KR102221855B1 - 휴대용 복합 가스 농도 측정기 - Google Patents

휴대용 복합 가스 농도 측정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 장치를 이용하여 복층 유리 사이의 불활성 가스 농도와 실내 공간의 유해 가스 농도를 선택적으로 측정할 수 있도록 해 주는 휴대용 복합 가스 농도 측정기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 휴대용 복합 가스 농도 측정기는 상부 유리와 하부 유리 사이의 중공층에 불활성 가스가 충전되어 이루어지는 복층유리의 중공층에 특정 전압 이상의 고전압을 인가하는 고전압 발생부와, 대기상태의 실내공간상으로 적외선 광원을 출력하는 적외선 발생부, 상기 복층유리로부터 고전압에 의한 불활성 가스의 발광으로 발생되는 광의 광 강도와 파장정보로 이루어지는 디지털화된 제1 측정 이미지를 출력하거나, 실내공간으로 출력된 적외선 광원이 유해가스에 의해 반사되어 수신되는 적외선 반사광의 광 강도와 파장정보로 이루어지는 디지털화된 제2 측정 이미지를 생성하는 이미지 센서, 측정 대상이 복층유리의 불활성 가스인지 또는 실내 유해가스인지를 판단하기 위한 공간 상태값을 감지하여 출력하는 측정공간 인식센서, 사용자 명령을 입력하기 위한 정보 입력부, 가스 농도를 표시출력하거나 상기 정보 입력부를 통해 입력된 사용자 명령에 해당하는 정보를 표시출력하는 디스플레이부 및, 측정공간 인식센서를 통해 수신된 공간 상태값을 근거로 현재 측정 대상이 복층유리의 불활성 가스인 경우에는 상기 고전압 발생부와 이미지 센서를 구동하여 이미지 센서로부터 수신된 제1 측정 이미지를 근거로 수신광의 발광 정도에 대응되는 불활성 가스의 농도를 산출하고, 현재 측정대상이 실내 유해가스인 경우에는 상기 적외선 발생부와 이미지 센서를 구동하여 이미지 센서로부터 수신된 제2 측정 이미지를 근거로 적외선 반사광의 유해가스 고유 파장별 발광 정도에 대응되는 유해가스 종류별 농도를 산출하며, 복층유리에 충전된 불활성 가스의 농도정보 또는 실내공간에 존재하는 유해가스 종류별 농도정보를 디스플레이부를 통해 표시출력하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

휴대용 복합 가스 농도 측정기{PORTABLE GAS DENSITY MEASUREMENT DEVICE}
본 발명은 하나의 장치를 이용하여 복층 유리 사이의 불활성 가스 농도와 실내 공간의 유해 가스 농도를 선택적으로 측정할 수 있도록 해 주는 휴대용 복합 가스 농도 측정기에 관한 것이다.
최근, 아파트나 오피스텔들과 같은 주거 시설에 설치되는 복층 유리는 단열효과를 높이기 위해 두 장의 판 유리 사이의 공기층에 아르곤이나 헬륨 등의 불활성 가스를 주입하여 공기보다는 탁월한 방음, 방풍 및 방열 효과를 나타내도록 생성되고 있다.
이러한 복층 유리는 제조시 복층 유리 내측에 충전된 불활성 가스 농도를 확인하여 복층 유리의 정상 여부를 판단하게 된다.
그러나, 제조단계에서 복층 유리에 충전된 불활성 가스 농도가 정상적이라 하더라도, 복층 유리가 이송되는 과정 또는 주거시설 등에 설치되는 과정에서 크랙이 발생하는 등의 이유로 복층 유리 내측에 충전된 불활성 가스가 외부로 방출될 수 있다. 이 경우, 해당 복층 유리가 설치된 주거시설은 복층 유리를 통해 제공받을 수 있는 방음, 방품, 방열의 효과를 제대로 받을 수 없게 된다.
이에, 복층 유리가 설치된 이후에도 사용자는 복층 유리에 충전된 불활성 가스의 농도를 측정하여 정상적으로 설치되었는지의 여부를 확인할 필요가 있다.
한편, 일반 생활 환경상에는 많은 종류의 유해 가스가 존재하고 있으며, 최근 일반 가정, 업소, 공사장에서의 가스사고, 석유콤비나트, 탄광, 화학플랜트 등에서의 폭발사고 및 오염 공해 등이 잇따르고 있다.
인간의 감각 기관으로는 유해 가스의 농도를 정량하거나 종류를 거의 판별할 수 없고, 이에 대응하기 위해 물질의 물리적, 화학적 성질을 이용한 가스 센서가 개발되어 가스의 누설 감지, 농도의 측정 기록, 경보 등에 사용되고 있다.
대기 환경에서 사용되는 가스 측정기로는 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄 측정기, 또는 수소 및 할론 측정기, 휘발성유기화합물(VOC) 측정기, 악취 성분 가스 측정기 등 다양한 가스 측정기가 있다.
그러나, 측정 가스의 종류만큼 여러 개의 가스감지기를 구비해야 하는 단점이있다.
특히, 복층 유리를 제조하는 공장이나 복층 유리를 설치한 주거 시설의 경우, 복층 유리의 불활성 가스 농도를 측정함은 물론, 공장 또는 복층 유리 설치 공간내 안전한 생활 환경을 위해 유해 가스 농도도 검출할 필요가 있는 바, 하나의 장치로 복층 유리의 불활성 가스 농도와 다양한 종류의 유해 가스 농도를 검출할 수 있는 복합 가스 농도 측정기가 요구된다.
1. 국내등록특허 제10-1873642호 (명칭 : 복합 가스 센서) 2. 국개등록특허 제10-1767177호 (명칭 : 다종가스 계측 방법)
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로, 하나의 장치를 이용하여 복층 유리의 불활성 가스 농도는 물론 실내 환경에 존재하는 오염 가스 농도도 측정함으로써, 하나의 장치를 다용도로 이용할 수 있도록 해 주는 휴대용 복합 가스 농도 측정기를 제공함에 그 기술적 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 상부 유리와 하부 유리 사이의 중공층에 불활성 가스가 충전되어 이루어지는 복층유리의 중공층에 특정 전압 이상의 고전압을 인가하는 고전압 발생부와, 대기상태의 실내공간상으로 적외선 광원을 출력하는 적외선 발생부, 상기 복층유리로부터 고전압에 의한 불활성 가스의 발광으로 발생되는 광의 광 강도와 파장정보로 이루어지는 디지털화된 제1 측정 이미지를 출력하거나, 실내공간으로 출력된 적외선 광원이 유해가스에 의해 반사되어 수신되는 적외선 반사광의 광 강도와 파장정보로 이루어지는 디지털화된 제2 측정 이미지를 생성하는 이미지 센서, 측정 대상이 복층유리의 불활성 가스인지 또는 실내 유해가스인지를 판단하기 위한 공간 상태값을 감지하여 출력하는 측정공간 인식센서, 사용자 명령을 입력하기 위한 정보 입력부, 가스 농도를 표시출력하거나 상기 정보 입력부를 통해 입력된 사용자 명령에 해당하는 정보를 표시출력하는 디스플레이부 및, 측정공간 인식센서를 통해 수신된 공간 상태값을 근거로 현재 측정 대상이 복층유리의 불활성 가스인 경우에는 상기 고전압 발생부와 이미지 센서를 구동하여 이미지 센서로부터 수신된 제1 측정 이미지를 근거로 수신광의 발광 정도에 대응되는 불활성 가스의 농도를 산출하고, 현재 측정대상이 실내 유해가스인 경우에는 상기 적외선 발생부와 이미지 센서를 구동하여 이미지 센서로부터 수신된 제2 측정 이미지를 근거로 적외선 반사광의 유해가스 고유 파장별 발광 정도에 대응되는 유해가스 종류별 농도를 산출하며, 복층유리에 충전된 불활성 가스의 농도정보 또는 실내공간에 존재하는 유해가스 종류별 농도정보를 디스플레이부를 통해 표시출력하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 복합 가스 농도 측정기가 제공된다.
또한, 상기 측정공간 인식센서는 압력 센서, 산소 센서, 거리 센서 중 하나인 것을 특징으로 하는 휴대용 복합 가스 농도 측정기가 제공된다.
또한, 상기 적외선 발생부는 일정 길이를 갖는 광섬유의 일측면을 통해 적외선 광원을 출력하되, 광섬유의 선단으로 적외선 광원이 인가되고, 광섬유의 종단에는 반사체가 배치되며, 광섬유의 일측면에는 적외선 광원이 인가되는 광섬유 내측 코어층 깊이의 적외선 출력홈이 적어도 하나 이상 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 복합 가스 농도 측정기가 제공된다.
또한, 상기 광섬유의 선단과 종단 외측에 결합되어 광섬유의 상측 또는 하측을 가압함으로써, 광섬유를 상방으로 오목하거나 또는 하방으로 오목한 형상으로 변형시키기 위한 가압수단을 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 복합 가스 농도 측정기가 제공된다.
본 발명에 의하면, 하나의 장치를 이용하여 복합 유리층간의 불활성 가스 농도는 물론 실내 환경에 존재하는 다양한 오염 가스의 농도도 측정할 수 있게 됨으로써, 복합 유리를 생산하거나 복합 유리가 설치된 공간을 사용하는 사용자는 다수의 가스 측정기를 구비하는 불편함 없이 복층 유리의 불활성 가스 충전 상태 및 실내공간 유해 가스 상태를 용이하게 확인할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대용 복합 가스 농도 측정기의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도2는 복층 유리의 구조 및 복층 유리에 충전된 불활성 가스 농도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도3은 가스의 광흡수 특성을 설명하기 위한 도면.
도4는 도1에 도시된 적외선 발생부(120)의 구성을 예시한 도면.
도5는 도1에 도시된 이미지 센서(130)에서 생성된 유해가스에 대한 측정 이미지를 예시한 도면.
본 발명에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 휴대용 복합 가스 농도 측정기의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 휴대용 복합 가스 농도 측정기는 고전압 발생부(110), 적외선 발생부(120), 이미지 센서(130), 제어부(140), 정보 입력부(150), 디스플레이부(160), 측정공간 인식센서(170), 데이터 메모리(180), 통신부(190) 및, 전원부(200)를 포함한다.
고전압 발생부(110)는 복층 유리 사이에 충전된 불활성 가스 농도를 측정하기 위해 복층 유리측으로 특정 전압 이상의 고전압을 인가한다.
도2와 같이 복층 유리(10)는 일반적으로 상부 유리(11)와 하부 유리 사이에 간봉(spacer, 13)을 개재하고, 상부 유리(11)와 하부 유리(12)를 서로 접합시킨 것으로, 상부 유리(11)와 하부 유리(12) 사이에 형성된 중공층(14)에 불활성 가스가 충전된다. 중공층(14)에 충전되는 불활성 가스는 열전도율이 공기보다 작은 단열 가스로서, 크립톤(Kr) 가스, 아르곤(Ar) 가스, 헬륨 가스 또는 SF6 등이 있다.
이에 고전압 발생부(110)는 상부 유리(11)와 하부 유리(12) 사이에 형성된 중공층(14)에 불활성 가스가 플라즈마 방전에 의해 발광될 수 있도록 특정 전압 이상의 고전압을 출력한다.
적외선 발생부(120)는 실내에 존재하는 유해 가스를 측정하기 위해 적외선을 출력하고, 이에 대한 반사 적외선을 수신한다. 유해가스는 인체에 악영향을 끼치는 가스로서, 이산화질소, 에틸렌, 암모니아, 육플루오린화항, 오존을 포함할 수 있다.
Beer-Lambert 법칙에 의하면, 모든 가스는 정해져 있는 특정한 몇 가지 파장의 빛을 흡수한다. 가스의 고유 진동에 해당하는 파장 대역은 가스에 의해 흡수되며, 가스의 농도가 높을수록 흡수정도가 높아지게 된다. 적외선 발생부(120)는 이러한 원리를 이용하여 가스 농도를 측정하는 것이다. 예컨대 760.21nm 파장의 빛은 다른 가스종에 대해서는 투과하나, 산소는 이를 흡수한다. 즉, 760.21nm 파장의 빛을 산소가 존재하는 영역에 발생시키면, 그 파장은 산소에 의해 흡수되어 도3 과 같이 해당 파장(λ)에 대해서만 광의 수신 강도가 낮아지게 된다.
적외선 발생부(120)는 제어부(140)의 동작 제어 신호에 따라 실내 공간으로 적외선을 출력하는 것으로, 레이저 다이오드 또는 적외선 발광 다이오드 중 하나의 적외선 광원을 포함할 수 있다.
이미지 센서(130)는 측정 공간 또는 적외선 발생부(120)로부터 수신되는 빛의 파장에 대응되는 발광 강도를 디지털화된 영상 이미지 형태로 출력한다.
제어부(140)는 상기 측정공간 인식센서(170)의 산소값을 근거로 현재 측정환경이 복층 유리인지 실내공간인지를 판단하고, 복층 유리인 경우 고전압 발생부(110)를 구동하고, 실내공간인 경우 적외선 발생부(120)를 구동한다.
그리고, 제어부(140)는 이미지 센서(130)를 통해 수신되는 측정 이미지를 근거로 파장별 발광강도를 분석하여 불활성 가스 또는 유해가스 농도를 연산하고, 그 연산 결과를 표시출력한다. 이때, 유해가스에 대해서는 측정 이미지를 근거로 유해가스 종류를 판단하고, 유해가스 종류별 농도를 산출할 수 있다.
정보 입력부(150)는 전원부(200)의 온/오프, 측정 시작, 이미지 센서(120)의 온/오프를 포함하여 사용자 명령을 입력하기 위한 다수의 입력수단이 구비된다.
디스플레이부(160)는 제어부(140)의 제어에 따라 가스 농도를 수치 또는 이미지 형태로 표시출력한다.
측정공간 인식센서(170)는 측정 공간을 판단하기 위한 센서로서, 압력 센서, 산소 센서, 거리 센서 등이 될 수 있다. 즉, 도2와 같이 복층 유리(10)에 복합 가스 농도 측정기(100)를 밀착하고 있는 상태에서는 일정 압력이 존재하고, 산소 농도가 미미하며, 거리값이 "0"에 가깝게 나타나는데 반하여, 실내공간을 측정하고자 하여 복합 가스 농도 측정기(100)를 실내공간에 위치시킨 경우에는 압력이 존재하지 않고, 산소 농도가 일정 이상이며, 일정 이상의 거리값을 나타내는 바, 측정공간 인식센서(170)는 이와 같이 복층유리(10)와 실내공간간의 상대적인 차이값을 검출할 수 있는 다양한 센서로 이루어질 수 있다.
데이터 메모리(180)는 측정 이미지에서 추출되는 데이터를 기반으로 파장별 수 강도에 대응되는 가스 농도를 연산하기 위한 연산 프로그램과, 고유파장별 유해가스 종류 및, 측정 이미지를 통해 분석된 가스 농도정보를 포함하는 가스 농도 검출 관련 정보가 저장된다.
전원부(190)는 가스농도 측정장치에 구동 전원을 공급하는 것으로, 배터리로 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에서는 외부 단말과 인터페이스하기 위한 통신수단을 추가로 구비하여 데이터 메모리(180)에 저장된 가스 농도정보를 외부 단말로 전송할 수 있다. 이때, 통신수단으로는 직렬 통신모듈, USB 통신모듈, 무선 통신모듈 등이 될 수 있다.
도4는 도1에 도시된 적외선 발생부(120)의 구성을 예시한 도면이다.
도4 (A)와 같이, 적외선 발생부(120)는 광섬유(121)를 이용하여 적외선 광원을 실내공간측으로 방출할 수 있다.
적외선 발생부(120)는 광섬유(121)의 선단으로는 적외선 광원이 인가되고, 그 종단에는 반사체(122)가 배치되며, 일측면에는 적어도 하나 이상의 적외선 출력홈(H)이 배치되어 구성된다. 송신 광섬유(121A)로 인가되는 적외선 광원은 적외선 출력홈(H)을 통해 외부로 방출된다.
이때, 상기 적외선 출력홈(H)은 일정 길이를 갖는 광섬유의 일측에 길이방향으로 다수개가 일렬로 일정 간격 이격되게 배치되거나, 광섬유의 길이보다 작은 길이를 갖는 하나의 홈 형태로 구성될 수 있다.
또한, 상기 적외선 출력홈(H)은 코어층 깊이를 갖도록 구성되고, 광섬유(121)의 내측 코어(C)에서 외측 피복층으로 갈수록 그 외경이 보다 커지는 형태로 구성되어 적외선 광원이 확산되면서 방출되도록 구성될 수 있다.
상기 반사체(122)는 광섬유의 선단으로부터 인가되는 적외선 광원이 출사되는 적외선 광이 광섬유(121)의 끝단으로 나가지 않도록 빛을 반사시킴으로써, 광섬유(121)의 적외선 출력홈(H)을 통해 외부로 출력되는 적외선 광원의 출력 세기를 향상시킨다.
또한, 적외선 발생부(120)는 도4 (B)에 도시된 바와 같이, 광섬유(121)의 선단과 종단 외측에 결합되어 광섬유(121)의 상측(UP) 또는 하측(DP)부분을 양측에서 가압함으로써, 광섬유(121)를 상방 또는 하방으로 오목한 형상으로 변형시키는 가압수단(123)을 추가로 구비하여 구성될 수 있다. 이때, 광섬유(121)의 양단에는 가압편(124)을 구비하여 가압수단(123)이 가압편(124)을 통해 광섬유(121)를 양측에서 가압하도록 실시할 수 있으며, 가압수단(123)은 광섬유의 양단 상측 및 하측을 선택적으로 가압하기 위한 구성으로, 다양한 형태의 구조로 구현될 수 있다.
즉, 도4 (C)에 도시된 바와 같이 가압수단(123)은 광섬유(121)의 양단 상측(UP)을 가압하여 광섬유(121)가 상방으로 오목한 형상이 되도록 변형시킴으로써, 광섬유(121)의 적외선 출력홈(H)을 통해 방출되는 적외선 광원의 전체적인 방출 범위(D1)를 보다 확장시킬 수 있다.
또한, 도4 (D)에 도시된 바와 같이 가압수단(123)은 광섬유(121)의 양단 하측(DP)을 가압하여 광섬유(121)가 하방으로 오목한 형상이 되도록 변형시킴으로써, 광섬유(121)의 적외선 출력홈(H)을 통해 방출되는 적외선 광원의 전체적인 방출 범위(D2)를 보다 감소시킬 수 있다.
이어, 상기한 구성으로 된 휴대용 복합 가스 농도 측정기의 동작을 참조하여 설명한다.
먼저, 사용자가 가스 농도를 측정하고자 하는 측정 공간에 휴대용 복합 가스농도 측정기(100)를 위치시키고, 정보 입력부(150)를 통해 복합 가스 농도 측정기(100)를 전원 온시킨 상태에서 측정 시작버튼을 입력하면, 제어부(140)는 이를 근거로 측정공간 인식센서(170)를 동작시킨다.
측정공간 인식센서(170)는 측정 공간의 상태값을 감지하여 제어부(140)로 제공하고, 제어부(140)는 상태값을 근거로 현재 측정 대상이 복층 유리의 불활성 가스인지 아니면 실내공간의 유해가스인지를 결정한다. 예컨대, 제어부(140)는 산소 센서로부터 수신된 산소 농도가 제1 기준치 미만인 경우 측정 대상이 복층 유리의 불활성 가스인 것으로 판단하고, 산소 농도가 제1 기준치 보다 높은 제2 기준치 이상인 경우 실내 공간의 유해가스인 것으로 판단한다. 또한, 제어부(140)는 압력 센서로부터 수신된 압력값이 일정 이상인 경우에는 측정 대상이 복층 유리의 불활성 가스인 것으로 판단한다. 또한, 제어부(140)는 거리 센서로부터 수신된 거리값이 일정 거리 미만인 경우 측정 대상이 복층 유리의 불활성 가스인 것으로 판단할 수 있다.
제어부(140)는 측정공간 인식센서(170)로부터 인가되는 상태값에 기반하여 결정된 측정 대상에 따라 복층 유리에 대한 불활성 가스 농도를 측정하는 동작 또는 실내 공간에 대한 유해가스 농도를 측정하는 동작을 선택적으로 수행한다.
1. 복층유리의 불활성 가스 농도 측정
사용자가 복층유리 표면에 휴대용 복합 가스 측정기를 밀착한 상태에서 측정공간 인식센서(170)가 동작되어 현재 측정 공간이 복층유리인 것으로 판단되면, 제어부(140)는 현재 측정모드를 불활성가스 측정모드로 설저아ㅎ고, 고전압 발생부(110)와 이미지 센서(130)를 구동상태로 설정한다. 이때, 제어부(140)는 불활성가스 측정모드정보를 디스플레이부(160)를 통해 표시출력하여 사용자가 이를 인지하도록 한다.
고전압 발생부(110)의 동작에 따라 특정 전압 이상의 고전압이 복층유리(10)의 중공층(14)으로 인가되고, 이미지 센서(130)는 중공층(14)에서 발광된 빛의 파장별 세기를 감지하여 측정 이미지를 생성하며, 이를 제어부(140)로 전송한다.
제어부(140)는 이미지 센서(130)로부터 수신된 측정 이미지를 이용하여 불활성 가스 농도를 측정한다.
그리고, 제어부(140)는 불활성 가스 농도에 대한 정보를 데이터 메모리(180)에 저장함과 더불어 디스플레이부(160)를 통해 표시출력한다. 이때, 불활성 가스 농도는 수치로 출력될 수 있다.
2. 실내공간 유해 가스 농도 측정
사용자가 실내공간상에 휴대용 복합 가스 측정기를 위치시킨 상태에서 측정공간 인식센서(170)가 동작되어 현재 측정 공간이 실내공간인 것으로 판단되면, 제어부(140)는 현재 측정 모드를 유해가스 측정 모드로 설정하고, 적외선 발생부(120)와 이미지 센서(130)를 구동상태로 설정한다. 이때, 제어부(140)는 유해가스 측정모드정보를 디스플레이부(160)를 통해 표시출력하여 사용자가 이를 인지하도록 한다.
유해가스 측정모드로 설정된 이후, 사용자는 정보 입력부(150)를 통해 측정범위를 설정하고, 제어부(140)는 이를 근거로 적외선 발생부(120)의 가압수단(123, 도4 참조)를 제어하여 사용자에 의해 설정된 측정범위에 대응되도록 광섬유(121)의 양단 상측 또는 하측을 가압함으로써, 광섬유(121)가 상측 또는 하측 방향으로 일정 곡률 반경을 갖도록 변경시킨다.
즉, 유해가스 측정모드로 설정된 상태에서 사용자는 정보 입력부(150)의 업/다운 버튼을 이용하여 가압수단(123)의 위치를 상측 또는 하측 중 어느 하나로 설정한다. 이때, 가압수단(123)의 위치는 가압수단(123)에 의해 가압되는 광섬유의 가압위치와 매칭되는 바, 사용자에 의해 설정된 업/다운 입력에 대응되는 광섬유의 가압 상태정보(예컨대, 상측으로 오목한 형상/하측으로 오목한 형상, 또는 측정범위 확장/측정범위 축소)가 디스플레이부(160)를 통해 표시될 수 있다.
광섬유 가압위치 설정이 완료된 상태에서, 사용자는 정보 입력부(150)의 가압버튼을 입력하여 가압 정도를 설정한다. 예컨대, 가압버튼이 입력되는 동안 일정 레벨로 가압정도가 증가할 수 있다. 이때, 가압수단(123)의 가압정도에 대응하여 광섬유(121)의 곡률이 설정되고, 광섬유(121)의 곡률에 따라 그 측정범위가 결정되는 바, 사용자에 의해 설정된 가압버튼 입력시간에 대응되는 광섬유의 측정 범위 정보가 디스플레이부(160)를 통해 표시될 수 있다. 즉, 사용자는 디스플레이부(160)를 통해 광섬유 측정범위를 확인하면서 가압버튼을 입력함으로써, 원하는 광섬유 측정범위를 적절하게 설정할 수 있다.
이어, 제어부(140)는 적외선 발생부(120)를 통해 적외선을 유해가스를 측정하고자 하는 영역의 실내 공간상으로 방출시킨다. 적외선 발생부(120)를 통해 방출된 적외선 광원은 실내 공간의 해당 위치에 존재하는 유해 가스에 대응하여 해당 유해 가스의 고유 흡수 파장이 흡수된 상태의 적외선 반사광을 생성한다.
이미지 센서(130)는 실내 공간으로 출력된 적외선 광원에 대응되는 적외선 반사광의 파장별 수신 강도를 감지하여 측정 이미지를 생성하고, 이를 제어부(140)로 전송한다.
제어부(140)는 측정 이미지를 분석하여 해당 실내 공간에 존재하는 유해 가스의 종류 및 해당 유해 가스의 농도를 산출한다.
즉, 유해 가스가 존재하는 경우 해당 유해 가스의 고유 파장에 대한 적외선 반사광의 수신 강도는 상대적으로 낮게 검출된다. 예컨대, 도5에 도시된 바와 같은 측정 이미지에 대해 제어부(140)는 이 서로 다른 제1 및 제3 파장(λ1, λ2, λ3)에 대해 수신 감도가 상대적으로 낮게 검출된 경우, 제1 및 제3 파장(λ1, λ2, λ3)을 고유 파장으로 갖는 서로 다른 3종류의 유해 가스가 측정 공간에 존재함을 판단할 수 있다. 그리고, 제어부(140)는 수신 감도(I1, I2, I3)의 정도에 대응하여 해당 유해 가스의 농도를 산출할 수 있다. 도5의 측정 이미지에 대해서는 수신 감도가 가장 낮은(I1) 제1 파장(λ1)을 고유 파장으로 하는 제1 유해가스의 농도가 가장 높게 산출된다.
이어, 제어부(140)는 유해 가스 농도에 대한 정보를 데이터 메모리(180)에 저장함과 더불어 디스플레이부(160)를 통해 표시출력한다. 이때, 유해 가스 종류 및 해당 유해 가스별 농도는 수치로 출력되거나 또는 유해 가스 종류별로 농도 분포에 따라 다른 컬러로 출력되는 이미지 컬러 형태로 제공될 수 있다.
100 : 복합 가스 농도 측정기, 110 : 고전압 발생부,
120 : 적외선 발생부, 130 : 이미지 센서,
140 : 제어부, 150 : 정보 입력부,
160 : 디스플레이부, 170 : 측정공간 인식센서,
180 : 데이터 메모리, 190 : 전원부.

Claims (4)

  1. 상부 유리와 하부 유리 사이의 중공층에 불활성 가스가 충전되어 이루어지는 복층유리의 중공층에 특정 전압 이상의 고전압을 인가하는 고전압 발생부와,
    대기상태의 실내공간상으로 적외선 광원을 출력하는 적외선 발생부,
    상기 복층유리로부터 고전압에 의한 불활성 가스의 발광으로 발생되는 광의 광 강도와 파장정보로 이루어지는 디지털화된 제1 측정 이미지를 출력하거나, 실내공간으로 출력된 적외선 광원이 유해가스에 의해 반사되어 수신되는 적외선 반사광의 광 강도와 파장정보로 이루어지는 디지털화된 제2 측정 이미지를 생성하는 이미지 센서,
    측정 대상이 복층유리의 불활성 가스인지 또는 실내 유해가스인지를 판단하기 위한 공간 상태값을 감지하여 출력하는 측정공간 인식센서,
    사용자 명령을 입력하기 위한 정보 입력부,
    가스 농도를 표시출력하거나 상기 정보 입력부를 통해 입력된 사용자 명령에 해당하는 정보를 표시출력하는 디스플레이부 및,
    측정공간 인식센서를 통해 수신된 공간 상태값을 근거로 현재 측정 대상이 복층유리의 불활성 가스인 경우에는 상기 고전압 발생부와 이미지 센서를 구동하여 이미지 센서로부터 수신된 제1 측정 이미지를 근거로 수신광의 발광 정도에 대응되는 불활성 가스의 농도를 산출하고, 현재 측정대상이 실내 유해가스인 경우에는 상기 적외선 발생부와 이미지 센서를 구동하여 이미지 센서로부터 수신된 제2 측정 이미지를 근거로 적외선 반사광의 유해가스 고유 파장별 발광 정도에 대응되는 유해가스 종류별 농도를 산출하며, 복층유리에 충전된 불활성 가스의 농도정보 또는 실내공간에 존재하는 유해가스 종류별 농도정보를 디스플레이부를 통해 표시출력하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 복합 가스 농도 측정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정공간 인식센서는 압력 센서, 산소 센서, 거리 센서 중 하나인 것을 특징으로 하는 휴대용 복합 가스 농도 측정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적외선 발생부는 일정 길이를 갖는 광섬유의 일측면을 통해 적외선 광원을 출력하되,
    광섬유의 선단으로 적외선 광원이 인가되고, 광섬유의 종단에는 반사체가 배치되며, 광섬유의 일측면에는 적외선 광원이 인가되는 광섬유 내측 코어층 깊이의 적외선 출력홈이 적어도 하나 이상 형성되어 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 복합 가스 농도 측정기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광섬유의 선단과 종단 외측에 결합되어 광섬유의 상측 또는 하측을 가압함으로써, 광섬유를 상방으로 오목하거나 또는 하방으로 오목한 형상으로 변형시키기 위한 가압수단을 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 복합 가스 농도 측정기.


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