(Tcal)을 표시하는 디스플레이 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 자동으로 자외선램프의 교정시기를 알 수 있으며, 이에 따라 허용 불확실도 범위 내에서 교정을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.
오존발생장치, 자외선램프, 교정주기, 메모리, 교정 불확도

Description

오존측정기 교정용 오존발생장치{Ozone generating apparatus}
도 1은 종래 기술의 오존발생장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이며,
도 2는 자외선램프의 점등시간이 경과됨에 따라 광 강도의 변화의 예를 나타낸 그래프이며,
도 3은 본 발명에 따른 오존발생장치의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이며,
도 4는 상기 도 2에 직전 교정주기 및 잔존 교정주기의 예를 나타낸 그래프이며,
도 5는 본 발명에 따른 오존측정기 교정용 오존발생장치의 작동 순서를 나타내는 작동순서도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10: 자외선램프 15: 전원공급부
20: 포토 튜브 30: 타이머
40: 메모리 50: 마이컴
60: 디스플레이수단 70: 입력수단
본 발명은 오존측정기 교정용 오존발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치와 측정된 광 강도의 차이에 의해 광 강도 오차를 계산하고, 상기 광강도 오차와 허용 불확실도로부터 잔존 교정시간을 계산하여, 상기 잔존 교정시간을 디스플레이수단에 표시함으로써, 자동으로 자외선램프의 교정시기를 알 수 있어 교정이 용이한 오존측정기 교정용 오존발생장치에 관한 것이다.
오존측정기는 대기 중에 포함된 오존량을 측정하기 위한 장치이다. 이와 같은 오존측정기는 일정한 주기마다 점검을 통해 그 장치에 유입되는 오존량이 정확히 측정되는지가 검사된다. 이와 같은 오존측정기의 점검을 위해서는 일정한 오존량을 발생시키는 오존측정기 교정용 오존발생장치가 사용되고 있다.
도 1에서는 이와 같은 종래의 오존발생장치를 나타내는 구성 블록도를 보인 것이다. 상기 도면에서와 같이, 종래의 오존발생장치는 공기 흡입구와 오존 배출구가 형성되며 내부에는 중공부의 반응실이 구비된 챔버(미도시)와, 상기 챔버 내에 설치되며 자외선을 방출하는 자외선램프(1)와, 상기 자외선램프(1)에 전원을 공급하는 전원공급부(2)와, 상기 전원공급부(2)를 제어하는 제어부(3)로 구성된다.
오존발생장치는 챔버 내부에 형성된 반응실에서 자외선램프(1)로부터 방출된 자외선과 흡입구로부터 유입된 공기가 반응하여 일정량의 오존을 발생시킨다. 이러한 오존발생장치는 상기 오존측정기에 설치되어 일정한 오존량을 공급함으로써, 오존측정기가 상기 오존량을 정확히 측정하는지를 검사하기 위하여 사용된다.
한편, 이와 같은 오존발생장치는 도 2에서 보인 그래프에서와 같이, 장치 내의 핵심소자인 오존을 발생시키는 자외선램프가 시간(time)이 경과됨에 따라 광의 강도(intensity)가 변하는 특성을 갖고 있어 오존 발생량이 사용시간 경과에 따라 변하는 문제가 발생한다. 따라서, 정확한 오존 발생량을 계측하기 위해서는 국가 표준으로 유지되는 오존측정표준 기준기에 의해 주기적으로 오존발생량을 교정하여야 한다.
그러나, 종래의 오존측정기 교정용 오존발생장치는 각 교정 장치의 특성에 따라 사용시간 경과에 따른 오존 발생량의 변화 정도가 달라 사용자가 허용 불확실도(Δ) 범위 내에서 교정주기를 결정하기가 곤란한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 오존 교정용 오존발생장치 내 장치되어 있는 자외선램프의 교정시점으로부터의 점등시간, 총 누적점등시간 등을 기록하여 오존 발생량의 사용시간에 따른 변화 정도를 분석하여 허용 불확실도 범위 내에서 오존 발생장치의 교정주기를 자동으로 알려주는 기능을 갖는 오존발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 구현하기 위하여 본 발명의 오존측정기 교정용 오존발생장치는 공기흡입구와 오존 배출구가 구비된 챔버와; 상기 챔버 내에 설치되어 오존 발생용 자외선을 방출하는 자외선램프와; 상기 챔버 내에 설치되어 상기 자외선램프의 광 강도를 측정하는 포토튜브와; 상기 자외선램프의 누적 점등시간 및 교정후 점등시간을 측정하는 타이머와; 상기 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치, 허용 불확실도, 상기 누적 점등시간, 및 교정후 점등시간을 저장하는 메모리와; 상기 누적 점등시간에 대응되는 광 강도 예측치와 측정된 광 강도의 차이에 의하여 광 강도 오차를 계산하고, 상기 광 강도 오차와 상기 허용불확실도로부터 잔존 교정시간을 계산하는 마이컴과; 상기 계산된 잔존 교정시간을 표시하는 디스플레이수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 메모리에 저장된 허용 불확실도는 상기 자외선램프에 의하여 발생된 오존발생량과 상기 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 오존발생량 예측치와의 오차가 최대 허용치 이내로 되도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 오존측정기 교정용 오존발생장치는 상기 메모리에 저장될 값을 입력하는 입력수단을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 잔존 교정시간은 직전 교정 주기에 상기 허용불확실도와 상기 광 강도 오차와의 비를 곱하여 결정된다.
또한, 상기 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치는 직전 교정 시 얻어진 광 강도 오차를 반영하여 업데이트되는 것이 바람직하다.
아래에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제공한다. 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공하는 것이고, 본 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 오존측정기 교정용 오존발생장치를 나타내는 블록 구성도이며, 도 4는 직전 교정주기 및 잔존 교정시간의 예를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 5는 본 발명에 따른 오존측정기 교정용 오존발생장치의 작동순서를 나타내는 작동 순서도이다.
도 3에 보인 것과 같이, 본 발명에 따른 오존측정기 교정용 오존발생장치는 챔버(C)와, 상기 챔버(C) 내에 설치되는 자외선램프(10) 및 포토튜브(20)와, 상기 자외선램프(10)의 누적 점등시간 및 교정후 점등시간을 측정하는 타이머(30)와, 상기 자외선램프(10)의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치, 허용 불확실도(Δmax), 상기 누적 점등시간, 및 교정후 점등시간을 저장하는 메모리(40)와, 상기 누적 점등시간에 대응되는 광 강도 예측치와 측정된 광 강도로부터 잔존 교정시간(Tcal)을 계산하는 마이컴(50)과, 상기 잔존 교정시간(Tcal)을 표시하는 디스플레이 수단(60)을 포함하여 이루어진다.
챔버(C)의 양측벽에는 공기가 유입되는 흡입구(미도시)와, 오존이 배출되는 배출구(미도시)가 구비되며, 내부에는 중공부가 형성된다.
자외선램프(10)는 상기 챔버(C)에 설치되어 자외선을 방출하며, 방출된 자외선은 챔버 내에서 공기와 반응하여 오존을 발생시킨다. 이때, 상기 자외선램프(10)에 전원을 공급하는 전원공급부(15)는 자외선램프(10)에서 오존을 안정적으로 발생하게 하기 위하여 고주파 정전류 전원장치를 사용하는 것이 바람직하다.
포토튜브(photo tube)(20)는 상기 자외선램프(10)의 광 강도를 측정하기 위한 것으로, 광의 강도를 전류로 전환하여 측정한다.
타이머(30)는 자외선램프(10)의 누적 점등시간 및 교정후 점등시간을 측정한다. 여기서, 누적 점등시간이란 상기 자외선램프(10)가 최초 작동되는 시점으로부터 자외선램프(10)가 작동된 총 누적된 시간을 의미하며, 교정후 점등시간이란 상기 자외선램프(10)가 교정된 이후 작동된 시간을 의미한다.
메모리(40)는 상기 타이머(30)로부터 측정되는 자외선램프(10)의 점등시간에 의해 자외선램프(10)의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치, 허용 불확실도(Δmax), 상기 누적 점등시간 및 교정후 점등시간을 저장한다.
이와 같이, 메모리(40)로부터 상기 광 강도 예측치, 허용 불확실도(Δmax), 누적 점등시간 및 교정후 점등시간이 저장되면, 마이컴(50)은 상기 데이터를 이용 하여 잔존 교정시간(Tcal)을 계산한다. 구체적으로, 마이컴(50)은 상기 누적 점등시간에 대응되는 광 강도 예측치와 측정된 광 강도의 차이에 의하여 광 강도 오차(ε)를 계산하고, 상기 광 강도 오차(ε)와 상기 허용 불확실도(Δmax)로부터 잔존 교정시간(Tcal)을 계산한다.
이러한 잔존 교정시간(Tcal)를 계산하는 것은 도 4의 그래프를 참조하여 이하에서 설명한다. 도 4는 자외선램프(10)의 점등시간에 따른 광 강도의 변화량을 나타낸 그래프이다. 상기 그래프에서 실선은 상기 자외선램프(10)의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치를 나타내며, 점선은 상기 자외선램프(10)의 측정된 광 강도를 나타낸다.
마이컴(50)은 측정된 자외선램프(10)의 광 강도로부터 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치를 차감함으로써, 광강도 오차(ε)가 계산된다. 광강도 오차(ε)는 누적 점등시간에 대응되는 광 강도 예측치와 측정된 광 강도의 차이에 의하여 계산된다. 광 강도 오차(ε)가 계산되면, 마이컴(50)은 상기 광강도 오차와 상기 허용 불확실도(Δmax)로부터 다음과 같은 수식을 이용하여 잔존 교정시간(Tcal)을 계산한다.
Figure 112007040787928-pat00001
상기 수학식 1은 잔존 교정시간(Tcal)을 계산하는 식을 나타내고 있다. 즉, 상기 수학식에서와 같이, 잔존 교정시간(Tcal)은 직전 교정주기(T0)에 상기 허용 불확실도(Δmax)와 광강도 오차(ε)와의 비를 곱하여 결정된다. 상기 수식은 오차발생 기여 인자의 총합이 경과된 점등시간에 선형적으로 비례하여 증가된다는 관찰결과에 근거하고 있다. 여기서, 허용 불확실도(Δmax)는 상기 자외선램프(10)에 의하여 발생된 오존발생량과, 상기 자외선램프(10)의 누적 점등시간에 따른 오존발생량 예측치와의 오차가 최대 허용치 이내로 되도록 설정된다.
여기서, 상기 자외선램프(10)의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치는 교정이 수행되었을 때, 직전 교정시 얻어진 광 강도 오차(ε)를 반영하여 업데이트되는 것이 바람직하다.
이와 같이 상기 마이컴(50)으로부터 잔존 교정시간()이 계산되면, 상기 잔존 교정시간(Tcal)은 디스플레이 수단(60)에 의해 자동으로 표시됨으로써 사용자가 교정주기를 인식할 수 있다. 여기서, 디스플레이 수단(60)에는 상기 자외선램프(10)의 누적 점등시간, 교정후 점등시간, 및 오존발생량 등이 더 표시될 수 있다.
이와 같은 오존발생장치는 상기 메모리(40)에 저장될 값을 입력하는 입력수단(70)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
아래에서는 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 오존발생장치의 작동 순서를 설 명한다.
자외선램프(10)에 전원이 공급되면(S01) 메모리(40)는 상기 자외선램프(10)의 누적 점등시간 및 교정후 점등시간을 각각 저장한다(S02). 또한, 메모리(40)는 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치와, 허용 불확실도(Δmax)를 저장한다(S03). 이때, 마이컴(50)은 포토튜브(20)로부터 측정된 자외선램프(10)의 광 강도와 상기 광 강도 예측치의 차이에 의해 광 강도 오차(ε)를 계산하며(S04), 상기 광 강도 오차(ε)와 허용 불확실도(Δmax)로부터 잔존 교정시간(Tcal)을 계산한다(S05). 이렇게 계산된 잔존 교정시간(Tcal)은 디스플레이 수단(60)에 의해 표시된다(S06). 이후, 사용자가 표시된 잔존 교정시간(Tcal)을 확인하여 그 이내에서 자외선램프(10)를 교정하면 S01 단계로 다시 반복되어 다음 잔존 교정시간을 표시하게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 오존측정기 교정용 오존발생장치는 자외선램프의 작동시간에 따른 오존발생 변화량을 측정하여 교정주기를 디스플레이해주므로, 정확한 교정주기에 따라 자외선램프를 교정할 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시 가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 오존측정기 교정용 오존발생장치는 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치와 측정된 광 강도의 차이에 의해 광 강도 오차를 계산하고, 상기 광강도 오차와 허용 불확실도로부터 잔존 교정시간을 계산하여, 상기 잔존 교정시간을 디스플레이수단에 표시함으로써, 자동으로 자외선램프의 교정시기를 알 수 있으며, 이에 따라 허용 불확실도 범위 내에서 교정을 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

  1. 공기흡입구와 오존 배출구가 구비된 챔버와;
    상기 챔버 내에 설치되어 오존 발생용 자외선을 방출하는 자외선램프와;
    상기 챔버 내에 설치되어 상기 자외선램프의 광 강도를 측정하는 포토튜브와;
    상기 자외선램프의 누적 점등시간 및 교정후 점등시간을 측정하는 타이머와;
    상기 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치, 상기 자외선램프에 의하여 발생된 오존발생량과 상기 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 오존발생량 예측치와의 오차가 최대 허용치 이내로 되도록 설정된 허용 불확실도(Δmax), 상기 누적 점등시간, 및 교정후 점등시간을 저장하는 메모리와;
    상기 누적 점등시간에 대응되는 광 강도 예측치와 측정된 광 강도의 차이에 의하여 광 강도 오차(ε)를 계산하고, 직전 교정주기(To)에 상기 허용 불확실도(Δmax)와 상기 광 강도 오차(ε)와의 비를 곱하여 결정되는 잔존 교정시간(Tcal)을 계산하는 마이컴과;
    상기 계산된 잔존 교정시간(Tcal)을 표시하는 디스플레이수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존측정기 교정용 오존발생장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메모리에 저장될 값을 입력하는 입력수단을 포함하는 오존측정기 교정용 오존발생장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 자외선램프의 누적 점등시간에 따른 광 강도 예측치는 직전 교정시 얻어진 광 강도 오차(ε)를 반영하여 업데이트되는 것을 특징으로 하는 오존측정기 교정용 오존발생장치.
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