KR101779972B1 - 통합 가스 분석 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통합 가스 분석 시스템에 관한 것으로, 근거리 또는 원거리의 샘플가스를 흡기 및 배기하기 위한 흡배기 장치; 상기 흡배기 장치와 연결되며, 흡기 및 배기되는 샘플가스의 이동통로로 사용되는 가스이동 튜브; 상기 가스이동 튜브의 흡기구간에 설치되며, 흡기되는 샘플가스 내 이물질의 필터링을 수행하는 흡기 필터; 및 상기 가스이동 튜브와 연결되며, 자외선 램프에 의해 이온화된 샘플가스 내 TVOC의 농도를 감지하는 광이온화 검출기;를 포함하며, 하나 이상의 개별지점에 설치되는 하나 이상의 가스감지 장치와, 상기 적어도 하나 이상의 가스감지 장치와 이더넷으로 연결되며, 각각의 가스감지 장치에서 감지한 샘플가스 내 TVOC의 농도 감지 데이터를 전송받아 각 개별지점의 가스 농도를 실시간 분석 및 모니터링하는 중앙모니터링부를, 포함하는 통합 가스 분석 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 통합 가스 분석 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 산업공정에서 이슈가 되고있는 인체에 유해한 오염물질인 휘발성유기화합물, 독성 가스, 냄새 등을 실시간으로 측정 및 모니터링할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 각종 산업공정에서 배출되는 가스의 농도를 측정 및 모니터링하는 통합 가스 분석 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 코팅공정, 인쇄공정, 페인트 제조공정, 반도체 제조공정 등의 산업공정과 같이 유기용제를 사용하는 공장 또는 휘발성 석유화합물을 정제하여 저장하는 생산시설에서는 필연적으로 유기용제를 포함한 휘발성유기화합물(volatile organic compound, VOC) 등의 오염물질이 발생한다.
상기 휘발성유기화합물은 대부분 낮은 농도로 존재하기는 하지만 암 유발과 같이 인체에 상당한 피해를 주며, 태양광선을 받아 질소산화물과 반응하여 광학적 스모그를 생성하고, 지구온난화의 원인이 되고, 또한 오존층을 파괴하여 국제적인 환경문제로 인식되고 있다.
또한, 상기 휘발성유기화합물은 대부분 비점이 낮기 때문에 대기 중에 노출되면 휘발되어 악취를 발생할 뿐만 아니라, 밀폐된 공간에서는 화재 발생의 요인이 되기도 한다. 따라서 휘발성유기화합물을 처리하기 위하여, 직접연소방식 (Thermal oxidizer), 촉매연소방식(Catalytic Thermal Oxidizer)을 포함한 여러 기술적 발전이 있었으나, 상기 오염물질 처리를 위한 기술적 진보는 처리시스템에 국한되어, 상기 처리시스템에 부수적으로 장착되는 VOC 농도측정장치에 대한 연구는 상대적으로 소홀하였다.
종래 휘발성유기화합물 감지센서는 산화물 반도체식 가스센서가 주류를 이루었으나 300℃ 이상의 고온에서 동작되기 때문에 동작 소비전력이 높은 단점이 있었으며, 수정진동자나 MOSFET(metal oxidesemiconductor field effect transistor)을 이용한 센서는 제조공정이나 측정회로가 매우 복잡하기 때문에 장치의 가격 또한 고가일 수밖에 없다.
다음으로 본 발명의 기술이 속하는 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간략하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비하여 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 한국공개특허 제2002-0038981호(2002.05.25)는 휘발성유기화합물을 검지할 수 있는 전도성고분자 어레이 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 폴리피롤(polypyrrole) 폴리아닐린(polyaniline) 폴리티오펜(polythiopene) voc(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline) 및 폴리티오펜(polythiopene)은 각종 휘발성 유기화합물의 흡착에 의해 전도도가 변하는 물질로서 합성조건 및 도펀트(dopant)에 따라 감도가 달라지기 때문에 감도가 다른 여러 개의 센서를 어레이로 제조하는 기술이 기재되어 있다.
또한, 한국등록특허 제0796072호(2008.01.11)는 VOC 분석기를 이용한 시편 VOC 방산 측정방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, VOC 분석기를 이용하여 고상 또는 접착제/도료 도포 시편에서 방산되는 VOC를 측정하는 간이 방법에 관한 것이며, 시편의 VOC 측정방법에 있어서, 시편을 폴리에스테르 백에 내장하고 밀봉한 후 상기 폴리에스테르 백 내부를 질소가스로 충진하고, 상기 폴리에스테르 백 내부 공기를 포집하여 상기 포집 공기를 VOC 분석기를 이용하여 분석하는 기술이 기재되어 있다.
또한, 한국등록특허 제2006-0011130호(2006.02.03)는 실내환경의 오염 및 알레르겐을 제거하거나 예방하는 서비스를 제공하는 시스템에 관한 것으로, 실내에 알레르기 발생원인이 되는 집먼지 진드기, 곰팡이, 포자 및/또는 CO, CO2, SnO2, VOCs, 환경호르몬 등의 실내오염도를 복수의 센서를 이용하여 측정하고, 상기 복수의 센서에 의해 측정된 데이터를 게이트웨이를 통해 수집한 후 분석하는 시스템에 관한 기술이 기재되어 있다.
상기 선행기술들은 실내 공기환경에서 휘발성유기화합물을 포함한 공기 성분을 측정하는 장치 또는 소형 휘발성유기화합물 측정 장치에 관한 기술이 기재되어 있으며, VOC 표준시험방법보다 저렴한 비용으로 쉽고 빠르게 측정할 수 있는 측정방법이 기재되어 있으나, 본 발명과는 달리 실시간으로 연속적 측정이 불가능하며, 실내 휘발성유기화합물을 포함한 다양한 유해성분을 검출하기 위해서는 복수의 센서를 사용하고 있으며, 원거리의 공기 샘플을 분석하는 기술은 기재되어 있지 않다.
상기와 같은 실정에 따라 본 발명은 원거리의 공기 중에서 총휘발성유기화합물을 포함하는 유해성분을 실시간 및 연속적으로 측정하고, 측정된 데이터를 취합하여 유해성분의 유출지점 및 흐름 경로를 맵핑(mapping)하는 새로운 통합 가스 분석 시스템을 제시하고자 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 하나 이상의 개별지점 내 공지 중의 휘발성유기화합물, 독성 가스, 냄새 등의 총유기화합물(Total voc)을 원거리에서 실시간으로 측정 및 모니터링이 가능한 통합 가스 분석 시스템을 제시하고자 한다.
또한, 소형화가 가능하여 장치의 이동성을 높이고, 저렴한 비용으로 구성되는 통합 가스 분석 시스템을 제시하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 통합 가스 분석 시스템은, 근거리 또는 원거리의 샘플가스를 흡기 및 배기하기 위한 흡배기 장치, 상기 흡배기 장치와 연결되며, 흡기 및 배기되는 샘플가스의 이동통로로 사용되는 가스이동 튜브, 상기 가스이동 튜브의 흡기구간에 설치되며, 흡기되는 샘플가스 내 이물질의 필터링을 수행하는 흡기 필터 및 상기 가스이동 튜브와 연결되며, 자외선 램프에 의해 이온화된 샘플가스 내 TVOC(총휘발성유기화합물)의 농도를 감지하는 광이온화 검출기를 포함하며, 하나 이상의 개별지점에 설치되는 하나 이상의 가스감지 장치; 및 상기 적어도 하나 이상의 가스감지 장치와 이더넷으로 연결되며, 각각의 가스감지 장치에서 감지한 샘플가스 내 TVOC의 농도 감지 데이터를 전송받아 각 개별지점의 TVOC 농도를 실시간으로 분석 및 모니터링하는 중앙모니터링부;를 포함하는 것이다.
상기 가스이동 튜브는, 퍼플루오로알코시 재질일 수 있으며, 상기 흡배기 장치는 펌프, 팬 또는 벤츄리 펌프 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 중앙모니터링부는, 각 개별지점의 TVOC 분석 데이터를 스마트폰, 태플릿 PC 또는 전용 단말기를 포함한 외부기기에 전송하는 통신부;를 포함할 수 있으며, 상기 통신부는, 유선 방식 또는 무선 방식을 이용하여 통신할 수 있고, 상기 무선방식은 적어도 블루투스, NFC, 또는 적외선 통신 방식을 포함하는 근거리 무선 방식; 및 3G, 4G, LTE, 또는 와이브로를 포함하는 이동 통신 방식이 또는 WiFi와 같은 무선 인터넷 통신 방식을 포함하는 원거리 무선 방식;을 포함할 수 있다.
상기 중앙모니터링부는 설정된 기준 수치 농도 이상의 TVOC가 감지되는 경우, 관리자에게 알림을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 감지된 개별 지점의 가스감지 장치에서 알림이 제공될 수 있다. 더불어, 상기 중앙모니터링부는 하나 이상의 개별지점에 설치되는 하나 이상의 상기 가스감지 장치로부터 취합한 데이터를 통하여 총휘발성유기화합물 흐름 가상 맵을 제공할 수 있다.
한편, 상기 가스이동 튜브의 말단에 다수의 흡입공이 형성되어 있는 가스흡입구를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 적어도 하나 이상의 개별지점 내 휘발성유기화합물, 독성 가스, 냄새 등의 총휘발성유기화합물(TVOC)를 측정 및 모니터링하는 데 있어서, 이더넷을 통해 각 개별지점에 설치되어 있는 각각의 가스감지 장치로부터 샘플가스 내 TVOC의 농도 감지 데이터를 전송받아, 각 개별지점의 가스 농도를 실시간으로 분석 및 모니터링을 수행함으로써, 복수의 개별지점 내 공기환경에 대해 통합적이고 신속한 분석과 모니터링이 가능한 효과가 있다.
또한, 각 개별지점의 가스 농도를 실시간으로 분석 및 모니터링한 결과를 기반으로 총휘발성유기화합물(TVOC)의 흐름 맵핑(mapping)이 가능하여, 이를 이용한 능동적 분석 및 사고예방이 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 가스 분석 시스템에 관해 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 가스 분석 시스템의 가스감지 장치의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 총휘발성유기화합물의 흐름 맵핑을 위해 설치된 통합 가스 감지 시스템에 관해 설명하기 위한 예시도이다.
도 5 내지 도 7은 각 지점의 가스감지 장치로부터 취합한 데이터를 통한 총휘발성유기화합물 흐름 맵핑에 관해 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 가스 분석 시스템의 가스감지 장치의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3는 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 총휘발성유기화합물의 흐름 맵핑을 위해 설치된 통합 가스 감지 시스템에 관해 설명하기 위한 예시도이다.
도 5 내지 도 7은 각 지점의 가스감지 장치로부터 취합한 데이터를 통한 총휘발성유기화합물 흐름 맵핑에 관해 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 따른 통합 가스 분석 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명의 통합 가스 검사 시스템은 코팅공정, 인쇄공정, 페인트 제조공정, 반도체 제조공정 등 휘발성유기화합물 등의 유해물질이 발생하는 산업공정에 있어서, 복수의 개별지점에 각각 광이온화센서를 이용한 가스감지 장치(100)를 구비하여 해당 개별지점 내 공기 중의 총휘발성유기화합물(TVOC)의 농도를 감지하고, 각각의 가스감지 장치(100)는 이더넷을 통해 중앙모니터링부(200)로 각각의 해당 개별지점의 TVOC의 농도 감지 데이터를 실시간으로 전송함으로써, 중앙모니터링부(200)에서 각 개별지점의 총휘발성유기화합물의 농도를 실시간 분석 및 모니터링할 수 있는 통합 가스 분석 시스템(10)에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 통합 가스 분석 시스템(10)의 구성 및 동작에 대해 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 가스 분석 시스템(10)에 관해 설명하기 위한 개념도이다.
이에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 통합 가스 분석 시스템(10)은 하나의 포인트(중앙모니터링부(200))에서 복수의 개별지점에 대한 가스 내 총휘발성유기화합물의 농도를 실시간으로 분석하고 모니터링을 수행할 수 있다.
본 발명의 통합 가스 분석 시스템(10)의 구성은, 하나 이상의 가스감지 장치(100)와 상기 하나 이상의 가스감지 장치(100)로부터 이더넷을 통해 연결되는 하나의 중앙모니터링부(200)로 구성된다. 각각의 가스감지 장치(100)는 기본적으로 24시간 해당 개별지역의 공기 내 총휘발성유기화합물의 농도를 감지하여 중앙모니터링부(200)로 전송한다. 이와 같이 본 발명의 통합 가스 분석 시스템(10)은 각 가스감지 장치로부터 데이터를 취합하는 데 있어 이더넷을 사용함으로써, 추가 통신망 설치가 아닌 기존의 인트라넷망을 활용하여 시스템을 구축할 수 있다. 이더넷 상에서 동시에 데이터를 중앙모니터링부(200)로 전송하더라도 각 데이터의 헤더 구분이 가능하여 상기 중앙모니터링부(200)에서 각 지점에 대한 모니터링 및 데이터베이스화가 가능하다. 물론 중간 지점에서 라우팅을 통해 CDMA 등의 기타 무선 방식을 혼용할 수도 있으며, 이와 같이 중앙모니터링부로 취합된 데이터는 총휘발성유기?d물(TVOC)의 이동 경로 분석과 예상 또는 빅데이터로의 활용이 가능 할 것이다.
한편, 상기 중앙모니터링부(200)는 각각의 개별지점의 가스감지 장치(100)를 이더넷을 통해 제어할 수도 있고, 가스감지 장치(100)로부터 전송받은 데이터에 대한 분석결과를 디스플레이 장치를 통해 관리자가 육안으로 확인할 수 있도록 하며, TVOC가 기준 수치(예: 200 ppb 혹은 500 μg/m3) 이상의 농도가 측정된 경우 관리자에게 알림 서비스를 제공할 수도 있다. 이때 알림 서비스는 알람, 경보등 등을 사용할 수 있다.
또한, 각 해당 개별지역의 가스감지 장치(100)에서도 알림을 표시하여, 해당 지역에 위치한 사용자에게도 현재 지역의 가스농도 상황을 알릴 수도 있다. 여기서도, 역시 알림은 알람, 경보등 등의 장치를 통해서 행하여 질 수 있다.
또한, 상기 중앙모니터링부(200)는 상기 가스감지 장치(100)와의 이더넷 통신망 이외에 또 다른 기기와의 통신을 위한 통신부를 포함하고 있을 수도 있다. 상기 통신부를 통하여 중앙모니터링부(200)에서 분석된 결과를 관리자의 스마트폰, 태플릿 PC 등의 스마트 통신기기로 전송함으로써, 사용자가 중앙모니터링부(200)를 떠나 원격지에서도 전체 개별지점의 분석 데이터를 모니터링하거나 각 가스감지 장치(100)를 제어할 수 있다.
이와 같이 중앙모니터링부(200)가 외부기기(300)와 수행하는 통신 방식은 유선 방식 또는 무선 방식을 이용하여 통신하며, 상기 무선 방식은 근거리 무선 방식이나 원거리 무선 방식 및 그들의 조합을 포함한다. 예컨대 상기 근거리 무선 방식은 적어도 블루투스, NFC, 또는 적외선 통신 방식을 포함하고, 상기 원거리 무선 방식은 3G, 4G, LTE, 또는 와이브로(Wibro)와 같은 이동 통신 방식이나 WiFi와 같은 무선 인터넷 통신 방식을 포함한다. 물론 빅데이터의 전송이 가능한 다른 무선 통신을 추가로 적용하는 것도 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 가스 분석 시스템(10)의 가스감지 장치(100)의 구성에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 가스감지 장치(100)는 각 개별지점의 공기 중 샘플가스를 흡기하여 샘플가스 내 TVOC의 농도를 감지하는 것으로서, 근거리 또는 원거리의 샘플가스를 흡기 및 배기하기 위한 흡배기 장치(110); 상기 흡배기 장치(110)와 연결되며, 흡기 및 배기되는 샘플가스의 이동통로로 사용되는 가스이동 튜브(120); 상기 가스이동 튜브(120)의 흡기구간에 설치되며, 흡기되는 샘플가스 내 이물질의 필터링을 수행하는 흡기 필터(130); 및 상기 가스이동 튜브(120)와 연결되며, 자외선 램프(145)에 의해 이온화된 샘플가스 내 TVOC의 농도를 감지하는 광이온화 검출기(140);를 포함한다.
상기 흡배기 장치(110)는 펌프 또는 팬 중 어느 하나를 포함한 형태이며, 펌프에 있어서는 내구성이 떨어지고 소음이 심한 드라이 펌프가 아닌 유속이 빠른 곳의 압력이 낮아지는 현상을 이용한 벤츄리펌프를 적용할 수 있다. 상기 가스이동 튜브(120)를 통해 원거리의 해당 개별지점의 샘플가스를 흡입하여 가스농도 감지를 수행할 수 있도록 한다.
또한, 상기 가스이동 튜브(120)는 퍼플루오로알코시(PFA) 재질을 사용한다. 상기 퍼플루오로알코시 재질의 가스이동 튜브(120)는, 뛰어난 화학적, 전기적, 기계적 특성을 나타내는 열가소성 불소수지이며, 대부분의 약품에 침해당하는 일 없이 화학적으로 안정성이 높은 재료로서, 가스내 TVOC을 감지하는 가스감지 장치(100)의 가스이동 튜브로 적합하다.
상기 광이온화 검출기(Photo-ionization detector, PID)(140)는 상기 흡배기 장치(110)의 흡입력에 의해서 흡입된 샘플가스 내 TVOC의 농도를 감지하는 것으로서, 샘플가스 내 TVOC을 이온화하기 위한 자외선(UV)램프와 이온화된 TVOC의 농도를 측정하기 위한 센서를 포함한다.
보다 구체적으로는, 상기 흡배기 장치(110)에 의해 유입된 샘플가스가 광이온화 검출기(140)에 도달하게 되면, 자외선 램프(145)의 방출에너지보다 작은 이온화에너지를 보유한 TVOC이 이온화되고, 상기 광이온화 검출기(140)의 내부에 위치한 센서에 의해서 상기 이온화된 TVOC의 농도에 따라 흐르는 전류 크기의 변화를 감지하게 된다.
상기 TVOC의 이온화에너지는 바닥상태에 있는 원자 또는 분자에서 1개의 전자를 꺼내어 1개의 양이온과 자유전자로 완전히 분리하는 데 필요한 에너지로서, 상기 TVOC의 이온화에너지는 원자와 원자 사이의 화합결합인 공유결합 등을 깨뜨리는 에너지가 아니기 때문에 상기 자외선 램프(145)에 의해서 이온화되었던 TVOC은 광이온화 검출기(140)를 통과하면서 외부로부터 자유전자를 획득하여 원래의 안정적인 상태로 돌아간다.
상기 이온화된 TVOC의 농도에 따라 흐르는 전류 크기의 변화를 감지하는 방법은, 상기 양극과 음극에 전압을 인가하면 상기 자외선 램프(145)에 의해서 이온화된 TVOC 중 양이온은 상기 음극으로, 음이온은 상기 양극으로 포집되면서 전류가 발생하게 된다. 이렇게 발생한 전류의 크기는 TVOC의 농도와 비례하게 된다.
그러나, 이 경우 발생하는 전류의 양이 미세한 점을 고려할 때, 발생된 전류를 증폭 변환 수단을 이용하여 전압 신호로 증폭/변환하여 측정하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 증폭 변환 수단은 전류/전압 변환기(Current/Voltage Convertor)와 증폭기(Amplifier)를 결합하여 다양한 방법으로 구현하는 것이 가능하며, 이러한 증폭 변환 수단을 구성하는 기술은 본 발명이 속하는 분야에서는 널리 알려져 실시되고 있는 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 광이온화 검출기(140)에 의해 감지된 전류크기의 변화 데이터는 이더넷을 통해 연결된 중앙모니터링부(200)로 전송된다. 이때 상기 이더넷을 통한 통신방법은 유선 이더넷 방식과 무선 이더넷 방식을 모두 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 총휘발성유기화합물의 흐름 맵핑을 위해 설치된 통합 가스 감지 시스템에 관해 설명하기 위한 예시도이고, 도 5 내지 도 7은 각 지점의 가스감지 장치로부터 취합한 데이터를 통한 총휘발성유기화합물 흐름 맵핑에 관해 설명하기 위한 예시도이다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 통합 가스 감지 시스템은 각 지점에 가스 감지 장치(100)를 구비하여, 각 가스 감지 장치(100)에서 감지되는 총휘발성유기화합물의 농도 변화 데이터를 이더넷을 통해 중앙모니터링부에서 취합함으로써, 총휘발성유기화합물의 유출지점(leaking point)를 감지할 수 있도록 구성된다.
또한, 정확한 유출지점을 감지하기 위해서는 가능한 여러 지점에 다수의 가스 감지 장치(100)를 설치하는 것이 가장 바람직하나, 다수의 감지장치를 설치하려면, 설치 공간 및 비용 측면에서 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 각 지점의 공간이 넓을 경우에는, 정확한 감지를 위해 하나의 지점에 많은 수의 가스 감지 장치(100)를 설치하는 대신에, 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 가스 감지 장치(100)의 가스이동 튜브에 다수의 흡입공이 형성되어 있는 봉 형상의 가스흡입구(125)를 결합하여, 하나의 가스 감지 장치(100)가 보다 넓은 영역의 가스를 흡입할 수 있도록 하여, 비용적 부담을 줄일 수 있다. 이때 사용되는 가스흡입구의 단면은 원형을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
예를 들어, 지점 A 내지 I에 위치한 가스 감지 장치(100)들로부터 데이터를 수신하였을 때, 각 지점의 총휘발성유기화합물의 농도값에 따라 가상 맵 상의 각 지점의 색상을 달리 하여 이 A 지점 150 ppb, B 지점 80 ppb, C 지점 20 ppb, D 지점 210 ppb, E 지점 50 ppb, F 지점 150 ppb, G 지점 300 ppb, H 지점 230 ppb, I 지점 200 ppb로 측정되었을 경우, 중앙모니터링부(200)는 이를 도 5와 같이 가상 맵 상에 표시하여 관리자가 각 지점의 총휘발성유기화합물의 농도를 파악할 수 있도록 한다.
또한, 도 6과 같이 각 지점의 총휘발성유기화합물의 농도에 따라 지점 블록의 색상이 달라지도록 지정하여 관리자가 가상 맵을 잠깐 본 것만으로도 직관적으로 각 지점의 총유기화합물의 농도 및 위험도 등을 파악하도록 할 수도 있다. 예를 들어 경보 농도인 200 ppb를 넘길 경우 붉은 색으로 지점 블록을 표시하며, 농도가 높아질수록 더 진한 붉은 색으로 표시할 수 있으며, 경보 농도 보다는 낮지만 이에 근접한 농도의 지점인 경우에는 노랑색 또는 주황색으로 표시하여 관리자가 쉽게 각 지점의 공기 컨디션을 파악하게 할 수 있다.
이와 같이 지점 A 내지 I의 총유기화합물의 농도 데이터를 취합하여 가상 맵에 반영하면 쉽게 총유기화합물의 유출지점과 흐름 맵핑이 가능하다.
더욱 상세하게는, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 가장 높은 농도의 지점을 유출지점으로 하고, 농도 변화의 연속성에 따라 유출된 총휘발성유기화합물의 경로를 분석할 수 있다. 즉, 300 ppb로 가장 농도값이 높은 지점 G가 유출지점이 되고, 지점 G에서 유출된 총휘발성유기화합물은 제 1 유출경로로서, 230 ppb인 지점 H를 지나, 200 ppb인 I 지점을 거쳐, 150 ppb인 지점 F 방향으로 유출된 총휘발성유기화합물이 확산되는 것을 알 수 있다. 또한, 제 2 유출경로로서, 210 ppb인 지점 D를 지나, 150 ppb인 지점 A를 거쳐, 80 ppb인 지점 B 방향으로 유출된 총휘발성유기화합물이 확산되는 것을 알 수 있다.
또한, 상기 확산 경로는 중앙모니터링부(200)에서 가상 맵에 표시하여 관리자에게 제공할 수도 있따.
또한, 본 발명은 상기와 같이 총휘발성 유기화합물의 매핑을 수행하는 데 있어서, 각 지점의 총휘발성유기화합물의 농도 데이터는 실시간으로 측정되어 취합되기 때문에 유출지점 및 유출경로 분석에 대한 정확도를 향상시킬 수 있으며, 더불어 이를 통해 총유기화합물의 유출량 및 유출 속도도 분석하는 것이 가능하다.
이상으로 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 통합 가스 분석 시스템
100 : 가스감지 장치
110 : 흡배기 장치
120 : 가스이동 튜브
125 : 가스흡입구
130 : 흡기 필터
140 : 광이온화 검출기
145 : 자외선 램프
200 : 중앙모니터링부
300 : 외부기기
100 : 가스감지 장치
110 : 흡배기 장치
120 : 가스이동 튜브
125 : 가스흡입구
130 : 흡기 필터
140 : 광이온화 검출기
145 : 자외선 램프
200 : 중앙모니터링부
300 : 외부기기
Claims (9)
- 통합 가스 분석 시스템에 있어서,
근거리 또는 원거리의 샘플가스를 흡기 및 배기하기 위한 흡배기 장치,
상기 흡배기 장치와 연결되며, 흡기 및 배기되는 샘플가스의 이동통로로 사용되고, 말단에 다수의 흡입공이 형성되어 있는 가스이동 튜브,
상기 가스이동 튜브의 흡기구간에 설치되며, 흡기되는 샘플가스 내 이물질의 필터링을 수행하는 흡기 필터 및
상기 가스이동 튜브와 연결되며, 자외선 램프에 의해 이온화된 샘플가스 내 TVOC(총휘발성유기화합물)의 농도를 감지하는 광이온화 검출기를 포함하며, 하나 이상의 개별지점에 설치되는 하나 이상의 가스감지 장치; 및
상기 적어도 하나 이상의 가스감지 장치와 이더넷으로 연결되며, 각각의 가스감지 장치에서 감지한 샘플가스 내 TVOC의 농도 감지 데이터를 전송받아 각 개별지점의 TVOC 농도를 실시간으로 분석 및 모니터링하는 중앙모니터링부;를 포함하며,
상기 중앙모니터링부는,
각 개별지점의 TVOC 농도 변화 데이터를 취합하여 이를 가상 맵 상에 반영함으로써, TVOC의 유출지점, 유출경로, 유출량 및 유출속도를 분석하며,
상기 가상 맵은 TVOC 농도에 따라 지점 블록의 색상이 달라지도록 지정하고, 확산경로를 표시하는 것을 특징으로 하는 통합 가스 분석 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 가스이동 튜브는, 퍼플루오로알코시 재질인 것을 특징으로 하는 통합 가스 분석 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 흡배기 장치는 펌프, 팬 또는 벤츄리 펌프 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 통합 가스 분석 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 중앙모니터링부는,
각 개별지점의 TVOC 분석 데이터를 스마트폰, 태플릿 PC 또는 전용 단말기를 포함한 외부기기에 전송하는 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 가스 분석 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 통신부는, 유선 방식 또는 무선 방식을 이용하여 통신하며,
상기 무선방식은 적어도 블루투스, NFC, 또는 적외선 통신 방식을 포함하는 근거리 무선 방식; 및
3G, 4G, LTE, 또는 와이브로를 포함하는 이동 통신 방식이 또는 WiFi와 같은 무선 인터넷 통신 방식을 포함하는 원거리 무선 방식;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 가스 분석 시스템. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 중앙모니터링부는 설정된 기준 수치 농도 이상의 TVOC가 감지되는 경우, 관리자에게 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 통합 가스 분석 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 중앙모니터링부는 설정된 기준 수치 농도 이상의 TVOC가 감지되는 경우, 감지된 개별 지점의 가스감지 장치에서 알림이 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 통합 가스 분석 시스템. - 삭제
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