KR102074175B1 - Apparatus and Method for providing Gas information - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스종류 등의 정보를 제공하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중의 가스에 대해 반응하는 반도체 가스센서들이 측정한 가스의 종류를 3차원 분류 맵을 통해 분류하고 이를 제공할 수 있게 하는 가스정보 제공장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for providing information such as gas type, and more particularly, to classify and provide a gas type measured by semiconductor gas sensors reacting to multiple gases through a three-dimensional classification map. It relates to a gas information providing apparatus and method.
산업발전에 따라 각종 산업현장에서부터 일반가정에 이르기까지 각종 가스의 사용이 증가하고 그 종류도 증가하고 있다. 그리고 가스 중에는 인체에 유해한 악취나 각종 유해가스도 포함되며, 이러한 가스들로 인한 위험성은 점차 커지고 있다. 예를 들면 가스 누출로 인하여 작업장이 폭발할 수도 있으며, 악취나 유해가스의 흡입으로 인해 작업자가 위험한 환경에 그대로 노출되는 것이다.With the development of industry, the use of various gases from various industrial sites to general households is increasing and the kinds thereof are also increasing. In addition, the gas includes odors and various harmful gases harmful to the human body, and the risks due to these gases are gradually increasing. For example, gas leaks can cause workplaces to explode, and odors or inhalation of harmful gases expose workers to dangerous environments.
따라서 악취나 유해가스의 위험성을 사전에 빠르게 감지하기 위한 필요성이 요구되고 있으며, 이러한 방안으로 현재 다양한 종류의 센서가 활용되고 있다. Therefore, a necessity for quickly detecting a risk of odor or harmful gas in advance is required, and various kinds of sensors are currently used as such a method.
유해가스를 감지하는 센서로 많이 사용되고 있는 전기-화학식 센서가 있다. 이러한 전기-화학식 센서는 특정한 단일가스만을 감지할 수 있어 반응속도가 빠르고 감지능력이 우수하다. 그러나 하나의 가스에만 반응하기 때문에 다양한 종류의 가스를 감지하기 위해서는 감지할 가스의 개수만큼 개별센서가 추가로 필요하여 구매 및 설치비용이 증가하는 원인이 된다. 무엇보다 설치된 센서 이외의 가스는 전혀 감지할 수 없다는 점에서, 알지 못하는 가스 발생으로 인한 위험성은 항상 존재한다고 할 것이다.There is an electrochemical sensor which is widely used as a sensor for detecting harmful gases. These electrochemical sensors can detect only a single gas, resulting in faster reaction rates and better detection. However, since it reacts to only one gas, in order to detect various kinds of gases, an additional number of individual sensors is required as the number of gases to be detected, which causes the increase in purchase and installation costs. First of all, there is always a risk from unknown gas generation, because no gas other than the installed sensor can be detected at all.
다른 센서로 전기-화학식 센서에 비해 가격이 싸고 여러 가스에 반응하는 반도체 가스센서를 말할 수 있다. 한국등록특허 10-1695596호(선행특허)에는 이러한 반도체 가스센서를 이용하여 유해가스를 감지하는 구성이 개시되어 있다. 그러나 선행특허는 반도체 가스센서가 감지한 유해가스 감지데이터를 데이터처리모듈이 유해가스 종류별로 농도데이터를 산출하는 구성만이 개시되어 있어, 여전히 유해가스를 가스 종류별로 정확하게 분류하여 제공하지 못하고 있다.Another sensor is a semiconductor gas sensor, which is cheaper than an electrochemical sensor and reacts to various gases. Korean Patent Registration No. 10-1695596 (prior patent) discloses a configuration for detecting harmful gases using such a semiconductor gas sensor. However, the prior patent discloses only a configuration in which the data processing module calculates concentration data for each harmful gas type by detecting the harmful gas detection data detected by the semiconductor gas sensor, and still does not provide the harmful gas correctly classified by gas type.
이는 특정된 작업장소에서 발생하는 가스의 종류를 판단하고, 이러한 가스 종류별로 적극적으로 대응할 수 없음을 의미한다 할 것이다. 즉 유해가스별로 대응 방안이 상이할 수 있는데, 측정되거나 감지된 가스 종류를 알지 못하는 경우 유해가스 발생에 대한 처리방안을 효율적으로 제시할 수 없었다.This means that it is impossible to determine the type of gas generated at a specific work place and to actively respond to each type of gas. In other words, the countermeasures may be different for each harmful gas. If the type of the gas being measured or detected is not known, the treatment for the harmful gas cannot be efficiently presented.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기-화학식 센서에 비해 가격이 싸고 다중 가스에 응답하는 복수 개의 반도체 가스센서가 측정한 여러 종류의 가스정보를 제공하는 가스정보 제공장치 및 방법을 제공하는 것이다. 즉 이는 반도체 가스센서가 다중 가스에 동시에 응답하기 때문에 단점으로 볼 수 있는 낮은 선택도 및 안정성의 기술적 한계를 해결하면서도 실내 작업장소에 어떠한 가스가 발생하고 있는가를 확인할 수 있는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, a gas information providing apparatus for providing a plurality of types of gas information measured by a plurality of semiconductor gas sensors that are cheaper than electro-chemical sensors and responds to multiple gases; To provide a way. That is, because the semiconductor gas sensor responds to multiple gases at the same time, it is possible to confirm what gas is generated in the indoor workplace while solving the technical limitations of low selectivity and stability, which may be disadvantageous.
그리고 본 발명의 다른 목적은 이러한 제공된 가스정보를 이용하여 작업자가 유해가스나 악취의 영향으로부터 벗어날 수 있게 하여 작업환경을 개선하고 작업자의 안전을 도모할 수 있게 하는 것이다. And another object of the present invention is to use the provided gas information to enable the operator to escape from the influence of harmful gases or odors to improve the working environment and to promote the safety of the operator.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 특정 장소에 설치되는 센서들; 상기 센서들이 측정한 아날로그 측정값을 디지털 값으로 변환하는 변환부; 상기 변환된 센서들의 측정값을 이용하여 X축, Y축, Z축에 해당하는 3개의 조성비 값을 생성하는 조성비 생성부; 그리고 미리 제공된 감지대상가스의 조성비 범위가 매핑된 3차원 분류 맵의 X축, Y축, Z축에 상기 조성비 생성부에 의해 생성된 조성비 값을 각각 제공하여 하나 이상의 가스정보를 제공하는 제어부를 포함하는 가스정보 제공장치를 제공한다. The present invention for achieving the above object, the sensor is installed in a specific place; A converter for converting the analog measurement values measured by the sensors into digital values; A composition ratio generation unit generating three composition ratio values corresponding to the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis using the measured values of the converted sensors; And a control unit providing one or more gas information by providing composition ratio values generated by the composition ratio generation unit to the X, Y, and Z axes of the three-dimensional classification map to which the composition ratio range of the gas to be detected previously provided is mapped. It provides a gas information providing apparatus.
상기 조성비 생성부는 서로 다른 2개의 센서가 측정한 각각의 측정값을 비율로 산출하여 생성한다.The composition ratio generation unit calculates and generates each measured value measured by two different sensors as a ratio.
상기 감지대상가스는 상기 센서들의 종류 및 성능에 따라 변경되고, 상기 감지대상가스의 조성비 범위도 변경된다.The sensing target gas is changed according to the type and performance of the sensors, and the composition ratio range of the sensing target gas is also changed.
상기 가스 정보는 가스종류 및 가스농도를 포함할 수 있다.The gas information may include a gas type and a gas concentration.
상기 센서는 반도체 가스센서이다.The sensor is a semiconductor gas sensor.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제어부는 상기 가스정보를 안내하도록 작업자가 소지하고 있는 휴대단말장치나 작업장에 설치되는 디스플레이 장치로 전송할 수 있다. 또는 가스정보에 유해가스가 포함되어 있는 경우에만 휴대단말장치나 디스플레이장치로 전송되게 구성할 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the controller may transmit the gas information to a portable terminal device possessed by an operator or a display device installed in a workplace. Alternatively, only when noxious gas is included in the gas information, it may be configured to be transmitted to the portable terminal device or the display device.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 특정 장소에 설치된 반도체 가스센서들이 공기중에 포함된 가스를 측정하는 측정단계; 상기 측정된 아날로그 측정값을 디지털 값으로 변환하는 변환단계; 상기 디지털로 변환된 측정값들 중, 서로 다른 2개의 반도체 가스센서가 측정한 측정값을 비율로 산출하여 X축, Y축, Z축에 해당하는 3개의 조성비 값을 각각 생성하는 생성단계; 그리고 미리 제공된 감지대상가스의 조성비 범위가 매핑된 3차원 분류 맵에 상기 3개의 조성비 값을 적용하여 상기 조성비 범위에 속하는 가스 정보를 제공하는 정보제공단계를 포함하는 가스정보 제공방법을 제공한다.According to another feature of the invention, the semiconductor gas sensors installed in a specific place measuring the gas contained in the air; A conversion step of converting the measured analog measurement value into a digital value; A generation step of generating three composition ratio values corresponding to an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis by calculating, as a ratio, measured values measured by two different semiconductor gas sensors among the digitally converted measured values; And it provides a gas information providing method comprising the step of providing the gas information belonging to the composition ratio range by applying the three composition ratio values to the three-dimensional classification map to which the composition ratio range of the sensing target gas provided in advance.
여기서 상기 3개의 조성비 값이 변경 생성되면, 제공되는 가스 정보도 변경될 것이다. 그리고 상기 가스정보는 가스 종류이다.Here, if the three composition ratio values are changed and generated, the gas information provided will also be changed. The gas information is a gas type.
이상과 같은 본 발명의 가스정보 제공장치 및 방법에 따르면, 특정 장소에 설치된 복수 개의 반도체 가스센서들이 측정한 값을 이용하여 X축, Y축, Z축에 해당하는 3개의 조성비 값을 생성하고, 이를 3차원 분류 맵에 적용함으로써, 측정된 가스의 종류를 더 정확하게 알 수 있는 효과가 있다.According to the gas information providing apparatus and method of the present invention as described above, three composition ratio values corresponding to the X-axis, Y-axis, and Z-axis are generated by using values measured by a plurality of semiconductor gas sensors installed at a specific place, By applying this to the three-dimensional classification map, there is an effect that can know the type of the measured gas more accurately.
그리고 이처럼 작업장소에서 발생하는 유해 가스의 종류를 정확하게 알 수 있기 때문에, 유해가스별 처리방안을 조기에 제공할 수 있는 효과도 있다. In addition, since it is possible to know exactly the types of harmful gases generated at the work place, there is an effect of providing treatment methods for each hazardous gas at an early stage.
또한, 분류된 가스가 유해가스나 작업환경에 악영향을 미치는 악취인 경우, 작업자가 인지할 수 있도록 안내메시지나 안내음을 제공하고 있기 때문에, 유해가스나 악취로 인한 안전사고를 방지할 수 있음은 물론 작업환경을 적극적으로 개선할 수 있는 효과도 기대할 수 있다. In addition, if the classified gas is harmful gas or bad smell that adversely affects the working environment, a warning message or a guide sound is provided so that the operator can recognize it. Therefore, it is possible to prevent safety accidents caused by harmful gas or bad smell. Of course, the effect can be expected to actively improve the working environment.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 가스센서를 이용한 가스정보 제공장치의 구성도
도 2는 도 1의 가스정보 제공장치에서 3차원 분류 맵에 서로 다른 가스의 조성비 범위를 매핑한 상태를 보인 예시도면
도 3은 본 발명에 따른 가스정보 제공방법을 설명하는 흐름도1 is a block diagram of a gas information providing apparatus using a semiconductor gas sensor according to an embodiment of the present invention
2 is an exemplary view showing a state in which the composition ratio ranges of different gases are mapped to a three-dimensional classification map in the gas information providing apparatus of FIG.
3 is a flowchart illustrating a method of providing gas information according to the present invention.
본 발명은 감지대상가스의 조성비 범위를 3차원 분류 맵(MAP)에 매핑(mapping) 한 상태에서, 그 3차원 분류 맵에서 각각의 반도체 가스센서가 측정한 측정값에 대한 조성비 값의 위치를 결정하여 가스종류정보를 제공하는 방안을 제안하는 것이고, 이하에서는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. The present invention determines the position of the composition ratio value with respect to the measured value measured by each semiconductor gas sensor in the three-dimensional classification map while the composition ratio range of the gas to be detected is mapped to the three-dimensional classification map (MAP). The present invention proposes a method of providing gas type information. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings.
도 1에 도시된 바와 같이, 각종 작업장 등의 특정 장소에 복수 개의 반도체 가스센서(10a ~ 10d)가 설치된다. 반도체 가스센서는 알려진 바와 같이 산화물 반도체를 사용하여 가스를 검출하는 탐지소자이고, 두 종류 이상의 가스들을 동시에 응답할 수 있는 특징을 가진다. As shown in FIG. 1, a plurality of
본 발명에서는 다양한 종류의 가스센서의 사용이 가능하나, 실시 예는 서로 다른 4종류의 반도체 가스센서를 이용하는 것으로 한다. 4종류의 반도체 가스센서는 TGS-2602(센서 1)(10a), TGS-2603(센서 2)(10b), TGS-2620(센서 3)(10c), TGS-826(센서 4)(10d)이고, 이들 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)가 감지하는 가스의 종류는 상이하다. 즉 센서 1(10a)은 톨루엔(C7H8), 황화수소(H2S), 암모니아(NH3), 수소(H2)를 감지하고, 센서 2(10b)는 메틸머갑탄(CH3SH), 트리메틸아민(C3H9N), 황화수소(H2S), 에탄올(C2H5OH)을 감지하고, 센서 3(10c)은 에탄올(C2H5OH), 일산화탄소(CO), 메탄(CH4)을 감지하고, 센서 4(10d)는 암모니아(NH3), 에탄올(C2H5OH), 수소(H2)를 감지한다. 그리고 센서(10a ~ 10d)마다 특정 가스에 대한 반응속도가 서로 상이하기 때문에 센서들이 감지할 수 있는 가스는 주 감지가스와 부 감지가스로 구분할 수 있을 것이며 이는 다음 [표 1]과 같이 정리할 수 있다.Various types of gas sensors may be used in the present invention, but the embodiment uses four different types of semiconductor gas sensors. Four types of semiconductor gas sensors are TGS-2602 (sensor 1) 10a, TGS-2603 (sensor 2) (10b), TGS-2620 (sensor 3) (10c), and TGS-826 (sensor 4) (10d) The types of gas detected by these
여기서, 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)와, 이들이 감지하는 감지가스의 종류는 하나의 일 실시 예에 불과하며, 다른 종류의 가스를 감지하는 센서들이 추가되거나, 새로운 센서들로 조합하여 구성할 수 있음은 당연할 것이다. Here, the
상기 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)가 측정한 데이터를 디지털 값으로 변환 생성하는 A/D 컨버터(20)가 구비된다. A/D 컨버터(20)는 도면과 같이 1개로 구성할 수 있거나, 또는 센서마다 제공될 수도 있다. 실시 예에 따르면 A/D 컨버터(20)는 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)의 0 ~ 5V 범위 내에서 측정된 아날로그 값을 210(0 ~ 1023) 범위에서 디지털 값으로 변환한다. 이처럼 디지털 값으로 변환하는 이유는 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)가 측정한 아날로그 값을 그대로 이용할 경우 가스 종류를 정확하게 감지, 분류할 수 없기 때문이다. The A /
본 발명에 따르면 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)가 감지한 측정값을 그대로 사용하지 않는다. 즉 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)의 각각의 측정값들 중 2개의 측정값을 비율로 산출하여 생성된 조성비 값을 이용하게 된다. 이러한 조성비 값을 이용하는 것은 측정된 가스 종류의 분류 능력을 향상시키기 위한 것이라 할 것이고, 이러한 조성비 값을 생성하기 위하여 본 발명에서는 조성비 생성부(30)가 제공된다. According to the present invention, the measured values detected by the
상기 조성비 생성부(30)는, 3개의 조성비 값을 생성하게 되며 이는 후술하는 3차원 분류 맵(50)에서 X축, Y축, Z축을 각각 지시하기 위한 것이다. 상기 3개의 조성비 값을 다음 [수학식 1]에 의하여 산출된다. The composition
여기서 상기 Si은 센서 i의 측정값이고, 상기 Sj은 센서 j의 측정값이며, 이러한 조성비 ri, j에 따른 3개의 조성비는 r4,2, r1,2, r2,3으로 나타낼 수 있다. 그리고 상기 r4,2는 센서 2(10b)와 센서 4(10d)에 의한 조성비이고, r1,2는 센서 2(10b)와 센서 1(10a)에 의한 조성비이며, r2, 3는 센서 3(10c)과 센서 2(10b)의 조성비를 말한다. Here, S i is the measured value of the sensor i, S j is the measured value of the sensor j , the three composition ratios according to the composition ratios r i, j are r 4,2 , r 1,2 , r 2,3 Can be represented. And r 4,2 is the composition ratio by the sensor 2 (10b) and sensor 4 (10d), r 1,2 is the composition ratio by the sensor 2 (10b) and sensor 1 (10a), r 2, 3 is a sensor The composition ratio of 3 (10c) and the sensor 2 (10b).
한편, 본 발명은 상기 r4,2, r1,2, r2,3의 조성비 값의 생성을 위해 제공된 센서와는 다른 센서들의 조합으로도 얼마든지 가능하고, 예를 들면 센서 1(10a)과 센서 3(10c), 센서 3(10c)과 센서 4(10d)를 이용하여 조성비 값을 생성할 수도 있다. 다만, 다른 센서들을 조합하더라도 조성비 값은 3차원 분류 맵(50)에서 상기 X축, Y축, Z축 정보를 제공하도록 3개로 셋팅하는 것이 바람직할 것이다. On the other hand, the present invention can be any number of combinations of sensors other than the sensor provided for the generation of the composition ratio value of r 4,2 , r 1,2 , r 2,3 , for example, sensor 1 (10a) The composition ratio value may be generated using the sensor 3 (10c), the sensor 3 (10c), and the sensor 4 (10d). However, even if other sensors are combined, the composition ratio value may be set to three so as to provide the X-axis, Y-axis, and Z-axis information in the
본 발명에 따르면 감지대상가스에 대한 조성비 범위가 제공된다. 조성비 범위는 감지대상가스마다 각각의 조성비 r4,2, r1,2, r2,3 별로 미리 제공된다. 그리고 이러한 조성비 범위는 감지대상가스마다 다른 값으로 셋팅될 것이며, 후술하는 매핑부(40)가 3차원 분류 맵(50)에 가스마다 그 조성비 범위를 매핑하게 된다. 3차원 분류 맵(50)에서의 매핑 상태는 아래에서 설명한다.According to the present invention a composition ratio range for the gas to be detected is provided. The composition ratio range is previously provided for each composition ratio r 4,2 , r 1,2 , r 2,3 for each gas to be detected. The composition ratio range will be set to a different value for each gas to be detected, and the
본 발명의 실시 예에 따라 상기한 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)가 제공될 때, 감지할 수 있는 가스 종류는 암모니아(NH3), 메탄(CH4), 프로판(C3H8), 일산화탄소(CO), 메틸머갑탄(CH3SH), 톨루엔(C7H8)의 6종류이고, 이들 각각의 가스에 대한 조성비는 다음 [표 2]와 같다. 여기서 [표 2]의 값은 센서 1 내지 센서 4에 의한 값이며 다른 센서가 제공될 경우 조성비 범위는 달라지는 것은 당연하다.According to an embodiment of the present invention, when the
r1, 2: 0.0013 ~ 0.0515
r2, 3: 0.0098 ~ 0.0291r 4, 2 : 0.0131 to 0.0369
r 1, 2 : 0.0013 to 0.0515
r 2, 3 : 0.0098 ~ 0.0291
r1, 2: 0.0070 ~ 0.0513
r2, 3: 0.0012 ~ 0.0031r 4, 2 : 0.0799 to 0.1730
r 1, 2 : 0.0070 to 0.0513
r 2, 3 : 0.0012 to 0.0031
r1, 2: 0.0085 ~ 0.0169
r2, 3: 0.0029 ~ 0.0342r 4, 2 : 0.0310 ~ 0.0508
r 1, 2 : 0.0085 to 0.0169
r 2, 3 : 0.0029 ~ 0.0342
r1, 2: 0.0014 ~ 0.0175
r2, 3: 0.0048 ~ 0.0069r 4, 2 : 0.0470 ~ 0.1541
r 1, 2 : 0.0014 ~ 0.0175
r 2, 3 : 0.0048 to 0.0069
r1, 2: 0.0141 ~ 0.0962
r2, 3: 0.0040 ~ 0.0090r 4, 2 : 0.1659 to 0.2345
r 1, 2 : 0.0141 to 0.0962
r 2, 3 : 0.0040 to 0.0090
r1, 2: 0.0262 ~ 0.0914
r2, 3: 0.0040 ~ 0.0190r 4, 2 : 0.0559 to 0.1245
r 1, 2 : 0.0262 ~ 0.0914
r 2, 3 : 0.0040 to 0.0190
상기 가스 종류별로 정의된 조성비 범위를 3차원 분류 맵(50)에 매핑하는 매핑부(40)가 구비된다. 매핑부(40)는 상기 [표 2]의 값을 기초로 하여, 도 2에 도시된 바와 같이 3차원 분류 맵(50)에 매핑하는 역할을 한다. 즉 도 2는 각각의 가스 종류별로 X축, Y축, Z축의 값을 참조하여 조성비 범위가 매핑된 상태를 나타내고 있다. 여기서 센서 종류 및 감지대상가스가 달라지면 3차원 분류 맵(50)의 매핑 상태도 달라지는 것은 당연하다 할 것이다.A
상기 조성비 값과 3차원 분류 맵(50)을 이용하여 감지된 가스정보를 제공하는 제어부(60)가 구비된다. 가스정보의 제공은 제어부(60)가 조성비 생성부(30)에서 제공하는 3개의 조성비 값을 3차원 분류 맵(50)의 X축, Y축, Z축에 적용하여 어느 가스의 조성비 범위에 위치하는지를 판단하는 것에 의해 수행할 수 있다. 그러기 때문에 조성비 생성부(30)가 전달하는 조성비 값이 변경되면 3차원 분류 맵(50)에서의 위치도 변경되는 것은 당연하고, 이에 제어부(60)는 변경된 위치에 대응되는 가스정보를 지속적으로 제공하게 된다.A
여기서 본 발명에 따라 제어부(60)가 제공하는 가스정보는 측정된 가스의 종류뿐만 아니라 가스농도 정보도 포함될 수 있다. Here, the gas information provided by the
그리고 본 발명은 상기 제어부(60)가 감지한 가스정보를 작업자가 인지할 수 있는 구성이 더 제공된다. 이는 실질적으로 밀폐된 작업장에서 유해가스가 발생하더라도 작업자가 이를 인지하지 못하여 발생할 수 있는 안전사고를 방지하기 위한 것이다. And the present invention is further provided with a configuration that the operator can recognize the gas information detected by the
작업자에게 가스정보의 제공은 다양한 방식으로 가능하다. 작업자가 소지하는 휴대단말장치를 통해 제공할 수 있거나 작업장의 소정 개소에 디스플레이장치를 설치하여 제공할 수 있으며, 안내메시지나 안내음 등으로 통보할 수 있다. 그리고 감지된 가스 종류에 대한 정보는 실시간으로 제공될 수도 있지만, 유해가스가 감지된 경우에만 안내 메시지나 안내음이 제공되도록 할 수도 있을 것이다. Provision of gas information to workers is possible in a variety of ways. It can be provided through a portable terminal device possessed by the operator or can be provided by installing a display device at a predetermined place in the workplace, and can be notified by a guide message or a guide sound. In addition, the information on the detected gas type may be provided in real time, but a guidance message or a sound may be provided only when noxious gas is detected.
한편, 상기 실시 예에서는 조성비 생성부(30), 매핑부(40), 제어부(60) 등을 별개의 구성으로 처리하고 있지만 제어부(60)에 조성비 생성기능 및 매핑 기능을 추가하여 하나의 IC 칩 형태로 구현하여 제공할 수 있는 것도 가능할 것이다. Meanwhile, in the above embodiment, the composition
다음에는 도 3을 함께 참조하면서 분류된 가스정보를 제공방법을 살펴본다. 본 실시 예에 따르면 가스정보 제공장치의 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)는 특정 장소에 설치된 상태이며, 아울러 센서들(10a ~ 10d)이 감지할 수 있는 가스(여기서는 6종류의 가스)의 조성비 범위 역시 상기 [표2]와 같이 가스별로 제공된 후 도 2에 도시하고 있는 3차원 분류 맵(50)에 매핑된 상태이다.Next, a method of providing classified gas information will be described with reference to FIG. 3. According to the present embodiment, the
이러한 조건하에서 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)는 정상적인 구동에 따라 실내/외 공기에 포함된 가스를 측정한다(s100). 그리고 이렇게 측정된 가스 데이터는 AD 컨버터(20)를 거치면서 0 ~ 5V의 아날로그 측정된 값에서 0 ~ 1023 범위 내의 디지털 값으로 변환된다(s102). Under these conditions, the
이와 같이 디지털 변환된 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)의 측정값들은 조성비 생성부(30)가 전달받는다. 그러면 조성비 생성부(30)는 4종류의 센서 1 내지 센서 4(10a ~ 10d)들의 측정값을 기초로 하여 3개의 조성비 값을 생성하게 된다(s104). 상기 3개의 조성비는, 상기 [수학식 1]에 의해 생성되는데, 실시 예에서는 센서 2(10b)와 센서 4(10d)에 의한 제1 조성비(r4,2), 센서 2(10b)와 센서 1(10a)에 의한 제2 조성비(r1,2), 센서 3(10c)과 센서 2(10b)에 의한 제3 조성비(r2,3)를 생성한다. As such, the measured values of the digitally converted
그리고 이러한 제1 조성비 값 내지 제3 조성비 값은 실질적으로 상기 [표 2]의 가스별 조성비 범위 내에 포함될 것이다. 만약 제1 조성비 값 내지 제3 조성비의 값이 상기 [표 2]의 조성비 범위에 포함되지 않는다면, 가스별로 농도를 변화시키면서 그 변화시킨 농도 범위 내의 데이터를 기초로 가스별 조성비 범위를 새로 셋팅해야 할 것이다. 본 실시 예는 이러한 과정을 통해 제1 조성비 값 내지 제3 조성비 값이 가스별 조성비 범위 내에 포함되어 있음을 전제로 한다.In addition, the first to third composition ratio values will be substantially included in the gas-specific composition ratio range of the above [Table 2]. If the values of the first to third composition ratios are not included in the composition ratio range shown in [Table 2], the composition ratio range for each gas should be newly set based on the data within the changed concentration range while changing the concentration for each gas. will be. This embodiment assumes that the first to third composition ratio values are included in the composition ratio range for each gas through this process.
상기 조성비 생성부(30)에 의해 생성된 제1 조성비(r4,2), 제2 조성비(r1,2) 및 제3 조성비(r2,3)는 제어부(60)로 전달된다. 그러면 제어부(60)는 각각의 가스별로 조성비 범위가 매핑되어 있는 3차원 분류 맵(50)을 이용하여 조성비 생성부(30)가 전달한 제1 조성비(r4,2), 제2 조성비(r1,2) 및 제3 조성비(r2,3)가 어느 지점에 위치하는가를 결정하게 된다(s106). 이러한 결정과정은 제1 조성비(r4,2)는 X축, 제2 조성비(r1,2)는 Y축, 제3 조성비(r2,3)는 Z축에 각각 대응시키는 것에 의해 수행될 수 있으며, 그 결과에 따라서 본 발명의 실시 예에서는 특정한 하나의 가스 정보나 둘 이상의 가스 정보를 분류, 제공할 수 있게 된다(s108).The first composition ratio r 4 , 2, the second composition ratio r 1,2 , and the third composition ratio r 2 , 3 generated by the composition
예를 들면, 제1 조성비(r4,2), 제2 조성비(r1,2), 제3 조성비(r2,3)의 각 조성비 값이 톨루엔(C7H8) 가스의 조성비 범위 내에 위치한다면, 제어부(60)는 톨루엔(C7H8)를 감지하는 것이다. 만약 다른 예로 제1 조성비(r4,2)의 값은 톨루엔(C7H8) 가스의 조성비 범위 내에 위치하고, 다른 조성비인 제2 조성비(r1,2) 및 제3 조성비(r2,3)의 조성비 값이 암모니아(NH3) 가스의 조성비 범위 내에 위치하면서, 제어부(60)는 톨루엔(C7H8)과 암모니아(NH3) 가스를 감지 제공할 수 있는 것이다.For example in the first composition ratio (r 4,2), the second ratio (r 1,2), the third ratio (r 2,3) composition ratio ranges of the composition ratio of the value of toluene (C 7 H 8) gas, If located, the
이처럼 본 발명의 실시 예는 반도체 가스센서들(10a ~ 10d)이 측정한 측정값들을 이용하여 X축, Y축, Z축에 해당하는 3개의 조성비 값을 생성하고 이를 3차원 분류 맵(50)에 적용함으로써, 실내/외에서 발생하는 가스를 감지할 수 있음은 물론 그 가스종류에 대한 정보도 판단할 수 있게 됨을 알 수 있다.As such, the embodiment of the present invention generates three composition ratio values corresponding to the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis using the measured values measured by the
한편, 제어부(60)가 제공하는 가스정보 중 유해가스가 있는 경우, 본 발명에서는 작업자의 휴대단말장치나 작업장에 설치된 디스플레이장치를 통해 유해가스의 발생상황이 안내되도록 한다. 따라서 유해가스별로 작업장 내의 환기를 하거나 작업시간 단축 등과 같은 적절한 후속 대응방안이 충분하게 진행될 수 있을 것이다. 물론 제어부(60)는 유해가스의 발생 유무와 상관없이 실내/외의 발생 가스정보를 휴대단말장치나 디스플레이장치로 전송함으로써, 작업자가 이를 실시간으로 확인할 수 있게 할 수도 있을 것이다. On the other hand, when there is noxious gas among the gas information provided by the
그리고 본 발명은 상기와 같이 가스종류를 분류하는 것에 더하여, 도면에는 미도시하고 있지만 가스 농도를 산출하여 제공하는 구성도 가능하다. 가스농도를 제공할 경우, 유해가스별로 위험 임계값을 미리 셋팅하고, 그 위험 임계값에 도래할 경우 안내메시지를 안내할 수 있어 그만큼 구체적으로 유해 가스에 대한 대처방안을 제공하는 것도 가능할 것이다. In addition to classifying gas types as described above, the present invention may be configured to calculate and provide a gas concentration although not shown in the drawing. When providing a gas concentration, it is possible to set a risk threshold value for each harmful gas in advance, and guide message when the risk threshold is reached, so that it may be possible to specifically provide a countermeasure for harmful gas.
이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although described with reference to the illustrated embodiment of the present invention as described above, this is merely exemplary, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the invention It will be apparent that other variations, modifications and equivalents are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
10a ~ 10d : 센서 1 내지 센서 4
20: A/D 컨버터 30 : 조성비 생성부
40: 매핑부 50 : 3차원 분류 맵
60: 제어부10a to 10d:
20: A / D converter 30: composition ratio generation unit
40: mapping unit 50: 3D classification map
60: control unit
Claims (8)
상기 센서들이 측정한 아날로그 측정값을 디지털 값으로 변환하는 변환부;
상기 변환된 센서들의 측정값을 이용하여 X축, Y축, Z축에 해당하는 3개의 조성비 값을 생성하는 조성비 생성부; 그리고
미리 제공된 감지대상가스의 조성비 범위가 매핑된 3차원 분류 맵의 X축, Y축, Z축에 상기 조성비 생성부에 의해 생성된 조성비 값을 각각 제공하여 하나 이상의 가스정보를 제공하는 제어부를 포함하며,
상기 조성비 생성부는 하기 수학식 1을 이용하여 조성비 값을 생성하고,
[수학식 1]
상기 수학식 1에서,
ri,j는 센서 i와 센서 j에 의한 조성비이고,
Si는 센서 i의 측정값이고,
Sj는 센서 j의 측정값이며,
상기 i 및 j는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고,
상기 X축은 S4/S2 값, 상기 Y축은 S1/S2 값, 상기 Z축은 S2/S3 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 가스정보 제공장치. Sensors installed in a specific place;
A converter for converting the analog measurement values measured by the sensors into digital values;
A composition ratio generation unit generating three composition ratio values corresponding to the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis using the measured values of the converted sensors; And
And a control unit for providing one or more gas information by providing the composition ratio values generated by the composition ratio generation unit to the X, Y, and Z axes of the three-dimensional classification map to which the composition ratio range of the target gas provided in advance is mapped. ,
The composition ratio generation unit generates a composition ratio value using Equation 1 below.
[Equation 1]
In Equation 1,
r i, j is the composition ratio by the sensor i and the sensor j,
S i is the measurement of sensor i,
S j is the measured value of sensor j,
I and j are each independently an integer of 1 to 4,
Wherein the X-axis represents the S 4 / S 2 value, the Y-axis represents the S 1 / S 2 value, and the Z-axis represents the S 2 / S 3 value.
상기 조성비 생성부는 서로 다른 2개의 센서가 측정한 각각의 측정값을 비율로 산출하여 생성하는 가스정보 제공장치. The method of claim 1,
And the composition ratio generation unit calculates and generates each measured value measured by two different sensors as a ratio.
상기 감지대상가스는 상기 센서들의 종류 및 성능에 따라 변경되고, 상기 감지대상가스의 조성비 범위도 변경되는 가스정보 제공장치. The method of claim 1,
The gas to be detected is changed according to the type and performance of the sensors, the gas information providing apparatus is also changed in the composition ratio range of the gas to be detected.
상기 가스 정보는 가스종류 및 가스농도를 포함하는 가스정보 제공장치. The method of claim 3, wherein
And the gas information includes a gas type and a gas concentration.
상기 센서는 반도체 가스센서인 가스정보 제공장치. The method of claim 1,
The sensor is a gas information providing apparatus is a semiconductor gas sensor.
상기 제어부는 휴대단말장치 또는 디스플레이 장치로 가스정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 가스정보 제공장치. The method of claim 1,
The control unit is a gas information providing apparatus, characterized in that for transmitting the gas information to a portable terminal device or a display device.
상기 측정된 아날로그 측정값을 디지털 값으로 변환하는 변환단계;
상기 디지털로 변환된 측정값들 중, 서로 다른 2개의 반도체 가스센서가 측정한 측정값을 비율로 산출하여 X축, Y축, Z축에 해당하는 3개의 조성비 값을 각각 생성하는 생성단계; 그리고
미리 제공된 감지대상가스의 조성비 범위가 매핑된 3차원 분류 맵에 상기 3개의 조성비 값을 각각 적용하여 상기 조성비 범위에 속하는 가스 정보를 제공하는 정보제공단계;를 포함하며,
상기 조성비 생성 값은 하기 수학식 1을 이용하여 구하는 것이고,
[수학식 1]
상기 수학식 1에서,
ri,j는 센서 i와 센서 j에 의한 조성비이고,
Si는 센서 i의 측정값이고,
Sj는 센서 j의 측정값이며,
상기 i 및 j는 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이고,
상기 X축은 S4/S2 값, 상기 Y축은 S1/S2 값, 상기 Z축은 S2/S3 값을 나타내는 가스정보 제공방법.A measuring step of measuring a gas contained in air by semiconductor gas sensors installed at a specific place;
A conversion step of converting the measured analog measurement value into a digital value;
A generation step of generating three composition ratio values corresponding to an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis by calculating, as a ratio, measured values measured by two different semiconductor gas sensors among the digitally converted measured values; And
And providing the gas information belonging to the composition ratio range by applying the three composition ratio values to the three-dimensional classification map to which the composition ratio range of the gas to be detected is provided in advance.
The composition ratio generation value is calculated using Equation 1 below.
[Equation 1]
In Equation 1,
r i, j is the composition ratio by the sensor i and the sensor j,
S i is the measurement of sensor i,
S j is the measured value of sensor j,
I and j are each independently an integer of 1 to 4,
Wherein the X axis represents S 4 / S 2 , the Y axis represents S 1 / S 2 , and the Z axis represents S 2 / S 3 .
상기 3개의 조성비 값이 변경 생성되면, 제공되는 가스 정보도 변경되며,
상기 가스정보는 가스 종류를 나타내는 가스정보 제공방법.The method of claim 7, wherein
When the three composition ratio values are changed and generated, the provided gas information is also changed,
The gas information is a gas information providing method indicating a gas type.
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |