KR101978212B1 - 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템 - Google Patents

대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101978212B1
KR101978212B1 KR1020180115778A KR20180115778A KR101978212B1 KR 101978212 B1 KR101978212 B1 KR 101978212B1 KR 1020180115778 A KR1020180115778 A KR 1020180115778A KR 20180115778 A KR20180115778 A KR 20180115778A KR 101978212 B1 KR101978212 B1 KR 101978212B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pollutant
measurement
data
information
measurement information
Prior art date
Application number
KR1020180115778A
Other languages
English (en)
Inventor
이미재
Original Assignee
이미재
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 이미재 filed Critical 이미재
Priority to KR1020180115778A priority Critical patent/KR101978212B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101978212B1 publication Critical patent/KR101978212B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

본 발명은 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템에 관한 것으로, 굴뚝에서 배출되는 오염물질의 배출량을 측정하는 다수의 측정센서(111)와 제1 통신모듈(112)을 포함하는 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)와, 사업장 주변지역에 설치되어 기상자료를 측정하는 다수의 기후센서(121)와 제2 통신모듈(122) 포함하는 하나 이상의 기후 측정기기(120)와, 상기 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)에서 전송되는 오염물질 및 기상자료 측정정보를 수집, 분석 및 저장하고 외부로 전송하는 데이터로거(130)와, 전송받은 정보를 사용자에게 화면으로 표시하여 주는 표시부(141)와 제3 통신모듈(142)을 포함하는 사업장서버(140)와, 오염물질 및 기상자료 측정정보와 확인메시지를 실시간으로 전송받아 오류검출과 오염물질 배출량 계산을 하고 제어명령과 확인요청명령을 상기 데이터로거(130)로 전송하는 연산모듈(151), 상기 연산모듈(151)에서 전송되는 정보와 사업장 정보를 저장하는 데이터베이스모듈(152) 및 데이터를 화면에 표시하여주는 디스플레이모듈(153)을 포함하는 중앙관리서버(150)를 포함하는 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템을 제공한다.

Description

대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템{The management system for self-measurement air pollutant}
본 발명은 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대기오염물질 배출사업장의 배출시설에 측정기기를 설치한 후 배출되는 가스에 포함된 오염물질을 측정하여 측정된 값 및 상태에 대한 신호를 전송하고 관리서버에서 수신하여 관리함으로써 별도의 인력이 매번 직접 측정기기를 이용해 자가측정을 하지 않아도 대기오염물질 배출사업장의 대기오염물질 자가측정을 상시적으로 수행할 수 있도록 한 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 대기오염물질 배출사업장의 대기배출시설은 시설을 설치하고 관리하는 데 법률로서 그 기준이 정해져 있다. 구체적으로는 대기배출시설 종구분에 따라 배출시설의 입지제한, 환경관리인선임, 자가측정, TMS설치대상사업장, 지도점검횟수, 기본부과금대상사업장 등의 업무가 달라지게 된다.
이 중에서도 굴뚝은 연료가 연소되면서 발생하는 가스가 밖으로 배출되는 구조물로써 굴뚝을 통해 배출되는 가스에는 다양한 오염물질이 포함되는데, 그에 따라 대기환경보전법에서는 굴뚝에서 배출되는 가스에 배출 허용 기준을 적용하고, 환경관리인을 선임하도록 하며, 일정 주기마다 자가측정을 하도록 규제하고 있다.
이러한 자가측정은 대기오염물질을 채취하고 분석에 대한 대기오염공정시험방법에 의해 실시되는데, 구체적으로는 먼저 현장에 도착하여 해당 배출시설이 정상적으로 가동하는지 확인하고, 시료 채취장비를 갖춘 후 굴곡이나 가스의 흐름이 급격히 변하는 지점을 피하여 배출가스 흐름이 안전한 측정위치 지점을 선정하고, 벽면에 일정 크기의 내경인 측정공을 설치하고 측정 시에 밀폐하며, 굴뚝의 모양과 크기에 따라 적정한 위치에서 여러번 측정하여 시료를 채취하여 자가측정을 실시하게 된다. 이후, 실험실에서 채취된 시료를 분석하여 먼지농도를 계산하게 된다.
그런데 이러한 대기오염물질을 채취하고 분석하는 자가측정 시에 시료를 채취하는 작업자는 각종 안전사고에 노출된다. 따라서 작업자의 안전을 위해 작업자는 피부를 노출하지 않는 복장 등을 갖추고 작업환경이 고온인 경우에는 드라이아이스 자켓 등과 같은 특수복을 입어야 하며 높은 곳에서 작업을 하는 경우에는 반드시 안전밧줄을 사용하여야 한다.
이와 같이 작업자가 매번 대기오염물질 자가측정을 위해 현장에서 직접 측정하는 것이 위험하기 때문에 근래에는 굴뚝 내부에 측정기기를 설치하고 측정기기에서 얻어진 데이터를 중앙통제소로 전송하는 굴뚝 원격감시 시스템이 운용되고 있다. 굴뚝 원격감시 시스템은 굴뚝에서 나오는 배기가스에 포함된 대기오염물질 배출농도를 상시 측정하고 이를 중앙통제소로 전송하여 오염물질 배출상황을 상시 감시할 수 있는 시스템이다.
그런데 이러한 대기오염물질 자가측정 대상인 굴뚝의 경우에 상술한 바와 같이 다양한 배출사업장에서 다양한 크기와 모양의 굴뚝이 운영되고 있기 때문에 단순히 중앙통제소에서 측정 수치만을 제공하게 되면 신뢰도의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 다양한 배출사업장에 따라 굴뚝의 크기와 모양에 대한 정보, 측정기기의 측정위치, 측정공, 측정 횟수 등의 정보 등을 함께 매칭하여 종합적으로 관리할 수 있는 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
1. 등록특허 제10-1052630호(2011.07.22. 등록) : 실시간 비산먼지 유출확산 감시 시스템
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 현장에 직적 방문하여 대기오염물질 자가측정을 하는 작업자의 안전 및 편의를 위해 굴뚝의 배기가스를 측정하는 측정기기를 설치하고 이를 원격으로 제어 및 관리할 수 있는 시스템을 제공하되, 다양한 크기와 모양의 굴뚝을 가지고 있는 배출사업장의 현장 정보를 측정기기에서 전송되는 정보와 매칭시킴으로써 오류를 검출하여 수집된 정보의 신뢰도를 높일 수 있고 관리가 용이한 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들의 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 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템은, 굴뚝에 설치되되 굴뚝에서 배출되는 오염물질의 배출량을 측정하는 다수의 측정센서(111)와 상기 측정센서(111)에서 측정된 오염물질 측정정보를 유선 또는 무선으로 외부로 전송하는 제1 통신모듈(112)을 포함하는 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)와, 사업장 주변지역에 설치되어 기상자료를 측정하는 다수의 기후센서(121)와 상기 각각의 기후센서(121)에서 측정된 기상자료 측정정보를 유선 또는 무선으로 외부로 전송하는 제2 통신모듈(122) 포함하는 하나 이상의 기후 측정기기(120)와, 상기 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)에서 전송되는 오염물질 및 기상자료 측정정보를 수집, 분석 및 저장하고 유선 또는 무선으로 외부로 전송하는 데이터로거(130)와, 사업장에 설치되되 전송받은 정보를 사용자에게 화면으로 표시하여 주는 표시부(141)와 상기 데이터로거(130)로부터 전송받은 오염물질 및 기상자료 측정정보를 유선 또는 무선으로 외부로 송수신하는 제3 통신모듈(142)을 포함하는 사업장서버(140)와, 상기 사업장서버(140)을 통해 상기 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)에서 전송되는 오염물질 및 기상자료 측정정보와 확인메시지를 실시간으로 전송받아 오류검출과 오염물질 배출량 계산을 하고 제어명령과 확인요청명령을 상기 데이터로거(130)로 전송하는 연산모듈(151), 상기 연산모듈(151)에서 전송되는 정보와 사업장 정보를 가공하여 데이터베이스로 저장하는 데이터베이스모듈(152) 및 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장된 데이터를 사용자가 시각적으로 확인, 검사할 수 있도록 화면에 표시하여주는 디스플레이모듈(153)을 포함하는 중앙관리서버(150)를 포함하고, 상기 오염물질 측정기기(110)는 다수의 측정센서(111)를 이용하여 각각 시료채취시간, 진공게이지압, 배출가스온도, 배출가스동압, 시료채취량, 건식가스미터온도, 여과지홀더온도, 산소농도를 측정하여 오염물질 측정정보를 생성한 후 데이터로거(130)로 전송하고, 상기 기후측정기기(120)는 다수의 기후센서(121)를 이용하여 기온, 습도, 기압, 풍향, 풍속을 측정하여 기상자료 측정정보를 생성한 후 데이터로거(130)로 전송하고, 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 수분량, 배출가스밀도, 배출가스유속, 배출가스유량, 등속흡입계수, 산소량, 먼지 농도, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도의 오염물질 배출량 계산을 수행하고, 일정 시간 동안의 오염물질의 변화가 일정 범위를 벗어나면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령을 생성하고, 기 설정된 오염물질 측정기기(110) 수만큼 오염물질 측정정보가 전송되지 않으면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성하는 오류검출을 수행하고, 오염물질 측정기기(110), 기후 측정기기(120) 및 데이터로거(130)에 대한 원격검색, 시간교정, 재조정, 상수검색의 제어명령 생성을 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 오염물질 측정기기(110)의 오염물질 측정정보는 대기오염물질 자가측정정보인 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 상기 중앙관리서버(150)에서 생성된 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령과 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령이 포함된 확인요청명령을 상기 사업장서버(140)로 전송하고, 기 설정된 기간 내에 상기 사업장서버(140)로부터 상기 확인요청명령에 대한 확인 메시지가 수신되지 않으면 상기 오염물질 측정정보에 의한 오염물질 배출량 계산을 무시하고 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장되지 않도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 연산모듈(151)의 상기 제어명령 중 원격검색은 상기 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)의 영점값과 최고 표준농도 값인 스팬값을 검색하는 명령이고, 시간교정은 상기 중앙관리서버(150)와 데이터로거(130)의 시간을 동일하게 맞추는 명령이고, 재조정은 상기 오염물질 측정기기(110), 기후 측정기기(120) 및 데이터로거(130)의 제반 동작을 리셋하는 명령이고, 상수검색은 상기 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)의 계수를 검색하는 명령인 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 오염물질 측정기기(110)의 설치위치는 상기 굴뚝 하단으로부터 내경에 8배 이상이고 상단으로부터 2배인 위치인 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정공의 크기는 벽면에 내경 100mm 이상 150mm 이하인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 대기오염물질 자가측정 종합관리 방법은, 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)가 측정센서(111)를 이용하여 굴뚝에서 배출되는 오염물질의 배출량을 측정한 오염물질 측정정보와, 하나 이상의 기후 측정기기(120)가 다수의 기후센서(121)를 이용하여 측정한 기상자료 측정정보를 데이터로거(130)로 전송하고 데이터로거(130)는 사업장서버(140)로 전송하는 송신단계(S210)와, 사업장서버(140)가 데이터로거(130)에서 오염물질 및 기상자료 측정정보를 전송받아 중앙관리서버(150)로 전송하는 중계단계(S220)와, 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 사업장서버(140)을 통해 상기 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)의 오염물질 측정정보와 기후 측정기기(120)의 기상자료 측정정보를 실시간으로 전송받아 오염물질 배출량계산 및 오류검출을 하고 이상이 없으면 해당 데이터를 데이터베이스모듈(152)로 전송 하고 이상이 있으면 상기 사업장서버(140)로 확인요청명령을 전송한 후 확인 메시지을 수신 받는 오류검출 및 연산단계(S230)와, 중앙관리서버(150)의 데이터베이스모듈(152)이 상기 연산모듈(151)에서 전송되는 정보 및 사업장 정보를 가공하여 데이터베이스에 저장하는 저장단계(S240) 및 중앙관리서버(150)의 디스플레이모듈(153)이 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장된 데이터를 사용자에게 시각적으로 확인, 검사할 수 있도록 화면에 표시하여주는 표시단계(S250)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 오류검출 및 연산단계(S230)의 오류검출은, 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보를 이용하여 수분량, 배출가스밀도, 배출가스유속, 배출가스유량, 등속흡입계수, 산소량, 먼지 농도, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도의 오염물질 배출량 계산을 하는 분석단계(S231)와, 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 일정 시간 동안의 오염물질의 변화가 일정 범위를 벗어나면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령을 생성하고, 기 설정된 오염물질 측정기기(110) 수만큼 오염물질 측정정보가 전송되지 않으면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성하는 명령생성단계(S232)와, 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령과 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령이 포함된 확인요청명령을 상기 사업장서버(140)로 전송하는 명령전송단계(S233) 및 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 기 설정된 기간 내에 상기 사업장서버(140)로부터 상기 확인요청명령에 대한 확인 메시지가 수신되지 않으면 상기 오염물질 측정정보를 무시하여 해당 오염물질 배출량 계산 값을 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장되지 않도록 하는 저장여부단계(S234)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 저장여부단계(S234)에서 상기 사업장서버(140)는 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)로부터 전송 받은 상기 확인요청명령을 사용자에게 화면으로 표시한 후 확인 메시지를 상기 중앙관리서버(150)로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 상기 오류검출 및 연산단계(S230)의 오염물질 배출량계산은, 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 오염물질 측정정보를 이용하여 각각 수분량, 배출가스밀도, 배출가스유속, 배출가스유량, 등속흡입계수, 산소량, 먼지 농도, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도를 계산하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 원격으로 다수의 사업장의 대기오염물질 자가측정을 관리할 수 있기 때문에 종래의 대기오염물질 자가측정 시에 개별 사업장을 직접 방문하여 자가측정을 수행할 때 소요되는 비용을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 개별 사업장에서 전송되는 대기오염물질 측정기기의 오염물질 측정정보를 중앙관리서버 내에서 오류를 검출하는 과정을 거쳐서 오류로 데이터로 가공한 후 이상이 없을 때에만 오염물질 배출량을 계산을 한 후 데이터베이스에 저장하고 있기 때문에 신뢰성 있는 대기오염물질 자가측정 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템의 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 오염물질 측정기기의 굴뚝에서의 측정점 위치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 대기오염물질 자가측정 종합관리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 오류검출 및 연산단계를 나타내는 순서도이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템의 블록도로서, 본 발명의 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템(100)은, 오염물질 측정기기(110), 기후 측정기기(120), 데이터로거(130), 사업장서버(140) 및 중앙관리서버(150)을 포함할 수 있다.
오염물질 측정기기(110)는 사업장의 굴뚝에 하나 이상이 설치되고 측정센서(111)와 제1 통신모듈(112)을 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일실시예에서 오염물질 측정기기(110)의 오염물질 측정정보는 대기오염물질 자가측정정보인 것을 말한다.
일반적으로 대기오염물질 자가측정을 위해서는 대기오염물질을 채취하고 분석하는 대기오염공정시험방법에 의해 실시된다. 구체적으로 먼지, 비산먼지, 카드뮴, 납, 크롬, 구리, 니켈, 아연, 매연과 같은 입자상물질을 분석하고, 암모니아, 일산화탄소, 염화수소, 염소, 황산화물, 질소산화물, 이황화탄소, 포름 알데히드, 황화수소, 불소화합물, 시안화수소, 브롬화합물, 벤젠, 페놀화합물, 비소화합물, 수은화합물과 같은 가스상물질을 분석하고, 먼지, 아황산가스, 질소산화물, 염화수소, 불화수소, 암모니아와 같은 굴뚝배출가스 오염물질 연속자동측정방법으로 분석하게 된다.
본 발명의 일실시예에서는 이러한 다양한 종류의 분석대상 물질들에 대한 채취를 오염물질측정기기(110)의 측정센서(111)가 담당하고 분석 및 계산을 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 담당하도록 함으로써 작업자가 직접 굴뚝 등과 같은 배출원에 직접 가지 않아도 원격으로 자동 오염물질 채취 및 분석이 이루어질 수 있도록 한다.
시료채취에 있어서는 배출가스유량, 채취한 배출가스량, 입자상물질의 시료채취시에는 등속흡인, 가스상물질의 시료채취시에는 규정된 속도로 채취, 온도, 압력, 배출가스의 수분함량, 산소농도 등과 같은 고려인자를 감안하여야 한다. 따라서 이러한 고려인자를 감안하여 시료 채취장비를 대신하게 될 오염물질측정기기(110)의 측정센서(111)의 설치위치를 선택하게 된다.
본 발명의 일실시예에서 오염물질 측정기기(110)의 설치위치는 상기 굴뚝 하단으로부터 내경에 8배 이상이고 상단으로부터 2배인 위치인 것이 바람직하며, 오염물질 측정기기(110)의 측정공의 크기는 벽면에 내경 100mm 이상 150mm 이하인 것이 바람직하다.
이는 측정위치는 같은 굴뚝에서도 각 지점에서 기류의 흐름이 다르므로 굴뚝의 모양과 크기에 따라 적정한 위치에서 측정하여 굴곡이나 가스의 흐름이 급격히 변하는 지점을 피하고 배출가스 흐름이 안정한 지점을 선정하고 작업에 안전한 위치를 선정하기 위함이다.
오염물질 측정기기(110)는 다수의 측정센서(111)를 이용하여 각각 시료채취시간, 진공게이지압, 배출가스온도, 배출가스동압, 시료채취량, 건식가스미터온도, 여과지홀더온도, 산소농도를 자동으로, 그리고 연속적으로 측정하여 오염물질 측정정보를 생성한 후 외부로 전송하게 된다.
오염물질 측정기기(110)의 측정범위는 사업장 배출시설별 오염물질 배출허용기준의 2 내지 5배의 값으로 설정될 수 있어야 한다. 다만, 배출가스 농도가 측정범위를 초과하는 경우와 배출허용기준이 5 ppm 이하(먼지 5 mg/Sm3)인 경우에는 배출허용기준의 5 내지 10 배 이내에서 설정할 수 있으며, 유속의 경우 최대유속의 1.2 ∼ 1.5배 범위에서 설정하여야 한다. 그리고 이러한 측정범위는 후술하게될 데이터로거(130)에 입력된 측정 범위 값과 일치되어야 한다.
오염물질 측정기기(110)는 수동 또는 자동으로 측정 및 교정할 수 있는 기능을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 이에 따라 후술하게 될 중앙관리서버(150)에서 전송되는 제어명령에 의해 오염물질 측정기기(110)가 외부에서 원격으로 자동 교정될 수 있게 된다.
오염물질 측정기기(110)는 측정된 값들이 보존될 수 있도록 기록계 또는 메모리 장치 등이 구비되는 것이 바람직하다.
오염물질 측정기기(110)는 본 발명의 일실시예에서 전원단절, 교정중, 보수중, 동작불량과 같은 운영 상태에 대한 신호를 생성하여 후술하게 될 중앙관제서버(150)에 전송함으로써 중앙관제서버(150)가 해당 오염물질 측정기기(110)에 대한 제어명령을 생성하여 전송할 수 있도록 할 수 있다.
오염물질 측정기기(110)가 설치되는 방법은 굴뚝 유형별로 아래와 같이 설치된다. 불가피하게 외부공기가 유입되는 경우에 오염물질 측정기기(110)는 외부공기 유입 전에 설치하여야 하고, 표준산소농도를 적용받는 시설의 가스 상 오염물질 측정기기(110)는 산소측정기기의 측정시료와 동일한 시료로 측정할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
먼저, 2개 이상의 배출시설이 1개의 굴뚝을 통하여 오염물질을 배출하는 병합 굴뚝에 있어서는, 배출허용기준이 같은 경우에는 오염물질 측정기기(110) 및 유량계를 오염 물질이 합쳐진 후 지점 또는 합쳐지기 전 지점에 설치하여야 하고, 배출허용기준이 다른 경우에는 합쳐지기 전 각각의 지점에 설치하여야 한다.
다음으로, 1개 배출시설에서 2개 이상의 굴뚝으로 오염물질이 나뉘어서 배출되는 분산굴뚝에 있어서는, 오염물질 측정기기(110)는 나뉘기 전 굴뚝에 설치하거나, 나뉜 각각의 굴뚝에 설치하여야 한다.
다음으로, 우회굴뚝에 있어서는 우회되는 경로 전후 지점에 오염물질 측정기기(110)를 설치하되, 설치환경 부적합 또는 기타 이유로 굴뚝배출 가스가 우회되는 경우 우회하는 경로 위치에 오염물질 측정기기(110)를 설치하되 대표성이 있는 시료가 채취되어 측정될 수 있어야한다.
오염물질 측정기기(110)의 측정공 위치는 오염물질 농도를 대표할 수 있는 곳으로 굴뚝의 굴곡부분이나 단면 모양이 급격히 변하는 부분을 피하여 배출 흐름이 안정한 곳이어야 한다.
오염물질 측정기기(110)의 측정점 위치는 1개의 지점에서 먼지 측정 시, 오염물질 측정기기(110)의 채취관은 배출가스 중 굴뚝 먼지농도를 대표할 수 있는 지점에 위치하여야 하며, 측정경로는 굴뚝 벽면으로부터 1 m 떨어져 형성된 내부영역을 통과하거나, 굴뚝 중심점으로부터 형성된 단면적의 50% 범위내의 영역을 통과하여야 하고, 경로 길이의 70 % 이상이 측정영역 내에 있도록 하거나 또는 중심영역(굴뚝 중심으로부터 단면적 1 % 이하의 범위)을 통과하여 먼지를 측정할 수 있어야 한다.
다음으로, 오염물질 측정기기(110)의 측정점 위치는 1개의 지점에서 가스상 물질 측정 시, 굴뚝 내경이 2 m를 초과할 때에는, 굴뚝벽면으로부터 1 m 이상 떨어진 지점에서 대표성을 확인한 후 채취관을 설치하여야 하고, 굴뚝 내경이 2 m 이하일 때에는, 중심영역(굴뚝 중심으로부터 단면적 1 % 이하의 범위)에 채취관을 설치하여야 한다.
도 2의 (a)에서는 굴뚝(10) 내경이 2 m를 초과할 때, 굴뚝(10) 벽면으로부터 1 m 이상 떨어진 지점(w)에서 채취관(20)을 설치했을 때의 굴뚝(10) 단면의 모습과 이를 도식화하여 x 표시로 나타낸 것을 도시하였다.
도 2의 (b)에서는 굴뚝(10) 내경이 2 m 이하일 때, 중심영역(굴뚝 중심으로부터 단면적 1 % 이하의 범위)(c)에 채취관(20)을 설치했을 때의 굴뚝(10) 단면의 모습과 이를 도식화하여 x표시로 나타낸 것을 도시하였다.
오염물질 측정기기(110)의 측정점 수는 굴뚝의 단면 모양에 따라 달라진다. 굴뚝의 단면이 원형일 경우 굴뚝 단면적이 0.25㎡이하로 소규모일 경우는 굴뚝 단면적의 중심 대표점으로 하여 1점만 측정하고, 선정된 측정공이 수직굴뚝에 위치할 경우에는 굴뚝단면적의 1/4에 해당하는 반경상의 측정점으로 줄일 수 있으나, 수평굴뚝에 위치할 때에는 모든 측정점에서 측정한다.
다음으로, 굴뚝의 단면이 사각형일 경우, 한변의 길이(ℓ)가 1m이하의 범위에서 4개 이상의 직사방형 또는 정사방형으로 나누어 중심에 측정점을 선정하되, 측정단면에서 흐름이 비대칭인 경우는 비대칭 방향으로 구분한 한 변의 길이는 그것과 수직방향 한 변의 길이보다도 짧게 취하여 측정점의 개수를 각각 증가시킨다.
그리고 굴뚝 단면적이 0.25㎡이하로 소규모일 경우에는 그 굴뚝 단면의 중심을 대표점으로 하여 1점만 측정하고, 측정 단면에서 유속의 분포가 비교적 대칭을 이룰 경우에 수평닥트는 수직 대칭축에 대하여 반축면만을 취하고, 수직굴뚝은 1/4의 단면을 취하며, 측정점의 수를 각각 1/2, 1/4로 줄일 수 있으나, 수평굴뚝에 위치할 때에는 모든 측정점에서 측정한다.
오염물질 측정기기(110)의 측정점 위치에 대한 일정점에서 대표점 적합 여부의 판단은 다음의 수식 1을 이용하여 판단하며, 산출된 결과값이 10 % 범위 내에 존재하는 지점을 대표점으로 선정하여야 한다.
[수식 1]
Figure 112018096007061-pat00001
여기서,
Ci : i 지점에서의 오염물질 농도(mg/Sm3)
C평균 : 오염물질 평균 농도(mg/Sm3)
이와 같이 오염물질 측정기기(110)의 측정점 위치 및 수에 따른 농도 산출방법은 원형 굴뚝의 경우 12 ∼ 20개, 사각굴뚝의 경우 9개의 지점으로부터 평균농도(C평균)를 구하고, 각 지점에서의 농도(Ci)를 위의 수식 1에 대입하여 대표지점을 선정한다.
측정센서(111)는 굴뚝에 설치되되 굴뚝에서 배출되는 오염물질의 배출량을 측정하는 다수의 센서이다. 이러한 다수의 측정센서(111)는 측정점 수와 대응되는데, 측정점 수는 측정의 신뢰성을 높이기 위해서는 그 수를 많이 하는 것이 바람직하나 측정상의 어려움 많아 일정 정도가 넘지 않도록 한다.
측정센서(111)에 있어서 시료채취장치의 가스 상 장치의 구성은 채취관, 도관, 연속자동측정기기 순으로 이루어지며 기체-액체 분리관, 응축수 트랩 등을 갖추어야 한다.
제1 통신모듈(112)은 측정센서(111)에서 측정된 오염물질 측정정보를 유선 또는 무선으로 외부로 전송하는 통신장치이다. 제1 통신모듈(112)은 후술하게 될 데이터로거(130)와 신호를 주고받게 된다.
기후 측정기기(120)는 사업장 주변지역에 하나 이상이 설치되고, 기후센서(121)와 제2 통신모듈(122)을 포함할 수 있다.
기후센서(121)는 사업장 주변지역에 다수개가 설치되어 일사량, 기온, 습도, 기압, 풍향, 풍속 등의 기상자료를 측정한다. 본 발명의 일실시예에서는 기상자료 측정정보를 수집하는 장치를 기후센서(121)가 되는 것을 예시하였으나 이 밖에도 중앙관리서버(150)은 인터넷망을 통해 기상자료를 수집할 수도 있다 할 것이다.
제2 통신모듈(122)은 각각의 기후센서(121)에서 측정된 기상자료 측정정보를 유선 또는 무선으로 외부로 전송하는 통신장치이다. 제2 통신모듈(122)은 후술하게 될 데이터로거(130)와 신호를 주고받게 된다.
데이터로거(130)는 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)에서 전송되는 오염물질 및 기상자료 측정정보를 수집, 분석 및 저장하고 유선 또는 무선으로 외부로 전송하는 기능을 수행하게 된다.
데이터로거(130)는 하나의 사업장에서 다수개의 오염물질 측정기기(110)에서 전송되는 오염물질 측정정보가 여러 회선으로 사업장서버(130)로 전달되는 것을 막고 하나의 회선으로 전달하기 위하여 설치된다.
사업장서버(140)는 각 사업장에 설치되고 표시부(141)와 제3 통신모듈(142)를 포함할 수 있다.
표시부(141)는 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)로부터 전송 받은 상기 확인요청명령에 대한 정보나 데이터로거(130)로부터 전송받은 정보를 사용자에게 화면으로 표시하여 주는 장치이다.
사업자서버(140)의 표시부(141)는 휴대용 기기가 될 수도 있다. 다시 말하면, 사업장서버(140)는 데이터로거(130)에서 전송되는 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보 및 중앙관리서버(150)에서 전송되는 확인요청명령과 같은 정보들을 작업자가 휴대하고 있는 휴대용 기기로 전송하여 줌으로써 편리를 도모할 수 있다.
제3 통신모듈(142)은 데이터로거(130)로부터 전송받은 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)에서 전송된 오염물질 및 기상자료 측정정보를 유선 또는 무선으로 외부로 송수신하는 통신장치이다. 제3 통신모듈(142)은 후술하게 될 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)의 내부에 있는 통신 장치와 신호를 주고받게 된다.
중앙관리서버(150)는 다수개의 사업장서버(140)로부터 신호를 송수신하는데, 연산모듈(151), 데이터베이스모듈(152) 및 디스플레이모듈(153)을 포함할 수 있다.
중앙관리서버(150)는 개별 사업장의 사업장서버(140)로부터 정보를 송수신하면서 전송되는 측정정보의 오류를 검출하고 오염물질 자가측정을 위해 오염물질 배출량 계산 연산을 수행하며 그 결과들을 작업자가 인식할 수 있도록 저장 및 표시함으로써 개별 사업장의 오염물질 배출시설에서 이상 현상 발생 시 신속한 대응조치가 가능하고 유지관리에 필용한 시간 및 인원을 최소화 할 수 있도록 한다.
연산모듈(151)은 사업장서버(140)을 통해 상기 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)에서 전송되는 오염물질 및 기상자료 측정정보와 확인메시지를 실시간으로 전송받아 오류검출과 오염물질 배출량 계산을 하고 제어명령과 확인요청명령을 상기 데이터로거(130)로 전송하는 모듈이다. 이러한 연산모듈(151)은 일반적으로 컴퓨터의 주요 구성인 중앙연산처리장치와 메모리를 구비하며, 사업장서버(140)와 송수신을 할 수 있는 통신장치도 구비하게 된다.
연산모듈(151)의 중요한 기능 중 하나는 개별 사업장에서 전송되는 측정정보를 검증하여 오류를 검출함으로써 측정정보의 신뢰성을 높이고 사업장의 오염물질 배출시설의 이상 현상 발생 시 사업장서버(140)에게 확인요청명령을 전송하고 사업장서버(140)은 작업자에게 확인요청명령을 통보함으로써 신속한 대응 조치를 수행할 수 있도록 하는 기능이 있다.
이때, 전술한 바와 같이, 연산모듈(151)에서 전송되는 확인요청명령은 사업장서버(140)의 표시부(141)에 표시됨과 동시에 사업장의 작업자가 휴대하고 있는 각종 휴대용 기기에도 표시되도록 하는 것이 바람직하다.
연산모듈(151)의 오류검출은 일정 시간 동안의 오염물질의 변화가 일정 범위를 벗어나면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령을 생성하고, 기 설정된 오염물질 측정기기(110) 수만큼 오염물질 측정정보가 전송되지 않으면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성하는 오류검출을 수행한다.
여기서 연산모듈(151)이 오류 검출 시 오염물질의 변화를 계산하기 위해서는 오염물질 측정기기(110)에서 측정되는 오염물질의 측정정보를 이용하여 계산하고, 오염물질 측정기기(110) 수만큼 오염물질 측정정보가 전송되지 않는 것을 감지하기 위해서는 오염물질 측정기기(110)에서 전송되는 데이터에 각각의 센서에 식별번호에 해당하는 신호를 데이터에 부여하여 통신함으로써 해당 데이터가 전송되지 않는 것을 식별할 수 있도록 할 수 있다.
이후에, 연산모듈(151)은 상기 중앙관리서버(150)에서 생성된 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령과 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령이 포함된 확인요청명령을 상기 사업장서버(140)로 전송하고, 사업장서버(140)의 확인 메시지를 기다리게 된다.
그리고 설정된 기간 내에 상기 사업장서버(140)로부터 상기 확인요청명령에 대한 확인 메시지가 수신되지 않으면 상기 오염물질 측정정보를 무시하여 계산된 오염물질 배출량 값을 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장되지 않도록 한다.
연산모듈(151)의 오염물질 배출량 계산은 전송된 오염물질 측정정보를 이용하여 수분량, 배출가스밀도, 배출가스유속, 배출가스유량, 등속흡입계수, 산소량, 먼지 농도, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도 등을 계산하는 것이다.
연산모듈(151)의 제어명령은 오염물질 측정기기(110), 기후 측정기기(120) 및 데이터로거(130)에 대한 원격검색, 시간교정, 재조정, 상수검색을 수행하게 하는 명령이다.
이러한 연산모듈(151)의 제어명령 중 원격검색은 상기 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)의 영점값과 최고 표준농도 값인 스팬값을 검색하는 명령이고, 시간교정은 상기 중앙관리서버(150)와 데이터로거(130)의 시간을 동일하게 맞추는 명령이고, 재조정은 상기 오염물질 측정기기(110), 기후 측정기기(120) 및 데이터로거(130)의 제반 동작을 리셋하는 명령이고, 상수검색은 상기 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)의 계수를 검색하는 명령이다.
데이터베이스모듈(152)은 연산모듈(151)에서 전송되는 정보와 상기 기후 측정기기(120)에서 전송되는 정보 및 사업장 정보를 가공하여 데이터베이스로 저장하는 모듈로서, 내부에는 정보를 가공하는데 필요한 중앙연산처리장치와 데이터베이스를 위한 메모리 등을 구비하게 된다.
디스플레이모듈(153)은 데이터베이스모듈(152)에 저장된 데이터를 사용자에게 시각적으로 확인, 검사할 수 있도록 화면에 표시하여주는 장치로서 대표적으로 일반적으로 사용되는 모니터일 수 있고, 그 밖에 다양한 형식의 표지장치일 수 있다.
이하에서는 상술한 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템을 이용한 대기오염물질 자가측정 종합관리 방법에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
먼저, 일반적인 현장에서의 대기오염물질 자가측정 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
작업자는 현장에 방문하여 해당 배출시설의 정상가동 여부를 확인하게 된다. 그리고 작업자는 측정공 및 측정작업대의 적정성을 확인하게 되는데, 예를 들어 측정공의 위치나 작업대의 안전성 등을 확인한다. 이어서 작업자는 굴뚝 단면적 및 측정점을 선정하고 여과지 부착 후에 대기의 온도 및 대기압을 측정하게 된다. 다음으로 수분함량을 측정하고, 배출가스이 동압, 정압, 온도를 측정한 후에 산소농도를 측정한다. 이들 결과를 가지고 계산기를 이용해 흡입 노즐 및 오리피스압을 산정하게 된다.
위와 같은 작업이 끝나면 이어서 등속흡입을 고려하여 시료를 채취하게 되는데, 배출가스밀도, 유속, 유량 확인 및 등속흡입계수를 계산하여 등속흡입 계수가 95 내지 110 범위가 아니면 다시 재측정을 시행한다. 흡입이 완료되면 여지를 탈착하여 여지 보관 통에 보관한 후 실험실로 가져가 여과를 110도 건조로에서 2시간 건조 후 항량이 되게 방냉한 후에 무게를 측정하여 먼지농도를 계산하게 된다.
이와 같은 작업자가 직접 현장에 방문하여 자가측정을 수행하는 것은 그 절차와 방법이 까다로울 뿐만 아니라 작업자의 안전사고의 위험도 존재한다. 본 발명의 일실시예에서는 이러한 작업을 현장의 오염물질측정기기와 기후측정기기를 이용해 자동으로 측정하고 측정된 정보를 중앙관리서버가 전송 받아 계산하도록 하여 이러한 문제를 해결하였다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 대기오염물질 자가측정 종합관리 방법을 나타내는 순서도로서, 본 발명의 대기오염물질 자가측정 종합관리 방법은 송신단계(S210), 중계단계(S220), 오류검출 및 연산단계(S230), 저장단계(S240) 및 표시단계(S250)를 포함할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 대기오염물질 자가측정 종합관리 방법에서 사용되는 방법은 피토우관을 이용하는 방법을 예시하였다. 피토우관을 이용하는 방법에서의 장치의 구성은 시료채취부, 검출 및 분석부, 지수부, 데이터처리부로 구성된다.
시료채취부는 피토우관, 흡인관과 온도계로 구성되어있다. 피토우관은 피토우관 계수가 정해진 L형 피토우관(C : 1.0전후) 또는 S형 피토우관 (웨스턴형 C : 0.85전후)으로써 배출가스를 연속적으로 측정하기 위해 흡인관에 부착하여 사용한다. 흡인관은 수분응축 방지를 위해 시료가스 온도를 120 ± 14 ℃로 유지할 수 있는 가열기를 갖춘 보로실리게이트, 스테인레스강 또는 석영 유리관을 사용하여야 한다. 온도계는 배출가스 온도를 측정하는 것으로 열전대식 온도계 등을 사용한다. 시료 채취관과 온도계의 앞부분은 동일한 선상에 설치한다. 본 발명의 일실시예에서는 시료채취부는 측정센서(111)에 구비된다.
검출 및 분석부는 압력-변위 변환소자, 변위 신호량 변환소자, 연산제어기 등으로 구성되며, 굴뚝내의 유량을 연속적으로 측정할 수 있어야 한다. 압력-변위 변환소자에는 다이어프램, 마노미터, 벨로즈 등이 있으며 변위 신호량 변환소자에는 차동 변압기, 가변용량반도체 변형 게이지 등이 있다. 본 발명의 일실시예에서는 검출 및 분석부는 측정센서(111)에 구비된다.
지수부는 측정된 값을 직접 지시하고 기록용 외부 출력 단자를 갖추고 측정값을 외부로 출력한다. 본 발명의 일실시예에서는 지수부가 측정센서(111)에 구비되고 측정값은 제1 통신모듈(112)로 출력된다.
데이터처리부는 기록계 및 전송부로 이루어지며 측정기를 이용하여 얻은 데이터를 제1 통신모듈(112)을 통해 유선 또는 무선으로 데이터로거(130)로 연결 전송한다.
그리고, 본 발명의 일실시예에서 배출가스 중 먼지 측정방법은 등속흡인 방법을 사용하는 것을 예시하였다. 등속흡인 방법은 먼지 측정을 위하여 연도에서 포집할 때 굴뚝내의 유속과 똑같은 속도로 흡인 채취하여야 하는 방법을 말한다. 즉, 굴뚝내 채취지점의 유속(배출가스유속 : Vs)노즐 끝의 유속(기기의 유속 : Vn)이 일치하도록 하여 측정하는 방법이다. 다만 유속이 일치하지 않으면 정확한 먼지농도의 산출이 어렵다는 단점이 있다.
따라서, 정확한 먼지의 농도를 측정하기 위하여 반드시 등속흡인이 이루어져야하며 굴뚝내의 위치, 시간대별로 배출가스의 유속이 달라질 수 있으므로 운전자는 그때 그때 상황을 면밀히 파악하여 모든 시료 채취 시간 동안에 거의 근사치한, 등속흡인율을 유지해야한다. 우리나라 대기오염공정시험방법에서는 등속 흡인율이 95% ∼110% 까지의 허용 오차범위 내에서 시료 채취하여야 한다.
송신단계(S210)는 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)가 측정센서(111)를 이용하여 굴뚝에서 배출되는 오염물질의 배출량을 측정한 오염물질 측정정보와, 하나 이상의 기후 측정기기(120)가 다수의 기후센서(121)를 이용하여 측정한 기상자료 측정정보를 데이터로거(130)로 전송하고 데이터로거(130)는 사업장서버(140)로 전송하는 단계이다.
여기서, 오염물질 측정기기(110)의 오염물질 측정정보는 다수의 측정센서(111)에서 전송되는 시료채취시간, 진공게이지압, 배출가스온도, 배출가스동압, 시료채취량, 건식가스미터온도, 여과지홀더온도, 산소농도가 될 수 있다.
이들 오염물질 측정정보는 해당 측정센서(111)의 측정값이 곧바로 측정정보가 되기도 하지만 별도의 계산을 하여야 하는 측정정보도 있다. 이들 계산은 데이터로거(130)가 오염물질 및 기상자료 측정정보를 수집, 분석 및 저장할 때 수행하게 되고, 결과값인 측정정보는 사업장서버(130)로 전송된다.
그리고, 기후측정기기(120)의 기상자료 측정정보는 다수의 기후센서(121)에서 전송되는 기온, 습도, 기압, 풍향, 풍속 등이 될 수 있다.
이들의 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보는 모두 오염물질 자가측정정보가 된다.
그리고, 상술한 바와 같이 데이터로거(130)가 이러한 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)에서 전송되는 오염물질 및 기상자료 측정정보를 수집, 분석 및 저장하고 유선 또는 무선으로 사업장서버(140)로 전송하게 된다.
중계단계(S220)는 사업장서버(140)가 데이터로거(130)에서 오염물질 및 기상자료 측정정보를 전송받아 중앙관리서버(150)로 전송하는 단계이다.
여기서, 사업장서버(140)는 전송받은 오염물질 및 기상자료 측정정보를 사용자에게 화면으로 표시하여 주거나 후술하게 될 중앙관리서버(150)에서 전송되는 확인요청명령과 제어명령 등을 사용자에게 화면으로 표시하여 주게 된다.
따라서 사업장의 작업자는 이들 정보들을 확인한 후에 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)의 이상여부 등을 체크할 수 있게 된다.
도 4는 도 2에 도시된 오류검출 및 연산단계를 나타내는 순서도로서, 오류검출 및 연산단계(S230)의 오류검출은, 분석단계(S231), 명령생성단계(S232), 명령전송단계(S233) 및 저장여부단계(S234)를 포함할 수 있다.
먼저, 오류검출 및 연산단계(S230)는 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 사업장서버(140)을 통해 상기 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)의 오염물질 측정정보와 기후 측정기기(120)의 기상자료 측정정보를 실시간으로 전송받아 오염물질 배출량계산 및 오류검출을 하고 이상이 없으면 해당 데이터를 데이터베이스모듈(152)로 전송 하고 이상이 있으면 상기 사업장서버(140)로 확인요청명령을 전송한 후 확인 메시지을 수신 받는 단계이다.
분석단계(S231)는 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보를 이용하여 수분량, 배출가스밀도, 배출가스유속, 배출가스유량, 등속흡입계수, 산소량, 먼지 농도, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도의 오염물질 배출량 계산을 하는 단계이다.
다시 말하면, 분석단계(S231)에서 연산모듈(151)은 시료채취시간, 진공게이지압, 배출가스온도, 배출가스동압, 시료채취량, 건식가스미터온도, 여과지홀더온도, 산소농도의 오염물질 측정정보와 기온, 습도, 기압, 풍향, 풍속의 기상자료 측정정보를 이용하여 수분량, 배출가스밀도, 배출가스유속, 배출가스유량, 등속흡입계수, 산소량, 먼지 농도, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도 등의 오염물질 배출량 계산하게 된다.
구체적으로, 수분량(Xw : %)은 아래의 수식 2와 같이 계산될 수 있다. 수분량(Xw : %)은 습한 가스 중의 수증기의 부피백분율로 표시한 것이다.
[수식 2]
Figure 112018096007061-pat00002
여기서,
Xw : 배출가스의 수분량(%)
ma : 흡습수분의 질량(g)
V'm : 수분측정 시 흡입한 건조가스량(ℓ)
Θ'm : 수분측정용 가스미터의 온도(℃)
Pa : 대기압(㎜Hg)
P'm : 수분측정용가스미터의 게이지압(㎜Hg)
분석단계(S231)에서 연산모듈(151)이 배출가스의 수분량(Xw : %)을 계산하기 위해 필요로 하는 변수는 위에서처럼 흡습수분의 질량(g), 수분측정 시 흡입한 건조가스량(ℓ), 수분측정용 가스미터의 온도(℃), 대기압(㎜Hg), 수분측정용가스미터의 게이지압(㎜Hg)이 되며, 이들은 각각 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보 및 데이터베이스모듈에 저장된 사업장 정보에서 구할 수 있다.
예를 들어 연도 배출가스 중의 수분을 측정하기 위하여 흡수관에 배출가스 10L을 흡인하여 유입시킨 결과 흡습관의 중량증가가 0.8200g이라고 할 때, 가스 흡인은 건식 가스미터에 의해 가스게이지압이 4mm수주이고, 온도는 27도이고, 대기압이 760mmHG라고 할 때, 이들을 위의 수식 2에 대입하면 10.07%가 된다.
배출가스 밀도(r : kg/㎥)는 아래의 수식 3과 같이 계산될 수 있다. 여기서 밀도는 물질의 질량을 부피로 나눈 값으로서 본 발명의 일실시예에서는 표준상태로 환산한 습한 배출가스밀도에 대기압과 배출가스정압을 합산한 값을 곱하는 방식으로 구한다.
[수식 3]
Figure 112018096007061-pat00003
여기서,
r : 배출가스 밀도(kg/㎥)
ro : 표준상태로 환산한 습한 배출가스밀도(1.3 ㎏/㎥)
Θs : 배출가스 온도(℃)
Pa : 대기압(㎜Hg)
Ps : 배출가스정압(㎜Hg)
분석단계(S231)에서 연산모듈(151)이 배출가스 밀도(r : kg/㎥)를 계산하기 위해 필요로 하는 변수는 위에서처럼 표준상태로 환산한 습한 배출가스밀도(1.3 ㎏/㎥), 배출가스 온도(℃), 대기압(㎜Hg), 배출가스정압(㎜Hg)이 되며, 이들은 각각 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보 및 데이터베이스모듈에 저장된 사업장 정보에서 구할 수 있다.
배출가스 유속(V : m/sec)은 아래의 수식 4와 같이 계산될 수 있다. 여기서 배출가스 유속이라 함은 배출가스의 유체가 일정한 거리를 흐르는 빠르기의 정도를 나타낸다. 본 발명의 일실시예에서는 피토우관 계수를 이용하여 배출가스 유속을 계산한다. 피토우관 계수는 중앙관리서버(150)의 데이터베이스 모듈(152)에 저장되어 있는 각 사업장에서 전송된 사업장 정보를 이용하면 된다.
[수식 4]
Figure 112018096007061-pat00004
여기서,
V : 배출가스 유속(m/sec)
C : 피토우관 계수
g : 중력가속도(9.81m/sec2)
Pd : 배출가스의 동압(㎜H2O)
r : 배출가스 밀도(kg/㎥)
분석단계(S231)에서 연산모듈(151)이 배출가스 유속(V : m/sec)을 계산하기 위해 필요로 하는 변수는 위에서처럼 피토우관 계수, 중력가속도(9.81m/sec2), 배출가스의 동압(㎜H2O), 배출가스 밀도(kg/㎥)가 되며, 이들은 각각 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보 및 데이터베이스모듈에 저장된 사업장 정보 및 앞서의 수식의 결과값에서 구할 수 있다.
건조배출가스유량(Qn : Sm3/hr)은 아래의 수식 5와 같이 계산될 수 있다. 여기서 유량은 일정의 관을 흐르는 유체에 대해 단위시간 동안 단면적을 통과하는 수량을 말하며, 유동단면적과 그 단면의 평균유속을 곱한 값과 같다.
[수식 5]
Figure 112018096007061-pat00005
여기서,
Qn = 건조배출가스유량
V : 배출가스 유속(m/sec)
A : 측정공 위치의 굴뚝단면적(㎡)
Θs : 배출가스 온도(℃)
Pa : 대기압(㎜Hg)
Ps : 배출가스정압(㎜Hg)
Xw : 배출가스의 수분량(%)
분석단계(S231)에서 연산모듈(151)이 건조배출가스유량(Qn : Sm3/hr)을 계산하기 위해 필요로 하는 변수는 위에서처럼 배출가스 유속(m/sec), 측정공 위치의 굴뚝단면적(㎡), 배출가스 온도(℃), 대기압(㎜Hg), 배출가스정압(㎜Hg), 배출가스의 수분량(%)이 되며, 이들은 각각 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보 및 데이터베이스모듈에 저장된 사업장 정보 및 앞서의 수식의 결과값에서 구할 수 있다.
임핀저와 실리카겔에 채취된 물의 총량(Vic)은 아래의 수식 6과 같이 계산될 수 있다. 여기서 임핀저는 공기 중의 먼지 측정에 사용하는 진애 포집기의 일종을 말하며, 실리카겔은 제습제로 많이 사용되는 황산과 규산나트륨의 반응에 의해 만들어지는 그물조직의 규산입자를 말한다. 임핀저와 실리카겔에 채취된 물의 총량(Vic)의 수치는 이후에 등속흡인계수(I : %)를 계산할 때 이용된다.
[수식 6]
Vic =
Figure 112018096007061-pat00006
여기서,
Vic : 임핀저와 실리카겔에 채취된 물의 총량
Vm : 시료채취량(ℓ)
Xw : 배출가스의 수분량(%)
분석단계(S231)에서 연산모듈(151)이 임핀저와 실리카겔에 채취된 물의 총량(Vic)을 계산하기 위해 필요로 하는 변수는 위에서처럼 시료채취량(ℓ), 배출가스의 수분량(%)이 되며, 이들은 각각 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보 및 데이터베이스모듈에 저장된 사업장 정보 및 앞서의 수식의 결과값에서 구할 수 있다.
등속흡인계수(I : %)는 아래의 수식 7과 같이 계산될 수 있다. 여기서 등속흡인계수는 먼지 측정 시 등속흡인 정도를 보기위한 계수로서 등속흡인계수는 95 내지 110% 이내이어야 한다.
[수식 7]
Figure 112018096007061-pat00007
여기서,
Θs : 배출가스 온도(℃)
Vic : 임핀저와 실리카겔에 채취된 물의 총량
Vm : 시료채취량(ℓ)
Θm : 가스미터의 온도(℃)
Pa : 대기압(㎜Hg)
ΔH : 오리피스압 차(㎜Hg)
Ps : 배출가스정압(㎜Hg)
t : 총 시료채취시간(min)
V : 배출가스 유속(m/sec)
An : 흡인노즐의 단면적(cm3)
분석단계(S231)에서 연산모듈(151)이 등속흡인계수(I : %)을 계산하기 위해 필요로 하는 변수는 위에서처럼 배출가스 온도(℃), 임핀저와 실리카겔에 채취된 물의 총량, 시료채취량(ℓ), 가스미터의 온도(℃), 대기압(㎜Hg), 오리피스압 차(㎜Hg), 오리피스압 차(㎜Hg), 배출가스정압(㎜Hg), 총 시료채취시간(min), 배출가스 유속(m/sec), 흡인노즐의 단면적(cm3)이 되며, 이들은 각각 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보 및 데이터베이스모듈에 저장된 사업장 정보 및 앞서의 수식의 결과값에서 구할 수 있다.
예를 들면, 온도 = 142℃, 동압(평균) = 0.05inH20(1.27mmH20), 정압 = -1.2inH2O = -2.24mmHg, 수분량 측정결과 8%, 피토우관 계수 = 0.84, 사용노즐 = 10mm(0.394in), 대기압 =754mmHg, 건식가스미터온도 = 13.8℃ 라고 할 때, 수식 7을 이용하면 등속흡인계수(I : %)는 105%가 되고, 95 내지 110% 이내로서 이는 등속흡인 정도가 양호함을 뜻한다.
먼지 농도(Cn : ㎎/S㎥)는 아래의 수식 8과 같이 계산될 수 있다. 여기서 먼지는 배출가스 중에 함유되어 있는 액체 또는 고체인 입자상 물질을 말하는 것으로 배출가스 중의 먼지농도는 표준상태로 환산한 건조 배출가스 1S㎥ 중에 포함되어 있는 먼지의 무게로 표시한다.
[수식 8]
Figure 112018096007061-pat00008
여기서,
Cn : 먼지 농도
md : 포집된먼지량(㎎)
Vm : 시료채취량(ℓ)
Θm : 가스미터의 온도(℃)
Pa : 대기압(㎜Hg)
ΔH : 오리피스압 차(㎜Hg)
Os : 표준산소농도(%)
Oa : 실측산소농도(%)
분석단계(S231)에서 연산모듈(151)이 먼지 농도(Cn : ㎎/S㎥)를 계산하기 위해 필요로 하는 변수는 위에서처럼 포집된먼지량(㎎), 시료채취량(ℓ), 가스미터의 온도(℃), 대기압(㎜Hg), 오리피스압 차(㎜Hg), 표준산소농도(%), 실측산소농도(%)가 되며, 이들은 각각 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보 및 데이터베이스모듈에 저장된 사업장 정보 및 앞서의 수식의 결과값에서 구할 수 있다.
나머지, 산소량, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도 등은 오염물질 측정기기(110)의 측정센서(111)에 직접 측정된 값일 수 있다.
명령생성단계(S232)는 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 일정 시간 동안의 오염물질의 변화가 일정 범위를 벗어나면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령을 생성하고, 굴뚝의 모양과 크기에 따라 기 설정된 오염물질 측정기기(110) 수만큼 오염물질 측정정보가 전송되지 않으면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성하는 단계이다.
명령생성단계(S232)는 이전의 분석단계(S231)에서 오염물질 배출량 계산이 끝나고 나면 오염물질 변화를 분석하고 오염물질 측정정보가 오염물질 측정기기(110) 수만큼의 전송됐는지를 분석하여 오류 여부를 파악하게 된다.
사업장서버(140)에서 전송되는 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보는 데이터로거(130)에서 전송되는 데이터로서 5분 평균 자료와 30분 평균 자료의 형태로 전송된다. 데이터로거(130)는 각각의 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)로부터 최소한 초당 1회 이상 수집할 수 있어야 하고, 단 측정기기의 자료송출간격이 이 보다 긴 경우에는 이전 수집 값을 계속 사용한다.
데이터로거(130)는 각 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)로부터 수집된 데이터를 바탕으로 매 시간당 '00분'부터 '55분'까지의 5분단위로 12개의 5분 평균 자료를 생성하며 5분간 수집된 데이터의 80% 이상이 정상인 상태표시(STATUS)를 가질 때 유효하다고 판단한다.
이러한 5분 평균 자료 중 상태표시(STATUS)가 정상적인 자료만을 평균한 값이 30분 평균 자료가 된다. 해당시간당 '00분' 및 '30분'의 2개의 30분 평균 자료를 생성하며, 5분 평균 자료 6개중 5개 이상이 정상인 상태표시(STATUS)를 가질 경우 유효하다고 판단한다.
이러한 5분 평균 자료를 이용한 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 오류 여부를 판단한다.
구체적으로, 명령생성단계(S232)에서 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 위의 5분 평균 자료를 가지고 오염물질의 변화를 파악하여 일정 범위를 벗어나면 오류로 간주한다.
즉, 분석단계(S231)에서 계산한 배출가스유량에 사용되는 변수는 배출가스 유속(m/sec), 측정공 위치의 굴뚝단면적(㎡), 배출가스 온도(℃), 대기압(㎜Hg), 배출가스정압(㎜Hg), 배출가스의 수분량(%)의 오염물질 측정정보가 되는데, 이들 오염물질 측정정보에 대한 이전 5분과 이후 5분에 대한 평균 자료를 배출가스유량에 관한 수식 5에 따라 계산한 후 비교하여 그 범위가 서로 n배 이상 차이가 날 경우 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령을 생성하게 된다.
여기서 n은 미리 특정 값으로 정의될 수 있고, 또는 중앙관리서버(150)에 의하여 설정될 수 있다. 예를 들어, n은 2 이상의 값으로 정의 또는 설정될 수 있다.
다시 말하면 배출가스 유량값을 5분과 이후 5분에 대한 평균 자료를 바탕으로 계산하였을 때 n=2 이상으로 일정 범위 차이가 나면 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 이를 오류로 보고 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령을 생성한다.
이때, 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경한다는 것은 다수개의 오염물질 측정기기(110)가 배치되어 일부만 사용되다가 오류가 발생하면 나머지 여분의 오염물질 측정기기(110)를 사용한다는 의미이다.
즉, 중앙관리서버(150)는 제어명령으로 기존의 오염물질 측정기기(110)의 사용을 중지시키고 여분의 오염물질 측정기기(110)를 가동시킬 수 있다.
다음으로, 명령생성단계(S232)에서 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 위의 5분 평균 자료를 가지고 오염물질 측정기기(110) 수만큼 오염물질 측정정보가 전송되지 않으면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성한다.
데이터로거(130)는 자료의 신뢰도와 측정 정도를 좌우하므로 원격진단, 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120) 및 데이터로거(130)의 상태출력기능 등이 있어야 한다. 여기서 명령생성단계(S232)에서 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 중앙관리서버(150)로 전송되는 오염물질 측정정보 중에서 가동되고 있는 오염물질 측정기기(110) 수만큼의 유효한 오염물질 측정정보가 들어오지 않으면, 즉, 데이터로거(130)의 상태출력기능에 대한 유효 데이터가 기 설정된 수와 일치하지 않으면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성한다.
구체적으로는 오염물질 측정기기(110)의 데이터의 송수신 양식을 살펴보면 아래의 그림 1 및 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
[그림 1]
Figure 112018096007061-pat00009
[표 1]
Figure 112018096007061-pat00010
여기서 본문의 코드는 먼지, 아황산가스, 질소산화물, 염화수소, 불화수소, 암모니아, 일산화탄소, 산소, 수분, 유량. 온도, 노내온도 등과 같은 정보가 담기는 측정항목 3 byte와, 측정기기 상태 정보명 4 byte와, 측정기기 알람 정보명 4 byte와, 측정기기 알람정보 1 byte와, 보정전의 측정값 숫자 7자리로 구성될 수 있다.
이를 아래의 그림 2에 대략적으로 나타내었다.
[그림 2]
Figure 112018096007061-pat00011
명령생성단계(S232)에서 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 전송된 5분 평균 자료 데이터를 분석하고 그림 2에서처럼 측정기기 상태표시(status) 데이터를 이용하여 오염물질 측정기기(110) 수만큼 오염물질 측정정보가 전송되지 않는 것을 판단한다.
즉, 측정기기의 상태표시로 "0은 정상, 1은 교정중, 2는 동작불량"이며 문자 1 byte로 표현하는데, 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 전송되는 오염물질 측정정보 데이터 구성에서 측정기기 상태표시(status)가 2인 동작불량 데이터가 있으면 해당 오염물질 측정정보는 오염물질 측정정보가 전송되지 않았다고 판단하여 오류로 간주한 후 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성한다.
명령전송단계(S233)는 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 중앙관리서버(150)에서 생성된 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령과 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령이 포함된 확인요청명령을 상기 사업장서버(140)로 전송하는 단계이다.
사업장서버(140)는 표시부(141)에 확인요청명령을 표시하여 사업장의 작업자가 이를 확인할 수 있다. 그리고 사업장서버(140)는 확인요청명령과 함께 전송된 제어명령을 데이터로거(130)를 통해 오염물질 측정기기(110)로 전송하여 측정위치를 변경하고 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하게 된다.
이후 사업장서버(140)는 변경된 오염물질 측정기기(110)로부터 오염물질 측정정보가 전송되는 것과 기설정된 오염물질 측정기기(110)의 개수와 일치된 오염물질 측정정보가 전송되는 것을 확인하여 확인 메시지를 중앙관리서버(150)로 전송하게 된다.
여기서 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경한다는 것은 상술한 바와 같이 다수개의 오염물질 측정기기(110)가 배치되어 일부만 사용되다가 오류가 발생하면 나머지 여분의 오염물질 측정기기(110)를 사용한다는 의미이다.
즉, 중앙관리서버(150)는 제어명령으로 기존의 오염물질 측정기기(110)의 사용을 중지시키고 여분의 오염물질 측정기기(110)를 가동시킬 수 있다.
그리고 기 설정된 오염물질 측정기기(110)의 개수와 일치된 오염물질 측정정보가 전송되는 것을 확인한다는 것은 데이터로거(130)가 분석하는 오염물질 측정기기(110)에서 전송되는 데이터가 가지고 있는 데이터로거(130)의 상태출력기능에 대한 유효 데이터가 기 설정된 수와 일치하는 것을 확인하는 것이다.
저장여부단계(S234)는 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 기 설정된 기간 내에 상기 사업장서버(140)로부터 상기 확인요청명령에 대한 확인 메시지가 수신되지 않으면 상기 오염물질 측정정보를 무시하여 계산된 오염물질 배출량를 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장되지 않도록 하는 단계이다.
따라서 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 오류를 검출하여 오류라고 판단되면 계산한 이전의 오염물질 측정정보에 대하여 계산된 오염물질 배출량 값을 데이터베이스모듈(152)에 저장하지 않고 새로이 전송되는 오염물질 측정정보에 따라 새로이 계산된 오염물질 배출량 값을 데이터베이스모듈(152)에 저장하게 된다.
그러므로 본 발명의 일실시예에 따르면 중앙관리서버(150)의 데이터베이스모듈(152)에 저장된 오염물질 배출량 데이터에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있게 된다.
저장단계(S240)는 중앙관리서버(150)의 데이터베이스모듈(152)이 상기 연산모듈(151)에서 전송되는 정보 및 사업장 정보를 가공하여 데이터베이스에 저장하는 단계이다.
표시단계(S250)는 중앙관리서버(150)의 디스플레이모듈(153)이 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장된 데이터를 사용자에게 시각적으로 확인, 검사할 수 있도록 화면에 표시하여주는 단계이다.
이상과 같이 본 발명은 원격으로 다수의 사업장의 대기오염물질 자가측정을 관리할 수 있기 때문에 종래의 대기오염물질 자가측정 시에 개별 사업장을 직접 방문하여 자가측정을 수행할 때 소요되는 비용을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 개별 사업장에서 전송되는 대기오염물질 측정기기의 오염물질 측정정보를 중앙관리서버 내에서 오류를 검출하는 과정을 거쳐서 오류로 데이터로 가공한 후 이상이 없을 때에만 오염물질 배출량을 계산을 한 후 데이터베이스에 저장하고 있기 때문에 신뢰성 있는 대기오염물질 자가측정 정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
110: 오염물질 측정기기 111: 측정센서
112: 제1 통신모듈 120: 기후 측정기기
121: 기후센서 122: 제2 통신모듈
130: 데이터로거 140: 사업장서버
141: 표시부 142: 제3 통신모듈
150: 중앙관리서버 151: 연산모듈
152: 데이터베이스모듈 153: 디스플레이모듈

Claims (10)

  1. 굴뚝에 설치되되 굴뚝에서 배출되는 오염물질의 배출량을 측정하는 다수의 측정센서(111)와 상기 측정센서(111)에서 측정된 오염물질 측정정보를 유선 또는 무선으로 외부로 전송하는 제1 통신모듈(112)을 포함하는 하나 이상의 오염물질 측정기기(110);
    사업장 주변지역에 설치되어 기상자료를 측정하는 다수의 기후센서(121)와 상기 각각의 기후센서(121)에서 측정된 기상자료 측정정보를 유선 또는 무선으로 외부로 전송하는 제2 통신모듈(122) 포함하는 하나 이상의 기후 측정기기(120);
    상기 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)에서 전송되는 오염물질 및 기상자료 측정정보를 수집, 분석 및 저장하고 유선 또는 무선으로 외부로 전송하는 데이터로거(130);
    사업장에 설치되되 전송받은 정보를 사용자에게 화면으로 표시하여 주는 표시부(141)와 상기 데이터로거(130)로부터 전송받은 오염물질 및 기상자료 측정정보를 유선 또는 무선으로 외부로 송수신하는 제3 통신모듈(142)을 포함하는 사업장서버(140);
    상기 사업장서버(140)을 통해 상기 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)에서 전송되는 오염물질 및 기상자료 측정정보와 확인메시지를 실시간으로 전송받아 오류검출과 오염물질 배출량 계산을 하고 제어명령과 확인요청명령을 상기 데이터로거(130)로 전송하는 연산모듈(151), 상기 연산모듈(151)에서 전송되는 정보와 사업장 정보를 가공하여 데이터베이스로 저장하는 데이터베이스모듈(152) 및 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장된 데이터를 사용자가 시각적으로 확인, 검사할 수 있도록 화면에 표시하여주는 디스플레이모듈(153)을 포함하는 중앙관리서버(150);를 포함하고,
    상기 오염물질 측정기기(110)는 다수의 측정센서(111)를 이용하여 각각 시료채취시간, 진공게이지압, 배출가스온도, 배출가스동압, 시료채취량, 건식가스미터온도, 여과지홀더온도, 산소농도를 측정하여 오염물질 측정정보를 생성한 후 데이터로거(130)로 전송하며,
    상기 기후측정기기(120)는 다수의 기후센서(121)를 이용하여 기온, 습도, 기압, 풍향, 풍속을 측정하여 기상자료 측정정보를 생성한 후 데이터로거(130)로 전송하고,
    상기 사업장서버(140)에서 전송되는 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보는 데이터로거(130)에서 전송되는 5분 평균 자료와 30분 평균 자료의 형태로 전송되며,
    상기 데이터로거(130)는 각 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)로부터 수집된 데이터를 바탕으로 매 시간당 '00분'부터 '55분'까지의 5분 단위로 12개의 5분 평균 자료를 생성하며 5분간 수집된 데이터의 80%이상이 정상인 상태표시(STATUS)를 가질 때 유효하다고 판단하는 한편, 5분 평균 자료 중 상태표시(STATUS)가 정상적인 자료만을 평균한 값이 30분 평균 자료가 되고, 해당시간당 '00분' 및 '30분'의 2개의 30분 평균 자료를 생성하며 5분 평균 자료 6개 중 5개 이상이 정상인 상태표시(STATUS)를 가질 경우 유효하다고 판단하고,
    상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은,
    수분량, 배출가스밀도, 배출가스유속, 배출가스유량, 등속흡입계수, 산소량, 먼지 농도, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도의 오염물질 배출량 계산을 수행하고,
    상기 5분 평균 자료를 가지고 오염물질의 변화를 파악하고 일정 범위를 벗어나면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령을 생성하며, 기 설정된 오염물질 측정기기(110) 수만큼의 유효한 오염물질 측정정보가 전송되지 않으면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성하는 오류검출을 수행하고,
    오염물질 측정기기(110), 기후 측정기기(120) 및 데이터로거(130)에 대한 원격검색, 시간교정, 재조정, 상수검색의 제어명령 생성을 수행하는 것을 특징으로 하며,
    상기 오염물질 측정기기(110)의 오염물질 측정정보는 대기오염물질 자가측정정보인 것을 특징으로 하고,
    상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 상기 중앙관리서버(150)에서 생성된 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령과 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령이 포함된 확인요청명령을 상기 사업장서버(140)로 전송하며,
    상기 사업장서버(140)는 확인요청명령과 함께 전송된 제어명령을 데이터로거(130)를 통해 오염물질 측정기기(110)로 전송하여 측정위치를 변경하고 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하고, 변경된 오염물질 측정기기(110)로부터 오염물질 측정정보가 전송되는 것과 기설정된 오염물질 측정기기(110)의 갯수와 일치된 오염물질 측정정보가 전송되는 것을 확인하여 확인 메시지를 중앙관리서버(150)로 전송하며,
    상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 기 설정된 기간 내에 상기 사업장서버(140)로부터 상기 확인요청명령에 대한 확인 메시지가 수신되지 않으면 상기 오염물질 측정정보에 의한 오염물질 배출량 계산을 무시하고 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장되지 않도록 하는 것을 특징으로 하고,
    상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경한다는 것은 다수개의 오염물질 측정기기(110)가 배치되어 일부만 사용되다가 오류가 발생하면 나머지 여분의 오염물질 측정기기(110)를 사용하는 것을 특징으로 하며,
    상기 연산모듈(151)의 상기 제어명령 중 원격검색은 상기 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)의 영점값과 최고 표준농도 값인 스팬값을 검색하는 명령이고, 시간교정은 상기 중앙관리서버(150)와 데이터로거(130)의 시간을 동일하게 맞추는 명령이고, 재조정은 상기 오염물질 측정기기(110), 기후 측정기기(120) 및 데이터로거(130)의 제반 동작을 리셋하는 명령이고, 상수검색은 상기 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)의 계수를 검색하는 명령인 것을 특징으로 하고,
    상기 오염물질 측정기기(110)의 설치위치는 상기 굴뚝 하단으로부터 내경에 8배 이상이고 상단으로부터 2배인 위치인 것을 특징으로 하며,
    상기 오염물질 측정기기(110)의 측정공의 크기는 벽면에 내경 100mm 이상 150mm 이하인 것을 특징으로 하는 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 대기오염물질 자가측정 종합관리 방법에 있어서,
    하나 이상의 오염물질 측정기기(110)가 측정센서(111)를 이용하여 굴뚝에서 배출되는 오염물질의 배출량을 측정한 오염물질 측정정보와, 하나 이상의 기후 측정기기(120)가 다수의 기후센서(121)를 이용하여 측정한 기상자료 측정정보를 데이터로거(130)로 전송하고 데이터로거(130)는 사업장서버(140)로 전송하는 송신단계(S210);
    사업장서버(140)가 데이터로거(130)에서 오염물질 및 기상자료 측정정보를 전송받아 중앙관리서버(150)로 전송하는 중계단계(S220);
    중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 사업장서버(140)을 통해 상기 하나 이상의 오염물질 측정기기(110)의 오염물질 측정정보와 기후 측정기기(120)의 기상자료 측정정보를 실시간으로 전송받아 오염물질 배출량계산 및 오류검출을 하고 이상이 없으면 해당 데이터를 데이터베이스모듈(152)로 전송 하고 이상이 있으면 상기 사업장서버(140)로 확인요청명령을 전송한 후 확인 메시지을 수신 받는 오류검출 및 연산단계(S230);
    중앙관리서버(150)의 데이터베이스모듈(152)이 상기 연산모듈(151)에서 전송되는 정보 및 사업장 정보를 가공하여 데이터베이스에 저장하는 저장단계(S240); 및
    중앙관리서버(150)의 디스플레이모듈(153)이 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장된 데이터를 사용자에게 시각적으로 확인, 검사할 수 있도록 화면에 표시하여주는 표시단계(S250);를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 오류검출 및 연산단계(S230)의 오류검출은,
    상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보를 이용하여 수분량, 배출가스밀도, 배출가스유속, 배출가스유량, 등속흡입계수, 산소량, 먼지 농도, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도의 오염물질 배출량 계산을 하는 분석단계(S231);
    상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 일정 시간 동안의 오염물질의 변화가 일정 범위를 벗어나면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령을 생성하고, 기 설정된 오염물질 측정기기(110) 수만큼 오염물질 측정정보가 전송되지 않으면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성하는 명령생성단계(S232);
    상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령과 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령이 포함된 확인요청명령을 상기 사업장서버(140)로 전송하는 명령전송단계(S233); 및
    상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 기 설정된 기간 내에 상기 사업장서버(140)로부터 상기 확인요청명령에 대한 확인 메시지가 수신되지 않으면 상기 오염물질 측정정보를 무시하여 해당 오염물질 배출량계산 값을 상기 데이터베이스모듈(152)에 저장되지 않도록 하는 저장여부단계(S234);를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 명령생성단계(S232)에서 상기 사업장서버(140)에서 전송되는 오염물질 측정정보와 기상자료 측정정보는 데이터로거(130)에서 전송되는 5분 평균 자료와 30분 평균 자료의 형태로 전송되고,
    상기 명령생성단계(S232)에서 상기 데이터로거(130)는 각 오염물질 측정기기(110)와 기후 측정기기(120)로부터 수집된 데이터를 바탕으로 매 시간당 '00분'부터 '55분'까지의 5분 단위로 12개의 5분 평균 자료를 생성하며 5분간 수집된 데이터의 80%이상이 정상인 상태표시(STATUS)를 가질 때 유효하다고 판단하는 한편, 5분 평균 자료 중 상태표시(STATUS)가 정상적인 자료만을 평균한 값이 30분 평균 자료가 되고, 해당시간당 '00분' 및 '30분'의 2개의 30분 평균 자료를 생성하며 5분 평균 자료 6개 중 5개 이상이 정상인 상태표시(STATUS)를 가질 경우 유효하다고 판단하며,
    상기 명령생성단계(S232)에서 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)은 상기 5분 평균 자료를 가지고 오염물질의 변화를 파악하고 일정 범위를 벗어나면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정위치를 변경하는 명령을 생성하며, 기 설정된 오염물질 측정기기(110) 수만큼의 유효한 오염물질 측정정보가 전송되지 않으면 오류로 간주하여 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하는 명령을 생성하는 오류검출을 수행하고,
    상기 명령전송단계(S233)에서 상기 사업장서버(140)는 확인요청명령과 함께 전송된 제어명령을 데이터로거(130)를 통해 오염물질 측정기기(110)로 전송하여 측정위치를 변경하고 상기 오염물질 측정기기(110)의 측정점 수를 점검하고, 변경된 오염물질 측정기기(110)로부터 오염물질 측정정보가 전송되는 것과 기설정된 오염물질 측정기기(110)의 갯수와 일치된 오염물질 측정정보가 전송되는 것을 확인하여 확인 메시지를 중앙관리서버(150)로 전송하고,
    상기 저장여부단계(S234)에서 상기 사업장서버(140)는 상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)로부터 전송 받은 상기 확인요청명령을 사용자에게 화면으로 표시한 후 확인 메시지를 상기 중앙관리서버(150)로 전송하는 것을 특징으로 하며,
    상기 오류검출 및 연산단계(S230)의 오염물질 배출량계산은,
    상기 중앙관리서버(150)의 연산모듈(151)이 상기 오염물질 측정정보를 이용하여 각각 수분량, 배출가스밀도, 배출가스유속, 배출가스유량, 등속흡입계수, 산소량, 먼지 농도, 황산화물의 농도, 질소산화물의 농도, 일산화탄소의 농도를 계산하는 것을 특징으로 하는 대기오염물질 자가측정 종합관리 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020180115778A 2018-09-28 2018-09-28 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템 KR101978212B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180115778A KR101978212B1 (ko) 2018-09-28 2018-09-28 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180115778A KR101978212B1 (ko) 2018-09-28 2018-09-28 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101978212B1 true KR101978212B1 (ko) 2019-05-14

Family

ID=66581104

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180115778A KR101978212B1 (ko) 2018-09-28 2018-09-28 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101978212B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110320331A (zh) * 2019-08-02 2019-10-11 汉威科技集团股份有限公司 一种大气环境监测系统
KR20220009655A (ko) * 2020-07-16 2022-01-25 재단법인 서울특별시 서울기술연구원 대기오염물질 배출 소규모 사업장의 통합 관리 시스템 및 통합 관리 방법
KR20220038873A (ko) * 2020-09-21 2022-03-29 대한민국(환경부 국립환경과학원장) IoT를 이용한 실시간 측정자료 입력 및 굴뚝관리 시스템
KR20220134908A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 주식회사 청라테크 인터넷 방식 기반의 사업장 환경 데이터 수집 플랫폼 시스템
KR20220136649A (ko) * 2021-04-01 2022-10-11 박수남 스마트 공장 굴뚝 원격 감시 방법 및 컴퓨터 프로그램
KR20230100165A (ko) * 2021-12-28 2023-07-05 (주)휴엔릭스 면 오염원의 대기오염물질 배출량 산출시스템
CN116576553A (zh) * 2023-07-11 2023-08-11 韦德电子有限公司 一种空气调节机数据优化采集方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010016476A (ko) * 2000-12-13 2001-03-05 구윤서 인터넷을 이용한 실시간 대기배출시설 종합관리 시스템
KR20060076182A (ko) * 2004-12-29 2006-07-04 환경관리공단 굴뚝 원격 감시 시스템
KR101052630B1 (ko) 2004-12-22 2011-07-28 재단법인 포항산업과학연구원 실시간 비산먼지 유출확산 감시 시스템
KR101774269B1 (ko) * 2017-03-16 2017-09-04 동우옵트론 주식회사 클라우드 기반의 굴뚝 환경 측정기기 감시시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010016476A (ko) * 2000-12-13 2001-03-05 구윤서 인터넷을 이용한 실시간 대기배출시설 종합관리 시스템
KR101052630B1 (ko) 2004-12-22 2011-07-28 재단법인 포항산업과학연구원 실시간 비산먼지 유출확산 감시 시스템
KR20060076182A (ko) * 2004-12-29 2006-07-04 환경관리공단 굴뚝 원격 감시 시스템
KR101774269B1 (ko) * 2017-03-16 2017-09-04 동우옵트론 주식회사 클라우드 기반의 굴뚝 환경 측정기기 감시시스템

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110320331A (zh) * 2019-08-02 2019-10-11 汉威科技集团股份有限公司 一种大气环境监测系统
KR20220009655A (ko) * 2020-07-16 2022-01-25 재단법인 서울특별시 서울기술연구원 대기오염물질 배출 소규모 사업장의 통합 관리 시스템 및 통합 관리 방법
KR102450820B1 (ko) * 2020-07-16 2022-10-04 재단법인 서울특별시 서울기술연구원 대기오염물질 배출 소규모 사업장의 통합 관리 시스템 및 통합 관리 방법
KR20220038873A (ko) * 2020-09-21 2022-03-29 대한민국(환경부 국립환경과학원장) IoT를 이용한 실시간 측정자료 입력 및 굴뚝관리 시스템
KR102404879B1 (ko) * 2020-09-21 2022-06-07 대한민국 IoT를 이용한 실시간 측정자료 입력 및 굴뚝관리 시스템
KR102518577B1 (ko) * 2021-03-29 2023-04-06 주식회사 청라테크 인터넷 방식 기반의 사업장 환경 데이터 수집 플랫폼 시스템
KR20220134908A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 주식회사 청라테크 인터넷 방식 기반의 사업장 환경 데이터 수집 플랫폼 시스템
KR20220136649A (ko) * 2021-04-01 2022-10-11 박수남 스마트 공장 굴뚝 원격 감시 방법 및 컴퓨터 프로그램
KR102592847B1 (ko) * 2021-04-01 2023-10-20 박수남 스마트 공장 굴뚝 원격 감시 방법 및 컴퓨터 프로그램
KR20230100165A (ko) * 2021-12-28 2023-07-05 (주)휴엔릭스 면 오염원의 대기오염물질 배출량 산출시스템
KR102631124B1 (ko) 2021-12-28 2024-01-30 (주)휴엔릭스 면 오염원의 대기오염물질 배출량 산출시스템
CN116576553A (zh) * 2023-07-11 2023-08-11 韦德电子有限公司 一种空气调节机数据优化采集方法及系统
CN116576553B (zh) * 2023-07-11 2023-09-22 韦德电子有限公司 一种空气调节机数据优化采集方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101978212B1 (ko) 대기오염물질 자가측정 종합관리 시스템
JP5372924B2 (ja) β線煙塵濃度測定装置およびそれに用いられる試料の有効性確認方法
CN108490124A (zh) 一种基于无人机的气体检测系统与方法
US7771654B1 (en) Apparatus for monitoring gaseous components of a flue gas
CN101303301A (zh) 烟气粉尘和特性气体同时在线监测方法及装置
CN108956875A (zh) 一种基于物联网的实验室安全监测系统及方法
CN107271365A (zh) 一种原位在线测定氨逃逸的装置
CN102721791A (zh) 烟气排放连续监测系统的检定方法及检定装置
Huang et al. Experimental techniques
WO2002071030A1 (en) Particulate and gaseous emission testing method and apparatus
WO2002070116A1 (en) Assembly and method for mixing gases
JP2740718B2 (ja) ガス、蒸気等の漏洩地点および漏洩量推定システム
CN107036950A (zh) 一种动态烟尘浓度仪检测系统及其检定方法
KR100419567B1 (ko) 인터넷을 이용한 실시간 대기배출시설 종합관리 시스템
CN109406353B (zh) 一种无人机、空气污染监测系统及方法
KR101275882B1 (ko) 굴뚝배출가스 수분측정 시스템
KR100383046B1 (ko) 에어와치 시스템
RU2614831C1 (ru) Устройство контроля параметров атмосферы
CN209372639U (zh) 酸雾粒径检测装置
RU2657085C1 (ru) Автоматизированная система контроля параметров выбросов технологических установок
CN204301771U (zh) 四参数烟气排放量检测仪
TWI640963B (zh) 提供空氣品質資訊的方法
CN207096084U (zh) 一种原位在线测定氨逃逸的装置
KR20050122623A (ko) 이동형 에어와치 시스템
CN102095774A (zh) 烟气干基氧量测量方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant