KR101952347B1 - 중금속 연속 측정장치의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시료 필터를 낭비함이 없이 사용하면서도 정확한 측정을 가능하게 할 수 있는 중금속 연속 측정장치의 제어방법에 관한 것으로서, (1) 이송 모듈의 제어로 포집 모듈에 이미 설정한 시간과 간격 단위로 시료 필터를 순차적으로 대응 위치시키며 공기 중의 분진을 포집시켜 포집부를 형성하고, 시료 필터를 계속적으로 순차 이송시키는 이송 및 포집단계; (2) 각 포집부 주연에 해당 포집부의 위치와 포집이 이루어진 해당 시간을 포함한 정보를 마킹하는 마킹단계; (3) 대응 위치한 마킹의 인식으로 마킹이 지시하는 포집부가 광원 모듈과 센서 모듈에 대응 위치함과 해당 포집부의 포집이 이루어진 시간 정보를 제어부에 인가하는 정보 인가단계; (4) 제어신호의 수신으로부터 포집부에 분석용 광을 조사하고, 이로 인해 포집부로부터 발생하는 신호를 검출한 결과와 마킹 인식 모듈을 통한 해당 시간 정보와 함께 수신하여 저장하는 검출단계;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

중금속 연속 측정장치의 제어방법{CONTROLLING METHOD OF APPARATUS FOR HEAVY METAL CONTINUOUS MEASUREMENT}
본 발명은 중금속 연속 측정장치의 제어방법에 관한 것으로 특히, 시료 필터를 낭비 없이 사용하면서도 정확한 측정을 가능하게 할 수 있는 중금속 연속 측정장치의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 미세먼지는 여러 가지 성분들로 이루어져 대기 중에 부유하는 물질이고, 그 입자 크기는 지름이 10㎛(마이크로미터, 1㎛=1000분의 1㎜) 이하인 것으로, PM 10(Particulate Matter 10)이라 한다.
이들은 대부분 자동차 배출 가스나 공장 굴뚝 등을 통해 배출되는 먼지나, 중국발 황사 등이 대표적이다.
또한, 미세먼지 중 입자의 크기가 더 작은 것은 초미세먼지라 부르며, 그 기준의 입자 크기는 지름이 2.5㎛ 이하인 먼지로서, PM2.5라 한다. 초미세먼지는 미세먼지보다 훨씬 작기 때문에 기도에서 걸러지지 않고, 대부분 폐포까지 침투해 심장 질환이나 호흡기 질병 등을 일으키기 때문에 훨씬 유해하다.
세계 각국에서는 미세먼지 수치를 엄격하게 규제하고 있으며, 국내에서도 1995년부터 대기 중에 존재하는 미세먼지 기준을 PM10 기준(연평균 80㎍/㎥, 일평균 150㎍/㎥)으로 설정하여 관리하고 있다.
또한, 초미세먼지에 대한 기준은 2011년 3월, '환경정책기본법 시행령 제2조 개정을 통하여 대기 환경기준에 초미세먼지인 PM2.5의 기준이 신설되었고, 그 기준은 24시간 기준으로 50 ㎍/㎥, 1년 기준으로는 평균 25 ㎍/㎥의 농도를 설정하였다.
현재 국내에는 전국적인 대기 자동 측정망에 상당수의 PM10 부유분진 측정기가 보급되어 상시 측정 중에 있다.
입자상 물질(PM)의 농도를 측정하는 방법은 전통적인 중력에 의한 측정(중량법), 광학적인 산란을 이용한 측정, 베타선의 감쇄원리에 의한 측정(베타선 흡수법) 등이 있다.
이들 중 중량법에 의한 측정방법이 가장 정확하나, 자동 측정이 불가능하다는 단점 때문에 베타선 흡수법을 이용한 방법이 미세먼지 측정 장치에 적용되어 널리 이용되고 있다.
이와 관련된 기술이 한국등록특허공보 제10-1278289호 ("베타레이를 이용한 듀얼 미세먼지 측정 장치")에 개시되어 있다.
그러나 상술한 선행기술은 두 가지 종류의 미세먼지(PM10 및 PM2.5)를 동시에 측정할 수 있는 장치이므로 그 면적이 상당하여 좁은 실내 공간 등에 설치하는데 제약이 따른다.
또한, 포집한 미세먼지 중 중금속 등의 성분 분석이 용이하지 않고, 중량법을 이용한 정확한 무게 측정이 불가능하다는 단점이 있다.
대기 중 중금속 물질 분석은 현재 국외 장비에 모두 의존하고 있으며, 대부분은 개별 샘플링을 통해 전처리 후, 실험실에서 수동 분석으로 이루어지고 있어 평가에는 많은 시간 및 인력이 소요된다.
중금속 연속측정장치는 대부분 에너지분산형 검출기를 탑재하고 있으나, 검출된 펄스신호 처리를 위한 프로세서 방식에는 장비에 따라 차이점이 있다.
샘플 유량제어기술은 일반적인 실시간 먼지측정기에 정밀도가 높은 질량흐름제어기(MFC: Mass Flow Controller) 또는 펌프 전단에 필터링을 통한 질량유량계 제어방식을 사용하나, 국외의 중금속 연속측정장치는 밸브 모터(valve motor) 제어방식으로 이루어져 있어 변동율이 다소 높고, 유지보수의 어려움과 많은 시간이 소요된다.
또한, 위 기술들은 다소 긴 분석시간에 따라 X선 튜브에 공급되는 고전압 및 전류의 지속시간이 길어 액세서리의 수명이 1~2년 주기로 짧다.
도 1 및 도 2에 도시한 일 예의 종래 기술은, 테프론 롤 필터(PTFE roll filter) 형태의 시료 필터(F)를 사용하고, 시료를 분석 위치로 이송해주는 롤 타입의 이송 장비를 사용하여 분석하는 방법이 사용되고 있다.
이러한 분석장치(10)는 중금속의 분석을 위하여 광을 조사하는 광원 모듈(11); 외부의 공기를 흡인하여 공기 중의 분진을 포집하기 위한 포집 모듈(12); 포집되는 분진을 공기로부터 여과하여 시료를 채취하기 위한 시료 필터(F); 시료 필터(F)를 이송시키기 위한 이송 모듈(13); 광원 모듈(11)로부터의 광의 조사에 의하여 시료 필터(F)의 포집 부위로부터 발생하는 신호를 검출하는 센서 모듈(14); 광원 모듈(11)을 포함하여 측정장치(10)의 각 구성에 전력을 공급하기 위한 전압발생장치(15); 및 광원 모듈(11)을 포함하여 측정장치(10)의 각 구성을 제어하기 위한 제어 모듈(16);을 포함한다.
특히, 도 2에 나타낸 바와 같이, 시료 필터(F)를 광원 모듈(11) 및/또는 포집 모듈(12)에 대응하도록 공급하기 위한 이송 모듈(13)은 제1 이송롤러(131)와 제2 이송롤러(132) 및 이들 사이의 제1 가이드롤러(133), 제2 가이드롤러(134), 제3 가이드롤러(135) 및 제4 가이드롤러(136)를 구비한 구성으로 이루어진다.
이에 따라 시료 필터(F)는 제1 이송롤러(131), 제1 가이드롤러(133) 및 제2 가이드롤러(134)를 거쳐 포집 모듈(12)과 광원 모듈(11)을 순서대로 통과하고, 계속해서 제3 가이드롤러(135), 제4 가이드롤러(136) 및 제2 이송롤러(132)의 순서로 이송된다.
이러한 구성에서 시료 필터(F)는 강성을 포함한 내구성 및 내열성이 좋은 테프론 소재를 롤에 감은 형태로 제조한 고가의 테프론 롤 필터를 사용하는데, 시료 필터(F)의 이송은 제1 이송롤러(131)와 제2 이송롤러(132)에 연결한 서보모터 등의 구동수단의 제어를 통해 이루어진다.
하지만, 시료 필터(F)는 띠 형상으로 이루어져 공기로부터 시료를 분리 포집하기 위한 다공질로 이루어져 있어, 이송 과정에서 길이 방향으로 장력을 받아 신장 또는 수축하는 변형이 발생할 수 있다.
또한, 시료를 채취하기 위해서는 포집 모듈(12)에 대응하여 밀착되게 고정한 상태로 이미 설정 시간 동안 포집 과정을 거치고, 이후 시료 필터(F) 중 시료의 포집이 이루어진 포집부를 이송 모듈(13)을 통해 광원 모듈(11)과 센서 모듈(14)에 대응하는 위치로 이송시킨다.
이때, 포집 모듈(12)의 위치와 광원 모듈(11) 사이의 거리에 있는 시료 필터(F)는 사용되지 않는 잉여 부위로 낭비되는 문제가 있다.
즉, 포집 모듈(12)과 광원 모듈(11) 사이의 구간 길이가 길고, 포집 이후에 포집부는 바로 광원 모듈(11)에 대응하는 위치로 이동함에 따라, 그 사이 구간의 시료 필터(F)는 잉여 구간으로 버려진다.
이에 대하여 이송 모듈(13)은 일차적으로 제 1 이송롤러(131)에서 제 2 이송롤러(132)로 감기도록 하여 사용한 이후에 제 1 이송롤러(131)에 되감아 잉여 구간을 재사용토록 할 수 있으나, 제 1, 2 이송롤러(131, 132)에 감기는 과정에서 상술한 잉여구간은 이미 포집이 이루어진 포집부와 접촉하여 오염될 수 있고, 제 1~4 가이드롤러(133, 134, 135, 136)와의 접촉 과정에서도 오염 가능성이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1278289호(2013.06.24. 공고)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 시료 필터를 낭비 없이 사용하면서도 시료 필터의 오염 가능성까지 방지하면서 정확한 연속 측정이 가능하도록 하는 중금속 연속 측정장치의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중금속 연속 측정장치는,
인가되는 제어신호에 따라 분석용 광을 조사하는 광원 모듈;
공기로부터 분진을 분리하여 시료를 채취하는 롤 형태의 시료 필터;
인가되는 제어신호에 따라 이미 설정한 시간에 외부의 공기를 흡인하여 시료 필터에 공기 중 분진의 포집이 이루어지도록 하는 포집 모듈;
인가되는 제어신호에 따라 시료 필터를 이송시키기 위한 이송 모듈;
포집부에 대한 분석용 광의 조사로부터 발생하는 신호를 검출하는 센서 모듈;
포집 모듈에 근접 설치되어 시료의 채취가 이루어지는 포집부의 위치정보와 시간 정보를 포함한 정보를 마킹하는 마킹 모듈;
광원 모듈에 근접하고, 마킹의 이동경로 상에 설치되어 대응 위치하는 마킹 정보를 리딩하는 마킹 인식 모듈; 및
마킹 인식 모듈의 리딩 정보와 센서 모듈의 검출 신호를 수신하고, 광원 모듈, 포집 모듈, 이송 모듈, 마킹 모듈을 제어하는 제어 모듈;을 포함하여 이루어지고, 이에 대한 제어방법은,
(1) 이송 모듈의 제어로 포집 모듈에 이미 설정한 시간 단위로 시료 필터를 순차적으로 대응 위치시키며 공기 중의 분진을 포집시켜 포집부를 형성하고, 시료 필터를 계속적으로 순차 이송시키는 이송 및 포집단계;
(2) 각 포집부 주연에 해당 포집부의 위치와 포집이 이루어진 해당 시간을 포함한 정보를 마킹하는 마킹단계;
(3) 대응 위치한 마킹의 인식으로 마킹이 지시하는 포집부가 광원 모듈과 센서 모듈에 대응 위치함과 해당 포집부의 포집이 이루어진 시간 정보를 제어부에 인가하는 정보 인가단계;
(4) 제어신호의 수신으로부터 포집부에 분석용 광을 조사하고, 이로 인해 포집부로부터 발생하는 신호를 검출한 결과와 마킹 인식 모듈을 통한 해당 시간 정보와 함께 수신하여 저장하는 검출단계; 를 포함하여 이루어진다.
또한, 마킹은 시료 필터의 일부를 절취해내는 천공; 시료 필터에 부착되어 광을 반사하는 광반사판; 시료 필터에 부착되어 광을 흡수하는 광흡수판; 시료 필터에 부착되어 자기 정보를 저장하는 자성체판; 시료 필터에 부착되어 광에 의해 감광되는 감광판; 시료 필터에 부착되어 광에 의해 전자를 발생시키는 광전판; 중 하나 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면 특히 시료 필터를 낭비함이 없이 사용하면서도 시료 필터의 오염 가능성을 방지하면서 정확한 측정을 가능하게 할 수 있는 중금속 연속 측정장치의 제어방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 중금속 연속 측정장치의 구성을 모식적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 중금속 연속 측정장치를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 중금속 연속 측정장치의 구성을 모식적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 중금속 연속 측정장치의 하나의 구체예를 도시한 정면도이다.
도 5는 도 4의 중금속 연속 측정장치의 구동을 부분적으로 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 중금속 연속 측정장치의 제어방법의 하나의 구체예에 따라 마킹된 상태의 시료 필터의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 중금속 연속 측정장치의 제어방법의 다른 하나의 구체예에 따라 마킹된 상태의 시료 필터의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 중금속 연속 측정장치(10)는, 중금속 등을 분석하기 위한 분석용 광을 인가되는 제어신호에 따라 조사하는 광원 모듈(11)과; 포집되는 분진을 공기로부터 여과해내어 시료로서 채취하기 위한 롤 형태의 시료 필터(F)와; 인가되는 제어신호에 따라 이미 설정한 시간 간격으로 외부로부터 흡인한 공기가 시료 필터(F)를 통과하게 하면서 공기 중의 분진을 분리하여 포집부에 시료를 채취하는 즉, 대응하는 포집부에 시료의 포집이 이루어지도록 하는 포집 모듈(12); 및 인가되는 제어신호에 따라 시료 필터(F)를 이송시키는 이송 모듈(13);을 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 중금속 연속 측정장치(10)는, 광원 모듈(11)을 통해 포집부에 대한 분석용 광이 조사됨에 따라 시료 필터(F)의 포집부로부터 발생하는 신호를 검출하는 센서 모듈(14)과; 포집 모듈(12)에 근접하여 설치가 이루어지고, 시료의 채취가 이루어지는 포집부의 위치 정보와 포집한 시간 정보를 포함한 정보를 마킹하는 마킹 모듈(21)과; 광원 모듈(11)에 근접하고, 마킹의 이동경로 상에 대응하도록 설치가 이루어져 이송에 따라 대응 위치하는 마킹을 리딩하여 마킹 정보에 대응하는 포집부가 광원 모듈(11)에 정렬되어 놓임을 확인하고, 그 확인과 해당 마킹의 정보를 후술하는 제어 모듈(16)에 인가하는 마킹 인식 모듈(22)을 구비한다.
그리고, 제어 모듈(16)은 마킹 인식 모듈(22)을 통한 해당 마킹의 정렬 상태 인식을 통해 광원 모듈(11)을 구동시켜 포집부에 분석용 광을 조사토록 하고, 이로 인해 포집부로부터 발생한 신호를 검출하는 센서 모듈(14)의 검출신호를 마킹 리딩에 따른 정보와 함께 저장토록 할 뿐 아니라 포집 모듈(12), 이송 모듈(13), 마킹 모듈(21)의 구동을 제어하는 제어모듈(16);을 포함한 구성으로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 중금속 연속 측정장치(10)는 중금속의 분석을 위하여 광을 조사하는 광원 모듈(11); 외부의 공기를 흡인하여 공기 중의 분진을 포집하기 위한 포집 모듈(12); 포집되는 분진을 공기로부터 여과해내어 시료를 채취하기 위한 시료 필터(F); 시료 필터(F)를 이송시키기 위한 이송 모듈(13); 광원 모듈(11)로부터의 광의 조사에 의하여 시료 필터(F)의 포집부로부터 발생하는 신호를 검출하는 센서 모듈(14); 광원 모듈(11)을 포함하여 측정장치(10)의 각 구성에 전력을 공급하기 위한 전압발생장치(15); 및 광원 모듈(11)을 포함하여 측정장치(10)의 각 구성을 제어하기 위한 제어모듈(16)에 더하여, 시료 채취 및 분석에 사용된 시료 필터 부분을 마킹하기 위한 마킹 모듈(21); 마킹 모듈(21)에 의해 시료 필터(F)에 마킹된 마킹을 인식하기 위한 마킹 인식 모듈(22);을 더 포함하여 이루어진다.
여기서, 마킹 모듈(21)은 형성하는 마킹을 통해 포집 모듈(12)을 통해 시료 필터(F) 상에 시료의 채취가 이루어지는 포집부 위치 정보와 포집부 형성시간에 대한 정보를 마킹 인식 모듈(22)이 함께 인식할 수 있도록 함이 바람직하다.
이를 위해서는, 도 6과 도 7에 도시한 바와 같이, 순차적으로 형성되는 각각의 마킹(Mn, Mn')을 각각 구분할 수 있도록 하고, 포집부 형성과정에 따른 시간 정보를 각각 구분되는 마킹 형성조건으로 인식하게 하고, 포집부(Fn)에 대하여 간격과 방향을 이미 설정하는 것으로 그 위치 정보를 인식할 수 있도록 함과 동시에 그 형성 위치가 광원 모듀(11)에 간섭되지 않으면서 시료 필터(F)의 이송으로부터 마킹 인식 모듈(22)에 대응할 수 있도록 함이 바람직하다.
이에 더하여, 상술한 포집부(Fn)와 마킹(Mn, Mn')은 이송 모듈(13)의 제어에 따라 이미 설정한 시간 간격으로 스탭 바이 스탭 과정으로 시료 필터(F)를 이송시키는 과정을 필요로 한다.
이는 형성한 포집부(Fn)가 광원 모듈(11)에 대응하는 위치로 이송되기까지 포집 모듈(12)과 광원 모듈(11) 사이의 구간에 대하여 이미 설정한 간격으로 균등 분배한 간격 배치로 배치를 이루도록 하는 것으로 이루어질 수 있다.
즉, 위의 과정은 포집 모듈(12)에서 포집부(Fn)를 형성한 이후 그 형성한 포집부(Fn)가 광원 모듈(11)에 직접 대응하는 위치로 이송하는 것이 아니라, 상술한 균등 분배에 따른 간격만큼 이송하고, 이어서 재차 포집부(Fn)의 형성과 순차적인 이송에 의해 이송되는 과정에서 포집 모듈(12)에 의한 다른 포집부(Fn)의 형성과 동시에 순차적인 이송에 의해 광원 모듈(11)에 포집부(Fn)가 대응 위치함을 마킹 인식 모듈(22)을 통해 확인하면서 분석용 광을 포집부(Fn)에 조사하게 하는 것으로 이루어질 수 있는 것이다.
시료 필터(F)가 광원 모듈(11) 및/또는 포집 모듈(12)에 일정하게 그리고 정확하게 공급되게 하기 위하여, 도 5에 도시한 포집부(F1)와 포집부(F2) 사이에 적어도 하나 이상의 다른 포집부(Fn)를 포집부(F1)와 포집부(F2)와 더불어 등간격 배치를 이루도록 하면서 순차적이고도 계속적인 이송이 이루어지도록 이송 모듈(13)을 구동시킨다.
이에 따르면, 이송 모듈(13)에 의해 이송되는 시료 필터(F)는 제 1 이송롤러(131)에서 제 2 이송롤러(132)로 일회의 이송으로 종료되며, 시료 필터(F)에 형성되는 포집부(Fn)들의 간격은 포집 보듈(12)과 광원 모듈(110 사이 간격을 복수로 등분한 것으로 종래와 비교하여 조밀하며, 광원 모듈(11)의 구동과 그에 따른 중금속 측정은 위 등분의 포집 과정 이후에 진행되지만, 포집 시점의 정보를 제어 모듈(16)에 인가하므로 해당 시간의 중금속 측정 정보를 명확하게 할 수 있다.
이때, 시료 필터(F)는 비제한적으로 포집 모듈(12)에 인접하게 설치되는 마킹 모듈(21) 및 광원 모듈(11)에 인접하게 설치되는 마킹 인식 모듈(22) 및/또는 수광소자(23)를 통과할 수 있다.
마킹 모듈(21)은 시료 필터(F) 상에 식별가능한 마킹을 형성시킬 수 있는 것은 어느 것이나 가능하며, 마킹 모듈(21)은 마킹의 종류에 따라 달라질 수 있으며, 마킹의 비제한적인 예로는 시료 필터(F)의 일부를 절취해내는 천공; 시료 필터(F)에 부착되어 광을 반사하는 광반사판; 시료 필터(F)에 부착되어 광을 흡수하는 광흡수판; 시료 필터(F)에 부착되어 자기 정보를 저장하는 자성체판; 시료 필터(F)에 부착되어 광에 의해 감광되는 감광판; 시료 필터(F)에 부착되어 광에 의해 전자를 발생시키는 광전판; 중 하나 이상의 조합으로 이루어진 것일 수 있으나, 바람직하게는 마킹이 중금속을 포함하지 않는 것일 수 있다.
마킹 모듈(21)은 위와 같은 천공을 형성할 수 있는 천공수단이나 기타 광반사판, 광흡수판, 자성체판, 감광판 또는 광전판을 부착시킬 수 있는 부착수단일 수 있다.
마킹 인식 모듈(22)은 마킹 모듈(21)에 의하여 시료 필터(F)에 형성된 마킹을 인식하기 위한 수단으로서, 마킹의 종류에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 시료 필터(F)에 형성된 마킹이 시료 필터(F)의 일부를 절취해내어 형성된 천공인 경우, 마킹 인식 모듈(22)은 발광소자일 수 있고, 발광소자로부터 조사된 광이 천공을 통과하여 수광소자(23)에 도달되는 경우, 마킹이 형성되었음을 인식할 수 있다. 마킹이 인식되는 경우, 마킹이 형성된 부위의 시료 필터(F)가 이미 포집 및/또는 분석에 사용되었음을 인식할 수 있다. 시료 필터(F)에 형성된 마킹이 시료 필터(F)에 부착된 광반사판 또는 광흡수판인 경우, 마킹 인식 모듈(22)은 발광소자와 수광소자의 조합일 수 있고, 발광소자로부터 조사된 광이 광반사판에 의하여 반사되거나 광흡수판에 의하여 흡수되는 것을 인식하여 마킹이 형성되었음을 인식할 수 있다. 시료 필터(F)에 형성된 마킹이 시료 필터(F)에 부착된 자성체판인 경우, 마킹 인식 모듈(22)은 자성체 또는 유도코일 등과 같이 자력을 감지할 수 있는 것일 수 있고, 자력의 감지에 의해 마킹이 형성되었음을 인식할 수 있다. 마킹이 감광판이나 광전판 또는 다른 어떠한 것이라도 해당 마킹을 인식할 수 있는 적절한 마킹 인식 모듈(22)에 의해 마킹을 인식하는 것이 가능함은 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 중금속 연속 측정장치는 시료 필터(F)의 이송 거리를 측정할 수 있는 필터이송거리측정 모듈(도시 안됨)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 중금속 연속 측정장치의 제어방법은, 중금속의 분석을 위하여 광을 조사하는 광원 모듈(11), 외부의 공기를 흡인하여 공기 중의 분진을 포집하기 위한 포집 모듈(12), 포집되는 분진을 공기로부터 여과해내어 시료를 채취하기 위한 시료 필터(F), 시료 필터(F)를 이송시키기 위한 이송 모듈(13), 광원 모듈(11)로부터의 광의 조사에 의하여 시료 필터(F)의 포집부로부터 발생하는 신호를 검출하는 센서 모듈(14), 시료 채취 및 분석에 사용된 시료 필터 부분을 마킹하기 위한 마킹 모듈(21), 마킹 모듈(21)에 의해 시료 필터(F)에 마킹된 마킹을 인식하기 위한 마킹 인식 모듈(22), 광원 모듈(11)을 포함하여 측정장치(10)의 각 구성에 전력을 공급하기 위한 전압발생장치(15) 및 광원 모듈(11)을 포함하여 측정장치(10)의 각 구성을 제어하기 위한 제어모듈(16)을 포함하는 중금속 연속 측정장치(10)의 제어에 있어서, (1) 이송 모듈의 제어로 포집 모듈에 이미 설정한 시간 단위로 시료 필터를 순차적으로 대응 위치시키며 공기 중의 분진을 포집시켜 포집부를 형성하고, 시료 필터를 계속적으로 순차 이송시키는 이송 및 포집단계; (2) 각 포집부 주연에 해당 포집부의 위치와 포집이 이루어진 해당 시간을 포함한 정보를 마킹하는 마킹단계; (3) 대응 위치한 마킹의 인식으로 마킹이 지시하는 포집부가 광원 모듈과 센서 모듈에 대응 위치함과 해당 포집부의 포집이 이루어진 시간 정보를 제어부에 인가하는 단계; (4) 제어신호의 수신으로부터 포집부에 분석용 광을 조사하고, 이로 인해 포집부로부터 발생하는 신호를 검출한 결과와 마킹 인식 모듈을 통한 해당 시간 정보와 함께 수신하여 저장하는 검출단계;를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 (1)의 포집단계는 이송 모듈(13)을 제어하여 시료 필터(F)를 포집 모듈(12)에 위치시키고, 시료 필터(F)에 공기 중의 분진을 포집시켜 시료 필터(F)에 포집부를 형성시키는 것을 이미 설정한 시간과 간격을 순차적으로 진행하는 것에 의해 이루어진다.
상기 (2)의 마킹단계는 형성되는 포집부에 대하여 이미 정해진 간격과 방향의 시료 필터(f) 상에 형성하는 것으로, 포집부 형성 과정에 소요된 시간과 포집부의 형성 위치(예를 들어 좌표값)에 대한 정보를 담은 마킹을 형성하는 것으로 이루어진다.
상기 (3)의 정보 인가단계는 현재 광원 모듈(11)과 센서 모듈(14)을 통해 검출한 중금속 분석을 해당 포집부(Fn)의 형성 시간과 매칭시키고, 이를 제어 모듈(16)에 인가하여 해당 시간대의 중금속 분석 정보로 이해될 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 (4)의 검출단계는 포집부에 분석용 광을 조사함으로부터 발생한 신호를 검출하고, 그 결과와 마킹 인식 모듈을 통한 해당 시간 정보와 함께 수신하여 저장하는 것으로 이루어진다.
여기서, 상술한 광원 모듈(11)과 센서 모듈(14)을 통한 시료의 중금속 검출은 포집 모듈(12)의 포집 과정과 반듯이 같은 시간 때에 진행될 필요는 없는 것이며, 이에 대한 선택은 상술한 포집 모듈(12)과 광원 모듈(11) 사이의 간격에 대하여 시료 필터(F)의 낭비를 줄이기 위하여 교번으로 진행될 수 있는 것이며, 동시에 진행토록 하는 것이 더욱 바람직하다고 할 것이다.
이를 위하여 상술한 광원 모듈(11)에 대하여 포집 모듈(12)의 설치 위치를 적정하게 설계함이 바람직하다.
이상의 포집단계, 이송단계, 검출단계 및/또는 반복단계는 주로 중금속 연속 측정장치를 최초로 작동시키는 경우에 정상적으로 운전되는 과정으로 이해될 수 있다.
본 발명에 있어 마킹(Mn)은, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 시료 필터(F)의 진행방향을 기준으로 포집부의 좌우(도 6) 또는 전후(도 7)에 마킹이 형성될 수 있다. 즉, 도 6을 기준으로 설명하면, 복수의 포집부들 중 제1 포집부(F1)의 좌측 및/또는 우측에 제1 마킹(M1 및/또는 M1')이 형성되고, 제2 포집부(F2)의 좌측 및/또는 우측에 제2 마킹(M2 및/또는 M2')이 형성될 수 있다. 달리, 도 7을 기준으로 설명하면, 복수의 포집부들 중 제1 포집부(F1)의 전방 및/또는 후방에 제1 마킹(M1 및/또는 M1')이 형성되고, 제2 포집부(F2)의 전방 및/또는 후방에 제2 마킹(M2 및/또는 M2')이 형성될 수 있다. 시료 필터(F)의 효율적인 사용을 고려하면 도 6과 같이 복수의 포집부들 중 제1 포집부(F1)의 좌측 및/또는 우측에 제1 마킹(M1 및/또는 M1')이 형성되고, 제2 포집부(F2)의 좌측 및/또는 우측에 제2 마킹(M2 및/또는 M2')이 형성될 수 있다. 따라서, 제1 포집부(F1)와 제2 포집부(F2) 사이의 미사용된 시료 필터(F) 부분을 감지하고, 해당 부분을 다시 포집 및 분석에 사용하는 것을 가능하게 할 수 있다.
예를 들어, 광원 모듈(11)과 포집 모듈(12) 간의 거리가 100㎜로 설정되고, 개개 포집부의 직경이 10㎜로 설정되며, 포집부가 포집 모듈의 중심점을 기준으로 진원으로 형성되고 포집부가 광원 모듈의 중심점에 위치되어 분석이 수행된다고 가정하는 경우, 포집부 간의 간섭을 피하기 위하여 포집부의 중심 간의 거리가 10㎜가 되도록 설정하더라도 제1 포집부와 제2 포집부 간에 최소 4개의 포집부가 더 형성될 수 있으며, 이는 포집부의 중심 간의 거리를 10㎜ 미만이 되도록 설정하면 더 많은 포집부가 형성될 수 있다.
실질적으로 적용가능한 비제한적인 예로 설명하면 다음과 같다.
광원 모듈(11)과 포집 모듈(12) 간의 거리가 대략 90㎜로 설정되고, 개개 포집부의 직경이 대략 8㎜로 설정되며, 그 실질적인 근거는 다음과 같다. 광원 모듈(11)로서 주로 사용되는 X선 튜브에서 X선을 25°의 각도로 X선을 방출한다. X선이 분석부인 시료 필터(F)의 포집부에 조사되는 면적은 약 24㎜로 계산된다. 조사 면적 내에는 해당 시간 동안 미세먼지가가 포집된 부분만 노출되어야 한다. 이전 시간 또는 이후 시간에 미세먼지를 포집한 부분이 X선 조사부에 노출 시 정확한 데이터의 획득이 불가능해진다. 따라서 포집부 간의 거리가 최소 16㎜ 이상 이격되어 있어야 이전 시간 또는 이후 시간에 포집한 미세먼지에 의한 노이즈가 발생하지 않고 정확한 시간대별 데이터의 획득이 가능하다. 따라서, 포집부가 포집 모듈의 중심점을 기준으로 진원으로 형성되고 포집부가 광원 모듈의 중심점에 위치되어 분석이 수행된다고 가정하는 경우, 시료 필터(F)에 여러 포집부들이 포집부 직경 10㎜, 포집부 간의 거리 16㎜로 설정하여 상기한 바와 같이 본 발명에 따라 마킹 및 마킹의 인식을 통한 되감기를 수행하는 것에 의하여 시료 필터(F)의 낭비없이 포집부가 촘촘하게 형성되도록 할 수 있다.
따라서, 고가의 유용한 자원인 시료 필터(F)의 낭비를 막고 시료 필터(F) 전체를 충분히 사용하는 것을 가능하게 할 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 중금속 연속 측정장치
11: 광원 모듈 12: 포집 모듈
13: 이송 모듈 14: 센서 모듈
15: 전압발생장치 16: 제어 모듈
21: 마킹 모듕 22: 마킹 인식 모듈
23: 수광소자
131: 제1 이송롤러 132: 제2 이송롤러
133: 제1 가이드롤러 134: 제2 가이드롤러
35: 제3 가이드롤러 136: 제4 가이들롤러
F: 시료 필터 F1: 제1 포집부
F2: 제2 포집부 M1, M1': 제1 마킹
M2, M2': 제2 마킹

Claims (2)

  1. 인가되는 제어신호에 따라 분석용 광을 조사하는 광원 모듈; 공기로부터 분진을 분리하여 시료를 채취하는 롤 형태의 시료 필터; 인가되는 제어신호에 따라 이미 설정한 시간에 외부의 공기를 흡인하여 시료 필터에 공기 중 분진의 포집이 이루어지는 포집부를 형성토록 하는 포집 모듈; 인가되는 제어신호에 따라 시료 필터를 이송시키기 위한 이송 모듈; 포집부에 대한 분석용 광의 조사로부터 발생하는 신호를 검출하는 센서 모듈; 포집 모듈에 근접 설치되어 시료의 채취가 이루어지는 포집부의 위치에 마킹을 형성하되, 상기 마킹에 포집부에 대한 위치정보와 포집한 시간 정보를 함께 포함하는 마킹 모듈; 광원 모듈에 근접하고, 마킹의 이동경로 상에 설치되어 대응 위치하는 마킹 정보를 리딩하는 마킹 인식 모듈; 및 마킹 인식 모듈의 리딩 정보와 센서 모듈의 검출 신호를 수신하고, 광원 모듈, 포집 모듈, 이송 모듈, 마킹 모듈을 제어하는 제어 모듈;을 포함하되, 상기 포집부는 포집 모듈과 광원모듈 사이의 간격을 이미 설정한 값으로 복수로 균등 분배한 간격의 배치를 이루고, 상기 포집부와 포집부에 대한 마킹은 이송모듈의 제어에 따라 이미 설정한 시간 간격으로 시료필터를 스탭 바이 스탭 과정으로 이송이 이루어지는 중금속 연속 측정장치를 구비하고, 이의 제어방법은,
    (1) 이송 모듈의 제어로 포집 모듈에 이미 설정한 시간과 간격 단위로 시료 필터를 순차적으로 대응 위치시키며 공기 중의 분진을 포집시켜 포집부를 형성하고, 시료 필터를 계속적으로 순차 이송시키는 이송 및 포집단계;
    (2) 각 포집부 주연에 해당 포집부의 위치와 포집이 이루어진 해당 시간을 포함한 정보를 마킹하는 마킹단계;
    (3) 대응 위치한 마킹의 인식으로 마킹이 지시하는 포집부가 광원 모듈과 센서 모듈에 대응 위치함과 해당 포집부의 포집이 이루어진 시간 정보를 제어부에 인가하는 정보 인가단계;
    (4) 제어신호의 수신으로부터 포집부에 분석용 광을 조사하고, 이로 인해 포집부로부터 발생하는 신호를 검출한 결과와 마킹 인식 모듈을 통한 해당 시간 정보와 함께 수신하여 저장하는 검출단계;를 포함함을 특징으로 하는 중금속 연속 측정장치의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    마킹은 시료 필터의 일부를 절취해내는 천공; 시료 필터에 부착되어 광을 반사하는 광반사판; 시료 필터에 부착되어 광을 흡수하는 광흡수판; 시료 필터에 부착되어 자기 정보를 저장하는 자성체판; 시료 필터에 부착되어 광에 의해 감광되는 감광판; 시료 필터에 부착되어 광에 의해 전자를 발생시키는 광전판; 중 하나 이상의 조합으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 중금속 연속 측정장치의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007017349A (ja) * 2005-07-08 2007-01-25 Chugoku Electric Power Co Inc:The 放射性ダストモニタ及び放射性ダストモニタにおける濾紙使用方法
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KR20160129773A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 주식회사 에이피엠엔지니어링 중금속 연속 측정장치

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