KR102506418B1 - 굴뚝 먼지 측정기 - Google Patents

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Abstract

먼지 측정기가 개시된다. 본 발명은, 오염 물질 검측 지점으로 광을 송신하는 광 송신부, 검측 지점에서 산란된 광을 수신하는 광 수신부, 및 광 송신부의 설치 각도를 조절하는 구동부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 작업자가 광 송신부의 설치 각도를 매우 간편하게 조절할 수 있게 됨에 따라 굴뚝이나 덕트의 크기가 다양한 검측 현장 조건에 상관없이 매우 정확한 측정점을 조정하여 먼지의 농도를 측정할 수 있게 된다.

Description

굴뚝 먼지 측정기{Particulate Monitor}
본 발명은 굴뚝 먼지 측정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업자가 광 송신부의 설치 각도를 매우 간편하게 조절할 수 있게 됨에 따라 굴뚝이나 덕트의 크기가 다양한 검측 현장 조건에 상관없이 매우 정확한 측정점을 조정하여 먼지의 농도를 측정할 수 있도록 하는 굴뚝 먼지 측정기에 관한 것이다.
대기 환경의 오염을 방지 및 관리하기 위해서 대기 환경 보존법에서 굴뚝으로부터 배출되는 오염 물질과 미세 먼지량에 대한 배출 허용 기준을 규정함에 따라 대기 오염 물질 측정 장비에 대한 관심이 높아지고 있다.
이와 같은 대기 오염 물질 측정 장비 또는 먼지 측정기는 그 측정 방법에 따라 광 투과법, 광 산란법 및 베타레이 흡수법으로 구분되며, 설치 방법에 따라 In-situ 방식과 샘플링 방식으로 구분된다.
이들 중에서 광 산란방식의 먼지 측정기는 검측 지점으로 다이오드 레이저 광원을 직접 굴뚝 안으로 투사시킨 다음 검측 지점에서 먼지에 의해 산란된 광을 분석함으로써 먼지의 농도를 측정한다.
한편, 이와 같은 종래 기술에 따른 먼지 측정기에 의하면, 굴뚝의 크기, 덕트의 크기 등의 다양한 검측 현장 조건에 따라 작업자가 레이저 광의 조사 각도를 조절할 수 없는 고정 투사 각도로 고정되어 다양한 크기의 굴뚝에 설치 사용하는데 제약이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 작업자가 광 송신부의 설치 각도를 매우 간편하게 조절할 수 있게 됨에 따라 굴뚝이나 덕트의 크기가 다양한 검측 현장 조건에 상관없이 매우 정확한 측정점을 조정하여 먼지의 농도를 측정할 수 있도록 하는 굴뚝 먼지 측정기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 굴뚝 먼지 측정기는, 오염 물질 검측 지점으로 광을 송신하는 광 송신부; 상기 검측 지점에서 산란된 광을 수신하는 광 수신부; 및 상기 광 송신부의 설치 각도를 조절하는 구동부를 포함한다.
바람직하게는, 작업자의 조절 명령에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 작업자가 광 송신부의 설치 각도를 매우 간편하게 조절할 수 있게 됨에 따라 굴뚝이나 덕트의 크기가 다양한 검측 현장 조건에 상관없이 매우 정확한 측정점을 조정하여 먼지의 농도를 측정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기의 배면 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기의 동작 원리를 설명하기 위한 기능 블록도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기의 측면 구조를 나타낸 도면, 및
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기의 전면(前面) 구조를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기의 배면 구조를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기는 광 송신부(100), 광 수신부(200), 제1 구동부(300), 제2 구동부(400), 및 제3 구동부(500)를 포함하며, 광 송신부(100), 광 수신부(200), 제1 구동부(300), 제2 구동부(400), 및 제3 구동부(500)는 모두 본체 패널부(10)의 배면에 설치되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기의 동작 원리를 설명하기 위한 기능 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기는 광 송신부(100), 광 수신부(200), 제1 구동부(300), 제2 구동부(400), 및 제3 구동부(500) 이외에도 신호 처리부(800), 신호 분석부(850), 입력부(950), 및 제어부(900)를 더 포함한다.
광 송신부(100)는 오염 물질 검측 지점으로 레이저 광을 송신하며, 광 수신부(200)는 검측 지점에서 먼지에 의해 산란된 광을 수신한다. 한편, 신호 처리부(800)는 광 수신부(200)가 수신한 광 신호를 전기 신호로 변환 및 증폭하며, 신호 분석부(850)는 변환 및 증폭된 전기 신호에 기초하여 검측 지점에서의 먼지 농도를 산출한다.
한편, 제1 구동부(300)는 광 송신부(100)의 수직 방향으로의 설치 각도를 조절함으로써 굴뚝이나, 덕트의 크기가 다른 검측 현장의 다양한 조건에 상관없이 작업자가 선택한 임의의 측정 지점으로 레이저 광을 송신함으로써 먼지의 농도를 정확하게 측정할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기의 측면 구조를 나타낸 도면이다. 도 3에서와 같이 광 송신부(100)의 단부는 본체 패널부(10)의 배면에 힌지 결합 방식으로 설치되며, 그에 따라 작업자는 광 송신부(100)의 수직 방향으로의 설치 각도를 필요에 따라 조절할 수 있게 된다.
구체적으로, 도 3에서와 같이 제1 구동부(300)의 구동축이 좌측 또는 우측 방향으로 회전됨에 따라, 제1 구동부(300)의 구동축에 설치되어 있는 톱니가 광 송신부(100)의 외측면에 설치되어 있는 톱니와 맞물리며 회전함으로써, 광 송신부(100)의 본체 패널부(10)와의 힌지 방식의 결합 지점을 회동축으로 하여 광 송신부(100)를 상하 방향으로 필요한 각도만큼 회동시킬 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 작업자가 입력부(950)를 통해 광 송신부(100)의 상방향 또는 하방향으로의 회동 각도 정보를 입력함에 따라 제어부(900)는 작업자의 입력 정보에 기초하여 제1 구동부(300)에 대한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 제1 구동부(300)로 송신함으로써 광 송신부(100)의 상하 방향으로의 설치 각도를 도 3 및 도 4에서와 같이 자유롭게 조절할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 작업자는 광 송신부(100)의 수직 방향으로의 설치 각도를 매우 간편하게 조절할 수 있게 됨에 따라 굴뚝이나, 덕트의 크기가 다른 검측 현장의 다양한 조건에 상관없이 매우 정확하게 먼지의 농도를 측정할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기의 전면(前面) 구조를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 굴뚝 먼지 측정기는 경로 전환부(600), 및 필터 디스크(700)를 더 포함한다.
경로 전환부(600)는 광 송신부(100)로부터 광 출구(150)를 통해 검측 지점을 향해 외부로 송신되는 광의 경로를 작업자의 필요에 따라 선택적으로 전환시키는 기능을 수행하며, 제2 구동부(400)는 경로 전환부(600)의 광 경로 전환 동작이 선택적으로 실행되도록 경로 전환부(600)의 설치 방향을 전환시키는 기능을 수행한다.
구체적으로, 도 3 및 도 5에서와 같이 경로 전환부(600)가 가로 방향으로 설치되어 있는 경우에 경로 전환부(600)는 광 출구(150)를 차단하지 않게 되므로 광 송신부(100)로부터 송신되는 레이저 광은 검측 지점까지 도달하게 되고, 광 수신부(200)는 검측 지점에서 산란된 광을 수신하게 됨으로써 본 발명에 따른 굴뚝 먼지 측정기는 검측 지점에서의 먼지 농도를 측정할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 먼지 측정 과정의 진행 중에 굴뚝 먼지 측정기에 대한 캘리브레이션이 필요하다고 판단한 경우에 작업자가 입력부(950)를 통해 경로 전환부(600)의 설치 방향 전환 명령을 입력함에 따라 제어부(900)는 제2 구동부(400)를 제어함으로써 도 4 및 도 6에서와 같이 제2 구동부(400)는 경로 전환부(600)가 세로 방향으로 설치되도록 경로 전환부(600)를 반시계 방향으로 회동시킨다.
구체적으로, 경로 전환부(600)는 일단이 본체 패널부(10)의 전면(前面)에 회동축을 통해 본체 패널부(10)의 전면(前面) 상에서 회동 가능하게 설치됨으로써, 경로 전환부(600)는 도 3 및 도 5에서와 같은 가로 방향으로의 설치 상태로부터 반시계 방향으로의 회동 동작을 통해 도 4 및 도 6에서와 같은 세로 방향으로의 설치 상태로의 전환이 가능하게 된다.
구체적으로, 제2 구동부(400)의 회전축에 구비된 톱니는 도 5에서와 같이 경로 전환부(600)의 일단에 구비된 톱니와 맞물린 상태로 설치되고, 제어부(900)로부터의 제어 신호에 따라 제2 구동부(400)의 회전축이 시계 방향으로 회전하는 경우에 경로 전환부(600)는 도 6에서와 같은 세로 방향으로의 설치 상태로 전환되며, 제2 구동부(400)의 회전축이 반시계 방향으로 회전하는 경우에 경로 전환부(600)는 도 5에서와 같은 가로 방향으로의 설치 상태로 전환되게 된다.
한편, 경로 전환부(600)가 도 6에서와 같은 세로 방향으로의 설치 상태를 형성하는 경우에 경로 전환부(600)에서의 본체 패널부(10)의 전면(前面)과 마주보며 설치되는 면인 경로 전환부(600)의 하부면의 일단은 광 출구(150)에 포개어지게 되며, 경로 전환부(600)의 하부면의 타단은 광 수신부(200)의 입구와 포개어지게 된다.
구체적으로, 경로 전환부(600)의 하부면의 일단과 타단에는 각각 광 출구(150) 및 광 수신부(200)의 입구와 대응되는 위치에 동일한 크기의 홀이 형성되어 있으며, 이에 따라 경로 전환부(600)의 하부면의 일단에 형성된 홀을 통해 광 출구(150)로부터의 레이저 광이 경로 전환부(600)의 내부 공간으로 유입되고, 경로 전환부(600)의 내부에서 경로가 전환된 레이저 광은 경로 전환부(600)의 하부면의 타단에 형성된 홀을 통해 광 수신부(200)로 전달된다.
보다 구체적으로, 도 4에서와 같이 경로 전환부(600)가 광 송신부(100)를 통해 송신되는 레이저 광의 경로를 경로 전환부(600)의 내부 구조를 통해 전환하기 위해서, 경로 전환부(600)의 내부에는 제1 반사경(610)과 제2 반사경(620)이 설치된다.
도 4에서와 같이 광 출구(150)를 통해 제1 반사경(610)에 도달한 레이저 광은 제1 반사경(610)을 통해 제2 반사경(620)으로 반사되며, 제2 반사경(620)은 제1 반사경(610)으로부터 반사되어 수신된 레이저 광을 광 수신부(200)로 반사한다.
한편, 도 3에서와 같이 제1 반사경(610)과 제2 반사경(620)의 사이(즉, 제1 반사경(610)으로부터 제2 반사경(620)으로의 레이저 광 경로 상)에는 광 필터(630)가 설치될 수 있으며, 이러한 경우에 제1 반사경(610)으로부터 반사된 레이저 광은 광 필터(630)를 통과하며 일정한 정도로 감쇄됨에 따라 광 수신부(200)가 수신하게 되는 레이저 광의 세기를 일정한 정도로 조절할 수 있게 됨으로써, 굴뚝 먼지 측정기에 대한 캘리브레이션의 정밀도를 증대시킬 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 작업자가 광의 경로를 전환시키는 경로 전환부(600)의 설치 방향을 필요시 간편하게 전환할 수 있게 됨에 따라, 굴뚝 먼지 측정기에 대한 캘리브레이션을 수시로 실행할 수 있게 됨으로써 정확한 교정값을 통해 굴뚝 먼지 측정기의 정확도를 크게 개선할 수 있게 된다.
한편, 도 5에서와 같이 원판형 필터 디스크(700)에는 원주 방향으로 소정의 간격에 따라 복수의 홀이 이격 형성되어 있으며, 복수의 홀 중 하나의 홀을 제외한 나머지 홀에는 서로 다른 종류의 광학 보정 필터(750)가 각각 설치되어 있다.
이와 같은 원판형 필터 디스크(700)는 본체 패널부(10)의 전면(前面)에 원주 방향으로 회전 가능하게 설치될 수 있을 것이다.
구체적으로, 도 1에서와 같이 본체 패널부(10)의 배면에 설치되어 있는 제3 구동부(500)의 회전축은 본체 패널부(10)를 관통하여 도 5에서와 같이 본체 패널부(10)의 전면(前面)으로 돌출되고, 본체 패널부(10)의 전면으로 돌출 설치된 제3 구동부(500)의 회전축은 원판형 필터 디스크(700)의 중앙에 결합 설치된다.
그 결과, 제3 구동부(500)의 회전축의 회전 방향에 따라 필터 디스크(700)는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되게 되며, 필터 디스크(700)의 회전 정도에 따라 필터 디스크(700)의 복수의 홀 중 광학 보정 필터(750)가 설치되어 있지 않은 홀이 광 수신부(200)의 입구에 포개어진 상태(즉, 먼지 측정 모드)가 되거나, 필터 디스크(700)의 복수의 홀 중 광학 보정 필터(750)가 설치되어 있는 홀이 광 수신부(200)의 입구에 포개어진 상태(즉, 캘리브레이션 모드)가 된다.
즉, 작업자가 입력부(950)를 통해 먼지 측정 모드를 선택한 경우에 제어부(900)는 제2 구동부(400)를 제어함으로써 경로 전환부(600)가 도 5에서와 같이 가로 방향으로 설치되도록 함으로써 광 출구(150)가 개방되도록 함과 동시에 제3 구동부(500)를 제어하여 필터 디스크(700)를 회전시킴으로써 필터 디스크(700)의 복수의 홀 중 광학 보정 필터(750)가 설치되어 있지 않은 홀이 광 수신부(200)의 입구에 포개어진 상태(즉, 먼지 측정 모드)가 되도록 한다.
한편, 먼지 측정 진행 과정에서의 필요에 따라 작업자가 입력부(950)를 통해 캘리브레이션 모드를 선택한 경우에 제어부(900)는 제2 구동부(400)를 제어함으로써 경로 전환부(600)가 도 6에서와 같이 세로 방향으로 설치되도록 함으로써 경로 전환부(600)가 광 출구(150) 및 광 수신부(200)의 입구와 각각 포개어지도록 함과 동시에 제3 구동부(500)를 제어하여 필터 디스크(700)를 회전시킴으로써 필터 디스크(700)의 복수의 홀 중 광학 보정 필터(750)가 설치되어 있는 홀이 광 수신부(200)의 입구에 포개어진 상태(즉, 캘리브레이션 모드)가 되도록 한다.
이와 같은 캘리브레이션 모드에서 광 출구(150)를 통해 송신되는 레이저 광은 제1 반사경(610)에 도달하게 되며, 제1 반사경(610)에 도달한 레이저 광은 제1 반사경(610)에서 반사되어 광 필터(630)를 통과하여 제2 반사경(620)으로 전달되며, 제2 반사경(620)은 제1 반사경(610)으로부터 반사되어 전달된 레이저 광이 광 수신부(200)의 입구에 포개어지도록 설치된 광학 보정 필터(750)를 통과하여 광 수신부(200)로 전달되도록 반사한다.
이처럼 광학 보정 필터(750)를 통과하여 광 수신부(200)로 전달된 광 신호는 신호 처리부(800)를 통해 전기 신호로 변환 및 증폭되며, 신호 분석부(850)는 신호 처리부(800)에 의해 변환 및 증폭된 전기 신호에 기초하여 굴뚝 먼지 측정기의 캘리브레이션을 실행한다.
아울러, 캘리브레이션 모드의 진행 과정에서 작업자가 복수의 광학 보정 필터(750) 중 어느 하나에 대한 선택 정보를 입력부(950)를 통해 입력함에 따라 제어부(900)는 제3 구동부(500)를 제어하여 필터 디스크(700)를 해당 선택 정보에 대응되는 각도만큼 회전시킴으로써 필터 디스크(700)의 복수의 홀 중 작업자가 선택한 광학 보정 필터(750)가 설치되어 있는 홀이 광 수신부(200)의 입구에 포개어진 상태가 되도록 한다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 굴뚝 먼지 측정기의 캘리브레이션을 실행함에 있어서 작업자가 광학 보정 필터(750)를 직접 수동 조작하지 않고 복수의 광학 보정 필터(750)가 설치되어 있는 필터 디스크(700)가 회전되도록 조작함으로써 굴뚝 먼지 측정기에 대한 캘리브레이션 작업의 효율성을 크게 개선할 수 있게 된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10: 본체 패널부, 100: 광 송신부,
150: 광 출구, 200: 광 수신부,
300: 제1 구동부, 400: 제2 구동부,
500: 제3 구동부, 600: 경로 전환부,
610: 제1 반사경, 620: 제2 반사경,
630: 광 필터, 700: 필터 디스크,
750: 광학 보정 필터.

Claims (2)

  1. 본체 패널부(10)의 배면에 설치되며, 오염 물질 검측 지점으로 광을 송신하는 광 송신부(100);
    상기 본체 패널부(10)의 배면에 설치되며, 상기 검측 지점에서 산란된 광을 수신하는 광 수신부(200);
    상기 본체 패널부(10)의 배면에 설치되며, 상기 광 송신부(100)의 설치 각도를 조절하는 구동부; 및
    상기 본체 패널부(10)의 전면에 설치되며, 상기 광 송신부(100)로부터 송신되는 광의 경로를 상기 광 수신부(200)로 전환시키는 경로 전환부(600);
    를 포함하며,
    상기 경로 전환부(600)는 일단이 회동축을 통해 상기 본체 패널부(10)의 전면 상에서 회동 가능하게 설치되고,
    상기 경로 전환부(600)가 상기 본체 패널부(10)의 전면 상에서 회동됨에 따라 상기 경로 전환부(600)에서의 상기 본체 패널부(10)의 전면과 마주보며 설치되는 면인 상기 경로 전환부(600)의 하부면의 일단은 상기 광 송신부(100)로부터 광이 송신되는 광 출구(150)에 포개어지며, 상기 경로 전환부(600)의 하부면의 타단은 상기 광 수신부(200)의 입구와 포개어지고,
    상기 경로 전환부(600)의 내부에는 제1 반사경(610)과 제2 반사경(620)이 설치되고,
    상기 광 출구(150)를 통해 상기 제1 반사경(610)에 도달한 광은 상기 제1 반사경(610)을 통해 상기 제2 반사경(620)으로 반사되며, 상기 제2 반사경(620)은 상기 제1 반사경(610)으로부터 반사되어 수신된 광을 상기 광 수신부(200)로 반사하고,
    상기 제1 반사경(610)으로부터 제2 반사경(620)으로의 광 경로 상에는 광 필터(630)가 설치되는 것인 먼지 측정기.
  2. 제1항에 있어서,
    작업자의 조절 명령에 기초하여 상기 구동부를 제어하는 제어부(900)를 더 포함하는 먼지 측정기.
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