KR101537550B1 - 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 본 발명은 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 검측지점(P)으로 입사광(I)을 조사하는 광송출부(10)와, 상기 검측지점(P)에서 산란된 반사광(O)을 검출하는 광수신부(20)와, 광신호를 전기신호로 증폭하여 변환하는 신호처리부(30)로 이루어지며, 굴뚝이나 집진장치의 전후방단에서 내부를 통과하는 대기 오염물질 검측시 검측지점을 교정가능토록 상하 회전되는 회전어댑터와, 교정된 검측지점의 거리에 따라 컬렉터렌즈의 초점을 보정토록 전후방으로 이송되는 렌즈이송단과, 영점신호와 스팬신호를 조정시 입사광이 발생되는 레이져다이오드의 특정 파장을 정밀하게 조정토록 광학보정필터가 구비된 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기에 관한 것이다.

Description

검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기{For real-time correction Dust analyzer having variable inspection points}
본 발명은 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴뚝이나 집진장치의 전후방단에서 외부로 배출되는 대기 오염물질의 검측시 검측지점으로 향하도록 상하 회전되는 회전어댑터와, 선정된 검측지점의 거리에 따라 컬렉터렌즈의 초점을 보정토록 전후방으로 이송되는 렌즈이송단과, 실시간 교정을 위한 영점신호와 스팬신호가 발생되는 레이져다이오드의 특정 파장을 정밀하게 조정토록 광학보정필터가 구비된 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기에 관한 것이다.
일반적으로, 굴뚝에서는 배출 오염물질을 포함한 각종먼지가 배출되며, 상기 배출 오염물질과 먼지량을 측정하는 방법으로 1996년이전까지는 측정요원이 직접 꿀뚝의 최상단까지 올라가 센서를 집어넣고 배출 오염물질과 먼지의 성상을 측정해야만 하였다.
그러나, 상기 배출 오염물질과 먼지의 성상 측정이 위험하고 어려움이 많아 1996년 이후부터는 직접 굴뚝 내부에 자동센서를 설치하고 상기 자동센서와 연동 되는 먼지 측정장치를 굴뚝 상부의 작업난간에 설치하여 센서로부터 얻어지는 배출 오염물질과 먼지의 성상에 대한 데이터를 중앙통제소로 전송해주는 방법이 사용되기 시작했는데, 이를 측정시스템(Tele metering system : TMS)이라 한다.
최근 대기환경의 중요성이 날로 부각되어 대기환경보호법에서는 굴뚝배출 오염물질과 먼지량을 배출허용기준을 적용하여 규제가 강화되면서 대기 분석장비에 대한 관심이 높아지고 있다.
이러한, 대기 분석장비 또는 먼지분석기는 그 측정방법에 따라 광투과법, 광산란법 및 베타레이흡수법으로 구분되고, 설치방법에 따라 In-situ 방식과 샘플링 방식으로 구분된다. 현재 대부분 설치되어 있는 먼지분석기는 광투과법과 광산란법인 In-situ 방식을 채택하고 있다.
그리고, 상기 광산란 방식의 분석이 광투과법 중 측정 정밀도나 오차가 가장 적은 방식이며, 삽입형 광산란방식 먼지분석기는 일반적인 광투과식 먼지분석기와 달리 직접 삽입된 로드의 전단에 위치한 다이오드 레이저 광원을 직접 투과 시켜 산란된 빛을 감지하여 먼지의 농도를 측정하게 된다.
한편, 상기 In-situ 방식의 계측기는 O2, SO2/NOx 를 검측시 Test가스를 통해 계측기의 정확도를 비교하여 보정하나 먼지분석기의 작동을 보정하거나 측정지점을 교정할 수 있는 기능이 없어 정확한 보정값을 산출하는데에 많은 어려움을 겪고 있는 실정이다.
이와 관련된 종래 기술로서 본 출원인이 출원하여 등록받은 굴뚝먼지측정시스템이 한국등록특허 제10-0776223호(2007.11.07.)에 개시되었다.
상기한 종래 기술은 일정 레벨의 전원을 공급하는 전원공급부; 미리 설치된 프로그램에 따른 제어신호를 발하는 CPU(central processing unit); 굴뚝으로 배출되는 오염물질을 감지하여 측정하는 센서부; 회전력을 발생시키는 구동모터와, 굴뚝으로부터 배출되는 오염물질의 흡착을 방지하는 에어블로워와, 상기 에어블로워 및 CPU를 상온(常溫)으로 유지하기 위한 히팅라인을 가진 구동부; 소정 압력을 측정하기 위한 로워프레져센서와 상기 로워프레져센서 보다 높은 압력을 측정하기 위한 하이프레져센서로 이루어지고, 호스커넥터를 통해 상기 에어블로워와 연결된 스위치부; 상기 전원공급부, CPU, 센서부, 구동부, 스위치부를 수용하여 고정시키는 뼈대로서 기능하는 몸체; 상기 몸체의 외부에 설치되고, 상기 에어블로워를 통해 상기 히팅라인과 연결되며, 상기 에어블로워에 공급되는 공기의 오염물질을 걸러주는(Filtering) 필터박스를 포함되어 구성된다.
이러한 종래 기술은 통상의 굴뚝에 설치되어 구조를 부분적으로 개선하여 길이 및 크기를 축소하고, 이로인해 측정기능을 향상시키고 경제성을 증대시킨 것을 특징으로 한다.
그러나, 종래 기술의 굴뚝먼지측정시스템은 검측지점을 선정할 수 있는 기능이 없어 거리에 따라 개별로 설계하여 굴뚝먼지측정시스템을 설치하여야 함에 따라 기술적인 범용성이 확보되지 않는 문제점이 있었다.
또한, 상기한 종래 기술은 추가적으로 굴뚝내부에서 원하는 지점의 먼지 측정값을 측정할 수 없어 각 굴뚝의 검측지점에 따라 개별의 장비를 구축해야하는 경제적인 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 대기 오염물질의 검측시 검측지점으로 향하도록 상하 회전되는 회전어댑터가 구비되어 다양한 크기를 가지는 굴뚝이나 집진장치에서 검측사용가능하고, 컬렉터렌즈의 초점을 보정토록 전후방으로 이송되는 렌즈이송단이 구비되어 하나의 렌즈로 다양한 검측지점에 대해 보정 가능하며, 보정시 광원의 특정 파장이 정밀하게 투과되는 광학보정필터가 구비되어 입사광이 발생되는 레이져다이오드의 영점신호와 스팬신호의 보정이 정밀하게 이루어지는 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기를 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기는 집진장치의 전후방단에 연결되는 배관이나, 매연이 배출되는 굴뚝에 결합되도록 일측에 플랜지가 구비된 하우징의 내부에 요입되어 검측지점의 오염물질을 광산란법으로 검측하는 먼지분석기로서, 상기 검측지점으로 조사되는 입사광이 생성되는 레이져다이오드와, 상기 레이져다이오드의 전면에 구비되어 상기 입사광이 상기 검측지점으로 조사토록 조준하는 조준렌즈가 구비된 광송출부와; 상기 하우징의 일측에 결합되어 상기 검측지점에서 산란된 반사광이 유입되는 고정어댑터와, 상기 고정어댑터의 배면에 구비되어 상하회전되는 회전어댑터와, 상기 회전어댑터의 배면에 구비되어 상기 회전어댑터를 통해 유입된 반사광이 집광되는 컬렉터렌즈가 구비된 렌즈이송단과, 상기 렌즈이송단의 배면에 구비되어 상기 컬렉터렌즈에서 집광된 반사광을 전기신호로 변환하는 디텍터가 구비된 광수신부와; 상기 디텍터를 통해 입력된 전기신호을 증폭시키는 증폭기와, 상기 증폭기를 제어하거나 상기 증폭기를 통해 입력된 전기신호에 따라 상기 레이져다이오드를 제어하는 MPU가 구비된 신호처리부로 이루어지되,
상기 광송출부와 광수신부의 사이에는 영점신호와 스팬신호의 입출을 제어하여 광응답으로 교정하는 광보정부가 구비되고, 상기 회전어댑터에는 상기 검측지점을 선정토록 상하로 회전되어 각도가 조절되는 구형상의 방진회전구가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 회전어댑터에는 상기 방진회전구의 과회전을 방지토록 상기 고정어댑터에 요입되는 과회전방지단이 구비되고, 상기 고정어댑터에는 상기 방진회전구가 상하회전시 중심축을 형성하는 방진구회전축이 구비되며, 상기 방진회전구에는 상기 방진구회전축과 결합되어 회전토록 천공된 회전공이 구비되고, 상기 방진구회전축에는 상기 방진회전구의 상하회전된 상태를 고정토록 상하고정편이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 광보정부는 상기 조준렌즈를 통과한 상기 입사광의 일부가 굴절되는 빔스플릿터와, 상기 빔스플릿터에서 굴절된 굴절광이 입사되어 상기 빔스플릿터로 다시 반사시키는 반사거울과, 상기 빔스플릿터로 반사된 상기 굴절광을 차단하거나 통과시키는 회전셔터와, 상기 회전셔터를 통과한 상기 굴절광을 상기 디텍터의 표면으로 굴절시키는 광학부재로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 고정어댑터(21)에는 정해진 파장으로 산란된 반사광이 투과되도록 중앙에 대역통과필터가 형성된 원통형상의 광학보정필터가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 렌즈이송단의 내주연에는 상기 디텍터가 상기 컬렉터렌즈의 초점거리에 위치토록 회전시 전후방으로 이송되는 회전나사부가 구비되고, 상기 디텍터의 일측에는 상기 광보정부에서 생성되는 영점신호와 스팬신호가 통과되는 교정공이 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 일측에는 굴뚝에서 발생되는 고온고압의 오염물질을 방진토록 정제된 퍼지공기를 내부로 배출하는 퍼지에어제어부가 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 하우징에는 상기 입사광과 반사광이 통과토록 포트가 구비되며, 상기 포트에는 굴뚝의 오염물질로 부터 상기 컬렉터렌즈와 상기 조준렌즈의 표면을 보호하는 보호셔터가 구비된다.
이와같이 본 발명에 따른 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 광송출부에서 조사된 상기 입사광의 광로 중 특정 지점에 형성되는 검측지점의 설정이 가능토록 상하 회전되는 회전어댑터가 구비됨으로써, 다양한 지름을 가지는 굴뚝을 하나의 먼지분석기로 여러 곳의 검측이 가능하고, 굴뚝내의 검측지점도 사용자의 필요에 따라 변경하여 측정가능하며,
둘째, 디텍터에서 변환된 전기신호를 증폭하는 증폭기와 광원으로 작용되는 레이져다이오드를 제어하는 MPU가 구비됨으로써, 검측지점을 교정토록 상하회전되는 기계적인 보정과 더불어 전기신호의 입출력에 따른 전기적 보정이 가능하여 보다 정밀하게 먼지를 분석할 수 있으며,
셋째, 중앙에 대역통과필터가 형성된 원통형상의 광학보정필터가 굴절광이 산란되어 투과되도록 컬렉터렌즈의 전단에 구비됨으로써, 영점신호와 스팬신호로 보정하는 광학적 보정이 특정 파장을 갖는 광원을 선택하여 보정함으로써 입사광과 반사광에 의한 검측의 정확도가 향상되며,
넷째, 교정된 검측지점에 따라 변화되는 컬렉터렌즈의 초점거리에 맞추어 디텍터가 이송토록 렌즈이송단의 내주연에 전후방으로 이송되는 회전나사부가 구비됨으로써, 한 개의 렌즈로 여러 검측지점을 렌즈를 교체없이 검측할 수 있어 사용상 편리한 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 굴뚝먼지측정시스템의 외형을 도시한 정면도이며,
도 2는 종래기술에 따른 광송출부와 광수신부가 동일한 개구에 형성된 먼지분석기의 구성을 설명한 사용상태도이고,
도 3은 본 발명에 따른 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기의 구성을 나타낸 사용상태도이며,
도 4는 본 발명에 따른 먼지분석기의 광수신부를 나타낸 분해사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 먼지분석기의 광학보정필터를 나타낸 사시도이며,
도 6은 본 발명에 따른 먼지분석기의 광수신부가 작동되는 상태를 나타낸 측면도이고,
도 7은 본 발명에 따른 먼지분석기의 초점거리의 작용을 설명하는 작용도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기는 도 3에 도시된 바와 같이 집진장치의 전후방단에 연결되는 배관이나, 매연이 배출되는 굴뚝(C)에 결합되도록 일측에 플랜지(L)가 구비된 하우징(50)의 내부에 요입되어 검측지점(P)의 오염물질을 광산란법으로 검측하는 먼지분석기로서, 상기 검측지점(P)으로 조사되는 입사광(I)이 생성되는 레이져다이오드(11), 상기 레이져다이오드(11)의 전면에 구비되어 상기 입사광(I)이 상기 검측지점(P)으로 조사토록 조준하는 조준렌즈(12)가 구비된 광송출부(10)와; 상기 하우징(50)의 일측에 결합되어 상기 검측지점(P)에서 산란된 반사광(O)이 유입되는 고정어댑터(21)와, 상기 고정어댑터(21)의 배면에 구비되어 상하회전되는 회전어댑터(22)와, 상기 회전어댑터(22)의 배면에 구비되어 상기 회전어댑터(22)를 통해 유입된 반사광(O)이 집광되는 컬렉터렌즈(23a)가 구비된 렌즈이송단(23)과, 상기 렌즈이송단(23)의 배면에 구비되어 상기 컬렉터렌즈(23a)에서 집광된 반사광(O)을 전기신호로 변환하는 디텍터(24)가 구비된 광수신부(20)와; 상기 디텍터(24)를 통해 입력된 전기신호을 증폭시키는 증폭기(31)와, 상기 증폭기(31)를 제어하거나 상기 증폭기(31)를 통해 입력된 전기신호에 따라 상기 레이져다이오드(11)를 제어하는 MPU(32)가 구비된 신호처리부(30)로 이루어지되,
상기 광송출부(10)와 광수신부(20)의 사이에는 영점신호와 스팬신호의 입출을 제어하여 광응답으로 교정하는 광보정부(40)가 구비되고, 상기 회전어댑터(22)에는 상기 검측지점(P)을 선정토록 상하로 회전되어 각도가 조절되는 구형상의 방진회전구(25)가 구비된다.
그리고, 상기 광수신부(20)는 상기 광송출부(10)에서 생성되는 입사광(I)의 광로의 한점을 향하게되는데 이는 상기 회전어댑터(22)로 조정하며, 변경된 검측지점(P)에 맞추어 상기 컬렉터렌즈(23a)의 초점을 맞추도록 상기 렌즈이송단(23)이 구비되게 되며, 상기 레이져다이오드(11)에서 발생되는 상기 입사광(I)의 파장이나 세기는 항상 일정하게 유지되도록 상기 신호처리부(30)에서 보정하게 된다. 즉, 상기 디텍터(24)를 통해 입사되는 영점신호와 스팬신호를 확인하여 일정하게 유지되도록 하게된다.
한편, 상기 렌즈이송단(23)과 회전어댑터(22)에는 사용자가 용이하게 조정가능토록 검측지점(P)의 변위를 표시하는 이동변위가 단계별로 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 회전어댑터(22)에는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 회전어댑터(22)에는 상기 방진회전구(25)의 과회전을 방지토록 상기 고정어댑터(21)에 요입되는 과회전방지단(26)이 구비되고, 상기 고정어댑터(21)에는 상기 방진회전구(25)가 상하회전시 중심축을 형성하는 방진구회전축(27)이 구비된다.
여기서, 상기 방진회전구(25)에는 상기 방진구회전축(27)과 결합되어 회전토록 천공된 회전공(25a)이 구비되고, 상기 방진구회전축(27)에는 상기 방진회전구(25)의 상하회전된 상태를 고정토록 상하고정편(27a)이 구비된다.
한편, 상기 방진회전구(25)의 외부 표면은 외부의 먼지에 노출되는 것을 방지토록 상기 방진구회전축(27)와 결합시 밀착되어 결합되며, 회전시에도 외부에 방진이 용이토록 이격공간을 매우는 브러쉬(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광보정부(40)는 상기 조준렌즈(12)를 통과한 상기 입사광(I)의 일부가 굴절되는 빔스플릿터(41)와, 상기 빔스플릿터(41)에서 굴절된 굴절광(R)이 입사되어 상기 빔스플릿터(41)로 다시 반사시키는 반사거울(42)과, 상기 빔스플릿터(41)로 반사된 상기 굴절광(R)을 차단하거나 통과시키는 회전셔터(43)와, 상기 회전셔터(43)를 통과한 상기 굴절광(R)을 상기 디텍터(24)의 표면으로 굴절시키는 광학부재(44)로 이루어진다.
여기서, 상기 빔스플릿터(41)는 특정 파장을 가지는 입사광이 굴절되어 외부 장치로 흡수되는 것을 방지하는 장치로 광분할기로도 불리우며,
상기 광보정부(40)는 사전에 프로그램된 시간과 순서에 따라 보정작업을 진행하여 오염물질이나 장비의 노후화에 따른 오차로부터 측정값을 보정하여 오차를 최소화하게 된다.
그리고, 상기 회전셔터(43)는 솔레노이드모터(M)에 의해 구동되게 되며, 상기 컬렉터렌즈(23a)의 배면으로 입사되는 영점신호와 스팬신호의 통과를 제어하여 상기 디텍터(24)에서 감지하는 광원신호의 전달 통로의 역할을 하게된다.
또한, 상기 고정어댑터(21)에는 도 5에 도시된 바와 같이 정해진 파장으로 산란된 반사광(O)이 투과되도록 중앙에 대역통과필터(45a)가 형성된 원통형상의 광학보정필터(45)가 구비된다.
여기서, 상기 광학보정필터(45)는 영점신호나 스팸신호에 따른 굴절광(R)이상기 보호셔터(53)에서 산란된 후 특정 파장을 가지는 빛만을 투과시켜 보정의 정확도를 증가 시키게 된다. 그리고, 상기 대역통과필터(45a)의 외부의 홀에는 다른 파장을 가지는 산란광이 투과되도록 필터(미도시)가 구비되어 다양한 광학적 실험이 실시가능토록 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 렌즈이송단(23)의 내주연에는 상기 디텍터(24)가 상기 컬렉터렌즈(23a)의 초점거리에 위치토록 회전시 전후방으로 이송되는 회전나사부(23b)가 구비되고, 상기 디텍터(24)의 일측에는 상기 광보정부(40)에서 생성되는 영점신호와 스팬신호가 통과되는 교정공(24a)이 구비된다.
또한, 상기 하우징(50)의 일측에는 굴뚝에서 발생되는 고온고압의 오염물질을 방진토록 정제된 퍼지공기(A)를 내부로 배출하는 퍼지에어제어부(51)가 구비된다.
여기서, 상기 굴뚝은 내부에 고온고압의 오염물질들이 내부에 상존하게되는데 이러한 오염물질이 압력차이에 의해 상기 먼지분석기 내부에 침투되는 것을 방지토록 상기 퍼지에어제어부(51)는 작동하게 되며, 이는 상기 먼지분석기의 내부의 먼지를 제거하는 효과가 있어 측정값의 오차를 최저로 하여 실제값과 가장 근사하게 측정되게 하며 측정기 내부의 온도를 낮추어주며 오염으로부터 지켜준다.
또한, 상기 하우징(50)에는 상기 입사광(I)과 반사광(O)이 통과되도록 포트(52)가 구비되며, 상기 포트(52)에는 굴뚝의 오염물질로 부터 상기 컬렉터렌즈(23a)와 상기 조준렌즈(12)의 표면을 보호하는 보호셔터(53)가 구비된다.
여기서, 상기 보호셔터(53)는 검측이 없을 경우 오염물질이 많은 굴뚝으로 직접적인 노출을 차단하고, 이는 상기 퍼지에어제어부(51)에서 사용되는 공기정화필터의 수명이 확장되도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기의 작용을 살펴보면 아래와 같다.
본 발명의 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기는 도 3에 도시된 바와 같이 집진장치나 굴뚤에 결합되는 하우징(50)의 내부에 요입되며, 검측지점(P)으로 입사광(I)을 조사하는 광송출부(10)와, 상기 검측지점(P)에서 산란된 반사광(O)을 검출하는 광수신부(20)와, 광신호가 변조된 전기신호를 증폭하여 신호처리하는 신호처리부(30)로 이루어지되,
상기 광수신부(20)에 도 6에 도시된 바와 같이 상기 검측지점(P)을 조정 가능토록 고정어댑터(21)에 연결되어 상하로 각도가 조절되는 회전어댑터(22)와, 컬렉터렌즈(23a)와 디텍터(24)의 거리를 조정하여 초점을 맞추는 렌즈이송단(23)이 구비됨으로써, 집진장치나 굴뚤의 검측지점(P)을 선정하여 검측가능하게 된다.
즉, 상기 회전어댑터(22)는 상기 입사광(I)의 광로에 조준되는 상기 반사광(O)의 입력되는 각도가 상하로 회전되어 조절됨으로써 검측거리(P)가 조정되고, 상기 렌즈이송단(23)은 전후진됨으로써 상기 컬렉터렌즈(23a)의 초점거리를 맞추게 된다.
여기서, 상기 컬렉터렌즈(23a)는 도 7에 도시된 바와 같이 볼록렌즈로 구비되어 그 초점거리가 변화되게 된다. 즉, 검측거리가 근접한 곳인 B지점의 경우 상기 초점거리는 멀어지게 되어 B'지점에 상이 맺히게 되어, 상기 컬렉터렌즈(23a)와 디텍터(24)의 사이는 멀어져야 하고, 상기 검측지점(P)이 가장 먼거리인 A지점인 경우 상기 초점거리는 가까워지게 되어 A'지점에 상이 맺히게 된다. 따라서, A지점의 경우 상기 컬렉터렌즈(23a)와 디텍터(24)의 사이는 가깝게 형성되어야 한다.
한편, 본 발명의 먼지분석기는 상기 광송출부(10)와 광수신부(20)의 사이에 광보정부(40)가 구비되어 영점신호와 스팬신호를 생성하여 광응답을 근거로 하여 보정하게 된다.
이때, 상기 광송출부(10)에서 송출된 입사광(I)은 일부가 빔스플릿터(41)에서 굴절되어 반사거울(42)로 입사된다. 그리고, 상기 반사거울(42)은 다시 상기 빔스플릿터(41)로 굴절광(R)을 입사시키게되며, 상기 빔스플릿터(41)에 입사된 굴절광(R)은 회전셔터(43)가 닫힐 때는 영점신호로 작용되며, 상기 회전셔터(43)가 열린 때에는 스팬신호로 작용되게 된다.
그리고, 상기 회전셔터(43)를 통과한 상기 굴절광(R)은 광학부재(44)에 의해 상기 디텍터(24)의 전방에서 굴절되어 보호셔터(53)에서 산란된다. 상기 디텍터(24)는 상기 보호셔터(53)에서 산란된 굴절광(R)을 검측하여 보정하게 된다.
즉, 상기 굴절광(R)은 광학부재(44)에서 굴절되고, 상기 보호셔텨(53)에서 산란된 빛이 광학보정필터(45)의 대역통과필터(45a)를 통과하여 상기 디텍터(24)에서 검측되게 된다. 이때, 상기 대역통과필터(45a)는 정해진 파장을 가지는 빛만을 투과시켜 보다 정밀한 교정(Calibration)작업이 가능하게 된다.
한편, 상기 디텍터(24)는 검출된 광신호를 전기신호로 변조하여 증폭기(31)로 송신하며, 상기 증폭기(31)는 변조된 전기신호를 증폭하여 MPU(32)로 보내게 된다.
이때, 상기 MPU(32)는 증폭된 전기신호에 따라 상기 레이져다이오드(11)와 디텍터(24)의 기본값을 보정하여 굴뚝이나 집진장치의 대기 오염물질을 측정하게 된다.
한편, 상기 회전어댑터(22)는 상하로 회전되는 구형상의 방진회전구(25)와, 상기 방진회전구(25)가 상하회전시 중심축을 형성하는 방진구회전축(27)이 구비됨으로써, 상기 방진회전구(25)가 회전되며 상기 검측지점(P)을 조정하게 된다.
그리고, 상기 방진회전구(25)의 일측에는 과회전방지단(26)이 구비되어 과회전을 방지토록 전방으로 돌출되어 검측지점(P)에서 산란된 반사광(O)이 유입되는 최대 각도를 넘지 않토록 조정하게 된다.
한편, 상기 렌즈이송단(23)의 내주연에 구비된 회전나사부(23b)는 상기 렌즈이송단(23)이 회전됨에 따라 전후진 하게 되는데, 이는 상기 디텍터(24)가 상기 컬렉터렌즈(23a)의 초점거리에 위치토록 조정하게 된다.
아울러, 상기 하우징(50)의 일측에 구비된 퍼지에어제어부(51)는 고온고압의 오염물질이 많은 굴뚝에서 상기 하우징(50)의 내부로 오염물질이 침투하는 것을 방지하게 된다. 이를 위하여 상기 퍼지에어제어부(51)는 관계없이 상기 컬렉터렌즈(23a)와 조준렌즈(12)의 표면으로 먼지가 침투되는 것을 방지토록 정제된 퍼지공기(A)를 일정한 압력을 유지하며 하우징(50)내부에 부압(+)이 되도록 유지한다.
이때, 상기 퍼지공기(A)의 공급중단이나 기타 장비의 이상 발생시 내부의 광학기기를 굴뚝으로부터 보호토록 보호셔터(53)가 자동으로 닫히도록 프로그램으로 설정 되어 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 : 광송출부 11 : 레이져다이오드
12 : 조준렌즈 20 : 광수신부
21 : 고정어댑터 22 : 회전어댑터
23 : 렌즈이송단 23a : 컬렉터렌즈
23b : 회전나사부 24 : 디텍터
24a : 교정공 25 : 방진회전구
26 : 과회전방지단 25a : 회전공
27 : 방진구회전축 27a : 상하고정편
28 : 나사연결부 30 : 신호처리부
31 : 증폭기 32 : MPU
40 : 광보정부 41 : 빔스플릿터
42 : 반사거울 43 : 회전셔터
44 : 광학부재 45 : 광학보정필터
45a : 대역통과필터 50 : 하우징
51 : 퍼지에어제어부 52 : 포트
53 : 보호셔터 A : 퍼지공기 C : 굴뚝
I : 입사광 L : 플랜지 M : 솔레노이드모터
O : 반사광 P : 검측지점 R : 굴절광

Claims (7)

  1. 집진장치의 전후방단에 연결되는 배관이나, 매연이 배출되는 굴뚝(C)에 결합되도록 일측에 플랜지(L)가 구비된 하우징(50)의 내부에 요입되어 검측지점(P)의 오염물질을 광산란법으로 검측하는 먼지분석기에 있어서,
    상기 검측지점(P)으로 조사되는 입사광(I)이 생성되는 레이져다이오드(11)와, 상기 레이져다이오드(11)의 전면에 구비되어 상기 입사광(I)이 상기 검측지점(P)으로 조사토록 조준하는 조준렌즈(12)가 구비된 광송출부(10)와;
    상기 하우징(50)의 일측에 결합되어 상기 검측지점(P)에서 산란된 반사광(O)이 유입되는 고정어댑터(21)와, 상기 고정어댑터(21)의 배면에 구비되어 상하회전되는 회전어댑터(22)와, 상기 회전어댑터(22)의 배면에 구비되어 상기 회전어댑터(22)를 통해 유입된 반사광(O)이 집광되는 컬렉터렌즈(23a)가 구비된 렌즈이송단(23)과, 상기 렌즈이송단(23)의 배면에 구비되어 상기 컬렉터렌즈(23a)에서 집광된 반사광(O)을 전기신호로 변환하는 디텍터(24)가 구비된 광수신부(20)와;
    상기 디텍터(24)를 통해 입력된 전기신호을 증폭시키는 증폭기(31)와, 상기 증폭기(31)를 제어하거나 상기 증폭기(31)를 통해 입력된 전기신호에 따라 상기 레이져다이오드(11)를 제어하는 MPU(32)가 구비된 신호처리부(30)로 이루어지되,
    상기 광송출부(10)와 광수신부(20)의 사이에는 영점신호와 스팬신호의 입출을 제어하여 광응답으로 교정하는 광보정부(40)가 구비되고,
    상기 회전어댑터(22)에는 상기 검측지점(P)을 선정토록 상하로 회전되어 각도가 조절되는 구형상의 방진회전구(25)가 구비된 것을 특징으로 하는 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전어댑터(22)에는 상기 방진회전구(25)의 과회전을 방지토록 상기 고정어댑터(21)에 요입되는 과회전방지단(26)이 구비되고,
    상기 고정어댑터(21)에는 상기 방진회전구(25)가 상하회전시 중심축을 형성하는 방진구회전축(27)이 구비되며,
    상기 방진회전구(25)에는 상기 방진구회전축(27)과 결합되어 회전토록 천공된 회전공(25a)이 구비되고,
    상기 방진구회전축(27)에는 상기 방진회전구(25)의 상하회전된 상태를 고정토록 상하고정편(27a)이 구비된 것을 특징으로 하는 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광보정부(40)는
    상기 조준렌즈(12)를 통과한 상기 입사광(I)의 일부가 굴절되는 빔스플릿터(41)와, 상기 빔스플릿터(41)에서 굴절된 굴절광(R)이 입사되어 상기 빔스플릿터(41)로 다시 반사시키는 반사거울(42)과, 상기 빔스플릿터(41)로 반사된 상기 굴절광(R)을 차단하거나 통과시키는 회전셔터(43)와, 상기 회전셔터(43)를 통과한 상기 굴절광(R)을 상기 디텍터(24)의 표면으로 굴절시키는 광학부재(44)로 이루어진 것을 특징으로 하는 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 고정어댑터(21)에는 정해진 파장으로 산란된 반사광(O)이 투과되도록 중앙에 대역통과필터(45a)가 형성된 원통형상의 광학보정필터(45)가 구비된 것을 특징으로 하는 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈이송단(23)의 내주연에는 상기 디텍터(24)가 상기 컬렉터렌즈(23a)의 초점거리에 위치토록 회전시 전후방으로 이송되는 회전나사부(23b)가 구비되고,
    상기 디텍터(24)의 일측에는 상기 광보정부(40)에서 생성되는 영점신호와 스팬신호가 통과되는 교정공(24a)이 구비된 것을 특징으로 하는 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징(50)의 일측에는 굴뚝에서 발생되는 고온고압의 오염물질을 방진토록 정제된 퍼지공기(A)를 내부로 배출하는 퍼지에어제어부(51)가 구비된 것을 특징으로 하는 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징(50)에는 상기 입사광(I)과 반사광(O)이 통과되도록 포트(52)가 구비되며,
    상기 포트(52)에는 굴뚝의 오염물질로 부터 상기 컬렉터렌즈(23a)와 상기 조준렌즈(12)의 표면을 보호하는 보호셔터(53)가 구비된 것을 특징으로 하는 검측지점이 가변되는 실시간 교정용 먼지분석기.
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