KR102222298B1 - 미립자 측정이 가능한 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미립자 측정이 가능한 시스템에 관한 것으로, 관 형상으로 형성되는 노즐; 에너지로 공급되는 광원과 광검출기로 구성되어 상기 노즐에 이웃하게 구비되는 광 측정부; 중공 형상으로, 내부에 상기 노즐의 일단부가 삽입되는 프로브; 상기 광 측정부와 이웃하게 구비되어 상기 노즐을 통해 유입되는 미립자를 측정하는 입자 측정부; 상기 입자 측정부에 연계되어 소프트웨어의 기반으로 상기 미립자의 체적을 평가하는 평가 모델부; 상기 평가 모델부에 연계되어 상기 미립자의 체적 크기 분포, 상기 미립자의 크기 및 시간에 대한 적분, 상기 미립자의 체적 농도를 각각 평가하는 평가 프로세스부; 상기 프로브의 외부 일단부에 연계되어 상기 프로브의 내부로 퍼지를 공급하는 퍼지 공급부; 및 상기 프로브에 이웃하게 구비되어 상기 프로브에 내부로 공급하는 상기 퍼지의 속도를 제어하는 속도 제어부; 를 포함하여 이루어지는 것을 기술적 특징으로 하여 대기 가스나 배기 가스 중에서 추출된 미립자의 농도, 크기 분포, 미립자 등급 등과 같은 미립자의 특성을 지속적으로 모니터링 할 수 있으므로, 미립자 모니터링에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

미립자 측정이 가능한 시스템{SYSTEMS CAPABLE OF MEASURING PARTICULATES MATTER}
본 발명은 미립자 측정이 가능한 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대기 가스나 배기 가스 중에서 추출된 미립자의 농도, 크기 분포, 미립자 등급 등과 같은 미립자의 특성을 지속적으로 모니터링 할 수 있으므로, 미립자 모니터링에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 미립자 측정이 가능한 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 석유 화학 관련 제품을 취급하는 선박용 연소시설물 또는 육상 플랜트에서는, 각 공정을 거치며 인체에 유해한 다양한 종류의 유해물질들이 연소 과정에서 발생하여 배기가스의 형태로 배출된다.
상기의 유해물질로는 황산화물이나 질소산화물, 일산화탄소, 아황산가스, 염화수소, 암모니아 등이 있으며, 이와 같은 유해물질들은 인체에 해로울 뿐만 아니라 환경에 미치는 영향도 매우 크기 때문에, 배기가스의 배출은 전 세계적으로 법적/행정적 규제를 받고 있다.
따라서 선박용 연소시설물, 육상 플랜트 등과 같이 배기가스가 다량 발생하는 곳에서는, 배기덕트를 통해 배출되는 배기가스의 일부를 추출하여 배기가스의 각종 성분을 상시적으로 분석하는 분석기를 구비하며, 분석 결과에 따라 적절한 조취를 취하고 있다.
배기덕트를 통해 배출되는 배기가스의 성분을 분석 및 측정하는 방식으로는, 배기덕트로부터 배출되는 배기가스의 일부 샘플을 추출하여 이를 샘플링 라인을 통해 특정 장소로 설치된 측정기로 보낸 후 성분을 측정하는 샘플링(Sampling) 측정 방식과, 배기덕트 내에 프로브를 직접 삽입하여 현장에서 실시간으로 배기가스의 성분을 측정하고 분석하는 인시츄(In-Situ) 측정 방식이 있다.
최근에는 배기가스의 적합성은 배기덕트에서 바로 측정하는 것이 가장 정확하다 하여, 인시츄 측정 방식이 선호되는 추세이다.
그러나, 프로브 내부로 유입되는 일부 배기가스 중에는 수분이나 애쉬(Ash)와 같은 기타 이물질이 함께 혼합되어 있을 수 있으며, 이는 가스의 분석 작업의 정확성을 저해하는 요인이 된다.
또한, 프로브 내에 잔존하는 수분 또는 애쉬(Ash) 등의 이물질을 제거하기 위하여 별도의 퍼지(purge) 장치가 구비되어야 하는 번거로움이 발생하며, 이는 장치의 구성을 복잡하게 만들고 설비 비용을 증가시키는 문제가 있다.
관련 선행기술로는 등록특허공보 제10-1793550호(발명의 명칭: 배기가스 성분 분석 시스템 및 배기가스 성분 분석 방법, 등록일자: 2017년 10월 30일) 및 공개특허공보 제10-2017-0088929호(발명의 명칭: 배기 가스 샘플링 시스템 및 상기 유형의 배기 가스 샘플링 시스템의 작동 방법, 공개일자: 2017년 08월 02일)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 대기 가스나 배기 가스 중에서 추출된 미립자의 농도, 크기 분포, 미립자 등급 등과 같은 미립자의 특성을 지속적으로 모니터링 할 수 있으므로, 미립자 모니터링에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 미립자 측정이 가능한 시스템을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 특징을 통해 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예를 통해 보다 분명하게 알 수 있고, 특허청구범위에 나타난 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 아래와 같은 기술적 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템은, 관 형상으로 형성되는 노즐; 에너지로 공급되는 광원과 광검출기로 구성되어 상기 노즐에 이웃하게 구비되는 광 측정부; 중공 형상으로, 내부에 상기 노즐의 일단부가 삽입되는 프로브; 상기 광 측정부와 이웃하게 구비되어 상기 노즐을 통해 유입되는 미립자를 측정하는 입자 측정부; 상기 입자 측정부에 연계되어 소프트웨어의 기반으로 상기 미립자의 체적을 평가하는 평가 모델부; 상기 평가 모델부에 연계되어 상기 미립자의 체적 크기 분포, 상기 미립자의 크기 및 시간에 대한 적분, 상기 미립자의 체적 농도를 각각 평가하는 평가 프로세스부; 상기 프로브의 외부 일단부에 연계되어 상기 프로브의 내부로 퍼지를 공급하는 퍼지 공급부; 및 상기 프로브에 이웃하게 구비되어 상기 프로브에 내부로 공급하는 상기 퍼지의 속도를 제어하는 속도 제어부; 를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템에 있어서, 상기 프로브는 내부에 퍼지튜브와 샘플링튜브가 구성되며, 상기 퍼지튜브는 상기 프로브의 내부에 구성되고, 상기 샘플링튜브는 상기 퍼지튜브의 내부에 구성된다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템에 있어서, 상기 샘플링튜브에 속도센서가 구비되어 상기 샘플링튜브의 유량을 결정하고, 결정한 상기 유량신호를 상기 속도 제어부로 전송한다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템에 있어서, 상기 샘플링튜브의 외주면 둘레에 속도센서헤드가 구비되며, 상기 프로브의 외부에 노출된 상기 샘플링튜브에 구비되고, 상기 속도 제어부에 연계된다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템에 있어서, 상기 프로브의 내부로 공급되는 상기 퍼지는 상기 퍼지 공급부에 이웃하게 구비되는 압축기나 송풍기에 의해 생성된다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템에 있어서, 상기 압축기에 바이패스밸브가 연계되고, 상기 바이패스밸브는 상기 프로브의 내부로 공급되는 상기 퍼지의 흐름을 제어한다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템에 있어서, 상기 프로브의 입구에 이웃하게 굴뚝측정 유량계가 구비되어 유속을 측정하여 속도 제어부에 측정한 상기 유속 정보를 제공한다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템에 있어서, 상기 프로브의 외부에 노출된 상기 샘플링튜브에 질량유량센서가 구비되고, 상기 속도 제어부에 연계되어 채널 및 온도를 전송한다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템에 있어서, 상기 광원과 상기 광검출기의 사이에 측정 볼륨이 형성되어 상기 광원과 상기 광검출기가 상기 미립자의 오염을 차단하는 에어쿠션이 발생된다.
본 발명은 상기와 같은 과제의 해결 수단을 통해 대기 가스나 배기 가스 중에서 추출된 미립자의 농도, 크기 분포, 미립자 등급 등과 같은 미립자의 특성을 지속적으로 모니터링 할 수 있으므로, 미립자 모니터링에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 효과는 본 발명의 특징을 통해 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예를 통해 보다 분명하게 알 수 있고, 특허청구범위에 나타난 수단 및 조합에 의해 발휘될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템의 일 실시예의 도면,
도 2는 도 1에 따른 채널 속도 측정 방법 및 퍼지 가스 제어 방법의 일 실시예의 도면,
도 3은 도 1에 따른 퍼지 가스 제어 방법의 다른 일 실시예의 도면,
도 4는 도 1에 따른 퍼지 가스 제어 방법의 또 다른 일 실시예의 도면,
도 5는 도 1에 따른 채널 속도 측정 방법의 다른 일 실시예의 도면,
도 6은 도 1에 따른 채널 속도 측정 방법의 또 다른 일 실시예의 도면,
도 7은 도 1에 따른 채널 속도 측정 방법의 또 또 다른 일 실시예의 도면.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에서 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템의 일 실시예의 도면이고, 도 2는 도 1에 따른 채널 속도 측정 방법 및 퍼지 가스 제어 방법의 일 실시예의 도면이며, 도 3은 도 1에 따른 퍼지 가스 제어 방법의 다른 일 실시예의 도면이고, 도 4는 도 1에 따른 퍼지 가스 제어 방법의 또 다른 일 실시예의 도면이며, 도 5는 도 1에 따른 채널 속도 측정 방법의 다른 일 실시예의 도면이고, 도 6은 도 1에 따른 채널 속도 측정 방법의 또 다른 일 실시예의 도면이며, 도 7은 도 1에 따른 채널 속도 측정 방법의 또 또 다른 일 실시예의 도면이다.
본 발명에 따른 미립자 측정이 가능한 시스템은, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 노즐(1), 광 측정부(3), 프로브(10), 입자 측정부(PMU), 평가 모델부(B2), 평가 프로세스부(P), 퍼지 공급부(4), 속도 제어부(23, VCU)를 포함하여 이루어진다.
주변 공기의 미립자는 입자 크기가 작을수록 인체 건강에 더 큰 생물학적 영향을 끼친다. 따라서 일반적으로 PM 클래스 PM 10, PM2.5 또는 PM 1.0으로 주어진 입자 크기 1의 분류 일은 어떤 건강상의 부정적인 영향을 특성화하거나, 평가하거나 피하기 위해 사용된다.
본 발명의 목적은 배기 가스 스트림, 기계, 건물 또는 대기 중의 가스 입자 에어로졸에서 미립자 농도 및 / 또는 미립자 크기 분포를 지속적으로 모니터링하는 완전한 모니터링 시스템을 제공하는 것이다. 본 발명의 중요한 목적은 PM 클래스의 신뢰성있는 측정 데이터를 제공하는 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 질량 농도, 입자 크기 분포 곡선 또는 PM 등급과 같은 다수의 미립자 특성을 제공한다.
본 발명은 다음과 같은 주요 요소로 구성됩니다.
■ 에너지로 공급되는 여러 개의 발광기로 구성된 광학 측정 시스템이 있는 노즐(1), 튜브 외부의 프로브(10), 프로브 퍼지튜브(11) 및 프로브 샘플링튜브(12) 라고 불리는 산란 광 이미지를 수신하여 전송하는 산란 광 수신기
■ 평가 프로세서 및 데이터 버퍼가 있는 입력/출력 인터페이스가있는 전자 장치 입자 측정 장치 PMU (#A)
■ 소프트웨어 기반 평가 모델 (# B2),
■ 평가 과정 C1, D1, E1, F1, G1,
■ 속도 제어 장치 VCU (#G),
■ 등속성 측정을 위한 속도 센서,
■ 전기 모터(42)가 장착된 흡입 펌프
■ 프로브(10)에 내장되어 흡입 펌프 또는 진공 펌프로 구동되는 이젝터(44)가 바람직하다.
■ 퍼지 공급부(4)를 통해 프로브(10)의 내부로 퍼지가 공급된다.
이젝터(44)는 채널 압력과 관련하여 부압을 생성하여 가스 및 미립자 에어로졸이 프로브 내로 흡입되어 발광기와 광 수신기 사이의 측정 용적을 통해 안내된다.
퍼지 공급부(4)에서 프로브(10)로 들어가는 퍼지 가스 흐름은 프로브 퍼지튜브(11)과 프로브 샘플링튜브(12) 사이에서 광원(30) 및 광검출기(32)가 미립자 오염받지 않게 하기 위해 측정 볼륨(31) 주위에 에어쿠션을 발생시키는 광 수신기 미립자는 후방 산란 반사를 생성하며, 다중 신호 이미지(A2)로 변환되며 입자 크기 및 입자 존재에 비례한다.
입자 측정부(PMU), 파티클 측정 유닛 PMU는 발광기 및 수 광기에 대한 전기 제어 장치를 포함한다. 입자 측정부(PMU)의 주요 임무는 다중 신호 이미지(A2)에 대한 소프트웨어 기반 평가이며, 평가 모델부(수학 모델, B2)과 처음 생성된 교정 데이터는 미립자 볼륨을 분석하는 데 사용된다.
평가 프로세스부(P)는 아래와 같이 여러 단계로 구성된다.
평가 프로세스 단계(C1)는 개개의 미립자 체적의 영구적 인 측정치를 사용하고 이들을 소정의 시간주기 (예를 들어, 5 분간 유지하여 입자 체적 크기 분포, 즉 미립자 크기 (가로 좌표)에 대한 입자 체적 농도 (세로 좌표)를 산출하였다. 통상적인 미세 분진 크기는 예를 들어, 0.1 μm에서 20 μm | m. 더 작거나 더 큰 크기가 가능하다.
평가 프로세스 단계(D1)는 원하는 PM 클래스, 일반적으로 PM 10, PM "또는 PM 1에 대응하는 하나 또는 여러 개의 크기 클래스 전체 입자 볼륨 크기 분포로부터 분리한다.
평가 프로세스 단계(D1)는 통합된 PM- 클래스 관련 미립자 체적을 설치 과정 중에 결정된 입자 밀도와 곱한다. 결과는 일반적으로 pg / m 3으로 주어진 PM 질량 농도로 주어진다.
평가 프로세스 단계(E1)는 전체 미립자 체적 크기 분포 (C1)를 소정의 시간주기, 5 분.
평가 프로세스 단계(F1)는 단계 E1의 총 미립자 체적을 입자 밀도와 곱하여, 시간주기에서 미립자의 총 질량 농도를 얻는다. 일반적으로 mg / m3이다.
속도 제어부(23, VCU)는 단계(G)에서 정해진 시간주기 동안 덕트 내의 평균 가스 체적 유량에 관한 정보를 공급한다. 5 분. 평가 프로세스 단계(G1)는 가스 체적 유량에 총 질량 농도를 곱해서 방출된 미립자 질량 흐름을 발생시킨다. 더 많은 집적은보다 긴 시간 동안 대량 출력을 유도한다. 매월 또는 마지막으로 1 년에 1 회, 일반적으로 Mg / a로 표시된다.
광학 측정과 더불어 노즐(1)을 통해 입자 가스 에어로졸을 올바르게 추출하는 것도 중요하다. 개별 미립자의 질량이 클수록 미립자가 흡입 파이프의 하류에서 구부러짐에 더 많이 쌓인다. 또한 샘플링 손실을 피하기 위해 Vn의 속도를 Vc의 속도와 동일하게 유지하는 것이 바람직하다.
이 원리는 등속성 샘플링 (isokinetic sampling)으로 알려져 있다. Vn이 Vc와 극히 다른 경우 특정 입자 함량은 속도 차이에 의해 영향을 받을 수 있다.
더 작고 가벼운 미립자는 역동적인 효율적인 표면과 관련되어 있으며 덜 등속성 추출은 중요하지 않다. 즉 입자 분자가 기체 분자처럼 더 작을수록 입자가 더 작아지고 정확하게 기체 흐름 1을 따르므로 입자 분리가 더 이상 발생하지 않다. 본 발명의 경우에 등 중 흡착은 고 미립자 농도 및 / 또는 중질 미립자에서 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명은 속도 Vc를 측정하고, 두 번째는 노즐 Vn에서 속도를 제어하고, 셋째는 측정 볼륨 (31)에서 속도 및 가스 유량을 측정 및 제어하기 위한 다양한 방법을 제안한다.
도시된 도 2를 참조하면 채널 속도 측정 방법 1 및 퍼지 가스 제어 방법으로, 채널 Vc에서 속도를 측정하기 위해 별도의 Pitot-type 또는 초음파(Ultrasonic)-type 이 사용되고 있다. 속도 제어부(23, VCU)는 압축기(46) 또는 송풍기(43)를 구동하는 전기 모터(42)의 회전 속도를 제어하는 데 필요한 전력을 계산한다. 이젝터(44)를 구동하는데 사용되는 압축 가스를 생성하여 에어로졸을 프로브(10) 및 측정 셀을 통해 채널에서 추출할 수 있는 부분 진공을 생성한다.
차압 센서일 수 있는 내부 질량유량센서(25)는 샘플링튜브(12)의 유량을 결정한다. 유동 신호는 속도 제어부(23, VCU)로 전달되며, 속도 제어부(23, VCU)에서 모터(42)를 통해 Vn의 속도를 채널 Vc의 속도와 동일하게 조정하기 위해 제어 루프를 닫는데 사용된다.
속도 제어부(23, VCU)는 측정 볼륨(31) 앞에 있는 퍼지 가스의 속도가 프로브 샘플링튜브(12)의 속도와 같도록 퍼지 가스 밸브(40)를 사용하여 퍼지 가스 흐름을 추가로 제어한다.
도 3을 참조하면, 퍼지 가스는 하나의 송풍기(43) 또는 압축기(46)에 의해 또는 복수개의 송풍기(43) 및 압축기(46)에 의해 생성된다.
퍼지 가스의 다른 변형 제어는 바이패스밸브(47)에 의해 퍼지 가스 흐름을 제어한다.
도 4를 참조하면, 퍼지 가스 제어의 추가 변형은 속도 제어부(23, VCU)가 제 2 블로어/압축기(46)의 직접 속도 제어를 통해 퍼지 가스 흐름을 직접 제어하는 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명은 속도센서헤드(2)를 추출 프로브의 상부에 통합하는 것을 제안한다. 속도센서헤드(2)는 프로브 샘플링튜브(12)를 둘러싸고 있으며, 정적 압력 입구(20)로 사용되는 채널 흐름 방향에 직각인 적어도 하나의 개구부를 포함하는 회전 구조체와 흐름 방향에 대해 적어도 하나의 개방부, 사용된 총 압력 흡입구(21). 차압은 차압 압력계(22)를 통과하여 속도 제어부(23, VCU)에 공급되며, 속도 제어부(23, VCU)는 속도 및 덕트 흐름 값, 등속 제어 및 질량 흐름 계산에 사용된다.
도 6을 참조하면, 본 발명은 굴뚝측정 유량계(26)를 시스템에 통합하는 것을 제안한다. 그만큼 굴뚝측정 유량계(26)는 적어도 2 개의 센서 헤드로 구성되며, 유속을 측정하여 속도 제어부(23, VCU)에 측정한 유속 정보를 제공한다.
가스 흐름에 의해 변화되는 양방향의 펄스. 시간 지연으로부터 굴뚝측정 유량계(26)는 속도와 덕트 유량 값을 계산하여 속도 제어부(23)에서 등속 제어 및 질량 흐름 계산에 사용된다.
본 발명은 굴뚝측정 유량계(26)를 시스템에 통합하는 것을 제안하는 것으로 예시하고 있으나, 경우에 따라서 Pitot-type 또는 초음파(Ultrasonic)-type 를 선택이 가능하다.
도 7을 참조하면, 본 발명은 질량유량센서(25)를 추출 프로브. 질량유량센서(25)는 공기 흐름을 모니터하기 위해 널리 사용된다.
연소 엔진. 이 어플리케이션에서 질량유량센서(25)는 채널 및 온도를 속도 제어부(23, VCU)로 전송하며, 속도 제어부(23, VCU)는 속도 및 덕트 흐름을 계산한다
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고, 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
1 : 노즐
2 : 속도센서헤드
20 : 정적 압력 입구
21 : 총 압력 흡입구
22 : 차압 압력계
23 : 속도 제어부
25 : 질량유량센서
26 : 굴뚝측정 유량계
3 : 광 측정부
30 : 광원
31 : 측정 볼륨
32 : 광검출기
4 : 퍼지 공급부
40 : 퍼지 가스 밸브
42 : 모터
43 : 송풍기
44 : 이젝터
46 : 압축기
47 : 바이패스밸브
7 : 속도센서
10 : 프로브
11 : 퍼지튜브
12 : 샘플링튜브
B2 : 평가 모델부
PMU : 입자 측정부
P : 평가 프로세스부
Vc : 채널
Vn : 노즐

Claims (9)

  1. 관 형상으로 형성되는 노즐;
    에너지로 공급되는 광원과 광검출기로 구성되어 상기 노즐에 이웃하게 구비되는 광 측정부;
    중공 형상으로, 내부에 상기 노즐의 일단부가 삽입되는 프로브;
    상기 광 측정부와 이웃하게 구비되어 상기 노즐을 통해 유입되는 미립자를 측정하는 입자 측정부;
    상기 입자 측정부에 연계되어 소프트웨어의 기반으로 상기 미립자의 체적을 평가하는 평가 모델부;
    상기 평가 모델부에 연계되어 상기 미립자의 체적 크기 분포, 상기 미립자의 크기 및 시간에 대한 적분, 상기 미립자의 체적 농도를 각각 평가하는 평가 프로세스부;
    상기 프로브의 외부 일단부에 연계되어 상기 프로브의 내부로 퍼지를 공급하는 퍼지 공급부; 및
    상기 프로브에 이웃하게 구비되어 상기 프로브에 내부로 공급하는 상기 퍼지의 속도를 제어하는 속도 제어부; 를 포함하여 이루어지되,
    상기 샘플링튜브의 외주면 둘레에 속도센서헤드가 구비되며, 상기 프로브의 외부에 노출된 상기 샘플링튜브에 구비되고, 상기 속도 제어부에 연계되고,
    상기 프로브의 내부로 공급되는 상기 퍼지는 상기 퍼지 공급부에 이웃하게 구비되는 압축기나 송풍기에 의해 생성되며,
    상기 압축기에 바이패스밸브가 연계되고, 상기 바이패스밸브는 상기 프로브의 내부로 공급되는 상기 퍼지의 흐름을 제어하며,
    상기 프로브의 입구에 이웃하게 굴뚝측정 유량계가 구비되어 유속을 측정하여 속도 제어부에 측정한 상기 유속 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 미립자 측정이 가능한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로브는 내부에 퍼지튜브와 샘플링튜브가 구성되며, 상기 퍼지튜브는 상기 프로브의 내부에 구성되고, 상기 샘플링튜브는 상기 퍼지튜브의 내부에 구성되는 것을 특징으로 하는 미립자 측정이 가능한 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 샘플링튜브에 속도센서가 구비되어 상기 샘플링튜브의 유량을 결정하고, 결정한 상기 유량신호를 상기 속도 제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 미립자 측정이 가능한 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로브의 외부에 노출된 상기 샘플링튜브에 질량유량센서가 구비되고, 상기 속도 제어부에 연계되어 채널 및 온도를 전송하는 것을 특징으로 하는 미립자 측정이 가능한 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광원과 상기 광검출기의 사이에 측정 볼륨이 형성되어 상기 광원과 상기 광검출기가 상기 미립자의 오염을 차단하는 에어쿠션이 발생되는 것을 특징으로 하는 미립자 측정이 가능한 시스템.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102002967B1 (ko) * 2017-09-05 2019-10-01 주식회사 정엔지니어링 흡인노즐에 단면적 조절장치가 부착된 배기가스 연속 등속 채취 장치와 이를 결합한 배기가스 미세먼지 연속자동측정 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013101067A (ja) * 2011-11-09 2013-05-23 Shimadzu Corp ガス濃度測定装置
JP2017203758A (ja) * 2016-05-13 2017-11-16 富士電機株式会社 粒子測定装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2732753A (en) * 1956-01-31 o konski
EP0390942B1 (de) * 1989-04-01 1993-02-03 FAG KUGELFISCHER GEORG SCHÄFER Kommanditgesellschaft auf Aktien Einrichtung zum Messen der Staubemission in Kanälen mit aggressiven Stäuben, insbesondere Schornsteinen
US5090257A (en) * 1990-05-09 1992-02-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Automatic isokinetic aerosol sampling system
JPH04303736A (ja) * 1991-03-29 1992-10-27 Hitachi Electron Eng Co Ltd 高濃度微粒子計測方法
JP3850403B2 (ja) * 2003-10-10 2006-11-29 リオン株式会社 粒子検出装置
US7932490B2 (en) * 2007-08-07 2011-04-26 Tsi, Inc. Size segregated aerosol mass concentration measurement device
CN101398367B (zh) * 2007-09-26 2011-04-06 中国人民解放军军事医学科学院微生物流行病研究所 气溶胶粒子激光分析仪
PL2352982T3 (pl) * 2008-11-06 2016-03-31 Kaminska Dorota Sposób pomiaru zapylenia przepływającego gazu i urządzenie do pomiaru zapylenia przepływającego gazu
CN101793550A (zh) 2010-01-08 2010-08-04 东莞市凯奥电子科技有限公司 硅胶紫外线感光片及其制作方法
CN103983544B (zh) * 2014-05-28 2015-12-30 南京大学 多通道气溶胶散射吸收测量仪
KR102277347B1 (ko) * 2014-06-19 2021-07-14 단포스 아이엑스에이 에이/에스 가스 분할 시료 가스 유동을 가진 가스 센서용 프로브
US10458892B2 (en) * 2014-10-31 2019-10-29 The University Of British Columbia Microfluidic-based real-time detector for fine particulate matter
DE102015100567B3 (de) 2015-01-15 2015-12-10 Avl Emission Test Systems Gmbh Abgasprobenahmesystem und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Abgasprobenahmesystems
EP3104163B1 (de) * 2015-06-12 2017-12-20 Siemens Aktiengesellschaft Prozess-gasanalysator und verfahren zur analyse eines prozessgases
WO2017054098A1 (en) * 2015-09-30 2017-04-06 Sensirion Ag Optical particle counter
JP6947471B2 (ja) * 2016-03-24 2021-10-13 ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 ガス濃度計測装置
CN107741386B (zh) * 2017-10-31 2023-04-21 中国石油大学(北京) 管道颗粒在线检测装置及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013101067A (ja) * 2011-11-09 2013-05-23 Shimadzu Corp ガス濃度測定装置
JP2017203758A (ja) * 2016-05-13 2017-11-16 富士電機株式会社 粒子測定装置

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