KR102459407B1 - 고농도 가스에 대한 센서 보호 방법 및 디바이스 - Google Patents
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Abstract
고농도 가스에 대한 센서 보호 방법에 있어서, 모니터링의 대상이 되는 제 1 소스로부터 획득되는 대상 기체를 1차 센서로 센싱하여 상기 대상 기체의 악취 농도를 결정하는 단계; 상기 악취 농도가 기설정 농도 이상인 경우, 상기 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정하는 단계; 상기 타겟 희석 농도에 따라 상기 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 공기량에 대응되는 희석용 기체를 제 2 소스로부터 획득하는 단계; 및 상기 대상 기체 및 상기 희석용 기체가 혼합된 혼합 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행하는 단계;를 포함하는, 방법이 개시된다.
Description
본 발명은 고농도 가스에 대한 센서 보호 방법 및 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대상 기체로부터 결정된 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정하고, 대상 기체 및 타겟 희석 농도에 따라 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 기체가 혼합된 혼합 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행하는 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
일반적인 악취 센서의 경우 고농도의 악취에 일정 시간 이상 노출될 경우 센서의 손상이 발생하여 지속적인 악취 센싱 및 악취 모니터링에 제약이 발생하게 된다.
종래의 공공 하수 처리장과 석유 화학 공장 및 정유 공장 등의 다양한 산업 환경에서 배출되는 배기가스, 악취 등의 농도는 최고 10만배까지 이르고 있어 이러한 고농도의 악취를 센싱할 수 있는 고성능의 센서가 필요하나 현재 국내를 포함한 다른 모든 국가의 센서 제작 기술로는 그러한 고성능 센서 제작이 불가한 상황이며, 종래의 센서로 고농도의 악취를 센싱할 경우 손상이 발생하여 정상적인 가스, 악취 센싱이 불가하다는 기술적 어려움이 존재하는 상황이다.
이에 따라, 고농도 가스 및 악취를 희석한 저농도 가스 및 악취를 센서에 공급함으로써 센서 보호와 동시에 정상적인 가스 및 악취 센싱이 가능하도록 하는 기술의 공급이 시급한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대상 기체로부터 결정된 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정하고, 대상 기체 및 타겟 희석 농도에 따라 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 기체가 혼합된 혼합 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행하는 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제 1 측면에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 방법에 있어서, 모니터링의 대상이 되는 제 1 소스로부터 획득되는 대상 기체를 1차 센서로 센싱하여 상기 대상 기체의 악취 농도를 결정하는 단계; 상기 악취 농도가 기설정 농도 이상인 경우, 상기 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정하는 단계; 상기 타겟 희석 농도에 따라 상기 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 공기량에 대응되는 희석용 기체를 제 2 소스로부터 획득하는 단계; 및 상기 대상 기체 및 상기 희석용 기체가 혼합된 혼합 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행하는 단계;를 포함하는, 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 희석 공기량은 상기 희석용 기체가 상기 1차 센서로 공급된 이후 경과된 시간에 기초하여 갱신될 수 있다.
또한, 상기 희석 공기량은 상기 악취 농도와 상기 타겟 희석 농도의 차이에 상기 대상 기체가 시간당 유입되는 양을 나타내는 대상 기체량을 곱한 값에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 악취 모니터링을 수행하는 단계는 복수개의 2차 센서가 상기 혼합 기체 중 일부에 대해서 악취 모니터링을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 벤트 센서가 상기 혼합 기체 중 나머지에 대해서 온도 및/또는 습도에 대한 모니터링을 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 악취 농도는 상기 복수의 2차 센서에서 모니터링되는 제 1 기체량 및 상기 벤트 센서에서 모니터링되는 제 2 기체량을 더한 값을 상기 대상 기체량으로 나눈 값에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시의 제 2 측면에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스에 있어서,
모니터링의 대상이 되는 제 1 소스로부터 대상 기체를 획득하는 제 1 펌프; 상기 대상 기체를 센싱하여 상기 대상 기체의 악취 농도를 결정하는 1차 센서; 상기 악취 농도가 기설정 농도 이상인 경우, 상기 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정하는 프로세서; 상기 타겟 희석 농도에 따라 상기 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 공기량에 대응되는 희석용 기체를 제 2 소스로부터 획득하는 제 2 펌프; 및 상기 대상 기체 및 상기 희석용 기체가 혼합된 혼합 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행하는 2차 센서;를 포함하는, 디바이스를 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 인입된 고농도의 가스 또는 악취를 목표로 하는 농도로 희석한 후 희석된 가스 또는 악취에 대해 2차적으로 센싱함으로써 고농도 가스 또는 악취에 대한 센싱이 가능해지며, 센서 손상을 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스가 동작하는 각 단계를 도시한 흐름도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스의 설계 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스가 동작하는 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스가 동작하는 각 단계를 도시한 흐름도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스의 설계 예시를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스가 동작하는 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전 하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도면을 참조하면, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 모니터링의 대상이 되는 제 1 소스(310)로부터 대상 기체를 획득하는 제 1 펌프(110), 대상 기체를 센싱하여 대상 기체의 악취 농도를 결정하는 1차 센서(120), 악취 농도가 기설정 농도 이상인 경우, 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정하는 프로세서(130), 타겟 희석 농도에 따라 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 공기량에 대응되는 희석용 기체를 제 2 소스(320)로부터 획득하는 제 2 펌프(140), 대상 기체 및 희석용 기체가 혼합된 혼합 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행하는 2차 센서(150)를 포함할 수 있다.
더하여, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)에 더 포함될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다. 예를 들면, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 악취 농도, 악취 센싱 데이터를 저장하는 메모리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 또는 다른 실시 예에 따를 경우, 도 1에 도시된 구성요소들 중 일부 구성요소는 생략될 수 있음을 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 사용자 또는 작업자에 의해 이용될 수 있고, 휴대폰, 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같이 터치 스크린 패널이 구비된 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있으며, 이 외에도 데스크탑 PC, 태블릿 PC, 랩탑 PC, 셋탑 박스를 포함하는 IPTV와 같이, 애플리케이션을 설치하고 실행할 수 있는 기반이 마련된 장치도 포함할 수 있다.
고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 본 명세서에서 설명되는 기능을 실현시키기 위한 컴퓨터 프로그램을 통해 동작하는 컴퓨터 등의 단말기로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 고농도 가스에 대한 센서 보호 시스템(미도시) 및 서버(510)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시 예에 따른 서버(510)는 악취 모니터링 결과 데이터를 제공하는 애플리케이션을 제공할 수 있으며, 고농도 악취 인입 알림 및 센싱 결과 제공 서비스를 지원할 수 있다.
이하에서는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)가 독립적으로 악취 모니터링을 수행하는 실시 예를 중심으로 서술하도록 하지만, 전술한 것처럼, 서버(510)와의 연동을 통해 악취 모니터링을 수행할 수도 있다. 즉, 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)와 서버(510)는 그 기능의 측면에서 통합 구현될 수 있고, 서버(510)는 생략될 수도 있으며, 어느 하나의 실시 예에 제한되지 않음을 알 수 있다.
각 구성을 참조하여 전술한 내용은 아래의 도면들을 참조하여 보다 상세히 후술하도록 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)가 동작하는 각 단계를 도시한 흐름도이다.
단계 S210에서 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 모니터링의 대상이 되는 제 1 소스(310)로부터 획득되는 대상 기체를 1차 센서(120)로 센싱하여 대상 기체의 악취 농도를 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 공공 하수 처리장과 석유 화학 공장 및 정유 공장 등의 다양한 산업 시설 및 거주 지역에 설치될 수 있다. 이에 따라, 대상 기체는 산업 시설 및 거주 지역으로부터 발생하는 악취 모니터링 대상이 되는 가스 또는 악취를 포함하는 기체일 수 있다.
제 1 소스(310)는 대상 기체에 대한 포집을 수행하는 포집부일 수 있고, 기설정 유량(예: 1 liter per minute)만큼 대상 기체를 포집할 수 있으나, 제 1 소스(310)로부터 포집되는 대상 기체의 유량은 1차 센서(120)에서 센싱되는 대상 기체의 악취 농도에 대응되도록 프로세서(130)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 1차 센서(120)에서 고농도(예: 3천배 이상)의 악취 농도가 센싱될 경우 1차 센서(120)를 포함한 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100) 내 구비된 센서들이 손상되는 것을 방지하기 위해, 프로세서(130)는 제 1 소스(310)가 대상 기체를 포집하는 유량을 기설정 유량 이하로 낮게 결정할 수 있다. 이와 반대로, 1차 센서(120)에서 센싱된 대상 기체의 농도가 기설정 농도 이하인 경우, 프로세서(130)는 제 1 소스(310)로부터 포집되는 대상 기체의 유량을 기설정 유량 이상으로 결정할 수 있으며, 이에 따라 많은 양의 대상 기체에 대한 센싱 및 모니터링을 수행할 수 있게 된다. 이와 같이, 대상 기체의 농도에 대응되도록 포집되는 대상 기체의 유량을 결정함으로써 보다 효율적인 악취 센싱 및 모니터링이 가능해진다.
또한, 제 1 펌프(110)는 제 1 소스(310)에서 포집된 대상 기체의 유량에 대응되는 유량으로 대상 기체를 1차 센서(120)에 공급할 수 있도록 프로세서(130)에 의해 결정될 수 있다.
단계 S220에서 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는, 1차 센서(120)로부터 결정된 악취 농도가 기설정 농도 이상인 경우, 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정할 수 있다.
타겟 희석 농도는 센서의 손상을 최소화하며 정상적인 센싱 기능을 유지시키기 위해, 대상 기체에 따른 악취 농도를 목표로 하는 농도까지 희석시키기 위한 목표 값일 수 있다. 예를 들면, 1차 센서(120)로부터 센싱된 대상 기체의 악취 농도가 5000배일 경우, 프로세서(130)는 대상 기체의 악취 농도가 기설정 농도 이상인지 여부에 대한 판단 결과에 따라 대상 기체의 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 300배로 결정할 수 있다. 이러한 타겟 희석 농도는 악취를 센싱하는 센서가 악취로부터 손상되지 않고, 정상적인 센싱이 가능한 범위의 값으로 결정될 수 있으며, 그 값은 프로세서(130) 또는 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100) 관리자에 의해 실시간으로 갱신될 수 있다.
악취 농도가 기설정 농도 이상인 경우, 타겟 희석 농도는 악취 농도에 비례하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 악취 농도가 기설정 농도 이상이며, 악취 농도가 높을수록 타겟 희석 농도 또한 높아질 수 있으나, 1차 센서(120)로부터 센싱된 악취 농도가 최대 상한값에 인접하는 경우, 1차 센서(120)의 손상을 방지하기 위해 프로세서(130)는 제 1 소스(310)로부터 획득되는 대상 기체의 유량을 기설정 유량 이하로 결정할 수 있다. 이러한 경우 타겟 희석 농도는 악취 농도 및 대상 기체의 유량에 기초하여 결정될 수 있다.
다른 실시 예에서, 1차 센서(120)로부터 센싱된 대상 기체의 악취 농도가 기설정 농도 이하인 경우, 타겟 희석 농도는 센서 손상에 영향이 비교적 적고 정상적인 악취 센싱 및 모니터링이 가능할 것으로 예상되는 기설정된 농도로 결정될 수 있다.
고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 1차 센서(120)로부터 결정된 악취 농도가 기설정 농도 이상인 경우, 센서의 손상을 방지함과 동시에 지속적이고 정확한 악취 센싱 및 모니터링을 수행할 수 있도록 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정할 수 있고, 타겟 희석 농도에 따른 희석용 기체를 제 2 소스(320)로부터 획득할 수 있다.
이에 따라, 단계 S230에서 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 타겟 희석 농도에 따라 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 공기량에 대응되는 희석용 기체를 제 2 소스(320)로부터 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따른 희석용 기체는 악취 탈취 효과를 갖는 성분 또는 외부 공기를 포함할 수 있고, 희석 공기량에 대응되도록 제 2 소스(320)로부터 획득되어 제 2 펌프(140)를 통해 제 1 센서로 공급될 수 있다.
타겟 희석 농도에 따라 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 공기량은 기설정 값으로 정해질 수 있으나, 대상 기체의 유량 및 악취 농도에 대응되도록 결정하는 것이 대상 기체 희석에 용이할 수 있기 때문에 하기 수학식에 기초하여 결정하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 수학식을 참조하면, 희석 공기량은 대상 기체의 악취 농도와 타겟 희석 농도의 차이에, 대상 기체가 시간당 유입되는 양을 나타내는 대상 기체량을 곱한 값에 대상 기체량을 차감하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 대상 기체의 악취 농도가 5000배, 타겟 희석 농도가 300배, 대상 기체량이 1LMP(liter per minute)로 결정된 경우, 상기 수학식에 기초하여 산출되는 희석 공기량은 4699LPM일 수 있다. 상기 수학식에 기초하여 희석 공기량을 결정하는 경우, 보다 효율적으로 악취 농도를 희석할 수 있게 된다.
또한, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 희석용 기체가 1차 센서(120)로 공급된 이후 경과된 시간에 기초하여 희석 공기량을 갱신함으로써 실시간으로 희석되는 대상 기체에 대한 농도에 따른 희석 공기량을 조절하여 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)의 운용 효율을 증가시킬 수 있다.
다른 실시 예에서, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 대상 기체의 악취 농도에 기초하여 희석 공기량 제어, 대상 기체량 제어 및 가스 공급 중지 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 구체적으로, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 희석 공기량 제어, 대상 기체량 제어 및 대상 기체 획득 중지 순서로 높은 우선 순위를 부여할 수 있다.
구체적으로, 1차 센서(120)에서 실시간으로 센싱되는 대상 기체의 악취 농도가 제 1 농도에서 제 3 농도 이상으로 높아질수록, 단위 시간당 희석 공기량 제어, 단위 시간당 대상 기체량 제어 및 제 1 소스(310)의 대상 기체 획득 중지 및 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100) 인근 지역의 안전사고 발생 확인 요청 메시지 전송을 순차적으로 동작시킬 수 있다.
예를 들어, 1차 센서(120)에 의해 센싱된 대상 기체의 악취 농도가 제 1 농도 이상 제 2 농도 미만인 경우는 희석 공기량을 증가시키는 것으로 대상 기체의 농도에 대한 센싱이 가능하며 센서 손상이 미비하다고 볼 수 있다. 이에 따라 프로세서(130)는 대상 기체의 농도에 비례하도록 희석 공기량을 증가시키거나, 기설정 시간동안 희석 공기량을 증가시킬 수 있다.
또한, 악취 농도가 제 1 농도보다 높은 제 2 농도 이상 제 2 농도보다 높은 제 3 농도 미만인 경우, 희석 공기량을 증가시켜 악취 농도를 희석시키는 것 보다 최초 획득되는 단위 시간당 대상 기체의 유입량인 대상 기체량을 기설정 시간 동안 감소시키거나, 악취 농도에 반비례하도록 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 디바이스 운용 효율을 높일 수 있고, 악취 농도가 높은 기체에 1차 센서(120)가 손상되는 것을 일부 예방할 수 있다.
또한, 악취 농도가 제 2 농도보다 높은 제 3 농도 이상인 경우는 센서 손상 위험과 더불어 디바이스가 설치된 인근 지역의 안전 사고 발생 확률이 높은 것으로 볼 수 있기 때문에, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 제 1소스(310)의 작동을 기설정 시간 동안 중지시킬 수 있고, 가스 배출구(미도시)를 기설정 시간 동안 작동시킬 수 있다. 또한, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100) 인근의 화재, 가스 누출 또는 각종 안전 사고의 발생 여부에 대한 확인을 요청하는 취지의 메시지를 프로세스를 통해 관리자 및 서버(510)로 전송할 수 있다.
이와 같이 센싱되는 악취 농도가 높아질수록 센서 손상, 희석 기체 소모량 증가, 디바이스 손상 등을 초래할 수 있으며, 디바이스가 위치한 지역의 안전사고가 발생했을 것으로 볼 수 있어, 위와 같은 우선 순위로 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)를 제어함으로써 안정적인 디바이스 운용 및 사고 대응이 가능해진다.
상술된 희석 공기량 제어, 대상 기체량 제어 및 대상 기체 획득 중지의 순서는 상황에 따라서 또는 사용자 입력에 기초하여 달라질 수 있다. 예를 들면, 대상 기체의 악취 농도가 급격하게 증가하는 경우 증가하는 속도가 기설정값 이상인 경우에는 희석 공기량 제어, 대상 기체량 제어가 동시에 동작할 수 있다. 다른 예로, 대상 기체의 악취 농도가 제 3 농도 이상으로 기설정 시간 이상 유지되는 경우, 대상 기체 획득 중지 외에도 희석 공기량 제어가 1차적으로 추가 동작하고, 대상 기체량 제어가 2차적으로 추가 동작할 수 있다. 희석 공기량 제어가 1차적으로 추가 동작하고, 대상 기체량 제어가 2차적으로 추가 동작함으로써, 대상 기체의 악취 농도가 높게 유지되는 상황을 효과적으로 빠르게 해소할 수 있다.
단계 S240에서 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 대상 기체 및 희석용 기체가 혼합된 혼합 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행할 수 있다.
구체적으로, 도 3 및 도 4를 참조하면, 제 1 소스(310), 제 1 펌프(110), 제 2 소스(320), 제 2 펌프(140)로부터 공급된 대상 기체 및 희석용 기체가 혼합된 혼합 기체는 2차 센서(150) 및 벤트 센서(330)로 각각 공급될 수 있음이 도시되어 있다. 공급된 혼합 기체 중 일부에 대한 악취 모니터링은 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100) 내 하나 또는 복수의 2차 센서(150)를 통해 수행될 수 있고, 공급된 혼합 기체 중 나머지에 대한 온도 및/또는 습도에 대한 모니터링은 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100) 내 하나 또는 복수의 벤트 센서(330)를 통해 수행될 수 있다. 이와 같이 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 대상 기체와 희석용 기체가 혼합되어 악취 농도가 목표치 만큼 희석된 혼합 기체를 일부 및 나머지로 나누어 악취 센싱 및 온도 및/또는 습도를 센싱할 수 있음으로써 고농도의 악취 및 가스에 대한 농도, 성분, 온도, 습도 센싱 및 모니터링을 센서의 손상 없이 지속적으로 수행할 수 있다.
일 실시 예에서, 대상 기체의 악취 농도는 1차 센서(120)에 의해 결정될 수 있으나, 하기의 수학식에 기초하여 대상 기체의 악취 농도를 결정, 검산할 수 있다.
대상 기체의 악취 농도는 일 실시 예에 따를 때, 상술된 악취 농도를 포함할 수 있다. 상기 수학식을 참조하면, 제 1 기체량은 2차 센서(150)로 공급되어 2차 센서(150)에서 모니터링되는 혼합 기체 중 일부에 대한 기체량을 나타낼 수 있고, 제 2 기체량은 벤트 센서(330)로 공급되어 벤트 센서(330)에서 모니터링되는 혼합 기체 중 나머지에 대한 기체량을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 상기 수학식에 따른 대상 기체의 악취 농도는 제 1 기체량과 제 2 기체량의 합에 타겟 희석 농도를 더한 값을 대상 기체량으로 나눈 값에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 수학식을 참조하면, 제 1 기체량과 제 2 기체량의 합은 대상 기체량과 희석용 기체량의 합일 수 있다. 따라서, 대상 기체의 악취 농도는 대상 기체량과 희석용 기체량의 합에 대상 기체량을 나눈 값에 타겟 희석 농도를 더한 값과 같게 된다. 예를 들어 대상 기체량은 1 LPM, 희석 공기량은 4699 LPM, 타겟 희석 농도는 300배일 경우 대상 기체의 악취 농도는 5000배가 된다. 이와 같이, 상기 수학식에 기초하여 대상 기체의 악취 농도를 산출함으로써 대상 기체의 농도에 대한 정확한 센싱이 이루어졌는지 여부를 판단할 수 있게 된다.
고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 고농도 악취를 희석한 혼합 기체에 대한 센싱을 수행할 수 있고, 이러한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행함으로써 고농도 악취에 대한 원활한 센싱 및 모니터링이 가능해지며, 센서 손상에 따른 비용 및 시간적 소모를 최소화할 수 있어 종래 기술 대비 효율적인 고농도 악취 모니터링이 가능해진다.
또한, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 악취 농도의 변화 추이, 주요 성분 분포, 주요 악취 발생 시간대, 예상 주요 악취 발생원 등의 다양한 악취 모니터링 정보를 사용자 단말(520)로 제공하거나 디스플레이부(미도시)를 통해 제공할 수 있다. 예를 들면, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 디스플레이부를 통해 악취 농도 변화, 주요 성분, 예상 주요 악취 발생원 등을 실시간으로 표시하여 관리자에게 현재 악취 관련 상황을 직관적으로 제공할 수 있고, 사고 확인 메시지 또는 알림 사운드를 단계적으로 상이하게 출력하는 등의 방식으로 관리자 및 사용자 디바이스에 악취 관련 모니터링 정보를 제공할 수 있어 효율적이고 원활한 악취 모니터링을 지원할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)의 설계 예시를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)가 동작하는 프로세스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4를 함께 참조하여 설명하면, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 제 1 소스(310) 및 제 1 펌프(110)를 통해 악취 모니터링의 대상이 되는 대상 기체를 기설정된 대상 기체량에 따라 획득할 수 있다. 이러한 대상 기체량은 1차 센서(120)에서 센싱되는 대상 기체의 악취 농도에 대응되도록 결정될 수 있고, 대상 기체는 제 1 소스(310), 제 1 펌프(110), 1차 센서(120)의 순서로 공급될 수 있다.
1차 센서(120)는 제 1 소스(310) 및 제 1 펌프(110)를 통해 획득된 대상 기체에 대한 농도 센싱을 수행할 수 있다. 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 1차 센서(120)에서 센싱된 대상 기체의 악취 농도에 기초하여 결정된 타겟 희석 농도에 따른 희석용 기체를 제 2 소스(320) 및 제 2 펌프(140)로부터 획득할 수 있다.
고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 1차 센서(120)에서 결정된 타겟 희석 농도에 따른 희석용 기체와 제 1 소스(310) 및 제 1 펌프(110)로부터 획득된 대상 기체가 혼합된 혼합 기체를 2차 센서(150) 및 벤트 센서(330)로 공급되도록 제어할 수 있다.
2차 센서(150)는 공급된 혼합 기체 중 일부에 대한 농도, 성분 등의 악취에 대한 센싱을 수행할 수 있고, 벤트 센서(330)는 공급된 혼합 기체 중 나머지에 대한 온도 및/또는 습도에 대한 센싱을 수행할 수 있다. 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 이러한 대상 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 농도의 변화 추이, 주요 성분 분포, 주요 악취 발생 시간대, 예상 주요 악취 발생원 등의 다양한 악취 모니터링 정보를 획득하여 사용자 단말(520) 및 관리자에게 제공할 수 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 서버(510) 및 사용자 단말(520)과 통신할 수 있다. 구체적으로, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 획득된 악취 모니터링 정보 및 악취 농도에 따른 안전사고 발생 여부 확인을 요청하는 취지의 메시지를 서버(510) 및 사용자 단말(520)에 제공할 수 있다.
악취 모니터링 정보는 서버(510)에 저장, 관리되어 지속적인 악취 모니터링이 수행될 수 있으며, 이러한 모니터링 결과는 사용자 단말(520)에 제공되어 사용자 단말(520)에서 실행되는 악취 모니터링 어플리케이션을 통해 사용자 또는 관리자에게 실시간으로 악취 모니터링 정보가 제공될 수 있다.
또한, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 사용자 단말(520)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. 제어 신호는 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100) 내 구비된 제 1 소스(310), 제 1 펌프(110), 1차 센서(120), 제 2 소스(320), 제 2 펌프(140), 2차 센서(150) 및 벤트 센서(330)에 대한 동작 여부를 제어하는 신호를 포함할 수 있고, 대상 기체량, 희석 기체량 제어 신호를 포함할 수 있다.
이와 같이, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100), 서버(510) 및 사용자 단말(520)은 하나의 고농도 가스에 대한 센서 보호 시스템으로 구성, 동작됨으로써 악취 모니터링 정보를 저장, 관리하거나 이를 사용자 또는 관리자에게 제공할 수 있고, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)의 동작 전반을 원격 제어할 수 있는 악취 모니터링 환경을 제공할 수 있다.
한편, 상술한 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)는 하나 이상의 프로세서 및/또는 하나 이상의 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 도 1에는 설명의 편의를 위해 일 실시 예에 따른 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스를 설명하기 위한 필수적인 구성만이 도시되어 있지만, 디스플레이부(미도시), 통신부(미도시) 등 발명에 해당하는 장치를 구성하기 위한 종래의 여러 구성들이 유기적으로 결합되어 도 1내지 도 5에서 상술한 동작을 수행할 수도 있다.
또한, 메모리는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 하나 이상의 메모리는, 하나 이상의 프로세서에 의한 실행 시, 하나 이상의 프로세서가 연산을 수행하도록 하는 명령들을 저장할 수 있다. 본 개시에서, 프로그램 내지 명령은 메모리에 저장되는 소프트웨어로서, 서버의 리소스를 제어하기 위한 운영체제, 어플리케이션 및/또는 어플리케이션이 장치의 리소스들을 활용할 수 있도록 다양한 기능을 어플리케이션에 제공하는 미들 웨어 등을 포함할 수 있다.
하나 이상의 프로세서는, 소프트웨어(예: 프로그램, 명령)를 구동하여 프로세서에 연결된 장치의 적어도 하나의 구성요소를 제어할 수 있다. 또한 프로세서는 본 개시와 관련된 다양한 연산, 처리, 데이터 생성, 가공 등의 동작을 수행할 수 있다. 또한 프로세서는 데이터 등을 메모리로부터 로드하거나, 메모리에 저장할 수 있다
일 실시예에서는, 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스(100)의 구성요소들 중 적어도 하나가 생략되거나, 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 또한 추가적으로(additionally) 또는 대체적으로(alternatively), 일부의 구성요소들이 통합되어 구현되거나, 단수 또는 복수의 개체로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스
110: 제 1 펌프 120: 1차 센서
130: 프로세서 140: 제 2 펌프
150: 2차 센서 310: 제 1 소스
320: 제 2 소스 330: 벤트 센서
510: 서버 520: 사용자 단말
110: 제 1 펌프 120: 1차 센서
130: 프로세서 140: 제 2 펌프
150: 2차 센서 310: 제 1 소스
320: 제 2 소스 330: 벤트 센서
510: 서버 520: 사용자 단말
Claims (7)
- 고농도 가스에 대한 센서 보호 방법에 있어서,
모니터링의 대상이 되는 제 1 소스로부터 획득되는 대상 기체를 1차 센서로 센싱하여 상기 대상 기체의 악취 농도를 결정하는 단계;
상기 악취 농도가 기설정 농도 이상인 경우, 상기 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정하는 단계;
상기 타겟 희석 농도에 따라 상기 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 공기량에 대응되는 희석용 기체를 제 2 소스로부터 획득하는 단계; 및
상기 대상 기체 및 상기 희석용 기체가 혼합된 혼합 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 악취 농도가 기설정된 농도 값인 제 1 농도에서 제 2 농도를 거쳐 제 3 농도로 증가하는 속도가 기설정값 이하인 경우, 희석 공기량 제어, 대상 기체량 제어 및 대상 기체 획득 중지 순서로 높은 우선 순위를 부여하고, 상기 우선 순위에 기초하여 상기 희석 공기량 제어, 상기 대상 기체량 제어 및 상기 대상 기체 획득 중지를 수행하고,
상기 악취 농도가 증가하는 속도가 상기 기설정값 이상인 경우, 상기 희석 공기량 제어 및 상기 대상 기체량 제어를 동시에 수행하고,
상기 악취 농도가 상기 제 3 농도 이상으로 기설정 시간 이상 유지되는 경우, 상기 대상 기체 획득 중지 및 상기 희석 공기량 제어를 1차적으로 수행하고, 상기 대상 기체량 제어를 2차적으로 수행하고,
상기 제 1 농도, 상기 제 2 농도 및 상기 제 3 농도 순으로 값이 큰, 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 희석 공기량은 상기 희석용 기체가 상기 1차 센서로 공급된 이후 경과된 시간에 기초하여 갱신되는, 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 희석 공기량은
상기 악취 농도와 상기 타겟 희석 농도의 차이에 상기 대상 기체가 시간당 유입되는 양을 나타내는 대상 기체량을 곱한 값에 기초하여 결정되고,
상기 희석 공기량은 수학식 1에 기초하여 결정되는, 방법.
수학식 1
- 제 3 항에 있어서,
상기 악취 모니터링을 수행하는 단계는
복수개의 2차 센서가 상기 혼합 기체 중 일부에 대해서 악취 모니터링을 수행하는 단계;를 포함하는, 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 혼합 기체가 이동하는 통로에 구비되는 센서인 벤트 센서가 상기 혼합 기체 중 나머지에 대해서 온도 및/또는 습도에 대한 모니터링을 수행하는 단계;를 더 포함하는, 방법.
- 제 5 항에 있어서,
상기 악취 농도는
상기 복수개의 2차 센서에서 모니터링되는 제 1 기체량 및 상기 벤트 센서에서 모니터링되는 제 2 기체량을 더한 값을 상기 대상 기체량으로 나눈 값에 기초하여 결정되고,
상기 악취 농도는 수학식 2에 기초하여 결정되는, 방법.
수학식 2
- 고농도 가스에 대한 센서 보호 디바이스에 있어서,
모니터링의 대상이 되는 제 1 소스로부터 대상 기체를 획득하는 제 1 펌프;
상기 대상 기체를 센싱하여 상기 대상 기체의 악취 농도를 결정하는 1차 센서;
상기 악취 농도가 기설정 농도 이상인 경우, 상기 악취 농도에 기초하여 타겟 희석 농도를 결정하는 프로세서;
상기 타겟 희석 농도에 따라 상기 악취 농도를 희석시키기 위한 희석 공기량에 대응되는 희석용 기체를 제 2 소스로부터 획득하는 제 2 펌프; 및
상기 대상 기체 및 상기 희석용 기체가 혼합된 혼합 기체에 대한 센싱 결과에 기초하여 악취 모니터링을 수행하는 2차 센서;를 포함하고,
상기 프로세서는
상기 악취 농도가 기설정된 농도 값인 제 1 농도에서 제 2 농도를 거쳐 제 3 농도로 증가하는 속도가 기설정값 이하인 경우, 희석 공기량 제어, 대상 기체량 제어 및 대상 기체 획득 중지 순서로 높은 우선 순위를 부여하고, 상기 우선 순위에 기초하여 상기 희석 공기량 제어, 상기 대상 기체량 제어 및 상기 대상 기체 획득 중지를 수행하고,
상기 프로세서는
상기 악취 농도가 증가하는 속도가 상기 기설정값 이상인 경우, 상기 희석 공기량 제어 및 상기 대상 기체량 제어를 동시에 수행하고,
상기 프로세서는
상기 악취 농도가 상기 제 3 농도 이상으로 기설정 시간 이상 유지되는 경우, 상기 대상 기체 획득 중지 및 상기 희석 공기량 제어를 1차적으로 수행하고, 상기 대상 기체량 제어를 2차적으로 수행하고,
상기 제 1 농도, 상기 제 2 농도 및 상기 제 3 농도 순으로 값이 큰, 디바이스.
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