KR102290688B1 - 실시간 실험실 모니터링 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실험실 내의 화재 등과 같은 비상상황이 발생시에 신속하게 대응하고, 해당 비상상황에 대하여 연구자에게 신속하게 정보를 제공할 수 있는 실시간 실험실 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실험실 내의 화재발생 여부를 감지하는 다수의 센서부 및 상기 센서부와 유무선통신망에 의해 연결되되 상기 실험실에서 발생한 화재에 대처하여 소방시설을 제어하며, 상기 실험실의 상황을 실시간으로 연구자의 이동단말기(C-P)에 전송하는 관제서버를 포함하되, 상기 센서부는 빛의 산란에 의해 화재로 인한 연기를 감지하되 그 감지 여부에 따라 제어부의 제어신호를 통해 방화수가 배출될 수 있도록 하는 가스감지센서, 상기 실험실 내의 온도와 습도 변화를 감지하여 그 감지정보를 상기 제어부에 전송하는 온습도감지센서 및 상기 실험실 내부와 외부를 촬영한 영상정보가 상기 제어부를 통해 상기 관제서버로 전송될 수 있도록 하는 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

실시간 실험실 모니터링 시스템{Real-time laboratory monitoring system}
본 발명은 실험실 내의 화재 등과 같은 비상상황이 발생시에 신속하게 대응하고, 해당 비상상황에 대하여 연구자에게 신속하게 정보를 제공할 수 있는 실시간 실험실 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 안전관리 시스템은 특정된 하나의 사고를 방지하기 위한 구성을 가지기 때문에, 실험실과 같이 다양한 사고가 발생할 수 있는 공간에 적합하지 못하였다.
즉, 종래의 안전 관리 시스템은 도 1에 도시된 종래의 화재관리 시스템과 같이, 어떠한 하나의 특정 사고를 파악하고 이에 신속히 대응할 수 있는 구성을 가지기 때문에, 특정된 하나의 사고에 대해서는 효율적으로 대처 가능하나, 실험실과 같이 화재사고, 유독성 물질 누출사고, 도난사고 등 다양한 사고가 발생 가능한 공간에 적용시 실효성이 떨어지는 문제점이 있는 것이다.
다시 한번 설명하면, 종래의 안전관리 시스템을 실험실에 적용할 경우 화재사고, 유독성 물질 누출사고, 도난사고 등의 안전관리를 위하여, 화재관리 시스템, 유독성 물질 안전관리 시스템, 도난사고 안전관리 시스템 등 복수개의 안전관리 시스템을 실험실에 개별 설치 및 관리하여야 하기 때문에, 시스템 체계가 복잡해져 관리가 어려워지고, 시스템의 설치비용 또한 많이 소모되는 문제점이 있어, 현재 대다수의 학교에서 단순히 화재관리 시스템만을 도입한 상태이며, 이러한 화재관리 시스템으로는 2017년 12월 15일 포항에서 일어난 포르말린 누출사고와 같은 유해물질 누출사고, 원인 규명이 어려운 실험실 폭발 사고 등을 방지하거나 대처할 수 없으므로, 실험실은 안전을 보다 효율적으로 관리할 수 있는 새로운 실험실 안전관리 시스템의 필요성이 대두되고 있는 것이다.
국내공개특허 제10-2019-68995호(공개일:2019.06.19.) 국내공개특허 제10-2010-9348호(공개일:2010.01.27.)
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 실험실 내의 화재에 대하여 신속하게 대응하되 그에 대한 상황을 실시간으로 해당 실험실 관계자인 연구자에게 전송할 수 있는 시스템을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 실시간 실험실 모니터링 시스템은 실험실 내의 화재발생 여부를 감지하는 다수의 센서부 및 상기 센서부와 유무선통신망에 의해 연결되되 상기 실험실에서 발생한 화재에 대처하여 소방시설을 제어하며, 상기 실험실의 상황을 실시간으로 연구자의 이동단말기에 전송하는 관제서버를 포함하되, 상기 센서부는 빛의 산란에 의해 화재로 인한 연기를 감지하되 그 감지 여부에 따라 제어부의 제어신호를 통해 방화수가 배출될 수 있도록 하는 가스감지센서, 상기 실험실 내의 온도와 습도 변화를 감지하여 그 감지정보를 상기 제어부에 전송하는 온습도감지센서 및 상기 실험실 내부와 외부를 촬영한 영상정보가 상기 제어부를 통해 상기 관제서버로 전송될 수 있도록 하는 카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가스감지센서는 화재로 인한 연기가 유입되되 상기 온습도감지센서가 설치되는 연기유입체, 상기 제어부의 제어신호에 의해 조명을 조사하는 발광소자 및 상기 제어부와 연결되되 상기 발광소자에서 조사되는 조명의 수신 여부에 따라 화재 여부를 감지하는 수광소자를 포함하는 연기감지부와, 하부가 상기 연기유입체 상부와 탈착 가능하게 결합하되 내부에는 공급로가 형성된 배출몸체, 상기 공급로를 개폐하는 마개 및 하부가 상기 배출몸체에 삽입 지지되되 상부는 상기 마개에 삽입되며 화재로 인한 열의 정도에 따라 파손되어 상기 마개을 분리시켜 상기 공급로가 개방될 수 있도록 구비되는 방화수배출부재 및 하부가 상기 공급로와 연통되게 상기 배출몸체와 관 연결되되 상부는 방화배관과 관 연결되어 상기 연기감지부의 감지정보 유무에 따라 상기 제어부의 제어신호를 통해 개폐되어 상기 방화배관 내의 방화수가 상기 공급로에 공급될 수 있도록 하는 솔레노이드밸브를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연기유입체는 상기 온습도감지센서가 방화수의 배출에 간섭받지 않게 설치될 수 있는 연장판을 포함하되, 상기 온습도감지센서는 상기 연장판 하부에 탈착 가능하게 설치되되 상기 연장판 끝단은 길이방향을 따라 하방으로 돌출 형성된 막음판이 더 형성되어 상기 연장판 하부에 설치된 상기 온습도감지센서가 상기 막음판에 의해 방화수와 직접적으로 접촉하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 관제서버는 상기 센서부를 통해 확인된 상기 실험실의 상황을 연구자의 이동단말기를 통해 확인할 수 있게 해당 연구자가 상기 관제서버에서 제공하는 어플리케이션을 통해 상기 이동단말기로 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 종래와는 차별적으로 실험실 내의 화재에 대하여 센서부를 통해 신속하게 대응하되 그에 대한 상황을 관제서버를 통해 실시간으로 해당 실험실 관계자인 연구자가 소지한 이동단말기에 전송할 수 있는 효과를 갖게 된다.
도 1은 종래의 안전관리 시스템을 나타낸 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 실시간 실험실 모니터링 시스템의 개념도.
도 3은 도 2에 대한 블럭도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 실시간 실험실 모니터링 시스템에 대한 가스감지센서 및 온습도감지센서를 나타낸 도면.
도 6은 도 5는 본 발명에 따른 실시간 실험실 모니터링 시스템에 대한 연기감지부 내부를 나타낸 도면.
도 7은 도 4에 대한 방화수 배출방향을 나타낸 작용관계도.
이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이며, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시간 실험실 모니터링 시스템(이하, 간략하게 '모니터링 시스템'이라 한다)에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 모니터링 시스템(1)은 크게 다수의 센서부(10), 제어서버(60) 및 관제서버(70)를 포함한다.
도 4 내지 도 7을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 상기 센서부(10)는 실험실(L)에 다수 설치되어 해당 실험실(L) 내의 공기오염도, 온도변화, 습도변화 및 실험실(L) 내부나 외부를 촬영한 영상정보 등을 후술하는 관리자에 의해 관리되는 관제서버(70)나 연구자의 이동단말기(C-P)에 제공하기 위한 구성으로 가스감지센서(11), 온습도감지센서(40) 및 카메라(50)를 포함한다.
가스감지센서(11)는 실험실(L) 내에서 화재가 발생시에 그 화재로 인한 연기를 감지함과 동시에 해당 화재를 진압하기 위한 구성으로 솔레노이드밸브(12), 방화수배출부재(13), 연기감지부(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
솔레노이드밸브(12)는 도시한 바와 같이, 제어부(30)의 제어신호를 통해 개폐될 수 있는 밸브를 의미하며, 실험실(L) 천장에 구비된 방화배관(F-W)과 관 연결되어 상기 제어부(30)에 의해 상기 방화배관(F-W)으로 공급되는 방화수가 실험실(L)에 배출될 수 있도록 한다.
솔레노이드밸브(12)는 미관을 고려하여 실험실(L) 천장에 매입되는 구조를 가지며, 그 하부는 방화수배출부재(13)의 구성인 배출몸체(14)와 관 연결되어 상기 솔레노이드밸브(12)가 개방시에 상기 배출몸체(14)에 형성된 공급로(16)를 통해 방화수가 실험실(L) 내부로 배출될 수 있는 구조를 갖는다.
솔레노이드밸브(12)는 실험실(L)의 면적에 따라 천장에 다수 설치될 수 있으며, 필요에 따라 본 발명에서의 가스감지센서(11) 이외에 방화배관(F-W)과 직접적으로 연결되는 통상의 스프링클러헤드(미도시)가 별개로 설치될 수 있으나, 바람직하게는 통상의 스프링클러헤드와 연기감지센서가 일체형으로 이루어진 것을 설치하여 화재 감지 및 그 감지에 대한 화재진압의 효과를 극대화할 수 있게 된다.
방화수배출부재(13)는 상술한 솔레노이드밸브(12)가 개방된 상태에서 화재로 인한 열기에 의해 방화배관(F-W)의 방화수가 실험실(L) 내의 화재가 발생한 지역에 배출되어 해당 화재를 진압할 수 있도록 하는 구성으로 배출몸체(14), 마개(17) 및 지지글라스(18)를 포함한다.
배출몸체(14)는 상부가 솔레노이드밸브(12) 하부와 관 연결되되 하부는 후술하는 연기감지부(20)와 탈착 가능하게 나사 결합할 수 있도록 한다.
솔레노이드밸브(12)와 관 연결된 배출몸체(14) 상부 단면상에는 상기 솔레노이드밸브(12)의 개방으로 인하여 방화배관(F-W)의 방화수가 이동할 수 있는 공급로(16)가 길이방향으로 형성되어 있으며, 상기 공급로(16)는 마개(17)에 의해 폐쇄상태를 유지하되 화재로 인한 열기에 의해 지지글라스(18)가 파손되면 상기 마개(17)이 상기 공급로(16)에서 이탈하여 상기 공급로(16)가 개방되어 방화수가 실험실(L) 내부에 배출될 수 있는 구조를 갖는다.
이때, 공급로(16)를 통해 소정의 토출압력으로 배출되는 방화수는 연기유입체(21) 상면이나 결합체(15)에 타격되어 그 충격에 의해 상기 연기유입체(21)를 중심으로 하여 방사상으로 원형으로 퍼져나가 화재를 신속하게 진압할 수 있도록 하며, 이를 위해 배출몸체(14) 외면에는 다수의 배출공이 형성되는 것이 바람직하다.
아울러 본 발명에서 배출몸체(14)에 형성된 배출공은 지지글라스(18) 측면에 다수 형성될 수 있다.
마개(17)은 공급로(16)의 출력단에 삽입되되 기둥형상으로 이루어진 지지글라스(18) 상단에 삽입 지지되어 상기 지지글라스(18)의 지지에 의해 상기 공급로(16)를 폐쇄할 수 있도록 한다.
마개(17)은 화재로 인한 열기에 의해 온도가 상승하여 지지글라스(18)가 파손됨과 동시에 솔레노이드밸브(12)의 개방으로 인하여 공급로(16)를 통해 방화수의 압력이 직접적으로 전달되면 그 압력에 의해 상기 공급로(16)에서 분리(이탈)되어 방화수가 배출될 수 있도록 한다.
지지글라스(18)는 전체적으로 수직방향으로 길이를 갖는 유리재질로 이루어지되 그 내부에는 감열체(19) 즉, 외부 온도에 의해 팽창하여 그 팽창되는 힘에 의해 상기 지지글라스(18)를 파손시킬 수 있는 알코올 등의 액상 형태의 감열체(19)가 주입된다.
이러한 감열체(19)는 화재발생으로 인한 열기가 그 외면에 직접적으로 영향을 가하게 되면 지지글라스(18)가 파손될 수 있게 팽창하여 그 파손에 의해 지지하고 있던 마개(17)이 공급로(16)에서 분리되어 방화수가 배출될 수 있도록 하며, 이를 위해 상기 지지글라스(18) 하부는 결합체(15)에 삽입 지지될 수 있는 구조를 갖는다.
또한, 연기감지부(20)는 화재로 인한 연기가 발생시에 그 연기를 빛의 산란(dispersion of light)에 의해 감지하여 제어부(30)에 전송하기 위한 구성으로 연기유입체(21), 발광소자(25) 및 수광소자(26)를 포함한다.
연기유입체(21)는 전체적으로 속이 빈 함체 형상으로 이루어지되 화재가 발생시에 공기보다 가벼운 연기가 용이하게 유입됨과 동시에 배출될 수 있도록 다수의 통공(22)이 그 내부와 연통되게 천공형성되며, 상면에는 상술한 방화수배출부재(13)와 나사 결합할 수 있는 나사산이 형성된다.
발광소자(25)는 연기유입체(21) 내부 일측에 구비되며, 도시하지 않은 배터리(미도시)에 의해 조명(빛)을 상기 연기유입체(21) 내측 중앙부로 조사하여 상기 연기유입체(21)로 유입된 연기를 감지할 수 있도록 한다.
수광소자(26)는 발광소자(25)와 서로 마주보거나 또는 서로 마주보지 않게 연기유입체(21) 내부 타측에 설치되어 발광소자(25)에서 조사되는 빛이 연기에 의해 산란작용을 일으키면 그 산란한 빛을 감지하여 연기가 유입되었음을 감지하여 그 감지정보를 제어부(30)에 전달한다.
이를 위해 수광소자(26)는 제어부(30)와 전기적으로 연결된 상태를 가지며, 배터리에 의해 전원을 공급받아 동작할 수 있도록 한다.
이때, 제어부(30)는 제어서버(60)와 유무선통신망에 의해 연결되어 솔레노이드밸브(12)의 동작 여부는 물론, 연기감지부(20)를 통해 연기가 감지되면 그 감지정보를 전달하여 관제서버(70)에서 화재 여부를 판단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
온습도감지센서(40)는 실험실(L) 내에서 측정되는 온도와 습도에 비례하여 전류를 출력한 후, 출력된 전류를 제어서버(60)에 전송하여 상기 제어서버(60)를 통해 관제서버(70)로 전송할 수 있는 디지털 신호로 변환한다.
온습도감지센서(40)는 실험실(L)의 벽면이나 실험장비(미도시) 등에 다수 설치되어 실험실(L) 내에서 변화하는 온도와 습도를 감지하여 화재 여부를 확인할 수 있도록 한다.
한편, 온습도감지센서(40)는 도시한 바와 같이, 연기유입체(21) 외면에 탈착 가능하게 구비된 연장판(23) 하부에 설치 가능하며, 상기 연장판(23) 끝단에는 길이방향으로 하방으로 돌출된 막음판(24)이 더 형성되어 상기 연장판(23) 하부에 구비된 온습도감지센서(40)가 배출되는 방화수에 간섭되지 않게 지속적으로 사용될 수 있는 장점을 갖게 된다.
카메라(50)는 실험실(L) 내부나 외부를 촬영하되 그 촬영한 영상정보를 제어서버(60)에 전송하여 상기 제어서버(60)와 유무선 통신망에 의해 연결된 관제서버(70)의 제어에 의해 해당 영상정보를 관리자 또는 연구자가 확인할 수 있도록 한다.
특히, 본 발명에서의 카메라(50)는 열화상카메라를 사용할 수 있으며, 해당 열화상카메라는 실험실(L) 내부에 다수 설치되어 촬영된 영상을 통해 열을 감지하여 관제서버(70)에서 화재 발생 여부를 판단할 수 있도록 한다.
그리고 상기 관제서버(70)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상술한 제어서버(60)와 유무선통신망(예를 들어, CDMA, WCDMA 및 GSM 모뎀)을 통해 연결되어 실험실(L) 내에서 화재로 인한 비상상황이 발생하면 이를 연구자가 소지한 이동단말기(C-P)를 통해 전송하여 신속한 대처가 가능하도록 하기 위한 구성이다.
관제서버(70)는 관리자가 제어하는 모니터링 PC를 통해 실험실(L) 내의 이상 유무를 확인하며, 상기 모니터링 PC는 상술한 카메라(50)에서 촬영된 영상정보를 실시간으로 확인할 수 있는 수단으로 사용된다.
관제서버(70)는 연구자가 소지한 이동단말기(C-P)에 설치 가능한 어플리케이션(APP)을 제공하여 실험실(L) 내의 이상 유무를 해당 연구자에게 전송할 수 있으며, 해당 앱으로 전송되는 정보는 상술한 센서부(10)의 동작에 대한 정보를 제공한다.
아울러 관제서버(70)는 실험실(L)에서 발생한 화재의 진행 여부에 따라 실험실(L) 내부의 연기를 배기하기 위한 배기수단이나 방화벽 등과 같은 소방시설(F-P)은 물론, 소방서와 같은 외부기관서버(80)에 비상상황이 발생하였음을 전송하여 화재로 인한 신속한 대처가 가능하도록 한다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 모니터링 시스템(1)은 종래와는 차별적으로 실험실(L) 내의 화재에 대하여 센서부(10)를 통해 신속하게 대응하되 그에 대한 상황을 관제서버(70)를 통해 실시간으로 해당 실험실(L) 관계자인 연구자가 소지한 이동단말기(C-P)에 전송할 수 있는 효과를 갖게 된다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 본 발명에 따른 실시간 실험실 모니터링 시스템
10: 센서부
11: 가스감지센서 12: 솔레노이드밸브
13: 방화수배출부재 14: 배출몸체
15: 결합체 16: 공급로
17: 마개 18: 지지글라스
19: 감열체
20: 연기감지부
21: 연기유입체 22: 통공
23: 연장판 24: 막음판
25: 발광소자 26: 수광소자
30: 제어부
40: 온습도감지센서
50: 카메라
60: 제어서버
70: 관제서버

Claims (4)

  1. 실험실(L) 내의 화재발생 여부를 감지하는 다수의 센서부(10); 및
    상기 센서부(10)와 유무선통신망에 의해 연결되되 상기 실험실(L)에서 발생한 화재에 대처하여 소방시설(F-P)을 제어하며, 상기 실험실(L)의 상황을 실시간으로 연구자의 이동단말기(C-P)에 전송하는 관제서버(70);를 포함하되,
    상기 센서부(10)는 빛의 산란에 의해 화재로 인한 연기를 감지하되 그 감지 여부에 따라 제어부(30)의 제어신호를 통해 방화수가 배출될 수 있도록 하는 가스감지센서(11), 상기 실험실(L) 내의 온도와 습도 변화를 감지하여 그 감지정보를 상기 제어부(30)에 전송하는 온습도감지센서(40) 및 상기 실험실(L) 내부와 외부를 촬영한 영상정보가 상기 제어부(30)를 통해 상기 관제서버(70)로 전송될 수 있도록 하는 카메라(50)를 포함하고,
    상기 가스감지센서(11)는 화재로 인한 연기가 유입되되 상기 온습도감지센서(40)가 설치되는 연기유입체(21), 상기 제어부(30)의 제어신호에 의해 조명을 조사하는 발광소자(25) 및 상기 제어부(30)와 연결되되 상기 발광소자(25)에서 조사되는 조명의 수신 여부에 따라 화재 여부를 감지하는 수광소자(26)를 포함하는 연기감지부(20), 하부가 상기 연기유입체(21) 상부와 탈착 가능하게 결합하되 내부에는 공급로(16)가 형성된 배출몸체(14), 상기 공급로(16)를 개폐하는 마개(17) 및 하부가 상기 배출몸체(14)에 삽입 지지되되 상부는 상기 마개(17)에 삽입되며 화재로 인한 열의 정도에 따라 파손되어 상기 마개(17)을 분리시켜 상기 공급로(16)가 개방될 수 있도록 구비되는 방화수배출부재(13) 및 하부가 상기 공급로(16)와 연통되게 상기 배출몸체(14)와 관 연결되되 상부는 방화배관(F-W)과 관 연결되어 상기 연기감지부(20)의 감지정보 유무에 따라 상기 제어부(30)의 제어신호를 통해 개폐되어 상기 방화배관(F-W) 내의 방화수가 상기 공급로(16)에 공급될 수 있도록 하는 솔레노이드밸브(12)를 포함하며,
    상기 연기유입체(21)는 상기 온습도감지센서(40)가 방화수의 배출에 간섭받지 않게 설치될 수 있는 연장판(23)을 더 포함하되, 상기 온습도감지센서(40)는 상기 연장판(23) 하부에 탈착 가능하게 설치되되 상기 연장판(23) 끝단은 길이방향을 따라 하방으로 돌출 형성된 막음판(24)이 더 형성되어 상기 연장판(23) 하부에 설치된 상기 온습도감지센서(40)가 상기 막음판(24)에 의해 방화수와 직접적으로 접촉하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 실시간 실험실 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버(70)는
    상기 센서부(10)를 통해 확인된 상기 실험실(L)의 상황을 연구자의 이동단말기(C-P)를 통해 확인할 수 있게 해당 연구자가 상기 관제서버(70)에서 제공하는 어플리케이션을 통해 상기 이동단말기(C-P)로 확인할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 실시간 실험실 모니터링 시스템.
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