KR101487262B1 - 대기오염 측정 장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

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김윤제
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Abstract

본 발명은 대기오염의 측정을 최적화하는 대기오염 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 기 설정된 위치에서 대기의 상태정보를 측정하는 기상관측부와 상기 기 설정된 위치와 대응되는 위치에서 대기의 오염을 나타내는 오염정보를 측정하는 오염탐지부와 상기 상태정보 및 오염정보를 이용하여, 상기 오염탐지부를 회전시킴으로써 오염탐지부의 자세를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

대기오염 측정 장치 및 이의 제어방법{DEVICE FOR AIR CONTAMINATION DETECTOR AND METHOD THEREOF}
본 발명은 대기오염의 측정을 최적화하는 방법에 관한 것이다.
우리가 숨쉬고 있는 대기는 여러 가지 방법으로 오염이 된다. 화산 폭발과 같은 자연재해에 의하여 오염되기도 하고, 산업의 발달이나 교통수단과 같이 인류 문명의 발전에 의하여 피치 못할 사정으로 오염이 되기도 한다. 특히 생화학 무기의 살포 등으로 대기가 오염이 될 경우는 신속히 대처하지 않으면 큰 인명피해가 일어날 수 있어 오염의 척도를 신속하고 정확하게 측정하는 것은 대단히 중요하다.
상기와 같은 이유로 이미 여러 종류의 대기 오염 탐지장비가 개발되었다. 그러나, 대기는 지형조건과 기상조건에 따라 끊임없이 유동적이고 변화한다. 이러한 상황에서 오염의 척도를 정확히 측정하기에는 어려움이 있다.
이러한 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 대기오염 측정 장치와 방법의 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 일 목적은 대기오염 측정장치에 있어서, 대기의 오염정도를 효과적으로 측정하기 위한 수단을 제공하는 것이다.
본 발명은 대기오염의 측정을 최적화하는 대기오염 측정장치 및 방법에 관한 것으로 기 설정된 위치에서 대기의 상태정보를 측정하는 기상관측부와 상기 기 설정된 위치와 대응되는 위치에서 대기의 오염을 나타내는 오염정보를 측정하는 오염탐지부와 상기 상태정보 및 오염정보를 이용하여, 상기 오염탐지부를 회전시킴으로써 오염탐지부의 자세를 제어하는 제어부를 포함한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 오염탐지부의 종류 및 탐지 성능과 관련된 속성정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 상태정보 및 오염정보를 이용하여, 상기 오염이 발생한 방향으로 상기 오염탐지부가 향하도록 회전시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 상태정보는 대기의 온도, 습도, 풍속 및 풍향 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제어부는 상기 상태정보를 이용하여, 상기 오염의 발생 방향을 검출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 검출된 오염의 발생 방향에 근거하여, 상기 오염측정의 최적화된 방향을 산출하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 오염의 발생 방향과 상기 오염측정의 최적화된 방향은 서로 다른 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 오염탐지부는 서로 다른 조건에 따라, 복수의 오염정보를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 대기 오염의 측정뿐만 아니라, 대기의 상태정보를 함께 측정하고, 상기 대기의 상태정보 및 오염정보를 이용하여 오염탐지부의 자세를 변경할 수 있다. 이를 통하여, 본 발명은, 오염탐지부에서 측정되는 오염정보의 측정효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 오염탐지부의 자세를 변경함으로써, 오염정보의 측정에 정확도가 높아질 수 있다. 이를 통하여, 본 발명은 대기 오염에 대한 신속하고 정확한 대처를 할 수 있다는 장점이 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대기오염 측정장치의 구성을 나타낸 블록도 및 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 대기오염 측정장치에 있어서, 상기 대기오염 측정을 최적화하기 위한 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 오염측정부의 자세 및 오염측정부에서 측정한 오염정보를 나타낸 개념도이다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대기오염 측정장치의 대기오염 측정방법을 도면과 함께 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대기 오염 측정장치의 구성을 나타낸 블록도 및 개념도이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대기오염 측정장치는 기상관측부(100), 오염탐지부(200) 및 오염탐지부(200)의 위치를 조정하는 제어부(자동위치제어 시스템이라고도 명명될 수 있다)(300) 중 적어도 하나를을 포함할 수 있다.
기상관측부(100)는 오염의 측정위치에서, 대기의 상태정보를 측정할 수 있다. 여기에서, 상기 상태정보는 대기의 온도, 습도, 풍향 및 풍속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 측정된 대기의 상태정보는 메모리부(미도시 됨)에 저장될 수 있다. 상기 메모리부는 데이터 베이스부라고도 명명될 수 있다.
오염탐지부(200)는 대기의 오염도를 나타내는 오염정보를 측정할 수 있다. 상기 오염탐지장비(200)는 탐지장비의 종류에 따라 측정 감도 및 측정되는 오염물질 등이 다를 수 있다. 예를 들어, 오염탐지장비(200)는 화학 탐지장비, 생물 탐지장비, 방사능 탐지장비 등이 될 수 있다. 이때, 상기 오염탐지장비(200)의 종류에 따라 탐지방법 및 오염물질의 측정감도 등이 서로 다를 수 있다. 즉, 상기 오염탐지장비(200)의 종류에 따라 장비 고유의 특징이 있을 수 있다.
한편, 상기 메모리부는 상기 오염탐지장부(200)의 종류 및 장비 고유의 특징정보를 더 저장할 수 있다.
제어부(300)는 상기 기상관측부(100)에서 수신된 대기의 상태정보 및 상기 오염탐지부(200)에서 수신된 오염정보에 근거하여, 상기 오염탐지부(200)의 자세를 제어할 수 있다. 즉, 상기 제어부(300)는 상기 오염탐지부(200)가 대기의 오염정보를 측정하는데 최적화되도록 상기 오염탐지부(200)의 자세를 변경할 수 있다. 이때, 상기 오염탐지부(200)는 회전 가능하도록 구성되어 있으므로, 상기 제어부(300)는 상기 오염탐지부를 회전시킴으로써, 상기 오염탐지부(200)의 자세를 변경할 수 있다.
이상에서는 대기 오염의 측정을 최적화하기 위한 대기 오염 측정 장치의 구성을 설명하였다. 본 발명은 대기의 상태정보와 오염정보에 근거하여, 오염탐지부(200)의 자세를 변경함으로써, 상기 오염탐지부(200)에서 측정되는 오염정보의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 대기 오염의 측정을 최적화하기 위한 제어방법을 설명한다. 도 3는 본 발명의 일 실시 예에 따른 대기오염 측정장치에 있어서, 대기 오염 측정을 최적화하도록 제어하는 방법을 설명한 흐름도이다. 또한, 도 4 및 도 5는 오염측정부의 자세 및 오염측정부에서 측정한 오염정보를 나타낸 개념도이다.
우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 대기오염 측정장치는, 오염탐지부(200)로부터 대기의 오염도를 나타내는 오염정보를 수신하는 단계를 진행할 수 있다(S210).
상기 오염탐지부(200)는 오염탐지부(200)의 종류에 따라 탐지하는 오염물질의 종류 및 측정 감도 등이 다를 수 있다. 따라서, 본 발명의 대기오염 측정장치는 오염탐지부(200)로부터 오염정보를 수신하기 전, 속성정보를 저장하는 단계가 선행될 수 있다.
여기에서, 상기 오염탐지부(200)의 속성정보는 오염탐지부(200)의 종류, 측정 감도 및 기타 오염탐지부(200)의 고유한 특성을 나타내는 정보일 수 있다. 즉, 상기 오염탐지부(200)의 속성정보는 대기오염 측정장치에서 상기 오염탐지부(200)의 기능 및 성능과 관련된 정보일 수 있다. 또한, 대기오염 측정장치는 상기 속성정보를 이용하여 오염탐지부(200)를 식별할 수 있다.
이때, 상기 오염탐지부(200)의 속성정보를 저장하는 단계는 본 발명의 필수적인 요소는 아니며, 대기오염 측정장치의 초기 설치 당시에 기 저장되어 있을 수 있다. 또한, 상기 초기 설치 당시 이외에도, 본 발명에 따른 대기오염 측정장치는 사용자의 요청이 수신되는 것에 응답하여, 오염탐지부(200)의 속성정보를 새롭게 측정하여 저장할 수 있다.
상기 오염탐지부(200)는 대기의 오염과 관련된 오염정보를 측정하여, 제어부(300)에 전송할 수 있다.
이때, 상기 오염탐지부(200)가 오염을 측정할 위치는 오염물질이 최대로 밀집될 가능성이 있는 위치가 선택될 수 있다. 상기 오염물질이 최대로 밀집될 가능성이 있는 위치는 대기 측정과 관련된 다양한 변수에 의하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 오염물질이 최대로 밀집될 가능성이 있는 위치는 도심지역, 평야지역, 산간지역 등 지역적인 조건에 따라 서로 다를 수 있다. 또한, 상기 오염물질이 최대로 밀집될 가능성이 있는 위치는 측정 장소에서의 대기의 풍향 및 풍속 등 대기의 상태정보에 따라 서로 다를 수 있다. 또한, 상기 오염물질이 최대로 밀집될 가능성이 있는 위치는 측정 고도에 따라 서로 다를 수 있다.
따라서, 상기 오염탐지부(200)는 상기 다양한 변수를 고려하여 오염정보를 측정할 수 있다. 이때, 상기 오염정보를 측정할 위치는 사용자의 선택에 의하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 사용자는 적어도 하나의 위치에서 오염정보를 측정하여, 상기 측정된 복수의 오염정보를 메모리부에 저장시킬 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 대기오염 측정장치는 대기에 유사작용제를 발포할 수 있다. 여기에서, 상기 유사작용제는 오염물질을 대체하는 물질로서, 대기오염 측정장치의 성능 실험을 위해 사용되는 물질일 수 있다. 예를 들어, 상기 유사작용제는 MS로, 상기 MS는 공기보다 무거운 물질일 수 있다.
한편, 오염탐지부(200)는 상기 MS의 탐지가 가능한 화학탐지장치일 수 있다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 오염탐지부(200)는 다양한 방향을 향하도록 자세의 변경이 가능하다. 예를 들어, 도 3의 (a), (b), (c) 및 (d)는 각각 상기 유사작용제가 발사되는 위치를 향하는 방향, 상기 유사작용제가 발사되는 위치에서 왼쪽으로 45도, 상기 유사작용제가 발생되는 위치에서 오른쪽으로 45도 및 상기 유사작용제가 발사되는 위치와 반대 방향일 수 있다.
이때, 상기 오염탐지부(200)가 감지하는 대기의 고도는 고정될 수 있다. 예를 들어, 도 3에서는 상기 대기의 고도는 0.25m일 수 있다.
상기 조건에서 측정된 오염정보는 하기의 [표 1]와 같다.
위치 측정 농도(mg/m3)
A 103
B 96
C 96
D 103
또한, 상기 오염측정부(200)는 상기 조건 중 적어도 하나를 변경함으로써, 오염정보를 측정할 수 있다.
예를 들어, 상기 오염측정부(200)는 방향을 고정시킨 채, 고도를 변화시키면서 오염정보를 측정할 수 있다. 상기 고도 변화에 따른 오염정보의 측정값은 하기의 [표 2]와 같다.
높이(m) 측정 농도(mg/m3)
0.12 137
0.22 123
0.32 96
0.42 68
또한, 상기 오염측정부(200)는 상기 조건 중 적어도 하나를 변경함으로써, 오염정보를 측정할 수 있다.
예를 들어, 상기 오염측정부(200)는 풍속이 1m/s인 상황에서 상기 표 1과 동일한 방향에서 오염정보를 측정할 수 있다.
위치 측정 농도(mg/m3)
A 96
B 20
C 20
D 68
또한, 상기 오염측정부(200)는 상기 조건 중 적어도 하나를 변경함으로써, 오염정보를 측정할 수 있다.
예를 들어, 상기 오염측정부(200)는 풍속이 1m/s인 경우, 고도에 따른 오염정보를 측정할 수 있다. 풍속이 1m/s인 경우, 상기 고도에 따른 오염정보는 도 4의 그래프와 같다.
또한, 풍속이 변경되는 경우, 측정되는 오염정보는 표 4와 같다.
풍속 (m/s) 측정 농도(mg/m3)
0 137
1 100
2 0
즉 상기 오염측정부(200)는 상기 설명한 바와 같이, 다양한 조건에서 오염정보를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 다른 대기 오염 측정 장치는, 기상관측부(100)로부터 대기의 상태정보를 수신하는 단계를 진행할 수 있다(S220).
상기 기상관측부(100)는 상기 오염탐지부(200)에서 오염을 측정한 위치와 대응되는 위치에서 대기의 상태정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 오염탐지부(200)에서 고도 0.25m인 지역에서 오염정보를 측정한 경우, 상기 기상관측부(100)도, 상기 고도와 동일한 고도에서 대기의 상태정보를 측정할 수 있다.
여기에서, 대기의 상태정보는 대기의 온도, 습도 풍향 및 풍속 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, 상기 대기의 상태정보는 상기 열거한 정보 이외에도 대기의 상태를 나타내는 다양한 정보가 될 수 있다.
한편, 상기 기상관측부(100)에서 측정한 대기의 상태정보는 메모리부(미도시 됨)에 저장될 수 있다. 상기 메모리부는 데이터 베이스부라고도 명명될 수 있다. 또한, 상기 기상관측부(100)에서 측정한 대기의 상태정보는 제어부(300)로 전송될 수 있다.
한편, 상기 S210 단계 및 상기 S220 단계는 대등한 단계로서, 두 단계가 함께 수행되거나, 수행되는 순서가 변경될 수 있다. 즉, 상기 S220단계는 상기 S210단계보다 먼저 수행되거나, 동시에 수행될 수 있다.
상기 오염정보 및 상태정보를 수신한 후, 본 발명의 일 실시 예에 다른 대기 오염 측정 장치는, 상기 오염정보 및 상기 상태정보를 이용하여 오염탐지부(200)에서 오염도의 측정이 최적화되도록 상기 오염탐지부(200)의 자세를 변경하는 단계를 진행할 수 있다(S230).
상기 제어부(300)는 상기 오염정보 및 상기 상태정보를 이용하여, 오염도의 측정이 최적화되도록 상기 오염탐지부(200)의 자세를 제어할 수 있다. 이를 위하여, 상기 오염탐지부(200)는 회전이 가능하도록 이루어질 수 있다. 즉, 상기 제어부(200)는 상기 오염정보 및 상기 상태정보에 근거하여, 대기의 오염도를 측정을 최적화하는 자세로 상기 오염탐지부(200)를 회전시킬 수 있다.
상기 제어부(300)는 상기 수신된 복수의 오염정보 및 상기 복수의 오염정보와 관련된 대기의 상태정보를 이용하여 상기 오염탐지부(200)의 방향을 결정할 수 있다.
즉 상기 제어부(300)는 대기의 상태정보를 이용하여, 현재 오염측정부(200)에서 측정되는 오염정보를 분석할 수 있다.
예를 들어, 풍속이 없는 경우, 상기 오염정보는 등방향으로 측정될 수 있다. 또한, 상기 풍속이 있는 경우, 상기 오염정보는 풍속의 방향에 대응되어 측정될 수 있다.
나아가, 오염정보를 측정하는 고도에 따라서 상기 오염정보의 측정이 달라짐을 알 수 있다.
즉, 상기 제어부(300)는 상기와 같은 정보를 통하여, 현재 대기에 오염정보의 측정에 최적화되도록 오염측정부(200)가 향해야 하는 방향을 결정할 수 있다.
또한, 상기 제어부(300)는 상기 결정된 방향으로 오염측정부(200)를 회전시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부는 상기 상태정보를 이용하여, 상기 오염의 발생 방향을 검출할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 오염의 발생 방향이 검출된 후에도, 상기 검출된 방향 및 상기 대기의 상태정보에 따라 오염정보의 측정에 최적화되도록 하는 오염측정부(200)의 방향을 산출할 수 있다.
여기에서, 상기 오염의 발생방향과 상기 오염정보 측정에 최적화된 방향은 동일하거나 다를 수 있다.
이를 통하여, 본 발명의 대기오염 측정장치는 대기의 오염정보의 측정 성능이 최적화된 상태에서 상기 오염 정보를 측정할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 기상관측부
200: 오염측정부
300: 제어부

Claims (7)

  1. 기 설정된 위치에서 대기의 상태정보를 측정하는 기상관측부;
    상기 기 설정된 위치와 대응되는 위치에서 대기의 오염을 나타내는 오염정보를 측정하는 오염탐지부;
    상기 상태정보 및 오염정보를 이용하여, 상기 오염탐지부를 회전시킴으로써 오염탐지부의 자세를 제어하는 제어부를 포함하는 대기오염 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오염탐지부의 종류 및 탐지 성능과 관련된 속성정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 상태정보 및 오염정보를 이용하여, 상기 오염이 발생한 방향으로 상기 오염탐지부가 향하도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상태정보는
    대기의 온도, 습도, 풍속 및 풍향 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 상태정보를 이용하여, 상기 오염의 발생 방향을 검출하는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 검출된 오염의 발생 방향에 근거하여, 오염측정의 최적화된 방향을 산출하는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 오염의 발생 방향과 상기 오염측정의 최적화된 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 대기오염 측정장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 오염탐지부는
    서로 다른 조건에 따라, 복수의 오염정보를 측정하는 것을 특징으로 하는 대기오염 측정장치.

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