KR101700756B1 - 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법 - Google Patents

화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 평가 방법에 관한 것으로서, 화생방개인보호체계 내측에 설치되고, 화학가스량을 측정하는 제1 센서부, 상기 제1 센서부로부터 측정된 정보를 송출하는 제어부 및 상기 제어부로부터 수신된 정보를 저장하고, 화면에 실시간으로 표시하는 GUI(Graphic User Interface)를 구비하여 구성된다. 이에 의하여, 안전을 확보하면서 화생방개인보호체계 보호성능을 정밀하고 신속하게 평가할 수 있다.

Description

화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TESTING PROTECTIVE PERFORMANCE OF CBR PROTECTION}
본 발명은, 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 화학전 상황에서 개인을 보호하는 장비인 화생방개인보호체계의 보호성능을 평가할 수 있도록 한 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 화생방개인보호체계는 화학전 상황에서 개인을 보호하는 장비로서, 방독면, 보호의, 보호장갑, 보호덧신 등을 구비하여 구성된다. 이러한 화생방개인보호체계의 보호성능은 화학가스를 흡착하는 물질로 충진된 PAD(Passive Absorbent Dosimeter)를 이용하여 평가되고 있다.
도 1은 PAD를 이용한 종래의 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법을 설명하기 위해 보인 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치는, 화생방개인보호체계 내측에 부착되고 화학가스를 흡착하는 PAD(미도시) 및 상기 PAD(미도시)에 흡착된 화학가스량을 가스크로마토그래피 질량분석법으로 분석하는 분석장치(미도시)를 구비하여 구성된다. 여기서, 상기 PAD(미도시)는 피험대상에 장착된 후 유사화학작용제 또는 실제화학작용제가 충진되고 격리된 제1 장소에 투입되었다가 피험대상이 상기 제1 장소로부터 인출될 때 회수되고, 상기 분석장치(미도시)는 상기 제1 장소로부터 이격된 제2 장소에 구비되는 장치이다.
이러한 평가장치를 이용한 종래의 화생방개인보호체계 보호성능 평가 방법은, 피험대상에게 상기 PAD(미도시)를 부착하고 그 위에 화생방개인보호체계를 착용시키는 평가 준비 단계(S11); 상기 평가 준비 단계(S11)를 수행한 피험대상을 화학가스가 충진된 제1 장소에 투입하는 흡착 단계(S12); 사전에 결정된 시간이 경과하거나, 피험대상에게 생체 이상이 발생했을 때, 상기 제1 장소의 피험대상을 상기 제1 장소의 외부로 인출하고, 피험대상으로부터 화학가스가 흡착된 PAD(미도시)를 회수한 후 피험대상, 상기 화생방개인보호체계의 화학가스를 제거하는 한편, 회수한 PAD(미도시)에 흡착되어 있는 화학가스량을 상기 분석장치(미도시)로 분석하는 분석 단계(S13, S13');를 구비하여 구성된다.
그러나, 이러한 종래의 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법에 있어서는, 상기 PAD(미도시)를 피험대상에 부착하고 피험대상으로부터 회수하는 과정에서 상기 PAD(미도시)가 오염되어 정밀한 평가가 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.
또, 상기 PAD(미도시)를 회수하고, 상기 PAD(미도시)에 흡착되어 있는 화학가스량을 측정하는데 상당한 시간이 소요되는 불편함이 있었다.
또, 평가 도중 화생방개인보호체계의 내부로 유입된 화학가스량이 위험한 수준을 넘어서더라도 이를 파악할 수 없고, 피험대상의 건강 상태를 파악할 수 없기 때문에 피험대상의 안전을 위협하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은, 화생방개인보호체계 보호성능을 정밀하게 평가할 수 있는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 실시간으로 화생방개인보호체계 보호성능을 평가할 수 있는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 피험대상의 안전을 확보할 수 있는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 화생방개인보호체계 내측에 설치되고, 화학가스량을 측정하는 제1 센서부; 상기 제1 센서부로부터 측정된 정보를 송출하는 제어부; 및 상기 제어부로부터 수신된 정보를 저장하고, 화면에 실시간으로 표시하는 GUI(Graphic User Interface);를 포함하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치를 제공한다.
상기 제어부는 상기 제1 센서부와 유선으로 연결되고, 상기 GUI와 무선으로 연결되게 구성될 수 있다.
상기 제1 센서부는, 화학가스에 의한 화학반응을 전기신호로 변환하는 화학가스센서; 및 상기 화학가스센서와 연결되는 입출력단자;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제어부는, 케이블을 통해 상기 제1 센서부의 입출력단자와 연결되는 센서연결단자; 상기 센서연결단자와 상기 케이블을 통해 상기 제1 센서부에 전력을 공급하는 전원부; 상기 센서연결단자로부터 수신된 전기신호를 전처리하고, 증폭하며, 디지털 신호로 변환하는 신호처리부; 상기 신호처리부로부터 수신된 신호를 무선통신을 이용해 상기 GUI로 송출하고, 상기 GUI로부터 송출되는 제어신호를 무선통신을 이용해 수신하는 무선통신모듈; 및 상기 무선통신모듈을 통해 상기 GUI로부터 수신한 상기 제어신호에 따라 상기 센서연결단자, 상기 전원부, 상기 신호처리부 및 상기 무선통신모듈을 제어하는 MCU(Micro controller unit);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1 센서부는 상기 케이블을 통해 상기 제어부로부터 전력과 입력신호를 수신하고, 상기 케이블을 통해 상기 제어부로 상기 전기신호를 송출하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 센서부는 목, 손목, 발목, 복부, 등 및 가슴 중 적어도 둘 이상의 부위에 구비될 수 있다.
상기 GUI는 상기 복수의 제1 센서부로부터 측정된 각 화학가스량을 사전에 설정된 기준량과 비교하고, 상기 복수의 제1 센서부 중 상기 기준량보다 많은 화학가스량이 측정된 제1 센서부를 상기 화면에 실시간으로 표시하도록 구성될 수 있다.
상기 GUI는 상기 복수의 제1 센서부로부터 측정된 각 화학가스량으로부터 피험대상이 화학가스에 노출된 총 침투량을 산출하고, 상기 총 침투량을 상기 화면에 실시간으로 표시하도록 구성될 수 있다.
상기 GUI는 측정 시작 시점부터 현재 시점까지인 측정시간 동안 상기 복수의 제1 센서부로부터 측정된 각 화학가스량을 합산하여 상기 총 침투량을 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 GUI는 측정 시작 시점부터 현재 시점까지인 측정시간 동안 상기 복수의 제1 센서부로부터 측정된 각 화학가스량의 평균값을 합산하고, 그 합산한 값에 상기 측정시간을 곱하여 상기 총 침투량을 산출하도록 구성될 수 있다.
상기 GUI는 상기 총 침투량이 사전에 결정된 기준값보다 많으면 시험 중단 문구를 상기 화면에 표시하거나, 스피커로 경고음을 알리거나, 시험 중단 문구를 상기 화면에 표시하고 스피커로 경고음을 알리도록 구성될 수 있다.
한편, 피험대상의 생체 상태를 측정하는 제2 센서부가 더 포함될 수 있다.
상기 제2 센서부는, 피험대상의 심박수를 측정하는 심박센서부; 및 피험대상의 체온을 측정하는 체온센서부;를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 GUI는 상기 생체 상태가 정상 상태의 범위를 벗어나면 시험 중단 문구를 상기 화면에 표시하거나, 스피커로 경고음을 알리거나, 시험 중단 문구를 상기 화면에 표시하고 스피커로 경고음을 알리도록 구성될 수 있다.
본 발명은, 피험대상에게 화생방개인보호체계를 착용시키고, 상기 제1 센서부 및 제어부를 그 화생방개인보호체계의 내측에 장착하는 평가 준비 단계; 상기 평가 준비 단계를 수행한 피험대상을 화학가스가 충진된 제1 장소에 투입하고, 상기 제1 센서부로 측정되고 상기 제어부를 통해 무선통신으로 송출되는 정보를 상기 GUI가 구비된 제2 장소에서 수신하는 평가 단계; 및 사전에 결정된 시간이 경과하거나, 상기 제2 장소에서 수신하고 있는 정보가 사전에 결정된 위험치를 넘어설 때, 상기 평가 단계를 종료하고, 상기 제1 장소의 피험대상을 그 제1 장소의 외부로 인출하며, 피험대상, 상기 화생방개인보호체계, 상기 제1 센서부 및 상기 제어부의 화학가스를 제거하는 평가 종료 단계;를 포함하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법은 화학가스량 정보와 피험대상의 생체 상태 정보 중 적어도 하나를 실시간으로 저장하고, 모니터링함으로써, 화생방개인보호체계 보호성능을 정밀하게 평가할 수 있다.
또한, 실시간으로 화생방개인보호체계 보호성능을 평가할 수 있다.
또한, 피험대상의 안전을 확보할 수 있다.
도 1은 종래의 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법을 설명하기 위해 보인 순서도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치를 설명하게 위해 보인 계통도,
도 3은 도 2의 평가 장치에서 측정 정보의 흐름을 설명하기 위해 보인 계통도,
도 4는 도 2의 평가 장치에서 제어신호의 흐름을 설명하기 위해 보인 계통도,
도 5는 도 2의 평가 장치에서 센서부와 제어부의 전력 흐름을 설명하기 위해 보인 계통도,
도 6은 도 2의 평가 장치에서 센서부와 제어부를 보인 사시도,
도 7은 도 6의 센서부와 제어부를 장착한 모습을 보인 사시도,
도 8는 도 2의 평가 장치에서 GUI의 화면을 보인 정면도,
도 9는 도 8의 다른 실시예를 보인 정면도,
도 10은 도 2의 평가 장치를 이용한 화생방개인보호체계 보호성능 평가 방법을 설명하기 위해 보인 순서도이다.
이하, 본 발명에 의한 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치를 설명하게 위해 보인 계통도이고, 도 3은 도 2의 평가 장치에서 측정 정보의 흐름을 설명하기 위해 보인 계통도이고, 도 4는 도 2의 평가 장치에서 제어신호의 흐름을 설명하기 위해 보인 계통도이고, 도 5은 도 2의 평가 장치에서 센서부와 제어부의 전력 흐름을 설명하기 위해 보인 계통도이고, 도 6은 도 2의 평가 장치에서 센서부와 제어부를 보인 사시도이고, 도 7은 도 6의 센서부와 제어부를 장착한 모습을 보인 사시도이고, 도 8은 도 2의 평가 장치에서 GUI의 화면을 보인 정면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화생방개인보호체계(P) 보호성능 평가 장치는, 화생방개인보호체계(P) 내측에 설치되고, 화학가스량 정보와 피험대상의 생체 상태 정보를 측정하는 센서부(300), 상기 센서부(300)로부터 측정된 정보를 송출하는 제어부(400) 및 상기 제어부(400)로부터 수신된 정보를 저장하고, 화면(520)에 실시간으로 표시하는 GUI(Graphic User Interface)(500)를 구비하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 센서부(300)와 상기 제어부(400)는 피험대상에 장착된 후 유사화학작용제 또는 실제화학작용제가 충진되고 격리된 제1 장소(100)에 투입되는 장치이고, 상기 GUI(500)는 상기 제1 장소(100)로부터 이격된 제2 장소(200)에 구비되는 장치일 수 있다.
상기 센서부(300)는 상기 화생방개인보호체계(P)의 내부 중 그 센서부(300)가 장착된 위치의 화학가스량을 측정하는 제1 센서부(310) 및 피험대상의 생체 상태를 측정하는 제2 센서부(320)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1 센서부(310)는 복수로 구비될 수 있다. 즉, 상기 제1 센서부(310)는 제1 화학가스센서부(310A) 내지 제n 화학가스센서(312)부(310N)를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 제1 센서부(310)는 각각 상기 화생방개인보호체계(P)의 여러 부위에 장착될 수 있다. 여기서, 상기 화생방개인보호체계(P)는 방독면, 보호의, 보호장갑, 보호덧신 등으로 구성되고, 상기 보호의는 상의와 하의로 구성되며, 상기 상의는 가슴부위의 단추로 여밀 수 있게 구성될 수 있다. 이에 따라, 화학가스는 목, 손목, 발목, 복부, 등, 가슴 등 취약 예상 부위를 통해 상기 화생방개인보호체계(P)의 내부로 유입될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 제1 센서부(310)는 상기 취약 예상 부위에 설치되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 복수의 제1 센서부(310) 각각은 접촉된 화학가스에 따른 화학반응을 전기신호로 변환하는 화학가스센서(312) 및 상기 화학가스센서(312)와 연결되는 제1 입출력단자(314)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제1 입출력단자(314)는 제1 케이블(C1)을 통해 상기 제어부(400)의 후술할 센서연결단자(410)와 연결될 수 있다.
상기 화학가스센서(312)는 상기 제1 케이블(C1)과 상기 제1 입출력단자(314)를 통해 상기 제어부(400)로부터 전력과 제어신호를 수신할 수 있다. 그리고, 상기 화학가스센서(312)는 수신한 전력과 제어신호로 화학가스량을 측정하고 측정 정보를 상기 제1 입출력단자(314)로 송출할 수 있다.
상기 제1 입출력단자(314)는 상기 화학가스센서(312)로부터 수신한 측정 정보를 상기 제1 케이블(C1)을 통해 상기 제어부(400)의 후술할 센서연결단자(410)로 송출할 수 있다.
상기 제2 센서부(320)는 복수로 구비될 수 있다. 즉, 상기 제2 센서부(320)는 피험대상의 심박수를 측정하는 심박센서부(320A) 및 피험대상의 체온을 측정하는 체온센서부(320B)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 센서부(320)는 혈압 등 다른 생체 정보를 측정하는 센서부를 더 포함할 수 있다.
상기 심박센서부(320A)와 상기 체온센서부(320B)는 각각 피험대상의 신체 또는 상기 화생방개인보호체계(P)에 장착될 수 있다.
상기 심박센서부(320A)는 피험대상의 심박수를 전기신호로 변환하는 심박센서(미도시) 및 상기 심박센서(미도시)와 연결되는 제2 입출력단자(미도시)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제2 입출력단자(미도시)는 제2 케이블(C2)을 통해 상기 제어부(400)의 후술할 센서연결단자(410)와 연결될 수 있다.
상기 심박센서(미도시)는 상기 제2 케이블(C2)과 상기 제2 입출력단자(미도시)를 통해 상기 제어부(400)로부터 전력과 제어신호를 수신할 수 있다. 그리고, 상기 심박센서(미도시)는 수신한 전력과 제어신호로 피험대상의 심박수를 측정하고 측정 정보를 상기 제2 입출력단자(미도시)로 송출할 수 있다.
상기 제2 입출력단자(미도시)는 상기 심박센서(미도시)로부터 수신한 측정 정보를 상기 제2 케이블(C2)을 통해 상기 제어부(400)의 후술할 센서연결단자(410)로 송출할 수 있다.
상기 체온센서부(320B)는 피험대상의 체온을 전기신호로 변환하는 체온센서(미도시) 및 상기 체온센서(미도시)와 연결되는 제3 입출력단자(미도시)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 제3 입출력단자(미도시)는 제3 케이블(C3)을 통해 상기 제어부(400)의 후술할 센서연결단자(410)와 연결될 수 있다.
상기 체온센서(미도시)는 상기 제3 케이블(C3)과 상기 제3 입출력단자(미도시)를 통해 상기 제어부(400)로부터 전력과 제어신호를 수신할 수 있다. 그리고, 상기 체온센서(미도시)는 수신한 전력과 제어신호로 피험대상의 체온을 측정하고 측정 정보를 상기 제3 입출력단자(미도시)로 송출할 수 있다.
상기 제3 입출력단자(미도시)는 상기 체온센서(미도시)로부터 수신한 측정 정보를 상기 제3 케이블(C3)을 통해 상기 제어부(400)의 후술할 센서연결단자(410)로 송출할 수 있다.
상기 제어부(400)는 상기 제1 케이블(C1), 상기 제2 케이블(C2) 및 상기 제3 케이블(C3)(이하, 케이블들)을 통해 상기 센서부(300)와 연결되는 센서연결단자(410); 상기 제어부(400)와 상기 센서부(300)에 전력을 공급하는 전원부(420); 상기 센서연결단자(410)로부터 수신된 각 측정 정보를 전처리하고 증폭하며 디지털 신호로 변환하는 신호처리부(430); 상기 신호처리부(430)에서 변환된 디지털 신호를 무선통신을 이용해 상기 GUI(500)로 송출하고, 상기 GUI(500)로부터 송출되는 제어신호를 무선통신을 이용해 수신하는 제1 무선통신모듈(440); 및 상기 제1 무선통신모듈(440)을 통해 상기 GUI(500)로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 제어부(400)와 상기 센서부(300)를 제어하는 MCU(Micro controller unit)(450);를 구비하여 구성될 수 있다. 미설명 부호인 460은 스위치이고, 470은 작동 여부를 표시하는 LED이다.
상기 전원부(420)는 외부 전력원(O)으로부터 연장된 전선(C)에 연결 또는 분리 가능하게 구비되는 외부연결단자(422); 및 상기 외부연결단자(422)로부터 전력을 공급받아 충전되고, 상기 센서부(300)와 상기 제어부(400) 작동에 소요되는 전력을 공급하여 방전되는 충전지(424);를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 신호처리부(430)는 상기 센서연결단자(410)로부터 수신되는 전기신호를 전처리하는 전처리소자(미도시), 상기 전처리소자(미도시)에서 전처리된 신호를 증폭하는 증폭소자(미도시), 상기 증폭소자(미도시)에서 증폭된 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 ADC(Analog to Digital Converter)(미도시)를 구비하여 구성될 수 있다.
상기 MCU(450)는 상기 제1 무선통신모듈(440)을 통해 상기 GUI(500)로부터 수신한 제어신호에 따라 상기 센서연결단자(410), 상기 센서부(300), 상기 전원부(420), 상기 신호처리부(430) 및 상기 제1 무선통신모듈(440)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 MCU(450)는 상기 복수의 센서부(300) 중 일부에만 전력을 공급하도록 하여 전력이 공급된 센서부(300)에서만 정보 측정이 가능하도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 제어부(400)는 상기 센서연결단자(410), 상기 전원부(420), 상기 신호처리부(430), 상기 제1 무선통신모듈(440) 및 상기 MCU(450)을 PCB(Printed Circuit Board)(480)에 장착하여 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제어부(400)는 상기 화생방개인보호체계(P)의 내측에 구비되는 상기 센서부(300)와 상기 케이블들(C1, C2, C3)을 통해 연결되므로, 상기 제어부(400)가 상기 화생방개인보호체계(P)의 외측에 장착될 경우 상기 케이블들(C1, C2, C3)이 상기 화생방개인보호체계(P)를 관통하는 부위를 통해 화학가스가 유입될 수 있기 때문에 평가의 정확성과 안전성을 향상시키기 위해 상기 제어부(400)는 상기 화생방개인보호체계(P)의 내측에 구비되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 GUI(500)는 상기 제1 무선통신모듈(440)과 쌍방향 통신이 가능한 제2 무선통신모듈(510), 상기 제2 무선통신모듈(510)로부터 수신된 측정 정보를 실시간으로 표시하는 화면(520), 상기 제2 무선통신모듈(510)로부터 수신된 측정 정보와 상기 화면(520)에 표시된 정보를 저장하는 데이터 저장부(530), 상기 데이터 저장부(530)에 저장된 정보로부터 취약지점과 총 침투량을 산출하고 피험대상의 생체 상태가 위험수준에 도달했는지 여부를 판단하는 데이터 처리부(540) 및 상기 GUI(500)를 제어하는 GUI 제어부(550)를 구비하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 취약지점은 화학가스 유입량이 소정의 양보다 많은 부위이고, 상기 총 침투량은 피험대상이 화학가스에 노출된 양이다.
상기 화면(520)은 상기 복수의 제1 센서부(310) 각각에서 측정되고 있는 화학가스량(521a, 521b, 521c, 521d, 521e)을 시간축에 따라 연속적으로 표시할 수 있다.
상기 데이터 처리부(540)는 상기 복수의 제1 센서부(310)로부터 측정된 각 화학가스량(521a, 521b, 521c, 521d, 521e)을 사전에 설정된 제1 기준량과 비교하고, 상기 복수의 제1 센서부(310) 중 상기 제1 기준량보다 많은 화학가스량이 측정된 제1 센서부(310)를 취약지점이라고 산출할 수 있다. 즉, 상기 복수의 제1 센서부(310) 중 상기 제1 화학가스센서부(310A)에서 측정된 화학가스량(521a)이 상기 제1 기준량을 초과하는 경우, 상기 제1 화학가스센서부(310A)를 취약지점이라고 산출할 수 있다. 상기 취약지점은 복수로 산출될 수 있다.
상기 데이터 처리부(540)에서 취약지점으로 산출된 제1 센서부(310)는 상기 화면(520)에 현재 취약지점이 어디인지 별도의 취약지점 문구(523)로 표시될 수 있다.
상기 데이터 처리부(540)는 측정시간 동안 상기 복수의 제1 센서부(310)로부터 측정된 각 화학가스량(521a, 521b, 521c, 521d, 521e)을 합산하여 상기 총 침투량을 산출할 수 있다. 즉, 상기 총 침투량은 도 8을 참조하면 시간축에 대한 각 화학가스량(521a, 521b, 521c, 521d, 521e)의 적분값들을 합산하여 산출될 수 있다. 여기서, 상기 측정시간은 상기 GUI(500)에서 측정 정보를 수신하기 시작하는 시점인 측정 시작 시점부터 측정이 이루어지고 있는 현재 시점까지의 기간일 수 있다. 상기 측정 시작 시점은 상기 GUI(500)에서 측정 정보를 수신하기 시작한 이후의 임의의 시점으로 조정될 수도 있다.
상기 데이터 처리부(540)에서 산출된 상기 총 침투량은 상기 화면(520)에 총 침투량이 얼마인지 별도의 총 침투량 문구(526)로 표시될 수 있다.
그리고, 상기 데이터 처리부(540)에서 산출된 상기 총 침투량이 사전에 결정된 제2 기준량보다 많으면 상기 화면(520)에 시험 중단 문구(527)가 표시될 수 있다.
여기서, 상기 제1 센서부(310)에서 측정된 화학가스량 정보는 사전에 PAD를 이용해 정량화된 농도값으로 교정될 수 있다.
상기 데이터 처리부(540)는 상기 복수의 제2 센서부(320)로부터 측정된 각 생체 상태 정보를 사전에 설정된 각 정상 상태 범위와 비교하고, 각 생체 상태 정보 중 적어도 하나가 그에 대응되는 정상 상태 범위를 벗어나면 위험상태로 판단할 수 있다. 즉, 상기 데이터 처리부(540)는, 상기 심박센서부(320A)로부터 측정된 심박수가 사전에 설정된 최저 심박수에 미달하거나 사전에 설정된 최고 심박수를 초과할 경우 및 상기 체온센서부(320B)로부터 측정된 체온이 사전에 설정된 최저 체온에 미달하거나 사전에 설정된 최고 체온을 초과할 경우 중 적어도 하나에 해당되면 위험상태로 판단할 수 있다.
상기 데이터 처리부(540)에서 위험상태로 판단되면, 상기 화면(520)에 시험 중단 문구(527)가 표시될 수 있다.
도 10은 도 2의 평가 장치를 이용한 화생방개인보호체계 보호성능 평가 방법을 설명하기 위해 보인 순서도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화생방개인보호체계(P) 보호성능 평가 방법은, 피험대상에게 화생방개인보호체계(P)를 착용시키고, 상기 센서부(300) 및 상기 제어부(400)를 상기 화생방개인보호체계(P)의 내측에 장착하는 평가 준비 단계(S21); 상기 평가 준비 단계(S21)를 수행한 피험대상을 화학가스가 충진된 제1 장소(100)에 투입하고, 상기 센서부(300)로 측정되고 상기 제어부(400)를 통해 무선통신으로 송출되는 정보를 상기 GUI(500)가 구비된 제2 장소(200)에서 수신하는 평가 단계(S22); 사전에 결정된 시간이 경과하거나, 상기 제2 장소(200)에서 수신하고 있는 정보가 사전에 결정된 위험치를 넘어설 때, 상기 평가 단계(S22)를 종료하고, 상기 제1 장소(100)의 피험대상을 상기 제1 장소(100)의 외부로 인출하며, 피험대상, 상기 화생방개인보호체계(P), 상기 센서부(300), 상기 제어부(400)의 화학가스를 제거하는 평가 종료 단계(S23);를 구비하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 장소(100)의 외부는 별도로 격리된 화학가스 제거 장소일 수 있다.
본 실시예에 따른 화생방개인보호체계(P) 보호성능 평가 장치 및 방법은, 화학가스량 정보와 피험대상의 생체 상태 정보를 실시간으로 저장하고, 모니터링함으로할 수 있다. 이에 따라, 상기 평가 단계(S22)에서 필요 데이터 수집을 완료하여 상기 평가 단계(S22)의 전후에서 오염이 발생되는 것을 미연에 방지하므로, 화생방개인보호체계(P) 보호성능을 정밀하게 평가할 수 있다. 또, 실시간으로 데이터를 수집하므로, 신속하게 화생방개인보호체계(P) 보호성능을 평가할 수 있다. 또, 상기 평가 단계(S22)에서 피험자가 사전에 결정되어진 동작을 수행할 때 상기 복수의 제1 센서부(310)에서 측정되는 각각의 화학가스량(521a, 521b, 521c, 521d, 521e)을 실시간으로 측정하므로, 각 동작 별로 상기 취약지점을 파악할 수 있다. 또, 실시간으로 상기 총 침투량과 피험대상의 생체 상태를 모니터링하고, 상기 총 침투량이 사전에 결정된 상기 제2 기준량을 초과하거나, 피험대상의 생체 상태가 사전에 결정된 정상 범위를 벗어날 경우, 즉시 시험을 중단할 수 있어, 피험대상의 안전을 확보할 수 있다. 또, 상기 평가 단계(S22)가 종료된 이후에 바로 피험대상, 상기 화생방개인보호체계(P), 상기 제어부(400) 및 제어부(400)의 화학가스를 제거하므로, 실제화학작용제를 사용하여 평가할 때 그 실제화학작용제가 누출되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예의 경우, 상기 센서부(300)는 상기 제1 센서부(310)와 상기 제2 센서부(320)를 구비하여 구성되나, 인체에 무해한 유사화학작용제를 사용하거나, 평가 동작이 무리가 없는 운동수준일 때, 상기 제2 센서부(320) 없이 상기 제1 센서부(310)만 구비하여 구성될 수 있다. 한편, 상기 제2 센서부(320)는 PAD를 이용한 기존의 시험에 적용되어 피험대상의 신체 신호를 모니터함으로써, 화생방개인보호체계를 착용 후 야전활동과 유사한 신체 활동 시 평가의 안전성을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 센서부(300)와 상기 제어부(400)는 유선으로 연결되고 상기 화생방개인보호체계(P)의 내측에 구비되나, 상기 센서부(300)와 상기 제어부(400)는 무선으로 연결되고 상기 센서부(300)는 상기 화생방개인보호체계(P)의 내측에 구비되며 상기 제어부(400)는 상기 화생방개인보호체계(P)의 외측에 구비될 수 있다. 이때, 상기 센서부(300)는 그 센서부(300)를 구동하는데 소요되는 전원부(미도시)와 그 센서부(300)에서 측정된 정보를 상기 제어부(400)의 제1 무선통신모듈(440)로 송출하는 제3 무선통신모듈(미도시)을 더 구비하여 구성될 수 있다. 이 경우의 작용효과는 전술한 실시예와 대동소이하다. 다만, 이 경우, 상기 센서부(300)와 상기 제어부(400)를 연결하는 상기 케이블들(C1, C2, C3)이 삭제되어 피험대상이 활동하기 용이하고, 상기 케이블들(C1, C2, C3)이 상기 센서부(300) 또는 상기 제어부(400)로부터 탈거되는 것이 미연에 방지되며, 상기 제어부(400)에 구비되는 LED(470)를 피험대상이 유관으로 확인할 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 제어부(400)와 상기 GUI(500)는 무선으로 연결되나, 유선으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(400)는 상기 GUI(500)로부터 전력을 공급받아 배터리 운용시간에 제한되지 않고 장시간 평가가 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 화면(520)에는 상기 복수의 제1 센서부(310)로부터 측정되는 각 화학가스량(521a, 521b, 521c, 521d, 521e)이 시간축에 대하여 연속적인 그래프로 표시되고, 상기 취약지점, 상기 총 침투량은 문구(523, 526)로 실시간 표시되고, 상기 복수의 제2 센서부(320)로부터 측정되는 생체 상태 정보는 표시되지 않고, 상기 시험 중단 문구(527)는 상기 총 침투량이 상기 제2 기준량을 초과하거나 상기 생체 상태 정보가 사전에 결정된 정상 상태 범위를 초과할 경우 표시될 수 있다. 그러나, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 화면(520)에는 상기 총 침투량도 시간축에 대하여 연속적인 그래프(524)로 표시될 수 있다. 그리고, 이 경우, 상기 복수의 제1 센서부(310)로부터 측정되는 각 화학가스량 그래프에서 각 그래프(521a, 521b, 521c, 521d, 521e)의 베이스 라인은 보정을 통해 일치되고, 상기 제1 기준량이 상기 시간축에 평행한 선(522)으로 표시되어, 취약지점 안내 문구(523)뿐만 아니라 각 화학가스량 그래프(521a, 521b, 521c, 521d, 521e)로도 취약지점이 어디인지 확인할 수 있도록 하여 식별성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 이 경우, 상기 총 침투량 그래프에도 상기 제2 기준량이 상기 시간축에 평행한 선(525)으로 표시되어, 총 침투량 안내 문구(526)뿐만 아니라 총 침투량 그래프(524)로도 시험 중단 수준에 근접했는지 여부를 확인할 수 있도록 하여 식별성 및 안전성을 향상시킬 수 있다. 한편, 별도로 도시하지는 않았으나, 상기 화면(520)에는 상기 생체 상태 정보도 그래프나 문구로 도시될 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 총 침투량이 상기 제2 기준량을 초과하거나 상기 생체 상태 정보가 사전에 결정된 정상 상태 범위를 초과할 때 상기 GUI(500)의 화면(520)에 시험 중단 문구(527)를 표시하나, 다른 방식으로 시험 중단을 명령할 수 있다. 예를 들어, 상기 GUI(500)의 화면(520)에 시험 중단 문구(527)를 표시하지 않고 상기 GUI(500) 또는 상기 제2 장소(200)에 설치된 스피커(미도시)를 통해 경고음을 알리거나, 상기 GUI(500)의 화면(520)에 시험 중단 문구(527)를 표시하면서 상기 GUI(500) 또는 상기 제2 장소(200)에 설치된 스피커(미도시)를 통해 경고음을 알릴 수 있다. 이 경우, 상기 제2 장소(200)의 모니터링 인원이 상기 GUI(500)의 화면(520)을 주시하고 있지 않더라도 문제 발생 시 즉각 시험을 중단시킬 수 있어, 피험대상의 안전을 향상시킬 수 있다. 다른 예로, 상기 제어부(400)와 상기 제1 장소(100) 중 적어도 하나에 시험 중단을 알리는 화상장치(미도시)와 스피커(미도시) 중 적어도 하나를 설치할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 장소(200)로부터 피험대상에게 시험 중단 명령이 전달되지 않더라도 피험대상이 시험 중단 사실을 인지하여 스스로 시험을 중단하게 함으로써 피험대상의 안전을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 측정시간 동안 상기 복수의 제1 센서부(310)로부터 측정된 각 화학가스량을 합산하여 상기 총 침투량을 산출하나, 상기 측정시간 동안 상기 복수의 제1 센서부(310)로부터 측정된 각 화학가스량의 평균값을 합산하고, 그 합산한 값에 상기 측정시간을 곱하여 상기 총 침투량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 센서부(310)가 제1 화학가스센서부(310A), 제2 화학가스센서부(310B) 및 제3 화학가스센서부(미도시)를 구비하여 구성될 경우, 전술한 실시예에서는 측정시간 동안 상기 제1 화학가스센서부(310A)에서 측정된 화학가스량, 측정시간 동안 상기 제2 화학가스센서부(310B)에서 측정된 화학가스량 및 측정시간 동안 상기 제3 화학가스센서부(미도시)에서 측정된 화학가스량을 합산하여 총 침투량을 산출하나, 측정시간 동안 상기 제1 화학가스센서부(310A)에서 측정된 화학가스량의 평균값, 측정시간 동안 상기 제2 화학가스센서부(310B)에서 측정된 화학가스량의 평균값 및 측정시간 동안 상기 제3 화학가스센서부(미도시)에서 측정된 화학가스량의 평균값을 합하고, 그 평균값들의 합산치에 측정시간을 곱하여 총 침투량을 산출할 수도 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 전원부(420)는 상기 외부 전력원(O), 상기 외부연결단자(422), 상기 충전지(424), 상기 제어부(400) 및 상기 센서부(300)가 기재한 순서를 따라 직렬로 연결되게 구성되나, 다른 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 외부연결단자(422)로부터 공급되는 전력 중 일부가 상기 제어부(400)로 공급되고, 나머지가 상기 충전지(424)를 충전시키도록 구성될 수 있다. 다른 예로, 상기 전원부(420)는 상기 외부연결단자(422)와 상기 충전지(424) 중 하나만 구비하여 상기 외부연결단자(422) 또는 상기 충전지(424)로부터 공급되는 전력이 상기 제어부(400)와 상기 센서부(300)로 공급되도록 구성될 수 있다. 이외에도 상기 전원부(420)를 구성하는 다양한 실시예가 있을 수 있으나 생략하기로 한다.
또한, 본 실시예의 경우, 상기 GUI(500)는 상기 제2 장소(200)에 구비되는 PC로 구성될 수 있으나, 피험대상과 함께 상기 제1 장소(100)에 투입되는 전자기기로 구성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 경우, 생물을 피험대상으로 한 화생방개인보호체계(P) 보호성능 평가 장치와 평가 방법을 설명하였으나, 예를 들어 동작 마네킨 등의 무생물을 피험대상으로 화생방개인보호체계(P) 보호성능을 평가할 수도 있다. 이 경우, 평가 장치와 평가 방법은 전술한 실시예와 대동소이하다. 다만, 이 경우, 평가 장치는 피험대상의 생체 정보를 측정할 필요가 없기 때문에 상기 제1 센서부(310)만 구비하여 구성될 수 있고, 평가 방법은, 도 10에 도시된 바와 같이, 피험대상에게 화생방개인보호체계(P)를 착용시키고, 상기 센서부(300) 및 상기 제어부(400)를 상기 화생방개인보호체계(P)의 내측에 장착하는 평가 준비 단계(S21); 상기 평가 준비 단계(S21)를 수행한 피험대상을 화학가스가 충진된 제1 장소(100)에 투입하고, 상기 센서부(300)로 측정되고 상기 제어부(400)를 통해 무선통신으로 송출되는 정보를 상기 GUI(500)가 구비된 제2 장소(200)에서 수신하는 평가 단계(S22); 사전에 결정된 시간이 경과하면 상기 평가 단계(S22)를 종료하고, 상기 제1 장소(100)의 피험대상을 상기 제1 장소(100)의 외부로 인출하며, 피험대상, 상기 화생방개인보호체계(P), 상기 센서부(300), 상기 제어부(400)의 화학가스를 제거하는 평가 종료 단계(S23');를 구비하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 장소(100)의 외부는 별도로 격리된 화학가스 제거 장소일 수 있다. 이러한 무생물을 피험대상으로 한 화생방개인보호체계(P) 보호성능 평가 장치와 평가 방법은, 소량이 누출되어도 치명적일 수 있는 실제화학작용제를 사용하여 평가할 때 이용될 수 있다.
100: 제1 장소 200: 제2 장소
300: 센서부 310: 제1 센서부
310A: 제1 화학가스센서부 310B: 제2 화학가스센서부
310N: 제n 화학가스센서부 312: 화학가스센서
314: 제1 입출력단자 320: 제2 센서부
320A: 심박센서부 320B: 체온센서부
400: 제어부 410: 센서연결단자
420: 전원부 422: 외부연결단자
424: 충전지 430: 신호처리부
440: 제1 무선통신모듈 450: MCU
500: GUI 510: 제2 무선통신모듈
520: 화면 530: 데이터 저장부
540: 데이터 처리부 550: GUI 제어부
C1: 제1 케이블 C2: 제2 케이블
C3: 제3 케이블 S21: 평가 준비 단계
S22: 평가 단계 S23, S23': 평가 종료 단계

Claims (14)

  1. 피험대상의 목, 손목, 발목, 복부, 등, 가슴 중 적어도 둘 이상의 취약 예상부위와 접촉 가능하도록 상기 피험대상에게 착용되는 화생방개인보호체계의 여러 부위에 설치되어 상기 취약 예상부위를 통해 침투하는 화학가스량을 각각 측정하는 복수의 제1 센서부;
    상기 화생방개인보호체계의 내측에 설치되고, 상기 제1 센서부로부터 측정된 정보를 실시간으로 송출하는 제어부; 및
    제1장소와 이격된 제2장소에 구비되고, 상기 제어부로부터 수신된 정보를 저장하고, 화면에 실시간으로 표시하는 GUI(Graphic User Interface);
    를 포함하고, 상기 GUI는 데이터 처리부를 구비하고, 상기 데이터 처리부는 상기 복수의 제1센서부에서 각각 측정된 화학가스량의 평균값을 합산하고 합산된 값에 측정시간을 곱하여 총 침투량을 산출하고, 화학가스의 취약지점은 측정된 화학가스량이 기설정된 제1기준량보다 많은 경우 상기 화면에 표시되고, 상기 총 침투량이 기설정된 제2기준량보다 많을 경우에 시험 중단 문구가 상기 화면에 표시되고,
    상기 피험대상은 인체에 무해한 유사화학작용제가 채워지고 외부 환경으로부터 격리된 제1장소에 수용되는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 센서부와 유선으로 연결되고, 상기 GUI와 무선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 센서부는,
    화학가스에 의한 화학반응을 전기신호로 변환하는 화학가스센서; 및
    상기 화학가스센서와 연결되는 입출력단자;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    케이블을 통해 상기 제1 센서부의 입출력단자와 연결되는 센서연결단자;
    상기 센서연결단자와 상기 케이블을 통해 상기 제1 센서부에 전력을 공급하는 전원부;
    상기 센서연결단자로부터 수신된 전기신호를 전처리하고, 증폭하며, 디지털 신호로 변환하는 신호처리부;
    상기 신호처리부로부터 수신된 신호를 무선통신을 이용해 상기 GUI로 송출하고, 상기 GUI로부터 송출되는 제어신호를 무선통신을 이용해 수신하는 무선통신모듈; 및
    상기 무선통신모듈을 통해 상기 GUI로부터 수신한 상기 제어신호에 따라 상기 센서연결단자, 상기 전원부, 상기 신호처리부 및 상기 무선통신모듈을 제어하는 MCU(Micro controller unit);를 포함하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 센서부는 상기 케이블을 통해 상기 제어부로부터 전력과 입력신호를 수신하고, 상기 케이블을 통해 상기 제어부로 상기 전기신호를 송출하는 것을 특징으로 하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 센서부는 목, 손목, 발목, 복부, 등 및 가슴 중 적어도 둘 이상의 부위에 구비되는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 GUI는 상기 복수의 제1 센서부로부터 측정된 각 화학가스량을 사전에 설정된 기준량과 비교하고, 상기 복수의 제1 센서부 중 상기 기준량보다 많은 화학가스량이 측정된 제1 센서부를 상기 화면에 실시간으로 표시하는 것을 특징으로 하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 GUI는 상기 복수의 제1 센서부로부터 측정된 각 화학가스량으로부터 피험대상이 화학가스에 노출된 총 침투량을 산출하고, 상기 총 침투량을 상기 화면에 실시간으로 표시하는 것을 특징으로 하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 GUI는 측정 시작 시점부터 현재 시점까지인 측정시간 동안 상기 복수의 제1 센서부로부터 측정된 각 화학가스량을 합산하여 상기 총 침투량을 산출하는 것을 특징으로 하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 GUI는 측정 시작 시점부터 현재 시점까지인 측정시간 동안 상기 복수의 제1 센서부로부터 측정된 각 화학가스량의 평균값을 합산하고, 그 합산한 값에 상기 측정시간을 곱하여 상기 총 침투량을 산출하는 것을 특징으로 하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 GUI는 상기 총 침투량이 사전에 결정된 기준값보다 많으면 시험 중단 문구를 상기 화면에 표시하거나, 스피커로 경고음을 알리거나, 시험 중단 문구를 상기 화면에 표시하고 스피커로 경고음을 알리는 것을 특징으로 하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    피험대상의 생체 상태를 측정하는 제2 센서부를 더 포함하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 센서부는,
    피험대상의 심박수를 측정하는 심박센서부; 및
    피험대상의 체온을 측정하는 체온센서부;를 포함하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 GUI는 상기 생체 상태가 정상 상태의 범위를 벗어나면 시험 중단 문구를 상기 화면에 표시하거나, 스피커로 경고음을 알리거나, 시험 중단 문구를 상기 화면에 표시하고 스피커로 경고음을 알리는 것을 특징으로 하는 화생방개인보호체계 보호성능 평가 장치.
  14. 삭제
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