KR101721607B1 - 회전형 미세먼지 성분 분석 장치 및 그를 이용한 분석 방법 - Google Patents

회전형 미세먼지 성분 분석 장치 및 그를 이용한 분석 방법 Download PDF

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Abstract

시료 공기를 제공하는 분립장치부; 상기 분립장치부와 연결되고 하단에는 중공부 및 그를 둘러싼 실링부재를 구비하는 시료 공기 주입부, 상기 시료 공기 주입부 하부에 위치하되 스테인레스망과 그를 둘러싼 실링부재로 구성된 다수의 여과지 홀더 및 데크 중심축을 구비하는 회전형 데크, 상기 데크 중심축을 회전시키되 포집 시간과 상기 데크의 회전 각도를 조절하는 회전 제어부에 연결된 모터, 상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더 하부에 배치되고 상기 여과지를 통과한 시료 공기를 배기하는 배기부, 상기 데크 상에 상기 시료 공기 주입부와 나란히 위치하는 X-선 형광분석부 및 포집 과정동안 상기 시료 공기 주입부와 상기 배기부 및 상기 데크의 밀착과 해제를 제어함과 동시에 상기 X-선 형광분석부를 제어하는 데크 제어부로 구성된 데크 스테이지부; 및 상기 배기부와 연결되고, 상기 시료 공기의 일정한 유속을 유지시키는 펌프부를 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 장치 및 그를 이용한 미세먼지 성분 분석 방법을 제공한다.

Description

회전형 미세먼지 성분 분석 장치 및 그를 이용한 분석 방법{Apparatus for rotating-type analyzing particles in particulate matter and analyzing method using the same}
본 발명은 미세먼지 성분 분석 장치 및 그를 이용한 분석 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내공기 중 미세먼지 내 중금속을 연속적으로 실시간 분석이 가능한 회전형 미세먼지 성분 분석 장치 및 그를 이용한 분석 방법에 관한 것이다.
인간은 대부분의 시간을 실내에 머물고 있으므로, 실내 환경 오염물질 관리의 중요성은 점점 커진다고 볼 수 있다. 실내 공기의 주된 오염물질인 미세먼지는 주방의 조리, 실내 전자 제품의 사용 증가, 대기 중의 황사의 유입, 건물 내외장제의 화학물질 유입 등이 그 원인이라 할 수 있다. 상기 미세먼지는 인간에게 각종 질환을 일으키는 위험 요소이므로 관리해야 할 주요 환경 문제 중 하나라 볼 수 있다.
실내 공기에 부유하고 있는 미세먼지는 입자 종류별 크기와 농도 뿐 만이 아니라, 상기 미세먼지 내부의 중금속 농도와 종류 또한 인체 건강에 영향을 미친다. 따라서 실내 미세먼지가 어디에서 발생하였는지 오염원 즉, 발생원의 파악은 환경적 보건적으로 매우 중요한 사항이라 볼 수 있다.
상기의 오염원 파악을 위해서 현재까지는 실내 미세먼지 내 중금속 농도의 비를 예상되는 오염원의 것과 비교하여 추정하는 방법을 주로 사용하고 있다.
상기 미세먼지 내의 중금속 분석은 중량법을 이용하는 것이 일반적인데, 여과지에 특정 크기 이하로 선별된 미세먼지를 모아 포집하고, 이 필터를 산처리 등을 통한 전처리 이후 유도결합 플라즈마 질량분석법(ICP-MS, Inductively coupled plasma ?? mass spectroscopy)의 기기분석을 통해 상기 중금속의 농도를 산출하고 있다.
현장에서 시간에 따라 변이가 큰 미세먼지 농도의 특성 상 상기와 같은 분석방법은 적절한 분석이 어려울 수 있다. 그 이유는 중량법을 이용한 시료포집 시간이 최소 6시간 이상 소요되기 때문이다. 또한, 상기 시간에 따라 시료 포집을 위한 여과지의 교체도 작업자가 직접 수행해야하는 불편함도 있다.
한국 공개특허 제10-2016-0103766호(공개일 : 2016.09.02.) 한국 등록특허 제10-1278289호(등록일 : 2013.06.18.)
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 다수의 여과지 홀더가 위치한 회전형의 데크 및 X-선 형광분석부를 구비함으로써 실시간 연속적으로 미세먼지 내 입자들, 보다 상세하게는 중금속 분석이 가능한 회전형 미세먼지 성분 분석 장치 및 그를 이용한 분석 방법을 제공하는 것에 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 시료 공기를 제공하는 분립장치부; 상기 분립장치부와 연결되고 하단에는 중공부 및 그를 둘러싼 실링부재를 구비하는 시료 공기 주입부, 상기 시료 공기 주입부 하부에 위치하되 스테인레스망과 그를 둘러싼 실링부재로 구성된 다수의 여과지 홀더 및 데크 중심축을 구비하는 회전형 데크, 상기 데크 중심축을 회전시키되 포집 시간과 상기 데크의 회전 각도를 조절하는 회전 제어부에 연결된 모터, 상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더 하부에 배치되고 상기 여과지를 통과한 시료 공기를 배기하는 배기부, 상기 시료 공기 주입부와 나란히 위치하는 X-선 형광분석부 및 포집 과정동안 상기 시료 공기 주입부와 상기 배기부 및 상기 데크의 밀착과 해제를 제어함과 동시에 상기 X-선 형광분석부를 제어하는 데크 제어부로 구성된 데크 스테이지부; 및 상기 배기부와 연결되고, 상기 시료 공기의 일정한 유속을 유지시키는 펌프부를 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 장치를 제공한다.
또한, 상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 스테인레스망과 그를 둘러싼 실링부재로 구성된 다수의 여과지 홀더 및 데크 중심축을 구비하는 회전형 데크가 일정 각도 회전하고, 상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더 상에 위치한 여과지에 미세먼지를 포집하는 단계; 상기 데크를 일정 각도로 다시 회전시킴으로써 X-선 형광 분석부 아래에 상기 미세먼지가 포집된 여과지를 구비한 여과지 홀더가 위치하고, 그와 동시에 또 다른 하나의 여과지 홀더는 시료 공기 주입부와 배기부 사이에 위치하는 단계; 및 상기 X-선 형광 분석부를 이용하여 상기 여과지 상에 포집된 미세먼지의 성분을 분석함과 동시에 상기 또 다른 하나의 여과지 홀더에 구비된 여과지에는 미세먼지 포집이 다시 진행 되고, 상기의 단계를 연속적으로 반복함으로써 미세먼지 포집과 성분 분석을 동시에 수행하는 것을 포함하는 미세먼지 성분 분석 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 회전형 미세먼지 성분 분석 장치 및 그를 이용한 분석 방법은 다수의 여과지 홀더가 위치한 회전형의 데크 및 X-선 형광분석부를 구비함으로써, 미세먼지 내 입자들 또는 중금속을 실시간 자동으로 분석 가능한 장점이 있다.
또한, 시간에 따른 시료 포집을 위해 작업자가 직접 수행하는 여과지의 교체 작업도 줄어들어 작업의 효율을 향상시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전형 미세먼지 성분 분석 장치를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분립장치부를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 여과지 홀더를 나타낸 구성도,
도 4는 도 1의 I-I′에 대한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회전형 미세먼지 성분 분석 장치를 나타낸 구성도를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 미세먼지 측정 장치는 분립장치부(100), 데크 스테이지부(200), 및 펌프부(300)로 이루어진다. 상기 분립장치부(100)는 시료 공기를 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분립장치부를 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 분립장치부(100)는 충격판(110) 및 수집 필터(120)를 구비한다. 상기 분립장치부(100)에 공기가 유입되면, 1차적으로 먼지 입자들이 충격판(110)에 부착되어 걸러지고, 상기 충격판(110)에 부착되지 않은 먼지 입자는 순차적으로 수집필터(120)에 부착됨으로써 시료공기(10)가 형성될 수 있다. 상기 분립장치부(100)는 상기 충격판(110)에서 상대적으로 큰 먼지 입자들이 부착되고, PM10일 경우 상기 수집 필터(120)에서 10㎛보다 큰 먼지 입자들이 부착됨으로써, 시료 공기(10)를 제공할 수 있다. 또한, PM2.5일 경우, 상기 수집 필터(120)에서 2.5㎛보다 큰 먼지 입자들이 부착됨으로써, 상기 시료 공기(10)를 제공할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 데크 스테이지부(200)에는 상기 분립장치부(100)와 연결되고 하단에는 중공부(255) 및 그를 둘러싼 실링부재를 구비하는 시료 공기 주입부(250)가 위치한다. 상기 분립장치부(100)와 상기 데크 스테이지부(200) 사이의 시료 공기 주입부(250) 일측에는 가열장치(130)가 위치할 수 있다. 따라서, 상기 시료 공기(10) 내의 수분을 증발시킴으로써 미세먼지 측정의 정확도를 더욱 높여줄 수 있다.
상기 시료 공기 주입부(250) 하부에는 회전형의 데크(210)가 위치한다. 상기 데크(210)는 다수의 여과지 홀더(20) 및 데크 중심축(240)을 구비한다. 상기 여과지 홀더(20)들은 상기 데크 중심축(240)을 중심으로 일정 간격 방사상으로 배치된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 여과지 홀더를 나타낸 구성도이다.
도 3을 참조하면, 상기 여과지 홀더(20)는 스테인레스망(20a)과 그를 둘러싼 실링부재(20b)로 구성된다. 상기 실링부재(20b)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene)로 이루어진 것일 수 있다. 외부 환경의 변화에도 견고함을 유지할 수 있는 스테인레스 재질과 마모계수가 낮고 내약품성 및 내후성이 좋은 PTFE 재질로 상기 여과지 홀더(20)를 구성함으로써 내구성이 좋은 여과지 홀더를 구비할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 데크 중심축(240)을 회전시키는 모터(230)는 포집 시간과 상기 데크(210)의 회전 각도를 조절하는 회전 제어부(220)와 연결된다. 상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더(20) 하부에는 여과지(a)를 통과한 시료 공기를 배기하는 배기부(260)가 위치한다.
상기 시료 공기 주입부(250), 상기 배기부(260) 및 상기 데크(210)는 데크 제어부(270)를 통해 포집 과정동안 밀착과 해제가 제어된다. 나아가서, 상기 시료 공기 주입부(250), 상기 배기부(260) 및 상기 데크(210) 중 적어도 하나 이상은 밀착과 해제를 위한 압착 스프링(미도시)을 구비하고, 상기 압착 스프링은 상기 데크 제어부(270)와 연결될 수 있다.
도 4는 도 1의 I-I′에 대한 단면도로써, 상기 시료 공기 주입부(250), 상기 배기부(260) 및 상기 데크(210)가 밀착된 형태를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 상기 시료 공기 주입부(250)와 상기 데크(210)의 밀착부 및 상기 데크(210)와 상기 배기부(260)의 밀착부에는 O형의 실링부재(1,2,3)가 위치할 수 있다. 나아가서, 상기 실링부재(1,2,3)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene)로 이루어진 것일 수 있다. 마모계수가 낮고 내약품성 및 내후성이 좋은 PTFE 재질의 상기 실링부재(1,2,3)를 구비함으로써, 밀착력을 향상시켜 미세먼지 측정 중 외부의 공기가 유입되는 것을 더욱 차단할 수 있으므로 미세먼지 측정의 정확도를 높여줄 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 데크(210) 상부에는 상기 시료공기 주입부(250)와 나란히 위치하되 상기 회전 제어부(220)와 연결되는 자동 여과지 공급부(280)가 배치될 수 있다. 작업자의 교체 작업 없이 자동적으로 여과지가 공급됨으로써 여과지 교체 시간이 줄어들고, 미세먼지의 연속 모니터링이 가능한 장점이 있다.
상기 데크(210) 상에 상기 시료 공기 주입부(250)와 나란히 X-선 형광분석부(290)가 위치한다.
상기 X-선 형광분석부(290)에는 X-선 형광분석기(X-ray fluorescence spectroscopy)가 포함된다. 상기 X-선 형광분석기는 에너지 분산형(energy dispersive) 또는 파장 분산형(wavelength dispersive)일 수 있다. 상기 X-선 형광분석부(290)는 검출된 고유 X-선의 에너지 값으로 성분 원소의 정성 분석이 가능하므로 미세먼지 내의 입자들 또는 중금속들의 종류를 알 수 있다. 또한 상기 X-선 형광분석부(290)는 검출된 고유 X-선의 양으로 정량분석이 가능하므로 미세먼지 내의 입자들 또는 중금속들의 농도 분석도 동시에 가능할 수 있다. 또한 여과지의 연속적인 포집과 분석으로 인해 포집하는 기간 동안 미세먼지의 증감 유무까지 유추가 가능할 수 있다.
상기 데크 제어부(270)는 포집 과정동안 상기 시료 공기 주입부(250)와 상기 배기부(260) 및 상기 데크(210)의 밀착과 해제를 제어함과 동시에 상기 X-선 형광분석부(290)를 제어한다. 상기 데크 제어부(270)는 외부의 인터페이스부(400)와 연결이 되고, 상기 인터페이스부(400)는 상기 데크 제어부(270)의 측정 결과를 분석하고 도시할 수 있다.
나아가서, 상기 데크 스테이지부(200) 내에 상기 회전 제어부(220) 및 상기 데크 제어부(270)와 연결된 시료 이송부가 위치할 수 있고, 상기 시료 이송부는 상기 미세먼지의 성분 분석이 종료된 여과지를 시료 보관부(285)로 이송할 수 있으며, 상기 시료 보관부(285)는 상기 성분 분석이 종료된 여과지를 보관하는 것을 포함할 수 있다.
상기 배기부(260)와 연결되고, 상기 시료 공기의 일정한 유속을 유지시키는 펌프부(300)는 펌프(330)를 포함하고, 나아가서 유량계(310)와 바이패스 조절 밸브(320)를 포함할 수 있다. 따라서 상기 시료 공기 흐름의 압력과 유량을 조정함으로써 상기 시료 공기의 유속을 일정하도록 유지할 수 있다.
본 발명의 미세먼지 성분 분석 방법은 스테인레스망(20a)과 그를 둘러싼 실링부재(20b)로 구성된 다수의 여과지 홀더(20) 및 데크 중심축(240)을 구비하는 회전형 데크(210)가 일정 각도 회전하고, 상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더(20) 상에 위치한 여과지(a)에 미세먼지를 포집하는 단계; 상기 데크(210)를 일정 각도로 다시 회전시킴으로써 X-선 형광 분석부(290) 아래에 상기 미세먼지가 포집된 여과지(a)를 구비한 여과지 홀더(20)가 위치하고, 그와 동시에 또 다른 하나의 여과지 홀더는 시료 공기 주입부(250)와 배기부(260) 사이에 위치하는 단계; 및 상기 X-선 형광분석부(290)를 이용하여 상기 여과지(a) 상에 포집된 미세먼지의 성분을 분석함과 동시에 상기 또 다른 하나의 여과지 홀더에 구비된 여과지에는 미세먼지 포집이 다시 진행 되고, 상기의 단계를 연속적으로 반복함으로써 미세먼지 포집과 성분 분석을 동시에 수행하는 것을 포함한다.
상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더(20) 상에 위치한 여과지(a)에 미세먼지를 포집하는 단계는, 회전 제어부와 연결된 모터가 회전하여 선택된 하나의 여과지 홀더(20)는 여과지(a)를 구비하고 상기 시료 공기 주입부(250)와 상기 배기부(260) 사이에 위치하는 단계; 데크 제어부(270)를 통하여 상기 시료 공기 주입부(250) 하단의 중공부(255), 상기 여과지 홀더(20) 및 상기 배기부(260)를 밀착하는 단계; 분립장치부(100)에서 일정 크기 이하의 미세먼지를 분리하여 시료 공기를 투입하는 단계; 포집 시간동안 미세먼지를 포집하고, 상기 여과지(a)를 통과한 시료 공기는 펌프부(300)와 연결된 상기 배기부(260)를 통해 배기되는 단계; 및 상기 포집 시간 후 상기 시료 공기 주입부(250), 상기 여과지 홀더(20) 및 상기 배기부(260)를 밀착 해제하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더가 상기 시료 공기 주입부(250)와 상기 배기부(260) 사이에 위치하기 전에, 상기 데크 상부(210)에 상기 시료공기 주입부(250)와 나란히 위치하되 상기 회전 제어부(220)와 연결되는 자동 여과지 공급부(280)가 상기 여과지 홀더 상에 여과지를 제공하는 단계를 포함한다.
도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 회전형 미세먼지 측정방법을 하기와 같이 설명한다.
도 1을 참조하면, 먼저 상기 회전 제어부(220)와 연결된 상기 모터(230)의 동작에 따라 상기 데크 중심축(240)이 일정 각도 회전한다. 상기 스테인레스망(20a)과 그를 둘러싼 상기 실링부재(20b)로 구성된 다수의 상기 여과지 홀더(20) 중 상기 회전으로 하나의 여과지 홀더를 선택한다. 상기 선택된 여과지 홀더(20)는 여과지(a)를 구비하고 상기 시료 공기 주입부(250)와 상기 배기부(260) 사이에 위치한다.
상기 데크(210) 상부에 상기 시료공기 주입부(250)와 나란히 위치하되 상기 회전 제어부(220)와 연결되는 자동 여과지 공급부(280)가 위치할 수 있으며, 상기 시료 공기 주입부(250)와 상기 배기부(260) 사이에 상기 여과지 홀더(20)가 위치하기 전에 상기 자동 여과지 공급부(280)가 상기 여과지(a)를 공급할 수 있다. 따라서 작업자의 교체 작업 없이 자동적으로 여과지가 공급됨으로써 여과지 교체 시간이 줄어들고, 미세먼지의 연속 모니터링이 가능한 장점이 있다.
도 3을 참조하면, 상기 실링부재(20b)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene)로 이루어진 것일 수 있다. 외부 환경의 변화에도 견고함을 유지할 수 있는 스테인레스 재질과 마모계수가 낮고 내약품성 및 내후성이 좋은 PTFE 재질로 상기 여과지 홀더(20)를 구성함으로써 내구성이 좋은 홀더를 구비할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 데크 제어부(270)를 통하여 상기 시료 공기 주입부(250) 하단의 중공부(255), 상기 여과지 홀더(20) 및 상기 배기부(260)를 밀착한다. 상기 시료 공기 주입부(250), 상기 배기부(260) 및 상기 데크(210) 중 적어도 하나 이상은 밀착과 해제를 위한 압착 스프링(미도시)을 구비할 수 있으며, 상기 압착 스프링은 상기 데크 제어부(270)와 연결될 수 있다. 상기 데크 제어부(270)를 통해 상기 압착 스프링은 상기의 밀착 과정 동안 밀착력을 더욱 향상시켜줄 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 시료 공기 주입부(250)와 상기 데크(210)의 밀착부 및 상기 데크(210)와 상기 배기부(260)의 밀착부에는 O형의 실링부재(1,2,3)가 위치할 수 있다. 나아가서, 상기 실링부재(1,2,3)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene)로 이루어진 것일 수 있다. PTFE 재질의 상기 실링부재(1,2,3)를 구비함으로써, 밀착력을 더욱 향상시켜, 미세먼지 측정 중 외부의 공기가 유입되는 것을 차단할 수 있으므로 측정의 정확도를 높여줄 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 분립장치부(100)에서 일정 크기 이하의 미세먼지를 분리하여 시료 공기를 투입한다.
도 2를 참조하면, 상기 분립장치부(100)는 상기 충격판(110)에서 상대적으로 큰 먼지 입자들이 부착되고, PM10일 경우 상기 수집 필터(120)에서 10㎛보다 큰 먼지 입자들이 부착됨으로써, 상기 시료 공기(10)를 제공할 수 있다. 또한, PM2.5일 경우, 상기 수집 필터(120)에서 2.5㎛보다 큰 먼지 입자들이 부착됨으로써, 상기 시료 공기(10)를 제공할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 포집 시간동안 미세먼지를 포집하고, 상기 여과지(a)를 통과한 시료 공기는 상기 펌프부(300)와 연결된 상기 배기부(260)를 통해 배기된다. 상기 포집 시간 후 상기 시료 공기 주입부(250), 상기 여과지 홀더(20) 및 상기 배기부(260)를 밀착 해제한다. 상기 펌프부(300)는 유량계(310)와 바이패스 조절 밸브(320)로 구성되고, 상기 미세먼지를 포집하는 동안 상기 시료 공기의 일정한 유속을 유지시킬 수 있다.
상기 데크(210)를 일정 각도로 다시 회전시킴으로써 X-선 형광 분석부(290) 아래에 상기 미세먼지가 포집된 여과지(a)를 구비한 여과지 홀더가 위치한다. 그와 동시에 또 다른 하나의 여과지 홀더는 상기 시료 공기 주입부(250)와 상기 배기부(260) 사이에 위치한다.
상기 X-선 형광 분석부(290)를 이용하여 상기 여과지(a) 상에 포집된 미세먼지의 성분을 분석함과 동시에 상기 또 다른 하나의 여과지 홀더에 구비된 여과지에는 미세먼지 포집이 다시 진행 되고, 상기의 단계를 연속적으로 반복함으로써 미세먼지 포집과 성분 분석을 동시에 수행한다. 나아가서, 상기 회전 제어부(220) 및 상기 데크 제어부(270)와 연결된 시료 이송부가 위치할 수 있으며, 상기 미세먼지의 성분 분석이 종료된 여과지를 시료 보관부(285)로 이송하고, 상기 시료 보관부(285)는 상기 미세먼지가 포집된 여과지를 보관하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 X-선 형광분석부(290)에는 X-선 형광분석기(X-ray fluorescence spectroscopy)가 포함된다. 상기 X-선 형광분석기는 에너지 분산형(energy dispersive) 또는 파장 분산형(wavelength dispersive)일 수 있다. 상기 X-선 형광분석부(290)는 검출된 고유 X-선의 에너지 값으로 성분 원소의 정성 분석이 가능하므로 미세먼지 내의 입자들 또는 중금속들의 종류를 알 수 있다. 또한 상기 X-선 형광분석부(290)는 검출된 고유 X-선의 양으로 정량분석이 가능하므로 미세먼지 내의 입자들 또는 중금속들의 농도 분석도 동시에 가능할 수 있다. 또한 여과지의 연속적인 분석으로 인해 포집하는 기간 동안 미세먼지의 증감 유무까지 유추가 가능할 수 있다.
나아가서, 자동 여과지 공급부를 구비함으로써 여과지 교체 시간이 줄어들고 미세먼지의 연속 모니터링이 가능한 장점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100; 분립장치부, 200; 데크 스테이지부,
300; 모터부, 400; 외부 인터페이스부,
290; X-선 형광분석부, 210; 데크부

Claims (12)

  1. 시료 공기를 제공하며, 1차적으로 먼지 입자들이 부착되는 충격판과 상기 충격판에 부착되지 않은 먼지 입자가 순차적으로 부착되는 수집 필터를 구비하는 분립장치부;
    상기 분립장치부와 연결되고 하단에는 중공부 및 그를 둘러싼 실링부재를 구비하는 시료 공기 주입부, 상기 시료 공기 주입부 하부에 위치하되 스테인레스망과 그를 둘러싼 실링부재로 구성된 다수의 여과지 홀더 및 데크 중심축을 구비하는 회전형 데크, 상기 데크 중심축을 회전시키되 포집 시간과 상기 데크의 회전 각도를 조절하는 회전 제어부에 연결된 모터, 상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더 하부에 배치되고 상기 여과지를 통과한 시료 공기를 배기하는 배기부, 상기 데크 상에 상기 시료 공기 주입부와 나란히 위치하는 X-선 형광분석부 및 포집 과정동안 상기 시료 공기 주입부와 상기 배기부 및 상기 데크의 밀착과 해제를 제어함과 동시에 상기 X-선 형광분석부를 제어하는 데크 제어부로 구성된 데크 스테이지부;
    상기 데크 상부에 상기 시료공기 주입부와 나란히 위치하되 상기 회전 제어부와 연결되는 자동 여과지 공급부; 및
    상기 배기부와 연결되고, 상기 시료 공기의 일정한 유속을 유지시키는 펌프부를 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 여과지 홀더들은 상기 데크 중심축을 중심으로 일정 간격 방사상으로 배치되는 것을 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 실링부재는 PTFE(Polytetrafluoroethylene)로 이루어진 것을 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 데크 제어부는 외부의 인터페이스부와 연결이 되는 것을 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데크 스테이지부 내에 상기 회전 제어부 및 상기 데크 제어부와 연결된 시료 이송부가 위치하고, 상기 시료 이송부는 상기 미세먼지의 성분 분석이 종료된 여과지를 시료 보관부로 이송하고, 상기 시료 보관부는 상기 성분 분석이 종료된 여과지를 보관하는 것을 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프부는 유량계와 바이패스 조절 밸브를 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 분립장치부와 상기 데크 스테이지부 사이의 상기 시료 공기 주입부 측부에는 상기 시료 공기 주입부와 나란히 위치하는 가열부를 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 장치.
  9. 스테인레스망과 그를 둘러싼 실링부재로 구성된 다수의 여과지 홀더 및 데크 중심축을 구비하는 회전형 데크가 일정 각도 회전하고, 상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더 상에 위치한 여과지에 미세먼지를 포집하는 단계;
    상기 데크를 일정 각도로 다시 회전시킴으로써 X-선 형광 분석부 아래에 상기 미세먼지가 포집된 여과지를 구비한 여과지 홀더가 위치하고, 그와 동시에 또 다른 하나의 여과지 홀더는 시료 공기 주입부와 배기부 사이에 위치하는 단계; 및
    상기 X-선 형광 분석부를 이용하여 상기 여과지 상에 포집된 미세먼지의 성분을 분석함과 동시에 상기 또 다른 하나의 여과지 홀더에 구비된 여과지에는 미세먼지 포집이 다시 진행 되고, 상기의 단계를 연속적으로 반복함으로써 미세먼지 포집과 성분 분석을 동시에 수행하는 것을 포함하되,
    상기 회전으로 인해 선택된 하나의 여과지 홀더 상에 위치한 여과지에 미세먼지를 포집하는 단계는
    상기 데크 상부에 상기 시료공기 주입부와 나란히 위치하되 회전 제어부와 연결되는 자동 여과지 공급부가 상기 여과지 홀더 상에 여과지를 제공하는 단계;
    상기 회전 제어부와 연결된 모터가 회전하여 선택된 하나의 여과지 홀더는 여과지를 구비하고 상기 시료 공기 주입부와 상기 배기부 사이에 위치하는 단계;
    데크 제어부를 통하여 상기 시료 공기 주입부 하단의 중공부, 상기 여과지 홀더 및 상기 배기부를 밀착하는 단계;
    1차적으로 먼지 입자들이 부착되는 충격판과 상기 충격판에 부착되지 않은 먼지 입자가 순차적으로 부착되는 수집필터를 구비한 분립장치부에서 일정 크기 이하의 미세먼지를 분리하여 시료 공기를 투입하는 단계;
    포집 시간동안 미세먼지를 포집하고, 상기 여과지를 통과한 시료 공기는 펌프부와 연결된 상기 배기부를 통해 배기되는 단계; 및
    상기 포집 시간 후 상기 시료 공기 주입부, 상기 여과지 홀더 및 상기 배기부를 밀착 해제하는 단계를 포함하는 미세먼지 성분 분석 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 회전 제어부 및 상기 데크 제어부와 연결된 시료 이송부가 위치하고, 상기 시료 이송부는 상기 미세먼지의 성분 분석이 종료된 여과지를 시료 보관부로 이송하고, 상기 여과지를 보관하는 단계를 포함하는 회전형 미세먼지 성분 분석 방법.















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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107515141A (zh) * 2017-10-20 2017-12-26 重庆美高科技有限公司 矿用粉尘采样器
CN107907370A (zh) * 2017-11-07 2018-04-13 重庆交通大学 连续式生物颗粒采集箱
CN109459277A (zh) * 2018-11-22 2019-03-12 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 应用于便携式煤粉取样装置的等速控制箱及其使用方法
KR102261070B1 (ko) * 2020-08-03 2021-06-07 건국대학교 산학협력단 베타레이선원을 이용한 굴뚝 미세먼지의 연속 측정시스템
US11112363B2 (en) 2019-08-05 2021-09-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for measuring particulate matter
KR20230084898A (ko) 2021-12-06 2023-06-13 한국원자력연구원 다중시료 회전형 수용장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130001446A (ko) * 2011-06-27 2013-01-04 한국표준과학연구원 다공관을 갖는 미세먼지 포집장치
KR20130001782A (ko) * 2011-06-28 2013-01-07 주식회사 씨앤포이엔지 회전 교환식 필터 카트리지를 구비한 배출가스의 입자상 물질 계측장치
KR101278289B1 (ko) 2012-01-30 2013-06-24 (주)켄텍 베타레이를 이용한 듀얼 미세먼지 측정 장치
KR101483602B1 (ko) * 2014-05-26 2015-01-19 대한민국 다중 미세먼지 포집을 위한 정보저장형 필터 홀더 모듈 장치
KR20160103766A (ko) 2015-02-25 2016-09-02 (주)켄텍 중금속 시료 포집이 동시 가능한 미세먼지 자동 측정 장치
KR20160129773A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 주식회사 에이피엠엔지니어링 중금속 연속 측정장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130001446A (ko) * 2011-06-27 2013-01-04 한국표준과학연구원 다공관을 갖는 미세먼지 포집장치
KR20130001782A (ko) * 2011-06-28 2013-01-07 주식회사 씨앤포이엔지 회전 교환식 필터 카트리지를 구비한 배출가스의 입자상 물질 계측장치
KR101278289B1 (ko) 2012-01-30 2013-06-24 (주)켄텍 베타레이를 이용한 듀얼 미세먼지 측정 장치
KR101483602B1 (ko) * 2014-05-26 2015-01-19 대한민국 다중 미세먼지 포집을 위한 정보저장형 필터 홀더 모듈 장치
KR20160103766A (ko) 2015-02-25 2016-09-02 (주)켄텍 중금속 시료 포집이 동시 가능한 미세먼지 자동 측정 장치
KR20160129773A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 주식회사 에이피엠엔지니어링 중금속 연속 측정장치

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107515141A (zh) * 2017-10-20 2017-12-26 重庆美高科技有限公司 矿用粉尘采样器
CN107907370A (zh) * 2017-11-07 2018-04-13 重庆交通大学 连续式生物颗粒采集箱
CN109459277A (zh) * 2018-11-22 2019-03-12 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 应用于便携式煤粉取样装置的等速控制箱及其使用方法
CN109459277B (zh) * 2018-11-22 2024-04-05 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 应用于便携式煤粉取样装置的等速控制箱及其使用方法
US11112363B2 (en) 2019-08-05 2021-09-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for measuring particulate matter
KR102261070B1 (ko) * 2020-08-03 2021-06-07 건국대학교 산학협력단 베타레이선원을 이용한 굴뚝 미세먼지의 연속 측정시스템
KR102288946B1 (ko) * 2020-08-03 2021-08-12 건국대학교 산학협력단 베타레이선원을 이용한 굴뚝 미세먼지의 연속 측정시스템
KR20230084898A (ko) 2021-12-06 2023-06-13 한국원자력연구원 다중시료 회전형 수용장치

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