KR101789091B1 - 실시간 라돈 가스 검출 시스템 및 그 운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반 주택, 상가, 건물 등의 실내 공기에 존재하는 라돈을 실시간으로 측정하여 거주자 또는 원격지의 관리자에게 경보와 통보하므로 실내 환경을 개선하도록 하는 실시간 라돈 가스 검출 시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로 대기 중에 포함된 라돈 가스의 농도와 주변의 습도, 온도 값을 각각의 센서로 해당 제어신호에 의하여 각각 실시간 검출하는 라돈검출모듈부; 각 센서의 오류 없는 정상동작 상태를 확인하며 해당 제어신호에 의하여 검출된 각각의 값을 입력하고 시스템을 구성하는 각 기능부를 제어하고 감시하는 라돈검출제어부; 라돈검출모듈부가 검출한 각각의 값을 1 바이트 단위의 필드 데이터 영역에 각각 기록하고 검출된 지역의 표준좌표정보, 시간, 지역정보, 고유번호, 오버헤드, 체크비트를 포함시켜 10 바이트로 이루어지는 워드 단위의 라돈패킷 데이터로 포맷하는 라돈데이터포맷부 및 라돈패킷 데이터를 와이파이, 지그비, 블루투스, 적외선, 유선 통신 방식 중에서 어느 하나 이상으로 동시 전송하는 라돈통신부를 포함하는 특징이 있다.

Description

실시간 라돈 가스 검출 시스템 및 그 운용방법{Measuring device of Radon gas in real time and operating method thereof}

본 발명은 실시간 라돈 가스 검출 시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 일반 주택, 상가, 건물 등의 실내 공기에 존재하는 라돈을 실시간으로 측정하여 거주자 또는 원격지의 관리자에게 경보와 통보하므로 실내 환경을 개선하도록 하는 실시간 라돈 가스 검출 시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.

지구의 지각에는 2 내지 4 ppm 의 우라늄이 분포하며 평균적으로 2.6 ppm의 우랴늄이 존재하고 전체 우라늄의 99.3 % 를 차지하는 우라늄 238은 방사능이 없어지는 반감기가 46 억년이다. 우라늄 238 이 반감기를 거쳐 자연 붕괴하면서 납 206으로 변질되고, 납 206 으로 변질되면서 라돈 222 를 발생시키며, 라돈 222 는 알파 붕괴 하면서 알파선을 발생시킨다.

라돈(Rn)은 우라늄과 토륨 방사능 계열에서 라듐(Ra)의 방사능 붕괴로 생기는 자연 방사성 기체로 무색, 무취의 특성을 지니고 있으며, 불활성으로서 이동성이 좋고 공기보다 약 8배 정도 무거워서 지면의 가까이 존재하므로 인체 내에 흡입될 가능성이 매우 크다.

이하의 설명에서 검출과 측정은 같은 의미이고 문맥에 적합하게 선택적으로 사용하기로 한다.

라돈은 인체 내에 흡입되는 경우 폐에 손상을 주어 흡연 다음으로 높은 폐암 발생 요인으로 알려져 있고 토양, 건축자재, 지하수, LNG 등에 포함되어 실내 공간으로 유입되며 특히, 라돈은 물에 잘 용해되므로 지하수의 이동을 통해 실내에 유입되기도 하고, 물을 통한 실내 이동은 콘크리트의 기공을 통한 모세관 현상이나 수압으로 인해 침투하게 되며, 실내의 온도가 높을수록, 압력이 낮을수록 라돈 기체는 실내로 더 많이 유입되고, 지구상 어디에서든지 존재한다는 점에 문제의 심각성이 있다.

최근 국내 언론들이 라돈의 위험성을 경고하면서 생활공간에서 라돈의 농도를 간편하고 정확하게 측정하는 인프라 구축의 필요성에 관심이 높아지고 있으며, 환경부가 실내 라돈 관리 종합 대책(2007~2012년)을 수립하여 추진하는 실정이다.

국가적 라돈 관리 대책이 효율적으로 수립되기 위해서는 전국적인 규모로 라돈 측정이 이루어져야 하므로 측정위치와 개수의 선정, 측정 장비의 보급이 선결되어야 하고, 측정 장비와 방법의 신뢰성이 확보되어야 한다.

한편, 인체는 일상생활 중에 자연방사선 외에도 문명의 이기에서 발생되는 인공방사선(의료용 방사선, TV, 형광등, 컴퓨터 등 전자제품이나 기계, 운송수단 등 모든 제품에서 발생되는 방사선)에 노출되어 있는 실정이며 이러한 방사선은 인체에 각종 영향을 미치게 되므로 국제원자력기구에서는 연간 3 mSv(방사선조사 단위)의 권고치를 설정하고 있으며, 이에 따라 우리나라에서는 연간 1 mSv 이상 노출되지 않도록 하는 방사선 안전 가이드 허용치를 설정하고 있다.

인체가 방사선에 노출되는 량은 자연방사선의 영향이 50% 이상을 차지하고있으므로 공기 중에 포함된 라돈 가스에 의한 알파방사선의 노출(조사, 照射)에 대하여서는 특별히 별도로 관리하고 있다.

대기중 라돈 농도를 대략 60-200 Bq/m3 이하로 유지하도록 권고하는 것이 일반적이며 국가마다 약간의 차이는 있으나 우리나라의 경우 실내 공기의 품질권고 기준은 라돈 농도 4 pCi/L(148 Bq/m3)로 지정하고 있다.

지각의 라돈 함량 조사를 위하여 토양과 관정 지하수를 많이 이용하는데, 지금까지의 지하수 라돈 조사법은 1) 지하수 시료를 관정(bore hole)에서 채취하여 LSC(Liquid Scintillation Counter : 액체 섬광 계수법)를 이용하여 분석하는 방법, 2) 지하수에서 탈기되어 생긴 지하수 라돈 가스를 관정(시추공과 동의어)에서 알파 컵으로 분석하는 방법(지진예보를 위한 라돈 가스 측정 시스템 및 방법 : 대한민국 특허 등록번호 제10-0952657호; 2010. 04. 06.)이 있다.

라돈이 물에 잘 녹는 특성인 수용성을 이용하여 지하수 관정에서 라돈 함량을 분석하면 지질학적으로 지하자원(우라늄, 지열, 석유) 탐사 및 지질재해(활성단층, 지진, 화산분출) 예측에 매우 유용하다.

도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 라돈 농도 측정 장치의 기능 구성도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 수축과 팽창이 가능한 패커(10), 패커(10)의 상부에 연결되는 호스(30), 공기를 주입하거나 흡입하여 패커(10)를 수축과 팽창시키는 에어펌프(40)가 포함되는 구성이다.

종래기술은 패커(10)를 시추공(102)의 지하수면으로부터 상부에 배치하고 에어펌프(40)와 호스(30)를 통해 공기를 주입하여 패커(10)의 외주면이 시추공(102)의 내주면과 면접되도록 팽창시켜 지하수면과 패커(10) 사이의 공간(S)을 밀폐한 후 시간 적분형 라돈농도 측정기(200)로 라돈가스를 측정한다.

그러나 종래기술은 지하수에 포함된 라돈 농도를 검출하는 기술이고, 특정한 공간에서 라돈 농도를 측정하지 못하는 문제가 있다.

이러한 문제를 일부 개선한 종래기술로 대한민국 특허 공개번호 제10-2001-0103440호(2001.11.23. 온라인 라돈농도 측정시스템)에는 라돈 및 라돈 딸핵종을 온라인으로 모니터링하여 원자력 발전소 및 일반 환경에서 작업자가 받게 되는 자연 방사선원에 의한 피폭선량을 정확하게 평가하는 온라인 라돈 농도 측정시스템에 관한 기술이 공지되어 있다.

개선된 종래기술에 의한 공개특허는 내부벽에 ZnS가 도포되어 유입된 라돈가스의 붕괴로 발생되는 알파입자와 반응하여 생긴 빛을 투명한 유리를 통해 방출시키는 라돈가스 모니터(신틸레이터), 라돈가스 모니터로부터 발생된 빛을 광전증배관에 의해 검출하여 전기적인 신호로 발생하는 검출기, 검출기로부터 검출된 전기적인 신호를 연산 및 처리하여 기록매체에 저장하거나 외부의 장치로 출력하는 마이크로 컴퓨터, 마이크로 컴퓨터에서 출력된 신호를 가시적으로 표시하는 액정표시기, 마이크로 컴퓨터에서 출력된 신호를 통신하기 위한 인터페이스부가 포함되어 라돈농도를 연속적으로 측정 및 모니터링하고 해석할 수 있게 하고 있다.

또한, 개선된 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-0936298호(2010.01.04. 라돈 기체 농도의 검출방법 및 그 장치)에는 온도와 습도 같은 대기 인자의 영향을 받지 않으면서, 실시간으로 저렴하게 대기 중의 라돈 기체의 농도를 연속적으로 검출하는 라돈 기체 농도의 검출방법 및 그 장치에 관한 기술이 공지되어 있다.

개선된 종래기술에 의한 등록특허는 공기펌핑을 통해 대기중의 공기를 제1 비례검출수단으로 유입시켜 제1 비례검출수단에 유입된 공기에서 붕괴되는 라돈 기체의 알파입자수에 의한 펄스의 계수인 제1 계측수를 얻고, 제1 비례검출수단을 통과한 공기를 유입받아 알파입자 방출물질이 마련된 제2 비례검출수단에 유입된 공기에서 붕괴되는 라돈기체의 알파입자수와 알파입자 방출물질에서 붕괴되는 알파입자수에 의한 펄스의 계수인 제2 계측수를 얻고, 제1 계측수와 제2 계측수의 차이관계를 연산하여 대기 중의 라돈기체 농도를 검출한다.

그러나 상기와 같은 종래기술은 라돈 검출장치가 실질적으로 방사선 관련 작업을 직접 다루거나 담당하는 원자력 발전소나 그 작업 환경에 적합하도록 구성되므로 일반 주택, 건물에는 설치되지 못하는 실정이므로 일반 주택, 건물 내의 실내 공기 중 라돈 수치를 감시하여 실내 거주자 또는 관리자에게 직접 경고하거나 환기 등을 통해 실내 환경을 개선시킬 수 있도록 제어하는 시스템의 개발 필요가 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-0952657호 (2010. 04. 06.) ‘지진예보를 위한 라돈 가스 측정 시스템 및 방법’ 대한민국 특허 공개번호 제10-2001-0103440호(2001.11.23.) ‘온라인 라돈농도 측정시스템’ 대한민국 특허 등록번호 제10-0936298호(2010.01.04.) ‘라돈 기체 농도의 검출방법 및 그 장치’

상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 일반주택, 상가, 건축물 등의 실내 공간에 존재하는 라돈 가스 농도를 정밀하게 실시간 측정하는 실시간 라돈 가스 검출 시스템 및 그 운용방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 실시간 라돈 가스 검출 시스템은 대기 중에 포함된 라돈 가스의 농도와 주변의 습도, 온도 값을 각각의 센서로 해당 제어신호에 의하여 각각 실시간 검출하는 라돈검출모듈부; 상기 라돈검출모듈부에 접속하고 각 센서의 오류 없는 정상동작 상태를 확인하며 해당 제어신호에 의하여 검출된 각각의 값을 입력하고 시스템을 구성하는 각 기능부를 제어하고 감시하는 라돈검출제어부; 상기 라돈검출제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 라돈검출모듈부가 검출한 각각의 값을 1 바이트 단위의 필드 데이터 영역에 각각 기록하고 검출된 지역의 표준좌표정보, 시간, 지역정보, 고유번호, 오버헤드, 체크비트를 포함시켜 10 바이트로 이루어지는 워드 단위의 라돈패킷 데이터로 포맷하는 라돈데이터포맷부; 및 상기 라돈검출제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 라돈데이터포맷부로부터 인가된 상기 라돈패킷 데이터를 와이파이, 지그비, 블루투스, 적외선, 유선 통신 방식 중에서 어느 하나 이상으로 동시 전송하는 라돈통신부; 를 포함할 수 있다.

상기 라돈검출제어부의 해당 제어신호에 의하여 현재 위치에서의 위도, 경도, 해발 값으로 이루어지는 좌표정보와 시간 정보를 지피에스 신호 수신과 분석으로 확인하는 라돈지피에스부; 및 상기 라돈검출제어부의 해당 제어신호에 의하여 현재 위치에서의 위도, 경도, 해발 값으로 이루어지는 좌표정보와 시간 정보를 엘비에스 신호 수신과 분석으로 확인하는 라돈엘비에스부; 를 더 포함할 수 있다.

상기 라돈검출제어부는 상기 라돈검출모듈부가 위치한 현재 장소에서의 지피에스 신호에 의한 지피에스 좌표정보 값, 엘비에스 신호에 의한 엘비에스 좌표정보 값, 상기 지피에스 좌표정보 값과 엘비에스 좌표정보 값을 산술평균연산한 산술평균좌표 값 중 어느 하나를 선택하여 표준좌표정보 값으로 지정할 수 있다.

상기 라돈검출모듈부는 상자 형상의 일측 내벽에 알파선을 측정하는 ZnS(Ag)를 코팅하고 인접한 측벽 일부에 솔라셀을 구비하여 라돈 가스를 검출하여 디지털 데이터 신호로 출력하는 라돈컵센서부; 상기 라돈컵센서부가 설치된 하우징 내부 일부분에 설치되어 주변의 온도를 검출하고 디지털 데이터 신호로 출력하는 온도센서부; 및 상기 라돈컵센서부가 설치된 하우징 내부 일부분에 설치되어 주변의 습도를 검출하고 디지털 데이터 신호로 출력하는 습도센서부; 를 포함할 수 있다.

상기 라돈컵센서부는 상기 상자 형상의 일측 내벽에 알파선에 반응하여 광자를 배출하는 ZnS(Ag)가 코팅된 라돈반응부; 상기 상자 형상의 하측 내벽에 형성되어 상기 라돈반응부가 배출하는 광자를 검출하고 디지털 데이터 신호 값으로 출력하는 솔라셀부; 상기 솔라셀부의 중앙부에 형성되어 라돈가스가 유입되거나 유출되는 라돈출입구; 및 상기 솔라셀부가 형성된 상기 상자 형상의 하측면에 구비되고 자체적으로 상자형상을 하며 내부에 2개 이상 다수의 격판을 상측면과 하측면에 교번 내장하되 직립 형상으로 설치하여 외부로부터 빛의 유입을 차단하고 공기의 유입과 유출을 원활하게 하는 암흑상자부; 를 포함하되, 상기 라돈반응부와 상기 솔라셀부는 라돈컵상자부의 내측에 구비되어 이루어질 수 있다.

상기 라돈검출모듈부는 상기 암흑상자부의 하단에 설치되고 상기 암흑상자부의 주변 공기를 상기 암흑상자부의 내부로 유입시키는 흡배기부; 를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명에 의한 것으로 실시간 라돈 가스 검출 시스템의 운용방법은 라돈검출모듈부, 라돈검출제어부, 라돈지피에스부, 라돈엘비에스부, 라돈데이터포맷부, 라돈통신부를 포함하는 라돈 가스 검출 시스템의 운용방법에 있어서, 상기 라돈검출제어부가 운용시작을 지시하는 해당 제어명령신호의 입력으로 확인되면 시스템을 구성하는 각 기능부의 정상동작 상태를 확인하고 정상동작하는 경우 상기 라돈검출모듈부를 활성화 상태로 운용하여 공기 중의 라돈 가스 농도, 주변의 온도와 습도 값을 각각 검출하도록 제어하는 제 1 단계; 상기 라돈검출제어부가 상기 라돈지피에스부와 상기 라돈엘비에스부를 활성화 상태로 운용하여 표준좌표정보 값을 검출하는 제 2 단계; 상기 라돈검출제어부가 상기 라돈데이터포맷부를 활성화 상태로 운용하여 검출된 각각의 값을 10 바이트로 이루어지는 워드 단위의 라돈패킷 데이터로 포맷하는 제 3 단계; 상기 라돈검출제어부가 상기 라돈통신부를 활성화 상태로 운영하여 유선과 무선으로 지정된 상대방에 전송하는 제 4 단계; 를 포함할 수 있다.

상기 워드 단위의 라돈패킷 데이터는 검출된 라돈 농도, 온도, 습도, 표준좌표정보, 시간, 지역정보, 고유번호, 오버헤드, 체크비트를 각각 1 바이트 단위에 기록하고 10 바이트로 이루어지는 워드 단위의 패킷으로 포맷할 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 오류없이 정상운용되는 실시간 라돈 가스 검출 시스템에 의하여 일반주택, 상가, 건축물 등의 실내 공간에 존재하는 라돈 가스 농도를 실시간 정밀하게 측정하는 장점이 있다.

도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 라돈 농도 측정 장치의 기능 구성도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 실시간 라돈 가스 검출 시스템의 기능 구성도,
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 라돈검출모듈부의 상세 기능 구성도,
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 라돈컵센서부의 작용을 설명하는 단면도시도,
도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 라돈컵센서부의 상세 기능 구성 단면도,
그리고
도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 실시간 라돈 가스 검출 시스템의 운용방법을 설명하는 순서도 이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하의 설명에서 측량과 검출은 같은 의미이고 문맥에 적합하게 선택적으로 사용할 수 있다. 또한, 도면을 기준으로 상하좌우, 가로, 세로의 방향을 기재 및 설명한다.

도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 실시간 라돈 가스 검출 시스템의 기능 구성도 이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 라돈검출모듈부의 상세 기능 구성도 이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 라돈컵센서부의 작용을 설명하는 단면도시도 이고, 도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 라돈컵센서부의 상세 기능 구성 단면도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 실시간 라돈 가스 검출 시스템(900)은 라돈검출모듈부(1000), 라돈검출제어부(2000), 라돈데이터포맷부(3000), 라돈통신부(4000), 라돈지피에스부(5000), 라돈엘비에스부(6000), 를 포함하는 구성이다.

라돈검출모듈부(1000)는 대기 중에 포함된 라돈 가스의 농도와 주변의 습도, 온도 값을 각각의 해당 센서와 제어신호에 의하여 각각 실시간 검출하는 구성이며, 라돈컵센서부(1100), 온도센서부(1200), 습도센서부(1300), 흡배기부(1400)를 포함하는 구성이다.

라돈컵센서부(1100)는 상자 형상의 일측 내벽에 알파선을 측정하는 ZnS(Ag)를 코팅하고 인접한 측벽 일부에 솔라셀을 구비하여 라돈 가스를 검출하고 검출된 라돈 가스의 크기를 디지털 데이터 신호로 변환하여 출력한다.

ZnS(Ag)는 알파선 충돌시 섬광발산율(광자발산율)이 90,000 photon/MeV 이며, peak wavelength 455nm/photon 의 파장 영역을 가지며, 배함비율 및 성분 구성에 따라 성능 차이가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, ZnS(Ag)는 코팅된 두께에 의하여 성능 차이가 있다.

라돈컵센서부(1100)의 일실시 예에 의한 구성이 첨부된 도 4 에 도시되어 있다. 일측면 내벽의 일부분에는 ZnS(Ag)를 5 내지 10 마이크로미터(um) 범위의 두께로 코팅하고, 5 마이크로미터(um) 두께로 코팅하하는 것이 비교적 바람직하다.

라돈컵센서부(1100)의 상자 내벽에 코팅된 ZnS(Ag)은 라돈가스가 검출되면 섬광(광자)를 배출한다, 그러므로 라돈컵센서부(1100)의 상자 내벽에 ZnS(Ag)이 코팅된 면적을 넓히는 것이 성능 또는 효율을 높이는 방법이다.

라돈컵센서부(1100)의 상자 내벽에 굴곡 또는 주름을 형성하고, 형성된 굴곡 또는 주름의 표면에 ZnS(Ag)을 코팅하므로, ZnS(Ag)이 코팅된 면적을 상대적으로 넓히는 것이 중요한 기술적 사상 중 하나이며, 이하에서 동일하게 적용되므로 중복 설명하지 않을 수 있다.

라돈컵센서부(1100)의 일 실시 예로, ZnS(Ag)이 코팅된 동일한 내벽의 인접한 부분에 솔라셀(solar-cell)을 폭 1 내지 3 센티미터 값 범위로 설치하여 구성되되 1 센티미터 또는 1.5 센티미터 폭 단위 마다 반복 설치하는 것이 비교적 바람직하다. ZnS(Ag)이 코팅된 넓이와 솔라셀이 설치된 넓이는 동일 유사하게 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 라돈컵센서부의 일반적인 구성은 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

라돈컵센서부(1100)의 밀폐율은 1 내지 2 기압 범위로 구성하되, 1.5 기압으로 구성하는 것이 고속측정에 매우 바람직하다. 밀폐율이 높을수록 잡음 특성이 개선될 수 있다.

라돈컵센서부(1100)의 형상은 원통형, 삼각형상을 포함하는 다각형상 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 원뿔 또는 다각뿔 형상을 하는 경우 라돈의 검출효율을 높일 수 있다.

라돈컵센서부(1100)의 외형을 구성하는 소재는 종이류, 유리류, 합성수지류를 사용할 수 있으나 알루미늄이 코팅된 종이류가 밀폐성이 우수하고 가벼우며 취급이 간편한 장점이 있다.

라돈컵센서부(1100)의 형상 내부에 ZnS(Ag)를 코팅하는 방식은 옵셋 프린팅 방식이 비교적 바람직하다.

라돈컵센서부(1100)는 도면에서 도시하지 아니한 별도의 하우징에 내장 설치될 수 있다.

일 실시 예에 의한 것으로 라돈컵센서부(1100)의 구성을 상세히 설명하면 라돈반응부(1110), 솔라셀부(1120), 라돈출입구(1130), 암흑상자부(1140), 격판(1150), 라돈컵상자부(1160)를 포함하는 구성이다.

라돈반응부(1110)는 상자 형상의 내벽 일측에 ZnS(Ag)가 코팅되고, 유입되는 라돈가스의 알파선에 반응하여 광자(섬광)를 배출한다.

광자 배출 기능 또는 효율을 높이기 의하여 라돈반응부(1110)는 전체적으로 알 수 있는 다양한 형상의 주름 또는 원형, 다각형의 돌기를 형성할 수 있다.

이러한 주름 및 돌기는 그 높이가 균일하게 형성하거나 또는 불규칙하게 형성할 수 있고, 돌기의 경우 각 돌기마다 상이한 형상의 나뭇가지 모양으로 형성할 수도 있다.

솔라셀부(1120)는 상자 형상의 하측 내벽면 전체에 형성되어 라돈반응부(1110)가 배출하는 광자를 검출하고 디지털 데이터 신호 값으로 출력한다.

솔라셀부(1120)의 경우에도 광자(섬광)의 검출 효율을 높이기 위하여 라돈반응부(1110)와 같이 주름 형상 또는 다양한 돌기 형상으로 구성될 수 있음은 매우 당연하다.

라돈반응부(1110)와 솔라셀부(1120)는 라돈컵상자부(1160)의 내측에 구비된다.

라돈출입구(1130)는 솔라셀부(1120)의 중앙부 또는 선택된 어느 하나의 일측부에 형성되어 라돈가스가 자유롭게 유입되거나 유출 또는 자연대류 된다.

암흑상자부(1140)는 솔라셀부(1120)가 형성된 상자 형상의 하측면에 구비되고 자체적으로 상자형상을 하며 내부에 2개 이상 다수의 격판(1150)을 상측면과 하측면에 교차 내장하되 직립 형상으로 설치하여 외부로부터 빛의 유입을 차단하고 공기의 유입과 유출을 원활하게 한다.

격판(1150)은 2 개 이상 구비하되 최소 4 개 이상 구비하는 것이 바람직하고, 많을수록 외부의 빛이 라돈컴상자부(1160)의 내부로 유입되지 않도록 할 수 있으나 공기의 원활한 흐름을 방해할 수는 있다.

격판(1150)의 표면은 빛을 흡수하기 위하여 검정색이 도포되되, 다수의 홈 또는 돌기가 형성되어 빛의 유입을 방해하는 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.

암흑상자부(1140)의 하단 또는 하측부에 암흑상자부(1140) 또는 라돈검출모듈부(1000)의 주변 공기를 암흑상자부(1140)의 내부로 원활하게 유입시키는 흡배기부(1400)를 설치할 수 있다.

흡배기부(1400)는 해당 제어신호에 의하여 주변의 공기를 일측 구멍으로 흡입하여 타측 구멍으로 배출하는 방식(정방향)으로 일방향 순환시키거나 그 역방향으로 순환시키거나 또는 정방향과 역방향을 설정된 시간 차이로 규칙적 또는 불규칙하게 선택하여 순환되도록 할 수 있음은 매우 당연하다.

그리고 격판(1150)은 라돈출입구(1130)가 형성된 라돈컵상자부(1160)의 내측 일부분에 크기를 조절하여 설치되는 것이 바람직할 수도 있다.

본 발명의 설명에서 라돈컵상자부(1160)를 포함하는 모든 상자 형상은 다각 뿔형, 삼각 및 사각 상자가 포함되는 다각 형상, 구형, 타원 구형, 불규칙한 형상이 모두 포함되는 것으로 설명한다.

온도센서부(1200)는 라돈컵센서부(1100)가 설치된 하우징의 내부 일부분에 설치되어 주변의 온도를 검출하고 디지털 데이터 신호로 출력한다. 이러한 온도센서부(1200) 구성은 일반적으로 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

습도센서부(1300)는 라돈컵센서부(1100)가 설치된 하우징의 내부 일부분에 설치되어 주변의 습도를 검출하고 디지털 데이터 신호로 출력한다. 이러한 습도센서부(1300) 구성은 일반적으로 알려져 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

흡배기부(1400)는 팬을 사용하고 라돈컵센서부(1100)에 일정한 풍속으로 주변의 공기가 순환되도록 하며, 주변의 공기가 풍속 2 m/s로 일정하게 유입되고 배출되도록 순환시키는 것이 바람직하다.

흡배기부(1400)의 사용에 의하여 주변의 라돈 가스 농도를 더욱 빠르게 검출하는 동시에 검출 시간이 길어질수록 정확도가 높아지는 장점이 있다.

흡배기부(1400)는 필요에 의하여 가동시키거나 가동시키지 않을 수 있음은 매우 당연하다.

한편, 라돈검출제어부(2000)는 흡배기구(1400)를 가동한 상태와 가동하지 아니한 상태에서 각각 검출된 라돈 농도 값을 각각 기록하고 평균값을 연산할 수도 있다.

라돈검출제어부(2000)는 라돈검출모듈부(1000)에 접속하고 각 센서의 오류 없는 정상동작 상태를 확인하며 해당 제어신호에 의하여 검출된 각각의 값을 입력하고 라돈 가스 검출 시스템을 구성하는 각 기능부를 제어하고 감시한다.

라돈데이터포맷부(3000)는 라돈검출제어부(2000)의 해당 제어신호에 의하여 라돈검출모듈부(1000)가 검출한 각각의 값을 1 바이트 단위의 필드 데이터 영역에 각각 기록하고 검출된 지역의 표준좌표정보, 시간, 지역정보, 고유번호, 오버헤드, 체크비트를 포함시켜 10 바이트로 이루어지는 워드(word) 단위의 라돈패킷 데이터로 포맷(format) 한다.

라돈통신부(4000)는 라돈검출제어부(2000)의 해당 제어신호에 의하여 라돈데이터포맷부(3000)로부터 인가된 라돈패킷 데이터를 지정된 상대방과 와이파이, 지그비, 블루투스, 적외선, 유선 통신 방식 중에서 어느 하나 이상의 방식으로 동시 접속하여 전송한다. 이때, 지정된 상대방에서도 와이파이, 지그비, 블루투스, 적외선, 유선 통신 방식 중에서 어느 하나 이상의 방식으로 동시 접속하는 구성을 구비하여야 됨은 매우 당연하다.

와이파이, 지그비, 블루투스, 적외선 통신 방식은 잘 알려져 있으므로 구체적인 설명을 생략하고, 유선 통신은 유선전화통신, 유선인터넷접속이 포함되는 것으로 설명한다.

라돈지피에스부(5000)는 라돈검출제어부(2000)의 해당 제어신호에 의하여 현재 위치에서의 위도(latitude), 경도(longitude), 해발(sea-level)의 값으로 이루어지는 좌표정보와 시간 정보를 지피에스 신호 수신과 분석으로 확인한다.

지피에스(GPS : Global Positioning System) 신호는 지상 고도 20 만 내지 25 만 킬로미터(Km)의 상공에서 궤도 운항하는 24 개 이상의 다수 지피에스 인공위성으로부터 수신된 신호이며, 4 개 이상의 지피에스 인공위성으로부터 각각 수신된 지피에스 신호를 분석하는 경우 해당 수신지점의 경도, 위도, 해발, 이동방향, 이동속도, 각속도, 시간 등이 포함되는 정보를 확인할 수 있다.

지피에스 신호는 전세계 어디서나 사용가능하고 무료 서비스로 이용할 수 있다.

라돈엘비에스부(6000)는 라돈검출제어부(2000)의 해당 제어신호에 의하여 현재 위치에서의 위도, 경도, 해발 값으로 이루어지는 좌표정보와 시간 정보를 엘비에스(LBS : Location Based Service) 신호의 수신과 분석으로 확인한다.

엘비에스(LBS) 신호는 이동통신 시스템의 운용 특성상 각 기지국의 정밀한 좌표정보를 확보하고 각 기지국의 좌표정보를 이용하여 단말기의 현재 좌표정보를 분석하는 것으로 지피에스 신호 분석에 의한 것보다 비교적 정밀도가 매우 높은 것으로 알려져 있다. 엘비에스 신호는 이동통신 시스템이 형성한 서비스 영역 안에서만 제한적으로 사용 가능하며 유료 서비스가 일반적이다.

여기서 라돈검출제어부(2000)는 라돈검출모듈부(1000)가 포함된 실시간 라돈 가스 검출 시스템(900)이 위치한 현재 장소에서의 지피에스 신호에 의한 지피에스 좌표정보 값, 엘비에스 신호에 의한 엘비에스 좌표정보 값, 상기 지피에스 좌표정보 값과 엘비에스 좌표정보 값을 산술평균연산한 산술평균좌표 값 중 어느 하나를 선택하여 표준좌표정보 값으로 지정한다.

즉, 지피에스 신호와 엘비에스 신호가 모두 수신되는 장소에서는 각각 분석된 지피에스 좌표정보 값과 엘비에스 좌표정보 값을 산술평균연산하여 확보된 산술평균좌표 값을 이용하고, 지피에스 신호만 수신되는 장소에서는 지피에스 좌표정보 값을 이용하며, 엘비에스 신호만 수신되는 장소에서는 엘비에스 좌표정보 값을 이용한다. 무선신호는 전파신호이고, 전파신호는 지형의 영향을 많이 받으므로 어떤 장소에서는 지피에스 신호를 유효하게 사용할 수 있고, 다른 장소에서는 엘비에스 신호만을 유효하게 사용할 수 있으며, 또 다른 장소에서는 모든 신호를 유효하게 사용할 수 있는 현실을 감안할 필요가 있다.

도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 실시간 라돈 가스 검출 시스템의 운용방법을 설명하는 순서도 이다.

이하, 첨부된 모든 도면을 참조하여 상세히 설명하면 라돈검출모듈부, 라돈검출제어부, 라돈지피에스부, 라돈엘비에스부, 라돈데이터포맷부, 라돈통신부를 포함하는 라돈 가스 검출 시스템의 운용방법에 있어서 라돈검출제어부가 운용시작을 지시하는 해당 제어명령신호이 입력되는지의 여부를 확인한다(S110).

라돈검출제어부에 의하여 운용을 시작하는 버튼 신호가 입력되는 것으로 판단되면 라돈 가스 검출 시스템을 구성하는 각 기능부의 정상동작 상태를 확인한다(S120).

라돈검출제어부에 의하여 구성된 기능부 중에서 어느 하나 또는 어느 하나 이상의 기능부가 정상적으로 동작하지 아니하는 것으로 검출되면 해당 장애상태를를 표시하는 경보신호를 출력하고 종료로 진행한다(S180).

한편, 라돈검출제어부에 의하여 각 기능부가 정상 동작하는 것으로 판단되면 라돈검출모듈부를 활성화 상태로 운용하고 공기 중의 라돈 가스 농도, 주변의 온도와 습도 값을 각각 검출하도록 해당 제어신호를 출력한다(S130).

라돈검출제어부는 라돈지피에스부와 라돈엘비에스부를 활성화 상태로 운용하여 표준좌표정보 값을 검출한다(S140).

라돈검출제어부는 라돈데이터포맷부를 활성화 상태로 운용하여 검출된 각각의 값을 10 바이트로 이루어지는 워드 단위의 라돈패킷 데이터로 포맷한다(S150).

즉, 검출된 라돈 농도 값, 온도 값, 습도 값, 해당 지역의 좌표정보 값, 시간 값, 지역정보 값, 고유번호 값, 오버헤드 정보에 각각 1 바이트(byte)를 할당하여 기록하고, 10 바이트를 묶어 하나의 워드 단위에 의한 패킷으로 규격화 한다.

검출된 정보가 많은 경우 패킷에 구성되는 워드의 숫자가 늘어날 수 있음은 매우 당연하고, 검출되거나 기록한 모든 정보는 1 워드의 패킷 단위에 저장(기록)되도록 구성하는 것이 비교적 바람직하다. 데이터 신호의 오류 검색 및 정정에는 패리티 체크 방식을 이용한다.

패킷에 저장되는 순서는 오버헤드, 패리티 체크, 라돈 농도 값, 온도 값, 습도 값, 해당 지역의 좌표정보 값, 시간 값, 지역정보 값, 고유번호 값, 기타 정보의 순서로 기록하는 것이 비교적 바람직하다.

라돈검출제어부는 라돈통신부를 활성화 상태로 운영하여 유선과 무선으로 지정된 상대방과 접속하여 패킷 단위의 정보를 실시간으로 전송한다(S160).

여기서 지정된 상대방은 거주자, 운용자이거나 또는 특정한 공공기관일 수 있으며 한정되지 않는다.

라돈검출제어부는 오프 버튼의 신호가 입력되지 않는 경우 라돈 농도 검출을실시간으로 계속 반복한다(S170).

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

900 : 실시간 라돈 가스 검출 시스템
1000 : 라돈검출모듈부 1100 : 라돈컵센서부
1110 : 라돈반응부 1120 : 솔라셀부
1130 : 라돈출입구 1140 : 암흑상자부
1150 : 격판 1200 : 온도센서부
1300 : 습도센서부 1400 : 흡배기부
2000 : 라돈검출제어부 3000 : 라돈데이터포맷부
4000 : 라돈통신부 5000 : 라돈지피에스부
6000 : 라돈엘비에스부 1160 : 라돈컵상자부

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 대기 중에 포함된 라돈 가스의 농도와 주변의 습도, 온도 값을 각각의 센서로 해당 제어신호에 의하여 각각 실시간 검출하는 라돈검출모듈부;
   상기 라돈검출모듈부에 접속하고 각 센서의 오류 없는 정상동작 상태를 확인하며 해당 제어신호에 의하여 검출된 각각의 값을 입력하고 시스템을 구성하는 각 기능부를 제어하고 감시하는 라돈검출제어부;
   상기 라돈검출제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 라돈검출모듈부가 검출한 각각의 값을 1 바이트 단위의 필드 데이터 영역에 각각 기록하고 검출된 지역의 표준좌표정보, 시간, 지역정보, 고유번호, 오버헤드, 체크비트를 포함시켜 10 바이트로 이루어지는 워드 단위의 라돈패킷 데이터로 포맷하는 라돈데이터포맷부; 및
   상기 라돈검출제어부의 해당 제어신호에 의하여 상기 라돈데이터포맷부로부터 인가된 상기 라돈패킷 데이터를 와이파이, 지그비, 블루투스, 적외선, 유선 통신 방식 중에서 어느 하나 이상으로 지정된 상대방에게 동시 전송하는 라돈통신부; 를 포함하는 실시간 라돈 가스 검출 시스템에 있어서,
   상기 라돈검출제어부의 해당 제어신호에 의하여 현재 위치에서의 위도, 경도, 해발 값으로 이루어지는 좌표정보와 시간 정보를 지피에스 신호 수신과 분석으로 확인하는 라돈지피에스부; 및 상기 라돈검출제어부의 해당 제어신호에 의하여 현재 위치에서의 위도, 경도, 해발 값으로 이루어지는 좌표정보와 시간 정보를 엘비에스 신호 수신과 분석으로 확인하는 라돈엘비에스부; 를 더 포함여 구성되고,
   상기 라돈검출제어부는 상기 라돈검출모듈부가 위치한 현재 장소에서의 지피에스 신호에 의한 지피에스 좌표정보 값, 엘비에스 신호에 의한 엘비에스 좌표정보 값, 상기 지피에스 좌표정보 값과 엘비에스 좌표정보 값을 산술평균연산한 산술평균좌표 값 중 어느 하나를 선택하여 표준좌표정보 값으로 지정하는 구성되며,
   상기 라돈검출모듈부는 상자 형상의 일측 내벽에 알파선에 반응하는 ZnS(Ag)를 코팅하고 인접한 측벽 일부에 솔라셀을 구비하여 라돈 가스를 검출하고 디지털 데이터 신호로 출력하는 라돈컵센서부와; 상기 라돈컵센서부가 설치된 하우징 내부 일부분에 설치되어 주변의 온도를 검출하고 디지털 데이터 신호로 출력하는 온도센서부; 및 상기 라돈컵센서부가 설치된 하우징 내부 일부분에 설치되어 주변의 습도를 검출하고 디지털 데이터 신호로 출력하는 습도센서부; 를 포함하여 이루어지고,
   상기 라돈컵센서부는 상기 상자 형상의 일측 내벽에 알파선에 반응하여 광자를 배출하는 ZnS(Ag)가 코팅된 라돈반응부;
   상기 상자 형상의 하측 내벽에 형성되어 상기 라돈반응부가 배출하는 광자를 검출하고 디지털 데이터 신호 값으로 출력하는 솔라셀부;
   상기 솔라셀부의 중앙부에 형성되어 라돈가스가 유입되거나 유출되는 라돈출입구; 및
   상기 솔라셀부가 형성된 상기 상자 형상의 하측면에 구비되고 자체적으로 상자형상을 하며 내부에 2개 이상 다수의 격판을 상측면과 하측면에 교번 내장하되 직립 형상으로 설치하여 외부로부터 빛의 유입을 차단하고 공기의 유입과 유출을 원활하게 하는 암흑상자부; 를 포함하되,
   상기 라돈반응부와 상기 솔라셀부는 라돈컵상자부의 내측에 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 라돈 가스 검출 시스템.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 라돈검출모듈부는
   상기 암흑상자부의 하단에 설치되고 상기 암흑상자부의 주변 공기를 상기 암흑상자부의 내부로 유입시키는 흡배기부; 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 라돈 가스 검출 시스템.
   
   
   
   
7. 삭제
8. 삭제

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