KR101346633B1 - 시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치 - Google Patents

시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 시료채취 이송배관(Sampling transport tube)의 상류(Upstream)와 하류(Downstream)에 직결(In-Line) 되는 배관직결형 입자계수기와, 배관직결형 입자계수기 외부에 설치되어 시료채취 이송배관의 축 방향과 수직으로 빛을 조사하는 광원 발생부와, 광원 발생부와 동일단면에 직교하게 설치되고 배관직결형 입자계수기의 축방향과도 수직하게 배관직결형 입자계수기 외부에 설치되어 광원의 빛과 시료채취 이송배관 내의 입자의 산란정도를 계측하는 포토미터(Photometer) 및 포토미터에 의해 계측되는 전압의 크기를 기초로 미리 프로그램화된 산란정도를 나타내는 전압의 크기와 입자수와의 상관관계식으로부터 시료채취 이송배관 내부를 흐르는 입자시료의 개수를 연산하는 연산 및 신호 처리부로 구성된 것이며, 측정하고자 하는 시료채취 이송배관의 측정부위 상류(Upstream)과 하류(Downstream)의 특정 위치에 배관에 피팅 혹은 플랜지를 이용하여 직결하는 배관직결형 입자계수기를 설치하여 배관을 통과하는 입자시료를 동시에 계수화하여 측정함으로써 시료채취 이송배관의 손실량을 측정하는 장치이다.
따라서 본 발명은 설치가 간단하고 콤팩트하며 시료채취 이송배관에 영구설치가 가능하므로 연속운전에 의한 연속적인 모니터링(Continuous Monitoring)이 가능하며 입자손실량을 평가하여야 할 배관의 어느 위치든 피팅연결방식에 의해 용이하게 설치 가능하여 각 구간별 혹은 위치별 손실량 측정이 용이함을 특징으로 하는 배관직결형 입자계수기에 의한 시료채취 이송배관 손실량 측정방법 및 측정장치이다.

Description

시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치{A TEST METHOD AND MEASURING APPARATUS FOR PARTICLE DEPOSITION LOSSES FOR SAMPLE TRANSPORT TUBES}
본 발명은 시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량(혹은 '손실률'으로서 이하에서는 '손실량'으로 기재한다.)을 측정하기 위해 측정하고자 하는 시료채취 이송배관의 측정구간 상류(Upstream)와 하류(Downstream)의 특정 위치에 배관에 피팅 혹은 플랜지를 이용하여 직결되는 배관직결형 입자계수기를 설치하여 배관을 통과하는 입자시료를 동시에 계수화하여 측정함으로써 시료채취 이송배관의 손실량(혹은 손실률)을 측정하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 본 발명은 시료채취 이송배관의 크기에 맞게 제작된 배관직결형 입자계수기를 시료채취 이송배관의 축 중심과 수직하게 설치된 광원과 동일단면에서 그와 90도 각도로 설치된 포토미터와 하나의 패키지로 모듈화하여 시료채취 이송배관의 측정위치에 직접 피팅방식이나 플랜지 방식으로 설치한 시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치에 관한 것이다.
원자력발전소나 방사성폐기물처리시설, 핵연료취급건물 및 방사성동위원소 처리시설 등의 배기계통은 핵시설로부터 외부로 유출되는 방사성입자의 감시를 목적으로 입자시료 채취용 노즐(Nozzle)을 구비한 시료채취 이송배관 등을 설치하여 방사성입자가 외부로 누출되는지를 실시간으로 샘플링(Sampling)하고 있다.
상기한 시료의 샘플링 과정에서 시료 채취 후 분석기까지 시료를 이송하는 시료채취 이송배관은 다양한 크기의 밸브 혹은 피팅을 설치하거나 배관작업시 굽힘(bending) 등이 불가피하여 배관의 길이나 설치형상에 따라 저항(resistance)이 발생하여 이로 인한 입자침적 현상이 증가함으로써 입자침적에 따른 시료손실률에 대한 우려가 이슈화 되고 있는 실정으로 관련분야의 기초연구는 지금까지 상당히 진행되어 왔으나, 설계결과에 대한 평가 외에 현장 사정에 따라 심지어 설계도면과 상이하게 배치 혹은 설치되는 경우 정확한 손실량을 선정하기 곤란하였다. 또한, 시료채취 이송배관의 입자침적손실(deposition losses)을 측정하여 평가하는 마땅한 방법이 제시되지 않아 특정 배관조건에 대한 실험적 데이터를 중심으로 구축된 프로그램을 이용한 계산에 의존하거나, 측정을 필요로 하는 위치에서 입자 시료를 직접 샘플링하기 위해 배관중간에 입자계수기를 연결하여 시료채취 이송배관을 통과하는 입자수를 계측하여 왔으나 이러한 설치방법 자체가 배관내에 손실을 야기하는 원인요소일 뿐만 아니라 설치에 따른 추가적인 작업 등이 요구되는 등의 문제가 해결되지 않고 있는 실정이다.
이들 방법 중 시료채취 이송배관 상의 상류와 하류의 특정 위치에 T자형 3방향 밸브와 배관을 각각 설치하고 T자형 밸브에 통상의 입자계수기를 설치하여 입자를 샘플링하여 그 시료 중에 포함된 입자수를 측정하거나 동일한 사양의 입자계수기를 상류와 하류의 측정 탭에 동시에 설치하여 측정하는 방법은 시료채취 이송배관을 통과하는 입자시료의 등속샘플링(isokinetic sampling) 조건을 맞추기가 아주 어려워 샘플링되는 입자가 대표성을 가질 수 없거나 설치되는 입자계수기 자체의 오차가 계측값의 불확도(uncertainty)로 연결되거나 상류와 하류 두 곳 또는 그 이상의 측정위치에서 측정이 동시에 이뤄지지 않아 생기는 측정오차가 크다는 단점이 있다.
그 밖에 상류와 하류의 측정탭에서 시료채취 이송배관을 따거나 통상의 T형또는 3방향 방식샘플링 탭을 설치하는 방법이 있으나, 이와 같은 방식으로 배관 일부를 변경하는 측정방식은 이들 구조가 배관 내의 시료흐름에 영향을 미치게 되며 시료채취 이송배관 내에 흐르는 시료에 저항으로 작용하여 정확한 손실량의 평가가 어려웠을 뿐만 아니라 계측기의 설치 등에 상당히 불편한 방법이다.
그 외에도 시료채취 이송배관 외부에 비접촉식 측정용 장치를 설치하여 배관의 손실률을 측정하는 장치를 사용하는 것도 하나의 방법이 될 수 있으나, 이러한 방법은 비록 비접촉 방식이라 할지라도 배관의 양측벽에 관통부를 제작하여 발광부와 수광부를 취부하여야 한다는 점에서 가공과 같은 추가적인 작업이 필요할 뿐만 아니라 측정장비가 복잡하고 설치가 불편할 뿐 아니라 구현하는 비용이 높고 작업자가 고도의 숙련성이 요구되는 등 시료채취 이송배관과 같은 직경이 작은 배관에 적용하는데 한계가 있다.
도1은 대형 덕트나 스택 등의 배관계통에 설치되어 있는 종래의 독일 DURAG사(D-R300/D-R 300-40)의 Dust Concentration Meter를 도시한 것으로서 통상 대형 덕트(101)나 스택의 배관계통에 입자계수기 즉, 라이트 트랩(102)과 이와 한 쌍을 이루는 계측기(103)를 취부한 구조를 가진다.
도2는 시료채취 이송배관 손실률 측정을 위해 배관에 3방향 밸브를 설치하여 입자계수기를 통과하는 입자를 계수하는 종래의 손실량 측정방법 및 장치를 보여주는 것으로서 덕트(201) 내에는 흐르는 유체의 속도를 측정하는 센서(302)와 덕트(301)로부터 입자시료를 샘플링하는 쉬라우드 노즐(303)이 구비되어 있다. 상기 쉬라우드 노즐(303)에는 시료채취 이송배관(304)이 연장되어 덕트(301)의 외부로 인출되어 있으며, 이 시료채취 이송배관(304)은 3방향 밸브(305)를 매개로 진공펌프와 입자계수기에 접속되어 있다.
따라서 입자계수기에 접속된 프로세서(PC)는 샘플링 유량이 동일한 조건일 때 쉬라우드 노즐(303) 후단에 설치한 시료채취 이송배관(304)의 여러가지 형상에 대한 입자계수량 평균값을 이용하여 시료채취 이송배관(304) 각각의 형태(길이 혹은 형상)에 대한 입자별 손실률을 산정할 수 있는 방안이다. 이때 손실률은 시료채취 이송배관(304)이 연결되지 않은 상태에서의 쉬라우드 노즐(303) 끝단에서 계측되는 입자 측정값이 기준이 된다.
그러나 위에서 언급한 도1 및 도2에 개시된 방식을 포함하는 종래의 방식들은 시료채취 이송배관을 통해 덕트로부터 샘플링하는 시료채취량이 달라지거나 사용 또는 운전조건이 달라지는 경우 측정조건을 매번 조정해야 하는 번거로움이 있을 뿐뿐만 아니라 덕트나 시료채취 이송배관의 설치 형상에 따른 저항 등의 영향을 무시할 수 없고 배관내를 흐르는 시료의 유동에 어떠한 영향도 미치지 않으면서 동일한 장치를 이용하여 동시에 측정하는 관계로 이송배관의 손실량에 대한 정확한 측정이 곤란한 문제점이 있다.
국내 특허공개 제10-2005-0018352호(2005. 02. 23. 공개) 국내 특허공개 제10-2001-0094323호(2001. 10. 31. 공개)
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 입자시료가 통과하는 시료채취 이송배관의 각 측정점에 측정장치인 배관직결형 입자계수기를 배관 크기에 맞는 피팅이나 플랜지 결합으로 설치함으로써 각 측정점을 통과하는 입자시료의 개수를 동시에 측정할 수 있는 방법으로, 장치 설치가 간단하고 시료채취 이송배관의 내부 유동특성에 영향을 미치지 않도록 함으로써 배관직결형 입자계수기가 설치된 각 구간사이의 시료채취 이송배관의 손실량을 평가하고 측정하는 장치를 기술하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 시료채취 이송배관 상에 위치나 개수에 구애받지 않고 배관직결형 입자계수기를 포함하는 측정장치를 설치함으로써 시료채취 이송배관에서 손실률을 알고자 하는 관심영역 특정 부위에 대한 손실량을 동시에 측정할 수 있도록 하여 시료채취 이송배관의 손실량이 설계요건을 충족하지 못한 경우에는 이송배관의 설계변경에 필요한 유용한 정보를 제공할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치는, 시료채취 이송배관(Sample transport tpbe)의 상류(Upstream)와 하류(Downstream)에 직결(In-Line)되는 배관직결형 입자계수기; 상기 배관직결형 입자계수기 외부에 설치되어 상기 시료채취 이송배관의 축 방향과 수직으로 빛을 조사하는 광원 발생부; 상기 광원과 동일단면에 직교하게 설치되고 상기 배관직결형 입자계수기의 축방향과도 수직하게 상기 배관직결형 입자계수기 외부에 설치되어 상기 광원 발생부에서 발생한 빛에 의해 상기 시료채취 이송배관을 통과하는 입자시료가 일으키는 빛의 산란정도를 계측하는 포토미터(Photometer); 및 상기 포토미터에 의해 계측되는 전압의 크기를 기초로 미리 프로그램화된 산란정도를 나타내는 전압의 크기와 입자수와의 상관관계식으로부터 상기 시료채취 이송배관 내부를 흐르는 입자시료의 개수를 연산하는 연산 및 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 배관직결형 입자계수기가 투명하고 내부 면의 거칠기가 아주 낮은 수정(Quartz)이나 유리 재질로 관 형상으로 이루어지므로 입자시료가 이동하는 배관직결형 입자계수기 내에 레이저와 같은 빛을 조사하여 산란정도를 측정할 수 있다.
상기 배관직결형 입자계수기가 상기 시료채취 이송배관의 상류(Upstream)와 하류에 피팅(Fitting) 접속되어, 시료채취 이송배관과 배관직결형 입자계수기가 동일한 크기의 내경을 갖도록 연결되므로 배관의 단면적의 변화에 따라 유동특성이 달라지고 그로 인한 입자시료의 거동에 영향을 미치지 않으므로써 측정장치인 배관직결형 입자계수기가 시료채취 이송배관 내 시료의 유동에 거의 영향을 주지 않는다.
또는, 상기 배관직결형 입자계수기가 상기 시료채취 이송배관의 상류(Upstream)와 하류에 플랜지(Flange) 접속되어, 시료채취 이송배관과 배관직결형 입자계수기가 동일한 크기의 내경을 갖도록 연결되므로 배관의 단면적의 변화에 따라 유동특성이 달라지고 그로 인한 입자시료의 거동에 영향을 미치지 않으므로써 측정장치인 배관직결형 입자계수기가 시료채취 이송배관 내 시료의 유동에 거의 영향을 주지 않는다.
상기 시료채취 이송배관과 상기 배관직결형 입자계수기가 동일한 내경을 가지므로 시료채취 이송배관과 배관직결형 입자계수기를 통해 이동하는 입자시료의 거동에 영향을 미치지 않는다.
상기 배관직결형 입자계수기가 상기 배관직결형 입자계수기 내의 입자시료를 육안으로 관측할 수 있는 창을 가지므로 필요에 따라 외부에서 육안으로 시료채취 이송배관 즉, 배관직결형 입자계수기 내에서의 시료 유동현상을 관측할 수 있는 것이다.
상기 빛을 조사하는 광원 발생부로는 레이저를 발생하는 레이저 발생기나 LED 등이 이용될 수 있다.
상기 광원 발생부는 상기 시료채취 이송배관에 조사되는 빛을 확산시키고 모을 수 있는 렌즈와 이 빛이 통과하기 위해 의도적으로 가공된 슬롯(slot)을 구비하므로 시료채취 이송배관의 축과 수직한 단면에 면(Surface)을 이루는 광원을 조사하여 배관직결형 입자계수기 내부를 흐르는 입자시료의 거동을 정확히 관측할 수 있는 것이다.
상기 시료채취 이송배관이 그의 단면이 원형 또는 사각형 형상으로 이루어지므로 광원과 포토미터 등의 설치가 용이하고 시료채취 이송배관을 흐르는 입자시료의 거동을 정확하게 관측할 수 있다.
상기 배관직결형 입자계수기와 상기 광원 및 상기 포토미터가 하나의 패키지로 모듈화되어, 상기 시료채취 이송배관의 필수설치위치에 동시에 설치되거나 상기 시료채취 이송배관의 필수설치위치 외에 적어도 한 곳 이상의 임의의 설치대상위치에 동시에 설치하여 배관을 흐르는 입자시료에 대한 계수를 동시에 측정함으로써 입자침적에 따른 이송배관 각 구간별 시료손실량 등을 측정할 수 있는 것이다.
상기 포토미터를 포함하는 광 계측수단에 의해 계측된 산란된 빛의 정도에 따른 전압은 RS232 통신포트나 원격전송라인 또는 별도의 전송라인 등을 통해 마이크로 프로세서 등과 같은 컴퓨터로 전달되어 데이터 처리될 수 있다.
따라서 본 발명에 의하면, 본 발명은 배관직결형 입자계수기를 시료채취 이송배관의 측정 부위에 피팅 또는 플랜지 결합으로 배관직결형으로 배관직결형 입자계수기를 설치하되 배관직결형 입자계수기 외부에 광원발생부와 포토미터를 하나의 피키지로 모듈화하여 설치함으로써 배관상에 별도의 가공작업 등을 하지 않고 배관에 직결하는 방안으로 설치가 간단하고 콤팩트하며 시료채취 이송배관에 영구설치가 가능하므로 연속운전에 의한 연속적인 모니터링(Continuous Monitoring)이 가능하다.
또한 본 발명은 시료채취 이송배관상에 직결되는 배관직결형 입자계수기 외부에 배관직결형 입자계수기 내부를 통과하는 입자시료의 거동을 가시화할 수 있는 창이 구비되어 있으므로 시료채취 이송배관 내부를 흐르는 가스상 혹은 입자상 물질(입자시료)의 거동을 육안으로 직접 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 시료채취 이송배관과 배관직결형 입자계수기를 피팅 또는 플랜지 결합으로 직결함으로써 시료채취 이송배관과 배관직결형 입자계수기 연결부에 턱이나 기타 입자가 충돌할 수 있는 단이 형성되지 않아 시료채취 이송배관 내부유동에 거의 저항을 거의 미치지 않으므로 배관직결형 입자계수기나 시료채취 이송배관 등의 측정수단으로 인한 기계적인 오차를 최소화하여 기존의 측정방식 대비 측정결과의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 측정이 필요하다고 판단되는 시료채취 이송배관의 어느 위치든지 배관직결형 입자계수기를 포함하는 측정장치의 설치가 가능하므로 입자 침적(deposition)이 심할 것으로 예상되는 시료채취 이송배관의 특정 부위에 바로 설치하여 관심 구간에서의 시료손실량에 대한 정확한 정보를 동시에 계측함으로써 이송배관의 설계를 바꿀 수 있는 정보를 제공하는 등 설계개선 등에 기여할 수 있는 효과가 있다.
도1은 대형 덕트나 스택 등의 배관계통에 설치되어 있는 종래의 독일 DURAG사(D-R300/D-R 300-40)의 Dust Concentration Meter를 도시한 도면이다.
도2는 시료채취 이송배관 손실률 측정을 위해 배관에 3방향 밸브를 설치하여 입자계수기를 통과하는 입자를 계수하는 종래의 손실량 측정방법 및 장치를 보여주는 구성도이다.
도3a는 본 발명에 의한 시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치를 보여주는 구성도이다.
도3b는 도3a에 도시된 본 발명의 주요부분을 도시한 개략도이다.
도4는 시료채취 이송배관(10)과 배관직결형 입자계수기(11)와의 피팅 결합구조를 보여주는 절개사시도이다.
도5는 시료채취 이송배관(10)과 배관직결형 입자계수기(11)와의 플랜지 결합구조를 보여주는 절개사시도이다.
도6은 배관직결형 입자계수기(11)와 광원(14) 그리고 포토미터(15)가 하나의 패키지로 모듈화되어 시료채취 이송배관(10)의 필수설치위치(A)(D)와 임의의 설치대상위치(B)(C) 등에 설치되는 것을 보여주는 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것을 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도3a는 본 발명에 의한 시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치를 보여주는 구성도이다.
본 발명은 도3a에 도시한 바와 같이 시료채취 이송배관(10)에 직결되는 배관직결형 입자계수기(11)와, 광원 발생부(14)를 포함하는 광 발생부, 포토미터(15), 연산 및 신호 처리부(16) 및 연산 및 신호 처리부(16)에 의해 계측되는 손실량 등을 표시하는 표시부(26)로 구성되어 있다.
상기 배관직결형 입자계수기(11)는 레이저와 같은 빛을 통과시키고 외부에서 육안으로 입자시료를 관측하기 위해, 투명한 수정(Quartz)이나 유리 재질로 관 형상으로 성형될 수 있다. 또한 배관직결형 입자계수기(11)가 시료채취 이송배관(10)의 상류(12)와 하류(13)에 직결되는데, 이를 위해, 배관직결형 입자계수기(11)는 도4에서와 같이 양단에 내주면(20)보다 큰 직경의 단(19)을 가진다. 또한 배관직결형 입자계수기(11)와 직결되는 시료채취 이송배관(10)은 도4에서와 같이 상류(12)와 하류(13)에 각각 내주면(17)보다 작은 직경의 단(18)을 가지며, 이 단(18)들에는 각각 피팅(21)부가 형성되어 있다.
따라서 시료채취 이송배관(10)의 상류(12)와 하류(13)에 배관직결형 입자계수기(11)를 직결시 배관직결형 입자계수기(11)의 양단에 시료채취 이송배관(10)의 상류(12)와 하류(13)가 내입되면서 피팅(21) 결합되므로 시료채취 이송배관(10)과 배관직결형 입자계수기(11)와의 결합이 용이하고, 더 나아가서는 시료채취 이송배관(10)의 내주면(17)과 배관직결형 입자계수기(11)의 내주면(20)의 직경이 동일하게 설계되어 있으므로 시료채취 이송배관(10)과 배관직결형 입자계수기(11)를 흐르는 입자의 거동에 영향을 주지 않는다.
또한 배관직결형 입자계수기(11)가 도5에서와 같이 양단에 플랜지(23)를 가지고, 이에 직결되는 시료채취 이송배관(10)의 상류(12)와 하류(13)에 플랜지(24)가 형성되어 있으므로 시료채취 이송배관(10)의 상류(12)와 하류(13)에 배관직결형 입자계수기(11)를 플랜지(23)(24) 결합할 수 있어, 시료채취 이송배관(10)과 배관직결형 입자계수기(11)와의 결합이 용이하고, 더 나아가서는 시료채취 이송배관(10)과 배관직결형 입자계수기(11)의 내경이 동일하게 설계되어 있으므로 시료채취 이송배관(10)과 배관직결형 입자계수기(11)를 흐르는 입자시료에 저항을 주지 않는다.
뿐만 아니라, 도면에는 표시하지 않았으나, 배관직결형 입자계수기(11)가 배관직결형 입자계수기(11) 내의 입자시료를 육안으로 직접 관측할 수 있는 창을 가지므로 필요에 따라 외부에서 육안으로 시료채취 이송배관(10) 즉, 배관직결형 입자계수기(11) 내에서의 입자시료의 유동현상을 육안으로 관측할 수 있는 것이다.
상기 배관직결형 입자계수기(11)의 외부에는 광원 발생부(14)와 이와 한 쌍을 이루는 포토미터(15)가 설치된다. 이때 광원 발생부(14)는 레이저 발생기나 LED 등과 같은 구성요소로서 도3b에서와 같이 시료채취 이송배관(10)의 축 방향과 수직으로 빛을 조사할 수 있도록 배관직결형 입자계수기(11)의 외부에 설치되는 것이 바람직하고, 포토미터(15)(Photometer)는 광원 발생부(14)의 빛과 시료채취 이송배관(10) 내의 입자의 산란정도를 계측하는 계측기로서 광원(14)과 동일단면에 직교되고 배관직결형 입자계수기(11)의 축방향과도 수직하게 배관직결형 입자계수기(11) 외부에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 광원 발생부(14)가 렌즈와 시료채취 이송배관(10)에 조사되는 빛을 편광시키기 위한 슬롯(25)을 구비하고 있으므로 측정자는 시료채취 이송배관(10)의 축과 수직한 단면에 면(Surface)을 이루는 광원 발생부(14)의 빛을 조사하여 배관직결형 입자계수기(11) 내를 흐르는 입자시료의 거동을 정확히 관측할 수 있다.
또한 시료채취 이송배관(10)이 원형 또는 사각형 형상의 단면을 가지므로 측정자는 광원 발생부(14)와 포토미터(15) 등을 용이하게 설치할 수 있을뿐더러 시료채취 이송배관(10)을 흐르는 입자시료의 거동을 정확하게 관측할 수 있다.
상기 연산 및 신호 처리부(16)는 A/D 컨버터나 마이크로 프로세서 등을 포함하는 포토미터(15)를 포함하는 광 계측수단에 의해 계측된 산란된 빛의 정도에 따른 전압이 RS232 통신포트나 원격전송라인 또는 별도의 전송라인을 통해 마이크로 프로세서 등과 같은 컴퓨터로 전달되는 구성으로서 포토미터(15)에 의해 계측되는 전압의 크기를 기초로 미리 프로그램화된 산란정도를 나타내는 전압의 크기와 입자수와의 상관관계식을 구현할 수 있는 알고리즘이 내장되어, 시료채취 이송배관(10) 상,하류 해당측정위치 배관 내부를 흐르는 입자시료를 동시에 계수화하도록 측정함으로써 배관의 관심 구간에서의 입자손실량(혹은 손실률)을 연산한다.
도6은 배관직결형 입자계수기(11)와 광원(14) 그리고 포토미터(15)의 하나의 패키지로 모듈화되어 시료채취 이송배관(10)의 필수설치위치(A)(D)와 하나 혹은 복수개의 임의의 설치대상위치(B)(C) 등에 설치되는 것을 보여주는 도면이다.
도6에 의하면 본 발명은 배관직결형 입자계수기(11)와 광원(14) 및 포토미터(15)가 하나의 패키지로 모듈화되어, 시료채취 이송배관(10)의 필수설치위치(A)(D)에 설치되거나 시료채취 이송배관(10)의 필수설치위치(A)와 적어도 한 곳 이상의 임의의 설치대상위치(B)(C)에 설치되어 있으므로 시료채취 이송배관(10)의 상류위치와 하류위치에서 입자시료의 거동을 동시에 계측할 수 있을 뿐만 아니라 필요에 따라 여러 곳에서 입자시료의 거동을 계수화함으로써 그 값들을 비교하는 방법으로 시료채취 이송배관(10)의 특정 구간을 통과하는 동안 입자침적에 따른 배관의 시료 손실량 등을 산정할 수 있다.
특히, 본 발명은 개별 장소의 시료채취 이송배관에서 독립적으로 시간차를 두고 입자거동을 측정하던 종래의 방식에서 벗어나, 동시에 여러 개소에서 입자거동을 측정할 수 있으므로 측정시간을 대폭 단축할 수 있는 것이다.
여기서 각각의 독립된 부품으로 구성되는 배관직결형 입자계수기(11)와 광원(14) 및 포토미터(15)나 하나의 패키지로 모듈화된 이들(11)(14)(15)을 설치하는 필수설치위치(A)(D)로는 입자시료가 시료채취 이송배관(10)을 흐르는 동안에 받는 영향을 최소화하기 위해 덕트와 가장 근접한 시료채취 이송배관(10)의 특정위치를 선정하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명은 대기방출구를 통해 대기로 입자상(airborne)의 오염물질 배출이 예상되는 시설의 대기방출구에 설치되는 배관 직결형(In-Line) 손실률 측정기구로서 방사능폐기물시설, 동위원소 이용시설 및 원자력발전소 등의 같은 핵시설의 방사선 감시계통, 소각로, 제철공장, 화학플랜트 및 화력발전소 등의 입자배출 감시계통분야에서 시료채취 이송배관의 입자침적에 따른 손실률을 평가하는 분야 등에 매우 유용하게 이용될 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1 : 덕트 2 : 쉬라우드 노즐
3 : 분석기 10 : 시료채취 이송배관
11 : 배관직결형 입자계수기 12 : 상류(Upstream)
13 : 하류(Downstream) 14 : 광원 발생부
15 : 포토미터 16 : 연산 및 신호처리부
17, 20 : 내주면 18, 19 : 단
21 : 피팅 22 : 외주면
23, 24 : 플랜지 25 : 슬롯
26 : 표시부

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 시료채취 이송배관(Sampling transport tube)(10)의 상류(Upstream)(12)와 하류(Downstream)(13)에 직결(In-Line) 되며, 상기 시료채취 이송배관(10)과 동일한 내경을 가지는 배관직결형 입자계수기(11);
    상기 시료채취 이송배관(10)에 조사되는 빛을 확산시키고 모을 수 있는 렌즈와, 이 빛을 통과시키기 위한 가공된 슬롯(25)을 포함하며, 상기 배관직결형 입자계수기(11) 외부에 설치되어 상기 시료채취 이송배관(10)의 축 방향과 수직으로 빛을 조사하는 광원 발생부(14);
    상기 광원 발생부(14)에 대향하는 위치에 설치되고, 상기 배관직결형 입자계수기(11)의 축방향과 수직하게 상기 배관직결형 입자계수기(11) 외부에 설치되어 상기 광원 발생부(14)에서 발생한 빛에 의해 상기 시료채취 이송배관(10)을 통과하는 입자시료가 일으키는 빛의 산란정도를 계측하는 포토미터(Photometer)(15); 및
    상기 포토미터(15)에 의해 계측되는 전압의 크기를 기초로 미리 프로그램화된 산란정도를 나타내는 전압의 크기와 입자수와의 상관관계식으로부터 상기 시료채취 이송배관(10) 내부를 흐르는 입자시료의 개수를 연산하는 연산 및 신호 처리부(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제5항에 있어서,
    상기 배관직결형 입자계수기(11)와 상기 광원 발생부(14) 및 상기 포토미터(15)가 하나의 패키지로 모듈화되어, 상기 시료채취 이송배관(10)의 필수설치위치(A)(D)에 동시에 설치되거나 상기 시료채취 이송배관(10)의 필수설치위치(A)(D) 외에 적어도 한 곳 이상의 임의의 설치대상위치(B)(C)에 동시에 설치되어 배관을 흐르는 입자시료에 대한 개수를 동시에 측정하는 것을 특징으로 하는 시료채취 이송배관 내 입자침적에 의한 손실량 측정을 위한 장치.
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