KR101345756B1 - 원격제어 대기시료 시료분석시스템 - Google Patents

원격제어 대기시료 시료분석시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 원격제어 대기시료 분석시스템은 원거리의 대기시료를 용이하게 측정할 수 있으며, 데이터의 신뢰성을 더욱 높일 수 있는 원격제어 대기시료 분석시스템에 관한 것이다.

Description

원격제어 대기시료 시료분석시스템{System for remote control analyzing atmosphere sample}
본 발명은 시료분석시스템에 관한 것으로, 원거리의 대기시료를 용이하게 측정할 수 있으며, 데이터의 신뢰성을 더욱 높일 수 있는 원격제어 대기시료 분석시스템에 관한 것이다.
급속한 산업화와 생활수준의 향상에 따라 수반되는 환경오염 문제는 인간의 문화생활을 위협하고 있다. 대기오염이나 수질오염은 이미 지역에 따라 환경 기준치를 초과하여 심각한 문제를 야기하였으며, 그로 인한 피해도 증가하고 있는 상황이다. 심화되는 환경오염 문제는 국지적 차원에서 전 세계적 차원으로 확대되는 경향을 보이고 있다. 지구 온난화, 오존층의 파괴, 산성비, 산업현장의 유해물질 누출, 생태계 파괴 및 해양오염 등의 문제가 대두되면서 환경오염 물질의 극미량 검출에 대한 연구 필요성이 제기되었다. 특히, 인체에 해를 미칠 수 있는 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds)은 우리 주변 환경에서 다양한 형태로 존재하고 있을 뿐만 아니라, 거주자 또는 작업자들의 건강에 위해한 요소로 작용되고 있다.
따라서, 대기중에 존재하는 인체 유해화합물의 농도를 측정하는 시스템의 필요성이 대두되었는데, 기존의 분석 시스템은 대기중에 있는 시료를 흡입하여 검출하는 검출기의 성능이 갖는 한계에 의해 일정한 영역의 탐지범위만을 가지며, 일정한 영역 이상의 탐지범위를 갖기 위해서는 고가의 장비를 사용해야만 했던 문제점이 있었다.
또한, 여러 기체시료를 분석함에 있어서, 시료 내부에 수분이 포함된 상태로 시료분석장치에 공급되면 상기 수분에 의해 분석에 악영향을 끼치므로, 이를 방지하기 위해 상기 시료분석장치에 시료를 공급하기 이전에 수분이 제거되어야 하며, 효과적인 수분제거장치를 포함하는 시료분석시스템이 필요한 실정이다.
이와 관련된 선행기술은 한국등록특허 제0922630호에 기재되어 있다.
한국등록특허 제0922630호(등록공고일 2009.10.13)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 원거리의 대기시료를 용이하게 측정할 수 있으며, 데이터의 신뢰성을 더욱 높일 수 있는 원격제어 대기시료 분석시스템을 제공하는 것이다.
본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)은 외부의 시료를 포집하는 시료포집부;와, 상기 시료포집부와 연결되며, 상기 시료포집부로부터 이송된 시료 내부의 수분을 제거하는 수분제거장치(200);와, 상기 수분제거장치(200)와 연결되는 다중밸브(310)와, 상기 수분제거장치(200)를 통과한 시료의 유량을 조절하는 유량조절수단(320)을 포함하는 유량제어부(300);와, 표준가스저장용기(410)와, 일단부가 상기 표준가스저장용기(410)와 연결되고 타단부가 상기 다중밸브(310)와 연결되는 표준가스이송관(430)을 포함하는 표준가스공급부(400);와, 상기 유량제어부(300)를 통과한 시료 및 표준가스를 분석하는 시료분석장치(500); 및 네트워크를 통하여 상기 수분제거장치(200), 유량제어부(300), 표준가스공급부(400) 및 시료분석장치(500)를 원격 제어하는 원격제어부(600);를 포함한다.
또한, 상기 수분제거장치(200)는 상기 시료포집수단과 연결되어 시료를 이송하는 제1시료이송관(212) 및 일측이 상기 제1시료이송관(212)과 연결되어 상기 이송된 시료가 관통하는 시료주입로(211)를 포함하는 시료주입부(210)와, 상기 시료주입로(211)의 타측과 연결되는 시료냉각부(220)를 통과한 상기 시료의 수분을 제거하는 시료배출로(231) 및 상기 시료배출로(231)의 타측에 연결되며 상기 시료냉각부(220) 및 시료배출로(231)를 통과한 시료를 상기 수분제거장치(200)의 외부로 이송하는 제2시료이송관(232)을 포함하는 시료배출부(230)와, 상기 시료주입부(210)와, 시료냉각부(220) 및 시료배출부(230)를 수용하는 온도조절수단(240)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1이송관은 하측방향으로 경사지도록 직선 형태로 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 제1이송관은 둘레부에 구비되는 이송단열부(214)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 온도조절수단(240)은 내부에 열교환촉진수단(241)을 수용하는 것을 특징으로 하며, 상기 열교환촉진수단(241)은 핀 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시료주입로(211)는 상기 온도조절수단(240) 외부로 노출되는 제1시료주입로(10)와, 상기 온도조절수단(240) 내부에 수용되는 제2시료주입로(20) 및 상기 제1시료주입로(10)와 제2시료주입로(20) 사이에 구비되는 제1단열부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 시료주입부(210)는 상기 제2시료주입로(20) 둘레부에 형성된 제2단열부(213)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시료배출로(231)는 상기 온도조절수단(240) 외부로 노출되는 제1시료배출로(40)와, 상기 온도조절수단(240) 내부에 수용되는 (50)와 및 상기 (50) 내부에 수용 구비되는 표면적확대수단(233)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 표면적확대수단(233)은 복수 개의 입자로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수분제거장치(200)는 일측이 상기 시료냉각부(220)에 삽입되고 타측이 외부로 노출되는 수분배출관(222)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 시료냉각부(220)는 그 하측면에 상기 시료냉각부(220) 내부의 수분을 외부로 배출하도록 상기 수분배출관(222)이 형성된 쪽으로 경사지게 형성되는 경사부(221)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수분제거장치(200)는 복수 개 연결되어 작동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수분제거장치(200)가 복수 개 연결되어 작동할 경우, 상기 수분제거장치(200)는 각각의 상기 수분제거장치(200)의 제2시료이송관(232)이 상호 연결되며, 연결된 상기 제2시료이송관(232)에 일측이 연결되고 타측이 상기 유량제어부(300)와 연결되는 제3시료이송관(270)을 더 구비한다.
또한, 상기 수분제거장치(200)는 팬(260)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원격제어부(600)는 컴퓨터를 포함하는 모바일 기기일 수 있으며, 다중밸브(310) 제어프로그램 및 유량조절수단(320) 제어프로그램이 탑재될 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표준가스공급부(400)는 상기 표준가스저장용기(410) 내부의 표준가스의 압력을 조절하는 압력조절수단(420)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유량제어부(300)는 상기 원격제어부(600)로부터 사용자가 지정한 유량을 수신하여 상기 유량조절수단(320)을 제어하는 유량제어수단(321)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유량제어부(300)는 상기 원격제어부(600)로부터 사용자가 지정한 상기 다중밸브(310)의 작동 상태를 수신하여 상기 다중밸브(310)를 제어하는 다중밸브제어수단(311)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)은 상기 유량제어부(300), 표준가스공급부(400) 및 시료분석장치(500)가 하나의 단위모듈을 이루며, 복수 개로 연결될 수 있는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 원격제어 대기시료 분석시스템은 시료포집부, 수분제거장치, 유량제어부, 표준가스공급부, 시료분석장치 및 원격제어부를 포함하고 있어, 원거리의 대기시료를 용이하게 측정할 수 있으며, 데이터의 신뢰성을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 원격제어 대기시료 분석시스템은 상기 수분제거장치가 종래의 수분제거장치에 비하여 유지보수가 용이하고, 시료주입부, 시료냉각부 및 시료배출부를 통과하면서 수분이 제거되므로, 종래와 같이 복수 개의 장치로 반복적으로 수분을 제거하지 않아 장치가 간소화될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템의 수분제거장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템 수분제거 작동을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템 수분배출 작동을 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템에서 수분제거장치가 복수 개 연결되어 작동하는 것을 나타낸 개략도.
도 6은 팬을 더 구비한 본 발명인 수분제거장치가 복수 개 연결되어 작동하는 것을 나타낸 개략도.
도 7은 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템이 복수 개 연결된 것을 나타낸 개략도.
도 8은 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템에서 시료의 흐름을 도시한 개략도.
도 9는 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템에서 표준가스의 흐름을 도시한 개략도.
도 10은 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템으로 분석된 데이터를 나타낸 그래프.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)의 일실시예를 나타낸 개략도로, 도 1을 참조하여 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)을 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)은 시료포집부와, 수분제거장치(200)와, 유량제어부(300)와, 표준가스공급부(400)와, 시료분석장치(500) 및 원격제어부(600)를 포함하여 이루어진다.
상기 시료포집부는 외부로부터 시료를 포집하며, 상기 시료포집부가 포집하는 시료는 주로 대기시료이므로, 외부로부터 시료를 포집할 수 있도록 높이를 가진 건축물의 상측에 설치된다.
도 2는 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)의 수분제거장치(200)를 나타낸 개략도이며, 도 2를 참조로 하여 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)의 수분제거장치(200)를 설명한다.
상기 수분제거장치(200)는 시료주입부(210), 시료냉각부(220), 시료배출부(230) 및 온도조절수단(240)을 포함한다.
상기 시료주입부(210)는 상기 시료포집수단과 연결되어 시료를 이송하는 제1시료이송관(212) 및 일측이 상기 제1시료이송관(212)과 연결되어 상기 이송된 시료가 관통하는 시료주입로(211)를 포함한다.
상기 제1이송관은 둘레부에 이송단열부(214)가 구비된다. 상기 제1이송관을 지나는 시료는 수분제거장치(200)와 외부의 온도차이로 인해 내부의 수분이 액화될 수 있다. 시료 내부의 수분이 상기 제1이송관에 고이게 될 경우, 시료가 상기 제1이송관을 통해 이송될 수 없다. 따라서, 본 발명의 일실시예인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)은 상기 제1이송관의 둘레부에 이송단열부(214)를 구비함으로써, 시료 내부의 수분이 액화되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 이송단열부(214)가 구비되더라도 시료 내부의 수분이 액화되는 것을 완벽하게 방지할 수 없다. 따라서, 상기 제1이송관은 하측방향으로 경사지도록 직선 형태로 형성된다. 이는 외부로부터 유입되는 시료 내부의 수분이 액화되어 상기 제1이송관 내부에 고이는 것을 방지하는 효과가 있다.
상기 시료주입로(211)는 상기 온도조절수단(240) 외부로 노출되는 제1시료주입로(10)와, 상기 온도조절수단(240) 내부에 수용되는 제2시료주입로(20) 및 상기 제1시료주입로(10)와 제2시료주입로(20) 사이의 열전도를 방지하는 제1단열부(30)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제2시료주입로(20)는 온도조절수단(240) 내부에서 냉각되므로 시료 내부의 수분이 일부 얼어 내부에 붙을 수 있으므로, 단면의 넓이가 넓게 형성된다.
상기 제1단열부(30)는 상기 제1시료주입로(10)와 제2시료주입로(20) 사이를 단열함으로써, 상기 제2시료주입로(20) 측에서 올라오는 냉기를 막아 상기 시료가 주입되는 관로가 막히는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 상기 시료주입부(210)는 외부로부터 이송되는 시료 내부의 수분이 상기 제2시료주입로(20)에서 냉각되는 것을 더욱 확실히 방지하기 위하여, 상기 제2시료주입로(20) 둘레부에 형성된 제2단열부(213)를 포함한다. 상기 시료주입부(210)는 제2단열부(213)를 포함함으로써, 상기 제1시료주입로(10)로 열전도가 일어나는 것을 재차 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 시료냉각부(220)는 상기 시료주입로(211)의 타측과 연결되며, 상기 시료주입로(211)를 통과한 시료 내부의 수분을 냉각한다.
상기 시료배출부(230)는 일측이 상기 시료냉각부(220)와 연결되어 상기 시료냉각부(220)를 통과한 상기 시료의 수분을 제거하는 시료배출로(231) 및 상기 시료배출로(231)의 타측에 연결되며 상기 시료냉각부(220) 및 시료배출로(231)를 통과한 시료를 상기 수분제거장치(200)의 외부로 이송하는 제2시료이송관(232)을 포함한다.
상기 시료배출로(231)는 상기 온도조절수단(240) 외부로 노출되는 제1시료배출로(40)와, 상기 온도조절수단(240) 내부에 수용되는 (50)와 및 상기 (50)에 구비되는 표면적확대수단(233)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 표면적확대수단(233)은 복수 개의 입자로 구성되며, 상기 (50)에 수용 구비된다. 도 2 내지 도 6에는 상기 표면적확대수단(233)이 복수 개의 구형상의 입자들로 구성되는 예를 도시하고 있다. 이 때, 상기 표면적확대수단(233)이 상기 시료냉각부(220)로 이동하지 않도록 상기 (50)와 상기 시료냉각부(220)사이에 이동방지수단(234)이 구비된다. 상기 수분제거장치(200)는 상기 표면적확대수단(233)이 구비되어 시료와의 반응 표면적을 확대함으로써, 상기 시료주입부(210) 및 시료냉각부(220)를 통과하여 수분이 제거된 시료로부터 한 번 더 수분을 제거하여, 수분제거 효율을 더욱 극대화 한다.
상기 온도조절수단(240)은 일측이 개구되도록 공간부를 구비하여 상기 시료주입부(210)와, 시료냉각부(220) 및 시료배출부(230)를 수용하며, 주입되는 시료 내부의 수분이 제거되도록 온도를 조절한다.
또한, 상기 온도조절수단(240)은 효율적인 열교환을 위하여 내부에 열교환촉진수단(241)을 수용하도록 할 수 있다. 상기 열교환촉진수단(241)은 열교환 면적을 확대하여 열교환 성능을 높이는 핀 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 열교환촉진수단(241)은 상기 온도조절장치로부터 상기 시료주입부(210), 시료냉각부(220) 및 시료배출부(230)로 열이 전달되는 표면적을 확대함으로써 열전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다.
도 2 내지 도 6에는 핀 형태의 열교환 촉진수단이 상기 온도조절수단(240) 내부에 수용된 것을 나타낸 개략도이다. 상기 열교환촉진수단(241)은 핀 형태 이외에도 열교환 효율을 높일 수 있는 형상으로 얼마든지 변형실시 가능하다.
도 3은 상기 수분제거장치(200)가 시료 내부의 수분을 제거하는 작동을 나타낸 개략도이며, 도 3을 참조로 하여 상기 수분제거장치(200)의 수분제거 작동을 설명한다.
상기 수분제거장치(200)는 펌프(250)가 상기 제1시료이송관(212)을 통하여 상기 시료포집부로부터 시료를 이송한다. 상기 제1시료이송관(212)을 통하여 이송된 시료는 상기 제1시료주입로(10) 및 제2시료주입로(20)를 통과하며, 상기 제1시료주입로(10) 및 제2시료주입로(20)를 통과한 시료는 상기 시료냉각부(220)로 이송된다.
상기 시료냉각부(220)로 이송된 시료는 내부의 수분이 냉각되어 수분이 1차적으로 제거된다. 상기 시료냉각부(220)에서 수분이 제거된 시료는 상기 (50)를 통과하며 상기 시료냉각부(220)에서 수분이 2차적으로 제거된다. 따라서, 상기 수분제거장치(200)는 반복적으로 수분이 제거되어, 수분제거 효율이 높은 효과가 있다.
상기 (50)를 통과한 수분이 제거된 시료는 상기 제1시료배출로(40) 및 상기 제2시료이송관(232)을 통과하여 상기 수분제거 장치 외부로 이송된다.
또한, 상기 수분제거장치(200)는 일측이 상기 시료냉각부(220)에 삽입되고 타측이 외부로 노출되어, 상기 시료냉각부(220) 내부의 수분을 외부로 배출하는 수분배출관(222)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 시료냉각부(220)는 그 하측면에 형성되는 경사부(221)를 포함하며, 상기 경사부(221)는 상기 수분배출관(222)이 형성된 쪽으로 경사지도록 형성된다.
도 4는 상기 수분제거장치(200)의 수분배출 작동을 나타낸 개략도이며, 도 4를 참조로 하여 상기 수분제거장치(200)의 수분배출 작동을 설명한다.
상기 수분제거장치(200)는 외부로부터 유입된 시료의 수분을 냉각을 이용하여 제거하므로, 상기 수분제거장치(200) 내부에 수분이 얼어붙게 된다. 수분배출 작동을 할 경우에는, 상기 온도조절장치의 작동을 중지하고 상기 펌프(250)로 외부공기를 상기 수분제거장치(200) 내부로 유입시켜, 상기 수분제거장치(200) 내부의 온도가 상승하여 얼어붙은 수분이 녹아 액체상태가 되도록 한다.
이 때, 상기 펌프(250)가 상기 수분제거장치(200) 내부로 외부공기를 지속적으로 공급하며, 상기 수분제거장치(200) 내부의 압력이 상승하게 되어 상기 수분배출관(222)을 통해 상기 수분제거장치(200) 내부의 수분이 외부로 배출된다.
따라서, 상기 수분제거장치(200)는 경사부(221) 및 수분배출관(222)을 포함하여, 상기 수분제거장치(200) 내부의 수분배출이 이루어질 경우, 상기 시료분석장치(500)로 공급되는 시료의 공급압력에 변화를 주지 않음으로써, 정확하고 연속적인 시료분석이 가능한 효과가 있다.
상기 수분제거장치(200)는 복수 개 연결되어 작동할 수 있다. 도 5는 상기 수분제거장치(200)가 복수 개 연결되어 작동하는 것을 나타낸 개략도이다.
상기 수분제거장치(200)가 복수 개 연결되어 작동할 경우, 상기 수분제거장치(200)는 각각의 상기 수분제거장치(200)의 제2시료이송관(232)이 상호 연결되며, 연결된 상기 제2시료이송관(232)으로부터 분기되어 상기 다중밸브(310)와 연결되는 제3시료이송관(270)을 더 구비한다.
복수 개로 연결된 상기 수분제거장치(200)는 일부 상기 수분제거장치(200)가 수분제거 작동을 할 경우, 나머지 일부의 수분제거장치(200)는 수분배출 작동을 한다.
따라서, 상기 수분제거장치(200)는 복수 개의 장치가 교번되어 작동함으로써, 장치의 이용기간이 연장되고, 유지보수가 용이한 효과가 있다.
또한, 상기 수분제거장치(200)는 상기 수분제거장치(200) 표면에 생성된 수분을 증발시키는 팬(260)을 더 구비하도록 할 수 있다. 도 6은 복수 개의 수분제거장치(200)가 연결되어 작동하며, 팬(260)이 더 구비된 것을 나타낸 개략도로, 팬(260)을 구비할 경우 외부 온도와 상기 수분제거장치(200) 내부의 온도 차이로 인하여 상기 수분제거장치(200)의 외부에 발생하는 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
상기 유량제어부(300)는 상기 수분제거장치(200)의 제3시료이송관(270)의 단부에 연결되는 다중밸브(310)와, 상기 수분제거장치(200)를 통과한 시료의 유량을 조절하는 유량조절수단(320)을 포함한다.
또한, 상기 유량제어부(300)는 상기 원격제어부(600)로부터 사용자가 지정한 유량을 수신하여 상기 유량조절수단(320)을 제어하는 유량제어수단(321) 및 상기 원격제어부(600)로부터 사용자가 지정한 상기 다중밸브(310)의 작동 상태를 수신하여 상기 다중밸브(310)를 제어하는 다중밸브제어수단(311)을 더 포함한다.
상기 표준가스공급부(400)는 표준가스를 수용하는 표준가스저장용기(410)와, 일단부가 상기 표준가스저장용기(410)와 연결되고 타단부가 상기 다중밸브(310)와 연결되는 표준가스이송관(430)을 포함한다. 또한, 상기 표준가스저장용기(410) 내부의 표준가스의 압력을 조절하는 압력조절수단(420)를 더 포함한다.
본 발명의 일실시예인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)은 시료의 분석데이터를 교정하기 위하여 표준가스(Certified Reference Material, CRM)를 주입하며, 상기 표준가스는 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4), 이산화질소(N2O) 등일 수 있다.
상기 시료분석장치(500)는 상기 유량제어부(300)를 통과한 수분이 제거된 시료를 분석하여 분석데이터를 상기 원격제어부(600)로 송신한다. 또한, 상기 시료분석장치(500)는 CRDS(Cavity ring-down spectroscopy)와 가스크로마토그래피 (Gas chromatography - electron capture detector /GC-ECD)일 수 있다.
또한, 대기시료는 다양한 기체의 복합물이며 기체의 종류마다 다른 시료분석장치(500)를 사용해야한다. 따라서, 이산화탄소(CO2), 메탄(CH4)과 같은 기체의 분석을 위한 시료분석장치(500)로는 CRDS를 사용하며, 이산화질소(N2O)와 같은 기체의 분석을 위한 시료분석장치(500)로는 가스크로마토그래피를 사용한다.
상기 원격제어부(600)는 상기 수분제거장치(200), 유량제어부(300), 표준가스공급부(400) 및 시료분석장치(500)를 원격제어한다. 상기 원격제어부(600)는 컴퓨터를 포함하는 모바일 기기일 수 있으며, 다중밸브(310) 제어프로그램 및 유량조절수단(320) 제어프로그램이 탑재될 수 있다.
또한, 상기 원격제어부(600)는 상기 수분제거장치(200), 유량제어부(300), 표준가스공급장치 및 시료분석장치(500)로부터 정보를 수신 또는 송신하며, 수신된 정보 또는 송신할 정보를 표출하는 디스플레이수단(610)을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)은 상기 수분제거장치(200), 유량제어부(300), 표준가스공급장치 및 시료분석장치(500)를 촬영하는 카메라가 설치되며, 상기 감시 카메라는 상기 원격제어부(600)와 연결되어 상기 원격제어부(600)의 디스플레이수단(610)으로 표출될 수 있다.
따라서, 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)은 카메라를 이용하여 장치들을 관찰함으로써, 사용자의 유지 보수가 편리한 효과가 있다.
또한, 상기 원격제어부(600)는 상기 시료포집부, 수분제거장치(200), 유량제어부(300), 표준가스공급장치 및 시료분석장치(500)와 무선통신을 통하여 연결되며, 상기 무선통신은 블루투스Bluetooth, 와이파이(Wi-fi) 및 지그비(Zigbe)등을 이용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)이 복수 개 연결된 것을 나타낸 개략도이다. 상술한 바와 같이, 대기시료는 기체의 복합물이며, 기체의 종류에 따라 시료분석장치(500)가 다르므로, 상기 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)은 상기 유량제어부(300), 표준가스공급부(400) 및 시료분석장치(500)가 하나의 단위모듈을 이루며, 복수 개로 연결될 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일실시예인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)의 작동을 나타낸 개략도이며 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일실시예인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)의 작동을 상세하게 설명한다.
도 8은 본 발명의 일실시예인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)에서 상기 수분제거장치(200)를 통과하여 수분에 제거된 시료가 분석되는 작동을 나타낸 것이며, 상기 시료의 이동이 도시되어 있다.
시료는 상기 시료포집부에서 포집되며, 상기 수분제거장치(200)로 이송되어 시료 내부의 수분이 제거된다. 상기 수분제거장치(200)를 통과하여 수분이 제거된 시료는 상기 제3시료이송관(270)을 통하여 이송되며, 상기 제3이송관을 통과하는 시료는 상기 유량제어부(300)에 의해 유량이 제어된다. 이 때, 사용자는 상기 원격제어부(600)에서 시료의 유량을 지정하며 상기 유량제어부(300)는 상기 원격제어부(600)로부터 사용자가 지정한 유량을 수신하여 상기 제3이송관을 통과하는 시료의 유량을 제어한다.
또한, 상기 다중밸브(310)는 상기 수분제거장치(200)와 연결된 상기 제3시료이송관(270)을 개방하고, 상기 표준가스공급부(400)의 표준가스이송관(430)은 폐쇄한다.
도 9는 본 발명의 일실시예인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)에서 상기 표준가스가 상기 시료분석장치(500)로 이송되는 것을 도시한 개략도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 상기 표준가스저장용기(410) 내부의 표준가스가 상기 시료분석장치(500)로 이송되며, 이 때, 상기 다중밸브(310)는 상기 제3시료이송관(270)을 폐쇄하고 상기 표준가스이송관(430)을 개방한다.
또한, 상기 제3시료이송관(270)은 제1밸브(710) 및 제2밸브(720)를 더 포함하며, 상기 제1밸브(710)는 상기 수분제거장치(200)와 상기 유량제어부(300) 사이에 구비되며, 상기 제2밸브(720)는 상기 유량제어부(300)와 상기 시료분석장치(500) 사이에 구비된다.
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 다중밸브(310)가 상기 표준가스이송관(430)을 개방할 경우, 상기 제1밸브(710)를 통하여 상기 수분제거장치(200)를 통과한 시료가 배출되고, 표준가스가 상기 시료분석장치(500)로 주입되며, 상기 제2밸브(720)는 시료 또는 표준가스의 유량제어를 돕는 역할을 한다.
이 때, 상기 제1밸브(710) 및 제2밸브(720)는 항상 개방되어 있어, 상기 유량제어부(300)에서 제어하는 시료 또는 표준가스의 양이 사용자의 지정 유량 이상일 경우에도 일정한 유량으로 상기 시료분석장치(500)로 공급될 수 있다.
도 10은 본 발명인 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)을 통하여 분석한 결과값을 나타낸 것이다. 도 10은 상기 표준가스의 압력이 압력조절수단(420)에 의해 40psi로 조절되고, 시료와 표준가스의 유량이 400 mL/min을 유지한 상태에서, 대기 농도 2%, 수분 10 ppm 이하로 제거된 상태의 시료에서 CO2 및 CH4를 측정한 데이터이다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 원격제어 대기시료 분석시스템
100 : 시료포집부
200 : 수분제거장치
210 : 시료주입부 211 : 시료주입로
10 : 제1시료주입로 20: 제2시료주입로
30 : 제1단열부 212 : 제1시료이송관
213 : 제2단열부 214 : 이송단열부
220 : 시료냉각부 221 : 경사부
222 : 수분배출관 230 : 시료배출부
231 : 시료배출로 40 : 제1시료배출로
50 : 제2시료배출로 232 : 제2시료이송관
233 : 표면적확대수단 234 : 이동방지수단
240 : 온도조절수단 241 : 열교환촉진수단
250 : 펌프 260 : 팬
270 : 제3시료이송관
300 : 유량제어부
310 : 다중밸브 311 : 다중밸브제어수단
320 : 유량조절수단 321 : 유량제어수단
400 : 표준가스공급부
410 : 표준가스저장용기 420 : 압력조절수단
430 : 표준가스이송관
500 : 시료분석장치
600 : 원격제어부
610 : 디스플레이수단
710 : 제1밸브 720 : 제2밸브

Claims (20)

  1. 시료포집수단을 포함하는 시료포집부(100);
    상기 시료포집부와 연결되며, 상기 시료포집부로부터 이송된 시료 내부의 수분을 제거하는 수분제거장치(200);
    상기 수분제거장치(200)와 연결되는 다중밸브(310)와, 상기 수분제거장치(200)를 통과한 시료의 유량을 조절하는 유량조절수단(320)을 포함하는 유량제어부(300);
    표준가스저장용기(410)와, 일단부가 상기 표준가스저장용기(410)와 연결되고 타단부가 상기 다중밸브(310)와 연결되는 표준가스이송관(430)을 포함하는 표준가스공급부(400);
    상기 유량제어부(300)를 통과한 시료 및 표준가스를 분석하는 시료분석장치(500); 및
    네트워크를 통하여 상기 수분제거장치(200), 유량제어부(300), 표준가스공급부(400) 및 시료분석장치(500)를 원격 제어하는 원격제어부(600);를 포함하며,
    상기 수분제거장치(200)는
    상기 시료포집수단과 연결되어 시료를 이송하는 제1시료이송관(212) 및 일측이 상기 제1시료이송관(212)과 연결되어 상기 이송된 시료가 관통하는 시료주입로(211)를 포함하는 시료주입부(210)와,
    상기 시료주입로(211)의 타측과 연결되는 시료냉각부(220)와,
    일측이 상기 시료냉각부(220)와 연결되어 상기 시료냉각부(220)를 통과한 상기 시료의 수분을 제거하는 시료배출로(231) 및 상기 시료배출로(231)의 타측에 연결되며 상기 시료냉각부(220) 및 시료배출로(231)를 통과한 시료를 상기 수분제거장치(200)의 외부로 이송하는 제2시료이송관(232)을 포함하는 시료배출부(230)와,
    상기 시료주입부(210)와, 시료냉각부(220) 및 시료배출부(230)를 수용하는 온도조절수단(240)을 포함하며,
    상기 온도조절수단(240)은 내부에 열교환촉진수단(241)을 수용하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1이송관은 하측방향으로 경사지도록 직선 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1이송관은 둘레부에 구비되는 이송단열부(214)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열교환촉진수단(241)은 핀 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 시료주입로(211)는 상기 온도조절수단(240) 외부로 노출되는 제1시료주입로(10)와, 상기 온도조절수단(240) 내부에 수용되는 제2시료주입로(20) 및 상기 제1시료주입로(10)와 제2시료주입로(20) 사이에 구비되는 제1단열부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시료주입부(210)는 상기 제2시료주입로(20) 둘레부에 형성된 제2단열부(213)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 시료배출로(231)는 상기 온도조절수단(240) 외부로 노출되는 제1시료배출로(40)와, 상기 온도조절수단(240) 내부에 수용되는 (50)와 및 상기 (50) 내부에 수용 구비되는 표면적확대수단(233)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표면적확대수단(233)은 복수 개의 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수분제거장치(200)는 일측이 상기 시료냉각부(220)에 삽입되고 타측이 외부로 노출되는 수분배출관(222)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시료냉각부(220)는 그 하측면에 상기 시료냉각부(220) 내부의 수분을 외부로 배출하도록 상기 수분배출관(222)이 형성된 쪽으로 경사지게 형성되는 경사부(221)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 수분제거장치(200)는 복수 개 연결되어 작동하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 수분제거장치(200)가 복수 개 연결되어 작동할 경우, 상기 수분제거장치(200)는 각각의 상기 수분제거장치(200)의 제2시료이송관(232)이 상호 연결되며, 연결된 상기 제2시료이송관(232)에 일측이 연결되고 타측이 상기 유량제어부(300)와 연결되는 제3시료이송관(270)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 수분제거장치(200)는 팬(260)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 원격제어부(600)는 컴퓨터를 포함하는 모바일 기기일 수 있으며, 다중밸브(310) 제어프로그램 및 유량조절수단(320) 제어프로그램이 탑재될 수 있는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 표준가스공급부(400)는 상기 표준가스저장용기(410) 내부의 표준가스의 압력을 조절하는 압력조절수단(420)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 유량제어부(300)는 상기 원격제어부(600)로부터 사용자가 지정한 유량을 수신하여 상기 유량조절수단(320)을 제어하는 유량제어수단(321)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 유량제어부(300)는 상기 원격제어부(600)로부터 사용자가 지정한 상기 다중밸브(310)의 작동 상태를 수신하여 상기 다중밸브(310)를 제어하는 다중밸브제어수단(311)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 원격제어 대기시료 분석시스템(1000)은 상기 유량제어부(300), 표준가스공급부(400) 및 시료분석장치(500)가 하나의 단위모듈을 이루며, 복수 개로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 원격제어 대기시료 분석시스템.
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