KR101490178B1 - 수소 및 방사선 통합 센서 시스템 - Google Patents
수소 및 방사선 통합 센서 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 수소 및 방사선 통합 센서 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 수소 및 방사선 통합 센서 시스템은, 수소를 감지하는 수소 검출 센서; 누적 방사선 량을 측정하는 방사선 측정 센서; 상기 수소 농도 측정 및 상기 누적 방사선 량의 온도 보상에 이용되는 출력 값을 산출하는 온도 보상 센서; 및 상기 수소 검출 센서, 방사선 측정 센서 및 온도 보상 센서에 대한 신호를 기초로 상기 수소 검출 센서, 방사선 측정 센서 및 온도 보상 센서를 제어하는 신호처리 장치;를 포함한다.
Description
본 발명은 수소 탐지 기능과 방사선 탐지 기능을 수행할 수 있는 수소 및 방사선 통합 센서 시스템에 관한 것이다.
원전사고의 발생이 증가함에 따라, 원전사고 발생 시 원전 내부의 수소폭발을 방지하기 위한 수소제거 및 수소 모니터링 시스템의 필요성이 증가하고 있다. 또한, 정상 및 사고환경에서의 원전 내부 순간 방사선율 정보와 원전 주요기기에 대한 누적 피복 방사선량의 실시간 계측자료는 원전의 안전관리와 사고 예방 및 효율적 대응에 유용하게 활용될 수 있다.
이와 관련된 선행기술로서, 한국등록특허공보 제10-1188750호, 원자력발전소 방사선 감시 시스템용 검출기 외부 온도보상 장치에 따르면, 방사선의 양을 카운터하는 방사선계수기와 외부온도센서를 이용하여 온도 변화에 따라 정확한 방사선을 측정할 수 있다.
또 다른 선행기술로서, 일본 공개특허공보 특개2006-337339호에 따른 가스 검출 장치에 의하면, 접촉식 가스센서와 온도 보상 소자를 브리지 접속해 브리지 출력에 근거해 가스의 농도를 측정할 수 있다.
이러한 종래의 원전 내부 수소 측정 및 방사선 계측 관련 시스템은 각각 독립적으로 구성된 전자회로가 설치되어 운영되고 있으며, 해당 정보를 별도의 채널을 통해 모니터링하고 있다. 따라서 별도로 두 시스템을 운영하기 위해서는 넓은 설치 공간이 요구된다. 또한, 시스템의 제작 및 운용에 고비용이 요구되며 작동을 위해 많은 전력이 소요된다.
이와 관련된 선행기술로서, 한국등록특허공보 제10-1188750호, 원자력발전소 방사선 감시 시스템용 검출기 외부 온도보상 장치에 따르면, 방사선의 양을 카운터하는 방사선계수기와 외부온도센서를 이용하여 온도 변화에 따라 정확한 방사선을 측정할 수 있다.
또 다른 선행기술로서, 일본 공개특허공보 특개2006-337339호에 따른 가스 검출 장치에 의하면, 접촉식 가스센서와 온도 보상 소자를 브리지 접속해 브리지 출력에 근거해 가스의 농도를 측정할 수 있다.
이러한 종래의 원전 내부 수소 측정 및 방사선 계측 관련 시스템은 각각 독립적으로 구성된 전자회로가 설치되어 운영되고 있으며, 해당 정보를 별도의 채널을 통해 모니터링하고 있다. 따라서 별도로 두 시스템을 운영하기 위해서는 넓은 설치 공간이 요구된다. 또한, 시스템의 제작 및 운용에 고비용이 요구되며 작동을 위해 많은 전력이 소요된다.
삭제
그러나, 두 시스템의 내부에는 각각 수소 농도측정과 주변 온도에 의한 영향을 최소화하기 위한 온도 센서 및 온도 보상 회로가 공통으로 포함되어 있으며, 신호 측정 회로도 유사한 구성으로 설계되어 있다.
따라서, 독립적으로 구성된 두 시스템의 공통된 부분을 통합하여 설계, 제작 및 운용하게 되면 소형으로 구현이 가능하고 전력 소모가 줄어들게 된다. 또한, 좁은 공간에 설치가 가능하며 운영자의 관리도 간편해져 안정성도 향상시킬 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 원전 내부에서 수소 누출 사고로 인한 순간 폭발을 방지하기 위해 사용되는 수소 감시 장치의 수소 탐지 기능에 반도체식 방사선 검출 센서를 통한 방사선 탐지 기능을 통합하여, 수소 농도와 방사선 량을 동시에 측정할 수 있는 수소 및 방사선 통합 센서 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수소 및 방사선 통합 센서 시스템은, 수소를 감지하는 수소 검출 센서; 누적 방사선 량을 측정하는 방사선 측정 센서; 상기 수소 농도 측정 및 상기 누적 방사선 량의 온도 보상에 이용되는 출력 값을 산출하는 온도 보상 센서; 및 상기 수소 검출 센서, 방사선 측정 센서 및 온도 보상 센서에 대한 신호를 기초로 상기 수소 검출 센서, 방사선 측정 센서 및 온도 보상 센서를 제어하는 신호처리 장치;를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 방사선 측정 센서를 통해 측정된 누적 방사선 량을 기초로, 상기 수소 검출 센서의 누적 방사선에 따른 열화현상을 보상할 수 있다.
실시 예에 있어서, 상기 신호처리 장치는, 아날로그 디지털 변환기; 정전류 제어로직; 및 상기 아날로그 디지털 변환기와 신호를 주고받으며, 상기 정전류 제어 로직을 통해 상기 수소 검출 센서, 방사선 측정 센서 및 온도 보상 센서를 제어하는 제어명령을 전송하는 중앙처리장치;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 개별적인 방식으로 구성된 시스템의 계측제어 신호선과 공통화된 신호처리방식을 적용하여 기존의 복잡한 시스템을 간소화시킬 수 있다. 이에 따라, 원전 내에 적용되는 계측 시스템의 효율적인 유지관리와 설치비용의 감소효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 센서 모듈 내의 통합된 누적 방사선 센서를 통하여 계측된 누적 방사선량을 기반으로, 수소 측정용 센서의 누적 방사선에 따른 열화현상을 보상함으로써 계측의 신뢰도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
그 밖에도, 원전 내부의 수소 감시 및 방사선 측정 시스템의 계측 정보에 대한 신뢰도 증가와 함께 시스템 간소화로 인한 설치 비용의 감소 및 유지 관리 비용 절감의 효과가 예상된다.
도 1은 종래의 수소 검출 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 종래의 방사선 검출 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수소 및 방사선 통합 센서 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 종래의 방사선 검출 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수소 및 방사선 통합 센서 시스템을 보여주는 블록도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 하지만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통해 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 종래의 수소 검출 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 수소 검출 시스템(100)은 수소 검출 모듈(110) 및 수소 검출용 신호 처리 장치(120)를 포함한다.
구체적으로, 수소 검출 모듈(110)은 수소 검출 센서(111) 및 온도 보상 센서(112)를 포함한다. 그리고, 수소 검출용 신호 처리 장치(120)는 아날로그 디지털 변환기(121), 정전류 제어 로직(122) 및 중앙처리장치(123)를 포함한다.
도 2는 종래의 방사선 검출 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 종래의 방사선 검출 시스템(200)은 방사선 검출 모듈(210) 및 방사선 검출용 신호 처리 장치(220)를 포함한다.
구체적으로, 방사선 검출 모듈(210)은 누적 방사선 측정 센서(211) 및 온도 보상 센서(212)를 포함한다. 그리고, 방사선 검출용 신호 처리 장치(220)는 아날로그 디지털 변환기(221), 정전류 제어 로직(222) 및 중앙처리장치(223)를 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 수소 검출 모듈(110) 및 방사선 검출 모듈(210)은 각각 온도 보상 센서(112, 212)를 내재하고 있으며, 이 온도 신호를 측정하고 처리하는데 필요한 전자 회로가 수소 검출용 신호 처리 장치(120) 및 방사선 신호 처리 장치(220) 내에 각각 독립적으로 설계되어 있음을 확인할 수 있다.
즉, 온도 보상 센서(112, 212)와 신호 처리 장치(120, 220)가 중복 설계되어 부피가 커지고 제작 및 운영 비용이 증가하게 된다. 또한, 전력 소모량도 증가하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 수소 및 방사선 통합 센서 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수소 및 방사선 통합 센서 시스템(300)은 수소 및 방사선 탐지 모듈(310) 및 수소 및 방사선 탐지용 신호 처리 장치(320)를 포함한다.
구체적으로, 수소 및 방사선 탐지 모듈(310)은 수소 검출 센서(311), 온도 보상 센서(312) 및 방사선 측정 센서(313)를 포함한다. 또한, 수소 및 방사선 탐지용 신호 처리 장치(320)는 아날로그 디지털 변환기(321), 정전류 제어 로직(322) 및 중앙처리장치(323)를 포함한다.
본 발명에 따른 수소 및 방사선 통합 센서 시스템(300)에서는 하나의 온도 보상 센서(312)의 출력 값을 수소 농도 측정과 방사선량 온도 보상에 공통으로 사용한다.
그 결과, 온도의 측정과 처리에 필요한 신호 처리 회로(320)도 한 개의 회로에서 공통으로 사용함으로써 저전력 소모형 소형화 시스템을 구현하게 되었다. 또한, 방사선 측정 센서(313)의 정보를 계측 장치의 열화 보상에 활용하여 계측 장치의 정확성 및 신뢰성 향상이 가능하게 되었다.
구체적으로, 반도체식 방사선 검출 센서(200)에서 주변 온도 변화에 따른 측정값 변화를 보상하기 위해 사용되는 온도 센서(212)를 직접센서 방식의 수소 검출 방법에 사용되는 온도 정보로 대체하여 사용하게 되면, 방사선량 측정용 온도 센서(212) 및 온도 측정 회로(220)를 사용하지 않게 되어 측정 장치를 소형으로 구현할 수 있다.
종래의 반도체식 방사선 검출 센서(200)에서는 온도 센서 정보를 온도 변화에 따른 측정 방사선량 보상 변수로 사용하고 있으며, 직접 센서 방식의 수소 측정 장치(300)에서는 수소 농도의 계측에 온도 센서(312)를 각각 사용하고 있기 때문이다.
또한, 수소검출 센서(311)의 방사선에 의한 영향을 보상하기 위한 변수로 방사선 검출 센서(313)로부터의 방사선 누적선량 정보를 사용하는 것이다. 센서 및 전자회로는 방사선 피폭에 민감하여 피폭 선량이 증가함에 따라 고유의 전기적 특성이 변화하게 된다.
따라서, 사전에 이러한 방사선에 의한 특성변화를 측정하여 데이터를 생성해 두게 되면 피폭 선량 값에 따른 오차 보상이 가능하고, 이를 통해 정밀한 수소 측정 시스템의 기능을 유지할 수 있게 되기 때문이다.
이에 따라, 원전 내부의 수소 감시 및 방사선 측정 시스템의 계측정보에 대한 신뢰도 증가와 함께 시스템 간소화로 인한 설치비용 감소와 유지 관리 비용 절감의 효과를 기대할 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 의하면, 개별적인 방식으로 구성된 시스템의 계측제어 신호선과 공통화된 신호처리방식을 적용하여 기존의 복잡한 시스템을 간소화시킬 수 있다. 이에 따라, 원전 내에 적용되는 계측 시스템의 효율적인 유지관리와 설치비용의 감소효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 센서 모듈 내의 통합된 누적 방사선 센서를 통하여 계측된 누적 방사선량을 기반으로, 수소 측정용 센서의 누적 방사선에 따른 열화현상을 보상함으로써 계측의 신뢰도를 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
그 밖에도, 원전 내부의 수소 감시 및 방사선 측정 시스템의 계측 정보에 대한 신뢰도 증가와 함께 시스템 간소화로 인한 설치 비용의 감소 및 유지 관리 비용 절감의 효과가 예상된다.
상기와 같이 수소 및 방사선 통합 센서 시스템은 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 종래의 수소 검출 시스템
110: 수소 검출 모듈
111: 수소 검출 센서
112: 온도 보상 센서
120: 수소 검출용 신호 처리 장치
121: 아날로그 디지털 변환기
122: 정전류 제어 로직
123: 중앙처리장치
200: 종래의 방사선 검출 시스템
210: 방사선 검출 모듈
211: 누적 방사선 측정 센서
212: 온도 보상 센서
220: 방사선 검출용 신호 처리 장치
221: 아날로그 디지털 변환기
222: 정전류 제어 로직
223: 중앙처리장치
300: 수소 및 방사선 통합 센서 시스템
310: 수소 및 방사선 탐지 모듈
311: 수소 검출 센서
312: 온도 보상 센서
313: 방사선 측정 센서
320: 수소 및 방사선 탐지용 신호 처리 장치
321: 아날로그 디지털 변환기
322: 정전류 제어 로직
323: 중앙처리장치
110: 수소 검출 모듈
111: 수소 검출 센서
112: 온도 보상 센서
120: 수소 검출용 신호 처리 장치
121: 아날로그 디지털 변환기
122: 정전류 제어 로직
123: 중앙처리장치
200: 종래의 방사선 검출 시스템
210: 방사선 검출 모듈
211: 누적 방사선 측정 센서
212: 온도 보상 센서
220: 방사선 검출용 신호 처리 장치
221: 아날로그 디지털 변환기
222: 정전류 제어 로직
223: 중앙처리장치
300: 수소 및 방사선 통합 센서 시스템
310: 수소 및 방사선 탐지 모듈
311: 수소 검출 센서
312: 온도 보상 센서
313: 방사선 측정 센서
320: 수소 및 방사선 탐지용 신호 처리 장치
321: 아날로그 디지털 변환기
322: 정전류 제어 로직
323: 중앙처리장치
Claims (3)
- 수소를 감지하는 수소 검출 센서;
누적 방사선 량을 측정하는 방사선 측정 센서;
상기 수소 농도 측정 및 상기 누적 방사선 량의 온도 보상에 이용되는 출력 값을 산출하는 온도 보상 센서; 및
상기 수소 검출 센서, 방사선 측정 센서 및 온도 보상 센서에 대한 신호를 기초로 상기 수소 검출 센서, 방사선 측정 센서 및 온도 보상 센서를 제어하는 신호처리 장치;를 포함하며,
상기 방사선 측정 센서를 통해 측정된 누적 방사선 량을 기초로, 상기 수소 검출 센서의 누적 방사선에 따른 열화현상을 보상하는 것을 특징으로 하는 수소 및 방사선 통합 센서 시스템. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 신호처리 장치는,
아날로그 디지털 변환기;
정전류 제어 로직; 및
상기 아날로그 디지털 변환기와 신호를 주고받으며, 상기 정전류 제어로직을 통해 상기 수소 검출 센서, 방사선 측정 센서 및 온도 보상 센서를 제어하는 제어명령을 전송하는 중앙처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소 및 방사선 통합 센서 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130112005A KR101490178B1 (ko) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | 수소 및 방사선 통합 센서 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20130112005A KR101490178B1 (ko) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | 수소 및 방사선 통합 센서 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101490178B1 true KR101490178B1 (ko) | 2015-02-05 |
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ID=52590350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR20130112005A KR101490178B1 (ko) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | 수소 및 방사선 통합 센서 시스템 |
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| KR (1) | KR101490178B1 (ko) |
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- 2013-09-17 KR KR20130112005A patent/KR101490178B1/ko active IP Right Grant
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