KR101705542B1 - 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101705542B1
KR101705542B1 KR1020150032640A KR20150032640A KR101705542B1 KR 101705542 B1 KR101705542 B1 KR 101705542B1 KR 1020150032640 A KR1020150032640 A KR 1020150032640A KR 20150032640 A KR20150032640 A KR 20150032640A KR 101705542 B1 KR101705542 B1 KR 101705542B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
concentration
detected
sensor
gas sensor
Prior art date
Application number
KR1020150032640A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160109024A (ko
Inventor
한상도
정유철
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020150032640A priority Critical patent/KR101705542B1/ko
Publication of KR20160109024A publication Critical patent/KR20160109024A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101705542B1 publication Critical patent/KR101705542B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/06—Electric actuation of the alarm, e.g. using a thermally-operated switch

Abstract

본 발명은 LNG, LPG, H2와 같은 연료가스가 누출되면, 가연성 가스 센서가 이를 탐지하고, 경보기, 차단기, 환풍기 및 창문을 연계 제어하여 가스 누출에 의한 화재 및 폭발을 예방하는 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 상기 가연성 가스를 탐지하는 가스센서; 상기 가스센서에서 검출된 전기적 신호를 증폭하여 검지하는 검지부; 및 검지된 신호에 기초하여 경보기, 차단기 및 환풍기를 제어하는 제어부를 포함하는 가스 누출 폭발 화재 방지 장치와 가스 센서가 상기 가연성 가스를 검지하는 단계; 검지된 가스의 농도와 기준 가스 농도를 비교하는 단계; 검지된 가스의 농도가 설정된 시간 이상 기준 가스 농도를 초과하는 경우 폭발 위험 경보를 발생시키는 단계; 및 검지된 가스의 농도에 기초하여 차단기 및 환풍기를 제어하는 단계를 포함하는 가스 누출 폭발 화재 방지 방법을 제공한다.

Description

가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 및 그 제어 방법{DEVICE FOR PREVENTING GAS LEAK FIRE / EXPLOSION INCIDENT USING GAS SENSOR AND METHOD FOR CONTROLING THE APPARATUS}
본 발명은 LNG, LPG, H2와 같은 연료가스가 누출되면, 가연성 가스 센서가 이를 탐지하고, 경보기, 차단기, 환풍기 및 창문을 연계 제어하여 가스 누출에 의한 화재 및 폭발을 예방하는 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공장이나 화력 발전소 등에서 산업용 연료로서 천연가스(LNG)나 액화석유가스(LPG) 등의 화석 에너지가 주로 사용된다. 이러한 가스들은 가연성 가스들로서 누출시 화재 및 폭발로 이어져 재산 및 인명 피해 등 막대한 손실을 불러일으킬 위험이 존재하기 때문에, 가스 누출을 미연에 방지하고, 누출시 신속하게 이를 감지하여 피해의 확산을 막기 위한 대처가 필요하다. 이를 위해, 최근 들어, 공장이나 화력 발전소 등 가스 누출 염려가 있는 장소에는 가스 누출 감지 시스템이 속속 도입되고 있다.
종래의 가스 누출 감지 시스템은 가스감지기와 중앙관제기를 포함한다. 상기 가스감지기는 가스 누출이 예견되는 복수의 위치에 각각 비치되어 실시간으로 가스 누출 여부를 감지한다. 각 가스감지기에서 감지된 신호는 중앙관제기로 전송되고, 중앙관제기에서는 이러한 신호들을 수집 및 분석하여 실시간으로 가스 누출 여부를 감시하며, 이상 신호가 발견되는 경우 가스 누출 비상경보를 발령함으로서 가스 누출 사고에 신속하게 대처할 수 있게 되는 것이다.
그러나 이러한 종래의 가스 누출 감지 시스템은 가스 누출이 염려되는 복수의 구역에 각각 별개의 가스감지기를 구비하여야 하는데, 비교적 고가인 가스감지기를 복수 개 설치하여야 하므로 설비비가 증가하는 문제를 가진다.
가스 누출 탐지를 위한 종래 기술에는 "가스누출감지가 가능한 자동가스차단기"(한국특허공개 제10-2014-0024722호), 가스 공급 장치의 가스 누출 감지시스템 및 가스 누출감지방법"(한국특허공개 제10-2008-0093189호) 및 "가스누출 방지 시스템 및 그것을 이용한 가스누출 방지 방법"(한국특허공개 제10-2005-0118068호)등이 있으나 종래의 가스 누출 감지 시스템은 단지 가스 누출만을 감지할 뿐이므로 가스 누출이후의 효과적인 대응을 위한 환풍기 및 창문을 연계 제어하는 구성은 개시하지 못하고 있다.
본 발명은 종래의 가스 누출 감시 시스템의 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 특히 LNG, LPG, H2와 같은 연료가스가 누출되면, 가연성 가스 센서가 이를 탐지하고, 경보기, 차단기, 환풍기 및 창문을 연계 제어하여 가스 누출에 의한 화재 및 폭발을 예방하는 장치 및 그 제어 방법을 제공 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징은 가연성 가스 누출 폭발 화재를 방지하는 장치로서, 상기 가연성 가스를 탐지하는 가스센서; 상기 가스센서에서 검출된 전기적 신호를 증폭하여 검지하는 검지부; 및 검지된 신호에 기초하여 경보기, 차단기 및 환풍기를 제어하는 제어부를 포함하는 가스 누출 폭발 화재 방지 장치를 제공한다.
이때, 상기 검지된 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 보상부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 가스센서는 세라믹 담체상와 상기 담체상에 형성된 히터 및 가스 검지 전극을 포함할 수 있다.
이때, 상기 가스 검지 전극은 한 쌍으로 구비되고 각 가스 검지 전극의 일부는 서로 평행하도록 배열되며 상기 히터는 상기 가스 검지 전극 배열을 감싸는 형태로 배치될 수 있다.
상기 히터는 백금으로 이루어지고 상기 가스 검지 전극은 CNT-SnO2(탄소나노튜브를 코어로하는 나노 주석 산화물)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 CNT-SnO2는 CNT 대 SnO2 의 질량 비율이 80% 대 20% 내지 98% 대 2%의 비율을 가진다.
이때, 상기 가스 검지 전극의 저항값 변화는 가스 농도와 선형 비례한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징은 가연성 가스 누출 폭발 화재를 방지하는 방법에 있어서, 가스 센서가 상기 가연성 가스를 검지하는 단계; 검지된 가스의 농도와 기준 가스 농도를 비교하는 단계; 검지된 가스의 농도가 설정된 시간 이상 기준 가스 농도를 초과하는 경우 폭발 위험 경보를 발생시키는 단계; 및 검지된 가스의 농도에 기초하여 차단기 및 환풍기를 제어하는 단계를 포함하는 가스 누출 폭발 화재 방지 방법을 제공한다.
이때, 상기 검지하는 단계는 상기 가연성 가스의 농도가 0.1%인 경우 상기 센서의 출력 전압을 25mV로 설정할 수 있다.
이때, 상기 경보를 발생시키는 단계는 폭발 하한계 농도의 1/5 이하의 가스 농도 검지하거나, 상기 가연성 가스가 설정된 시간 이상 검지될 경우 위험 경보를 발생시킬 수 있다.
이때, 상기 출력 전압은 측정하고자 하는 가연성 가스의 종류에 따라 다른 값으로 설정 가능하다.
이때, 상기 검지된 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 노이즈 보상 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 가스센서는 세라믹 담체상와 상기 담체상에 형성된 히터 및 가스 검지 전극을 포함하고, 상기 가스 검지 전극은 한 쌍으로 구비되고 각 가스 검지 전극의 일부는 서로 평행하도록 배열되며 상기 히터는 상기 가스 검지 전극 배열을 감싸는 형태로 배치될 수 있다.
개시된 기술의 실시예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에 따른 가스 누출에 의한 화재 및 폭발을 예방하는 장치 및 그 제어 방법은 가스 누출을 검출한 후, 경보와 공급라인 차단, 환기팬 구동을 동시에 수행하므로 가스 누출에 의한 화재 및 폭발의 효과적인 예방이 가능하다.
도 1은 본 발명의 따른 가연성 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 접촉 연소식 가스센서의 검지 센서를 이루는 탄소나노투브를 코어로 하는 나노 주석 산화물의 형성 방법을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 접촉 연소식 가스센서를 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 접촉 연소식 가스센서의 제조 방법의 순서도이다.
도 5a는 탄소나노투브를 코어로 하는 나노 주석 산화물의 입자 구성도이다.
도 5b는 탄소나노투브를 코어로 하는 나노 주석 산화물의 현미경 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 접촉 연소식 가스센서의 측정 감도를 설명하는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 따른 가연성 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 동작 예를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 따른 가연성 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치의 회로도이다.
도 9는 가스의 위험농도 설정값에 따른 위험 판단 패턴을 보여주는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치의 시제품 사진이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
가연성 연료 가스(LNG, LPG, 수소 등)는 일반 가정 및 산업체에서 널리 사용되고 있으나, 가연성 연료 가스는 쉽게 폭발하는 특성으로 인하여 누출로 인하여 인명과 재산의 피해가 발생될 수 있다. 따라서 초기의 미량 누시 이를 탐지하여 대처하는 것이 중요하다.
본 발명은 평판형 접촉연소식 가스센서를 이용하여 개선된 가스 검지 성능을 가지며, 가스 검지와 연동하여 필요한 조치를 수행하는 장치에 관한 것이다.
본 발명에서 평판형 접촉연소식 가스센서는 누출이 예상되는 곳, 즉 연결부위, 공기 중 노출 부위, 외부환경이 열악한 곳, 이동이나 교체가 잦은 곳, 마모나 변질이 심한 곳 등에 배치되어 ppm(part per million, 1ppm=0.0001%) 단위의 소량 누출을 검지한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가연성 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치(100)의 블록도이다.
본 실시예에서 가스 누출 폭발 화재 방지 장치(100)는 전원부(110), 가스센서(120), 검지부(130), 보상부(140), 제어부(150), 엑추에이터 출력부(160), 경보기(170), 차단기(180) 및 환풍기(190)를 포함한다.
전원부(110)는 가스센서(120), 검지부(130), 보상부(140), 제어부(150), 엑추에이터 출력부(160), 경보기(170), 차단기(180) 및 환풍기(190)에 전력을 공급한다.
가스센서(120)는 평판형 접속연소식 가스센서로 이루어질 수 있다. 평판형 접속연소식 가스센서는 세라믹 담체와 담체상에 형성된 히터 및 가스 검지 전극으로 이루어진다.
평판형 접속연소식 가스센서는 가연성 가스가 산소와 반응할 때 발생되는 반응열(연소열)을 이용하는 센서다. 대부분의 가연성 가스는 탄소와 수소로 이루어지며 이들이 완전히 산화되어 H2O와 CO2로 될 때 발열량이 가장 크다. 가스의 완전 산화는 저온에서 이루어지기 어렵고 그 반응 속도도 느리기 때문에, 반응 속도를 높이고 저온에서도 산화 반응이 쉽게 일어나게하기 위해 촉매를 사용한다. 촉매로서 P형 반도체 세라믹, 팔라듐(Pd) 또는 백금(Pt)이 사용된다. 본 발명에서는 촉매로서 CNT-SnO2(탄소나노튜브를 코어로하는 나노 주석 산화물)을 사용한다. CNT-SnO2는 CNT 대 SnO2 의 질량 비율이 80% 대 20% 내지 98% 대 2%의 비율을 가질 수 있다.
접촉연소식 누출 가스센서는 촉매를 센서 표면에 가능하면 균일하고 미세하게 분포하도록 하고, 될수록 많이 담지할 수 있는 다공질 세라믹스를 0.5~1.0mm 크기의 담체를 사용한다. 이 담체 속에 0.03~0.05mm의 금속코일 열선을 내장한다. 금속코일 열선에 전원을 인가하여 담체를 200~500°C로 가열하고 가스가 가열된 담체에 접촉하면 연소반응이 일어난다.
연소반응에 의하여 담체의 온도가 더 상승하고 담체 내의 금속열선의 온도도 상승한다. 이에 따라 가스 검지 전극의 저항값이 변화하는데 그 변화값은 온도변화 에 비례하고 가연성가스의 농도와 반응열에 비례한다.
도 3은 본 발명에 따른 접촉 연소식 가스센서를 보여주는 사진이다.
도시된 바와 같이 가스센서는 세라믹 기판상에 형성된 히터 및 가스 검지 전극을 포함한다. 구체적으로 가스 검지 전극은 한 쌍으로 구비되고 각 가스 검지 전극의 일부는 서로 평행하도록 배열되며 히터는 가스 검지 전극 배열을 감싸는 형태로 배치된다.
이때, 히터는 백금으로 이루어지고 가스 검지 전극은 CNT-SnO2(탄소나노튜브를 코어로하는 나노 주석 산화물을 포함한다.
세라믹 기판으로서 알루미나 기판이 사용되며, 기판의 크기는 가로 0.17mm, 세로 0.4mm의 크기로하고, 그 위에 50㎛의 백금 선으로 히터 및 가스 검지 전극을 형성한다. 가스 검지 전극은 CNT-SnO2를 포함하여 연소 반응이 효과적으로 이루어지도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 접촉 연소식 가스센서의 검지 센서를 이루는 탄소나노투브를 코어로 하는 나노 주석 산화물의 형성 방법을 보여주며, 본 발명에서 CNT-SnO2는 질량 비중 CNT 95% 대 SnO2 5%의 비율을 가지도록 형성한다.
도 4는 본 발명에 따른 접촉 연소식 가스센서의 제조 방법의 순서도로서, 기판 준비단계(S410), 다이싱 단계(S420), 패턴 형성 단계(S430), 패턴 증착 단계(S440), 패키지 단계(S450) 및 테스트 단계(S460)에 의해 제조된다.
S430 단계는 백금 패이스트(paste)를 스크린 프린트하여 후막으로 형성할 수 있고, S440 단계는 900℃에서 20분간 열처리에 의해 수행된다. 이때, 검지 물질로서 입경 3㎛이하의 알루미나(alumina) 분말과 입경 0.5㎛이하의 나노 티타니아(nano titania) 분말을 백금 촉매에 분산하여 코일을 제조한다.
S460 단계에서는 표준 농도의 가연성 가스를 밀봉 챔버에 주입하여 농도에 따른 전압 출력 특성을 측정한다.
도 5a는 탄소나노투브를 코어로 하는 나노 주석 산화물의 입자 구성도이다.
도 5b는 탄소나노투브를 코어로 하는 나노 주석 산화물의 현미경 사진이다.
접촉 연소식 가스센서는 가스의 연소열로 발생하는 가스 검지 전극에 인가되는 전류 또는 전압의 변화를 이용하여 가스 누출을 검출하므로, 저농도(1000ppm, 0.1%이하)의 가스 측정에는 둔감한 반응을 나타내나, 온도, 습도 및 다른 가스들에 대한 선택적 반응성이 우수한 장점을 가진다.
한편, 제조된 센서는 가연성 가스 농도에 따른 감도(출력 전압의 변화, ΔmV) 측정이 필요하다.
도 6은 본 발명에 따른 접촉 연소식 가스센서의 측정 감도를 설명하는 그래프로서, 프로판, 메탄 및 수소에 대한 감도를 보여준다. 300℃에서 실시한 감도 측정 결과 0.1% 농도에서 25mV의 출력이 발생하였으며, 프로판에서의 감도가 제일 우수한 것을 확인하였다.
검지부(130)는 가스 검지 전극에 인가되는 전류, 전압 또는 저항 변화를 이용하여 가스 누출을 검출한다.
센서의 온도, 습도에 따른 변화를 보상하기 위해 거의 특성이 같지만, 연소반응이 일어나지 않는 소자(F2)로 가스센서(120)와 직렬로 연결한다. 가스가 접촉하면 가스센서(120) 에서만 연소반응이 일어나 저항이 증가하므로 브리지의 평형 전압이 깨지게 된다.
따라서 연소열만큼 센서의 온도가 올라가며 온도상승분 만큼 소자의 저항값은 증가(ΔR)한다. 이를 식으로 표현하면 다음과 같다.
Figure 112015022953775-pat00001
수학식 1에서, p는 백금 코일의 저항 온도계수이고 ΔT는 연소열 상승분, α는 사용된 촉매에 의해 결정되는 상수,C는 가연성 가스 농도, Q는 가연성 가스의 분자 연소열, h는 분사 연소열이다. p, α, h는 센서의 특징에 의해 결정된다.
ΔR은 가스의 종류가 결정되면 가스의 농도에 따라 1차 선형 비례하므로 출력 전압이 직선으로 증가한다. 따라서 공기 중의 다른 불연성 가스의 영향을 받지 않는 이점을 가진다.
보상부(140)는 검지된 신호에 포함된 노이즈를 제거한다.
제어부(150)는 검지된 신호에 기초하여, 경보기(170), 차단기(180) 및 환풍기(190)를 제어한다.
구체적으로 제어부(150)는 검지 대상 가스에 대한 폭발 하한계(Lower Explosive Limit, LEL) 데이터를 가지며 검지된 신호-즉, 가연성 가스의 농도에 따라 제어를 수행한다.
표 1은 주요 가연성 가스의 특성을 보여준다.
Figure 112015022953775-pat00002
예를 들어 메탄을 주성분으로 하는 LNG의 경우 5.0%Vol. 농도를 100%LEL로 보고 있으며, 어떤 공간의 가연성 가스 농도가 100%LEL의 1/4인 25%LEL을 초과한 경우에는 폭발 가능성이 높은 것으로 간주하여 즉각적인 조치가 필요하다.
예를 들어, 지하공간이나 식당 같이 밀폐된 공간에서의 가연성 가스가 누출될 경우는 공급벨브의 차단도 중요하지만 공간에 쌓인 가스를 밖으로 신속히 배출시키는 것도 중요하다.
제어부(150)는 검지된 가스 농도가 높아 폭발 가능성이 높다고 판단하면 엑추에이터 출력부(160)를 통해 경보기(170), 차단기(180) 및 환풍기(190)를 동작시킨다.
도 7은 본 발명의 따른 가연성 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 동작 예를 나타내는 그래프이다.
가연성 가스가 0.1%(1000ppm)에 다다르면 경보기(170)가 동작하고, 0.1%의 농도가 10초 이상 유지되며 가연성 가스의 농도가 증가(0.12%)하는 것으로 판단되면 제어부(150)는 차단기(180) 및 환풍기(190)를 동작시킨다.
폭발 사고 방지를 위해 가연성 가스의 검지 농도는 해당 가연성 가스의 폭발 하한계 농도의 1/5 보다 낮게 설정함이 바람직하다.
도 8은 본 발명의 따른 가연성 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치의 회로도이다.
제어부(150)의 제어에 의해 액추에이터 출력부(160)의 릴레이가 동작하여 환풍기(190)를 구동하여 누출 가스를 배출시킨다.
이때, 환풍기(190) 정지는 가연성 가스의 잔류를 방지하기 위해 환풍기(190) 구동을 위해 설정된 가스 농도보다 낮게 설정할 수 있다.
즉, 누출 가스가 0.1% 농도일 때 누출 검지전압(가스 센서의 출력 전압)이 25mV로 설정되었다면 환풍기의 구동을 멈추기 위한 조건은 초기 검지전압보다 낮게 설정될 수 있다. 일예로 초기 검지전압의 1/2값이 12.5mV로 설정할 수 있다.
구체적으로 환풍기를 동작시키는 제어는 가스 센서(120)의 가변저항 VR2에 의해 설정된 검지전압이 가스농도(control point)에 도달했을 수행되고 , 환풍기를 정지시키는 제어는 초기 검지전압의 1/2수준이 되게 가변저항 VR1을 설정하여 수행된다.
상술한 제어에 따른 자동 환기는 산업현장에서 발생될 수 있는 가연성 가스 뿐만 아니라 유해, 독성가스의 누출을 감지, 옥외로 배출하는데도 유용하게 사용가능하다.
도 9는 가스의 위험농도 설정값에 따른 위험 판단 패턴을 보여주는 그래프이다.
프로판 가연성 가스의 누출 위험농도 설정값을 0.1%로 하고 가스센서 출력전압을 25mV로 설정하고 경보 발생 유보시간을 10초로 하였다.
위험농도 설정값은 가스종류에 따라서 각각 설정이 가능하고, 이에 상응하는 센서 출력값은 센서의 종류에 따라서 혹은 각 센서의 감도 성능에 따라서 다르게 설정가능하다. 따라서 각 센서별 특정가스에 대한 감도특성을 측정분석평가한 후 전압값을 결정하는 것이 바람직하다.
한편, 경보 발생 유보시간은 10초보다 길게 혹은 더 짧게 설정가능하다. 이러한 설정은 제어부에 프로그램 입력에 의해 수행되며, 센서의 설치환경, 누출예상가스종류에 따라서 결정하는 것이 가능하고, 오경보를 줄이고 사용자의 편의를 도모할 수 있다.
폭발성가스의 누출로 위험을 판단하는 동작 점을 도 9에서는 3종류의 패턴으로 제시한다.
A는 프로판 가스가 0.1%(1000ppm)에 다다르면 경보/차단/환풍의 동작시키는 경우이고, B는 0.1%가 10초 이상 유지되어 가스 누출이 증가(0.12%)하는 경우 동작하도록 한 경우이다. C점은 위험 농도가 10초 동안 지속되지 않으면 동작을 수행하지 않도록 하는 경우이다. 이 C의 경우가 신뢰성이 있고 오경보 등을 줄이는 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치의 시제품 사진이다.
도시된 바와 같이 환풍기가 가스 누출 폭발 화재 방지 장치에 결합되어 제어 되므로 가스 누출시 경보 발생과 함께 가스의 신속한 배출이 가능하다.
100 : 가스 누출 폭발 화재 방지 장치
110 : 전원부 120 : 가스센서
130 : 검지부 140 : 보상부
150 : 제어부 160 : 엑추에이터 출력부
170 : 경보기 180 : 차단기
190 : 환풍기

Claims (15)

  1. 가연성 가스 누출 폭발 화재를 방지하는 장치로서,
    상기 가연성 가스를 탐지하는 가스센서;
    상기 가스센서에서 검출된 전기적 신호를 증폭하여 검지하는 검지부; 및
    검지된 신호에 기초하여 경보기, 차단기 및 환풍기를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 가스센서는 세라믹 담체상와 상기 담체상에 형성된 히터 및 가스 검지 전극을 포함하며,
    상기 가스 검지 전극은 한 쌍으로 구비되고 각 가스 검지 전극의 일부는 서로 평행하도록 배열되며 상기 히터는 상기 가스 검지 전극 배열을 감싸는 형태로 배치되는 가스 누출 폭발 화재 방지 장치.
  2. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 1에 있어서,
    상기 검지된 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 보상부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터는 백금으로 이루어지고 상기 가스 검지 전극은 CNT-SnO2(탄소나노튜브를 코어로하는 나노 주석 산화물)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 CNT-SnO2는 CNT 대 SnO2 의 질량 비율이 80% 대 20% 내지 98% 대 2%의 비율을 가지는 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 검지 전극의 저항값 변화는 가스 농도와 선형 비례하는 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 경보기, 상기 차단기 및 상기 환풍기를 구동하는 엑추에이터 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 장치.
  9. 가연성 가스 누출 폭발 화재를 방지하는 방법에 있어서,
    가스 센서가 상기 가연성 가스를 검지하는 단계;
    검지된 가스의 농도와 기준 가스 농도를 비교하는 단계;
    검지된 가스의 농도가 설정된 시간 이상 기준 가스 농도를 초과하는 경우 폭발 위험 경보를 발생시키는 단계; 및
    검지된 가스의 농도에 기초하여 차단기 및 환풍기를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 경보를 발생시키는 단계는 폭발 하한계 농도의 1/5 이하의 가스 농도를 검지하거나, 상기 가연성 가스가 설정된 시간 이상 검지될 경우 위험 경보를 발생시키는 가스 누출 폭발 화재 방지 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 검지하는 단계는 상기 가연성 가스의 농도가 0.1%인 경우 상기 센서의 출력 전압을 25mV로 설정하는 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 출력 전압은 측정하고자 하는 가연성 가스의 종류에 따라 다른 값으로 설정 가능한 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 9에 있어서,
    상기 검지된 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 노이즈 보상 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 가스 센서는 평판형 접촉 연소식 가스센서인 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 가스센서는 세라믹 담체상와 상기 담체상에 형성된 히터 및 가스 검지 전극을 포함하고,
    상기 가스 검지 전극은 한 쌍으로 구비되고 각 가스 검지 전극의 일부는 서로 평행하도록 배열되며 상기 히터는 상기 가스 검지 전극 배열을 감싸는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 누출 폭발 화재 방지 방법.
KR1020150032640A 2015-03-09 2015-03-09 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 및 그 제어 방법 KR101705542B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150032640A KR101705542B1 (ko) 2015-03-09 2015-03-09 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 및 그 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150032640A KR101705542B1 (ko) 2015-03-09 2015-03-09 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 및 그 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160109024A KR20160109024A (ko) 2016-09-21
KR101705542B1 true KR101705542B1 (ko) 2017-02-10

Family

ID=57080227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150032640A KR101705542B1 (ko) 2015-03-09 2015-03-09 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 및 그 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101705542B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230094653A (ko) 2021-12-21 2023-06-28 한국해양대학교 산학협력단 고압가스 저장탱크용 화재 방지 시스템

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6934292B2 (ja) * 2016-10-31 2021-09-15 新コスモス電機株式会社 換気システム
KR102030453B1 (ko) 2017-12-05 2019-10-10 주식회사 레딕스 전통시장 전기화재 예방 시스템 및 방법
KR102517270B1 (ko) 2018-01-02 2023-04-03 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그의 제어방법
KR102658776B1 (ko) * 2023-12-18 2024-04-18 주식회사 세아정보통신 복수의 유해 가스 검출 모듈을 활용한 구역 별 유해 가스 검출 모니터링 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100810120B1 (ko) * 2006-11-28 2008-03-06 한국에너지기술연구원 자외선 발광소자와 자외선-촉매를 적용한 접촉연소식가연성 가스센서
JP2010217139A (ja) 2009-03-19 2010-09-30 Figaro Eng Inc ガスセンサ及びガス検出方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050081691A (ko) * 2004-02-16 2005-08-19 세주엔지니어링주식회사 접촉연소식 소형 가스센서 제조방법 및 접촉연소식 소형가스센서를 이용한 가스센서
KR20130098791A (ko) * 2012-02-28 2013-09-05 피앤씨테크 주식회사 주방용 자동소화장치의 환기 제어 시스템 및 그 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100810120B1 (ko) * 2006-11-28 2008-03-06 한국에너지기술연구원 자외선 발광소자와 자외선-촉매를 적용한 접촉연소식가연성 가스센서
JP2010217139A (ja) 2009-03-19 2010-09-30 Figaro Eng Inc ガスセンサ及びガス検出方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230094653A (ko) 2021-12-21 2023-06-28 한국해양대학교 산학협력단 고압가스 저장탱크용 화재 방지 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160109024A (ko) 2016-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101705542B1 (ko) 가스센서를 이용한 가스 누출 폭발 화재 방지 장치 및 그 제어 방법
CN101410711B (zh) 接触燃烧式气体传感器及其探测元件以及补偿元件
US10578573B2 (en) Diagnostics for catalytic structures and combustible gas sensors including catalytic structures
CN110044407B (zh) 检测电气故障的方法、实现该方法的装置以及电气外壳
US7236095B2 (en) Solid state sensor for carbon monoxide
US20110207064A1 (en) Monitoring Flare Stack Pilot Burners
El Matbouly et al. Assessment of commercial micro-machined hydrogen sensors performance metrics for safety sensing applications
US3507145A (en) Indium sesquioxide thin film combustible gas detector
US20220260512A1 (en) Gas detection device and gas detection process with a detector and with a modulator
US20110100087A1 (en) Sensor for gases emitted by combustion
Hayashi et al. Smoldering fire detection using low-power capacitive MEMS hydrogen sensor for future fire alarm
WO1999017110A1 (en) Combustible gas sensor with integral hydrogen generator
RU2132551C1 (ru) Способ эксплуатации газового датчика
KR20220066546A (ko) 가스특성 시험장치 및 그 방법
Samotaev et al. Detection of smokeless pyrolysis of organic materials by metal oxide gas sensor
JP6347976B2 (ja) 水素ガスセンサ及び水素ガス検知方法
Ihokura et al. Use of tin dioxide sensor to control a domestic gas heater
KR20210038552A (ko) 가스 검지 장치
US20210148853A1 (en) In_situ oxygen analyzer with solid electrolyte oxygen sensor and ancillary output
Sekhar et al. Independent testing and validation of prototype hydrogen sensors
TWI798261B (zh) 氣體偵測裝置
Symons Catalytic gas sensors
JPH04147048A (ja) ガス検知装置
KR20120085003A (ko) 대기에서의 환원성 가스를 모니터링 할 수 있는 반도체 센서 기반 장치
JP6873803B2 (ja) ガス検知装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191210

Year of fee payment: 4