KR102136843B1 - Method for Measurement of Fugitive Methane Emission using Unmanned Aerial Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 측정대상지역에서 대기 중으로 배출되는 메탄가스의 배출량을 신속하고 정밀하게 측정하는 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 메탄가스의 배출량을 측정하고자 하는 대상 지역에 가상의 측정대상공간을 설정하고, 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle; UAV, 일명 드론)를 조종하여 측정대상공간의 유입면과 유출면 상에서의 메탄가스 농도를 실시간으로 측정하고 메탄가스 농도 측정자료를 이용하여 측정대상지역에서 그 상공의 대기 중으로 배출되는 메탄가스 배출량을 신뢰성있게 측정하게 되는 "무인항공기를 이용한 대기 중 메탄가스 배출량 측정방법"에 관한 것이다. The present invention relates to a method for quickly and accurately measuring the amount of methane gas discharged into the atmosphere from a measurement target area, specifically, setting a virtual measurement target space in a target area to measure the emission amount of methane gas, Control the unmanned aerial vehicle (UAV, aka drone) to measure the concentration of methane gas in real time on the inflow and outflow surfaces of the measurement target space, and use the methane gas concentration measurement data to measure the atmosphere above the area to be measured. It relates to a "measurement method of methane gas emissions in the air using an unmanned aerial vehicle" that reliably measures methane gas emissions to a medium.
메탄가스는 인류의 활동으로 발생하는 온실가스 중 두 번째로 높은 비중을 차지한다. 우리나라의 경우 폐기물매립지, 하ㅇ폐수처리장, 분뇨처리장, 바이오가스 생산시설 등과 같은 환경기초시설에서 다량의 메탄가스가 발생하며 국가 온실가스배출량 중 메탄가스의 약 30.5%가 환경기초시설에서 배출되는 것으로 추정되고 있다. 국가 온실가스배출량 저감을 위해서는 환경기초시설은 물론이고 논, 소 축사 등 농/축산업 시설 등과 같은 지역에서 발생되는 메탄가스를 청정에너지로 활용하기 위해서는 이러한 메탄가스 배출지역에서 발생하는 메탄가스 배출량을 정밀하고 정확하게 측정하는 것이 필요하다. 청구범위를 포함하여 본 명세서 전체에서는, 상기한 환경기초시설을 비롯하여 논, 소 축사 등 농/축산업 시설 등과 같이 메탄가스를 발생시키는 지역으로서 메탄가스 배출량을 측정하기 원하는 소정 면적의 지역을 "메탄배출구역"이라고 기재한다. Methane gas accounts for the second highest share of greenhouse gas generated by human activities. In Korea, a large amount of methane gas is generated in environmental basic facilities such as waste landfills, wastewater treatment plants, manure treatment plants, and biogas production facilities, and about 30.5% of methane gas emissions from the national greenhouse gas emissions are from environmental basic facilities. It is estimated. In order to use methane gas generated in areas such as agricultural and livestock farming facilities such as rice paddies and cattle farms as well as environmental basic facilities to reduce national greenhouse gas emissions, methane gas emissions from these methane gas emission areas are precisely And it is necessary to measure accurately. In the entire specification, including the claims, the area of a certain area that wants to measure methane emissions as a region that generates methane gas, such as the above-mentioned environmental infrastructure, agricultural and livestock industry facilities such as rice fields, cattle farms, etc. Area".
대한민국 등록특허 제10-1530646호에서는 무인항공기를 이용하여 공기중의 유해 가스를 측정하는 기술을 제안하고 있는 바, 이러한 종래 기술을 이용하면 메탄배출구역 내의 측정 지점에서의 메탄가스 농도를 측정할 수 있으나, 메탄배출구역 전체에서 발생하여 공기 중으로 배출되는 메탄가스의 정확한 배출량을 알 수는 없다. Korean Registered Patent No. 10-1530646 proposes a technique for measuring harmful gases in the air using an unmanned aerial vehicle. Using such a conventional technique, it is possible to measure the concentration of methane gas at a measurement point in a methane emission zone. However, the exact amount of methane gas generated in the entire methane emission zone and discharged into the air is not known.
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 하수처리장, 바이오가스 시설 등의 환경기초시설이나 논, 소 축사 등 농/축산업 시설 등이 존재하는 메탄가스 배출량 메탄배출구역에서 공기 중으로 배출되는 메탄가스의 배출량을 무인항공기를 이용하여 정확하고 신속하게, 그리고 신뢰성있게 측정할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to overcome the limitations of the prior art as described above, methane gas emissions from environmental basic facilities such as sewage treatment plants, biogas facilities, agricultural/livestock facilities such as rice fields, cattle farms, etc. It is an object of the present invention to provide a technology capable of accurately, quickly and reliably measuring the amount of methane gas discharged to the middle using an unmanned aerial vehicle.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 메탄가스 배출량을 측정하고자 하는 메탄배출구역(T)의 연직 상공에 가상(假想)의 측정대상공간(S)을 설정하는 단계(단계 S1); 측정대상공간(S)에서 서로 평행하게 존재하는 유입면(F1)과 유출면(F2)으로 무인항공기(1)를 비행시켜서 유입면(F1) 및 유출면(F2) 각각에 존재하는 복수개의 측정점에서의 메탄가스 농도를 측정하여 메탄가스 농도값을 취득하는 단계(단계 S2); 측정된 메탄가스 농도값을 이용하여 유입면(F1)과 유출면(F2) 각각에서의 평균 메탄가스 농도값(DM1, DM2)을 산출하고, 산출된 평균 메탄가스 농도값(DM1, DM2), 측정된 풍속, 및 기지의 유입면(F1)과 유출면(F2)의 연직면적을 이용하여 유입면(F1)으로 유입되는 메탄가스 유입량(V1)과 유출면(F2)을 통해서 유출되는 메탄가스 유출량(V2)을 산출하는 단계(단계 S3); 및 메탄가스 유입량(V1)과 메탄가스 유출량(V2)의 차이로 메탄가스 배출량(VP)을 산출하는 단계(단계 S4)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 메탄가스 배출량 측정방법이 제공된다. In order to achieve the above problems, in the present invention, the step of setting a virtual (假想) measurement target space (S) over the vertical of the methane emission zone (T) to measure the methane gas emissions (step S1); A plurality of measurement points present on each of the inflow surface F1 and the outflow surface F2 by flying the unmanned aerial vehicle 1 to the inflow surface F1 and the outflow surface F2 that are parallel to each other in the measurement space S Measuring the concentration of methane gas at and obtaining a methane gas concentration value (step S2); Using the measured methane gas concentration value, the average methane gas concentration values (DM1, DM2) at each of the inflow surface (F1) and the outflow surface (F2) are calculated, and the calculated average methane gas concentration values (DM1, DM2), Methane gas flowing through the inflow (V1) and outflow (F2) of the methane gas flowing into the inflow (F1) using the measured wind speed and the vertical area of the known inflow (F1) and outflow (F2). Calculating a flow amount V2 (step S3); And a step (step S4) of calculating the methane gas discharge volume VP as a difference between the methane gas inlet volume V1 and the methane gas outlet gas volume V2.
본 발명에서는 메탄가스 농도측정 센서를 구비한 무인항공기를 이용하여, 메탄배출구역의 유입면과 유출면에서의 메탄가스 농도를 실시간 측정하고, 이를 이용하여 메탄배출구역의 대기 중으로 배출되는 메탄가스의 배출량을 신뢰성 있게 취득하게 된다. In the present invention, by using an unmanned aerial vehicle equipped with a methane gas concentration measurement sensor, the concentration of methane gas at the inlet and outlet surfaces of the methane emission zone is measured in real time, and by using this, the methane gas discharged to the atmosphere of the methane emission zone Emissions are obtained reliably.
따라서 본 발명을 이용하게 되면, 신뢰성 있는 메탄가스 배출량 측정치를 취득할 수 있게 되고, 그에 따라 이러한 신뢰성 있는 자료를 근거로 하여 국가 온실가스 관리를 효율적으로 수행할 수 있게 된다. Therefore, if the present invention is used, reliable methane gas emission measurement values can be obtained, and accordingly, national greenhouse gas management can be efficiently performed based on such reliable data.
도 1은 본 발명에 따른 메탄가스 배출량 측정방법에 대한 개략적인 흐름도이다.
도 2는 본 발명에서 메탄배출구역의 상공에 가상의 측정대상공간을 설정한 것을 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명에서 측정대상공간의 정렬방향을 결정하는 과정에 대한 개략적인 흐름도이다.
도 4는 본 발명에서 메탄배출구역의 상공에 가상의 배출측정공간을 설정하되 기준풍향 방향으로 구간두께를 가지는 형태로 유입면과 유출면을 설정한 배출측정공간을 보여주는 도 2에 대응되는 개략도이다.
도 5는 본 발명에서 무인항공기를 비행시켜 유입면에서의 메탄가스 농도를 측정하고 그 측정값을 제어기로 전송하는 것을 보여주는 개념도이다.
도 6 및 도 7는 각각 무인항공기가 설정된 측정대상공간 위를 비행하면서 복수개의 지점에서 메탄가스를 측정하는 것을 보여주는 도면 대용 사진이다.
도 8은 측정된 메탄가스 농도값을 이용하여 측정대상공간의 평면에 대해 메탄가스 농도를 도시한 맵(map)이다. 1 is a schematic flowchart of a method for measuring methane gas emission according to the present invention.
2 is a schematic diagram showing that a virtual measurement target space is set above the methane emission zone in the present invention.
3 is a schematic flowchart of a process for determining an alignment direction of a measurement target space in the present invention.
4 is a schematic diagram corresponding to FIG. 2 showing an emission measurement space in which a virtual emission measurement space is set above the methane emission area in the present invention, but an inflow surface and an outflow surface are set in a form having a section thickness in a direction of a reference wind direction. .
Figure 5 is a conceptual diagram showing the measurement of the concentration of methane gas at the inlet surface by flying an unmanned aerial vehicle in the present invention and transmitting the measured value to the controller.
6 and 7 are diagrams showing photographs showing the measurement of methane gas at a plurality of points while the unmanned aerial vehicle is flying over a set measurement target space, respectively.
8 is a map showing the concentration of methane gas with respect to the plane of the measurement target space using the measured methane gas concentration value.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is described as one embodiment, whereby the technical spirit of the present invention and its core configuration and operation are not limited.
도 1에는 본 발명에 따른 메탄가스 배출량 측정방법에 대한 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 도면에 예시된 것처럼 본 발명에 따른 메탄가스 배출량 측정방법은, 메탄가스 배출량을 측정하고자 하는 메탄배출구역(T)의 연직 상공에 3차원 입체형상을 가지는 가상의 측정대상공간(S)을 설정하는 단계(단계 S1); 측정대상공간(S)에서 서로 평행하게 존재하는 유입면(F1)과 유출면(F2)으로 무인항공기(1)를 비행시켜서 유입면(F1) 및 유출면(F2) 각각에 존재하는 복수개의 측정점에서의 메탄가스 농도를 측정하여 메탄가스 농도값을 취득하는 단계(단계 S2); 측정된 메탄가스 농도값을 이용하여 유입면(F1)과 유출면(F2) 각각에서의 평균 메탄가스 농도값(DM1, DM2)을 산출하고, 산출된 평균 메탄가스 농도값(DM1, DM2), 측정된 풍속, 및 기지의 유입면(F1)과 유출면(F2)의 연직면적(T)을 이용하여 유입면(F1)으로 유입되는 메탄가스 유입량(V1)과 유출면(F2)을 통해서 유출되는 메탄가스 유출량(V2)을 산출하는 단계(단계 S3); 및 메탄가스 유입량(V1)과 메탄가스 유출량(V2)의 차이로 메탄가스 배출량(VP)을 산출하는 단계(단계 S4)를 포함하는 구성을 가진다. 1 is a schematic flow chart of a method for measuring methane gas emissions according to the present invention. As illustrated in the drawings, a method for measuring methane gas emissions according to the present invention is to set a virtual measurement target space (S) having a three-dimensional shape in the vertical space of a methane emission zone (T) for measuring methane gas emissions. Step (step S1); A plurality of measurement points present on each of the inflow surface F1 and the outflow surface F2 by flying the unmanned aerial vehicle 1 to the inflow surface F1 and the outflow surface F2 that are parallel to each other in the measurement space S Measuring the concentration of methane gas at and obtaining a methane gas concentration value (step S2); Using the measured methane gas concentration value, the average methane gas concentration values (DM1, DM2) at each of the inflow surface (F1) and the outflow surface (F2) are calculated, and the calculated average methane gas concentration values (DM1, DM2), The measured wind speed and the methane gas inflow (V1) and the outflow (F2) flowing into the inflow (F1) using the known vertical area (T) of the inflow (F1) and outflow (F2). Calculating the amount of methane gas flowing out (V2) (step S3); And calculating a methane gas discharge volume VP (step S4) as a difference between a methane gas inflow volume V1 and a methane gas discharge volume V2.
본 발명의 측정방법을 이용하여 메탄배출구역(T)에서 발생하는 메탄가스 배출량을 측정하기 위해서는 우선 메탄가스 배출량을 측정하고자 하는 메탄배출구역(T)의 지면 위쪽 연직한 상공에 직육면체로 이루어진 가상의 측정대상공간(S)을 설정하게 된다(단계 S1). In order to measure the methane gas emission from the methane emission zone (T) using the measurement method of the present invention, first, a virtual cube made of a rectangular parallelepiped above the ground of the methane emission zone (T) to measure the methane emission The measurement target space S is set (step S1).
도 2에는 가상의 측정대상공간(S)을 설정한 것을 보여주는 개략도가 도시되어 있는데, 도면에서 점선으로 도시된 것처럼 메탄배출구역(T)을 전부 포함하도록 메탄배출구역(T)의 연직 상공에 3차원 입체형상을 가지는 가상의 측정대상공간(S)을 설정하는 것이다. 도면에 예시된 실시예에서 가상의 측정대상공간(S)은 연직높이(H)와 폭(W) 및 연장길이(L)을 가지는 직육면체 형상을 가지고 있으며, 청구범위를 포함하여 본 명세서 전체에서는 이와 같이 직육면체 형상을 가지는 가상의 측정대상공간(S)을 예시하여 본 발명을 설명하였다. 그러나 측정대상공간(S)의 3차원 입체형상에서 바람이 통과하도록 간격을 가지면서 서로 평행하게 존재하는 유입면과 유출면이 형성되어 있다면, 본 발명에서 측정대상공간(S)의 3차원 입체형상은 반드시 직육면체에 한정되지 않지 않는다. FIG. 2 is a schematic diagram showing that a virtual measurement target space S is set, and as shown by a dotted line in the figure, 3 is vertically over the methane emission zone T so as to include all of the methane emission zone T. It is to set a virtual measurement target space S having a three-dimensional shape. In the embodiment illustrated in the drawings, the virtual measurement target space (S) has a rectangular parallelepiped shape having a vertical height (H), a width (W), and an extension length (L). The present invention has been described by exemplifying a virtual measuring object space S having a rectangular parallelepiped shape. However, if there is an inflow surface and an outflow surface that are parallel to each other while having a gap so that the wind passes through the three-dimensional shape of the measurement target space S, the three-dimensional shape of the measurement space S in the present invention is It is not necessarily limited to a cuboid.
도면에 예시된 직육면체 형상의 측정대상공간(S)에는 4개의 연직한 수직측면이 존재하는데, 이 중에서 기준풍향과 직교하는 측면으로서 바람이 통과하여 측정대상공간(S)으로 유입되는 연직측면은 "유입면(F1)"이 되고, 측정대상공간(S)을 지나온 바람이 통과하게 되는 연직측면은 "유출면(F2)"이 된다. 이와 같이, 본 발명에서는 메탄배출구역(T)을 전부 포함하는 가상의 측정대상공간(S)을 설정하되, 기준풍향과 직교하게 배치되어 측정대상공간(S)으로 바람이 유입되는 유입면(F1)과, 이에 나란하도록 배치되어 측정대상공간(S)으로부터 바람이 흘러서 나가게 되는 면으로서 기준풍향과 직교하는 유출면(F2)이 존재하도록 측정대상공간(S)을 설정하는 것이다. 앞서 언급한 것처럼, 이와 같이 기준풍향과 직교하게 배치되어 측정대상공간(S)으로 바람이 유입되는 유입면(F1)과, 이에 나란하도록 배치되고 기준풍향과 직교하게 존재하여 측정대상공간(S)으로부터 바람이 흘러서 나가게 되는 유출면(F2)이 존재한다면, 측정대상공간(S)의 3차원 형상은 직육면체에 한정되지 않는다. In the cuboid shape illustrated in the drawing, there are four vertical vertical sides in the measurement target space S. Among them, as a side orthogonal to the reference wind direction, the vertical side flowing through the wind and flowing into the measurement target space S is " The inflow surface (F1)" and the vertical side through which the wind passing through the measurement target space (S) passes becomes the "outflow surface (F2)". As described above, in the present invention, a virtual measurement target space S including all of the methane discharge zone T is set, but it is arranged orthogonal to the reference wind direction and the inflow surface F1 through which the wind flows into the measurement target space S ), which is arranged side by side to set the measurement target space (S) so that the outflow surface (F2) orthogonal to the reference wind direction exists as the surface from which the wind flows out from the measurement target space (S). As mentioned above, the inflow surface F1, which is arranged orthogonal to the reference wind direction and wind flows into the measurement target space S, is arranged to be parallel to it and exists perpendicular to the reference wind direction, and thus the measurement target space S If there is an outflow surface F2 through which wind flows out, the three-dimensional shape of the measurement target space S is not limited to a rectangular parallelepiped.
이와 같은 가상의 측정대상공간(S)을 설정하기 위해서는 측정대상공간(S)의 정렬방향을 결정하여야 하고, 이와 병행하여 측정대상공간(S)의 크기를 결정하여야 한다. 도 3에는 측정대상공간(S)의 정렬방향을 결정하는 과정에 대한 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 것처럼 측정대상공간(S)의 정렬방향을 결정하기 위해서는, 우선 메탄가스 배출량 산정에 이용할 "기준풍향"을 결정해야 한다. 기준풍향은 바람이 측정대상공간(S)을 통과하여 불어가는 방향으로서, 기상청 등과 같은 기관에서 제공하는 메탄배출구역의 풍향을 기준풍향으로 삼을 수도 있지만, 풍향계를 이용하여 측정대상공간(S)으로 바람이 흘러서 지나가는 방향을 측정함으로써 현장에서 실시간으로 기준풍향을 결정할 수도 있다. In order to set the virtual measurement object space S, the alignment direction of the measurement object space S must be determined, and in parallel, the size of the measurement object space S must be determined. 3 is a schematic flow chart of a process for determining the alignment direction of the measurement target space (S). In order to determine the alignment direction of the measurement target space S as shown in FIG. 3, it is necessary to first determine the “reference wind direction” to be used for calculating methane gas emissions. The reference wind direction is the direction in which the wind blows through the measurement target space (S), and the wind direction of the methane emission zone provided by an institution such as the Korea Meteorological Agency may be used as the reference wind direction, but the measurement target space (S) using the wind direction meter You can also determine the reference wind direction in real time by measuring the direction in which the wind flows.
이와 같이 현장에서 실시간으로 기준풍향을 결정하기 위해서는 메탄배출구역(T)에 대해 임의로 표적방향을 설정한다(단계 S1-1). 예를 들어, 메탄배출구역(T)을 관통하는 남북(南北) 방향을 표적방향으로 설정할 수도 있고, 동서(東西) 방향을 표적방향으로 설정할 수도 있다. 아울러 메탄배출구역(T)의 경계에서 복수개의 지점에 풍향계를 설치하여 각 측정지점에서의 국부적인 풍향을 측정한다(단계 S1-1). 측정된 국부적인 풍향은 수평면에서 표적방향으로부터의 기울어진 각도에 따라 분류할 수 있다. 수평면에서 표적방향으로부터 기울어진 각도의 범위를 복수개의 구간으로 구분할 수 있고, 측정된 국부적인 풍향이 어떠한 구간에 속하는지를 분류할 수 있는 것이다. 예를 들어, 남북방향을 표적방향으로 삼아서 시계방향과 반시계방향으로 각각 소정 각도(예를 들어 10도) 간격으로 복수개의 풍향구간을 설정하고, 메탄배출구역(T) 가장자리의 복수개 지점에서 측정된 국부적인 풍향이 어느 풍향구간에 속하는지를 분류하는 것이다. 이러한 분류를 통해서 가장 많은 갯수의 국부적인 풍향 측정값이 존재하는 구간을 <기준 풍향구간>으로 정하고, 해당 <기준 풍향구간>에 속하는 국부적인 풍향의 평균값을 산정하여 이를 측정대상공간(S)의 설정을 위한 기준풍향으로 삼을 수 있다(단계 S1-2). In this way, in order to determine the reference wind direction in real time in the field, a target direction is arbitrarily set for the methane discharge zone T (step S1-1). For example, the north-south direction passing through the methane emission zone T may be set as the target direction, or the east-west direction may be set as the target direction. In addition, a wind vane is installed at a plurality of points at the boundary of the methane discharge zone T to measure the local wind direction at each measurement point (step S1-1). The measured local wind direction can be classified according to the inclined angle from the target direction in the horizontal plane. It is possible to classify a range of angles inclined from the target direction in a horizontal plane into a plurality of sections, and to classify which section the measured local wind direction belongs to. For example, using the north-south direction as the target direction, a plurality of wind direction sections are set at a predetermined angle (for example, 10 degrees) in the clockwise and counterclockwise directions, respectively, and measured at a plurality of points at the edge of the methane emission zone (T). It is to classify which wind direction the local wind direction belongs to. Through this classification, the section with the largest number of local wind direction measurements is defined as the <reference wind direction section>, and the average value of the local wind directions belonging to the relevant <standard wind direction section> is calculated and calculated. It can be used as a reference wind direction for setting (step S1-2).
이와 같은 과정에 의해 기준풍향이 결정되면, 유입면(F1)과 유출면(F2)이 기준풍향과 직교하도록 측정대상공간(S)의 정렬방향을 설정한다(단계 S1-3). When the reference wind direction is determined by the above process, the alignment direction of the measurement target space S is set such that the inflow surface F1 and the outflow surface F2 are orthogonal to the reference wind direction (step S1-3).
다음으로 측정대상공간(S)의 3차원 크기를 결정하는 과정을 설명한다. 본 발명에서는 유출면(F2)에서 메탄가스가 검출되지 않는 높이를 측정대상공간(S)의 지면에서부터의 연직높이(H)로 결정한다. 메탄가스 농도측정 센서를 장착한 무인항공기(1)를 유출면(F2)을 따라 위로 상승 비행시키면서 메탄가스 농도를 측정하여, 메탄가스 농도측정값이 0(zero)가 되는 높이를 지면에서부터 측정대상공간(S)의 연직높이(H)로 결정하는 것이다. 유입면(F1)과 유출면(F2)이 기준풍향과 직교하도록 측정대상공간(S)을 정렬하였을 때 메탄배출구역(T)이 측정대상공간(S) 내에 위치하도록 해야 하므로, 기준풍향으로 연장되는 메탄배출구역(T) 최대 길이를 측정대상공간(S)의 연장길이(L)로 결정한다. 메탄배출공간(S)의 폭(W)으로 결정함에 있어서는, 기준풍향과 직교하는 방향으로의 측정대상구역(T)의 최대 폭을 메탄배출공간(S)의 폭(W)으로 삼을 수 있지만, 메탄가스가 측정대상공간(S)의 폭방향으로 확산되는 것을 고려하여, 메탄가스 농도측정 센서를 장착한 무인항공기(1)를 유출면(F2)을 따라 비행시키되, 기준풍향과 직교하는 방향("폭방향")으로 이동시키면서 메탄가스 농도를 측정하여, 메탄가스 농도 측정값이 0(zero)가 되는 폭방향의 양끝 점간의 거리를 측정대상공간(S)의 폭(W)으로 결정하는 것이 바람직하다. 이 때 측정대상공간(S)의 폭(W)을 결정하기 위한 무인항공기(1)의 비행 고도는 메탄가스의 확산 고도와 주변 장애물 여부를 고려하여 결정할 수 있는데, 약4~6 m가 적당하다. Next, a process of determining the 3D size of the measurement target space S will be described. In the present invention, the height at which methane gas is not detected on the outflow surface F2 is determined as the vertical height H from the ground of the measurement target space S. The unmanned aerial vehicle (1) equipped with a methane gas concentration measurement sensor is measured to measure the methane gas concentration while flying upward along the outflow surface (F2), and the height at which the methane gas concentration measurement value becomes 0 (zero) is measured from the ground. It is determined by the vertical height (H) of the space (S). When the measurement target space (S) is aligned such that the inflow surface (F1) and the outflow surface (F2) are orthogonal to the reference wind direction, the methane discharge area (T) must be located within the measurement object space (S), so it is extended to the reference wind direction. The maximum length of the methane discharge zone (T) to be measured is determined as the extension length (L) of the measurement target space (S). In determining the width (W) of the methane discharge space (S), the maximum width of the measurement target area (T) in a direction orthogonal to the reference wind direction can be used as the width (W) of the methane discharge space (S). , Considering that methane gas is diffused in the width direction of the measurement target space (S), the unmanned aerial vehicle (1) equipped with a methane gas concentration measurement sensor is flown along the outflow surface (F2), but perpendicular to the reference wind direction. Measure the methane gas concentration while moving in ("width direction") to determine the distance between both ends of the width direction where the methane gas concentration measurement value becomes 0 (zero) as the width (W) of the measurement target space (S). It is preferred. At this time, the flight altitude of the unmanned aerial vehicle 1 for determining the width W of the measurement target space S can be determined in consideration of the diffusion altitude of the methane gas and surrounding obstacles. .
후술하는 것처럼 본 발명에서는 메탄가스 농도측정 센서를 장착한 무인항공기(1)를 유입면(F1)과 유출면(F2)으로 비행시켜서 메탄가스의 농도를 측정하게 되는데, 무인항공기(1)가 정확하게 면(面)에 위치하였을 때 측정된 메탄가스 농도 측정값만을 "유효값"으로 인정하여, 이를 메탄가스 배출량 산정에 이용하는 것이 바람직하지만, 실제로 무인항공기(1)를 정확하게 면에 위치시키는 것은 쉽지 않다. 따라서 무인항공기(1)를 이용하여 메탄가스 농도 측정값을 취득하게 되는 유입면(F1)과 유출면(F2)은 엄밀한 의미에서의 하나의 평면일 수도 있지만, 기준풍향 방향으로 소정 길이를 가지는 "구간"으로 이루어질 수도 있다. 도 4에는 배출측정공간(S)을 설정하되 기준풍향 방향으로 구간두께(L1)를 가지는 형태로 유입면(F1)과 유출면(F2)을 설정한 배출측정공간(S)을 보여주는 도 2에 대응되는 개략도가 도시되어 있다. 이와 같이 본 발명에서 <유입면(F1)>과 <유출면(F2)>는 평면에 해당할 수도 있지만, 기준방향으로 작업자가 정한 구간두께(L1)를 가지는 직육면체가 <유입면(F1)>과 <유출면(F2)>에 해당할 수도 있다. 이러한 구성을 통해서, 무인항공기(1)를 이용한 유입면(F1)과 유출면(F2)에서의 메탄가스 농도 측정이 더욱 용이해질 수 있게 되는 효과가 발휘된다. 이 때, 구간두께(L1)은 바람에 의한 메탄가스의 확산범위을 고려할 때 약 5m 이내에서 설정하는 것이 바람직하다. As will be described later, in the present invention, the concentration of methane gas is measured by flying the unmanned aerial vehicle 1 equipped with the methane gas concentration measurement sensor to the inflow surface F1 and the outflow surface F2. It is desirable to recognize only the methane gas concentration measurement value measured when located on the surface as an "effective value" and use it for calculating methane gas emissions, but it is not easy to actually place the unmanned aerial vehicle 1 on the surface accurately. . Therefore, the inflow surface (F1) and the outflow surface (F2), which acquire methane gas concentration measurement values using the unmanned aerial vehicle (1), may be one plane in a strict sense, but have a predetermined length in a reference wind direction. Section. FIG. 4 shows the emission measurement space S in which the emission measurement space S is set but the inflow surface F1 and the outflow surface F2 are set in a form having a section thickness L1 in the direction of the reference wind direction. The corresponding schematic is shown. As described above, in the present invention, the <inflow surface (F1)> and <outflow surface (F2)> may correspond to a flat surface, but a rectangular parallelepiped having a section thickness (L1) determined by an operator in the reference direction is <inflow surface (F1)> And <flow surface (F2)>. Through this configuration, the effect of being able to more easily measure the concentration of methane gas at the inlet surface F1 and the outlet surface F2 using the unmanned aerial vehicle 1 is exhibited. At this time, the section thickness (L1) is preferably set within about 5m when considering the diffusion range of methane gas by the wind.
본 발명에서는 상기한 바와 같은 과정에 의해, 메탄배출구역(T)에서 배출된 메탄가스가 검출되지 않는 높이 및 풍향을 측정하고, 이에 기초하여 메탄배출구역(T)의 연직 상공에 메탄배출구역(T)을 전부 포함할 수 있는 연직높이(H)와 폭(W) 및 연장길이(L)을 가지며 유입면(F1) 및 유출면(F2)이 기준풍향과 직교하는 직육면체 형상으로 가상의 측정대상공간(S)을 설정하는 것이다. In the present invention, by the above-described process, the height and the wind direction in which the methane gas discharged from the methane discharge zone (T) is not detected, and based on this, the methane discharge zone (T) in the vertical space of the methane discharge zone (T) It is a cuboid shape that has a vertical height (H), a width (W), and an extended length (L) that can include T), and that the inflow face (F1) and the outflow face (F2) are orthogonal to the reference wind direction. It is to set the space (S).
가상의 측정대상공간(S)이 설정되면, 메탄가스 농도측정 센서를 탑재한 무인항공기(1)를 비행시켜서, 유입면(F1) 및 유출면(F2) 각각의 복수개 지점에서의 메탄가스 농도를 측정하고, 측정된 메탄가스 농도값을 제어기(2)로 전송받는다(단계 S2). 도 5에는 무인항공기(1)를 비행시켜 유입면(F1)에서의 메탄가스 농도를 측정하고 그 측정값을 제어기(2)로 전송하는 것을 보여주는 개념도가 도시되어 있다. 무인항공기(1)를 측정대상공간(S)의 유입면(F1) 및 유출면(F2)으로 비행시키는 것은, 측정대상공간(S)의 설정에 의해 결정되는 위치정보에 기초하여 조종사가 지상에서 비행경로를 직접 지시하는 형태로 이루어질 수도 있지만, 유입면(F1) 및 유출면(F2)의 위치정보에 따른 비행경로를 미리 설계하고 이를 무인항공기(1)에 제공하여 무인항공기(1)가 정해진 비행경로에 따라 자율비행하여 유입면(F1) 및 유출면(F2)을 따라 이동하는 형태로 이루어질 수도 있다. When the virtual measurement target space S is set, the unmanned aerial vehicle 1 equipped with a methane gas concentration measurement sensor is flown, and the concentration of methane gas at a plurality of points at each of the inflow surface F1 and the outflow surface F2 is measured. It measures and receives the measured methane gas concentration value to the controller 2 (step S2). FIG. 5 is a conceptual diagram showing the measurement of the concentration of methane gas at the inlet surface F1 by flying the unmanned aerial vehicle 1 and transmitting the measured value to the controller 2. The flying of the unmanned aerial vehicle 1 to the inflow surface F1 and the outflow surface F2 of the measurement target space S is performed by the pilot on the ground based on location information determined by the setting of the measurement target space S. Although it may be made in the form of direct indication of the flight path, the unmanned aerial vehicle 1 is determined by designing the flight path according to the location information of the inflow surface F1 and the outflow surface F2 and providing it to the unmanned aerial vehicle 1 in advance. It may be made in a form of moving along the inflow surface (F1) and the outflow surface (F2) by autonomous flight along the flight path.
제어기(2)는 컴퓨터 등으로 구현될 수 있는데, 제어기(2)에서는 측정되어 전송받은 유입면(F1) 및 유출면(F2)에서의 메탄가스 농도값, 기지의 유입면(F1)과 유출면(F2)의 연직면적(T), 및 유입면(F1)과 유출면(F2)에서의 풍속을 이용하여 유입면(F1)으로 유입되는 메탄가스 유입량(V1)과 유출면(F2)을 통해서 유출되는 메탄가스 유출량(V2)을 산출한다(단계 S3). The controller 2 may be implemented by a computer or the like, and the methane gas concentration values at the inflow (F1) and outflow (F2) measured and transmitted by the controller 2, the known inflow (F1) and outflow Through the methane gas inflow (V1) and outflow (F2) flowing into the inflow (F1) by using the vertical area (F) of (F2) and the wind speed at the inflow (F1) and outflow (F2) The amount of methane gas flowing out (V2) is calculated (step S3).
제어기(2)에서는 우선 측정되어 전송받은 유입면(F1)에서의 메탄가스 농도값을 평균하여 그 평균값을 유입면(F1)에서의 평균 메탄가스 농도값(DM1)으로 산출하고, 유출면(F2)에 대해서도 측정되어 전송받은 유출면(F2)에서의 메탄가스 농도값을 평균하여 그 평균값을 유출면(F2)에서의 평균 메탄가스 농도값(DM2)으로 산출한다. 유입면(F1)과 유출면(F2)에서의 풍속은 각각 유입면(F1)과 유출면(F2)의 지상에 풍속계를 설치하여 직접 풍속을 측정할 수도 있고, 기상청 등 관계기관에서 제공하는 풍속 정보를 이용할 수도 있다. 제어기(2)에서는 산출된 유입면(F1)에서의 평균 메탄가스 농도값(DM1)에 풍속과 유입면(F1)의 연직면적(T)을 곱하여 유입면(F1)을 통해서 측정대상공간(S)으로 유입되는 메탄가스 유입량(V1)을 산출한다. 유출면(F2)에 대해서도 이와 마찬가지로, 유출면(F2)에서의 평균 메탄가스 농도값(DM2)에 풍속과 유출면(F2)의 연직면적(T)을 곱하여 측정대상공간(S)으로부터 유출면(F2)을 통해서 유출되는 메탄가스 유출량(V2)을 산출한다. 산출된 메탄가스 유입량(V1)과 메탄가스 유출량(V2)의 차이로서 메탄가스 배출량(VP)을 연산한다(단계 S4). 본 발명에 의하면 위와 같은 과정에 의해 메탄배출구역(T)에서 발생하여 공기 중으로 배출되는 메탄가스의 배출량을 신뢰성있게 측정할 수 있게 되며, 이렇게 측정된 메탄가스의 배출량은 메탄가스를 효율적으로 포집하고 청정에너지로 활용하는데 이용될 수 있다. The controller 2 first measures and transmits the average methane gas concentration value at the inflow surface F1, and calculates the average value as the average methane gas concentration value DM1 at the inflow surface F1, and the outflow surface F2. ) Is also measured and averaged the methane gas concentration value at the outgoing surface F2, and the average value is calculated as the average methane gas concentration value DM2 at the outflow surface F2. Wind speeds at the inlet (F1) and outlet (F2) can be measured directly by installing an anemometer on the ground of the inlet (F1) and outlet (F2), respectively. Information can also be used. In the controller 2, the average methane gas concentration value DM1 at the calculated inflow surface F1 is multiplied by the vertical area T of the inflow surface F1 and the wind velocity and the target space S through the inflow surface F1. ) To calculate the methane gas inflow (V1). Similarly for the outflow surface F2, the average methane gas concentration value DM2 at the outflow surface F2 is multiplied by the wind velocity and the vertical area T of the outflow surface F2, and the outflow surface from the measurement target space S Calculate the methane gas outflow (V2) flowing through (F2). As the difference between the calculated methane gas inflow (V1) and methane gas outflow (V2), the methane gas emission (VP) is calculated (step S4). According to the present invention, it is possible to reliably measure the emission of methane gas generated in the methane emission zone (T) and discharged into the air by the above process, and the measured methane gas emission efficiently captures methane gas It can be used to utilize as clean energy.
한편, 본 발명에서는 위와 같은 방식으로 메탄가스 배출량을 측정하는 것과 병행하여, 유입면(F1)과 유출면(F2) 각각에서의 메탄가스 분포 맵(map)을 도출하는 작업을 더 수행할 수도 있으며, 더 나아가 측정대상공간(S) 내에서의 메탄가스의 평면 분포 맵(map)을 도출하는 작업도 더 수행할 수 있다. On the other hand, in the present invention, in parallel with measuring the methane gas emission in the same manner as above, it is also possible to further perform a task of deriving a methane gas distribution map from each of the inflow face F1 and the outflow face F2. Further, it is possible to further perform a work of deriving a planar distribution map of methane gas in the measurement target space S.
이를 위해서는 무인항공기(1)에는 비행위치 측정장치를 설치한다. 따라서 무인항공기(1)가 유입면(F1) 또는 유출면(F2) 상에서 비행하여 메탄가스 농도를 측정함과 동시에 농도 측정할 때의 비행위치정보도 함께 취득하게 되고, 취득된 비행위치정보는 제어기(2)로 전송된다. 제어기(2)에서는 측정된 메탄가스 농도값과, 그에 대응하는 비행위치정보를 이용하여, 공간 보간법 등과 같은 공지의 공간분석 방법을 이용하여, 유입면(F1) 또는 유출면(F2) 상에서 메탄가스 농도를 측정하지 않은 지점에서의 메탄가스 농도를 추정하고, 이를 지도(맵) 형태로 표출할 수 있다. 도 6 및 도 7는 각각 무인항공기(1)가 설정된 측정대상공간 위를 비행하면서 복수개의 지점에서 메탄가스를 측정하는 것을 보여주는 도면 대용 사진이며, 도 8은 측정된 메탄가스 농도값을 이용하여 측정대상공간의 평면에 대해 메탄가스 농도를 도시한 맵이다. To this end, a flight position measuring device is installed on the unmanned aerial vehicle 1. Therefore, the unmanned aerial vehicle 1 measures the concentration of methane gas by flying on the inflow surface F1 or the outflow surface F2, and also acquires flight position information when measuring the concentration. (2). The controller 2 uses the measured methane gas concentration value and corresponding flight position information, and uses a known spatial analysis method such as spatial interpolation, to produce methane gas on the inflow face F1 or the outflow face F2. The concentration of methane gas at a point where the concentration is not measured can be estimated and displayed in a map (map) form. FIGS. 6 and 7 are diagrams showing the unmanned aerial vehicle 1 measuring methane gas at a plurality of points while flying over a set measurement target space, respectively, and FIG. 8 is measured using the measured methane gas concentration value. This is a map showing the concentration of methane gas in relation to the plane of the target space.
이와 같이, 본 발명에 따른 메탄가스 배출량 측정방법을 수행하면서, 필요에 따라서는 메탄가스 농도 분포에 대한 맵도 함께 도출할 수 있게 된다. As described above, while performing the methane gas emission measurement method according to the present invention, if necessary, a map for the methane gas concentration distribution can also be derived.
위의 설명에서는 본 발명에 의해 배출량을 측정하게 되는 객체로서 "메탄가스"를 제시하였으나, 본 발명은 메탄가스 이외에 기타 다양한 종류의 기체에도 적용될 수 있는 바, 사람의 접근이 어려운 지역에서의 온실가스 또는 유해 가스에 대해서도 그 배출량을 신뢰성있게 측정할 수 있다. In the above description, "methane gas" was presented as an object to measure emissions by the present invention, but the present invention can also be applied to various other types of gases in addition to methane gas, and thus greenhouse gases in areas where human access is difficult. Alternatively, it is possible to reliably measure the emissions of harmful gases.
1: 무인항공기
2: 제어기
S: 측정대상공간
T: 메탄배출구역1: unmanned aerial vehicle
2: Controller
S: Space to be measured
T: Methane discharge area
Claims (3)
측정대상공간의 유입면과 유출면으로 무인항공기를 비행시켜서 유입면 및 유출면 각각에 존재하는 복수개의 측정점에서의 메탄가스 농도를 측정하여 메탄가스 농도값을 취득하여 제어기로 전송하는 단계;
제어기에서, 측정된 메탄가스 농도값을 이용하여 유입면과 유출면 각각에서의 평균 메탄가스 농도값을 산출하고, 산출된 평균 메탄가스 농도값, 측정된 풍속, 및 기지의 유입면과 유출면의 연직면적을 이용하여 유입면으로 유입되는 메탄가스 유입량과 유출면을 통해서 유출되는 메탄가스 유출량을 산출하는 단계; 및
제어기에서 메탄가스 유입량과 메탄가스 유출량의 차이로 메탄가스 배출량을 산출하는 단계를 포함하며;
가상의 측정대상공간을 설정하는 단계는, 측정대상공간의 정렬방향을 결정하는 과정을 포함하는데;
측정대상공간의 정렬방향 결정 과정은,
메탄배출구역에 대해 임의로 표적방향을 설정하고, 메탄배출구역의 경계에서 복수개의 지점에 풍향계를 설치하여 각 측정지점에서의 국부적인 풍향을 측정하며, 측정된 국부적인 풍향을 표적방향으로부터 수평방향으로 기울어진 각도에 따라 복수개의 구간으로 분류하여, 가장 많은 갯수의 국부적인 풍향 측정값이 존재하는 구간을 <기준 풍향구간>으로 정하고, 해당 <기준 풍향구간>에 속하는 국부적인 풍향의 평균값을 산정하여 기준풍향으로 결정하는 단계; 및
유입면과 유출면이 기준풍향과 직교하도록 측정대상공간의 정렬방향을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄가스 배출량 측정방법.
A virtual measurement target space consisting of a three-dimensional shape that has an inflow surface where wind flows in, and an outflow surface where wind flows and flows out in the vertical direction of the methane emission area to measure methane gas emissions. Setting up;
Flying an unmanned aerial vehicle to the inflow and outflow surfaces of the measurement target space, measuring the concentration of methane gas at a plurality of measurement points on each of the inflow and outflow surfaces, obtaining a methane gas concentration value, and transmitting it to the controller;
The controller calculates the average methane gas concentration values at each of the inflow and outflow surfaces using the measured methane gas concentration values, and calculates the average methane gas concentration values, the measured wind speed, and the known inflow and outflow surfaces. Calculating a methane gas inflow amount flowing through the inflow surface and a methane gas outflow volume flowing through the outflow surface using a vertical area; And
And calculating a methane gas emission by a difference between a methane gas inflow amount and a methane gas outflow from the controller;
The step of setting the virtual measurement object space includes determining an alignment direction of the measurement object space;
The process of determining the alignment direction of the measurement target space is
The target direction is arbitrarily set for the methane discharge area, and a wind vane is installed at a plurality of points at the boundary of the methane discharge area to measure the local wind direction at each measurement point, and the measured local wind direction is measured from the target direction to the horizontal direction. It is classified into a plurality of sections according to the inclined angle, and the section with the largest number of local wind direction measurements is defined as the <reference wind direction section>, and the average value of the local wind directions belonging to the corresponding <reference wind direction section> is calculated. Determining with a reference wind direction; And
And setting the alignment direction of the measurement target space such that the inflow surface and the outflow surface are orthogonal to the reference wind direction.
가상의 측정대상공간은 직육면체 형상을 가지며;
가상의 측정대상공간을 설정하는 단계는, 측정대상공간을 이루는 직육면체의 3차원 입체형상 크기를 결정하는 과정을 포함하는데;
측정대상공간의 3차원 입체형상 크기 결정 과정에는,
메탄가스 농도측정 센서를 장착한 무인항공기를 유출면을 따라 위로 상승 비행시키면서 메탄가스 농도를 측정하여, 메탄가스 농도측정값이 0가 되는 높이를 지면에서부터 측정대상공간의 연직높이로 결정하는 과정과;
유입면과 유출면이 기준풍향과 직교하도록 측정대상공간을 정렬하였을 때 메탄배출구역이 측정대상공간 내에 위치하도록, 기준풍향으로 연장되는 메탄배출구역 최대 길이를 측정대상공간의 연장길이로 결정하며, 기준풍향과 직교하는 방향으로의 메탄배출구역의 최대 폭을 측정대상공간의 폭으로 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 메탄가스 배출량 측정방법.According to claim 1,
The virtual measurement target space has a rectangular parallelepiped shape;
The step of setting a virtual measurement target space includes determining a size of a three-dimensional shape of a cuboid constituting the measurement target space;
In the process of determining the size of the three-dimensional shape of the measurement target space,
The process of determining the methane gas concentration by measuring the concentration of methane gas as zero as the vertical height of the measurement target space from the ground by flying the unmanned aerial vehicle equipped with a methane gas concentration measurement sensor flying upward along the outflow surface. ;
When the measurement target space is aligned such that the inflow and outflow surfaces are orthogonal to the reference wind direction, the maximum length of the methane discharge area extending in the reference direction is determined as the extension length of the measurement target space, so that the methane discharge area is located within the measurement object space. And determining the maximum width of the methane emission zone in a direction orthogonal to the reference wind direction as the width of the measurement target space.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190046284A KR102136843B1 (en) | 2019-04-19 | 2019-04-19 | Method for Measurement of Fugitive Methane Emission using Unmanned Aerial Vehicle |
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| KR1020190046284A KR102136843B1 (en) | 2019-04-19 | 2019-04-19 | Method for Measurement of Fugitive Methane Emission using Unmanned Aerial Vehicle |
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| KR1020190046284A KR102136843B1 (en) | 2019-04-19 | 2019-04-19 | Method for Measurement of Fugitive Methane Emission using Unmanned Aerial Vehicle |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102351118B1 (en) * | 2021-04-02 | 2022-01-17 | 아주대학교산학협력단 | Method for evaluating the suitability for power generation using biogas, server and system using the same |
| CN117556262A (en) * | 2024-01-08 | 2024-02-13 | 中国科学院空天信息创新研究院 | Atmospheric methane emission intensity monitoring method and device, electronic equipment and storage medium |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130208262A1 (en) * | 2010-10-06 | 2013-08-15 | Tea Sistemi S.P.A. | Method for monitoring fugitive gas emissions from the soil, via vertical concentration measurements |
| KR101530646B1 (en) | 2014-11-20 | 2015-06-23 | 한국건설기술연구원 | Apparatus and Method for Measuring Gas Using Unmanned Aerial Vehicle |
| KR20170123594A (en) * | 2017-10-25 | 2017-11-08 | 주식회사 태성환경연구소 | Method for tracking odor emission using unmanned air vehicle in real-time |
-
2019
- 2019-04-19 KR KR1020190046284A patent/KR102136843B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130208262A1 (en) * | 2010-10-06 | 2013-08-15 | Tea Sistemi S.P.A. | Method for monitoring fugitive gas emissions from the soil, via vertical concentration measurements |
| KR101530646B1 (en) | 2014-11-20 | 2015-06-23 | 한국건설기술연구원 | Apparatus and Method for Measuring Gas Using Unmanned Aerial Vehicle |
| KR20170123594A (en) * | 2017-10-25 | 2017-11-08 | 주식회사 태성환경연구소 | Method for tracking odor emission using unmanned air vehicle in real-time |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Jake R. Gemerek 외 2, ‘Fugitive Gas Emission Rate Estimation Using Multiple Heterogeneous Mobile Sensors’ (2017 ISOCS/IEEE International Symposium, 2017.07.07.) * |
| Patirck Neumann 외 2, 'Adaptive Gas Source Localization Strategies and Gas Distribution Mapping using a Gas-sensitive Micro-Drone' (GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012, 2012.05.23.) * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102351118B1 (en) * | 2021-04-02 | 2022-01-17 | 아주대학교산학협력단 | Method for evaluating the suitability for power generation using biogas, server and system using the same |
| US11519853B2 (en) | 2021-04-02 | 2022-12-06 | Ajou University Industry-Academic Cooperation Foundation | Method for evaluating the suitability for power generation using biogas, server and system using the same |
| CN117556262A (en) * | 2024-01-08 | 2024-02-13 | 中国科学院空天信息创新研究院 | Atmospheric methane emission intensity monitoring method and device, electronic equipment and storage medium |
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