KR101312318B1

KR101312318B1 - 자연대류형 에어로졸 시험 장치 및 그 시험방법

Info

Publication number: KR101312318B1
Application number: KR1020120001661A
Authority: KR
Inventors: 김주현; 변용관
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2012-01-05
Publication date: 2013-09-27
Also published as: KR20130080698A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르는 에어로졸 시험장치는 시험 챔버와, 상기 시험 챔버로 외부 공기를 유입시키도록 형성되는 팬 필터부와, 유입되는 상기 외부 공기를 모을 수 있도록 상기 팬 필터부와 연결되는 집진부와, 상기 집진부의 하단에 근접하여 배치되고, 상기 집진부 내로 에어로졸 입자를 발생시키는 에어로졸 입자 발생기와, 상기 외부 공기와 상기 에어로졸 입자가 혼합되어 유입되는 공기 수집기 및 상기 공기 수집기로 수집된 입자의 농도를 측정하도록 형성되는 입자측정기을 포함하고, 상기 집진부는 상기 입자들이 균일하게 분산되면서 상기 공기 수집기로 포집될 수 있도록 형성되는 망상의 필터부를 포함함으로써, 공기 수집기 전단으로 유입되는 입자 농도의 균일성을 제고할 수 있다.

Description

자연대류형 에어로졸 시험 장치 및 그 시험방법{AIR CONVECTION AEROSOL TEST APPARATUS AND TEST METHOD THEREOF}

본 발명의 일실시예들은 에어로졸 입자를 수집 및 농축하는 공기 수집기에 대한 포집효율 시험할 수 있는 자연대류형 에어로졸 시험 장치 및 그 시험방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기 수집기 포집효율 시험은 도 1에서 보듯이 외기의 영향을 배제하면서 자연적 대류에 의해 균일한 에어로졸 입자 흐름이 형성될 수 있는 자연대류형(Natural convection type) 에어로졸 시험챔버에서 실시한다.

자연대류형 에어로졸 시험챔버는 시험챔버(Test chamber), 입자측정기(Aerosizer 또는 Aerosol counter, 140), 입자 발생기(atomizer, 120), 팬 필터부(Fan Filter Unit, 110), 진공펌프(Vacuum pump, 150), 소형 압축공기 발생기(Compressor, 171), 공기필터(Air filter, 172, 173), 그리고 컴퓨터(160) 및 전원장치 등으로 구성된다.

에어로졸 입자 발생기(atomizer)를 챔버 상단부에 설치하고, 이소 프로필 알코올(Iso-propyl Alcohol)에 표준입자인 폴리스티렌 라텍스(PSL, Polystyrene Latex)를 섞은 용액을 담은 후 발생기 내부로 압축공기를 주입하여 입자를 발생시키는데, 이때 압축 공기는 공기필터를 거치면서 외기의 오염물질과 습기는 제거된다.

시험대상인 공기 수집기 및 입자 측정기는 챔버 하단부에 설치하고 외부에서 컴퓨터로 조작하면서 시험 할 수 있도록 한다.

위와 같은 자연대류형 에어로졸 시험챔버는 발생된 입자가 챔버 상단으로부터 하단으로 낙하하면서 팬 필터부를 통해 공급되는 외기와 혼합되어 일정한 시간 동안 균일한 농도를 형성하는 저비용의 단순 구조라는 점과 입자의 크기가 큰 경우(3μm 이상)에 적합하다는 점 등 장점이 있다.

하지만 일정 시간 동안 입자 농도의 균일성 유지는 팬 필터부의 외기 유입속도 및 균일성, 입자의 침강속도(Sedimentation velocity) 및 거리, 입자의 브라운 확산(Brownian diffusion), 입자의 농도 등에 의해 영향을 받는다.

도 2는 자연대류형 에어로졸 시험챔버 내에서 입자분포를 확인하기 위하여 챔버 중앙지점으로부터 좌우로 각 거리별(50mm, 100mm, 200mm, 300mm) 입자측정기를 설치하여 순차적으로 입자수를 측정한 결과이다.

입자 측정기는 그림(Grimm)사의 에어로졸 스펙트로미터(Aerosol Spectrometer) 모델 1108(흡입유량 1.2 L/min)을 사용하였으며, 입자수는 샘플링 시간 6초 간격으로 3분 동안 측정하여 평균한 값이다.

도 3은 자연대류형 에어로졸 시험챔버에서 7μm 입경의 폴리스티렌 라텍스(Polystyrene latex)를 분사하면서 시간경과에 따른 공기 수집기 입구(전단)와 배출구(후단)의 입자수 변동을 측정한 결과이다.

도 3a에서 보는 바와 같이, 전단입자 수는 공기 수집기 입구(전단)가 위치하는 지점에 입자측정기를 위치시키고 PSL 입자를 분사하면서 농도가 안정화되는 시점으로부터 6초 간격으로 3분 동안 측정한 입자수를 기록한 값이다.

도 3b에서 보는 바와 같이, 후단입자 수는 공기 수집기를 설치하고 입자측정기를 공기 수집기 배출구(후단)에 연결한 상태에서 분사된 에어로졸 입자 농도가 안정화되고 공기 수집기가 정상속도에 도달한 시점으로부터 6초 간격으로 3분 동안 포집 및 농축한 입자가 배출될 때 측정한 값이다.

여러 가지 변수가 영향을 주는 상태이므로 이론적 계산과는 달리 실제 에어로졸 시험 간 챔버 내부 입자 분포는 도 2에서 보듯이 챔버 내부의 위치별로 최대 7배 이상의 상당한 차이를 보였다.

이런 결과는 챔버 상단에 있는 팬 필터부를 통한 공기유입이 균일하지 않고, 챔버가 완전 밀폐형이 아니고 내부 공기 흐름이 불균일한 관계로 발생하는 현상으로 추정하였다.

따라서 공기 수집기 포집효율을 측정하기 위하여 공기 수집기와 입자측정기는 동일한 위치에 두는 것이 타당할 것으로 사료되나 현실적으로 제한사항이 많이 있는 방안이다.

한편, 도 3에서 보듯이 공기 수집기가 위치할 지점에서 시간에 따른 입자수를 측정한 결과(도면 3a) 7μm 입자와 같이 비교적 큰 입자의 경우 공기 수집기 입구(전단)에 형성되는 입자수가 평균 150여개로 상당히 낮은 농도를 형성하였고, 표준편차는 33.7(평균의 22%)로서 변동폭이 상당하였다.

또한 공기 수집기를 설치하여 가동하면서 배출구(후단)에서 나오는 입자수를 측정한 결과(도 3b) 평균 13,016.4, 표준편차 1,976.2(평균의 15%)로 전단 유량 측정 결과와 유사한 경향이 관찰되었다.

이와 같은 결과로부터 에어로졸 입자 시험의 신뢰성을 제고할 수 있는 방안을 강구할 필요성을 느꼈다. 방안을 강구할 때 고려해야 할 부분은 저비용의 자연대류형 에어로졸 시험챔버를 개조하는데 비용대 효과를 염두에 두어야 하며, 공기 수집기 포집 효율 시험방법 상 적절한 것이어야 한다는 것이다.

본 발명에서는 위 고려사항을 기초로 하여 공기 수집기로 유입되는 지점(전단)에서 일정 시간 동안 입자 농도의 균일성을 제고할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

본 발명의 일 목적은 공기 수집기 전단으로 유입되는 입자 농도의 균일성을 제고할 수 있는 에어로졸 시험 장치를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 에어로졸 시험장치는 시험 챔버와, 상기 시험 챔버로 외부 공기를 유입시키도록 형성되는 팬 필터부와, 유입되는 상기 외부 공기를 모을 수 있도록 상기 팬 필터부와 연결되는 집진부와, 상기 집진부의 하단에 근접하여 배치되고, 상기 집진부 내로 에어로졸 입자를 발생시키는 에어로졸 입자 발생기와, 상기 외부 공기와 상기 에어로졸 입자가 혼합되어 유입되는 공기 수집기 및 상기 공기 수집기로 수집된 입자의 농도를 측정하도록 형성되는 입자측정기을 포함하고, 상기 집진부는 상기 입자들이 균일하게 분산되면서 상기 공기 수집기로 포집될 수 있도록 형성되는 망상의 필터부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 집진부는, 벽면에 상기 에어로졸 입자가 침착되는 것을 줄이기 위하여, 상기 팬 필터부와 연결되는 부분에서 아래로 갈수록 그 단면의 크기가 줄어들도록 형성될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 집진부는, 상기 에어로졸 입자의 흐름을 상기 공기 수집기의 입구로 유도하기 위하여 중공을 구비하는 덕트부에 연결될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 필터부는 상기 집진부와 상기 덕트부 사이에 배치될 수 있다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 공기 수집기로 유입되는 상기 에어로졸 입자의 유량보다 많은 유량을 상기 공기 수집기 입구 주위로 흐르게 하도록, 상기 공기 수집기와 상기 덕트부는 서로 이격되어 배치될 수 있다.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명의 다른 실시예는, 입자 발생기에 이소 프로필 알코올 용액을 채우고 표준 입자를 혼합하는 단계와, 상기 입자 발생기에 압축공기를 공급하여 입자를 집진부를 향하여 분사하는 단계와, 상기 입자들이 분사된 이후 일정 시간 경과후 입자 농도가 안정화되면, 입자 측정기를 상기 공기 수집기 입구까지 이동시킨 뒤 작동시켜 입자수를 측정하여 전단 농도를 측정하는 단계와, 일정 시간 경과후 상기 입자 측정기를 상기 공기 수집기의 배출구에 연결한 뒤 작동시켜 입자수를 측정하여 후단 농도를 측정하는 단계 및 상기 측정된 전단 농도와 후단 농도를 근거로 에어로졸 시험장치의 포집 효율을 계산하는 에어로졸 시험장치의 시험방법을 개시한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 표준 입자를 혼합하는 단계는 상기 입자 발생기로 초음파를 방사하여 내부를 진동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 에어로졸 시험 장치 및 그 시험방법을 따르면, 자연대류형 에어로졸 시험챔버의 대대적인 개조 없이 간단히 덕트를 설치함으로써, 공기 수집기 입구(전단)에서 시간 경과에 따른 입자수의 변동폭을 평균에 대한 표준편차 비율로 판단하였을 때 약 10% 이하로, 덕트가 없는 경우 약 20%보다 50% 이상 개선된 효과를 가져올 수 있다.

또한 포집효율에 대한 반복 시험을 실시한 결과 평균 대비 표준편차가 약 15%로서 덕트가 설치되지 않은 경우 약 30% 보다 현저히 개선되어 시험의 신뢰성을 제고할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 자연대류형 에어로졸 시험장치의 개략도.
도 2는 도 1과 관련하여, 챔버 중앙지점으로부터 좌우로 각 거리별(50mm, 100mm, 200mm, 300mm) 입자측정기를 설치하여 순차적으로 입자수를 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 3은 도 1과 관련하여, 7μm 입경의 PSL(Polystyrene latex)를 분사하면서 시간경과에 따른 공기 수집기 입구(전단)와 배출구(후단)의 입자수 변동을 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따르는 자연대류형 에어로졸 시험장치의 개략도.
도 5는 도 4와 관련하여, 덕트가 설치된 자연대류형 에어로졸 시험장치에서 7μm 입경의 PSL(Polystyrene latex)를 분사하면서 시간경과에 따른 공기 수집기 입구(전단)와 배출구(후단)의 입자수 변동을 측정한 결과를 도시한 그래프.
도 6은 덕트가 설치된 자연대류형 에어로졸 시험장치에서 공기 수집기 포집효율 시험의 신뢰성을 관찰하기 위하여 덕트가 미 설치된 시험챔버와 비교 시험한 결과를 도시한 그래프.

이하, 본 발명에 관련된 에어로졸 시험 장치 및 그 시험방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 4는 챔버내 설치된 덕트부(284)의 개략도이다.

이하 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 에어로졸 시험장치를 설명하기로 한다.

시험 챔버 내 균일한 에어로졸 입자 농도를 형성하게 하여 챔버 내 에어로졸 입자 농도 측정과 공기 수집기(230)에 의해 포집 및 농축되는 에어로졸 입자 농도를 동시에 측정하는 방안을 고려할 수 있으나 여러 가지 변수를 최적화 하는 어려운 과정이 필요한 것으로 판단되었다.

뿐만 아니라 균일한 농도가 형성되었더라도 공기 수집기(230)가 분당 660 리터의 공기를 흡입하는 상황에서 시험 챔버 내 에어로졸 입자 농도의 균일성 유지는 곤란할 것으로 판단되었다.

이에 따라 대안으로 공기 수집기(230) 입구(전단)에서 에어로졸 입자의 농도가 균일하게 유지될 수 있도록 그 흐름을 제어할 수 있는 방안을 강구하였다.

이를 위하여 시험 챔버내에 덕트부(284)를 설치하여 입자 발생기로부터 분사된 입자가 챔버 상단의 팬 필터부(210)를 통해 유입된 외기와 혼합되어 덕트부(284)를 따라 공기 수집기(230) 입구(전단)로 자연스럽게 흘러내릴 수 있도록 하는 아이디어를 도출하였다.

이때 분사된 입자가 균일한 공간밀도로 흐를 수 있도록 덕트부(284) 내에 망상의 필터부(285)을 설치하였다.

또한 덕트부(284)와 시험 대상인 공기 수집기(230)는 약간 이격하여 공기 수집기(230) 흡입 유량에 의해 덕트부(284)내 에어로졸 입자 흐름에 왜곡이 발생하지 않게 하고, 대신 외기가 공기 수집기(230)로 유입되는 것을 막기 위하여 공기 수집기(230) 흡입유량 보다 덕트부(284) 유량을 크게 하여 덕트부(284)를 통해 흘러내리는 에어로졸 입자 중 공기 수집기(230)로 흡입되지 않은 에어로졸 입자가 공기 수집기(230) 외벽을 타고 흐를 수 있도록 하였다.

도 4a와 도 4b는 자연대류형 에어로졸 시험 챔버 상단부에 있는 팬 필터부(210)와 결합하여 팬 필터부(210)를 통해 인입되는 외기를 모아 줄 수 있는 직사각뿔 형 집진부(281)에 대한 형상으로서 각각 측면도와 평면도를 도시한 것이다.

직사각뿔 형 집진부(281)의 크기 및 모양은 팬 필터부(210)의 팬을 감싸도록 하고 입자가 침강하면서 벽면에 침착되는 것을 최소화하기 위하여 경사각을 45° 이상이 되도록 하였다.

직사각뿔 형 집진부(281)의 하단부는 도 4c와 같이 에어로졸을 발생시키는 입자 발생기(220)를 위치시킬 수 있는 지지대(283)를 설치하고, 덕트부(284)가 연결되도록 하였다.

더불어 직사각뿔 형 집진부(281)와 덕트부(284) 사이에는 분사된 입자가 더 균일한 공간밀도로 흐르게 하기 위하여 필터부(285)을 설치하였다.

이와 같은 구조는 입자 발생기(220)를 집진부(281)내에 설치하여 입자 발생기(220)에서 천정을 향해 발생된 에어로졸 입자가 팬 필터부(210)를 통해 정화되어 유입되는 외기와 혼합되어 집진부(281)의 하단으로 자연스럽게 흘러 모일 수 있도록 하고, 입자가 집진부(281)의 필터부(285)을 통해 균일하게 분산될 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 집진부(281) 하단부는 중력에 의해 자연스럽게 입자가 흘러내릴 수 있도록 덕트부(284)와 공기 수집기(230) 입구가 약 10cm 내외로 이격 될 수 있도록 설계하였다.

도 4b는 전체적인 시험챔버의 개략도이다. 한편, 원통형 덕트부(284)의 직경은 180mm로 열풍속계를 사용하여 덕트부(284) 끝단의 입자속도를 측정한 결과 0.7m/s였다.

따라서 덕트부(284)를 따라 흐르는 유량은 약 1,000 L/min으로서 공기 수집기(230)의 흡입유량 660 L/min 보다 크고, 공기 수집기(230)로 유입되지 않은 일부가 공기 수집기(230) 외벽을 타고 흘러 외부의 입자가 공기 수집기(230) 내부로 유입되는 것을 막아주도록 하였다.

적용예 (에어로졸 시험 장치의 시험방법)

공기 수집기 포집효율 시험을 통해 덕트 장작시 자연대류형 에어로졸 시험챔버의 신뢰성을 시험하였다. 공기 수집기 포집효율시험절차는 아래와 같다.

① 입자 발생기에 약 100ml의 Iso-propyl alcohol 용액을 채워 넣고 표준입자(Polystyrene latex(PSL))를 0.4g∼1g 혼합한다.

② 초음파 발생기를 사용하여 입자들이 잘 섞이도록 1분 이상 진동을 가한다.

③ 입자 발생기를 시험챔버 상단에 설치하고 소형 압축공기 발생장치에 연결한 후 압축공기를 주입시켜 입자를 방생시키다. 이때 사용압력은 2.5기압이다.

④ 입자 발생기에서 분사된 입자들이 팬 필터부를 통과한 정화된 외기와 혼합되어 중력에 의해 침강하도록 한다.

⑤ 입자를 발생시킨 후 1분∼2분 정도 경과하여 입자 농도가 안정화되면 입자측정기를 작동하여 입자수를 측정하고 공기 수집기 입구(전단)에 가해지는 입자농도로 규정하였다. 이때 입자측정기 높이는 공기 수집기 입구(전단)과 같이 하고 2 L/min 속도로 6초 동안 흡입할 때 측정되는 총 입자수를 “전단 농도”로 규정하였다.

⑥ 입자측정기 위치에 공기 수집기 입구가 일치하도록 설치하고 배출구(후단)에 입자측정기를 연결하여 공기 수집기 가동 속도가 안정단계에 이르렀을 때 ⑤와 동일한 방법으로 “후단 농도”를 측정하였다.

⑦ ⑤와 ⑥에서 측정된 농도를 기초로 포집효율을 아래와 같이 계산하였다.

※ 포집효율(%) = (실험농축률/이론농축률) X 100

이때 실험농축률 = (후단농도/전단농도), 이론농축률 = (후단유량 / 전단유량) 이다.

위와 같은 시험절차를 적용하여 자연대류형 에어로졸 시험챔버에 덕트를 장착 할 경우 에어로졸 농도 형성의 균일성 및 안정성에 대한 실험을 실시하였다.

실험예 1

도 5는 덕트부가 설치된 자연대류형 에어로졸 시험챔버에서 7μm 입경의 PSL(Polystyrene latex)를 분사하면서 시간경과에 따른 공기 수집기 입구(전단)와 배출구(후단)의 입자수 변동을 측정한 결과이다.

도 5a는 전단입자 수는 공기 수집기 입구(전단)가 위치하는 지점에 입자측정기를 위치시키고 PSL 입자를 분사하면서 농도가 안정화되는 시점으로부터 6초 간격으로 3분 동안 측정한 입자수를 기록한 값이다.

도 5b는 후단입자 수는 공기 수집기를 설치하고 입자측정기를 공기 수집기 배출구(후단)에 연결한 상태에서 분사된 에어로졸 입자 농도가 안정화되고 공기 수집기가 정상속도에 도달한 시점으로부터 6초 간격으로 3분 동안 포집 및 농축한 입자가 배출될 때 측정한 값이다.

도 4와 같이 덕트부가 장착된 자연대류형 에어로졸 시험챔버 내에 에어로졸 입자측정기를 덕트부 끝단으로부터 약 10cm 이격하여 설치하고, 7μm 직경의 PSL(Polystyrene latex) 입자를 입자 발생기로 분사하면서 시간경과에 따른 입자 농도를 측정하였다.

도 5a에서 보듯이 입자수가 최대 487개에서 최소 374개로서 평균 422.9 ± 34.7이었다. 이와 같은 결과는 입자흐름을 가이드 하는 덕트부를 장착함으로서 전단입자 수가 2.8배 증가하여 포집효율의 신뢰성을 높일 수 있는 요인으로 작용한 것으로 사료되며, 표준편차는 평균의 약 8%로 덕트가 창착되지 않았을 경우 약 20%와 비교할 때 변동폭이 상당히 감소하였음을 알 수 있었다.

이런 결과는 공기 수집기가 포집 및 농축하여 배출하는 후단입자 수에서도 확인할 수 있었는데, 도 5b는 입자측정기 위치에 공기 수집기를 위치시키고 입자측정기를 공기 수집기 배출구(후단)에 연결하여 측정한 결과로서 입자 수의 평균이 71,952.0 ± 6,468.5로서 표준편차는 평균의 약 9%로 이전에 비해 변동폭 개선이 뚜렷하였다.

실험예 2

도 6은 덕트부가 설치된 자연대류형 에어로졸 시험챔버에서 공기 수집기 포집효율 시험의 신뢰성을 관찰하기 위하여 덕트부가 미 설치된 시험챔버와 비교 시험한 결과이다.

도 6a는 덕트부가 미 설치된 자연대류형 에어로졸 시험챔버에서 실시한 공기 수집기 포집효율로서 6회에 걸친 개별 시험의 전단입자 수(막대바 위의 값)와 포집효율(막대바)을 표시하였다. 6회에 걸친 개별 시험의 포집효율 평균은 40.0% ± 12.1이었다.

도 6b는 덕트부가 설치된 자연대류형 에어로졸 시험챔버에서 실시한 공기 수집기 포집효율로서 위와 동일하게 6회에 걸친 개별 시험을 실시하여 그때의 전단입자 수(막대바 위의 값)와 포집효율(막대바)를 표시하였다. 6회에 걸친 개별 시험의 포집효율 평균은 42.7% ± 6.9이었다.

도 5에서는 특정 지점에서 시간경과에 따른 입자의 변동폭을 확인하였으며, 시험장치의 신뢰성을 확인하기 위하여 동일한 공기 수집기와 에어로졸 입자를 이용하여 전단입자 수가 상이할 때 포집효율을 측정하였다.

공기 수집기 포집효율은 위에서 기술한 절차와 같이 전단과 후단의 입자수를 순차적으로 측정하고 그 결과를 기초로 산출하였다.

도 6은 자연대류형 에어로졸 시험챔버에 덕트부가 없는 상태와 덕트부가 설치된 상태에서 공기 수집기의 포집효율을 수차례 걸쳐 개별적으로 측정한 결과이다.

도 6a는 덕트부가 설치되지 않은 시험챔버에서 측정한 공기 수집기 포집효율로서 6회에 걸쳐 시험한 결과 평균 40.0% ± 12.1로서 시험간 편차가 큰 것으로 확인이 되었다.

반면, 도 6b에서 보듯이 덕트부가 장착된 경우 포집효율의 평균은 42.2% ± 6.9로서 시험간 편차가 상당히 개선된 것으로 확인되었다. 한편, 위 두 데이터 모두 전단입자 수의 증감이 포집효율 증감과 연관성이 미약할 것으로 판단되었다.

실험예 2의 결과 자연대류형 에어로졸 시험챔버에 덕트부를 장착함으로서 시험결과의 신뢰성에도 긍정적 영향을 초래함을 알 수가 있었다.

상기와 같이 설명된 에어로졸 시험 장치 및 그 시험방법는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims

시험 챔버;
상기 시험 챔버로 외부 공기를 유입시키도록 형성되는 팬 필터부;
유입되는 상기 외부 공기를 모을 수 있도록 상기 팬 필터부와 연결되는 집진부;
상기 집진부의 하단에 근접하여 배치되고, 상기 집진부 내로 에어로졸 입자를 발생시키는 에어로졸 입자 발생기;
상기 외부 공기와 상기 에어로졸 입자가 혼합되어 유입되는 공기 수집기; 및
상기 공기 수집기로 수집된 입자의 농도를 측정하도록 형성되는 입자측정기을 포함하고,
상기 집진부는 상기 입자들이 균일하게 분산되면서 상기 공기 수집기로 포집될 수 있도록 형성되는 망상의 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 시험장치.
제1항에 있어서,
상기 집진부는,
벽면에 상기 에어로졸 입자가 침착되는 것을 줄이기 위하여, 상기 팬 필터부와 연결되는 부분에서 아래로 갈수록 그 단면의 크기가 줄어들도록 형성되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 시험장치.
제1항에 있어서,
상기 집진부는,
상기 에어로졸 입자의 흐름을 상기 공기 수집기의 입구로 유도하기 위하여 중공을 구비하는 덕트부에 연결되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 시험장치.
제3항에 있어서,
상기 필터부는 상기 집진부와 상기 덕트부 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 시험장치.
제3항에 있어서,
상기 공기 수집기로 유입되는 상기 에어로졸 입자의 유량보다 많은 유량을 상기 공기 수집기 입구 주위로 흐르게 하도록, 상기 공기 수집기와 상기 덕트부는 서로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 시험장치.
입자 발생기에 이소 프로필 알코올 용액을 채우고 표준 입자를 혼합하는 단계;
상기 입자 발생기에 압축공기를 공급하여 입자를 집진부를 향하여 분사하는 단계;
상기 입자들이 분사된 이후 일정 시간 경과후 입자 농도가 안정화되면, 입자 측정기를 공기 수집기 입구까지 이동시킨 뒤 작동시켜 입자수를 측정하여 전단 농도를 측정하는 단계;
일정 시간 경과후 상기 입자 측정기를 상기 공기 수집기의 배출구에 연결한 뒤 작동시켜 입자수를 측정하여 후단 농도를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 전단 농도와 후단 농도를 근거로 에어로졸 시험장치의 포집 효율을 계산하는 에어로졸 시험장치의 시험방법.
제6항에 있어서,
상기 표준 입자를 혼합하는 단계는 상기 입자 발생기로 초음파를 방사하여 내부를 진동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 시험장치의 시험방법.