KR101553667B1 - 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 챔버 배출 가스의 연속 순차 모니터링 및 자동검교정 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 검정을 위한 가스용기, 미지의 가스시료를 포집하는 가스포집부, 교정을 위한 가스용기, 및 가스분석부를 연결하고, 미리 결정된 운용 시퀀스에의한 챔버 배출 가스 모니터링 시스템과 이로부터 얻어지는 데이터에 대한 자동 검교정이 가능한 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치를 제공한다.

Description

챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치 {APPARATUS FOR AUTOMATIC CALIBRATION AND VERIFICATION OF CHAMBER EMISSION GAS MONITORING}

본 발명은 챔버 배출 가스의 연속 순차 모니터링 및 자동검교정 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 검정을 위한 가스용기, 미지의 가스시료를 포집하는 가스포집부, 교정을 위한 가스용기, 및 가스분석부를 연결하고, 미리 결정된 운용 시퀀스에의한 챔버 배출 가스 모니터링 시스템과 이로부터 얻어지는 데이터에 대한 자동 검교정 장치에 관한 것이다.

기후변화의 원인으로 지목된 온실가스 배출량에 대한 보고 및 감축은 범 세계적인 문제로 전 인류가 힘을 합하여 해결해야 할 과제이다. 이에 대응하기 위해 국제표준화기구에서는 온실가스 배출 및 제거의 정량 및 보고를 위한 조칙 차원의 사용 규칙 및 지침, 온실가스 배출 감축 및 제거의 정량, 모니터링 및 보고를 위한 프로젝트 차원의 사용 규칙 및 지침, 온실가스 선언에 대한 타당성 평가 및 검증을 위한 사용규칙 및 지침을 제시한 바 있다. 또한 2020년 이후에는 전 세계 모든 국가들이 온실가스 감축의무에 참여하여야 한다는데 합의한 상태이다.

특히, 우리나라는 저탄소녹색성장 기본법 제5장 제40조, 제45조에 의거 농업부문도 국가메탄가스 배출량산정, 배출계수 개발, 메탄가스 관련 각종 정보 및 통계를 개발ㆍ검증ㆍ관리하는 온실가스 종합 정보관리 체계를 구축하고 있는 중이다.

전 세계 주요 식량원인 쌀을 재배하기 위한 농작물인 벼는 경작 시 특히, 담수 상태인 혐기성 조건에서 상당한 량의 메탄(methane, CH₄) 가스를 발생시킨다. 메탄가스는 대기 중 수명이 12년이며, 이산화탄소보다 72배(20년 기준) 혹은 25배(100년 기준)이나 큰 온실효과 잠재력(GWP)를 가지고 있어서, 교토의정서 상의 배출량 보고 및 규제 지정 항목 가스 종이다. 따라서 국제연합(UN) 산하 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)가 발간한 국가 온실가스 인벤토리 작성 지침들(Guidelines)에 따라 한 국가의 농업부문에서는 단일 메탄 배출원으로서 가장 중요한 벼 재배 분야에서 배출되는 메탄 가스 배출량을 반드시 보고해야 된다.

IPCC 가이드라인에서는 신뢰성 있는 벼농사 경작지에서 메탄 배출량을 산정하기 위하여 배출계수 및 이 배출계수의 불확도 평가가 적절히 이루어 져야 한다고 명시하고 있다. 전 세계 온실가스 의무감축국들 및 보고국들은 각국의 고유 실정에 적합한 메탄 가스 국가고유 배출계수 관련 연구개발을 진행 중이며, 국가고유 배출계수를 국가메탄가스 인벤토리 보고서 작성에 활용하고 있다.

전 세계적으로 기후변화 대응전략의 토대는 정확한 메탄가스 배출량에 대한 측정, 보고, 검증 (Monitoring, Reporting, and Verification; MRV) 체계 확립에 있다. 하지만, 전 세계적으로 농업 부문의 메탄가스 배출과 관련하여 현재 검증을 위한 핵심 기술은 거의 부재한 실정이다.

일반적인 인식은 농업 분야 온실가스 배출량 데이터의 신뢰성 검증은 어렵다고 인식되어 있으며, 챔버법에 의한 농지 메탄 발생량 측정 신뢰성 평가 기술 개발을 필요로 하고 있다.

현재 농지 메탄 가스 배출량 측정을 목적으로 전 세계적으로 표준화된 기술로 사용되고 있는 정적 가스 플럭스 챔버법(static gas flux chamber)은 벼가 재배되는 토양표면에 바닥이 없는 야외챔버를 설치하고 그 속의 메탄 가스 농도 변동으로부터 배출량을 측정한다. 이러한 챔버법은 비교적 저렴한 비용, 손쉬운 사용, 그리고 다양한 처리에 대한 실험구와 대조구 간의 비교 연구, 공간 또는 시간에서의 일치성과 반복 측정을 요하는 농작물 시험 연구에 유용하다고 알려져 있다.

일반적으로 농지 현장에서 메탄 가스 배출량을 측정하기 위한 자동식 정적 플럭스 챔버(automated static flux chamber)(야외챔버)방식은 종래에는 측정자가 직접 현장 농지 일부에 메탄 가스 시료를 포집하기 위해 이동형 수동식 정적 플럭스 챔버를 현장에 설치한 후, 벼 경작 기간 동안, 즉 5월 중순부터 9월말 경까지 매주 2회 시험부지로 이동해서 오전 10시에서 정오 사이에 수동식 정적 플럭스 챔버를 열어 놓은 상태에서 1번, 30분 동안 정적 플럭스 챔버를 폐쇄한 상태에서 다시 한 번, 총 2종의 미지의 메탄농도를 포함하는 공기 시료를 폴리프로필렌 주사기 혹은 간이 샘플링백을 이용하여 채취한 후 이를 농지 현장으로부터 원거리에 위치한 중앙 분석실로 다시 운송한 후 24시간 이내 가스크로마토그래프(GC-FID)를 이용하여 메탄 농도 분석을 수행하였다.

최근에 와서는 측정자가 현장에 가지 않고도 가스 농지 현장에서 벼 경작 시 발생되는 메탄 가스 시료를 자동으로 포집한 후 자동 이송을 통해 이 농지 현장 분석실의 가스크로마토그래프(GC-FID)에 의해 메탄 농도를 측정하는 방식을 채택하고 있다. 이러한 자동식 메탄 가스 시료 포집 이송 분석 시스템(automated measurement system integrating capture, transport and analysis of methane gas sample)을 이용한 메탄 가스 배출량을 측정하는 방식은 벼 경작기간 동안 매일 1일 8회 정도 복수개의 야외챔버로부터 미지의 메탄 배출량 측정결과를 얻는 방식이다.

현재 농지 현장의 현장가스분석실에 설치된 가스크로마토그래프(GC-FID)에 의한 메탄 가스 농도 교정 방식은 수동으로 간이 샘플링백에 담긴 메탄 표준가스 2개(메탄 2 ppmv과 20 ppmv)를 메탄 가스크로마토그래프(GC-FID) 시료 도입부 연결부위에 부착하여 두 표준가스의 농도와 이에 대한 반응치(response)와의 정량적 관계식인 교정곡선(calibration curve)을 얻어서 농지로부터 발생되는 미지의 메탄 농도를 측정하고 이를 이용하여 메탄배출량을 산정하고 있다.

하지만 이 방식은 실제 야외챔버 내부의 메탄 발생량과는 관계없이 오로지 해당 분석장비인 가스크로마토그래프(GC-FID)의 교정용에 국한되는 것이며, 자동식 야외챔버의 포집 성능의 신뢰성 검증에 대한 정보는 제공할 수 없다는 한계점이 있다.

가장 손쉽게 적용되고 있는 농지 메탄 가스 측정 신뢰성 평가 방식은 간이적인 방법으로서, 자동식 메탄 가스 시료 포집 이송 분석 시스템을 설치한 직후에 야외 농지에 위치한 야외챔버 내에 메탄 표준가스(메탄 20 ppmv)를 함유한 간이 샘플링백(sampling bag)을 달아서 이 백으로부터 포집 이송된 메탄 가스 시료를 가스크로마토그래피의 크로마토그램 상의 검출 여부만을 확인하는 방식을 택하고 있다.

하지만 챔버 설치 직후에만 샘플링백을 야외 챔버에 달아서 정성 확인하는 방식은 초기 배출량의 신뢰성은 보여줄 수 있으나 자동식 측정 시스템의 신뢰성이 언제까지 지속될 지 여부와 벼 재배 전체 기간 동안의 측정 신뢰성에 대해서는 아무런 정보를 제공할 수 없다는 본질적인 한계를 안고 있다.

또한, 이러한 정성적 결과를 자동식 메탄 가스 시료 포집 이송 분석 시스템의 측정 신뢰성의 유일한 판단 근거로 사용하기 때문에 측정값의 정확성에 기초한 정량적 평가가 어렵다는 단점이 있다.

다시 말해, 야외챔버 내 메탄 함유 공기 시료의 포집, 이송, 메탄 농도 분석에 이르기까지, 메탄 가스 배출량 측정값의 신뢰성에 영향을 줄 수 있는 요인들에 대한 정확한 평가가 어렵다.

아직까지는 농지 메탄 가스 발생량에 대해서 해당 측정결과 자료의 근원인 자동식 메탄 가스 시료 포집 이송 분석 시스템의 신뢰성을 현장에서 정확하게 검증하기 위한 장치와 방법은 거의 전무한 상황이다.

따라서 농지 메탄 가스 배출량에 대한 검증을 위한 기술로서 자동식 메탄 가스 시료 포집 이송 분석 시스템과 이로부터 산출되는 메탄 가스 배출량의 신뢰성을 평가하기 위한 기술이 반드시 필요하다.

김제 현장의 경우 매년 1회(벼단작인 경우) 혹은 2회(벼-보리 이모작의 경우) 메탄 포집 챔버를 설치 직후 가스분석기 상의 메탄 농도 교정을 위해, 가스분석기(GC-FID)의 시료 주입부 밸브에 장착된 샘플루프(sample loop) 전단에 소량 부피(예, 5 L)의 다공성 플라스틱 샘플링백(보통 테들러백)에 표준가스 2종(예, 2 ppm, 40 ppm 메탄, 질소 발란스)를 주입하여 미지 시료 농도의 교정을 수행하고 있다. 현재 운용 방식은 측정 신뢰성 면에서 여러 가지 향상을 가져올 수 있는 여지를 안고 있다.

첫째, 미지의 메탄 농도에 대한 챔버 1대당 3시간 주기로 챔버 열린 상태에서 1회, 30분간 챔버를 닫힌 상태에서 1회 측정을 여러 대의 챔버를 순차적으로 24시간 내내 챔버당 1일 정도 8회, 매일 벼 재배기간 동안 지속적으로 수행해야 한다. 현실적으로 가스분석기 교정을 빈번히 수행하기 어려우므로 기껏해야 1달에 1회 정도로 분석자가 모니터링 현장을 방문하여 모니터링을 일지 중지한 상태에서 간이 샘플링백에 함유된 메탄 표준가스 2 ppm, 40 ppm 메탄으로 현장분석실의 가스분석기(GC-FID)의 교정을 수동으로 수행할 수 밖에 없는 한계가 있다. 이는 실제로 챔버 내부에서 발생되는 실제 시료 가스가 자동으로 이송라인을 통해 가스분석기의 시료주입부로 농도의 증감 없이 정확히 전달되어 분석하는 경우에 한하여 실제 시료의 메탄 농도 값을 신뢰할 수 있기 때문에, 만일 챔버 내부의 실제 가스 시료가 제대로 가스분석부까지 도달하여 검출기로 검출되는지에 대해서는 알 수 없다는 근본적인 한계를 안고 있다. 다시 말하면, 현장 분석실 내부에 위치한 가스분석장비 자체의 교정용 표준가스 샘플백 만으로는 현장 야외에 위치한 실제 챔버 내 가스 농도를 정확하게 측정하는데 근본적인 한계가 있다.

둘째, 표준가스를 가스분석기의 시료주입부에 주입하여 가스분석기만의 기기감응치만 교정하는 방식의 측정결과의 신뢰성에 문제가 된다. 따라서, 최근 현장에 적용되는 방법은 챔버를 설치한 직후 분석자가 손수 메탄 표준가스가 담긴 샘플링백을 챔버 내부로부터 외부 유로 라인으로 연결되는 시료 채취구 포트에 연결한 후 자동 이송과 분석에 의하여 가스 크로마토그램 상의 해당 가스종의 피크가 정성적으로 검출되는 지 검토하여 해당 체류시간에 메탄의 피크가 "정성적으로" 검출된 것으로 보이면 자동 시료 포집 이송 분석에 대한 신뢰성을 정상이라 판단한 후 바로 미지 농도의 메탄 가스 농도의 상시 모니터링에 바로 들어가는 실정이다. 따라서, 이후 모든 실제 모니터링 데이터에 대한 주기적인 교정은 수행되고 있지 못하여, 정기적으로 분석자가 현장에 투입되어 상시 모니터링을 중단하고 수행하기란 현실적으로 불가능한 실정이다. 결국 챔버, 라인, 가스분석기 등 가스시료가 포집, 수송, 분석에 이르는 모든 유로에서 어딘가 문제가 발생할 경우 추가적인 교정이 이루어지지 않기 때문에 실제 시료 측정값에 대한 신뢰성에 대해 근본적인 신뢰성이 저하될 수 밖에 없다는 문제점이 상존하는 실정이다.

셋째, 현재 메탄 포집 이송 분석 시스템에 의한 메탄 농도 측정값의 정확성을 확인하고 신뢰성을 향상시키기 위해 실제 모니터링을 수행하면서 정기적으로 모니터링 결과를 자동화된 장치에 의해 주기적인 교정을 수행하기 위한 기술은 보고된 바가 없다.

따라서, 챔버 내부의 가스 농도 측정값에 대한 주기적이고 정확한 교정은 불가능한 실정이므로 이를 해결하기 위한 추가적인 교정 수단으로서의 장치와 방법이 필요하며, 이러한 문제점들을 해결하여 종국적으로 메탄 가스 배출량의 측정 정확성을 향상시키기위한 기술이 반드시 필요하다.

한국등록특허 [10-0992876]에서는 농업용 메탄가스 측정 장치 및 이를 이용한 메탄가스 측정방법이 개시되어 있다.

한국공개특허 [10-2012-0063015]에서는 다수의 논밭 채취 원으로부터 동시에 메탄가스를 채취하여 분석하는 다중채널 메탄가스 분석시스템이 개시되어 있다.

한국등록특허 [10-0992876] 한국공개특허 [10-2012-0063015]

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 따라서, 농지 현장에 설치한 자동식 메탄 가스 포집, 이송 및 분석 시스템에 대한 측정 신뢰성 평가 및 자동 검교정에 이르기 까지 모든 과정을 자동화시키는 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치에 있어서, 검정용 가스가 저장된 검정가스용기(100); 상기 검정가스용기(100)와 연결되며, 상기 검정가스용기(100)에 저장된 검정용 가스의 압력을 낮추어 저장하는 대기압저장부(150); 개폐도어를 포함하며, 특정 가스의 배출량을 측정하기 위해 가스를 포집하는 가스포집부(200); 가스 시료의 성분을 분석하는 가스분석부(300); 다수의 입구부 및 하나의 출구부를 포함하며, 상기 대기압저장부(150) 및 상기 가스포집부(200)는 상기 입구부와 각각 연결되고, 상기 가스분석부(300)는 상기 출구부와 연결되며, 상기 입구부로 이송된 가스가 상기 가스분석부(300)로 이동되도록 제어하는 선택밸브부(400); 상기 대기압저장부(150), 상기 가스포집부(200), 상기 가스분석부(300) 및 상기 선택밸브부(400)와 각각 신호선으로 연결되며, 미리 결정된 운용시퀀스에 따라 각각의 상기 대기압저장부(150), 상기 가스포집부(200), 상기 가스분석부(300) 및 상기 선택밸브부(400)에 제어명령을 보내는 중앙제어부(500); 및 상기 가스분석부(300)로부터 분석된 데이터를 저장하는 데이터저장부(600);를 포함한다.

또한, 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치는 상기 선택밸브부(400)의 입구부와 연결되며, 교정용 가스가 저장된 교정가스용기(700);를 더 포함한다.

또, 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치는 교정용 가스가 저장된 교정가스용기(700); 및 상기 교정가스용기(700), 상기 선택밸브부(400)의 입구부 및 상기 가스포집부(200) 및 상기 가스분석부(300)와 각각 연결되며, 가스가 지나가는 경로를 변경하는 포지션밸브부(800);를 더 포함하며, 상기 포지션밸브부(800)는 상기 중앙제어부(500)의 제어를 받는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 대기압저장부(150)는 상기 대기압저장부(150) 내부의 압력을 측정하는 압력계; 및 상기 대기압저장부(150)와 상기 검정가스용기(100)가 연결된 통로를 조절하는 압력조절용밸브;를 포함하며, 상기 압력계는 상기 중앙제어부(500)와 신호선으로 연결되며, 상기 중앙제어부(500)는 상기 압력계로부터 측정된 압력을 입력받고, 상기 압력계로부터 측정된 압력이 미리 결정된 기준범위에 속하도록 상기 압력조절용밸브를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 중앙제어부(500)는 외부로부터 운용시퀀스가 입력되는 시퀀스설정부(510); 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 가스포집부(200)의 개폐도어를 열고 닫는 개폐도어 제어명령을 상기 가스포집부(200)로 보내는 챔버개폐제어부(520); 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 선택밸브부(400)를 제어하도록 시료이송 제어명령을 상기 선택밸브부(400)로 보내는 시료이송제어부(530); 및 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 대기압저장부(150)를 제어하도록 대기압검정가스 제어명령을 상기 대기압저장부(150)로 보내는 검정가스제어부(540);를 포함한다.

또한, 상기 중앙제어부(500)는 상기 데이터저장부(600)와 연결되며, 상기 데이터저장부(600)에 저장된 데이터 중 가스 배출량 측정의 신뢰성을 평가하기 위한 검정 데이터를 상호 비교하여 상기 데이터저장부(600)에 저장된 데이터의 신뢰성을 평가하는 신뢰성평가부(550);를 더 포함한다.

또, 상기 중앙제어부(500)는 외부로부터 운용시퀀스가 입력되는 시퀀스설정부(510); 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 가스포집부(200)의 개폐도어를 열고 닫는 개폐도어 제어명령을 상기 가스포집부(200)로 보내는 챔버개폐제어부(520); 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 선택밸브부(400)를 제어하도록 시료이송 제어명령을 상기 선택밸브부(400)로 보내는 시료이송제어부(530); 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 대기압저장부(150)를 제어하도록 대기압검정가스 제어명령을 상기 대기압저장부(150)로 보내는 검정가스제어부(540); 및 상기 데이터저장부(600)와 연결되며, 상기 데이터저장부(600)에 저장된 데이터 중 가스 배출량 측정의 신뢰성을 평가하기 위한 검정 데이터를 상호 비교하여 상기 데이터저장부(600)에 저장된 데이터의 신뢰성을 평가하는 신뢰성평가부(550);를 포함하며, 상기 신뢰성평가부(550)에 의해 가스 배출량 측정의 신뢰성을 평가하기 위한 검정 데이터의 신뢰성 평가가 미리 결정된 기준범위를 벗어날 경우, 상기 중앙제어부(500)가 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따른 순차제어를 일시 중지하고, 상기 교정가스용기(700)의 교정용 가스를 이용하여 상기 가스분석부(300) 또는 상기 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치를 교정하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 미리 결정된 운용시퀀스는 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스, 상기 가스포집부(200)에 포집된 가스, 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스의 성분을 분석하는 것을 한 사이클로 하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 미리 결정된 운용시퀀스는 상기 교정가스용기(700)에 저장된 교정가스를 이용하여 교정을 하고, 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스, 상기 가스포집부(200)에 포집된 가스, 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스의 성분을 분석하는 것을 한 사이클로 하고, 일정 횟수 사이클이 반복될 때 마다 상기 교정가스용기(700)에 저장된 교정가스를 이용하여 교정을 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치에 의하면, 가스 배출량을 측정하기 위해 현장에 설치된 가스포집부(챔버)를 이용한 가스 시료의 포집, 가스 시료의 이송, 가스 시료의 분석을 자동화 시킨 전체 시스템에 검정 과정을 더 포함시켜 자동화함으로써, 가스 배출량 측정 데이터의 신뢰성을 높이는 효과가 있다.

또한, 교정 과정을 더 포함시켜 자동화 시켜, 교정을 위해 분석자의 현장 방문 작업을 생략 가능함으로써, 수작업으로 진행되는 검교정을 수행하기 위해 농지 현장 시험소에 투입되지 않아도 되므로, 이에 따른 부대비용이 절감될 수 있는 효과가 있다.

또, 검정, 가스배출량 측정 및 교정에 이르기 까지 모든 유로 라인을 자동제어 함으로써, 가스 시료 채취 성능, 가스 시료 이송 및 가스 시료 농도 분석에 이르는 전체 시스템의 신뢰성을 점검할 수 있는 효과가 있다.

또한, 현장 챔버 가스 측정 시스템 전반에 대해 메탄가스 농도의 정량적인 교정을 수행함으로써, 단순히 가스분석기만 교정하는 경우에 비해, 전반적으로 메탄 가스 농도 측정의 정확성이 향상되어 메탄가스 배출량 측정의 신뢰성이 상승되는 효과가 있다. 즉, 현장 챔버라인 가스분석 시스템의 종합적인 가스 시료 채취, 이송, 가스분석에 이르기까지 모든 부분에서 측정시스템 전반의 이를 주기적인 교정을 통해 분석자가 측정시스템의 운용과 데이터의 신뢰성에 대한 증빙자료를 쉽게 확보할 수 있으며 결국 모니터링 결과의 불확실성을 최소화시킴으로서 측정불확도를 낮추고 측정 데이터의 전반적인 신뢰도를 제고시키는 효과를 유발하게 된다.

또, 단순히 가시적으로 기계적, 혹은 데이터 상의 전자적 문제점만 포착하는데 그치지 않고, 상시 메탄가스 포집 이송 측정시스템 전반에 대한 운용 상태를 정성적 판단이 아닌 정량적인 수치로 확인이 가능하다는 효과가 있다.

또한, 자동화된 교정 수행 시점 간의 간격이 짧을 수록(예: 매일) 그 시간 동안 얻은 실제 시료 가스 농도 측정값에 잠재적 문제점이 발생했는지 포착이 가능하고, 잠재적 문제점에 대한 수리 보수 교체 시점을 신속히 결정할 수 있으며, 동시에 품질관리 상 배제할 수 밖에 없는 정량적으로 사용하기 어려운 모니터링 결과의 산출을 방지할 수 있음으로, 결과적으로 전체 측정 데이터 중 유효한 측정 결과의 분율을 극대화 시킬 수 있는 효과가 있다.

또, 자동화된 장치로 교정된 데이터를 검토하면 측정의 신뢰성에 유의한 영향을 미치는 각종 문제가 발생하는 경우 쉽게 감지함으로 품질관리(QC)를 용이하게 수행할 수 있다. 즉, 챔버측정시스템 운용 시작, 과정, 종료 시점까지 다양한 문제점들이 발생할 수 있으나, 본 기술의 효용성으로 인해 문제점 파악 시점이 늦어지거나 혹은 파악이 지연되거나 영속적인 데이터 손실을 입는 상황을 방지할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 다양한 에너지공정, 산업 공정, 농업농지, 폐기물 매립지 혹은 소각장, 폐수처리시설, 생태조사 현장에서 채취 수거한 플라스틱 백 시료 내 특정 가스성분의 농도 분석을 보다 정확하게 수행할 수 있다. 또한, 중전기기산업에 사용되는 절연용 가스(SF6)의 품질관리를 위해 소량의 시료가스를 이용하여 정확한 순도 분석에도 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 개념도.
도 2는 교정가스용기를 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 개념도.
도 3은 포지션 밸브부를 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 개념도.
도 4는 도 1의 중앙제어부를 이용한 자동제어 흐름을 보여주는 개념도.
도 5는 도 4에 신뢰성평가부를 더 포함하는 중앙제어부를 이용한 자동제어 흐름을 보여주는 개념도.
도 6은 도 2의 중앙제어부를 이용한 자동제어 흐름을 보여주는 개념도.
도 7은 도 3의 중앙제어부를 이용한 자동제어 흐름을 보여주는 개념도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 신뢰성을 확인하기 위해 실시한 한 사이클의 실험결과를 보여주는 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 신뢰성을 확인하기 위해 실시한 한 사이클의 불확도를 산정한 결과를 보여주는 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 신뢰성을 확인하기 위해 실시한 8개 연속 사이클을 이용한 자동 순차 모니터링 실험결과를 보여주는 도면.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치는 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 개념도이고, 도 2는 교정가스용기를 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 개념도이며, 도 3은 포지션 밸브부를 더 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 개념도이고, 도 4는 도 1의 중앙제어부를 이용한 자동제어 흐름을 보여주는 개념도이며, 도 5는 도 4에 신뢰성평가부를 더 포함하는 중앙제어부를 이용한 자동제어 흐름을 보여주는 개념도이고, 도 6은 도 2의 중앙제어부를 이용한 자동제어 흐름을 보여주는 개념도이며, 도 7은 도 3의 중앙제어부를 이용한 자동제어 흐름을 보여주는 개념도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 신뢰성을 확인하기 위해 실시한 한 사이클의 실험결과를 보여주는 도면이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 신뢰성을 확인하기 위해 실시한 한 사이클의 불확도를 산정한 결과를 보여주는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 신뢰성을 확인하기 위해 실시한 8개 연속 사이클을 이용한 자동 순차 모니터링 실험결과를 보여주는 도면이다.

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농지 메탄 가스 배출량 측정을 목적으로 전 세계적으로 표준화된 기술로 사용되고 있는 정적 가스 플럭스 챔버법(static gas flux chamber)은 벼가 재배되는 토양표면에 바닥이 없는 야외챔버를 설치하고 그 속의 메탄 가스 농도 변동으로부터 배출량을 측정한다. 이러한 챔버법은 비교적 저렴한 비용, 손쉬운 사용, 그리고 다양한 처리에 대한 실험구와 대조구 간의 비교 연구, 공간 또는 시간에서의 일치성과 반복 측정을 요하는 농작물 시험 연구에 유용하다고 알려져 있다.

일반적으로 농지 현장에서 메탄 가스 배출량을 측정하기 위한 자동식 정적 가스 플럭스 챔버(automated static gas flux chamber)(야외챔버)방식은 자동식 정적 가스 플럭스 챔버를 농지 현장에 설치한 후, 벼 경작 시 발생되는 메탄 가스 시료를 자동식 정적 플럭스 챔버를 열어 놓은 상태에서 1번, 30분 동안 정적 플럭스 챔버를 폐쇄한 상태에서 다시 한 번, 총 2종의 미지의 메탄농도를 포함하는 공기 시료를 자동으로 포집한 후 자동 이송을 통해 이 농지 현장 분석실의 가스크로마토그래프(GC-FID)에 의해 메탄 농도를 측정하는 방식을 채택하고 있다.

이러한 자동식 메탄 가스 시료 포집 이송 분석 시스템(automated measurement system integrating capture, transport and analysis of methane gas sample)을 이용한 메탄 가스 배출량을 측정하는 방식은 벼 경작기간 동안 매일 복수개의 야외챔버로부터 챔버 당 1일 6회 내지 최대 8회 정도 미지의 메탄 배출량(농도) 측정결과를 얻는 방식이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치는 검정가스용기(100), 대기압저장부(150), 가스포집부(200), 가스분석부(300), 선택밸브부(400), 중앙제어부(500) 및 데이터저장부(600)를 포함한다.

검정가스용기(100)는 검정용 가스가 저장된다.

상기 검정가스용기(100)는

샘플링백, 가스실린더 등을 이용할 수 있으며 샘플링백과 가스실린더 등의 검정가스용기(100) 다수를 이용할 수 있다.

샘플링백은 측정하기 위한 샘플가스를 포집하는 용기를 말한다. 샘플링백은 주로 휴대용 플라스틱 백을 이용하며, 샘플링백에 포집된 현장 가스 시료들을 실험실에서 분석한다. 일반적으로 휴대용 플라스틱 백은 가격이 저렴하고, 가벼우며, 사용이 편리하고, 현장에서 시료 량의 한계 등을 극복할 수 있는 장점이 있어, 보통 강철, 스테인레스 스틸, 알루미늄 합금 같은 무거운 금속소재의 가스실린더 보다 선호되고 있다. 휴대용 플라스틱 백의 재질은 인조 고분자 소재로서 주로 폴리비닐플루오라이드이나 폴리테트라플루오로에틸렌 소재가 주종을 이루고 있으며 부피용량도 작게는 1 리터에서 크게는 수십 리터까지 다양하게 사용되고 있다.

가스실린더는 일반적으로 특정 기체의 농도를 알고있는 표준가스가 들어있다. 이때, 표준가스는 일정 몰분율 농도를 형성하는 측정 대상 가스로 이루어지며, 일반적으로 고압가스 실린더에 담기고, 표준가스와 같은 가스의 몰분율 농도와 직접 혹은 간접적으로 비교하는 것으로 샘플링백에 담긴 측정 대상 가스의 정확한 몰분율 농도를 측정할 수 있다.

대기압저장부(150)는 상기 검정가스용기(100)와 연결되며, 상기 검정가스용기(100)에 저장된 검정용 가스의 압력을 낮추어 저장한다. 이는, 가스를 저장할 수 있는 저장탱크를 이용할 수 있으며, 상기 검정가스용기(100)가 대기압 이상의 고기압일 경우 압력이 높은 가스를 직접 가스분석부(300)로 보내어 가스 시료의 성분을 분석하게 되면 분석 결과를 신뢰하기 어려운 문제가 있기 때문에 대기압 수준으로 가스 시료의 압력을 낮추기 위함이다. 또한, 상기 검정가스용기(100)로 고압의 가스실린더 다수 사용할 경우, 각각의 실린더와 1대1로 상기 대기압저장부(150)를 연결하는 것이 바람직하며, 샘플링백을 다수 이용하는 경우에는 상기 대기압저장부(150)를 연결하지 않을 경우도 있지만, 각각의 샘플링백와 1대1로 대기압저장부(150)를 연결할 수도 있다.

이때, 상기 대기압저장부(150)는 압력계 및 압력조절용밸브를 포함할 수 있다.

상기 압력계는 상기 대기압저장부(150) 내부의 압력을 측정하며, 압력조절용밸브는 상기 대기압저장부(150)와 상기 검정가스용기(100)가 연결된 통로를 조절한다. 여기서, 상기 대기압저장부(150)와 상기 검정가스용기(100)가 연결된 통로의 조절은 전기적인 신호로 통로의 간격 조절이 가능한 압력조절용 솔레노이드 밸브 등을 이용할 수 있다.

상기 압력계는 상기 중앙제어부(500)와 신호선으로 연결되며, 상기 중앙제어부(500)는 상기 압력계로부터 측정된 압력을 입력받고, 상기 압력계로부터 측정된 압력이 미리 결정된 기준범위의 압력에 속하도록 상기 압력조절용밸브를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 미리 결정된 기준범위의 압력은 대기압 수준의 압력을 기준으로 일정 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

가스포집부(200)는 개폐도어를 포함하며, 특정 가스의 배출량을 측정하기 위해 가스를 포집한다.

상기 가스포집부(200)는 일반적으로 농지 현장에서 메탄 가스 배출량을 측정하기 위한 자동식 정적 가스 플럭스 챔버(automated static gas flux chamber)(야외챔버)를 이용할 수 있으며, 일반적으로 농지 현장에 설치된 자동식 정적 가스 플럭스 챔버는 다수 설치되어 운용되는 경우가 많다.

상기 가스포집부(200)는 내부에 공간이 형성되고 하부가 밀폐된 직육면체의 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 개폐도어가 닫혀있을 경우 밀폐되어 가스의 유출 및 유입을 막는것이 바람직하다.

상기 개폐도어는 상기 가스포집부(200)의 일측면 상부에 힌지 결합되어 개폐가 가능하도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 개폐도어와 연결되어 상기 개폐도어를 열고 닫는 개폐도어 개폐 수단을 이용하여 자동으로 열고 닫을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 개폐도어 개폐 수단은 공압 고압가스 실린더 등을 사용 할 수 있다. 여기서, 고압가스는 상용의 온도 섭씨35도에서 1MPa(약 10기압) 이상인 압축가스를 말한다.

또한, 상기 가스포집부(200)의 상부둘레에 고무몰딩을 구비하여 상기 가스포집부(200)의 상부둘레와 상기 개폐도어의 하면이 완전히 밀착되게 함으로써, 상기 가스포집부(200) 내의 가스시료가 외부로 유출되는 것을 방지하여 정확한 농지 메탄 가스 배출량 측정 신뢰성 평가가 가능하게 하며, 상기 개폐도어의 개폐 시 상기 가스포집부(200)의 상부와 상기 개폐도어의 하면이 충격으로 인하여 파손되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

또, 상기 가스포집부(200) 및 개폐도어는 철재를 이용하여 견고하게 제작하거나 투명한 아크릴소재로 제작할 수 있다. 투명한 아크릴 소재로 제작할 경우, 내부를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 가스포집부(200)는 상기 가스포집부(200)일측면을 관통하여 상기 모사챔버의 내부로 일부가 삽입되어 가스시료를 포집하는 가스포집부를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 가스포집부는 배관으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 가스포집부(200)에 모인 가스는 상기 가스포집부(배관)와 연결된 이송라인(배관, 호스 등)을 통해 상기 가스분석부(300)로 시료가스를 이송시킬 수 있다.

또한, 상기 가스포집부(200)는 상기 자동식 정적 가스 플럭스 챔버(야외챔버)를 모사하는 모사노즐을 포함한 가스 배출량 모사챔버를 이용할 수 있다.

상기 가스 배출량 모사챔버의 구성은 상기 자동식 정적 가스 플럭스 챔버(야외챔버)와 동일한 내부 용적으로 챔버가 구비되며, 상기 가스 배출량 모사챔버 내부에 구비된 모사노즐을 이용하여 상기 자동식 정적 가스 플럭스 챔버(야외챔버)를 모사할 수 있다.

가스분석부(300)는 가스 시료의 성분을 분석한다.

상기 가스분석부(300)는 가스크로마토그래피, 온라인 분광기기, 가스분광분석기(TDLAS: Tunable Diode Laser Absorption Spectrometer)등을 이용할 수 있다.

가스크로마토그래피를 이용하는 경우, 측정하려는 가스의 종류에 따라 가스크로마토그래프의 종류를 달리 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 메탄(CH₄)의 경우 GC-FID, 이산화탄소(CO₂)의 경우는 GC-FID-methanizer, 아산화질소(N₂O)의 경우는 GC-ECD가 사용될 수 있으며, 다른 장치들도 측정하려는 가스의 종류맞는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 가스분석부(300)로 가스시료를 이송하기 위해, 질량유량컨트롤러(MFC: Mass Flow Controller), 압력계 및 펌프를 연결할 경우, 질량유량컨트롤러, 압력계, 가스크로마토그래프 및 펌프 순으로 연결하는 것이 바람직하다.

다시 말해, 상기 펌프와 상기 가스크로마토그래프(70)의 일측이 연결되며, 상기 가스크로마토그래프(70)의 타측과 상기 압력계(40)의 일측이 연결되고, 상기 압력계(40)의 타측과 상기 질량유량 컨트롤러(20)의 일측이 연결됨으로써, 측정대상 가스종의 몰분율 농도를 정확하게 측정할 수 있다.

선택밸브부(400)는 다수의 입구부 및 하나의 출구부를 포함하며, 상기 대기압저장부(150) 및 상기 가스포집부(200)는 상기 입구부와 각각 연결되고, 상기 가스분석부(300)는 상기 출구부와 연결되며, 상기 입구부로 이송된 가스가 상기 가스분석부(300)로 이동되도록 제어한다.

이때, 상기 대기압저장부(150), 상기 가스포집부(200), 상기 가스분석부(300) 및 상기 선택밸브부(400) 간의 연결은 각각 서로 다른 이송라인으로 연결되며, 미리 결정된 운용시퀀스에 따라, 상기 대기압저장부(150) 또는 상기 가스포집부(200)로부터 상기 선택밸브부(400)로 이송되어온 가스 시료를 상기 가스분석부(300)로 이송시키도록 선택밸브부(400)가 제어된다.

예를 들어, 두 세트의 가스포집부(200)(챔버1, 챔버2), 두 세트의 검정가스용기(100)(배경 대기가스 메탄 표준가스 용기, 배출가스수준 메탄 표준가스 용기) 및 두 세트의 교정가스용기(700)를 이용하고자 할 경우, 상기 선택밸브부(400)는 선택 방향성 밸브(selective directional control valve, SDCV)로서 6채널 복수위치 밸브(6-channel multi-position valve, MPV, 구경 1/4인치 즉, 4.0 mm port)를 사용할 수 있다. 챔버 1, 챔버 2, 배경 대기가스 메탄 표준가스 용기, 배출가스수준 메탄 표준가스 용기, 교정을 위해 분석되어야 할 표준가스용기 2 개를 상기 6채널 복수위치 밸브의 입구측 6개의 포트에 각각 연결(Chamber 1, Chamber 2, STD1, STD2, STD3, STD4)하여 사용할 수 있다. 물론 연결되어야 할 채널에 맞추어 해당 채널을 수용할 수 있는 선택밸브부(400)를 구성 할 수 있으며, 하나의 다채널 복수위치밸브를 이용하여 구성할 수도 있지만 다수의 솔레노이드 밸브를 이용하여 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 중앙제어부(500)로부터 챔버 1의 시료가스를 상기 가스분석부(300)로 이동시키라는 명령을 상기 선택밸브부(400)가 받았다면, 상기 선택밸브부(400)는 챔버 1과 연결된 채널(Chamber 1)을 개방하고, 나머지 채널을(Chamber 2, STD1, STD2, STD3, STD4)폐쇄하는 제어를 하게 된다.

중앙제어부(500)는 상기 대기압저장부(150), 상기 가스포집부(200), 상기 가스분석부(300) 및 상기 선택밸브부(400)와 각각 신호선으로 연결되며, 미리 결정된 운용시퀀스에 따라 각각의 상기 대기압저장부(150), 상기 가스포집부(200), 상기 가스분석부(300) 및 상기 선택밸브부(400)에 제어명령을 보낸다.

다시 말해, 상기 중앙제어부(500)는 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치를 미리 결정된 운용시퀀스에 따라 자동화 시키기 위한 데이터 또는 제어명령을 총괄할 수 있다.

데이터저장부(600)는 상기 가스분석부(300)로부터 분석된 데이터를 저장한다.

상기 중앙제어부(500) 및 상기 데이터저장부(600)는 하나의 서버(컴퓨터 등)로 구성(도 3 참조)될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 자동 교정 방법은 크게 두 가지 방식이 가능하다. 첫째, 가스분석장비(예: GC-FID)만의 교정을 수행하는 방법이다. 일반적으로, 질량유량조절계(mass flow controller, MFC)가 가스분석장비 앞단에 위치할 경우, 상기 질량유량조절계(mass flow controller, MFC) 전단에서 가스시료가 주입되도록 하는 것이 바람직하다. 둘째, 현재 챔버 내의 가스 시료를 분석하는 방법과 같이 표준가스를 챔버 시스템의 모든 유로를 통과하게 한 후 정량분석하는 방법이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치는 교정가스용기(700)를 더 포함할 수 있으며, 상기 교정가스용기(700)는 상기 선택밸브부(400)의 입구부와 (이송라인으로) 연결되며, 교정용 가스가 저장된다.

교정가스용기(700)는 가스분석부(300)의 교정을 위해 분석되어야 할 표준가스가 들어있는 용기를 말하며 일반적으로 고압 가스실린더가 이용된다.

이는, 앞서 설명한 가스분석장비(예: GC-FID)만의 교정을 수행할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치는 교정가스용기(700) 및 포지션밸브부(800)를 더 포함할 수 있다.

교정가스용기(700)는 교정용 가스가 저장된다.

포지션밸브부(800)는 상기 교정가스용기(700), 상기 선택밸브부(400)의 입구부 및 상기 가스포집부(200) 및 상기 가스분석부(300)와 각각 연결되며, 가스가 지나가는 경로를 변경한다. 이때, 상기 포지션밸브부(800)는 상기 중앙제어부(500)의 제어를 받는 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 상기 포지션밸브부(800)는 하나의 3방향 솔레노이드 밸브(3-way solenoid valve, 구경 1/4인치 4.0 mm port, 24VDC)를 이용하여 구성할 수도 있지만 다수의 솔레노이드 밸브를 이용하여 구성할 수도 있다. 또한 상황에 따라 4포트 이상의 솔레노이드 밸브를 이용하여 구성할 수 있다. 이때, 상기 중앙제어부(500)는 상기 포지션밸브부(800)를 제어하도록 포지션 제어명령을 상기 포지션밸브부(800)로 보내는 포지션제어부를 포함할 수 있다.

이는, 앞서 설명한 가스분석장비(예: GC-FID)만의 교정을 수행하는 방법과 현재 챔버 내의 가스 시료를 분석하는 방법과 같이 표준가스를 챔버 시스템의 모든 유로를 통과하게 한 후 정량분석하는 두 가지 방법을 모두 사용할 수 있는 구성이다.

예를 들어, 가스분석장비(예: GC-FID)만의 교정을 수행하는 방법의 경우, 기체 시료의 흐름을 상기 교정가스용기(700), 상기 포지션밸브부(800), 상기 선택밸브부(400) 및 상기 가스분석부(300) 순서로 이동하도록, 상기 포지션밸브부(800) 및 상기 선택밸브부(400)를 상기 중앙제어부(500)가 제어할 수 있다.

또한, 현재 챔버 내의 가스 시료를 분석하는 방법과 같이 표준가스를 챔버 시스템의 모든 유로를 통과하게 한 후 정량분석하는 방법의 경우, 기체 시료의 흐름을 상기 교정가스용기(700), 상기 포지션밸브부(800), 상기 가스포집부(200), 상기 선택밸브부(400) 및 상기 가스분석부(300) 순서로 이동하도록, 상기 포지션밸브부(800) 및 상기 선택밸브부(400)를 상기 중앙제어부(500)가 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치는 상기 가스포집부(200)를 제외한 나머지 구성들은 현장분석실 내부에 구성(도 3 참조)될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 상기 중앙제어부(500)는 시퀀스설정부(510), 챔버개폐제어부(520), 시료이송제어부(530) 및 검정가스제어부(540)를 포함할 수 있다.

시퀀스설정부(510)는 외부로부터 운용시퀀스가 입력된다.

챔버개폐제어부(520)는 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 가스포집부(200)의 개폐도어를 열고 닫는 개폐도어 제어명령을 상기 가스포집부(200)로 보낸다.

시료이송제어부(530)는 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 선택밸브부(400)를 제어하도록 시료이송 제어명령을 상기 선택밸브부(400)로 보낸다.

검정가스제어부(540)는 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 대기압저장부(150)를 제어하도록 대기압검정가스 제어명령을 상기 대기압저장부(150)로 보낸다.

예를 들어, 각각의 선택밸브부(400) 및 포지션밸브부(800)를 제어하기 위한 Power line communication type의 control board를 적어도 하나 이상 설치하고, 통합 PC 제어 프로그램(Auto Eye)을 통해 자동 검교정 기능이 장착된 연속 순차 모니터링이 가능하도록 상기 중앙제어부(500)를 구성 할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 상기 중앙제어부(500)는 신뢰성평가부(550)를 더 포함할 수 있다.

신뢰성평가부(550)는 상기 데이터저장부(600)와 연결되며, 상기 데이터저장부(600)에 저장된 데이터 중 가스 배출량 측정의 신뢰성을 평가하기 위한 검정 데이터를 상호 비교하여 상기 데이터저장부(600)에 저장된 데이터의 신뢰성을 평가한다.

예를 들어, 제1검정데이터-측정데이터-제2검정데이터를 한 사이클로 운용할 경우, 제1검정데이터와 제2검정데이터를 비교하여 신뢰성을 평가할 수 있다. 또한, 검정용가스용기(100)에 들어있는 표준가스의 몰분율을 알기 때문에, 표준가스의 몰분율, 제1검정데이터 및 제2검정데이터를 비교하면 신뢰성 평가 결과를 더욱 신뢰할 수 있다.

도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 상기 중앙제어부(500)는 시퀀스설정부(510), 챔버개폐제어부(520), 시료이송제어부(530) 및 검정가스제어부(540) 및 신뢰성평가부(550)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 신뢰성평가부(550)에 의해 가스 배출량 측정의 신뢰성을 평가하기 위한 검정 데이터의 신뢰성 평가가 미리 결정된 기준범위를 벗어날 경우,

상기 중앙제어부(500)가 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따른 순차제어를 일시 중지하고, 상기 교정가스용기(700)의 교정용 가스를 이용하여 상기 가스분석부(300) 또는 상기 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치를 교정하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

검정 데이터의 신뢰성 평가가 미리 결정된 기준범위를 벗어날 경우, 운용시퀀스에 따른 순차제어를 중지하는 이유는 측정(성분분석)된 결과 자체를 신뢰할 수 없는데 측정하는 것은 시간적, 자원적 낭비가 발생되기 때문이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의운용시퀀스에 대하여 설명하면 다음과 같다.

미리 결정된 운용시퀀스는 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스, 상기 가스포집부(200)에 포집된 가스, 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스의 성분을 분석하는 것을 한 사이클로 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 대기압저장부(150)및 상기 가스포집부(200)는 각각 다수 구비될 수 있으며, 이때, 대기압 저장부(150)를 하나의 군(A)으로 묶고, 가스포집부(200)를 또 다른 하나의 군(B)으로 묶어 검정용 가스(A) - 배출량을 측정용 가스(B) - 검정용 가스(A) 순으로 운용시퀀스를 설정할 수 있다.

실제로 한국표준과학연구원(KRISS) 가스분석 연구개발 실험실에 구축한 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 구성은 다음과 같이 구성하였다.

상기 선택밸브부(400)는 선택 방향성 밸브(selective directional control valve, SDCV)로서 6채널 복수위치 밸브(6-channel multi-position valve, MPV, 구경 1/4인치 즉, 4.0 mm port)를 사용하며, 대기압저장부(100) 2 세트(챔버 1, 챔버 2), 검정가스용기(100) 4 세트(배경 대기가스 메탄 표준가스 고압 실린더 용기, 배경 대기가스 메탄 표준가스가 포함된 샘플링백 용기, 배출가스수준 메탄 표준가스 고압 실린더 용기, 배출가스수준 메탄 표준가스 샘플링백 용기)를 상기 6채널 복수위치 밸브의 입구측 6개의 포트에 각각 연결(Chamber 1, Chamber 2, STD1, STD2, STD3, STD4)하여 실험하였다.

우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치의 유효성 검증을 위한 실험을 수행하였다. 자동 메탄 발생 모사 시스템을 이용하여 챔버 1과 챔버 2로부터 포집된 메탄 가스의 배출량을 1회 측정하기 위해 최소 1 사이클 동안의 자동 순차 연속 모니터링하기 위한 운용 시퀀스는 다음과 같이 설정하였다.

운용시퀀스(1 cycle)를 (CL - BL - CH - BH) - (1O - 1SW - 2O - 2SW) - (CL - BL - CH - BH)로 설정하고,

실험의 정확도를 높이기 위해 교정을 먼저 하고 실험하여 (RCL - RCH) - (CL - BL - CH - BH) - (1O - 1SW - 2O - 2SW) - (CL - BL - CH - BH) 순서로 실험하였다.

보다 상세하게 설명하면, 'RCL - RCH'는 가스크로마토그래피(GC-FID)의 메탄교정을 위한 과정이고, 'CL - BL - CH - BH'는 챔버의 메탄검정을 위한 과정이며, '1O - 1SW'는 챔버1의 메탄측정을 위한 과정이고, '2O - 2SW'는 챔버2의 메탄측정을 위한 과정이며, 'CL - BL - CH - BH'는 챔버의 메탄검정을 위한 과정이다.

(여기서, R = GC-FID 자체의 교정을 위해 분석되어야 할 표준가스(Reference), C = 가스 실린더, B = 샘플링백, L = 배경대기수준 메탄 표준가스(2 μmol/mol in N₂ balance)(Low concentration), H = 배출가스수준 메탄 표준가스(40 μmol/mol in N₂ balance)(High concentration), 1 = 챔버 1(Chamber 1), 2 = 챔버 2(Chamber 2), O = 챔버를 열어둔 상태(Chamber Open), S = 챔버(Chamber)를 닫은 상태에서 0.1% 메탄 표준가스(source gas) 를 약 500 mL/min으로 챔버 하단부 노즐을 통해 주입(Source gas), W = 30분간 메탄 가스 주입(Wait for 30 min)을 의미한다.)

도 8에 도시된 바와 같이, 위 실험과 같이 12개의 개별 시료((CL - BL - CH - BH) - (1O - 1SW - 2O - 2SW) - (CL - BL - CH - BH))에 대한 전체 분석시퀀스 1 사이클에 대한 메탄 농도 모니터링 결과는 다음과 같은 면에서 결과 데이터의 신뢰성을 뒷받침하기 위한 유효성 입증이 충분히 가능함을 보여주고 있다.

첫째, 수동으로 분석한 표준가스 실린더 메탄 농도와 자동시퀀스에 의해 얻은 메탄표준가스 농도값들간의 일치성을 확인할 수 있었다. 즉, 배경대기 수준의 메탄 농도에 대해 RCL과 CL의 비교, 그리고 미리 정해진 수준의 메탄 배출 농도에 대해 RCH와 CH의 비교가 가능하였다. 즉, 실린더 표준가스 분석 결과를 분석장비 자체인 GC-FID의 교정결과와 고압실린더 표준가스 샘플을 챔버 시스템 내부 유로를 거쳐 GC-FID로 분석된 교정결과의 상호 비교가 가능하다.

둘째, 고압실린더에 담긴 메탄 표준가스 시료와 PVF 샘플백에 담긴 메탄 표준가스 시료에 대해 챔버 시스템 내부 유로를 거쳐 GC-FID로 분석된 결과의 상호비교가 가능하였다. 즉, 배경대기 수준의 메탄 농도에 대해 CL과 BL의 비교, 그리고 미리 정해진 수준의 메탄 배출 농도에 대해 CH와 BH의 상호비교를 통해 현장에서 주로 사용되는 PVF 샘플백 메탄 표준가스를 이용한 GC-FID를 포함한 챔버시스템 전체 유로의 신뢰성을 확보할 수 있다.

셋째, 자동교정모듈을 적용한 시퀀스에 의해 얻은 미지 시료 메탄 농도의 측정값의 정확성에 대한 유효성을 확보할 수 있었다. 즉, BL과 1O 또는 1O의 비교가 가능하고, BH와 1SW 또는 2SW의 비교가 가능하다.

넷째, 자동교정모듈의 재현성을 확인함으로써 순차연속모니터링 결과의 신뢰성을 확인할 수 있었다. 즉, 자동시퀀스에 의한 챔버 내 가스 중 메탄 농도의 교정을 한 후 챔버1과 챔버2에 대한 메탄 초기 농도와 30분 경과후 농도를 5회 측정한 후 다시 재교정 시퀀스를 수행하여 교정결과의 재현성을 확인할 수 있었다. 따라서, 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스, 상기 가스포집부(200)에 포집된 가스, 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스의 순서로 가스 성분을 분석하는 것을 한 사이클(운용시퀀스)로 채택함으로써 실제 시료 가스 중 메탄 농도 측정 결과에 대한 신뢰성을 파악할 수 있다.

이러한 방식으로 자동 챔버 방식의 메탄 배출량 측정 신뢰성을 정량적으로 평가하기 위해 실제 순차 연속 운용 시퀀스에 반영하였을 경우 메탄 표준가스 농도에 대해서는 1점 교정과 실제 챔버 메탄 농도에 대해서 2점 교정 방식을 적용하여 불확도를 산정한 사례는 도 9와 같다.

위 실험결과는 다음과 같은 사실을 보여주고 있다. 첫째, 자동 챔버 모니터링 메탄 농도 측정결과의 상대확장불확도(k=2)는 최소 5%에서 최대 8%로 나타났다. 둘째, 챔버1과 챔버2로부터 대기중의 메탄 농도는 본 실험에 사용된 대기수준 메탄 표준가스 농도와 거의 일치하는 것으로 나타났다. 셋째, 챔버 1과 챔버 2로부터 30분 메탄 배출 모사 후에 얻은 메탄 농도 결과는 이론적인 메탄 배출 모델에 의해 예측된 농도 대비 메탄 회수율(%)은 주입된 메탄가스 농도가 어떠한 리크 없이 공기와 완전 혼합되어 예측되는 이상적인 회수율(100%) 대비 챔버 1에서 약 80%, 챔버2에서 약 77%로 나타났다. 앞에서 산정된 측정불확도를 고려하면 챔버 1에서 최소 75% 최대 84%, 챔버 2에서 최소 71%, 최대 77%의 회수율을 보였다. 이 결과를 통해 얻은 중요한 정보는 다음과 같다. 위 실험에 사용된 모사챔버 시스템에는 약 20% 정도의 계통적 요인들에 의한 편의(bias)를 보이고 있음을 파악할 수 있으며, 이는 챔버 시스템의 모든 유로 상에 존재 가능한 리크로 기인하는 것이므로, 챔버 자체에서는 상부 커버, 하부 측면 커버, 각종 모니터링 포트가 위치한 각종 연결 부위뿐만 아니라 자동 검교정 모듈에 해당하는 추가 하드웨어(6-channel multi-position valve, 4-port-2-position valve, solenoid valve, 챔버 외부의 유로 상의 각종 밸브 등)에서 발생한 것으로 추정된다.

따라서, 상기 실험결과에서 챔버 시스템의 리크 여부에 대한 개연성이 파악되었으므로 주기적인 챔버개폐시 연결부위에 대한 점검을 통해 느슨해진 포트의 미세 구멍이 발생하지 않도록 조여주었고, 튜빙과 밸브 연결부위는 체결을 해체하였다가 재결함시키고, 상하부 자동커버의 고무부위의 밀착도를 높이는 등 물리적으로 가능한 조치를 강구하여 보완해 가면서 본 시퀀스를 독립적으로 반복 수행하면서 메탄 회수율이 조금씩 상승되고 있음을 확인하였다.

마지막으로, 상기 1회 사이클에 대한 자동 시퀀스 프로그램을 증보 확대시켜 연속 사이클의 재현성을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 고려되어야 할 사항으로는 실제 현장 시험 중인 김제 벼 보리 재배지에서 순차 연속 모니터링의 경우에는 챔버가 총 4대(시험구 챔버 3대(농작물 포함), 대조구 챔버 1대(농작물 없음))가 운용되고 있으며 1대당 1일 8회의 메탄 배출량 측정결과를 얻는 방식이 적용되고 있다는 점이다. 본 발명자가 한국표준과학연구원(KRISS) 탄화수소류 가스분석 연구실험실에서 개발한 메탄 배출량 모사챔버시스템과 자동검교정 모듈을 함께 적용하여 약 28시간 즉, 1.2일 동안 연속으로 운용하기 위해서 단위 cycle에 대한 챔버1과 챔버2로부터 메탄 배출량 산정에 필요한 초기 농도와 30분 경과직후의 배출 농도에 대한 측정결과의 신뢰성을 파악하기 위해 1 cycle을 확장하여 중단 없이 8개의 cycle을 자동 시퀀스에 반영하여 연속 순차 운영하였다.

단, 상기 1회 사이클에 적용했던 측정시료별 GC-FID 분석반복성 평가를 위해 적용한 분석횟수가 5회였던 반면에 1개 cycle을 확장하여 8개의 cycle에 대한 자동 연속 시퀀스 프로그램을 운용하는 경우 연속 시퀀스의 재현성에 주안점을 두었고 현장에서 연속적으로 모니터링이 계속되어야 하는 현실적인 여건을 감안한다면 분석반복성 평가는 복수개의 cycle들에 대한 측정결과의 재현성 평가에 이미 반영되어 있다고 볼 수 있으므로, GC-FID 분석에 적용한 횟수는 시료별로 단 1회씩만 적용하였다. 8개 연속 cycle을 이용한 자동 순차 모니터링 실험 결과 사례는 도 10과 같다.

위 실험 결과를 통해 전반적으로 파악된 사항들은 다음과 같다.

첫째, cycle #1에서 cycle #8까지의 모든 과정은 자동 시퀀스 프로그램에 의해 순차연속적으로 측정한 결과이므로 전반적인 측정결과의 재현성을 쉽게 파악할 수 있었다.

둘째, 만일 연속 cycle들 중 어느 한 cycle의 한 sequence run에 문제가 발생했다면 이 그 과정에서 측정결과의 재현성에 대한 유효성 검증에 심각한 지장이 초래되었을 것이다.

세째, 8회의 연속 cycle에 순수하게 28 시간이 소요된 바 문제가 생기지 않았으므로 시퀀스상의 정보 용량의 한계가 없다면 계속해서 운용이 가능할 것이다.

네째, 본 실험에서는 챔버1과 챔버2에 대해서 순차 연속 모니터링을 적용하였다. 현장에서 사용할 챔버의 개수가 증가 된다면 이에 따른 시퀀스 증보가 필요할 것이다.

다섯째, 본 실험디자인은 최대한 자동 검교정 시퀀스를 빈번히 운영한 결과를 보여주고 있다. 따라서, 실제 챔버의 개수가 증가되어야 한다면 메탄 농도 모니터링의 시퀀스가 차지하는 비율이 증가되어야 하므로 자동검교정 주기를 현장 여건에 적절하게 조정하여 1 cycle마다 측정표준에 의한 검교정을 수행하기 보다는 이를 연장하여 복수개의 cycle(예, 1일에 1회 수준)에서 챔버 메탄 측정 직전 1회씩 자동으로 운영하는 것이 가능하다.

또한, 모니터링 결과들에 대한 정량적인 측면에서의 설명은 다음과 같이 정리할 수 있다.

첫째, 8회의 연속 cycle들을 수행하는 동안 얻은 챔버1과 챔버2의 배출수준의 메탄 농도의 재현성(reproducibility)에 대한 상대확장불확도(k=2)는 약 10% 및 약 11% 수준이었다. 이는 개별 cycle에서 얻은 챔버1과 챔버2의 배출수준의 메탄농도의 반복성(repeatability)에 대한 상대확장불도(k=2)가 약 6% 및 약 8% 수준임을 감안한다면 8회 연속 재현성에 대한 신뢰성에 대한 유효성 평가결과는 매우 고무적이라 볼 수 있다.

둘째, 챔버1과 챔버2로부터 대기중의 메탄 농도에 대한 회수율(%)은 최소 96% 최대 99%로서 본 실험에 사용된 대기수준 메탄 표준가스 농도와 거의 일치하는 것으로 나타났다.

셋째, 챔버1과 챔버2로부터 30분 메탄 배출 모사 후에 얻은 메탄 농도 결과는 이론적인 메탄 배출 모델에 의해 예측된 농도 대비 메탄 회수율(%)은 주입된 메탄가스 농도가 어떠한 리크없이 공기와 완전 혼합되어 예측되는 이상적인 회수율(100%) 대비 챔버 1에서 약 88%, 챔버2에서 약 90%로 상기 사례에서 나타난 리크 문제점을 최소화시켜 개선한 회수율임을 증명하고 있다. 앞에서 산정된 재현성에 대한 불확도를 고려한다면 챔버1에서의 회수율은 최소 79% 최대 97%, 챔버2에서의 회수율은 최소 81%, 최대 100%에 해당하는 결과이다.

이와 같이 주기적인 검교정 기능 기술을 구현하여 순차 연속 모니터링을 위한 다중사이클을 운용시퀀스프로그램에 반영하여 얻는 메탄 농도 측정결과에 대한 품질 향상 효과들을 정리하면 다음과 같다.

첫째, 현장 챔버 가스 측정 시스템 전반에 대해 메탄가스 농도의 정량적인 교정을 수행함으로써, 단순히 가스분석기만 교정하는 경우에 비해, 전반적으로 메탄 가스 농도 측정의 정확성이 향상되어 메탄가스 배출량 측정의 신뢰성이 상승되는 효과가 있다. 즉, 현장 챔버라인 가스분석 시스템의 종합적인 가스 시료 채취, 이송, 가스분석에 이르기까지 모든 부분에서 측정시스템 전반의 이를 주기적인 교정을 통해 분석자가 측정시스템의 운용과 데이터의 신뢰성에 대한 증빙자료를 쉽게 확보할 수 있으며 결국 모니터링 결과의 불확실성을 최소화시킴으로서 측정불확도를 낮추고 측정 데이터의 전반적인 신뢰도를 제고시키는 효과를 유발하게 된다.

둘째, 단순히 가시적으로 기계적, 혹은 데이터 상의 전자적 문제점만 포착하는데 그치지 않고, 상시 메탄가스 포집 이송 측정시스템 전반에 대한 운용 상태를 정성적 판단이 아닌 정량적인 수치로 확인이 가능하다는 효과가 있다.

셋째, 자동화된 교정 수행 시점 간의 간격이 짧을 수록(예, 매일) 그 시간 동안 얻은 실제 시료 가스 농도 측정값에 잠재적 문제점이 발생했는지 포착이 가능하고, 잠재적 문제점에 대한 수리 보수 교체 시점을 신속히 결정할 수 있으며, 동시에 품질관리 상 배제할 수 밖에 없는 정량적으로 사용하기 어려운 모니터링 결과의 산출을 방지할 수 있음으로, 결과적으로 전체 측정 데이터 중 유효한 측정 결과의 분율을 극대화 시킬 수 있다.

넷째, 자동화된 장치로 교정된 데이터를 검토하면 측정의 신뢰성에 유의한 영향을 미치는 각종 문제가 발생하는 경우 쉽게 감지함으로 품질관리(QC)를 용이하게 수행할 수 있다. 즉, 챔버측정시스템 운용 시작, 과정, 종료 시점까지 다양한 문제점들이 발생할 수 있으나, 본 기술의 효용성으로 인해 문제점 파악 시점이 늦어지거나 혹은 파악이 지연되거나 영속적인 데이터 손실을 입는 상황을 방지할 수 있다.

다섯째, 수작업으로 진행되는 검교정을 수행하기 위해 농지 현장 시험소에 투입되지 않아도 되므로, 이에 따른 부대 비용이 절감될 수 있다는 큰 장접이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치를 이용한 품질관리 기술의 향상 사례들은 다음과 같다.

(사례 1) 최초 가스분석기 자체의 시료주입부에서 수동으로 교정한 결과 비교하여 유의한 차이를 보이는 경우 포집과 이송 과정에서 시료가스가 가스분석기의 시료 주입부 내로 충분히 주입되지 못하고 있다는 것을 탐지할 수 있다.

(사례 2) 챔버 시료 채취구에 연결된 메탄 표준가스 시료로부터 이송 분석된 기기감응치의 반복성과 재현성이 현저히 저하되는 경우는 포집 이송 과정 상의 제어장치를 지시를 받아 가동되는 흡입펌프나 밸브 등의 기계적 장치의 동작의 일관성이 저하된 것이거나 분석기의 감응에 영향이 발생하였음을 추정할 수 있다.

(사례 3) 실제 시료 가스의 경우에 비정상적인 메탄 농도값이 모니터링 되고 있음을 감지할 수 있다. 가장 비근한 예로 챔버가 열려 있는 초기 상태에서 일반 대기 중 메탄 농도 수준인 1.8 ppmv ~2.2 ppmv 보다 훨씬 높은 메탄 농도가 측정되는 원인으로 챔버 내부가 여전히 아이들 시간 동안 충분히 환기가 되지 못하고 있으므로 상부와 측면 환기를 위한 팬 가동이 원활하지 못함을 파악할 수 있다.

위에 여러 가지 사례를 나열하였지만, 본 발명은 이에 국한되는 것이 아니며, 운용조건에 맞게 자동/수동, 검교정주기, 검정방법, 검교정용 표준시료 주입용기 선택 설정 등을 상황에 맞추어 다양한 변경 가능하다.

또는, 미리 결정된 운용시퀀스는 상기 교정가스용기(700)에 저장된 교정가스를 이용하여 교정을 하고, 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스, 상기 가스포집부(200)에 포집된 가스, 상기 대기압저장부(150)에 저장된 검정가스의 성분을 분석하는 것을 한 사이클로 하고, 일정 횟수 사이클이 반복될 때 마다 상기 교정가스용기(700)에 저장된 교정가스를 이용하여 교정을 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이는, 주기 적으로 교정을 함으로써, 전체 측정 데이터 중 측정 신뢰성을 높이기 위함이다.

본 발명의 일 실시예에 따른챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치는 현장 가스 시료의 분석기술 향상시키고, 가스 배출량 측정 결과의 신뢰성 향상시킴으로써, 현장(논에서 벼농사 등)에서 발생되는 가스 시료(메탄 가스 등)를 자동개폐형 정태 챔버를 이용하여 채취하여 자동시료 이송을 통해 현장 분석실의 가스크로마토그래피(GC-FID)에 의해 메탄 농도를 분석하여 산출되는 메탄가스 배출량의 신뢰성을 평가하고 메탄 농도 측정결과의 정확성을 향상시키기 위한 기술로서, 2020년 이후에는 모든 국가들이 메탄가스 감축의무에 참여하기로 합의된 바에 따라 전세계적으로는 중국 등 아시아 신흥 농업국가들로 농업용 메탄가스 배출량 측정 시스템 수요가 확대될 것으로 예상됨으로써, 챔버방식에 의한 농업부문 메탄가스 배출량 측정 기술의 고도화를 이루어 농업기술 국제 트랜드 선도 역량을 증대 시킬 수 있다.

또한, 기존의 검교정 기술은 수작업으로, 간헐적으로 진행되며, 불안정한 상태의 표준가스에 의존하나 새로 제안한 기술은 전자동으로, 주기적으로 안정한 상태의 표준가스를 사용하여 검교정 관리가 용이하다고 할 수 있다. 자동화 모듈에 의한 최적화된 주기적 검교정 기술의 적용은 온실가스 배출량 측정값의 신뢰성을 보증하기 위한 핵심기술로서 중요한 의의를 가진다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100: 검정가스용기
150: 대기압저장부
200: 가스포집부
300: 가스분석부
400: 선택밸브부
500: 중앙제어부
510: 시퀀스설정부
520: 챔버개폐제어부
530: 시료이송제어부
540: 검정가스제어부
550: 신뢰성평가부
600: 데이터저장부
700: 교정가스용기
800: 포지션밸브부

Claims (9)

1. 검정용 가스가 저장된 검정가스용기(100);
   상기 검정가스용기(100)와 연결되며, 상기 검정가스용기(100)에 저장된 검정용 가스의 압력을 낮추어 저장하는 대기압저장부(150);
   개폐도어를 포함하며, 특정 가스의 배출량을 측정하기 위해 가스를 포집하는 가스포집부(200);
   가스 시료의 성분을 분석하는 가스분석부(300);
   다수의 입구부 및 하나의 출구부를 포함하며, 상기 대기압저장부(150) 및 상기 가스포집부(200)는 상기 입구부와 각각 연결되고, 상기 가스분석부(300)는 상기 출구부와 연결되며, 상기 입구부로 이송된 가스가 상기 가스분석부(300)로 이동되도록 제어하는 선택밸브부(400);
   상기 대기압저장부(150), 상기 가스포집부(200), 상기 가스분석부(300) 및 상기 선택밸브부(400)와 각각 신호선으로 연결되며, 미리 결정된 운용시퀀스에 따라 각각의 상기 대기압저장부(150), 상기 가스포집부(200), 상기 가스분석부(300) 및 상기 선택밸브부(400)에 제어명령을 보내는 중앙제어부(500);
   상기 가스분석부(300)로부터 분석된 데이터를 저장하는 데이터저장부(600); 및
   상기 선택밸브부(400)의 입구부와 연결되며, 교정용 가스가 저장된 교정가스용기(700);를 포함하며,
   상기 중앙제어부(500)는
   외부로부터 운용시퀀스가 입력되는 시퀀스설정부(510);
   상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 가스포집부(200)의 개폐도어를 열고 닫는 개폐도어 제어명령을 상기 가스포집부(200)로 보내는 챔버개폐제어부(520);
   상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 선택밸브부(400)를 제어하도록 시료이송 제어명령을 상기 선택밸브부(400)로 보내는 시료이송제어부(530);
   상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따라, 상기 대기압저장부(150)를 제어하도록 대기압검정가스 제어명령을 상기 대기압저장부(150)로 보내는 검정가스제어부(540); 및
   상기 데이터저장부(600)와 연결되며, 상기 데이터저장부(600)에 저장된 데이터 중 가스 배출량 측정의 신뢰성을 평가하기 위한 검정 데이터를 상호 비교하여 상기 데이터저장부(600)에 저장된 데이터의 신뢰성을 평가하는 신뢰성평가부(550);를 포함하고,
   상기 신뢰성평가부(550)에 의해 가스 배출량 측정의 신뢰성을 평가하기 위한 검정 데이터의 신뢰성 평가가 미리 결정된 기준범위를 벗어날 경우,
   상기 중앙제어부(500)가 상기 시퀀스설정부(510)에 입력된 운용시퀀스에 따른 순차제어를 일시 중지하고, 상기 교정가스용기(700)의 교정용 가스를 이용하여 상기 가스분석부(300) 또는 상기 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치를 교정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 챔버 배출 가스 모니터링 자동 검교정 장치.
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