KR20040032128A - 대기 중에 존재하는 다양한 종류의 가스 측정 장치 - Google Patents

대기 중에 존재하는 다양한 종류의 가스 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환경오염에 대한 관심이 고조되고 특히 대기오염에 따라 수반되는 다양한 부작용이 작업자 및 일반인들에서 발생하고 있음에 이에 적절히 대응하기 위하여 공기 중에 존재하는 인체 유해한 오염물질인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등이 대기 중에 각각 어느 정도 존재하는지를 센서로 감지하여 그 농도를 표시패널에 표시하여 주는 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 일반인들에게 널리 알려진 대기 오염원인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등의 유해가스들을 검출할 수 있는 센서들을 구비하고, 상기 각각의 유해가스들에 대한 농도를 표시 패널에 표시하여 주고, 그 농도가 어느 정도 이상이 되면 표시패널 또는 스피커를 통해서 경고 메시지를 나타내주거나 음성으로 알려줌으로써 작업자 들이나 일반인 들이 작업장 및 일반가정에 존재하는 유해가스에 대하여 적절히 대처(환기 및 공기청정기 설치)할 수 있게 하고, 필요에 따라 상기 가스들의 농도 변화를 주기적으로 관측하여 메모리에 기록/저장하는 수단을 구비하여 대기오염에 효과적으로 대처할 수 있게 하는 장치를 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

대기 중에 존재하는 다양한 종류의 가스 측정 장치{A gas measurement device of various kind in the air}
본 발명은 환경오염에 대한 관심이 고조되고 특히 대기오염에 따라 수반되는 다양한 부작용이 작업자 및 일반인들에서 발생하고 있음에 이에 적절히 대처하기 위하여 공기 중에 존재하는 인체 유해한 오염물질인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등의 유해가스들이 대기 중에 어느 정도 존재하는지를 센서로 감지하여 그 농도를 표시패널에 표시하여 적절하게 대처할 수 있게 해주는 장치에 관한 것이다.
종래 기술로는 공기 중에 존재하는 인체 유해한 오염물질인 황산화물(SOx), 질소산화물(NOx), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 이산화탄소(CO2), 오존(O3) 및 일산화탄소(CO) 가스들 중에서 특수한 목적을 위하여 하나 또는 두 종류 정도의 가스를 동시에 측정할 수 있는 장치 또는 연구실 수준에서 사용하는 고정밀 측정 장비들이 대부분이었으며, 이들 장비 역시 고가이면서 부피가 크고 무거워서 운반이 용이하지 않다는 문제점이 있었다. 또한 각각의 센서들에 의하여 측정된 가스의 농도를 주기적으로 저장하거나 원하는 서버로 전송하는 수단을 구비하고 있지 않아서 일간, 주간, 월간 및 연간 별 농도 변화의 관측이 용이하지 않았고, 또한 온 라인으로 원하는 서버(컴퓨터)로 데이터를 전송하는 수단이 없어서 작업자들이 일일이 필요한 장소에 가서 직접 측정하여 기록하는 불편함이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 종래기술의 문제점을 인식하고 안출된 것으로, 공기 중에 존재하는 인체 유해한 오염물질인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등의 가스들을 측정할 수 있는 상용의 센서를 이용하여 이들의 농도를 측정하여 상기 각각의 가스에 대한 농도를 표시패널에 표시하거나 검출된 가스의 농도가 설정치 이상일 경우에 그 가스에 대하여 경고메시지를 표시부에 나타내주거나 스피커를 통해서 음성메시지를 내보내어 환기나 필요한 공기 정화시설을 설치하여 이를 해결할 수 있는 정보를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 본 발명은 사용자 또는 일반인들이 필요로 하는 경우에 주기적으로 측정된 가스 농도를 메모리에 기록/저장하여 일간, 주간, 월간 및 연간 별로 가스의 농도의 변화를 기록/저장할 수 있는 수단을 구비함으로써 실험실에서 실험하는 작업자들 또는 일반인들이 본 장치를 적절히 이용할 수 있게 하고 측정된 결과에 근거하여 시간별 가스농도의 변화에 따라 적절히 대처할 수 있게 하는데 또 다른 목적이 있다.
도1은 본 발명에 다양한 유해가스 측정 장치의 개략도.
<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 본 발명에 따른 다양한 유해가스 감지 센서
2 : 다수의 채널을 구비한 A/D 변환기
3 : 마이크로프로세서 4 : 메모리 및 보조메모리
5 : 통신용모뎀 6,9 : 서버(사용자 서버)
7 : 표시 패널8 : 장치의 본체
본 발명은 환경오염에 대한 관심이 고조되고 특히 대기오염에 따라 수반되는 다양한 부작용이 작업자 및 일반인들에서 발생하고 있음에 이에 적절히 대응하기 위하여 공기 중에 존재하는 인체 유해한 오염물질인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등이 대기 중에 각각 어느 정도 존재하는지를 센서로 감지하여 그 농도를 표시패널에 표시해 주는 소형/경량의 유해가스 측정 장치에 관한것이다. 현재까지는 공기 중에 존재하는 인체 유해한 오염물질인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등의 가스들 중에서 하나 또는 두 종류의 가스를 선택적으로 측정할 수 있는 장치 및 실험실에서 사용되는 고정밀도를 가진 장비들이 대부분이었고, 일반인 들이 많이 접하는 상기 가스들의 농도를 측정할 수 있는 장치들이 고가이면서 비교적 부피가 크고, 무거워서 일반인들이 원하는 다양한 가스들을 비교적 간단하게 측정할 수 있는 소형/경량의 장치는 없었다. 본 발명에 따른 구성 수단들을 보다 구체적으로 살펴보면, 인체 유해하고 일반인들에게 잘 알려진 대표적인 대기 오염물질인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등의 가스 들을 검출할 수 있는 상용의 감지 센서(도1의1)들을 장치의 일측에 부착하고, 상기 부착된 감지 센서들이 감지한 다수의 아날로그 신호들을 동시에 처리할 수 있는 다수의 채널을 구비한 A/D 변환기를 이용하여 디지털 신호로 변환한다. 변환된 디지털 신호들은 메모리 상에 입력되어 저장되고 필요시에 마이크로프로세서를 사용하여 기 설정된 설정치와 비교하여 표시패널에 경고메시지를 내보낸다. 상기 메모리에 입력된 디지털 신호는 상기 상용 센서들의 제품설명서에서 제공하는 센서의 특성에 기초하여 기 설정되어 있는 데이터(변환테이블) 또는 수식을 이용하여 각각의 센서들에서 입력된 디지털 신호의 크기와 대비하거나 주어진 수식에 입력하여 측정된 수치가 해당하는 가스들의 농도를 표시 패널(표시부, 소형 LCD, EL 등)에 표시하여 준다. 상기 각각의 센서들로부터 입력된 아날로그 신호들은 다수의 채널(10개 이상)을 구비한 고속 A/D 변환기를 거쳐서 디지털 신호로 변환되고, 이들 디지털 신호로 변환된 데이터들을 실시간으로 컴퓨터에 의하여 처리된다. 상기 다수의 센서들로부터 입력된 아날로그 신호가 디지털 신호로 변환되는 과정과 변환된 디지털 신호의 처리는 모두 메모리에 기 저장된 데이터 처리용 소프트웨어 프로그램에 의하여 이루어지며, 상기 프로그램은 각각의 가스들에 대한 현재의 농도를 연산하여 표시 패널에 나타내줌과 동시에 현재 측정된 농도가 메모리에 기 설정해 둔 경보용 수치보다 높을 경우에 표시 패널에 경보용 메시지를 내보내고, 사용자가 원하는 경우에는 메모리에 저장된 음성 메시지를 이용하여 스피커를 통해서 필요한 음성메시지를 내보내게 된다. 또한 상기 각각의 센서들에 의하여 측정된 데이터들은 사용자의 필요에 따라 주기적으로 상기 메모리 내부에 저장할 수 있는 기능을 두어 일간, 주간, 월간, 연간 데이터를 원하는 주기( 몇 초당, 몇 분당, 시간당 등)로 하드메모리 또는 보조메모리에 저장/기록할 수 있으며, 필요한 경우에 사용자가 원하는 서버(컴퓨터)로 주기적으로 원하는 데이터들을 전송할 수 있는 통신용 모뎀 또는 이와 유사한 전송수단을 더 구비한다. 물론 상기 데이터를 저장하는 도중에 메모리의 용량이 초과할 경우에는 표시패널에 미리 메시지를 나타내주거나 자동으로 외부에 삽입된 보조메모리인 CD 또는 하드메모리에 저장할 수 있는 수단을 더 구비한다. 본 발명에 따른 다양한 종류의 인체 유해한 가스들을 측정할 수 있는 장치는 이를 제어하기 위한 다양한 종류의 제어 버튼들을 구비하고있고, 다양한 메시지와 다양한 가스들의 농도를 표시해주는 표시패널(LCD, EL 등)을 구비한다. 또한 본 발명에 따른 장치는 사용자들이 편리하게 사용할 수 있도록 무선송수신기를 장착하고 리모콘에 의하여 작동할 수 있는 수단을 구비한다. 본 발명에 따른 장치는 상기 각종 센서들로부터 입력되는 아날로그 신호들을 다수의 채널을 가진 A/D 변환기와 마이크로프로세서 등을 이용하여 여러 가지 센서들에 의하여 측정된 신호들을 동시에 처리하고 측정치와 설정치를 비교하여 설정치 이상일 경우에 경고메시지를 내보는 기능, 원하는 가스의 농도를 주기적으로 저장하는 기능, 모뎀을 통해서 원하는 서버로 데이터를 전송하는 기능 및 시스템 자체 진단기능 등을 구비하고 있으며, 이러한 기능들은 본 장치의 작동을 위하여 설계되어 메모리에 기 저장된 소프트웨어 프로그램에 의하여 이루어진다. 본 발명에 따른 측정 장치는 사용자나 소비자가 측정하기를 원하는 또 다른 가스가 있다면 그에 해당하는 상용의 센서를 손쉽게 부가할 수 있게 확장 팩, A/D 변환을 위한 채널 및 간단한 소프트웨어 프로그램의 변경으로 이를 달성할 수 있게 이루어져 있다.
[실시 예]
본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 살펴보면,
a) 공기 중에 존재하는 인체 유해한 오염물질인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등의 가스들을 감지하는 가스 감지 센서들을 장비의 일측에 구비한다.
b) 상기 각종 센서들로부터 입력되는 아날로그 신호들을 디지털 신호로 변환해 주는 다수의 채널(12개 정도)을 가진 고속 A/D 변환기에서 디지털 신호로 변환한다.
c) 상기 변환된 디지털 신호들은 상기 각각의 상용 센서들의 제품 판매 시에 제공되는 데이터에 기초하여 메모리 상에 변환테이블을 만들거나 주어진 수식을 이용하여 농도(ppm 또는 ppb)로 연산하여 현재의 가스 농도를 표시 패널에 나타내주고, 상기 가스 감지 센서들에 의하여 측정된 신호를 메모리에 기 설정해 둔 데이터와 비교하여 설정치 이상이 되면 표시패널에 경고메시지(예를 들면, “SO2가스의 농도가 허용치보다 높습니다.)를 표시하여 주거나 스피커를 통해서 음성으로 알려준다.
d) 사용자가 필요할 경우에 원하는 가스의 농도를 소프트웨어의 타이머기능을 사용하여 주기별(예를 들면, 초당, 분당, 시간 단위 등)로 하드메모리에 저장/기록할 수 있는 수단을 구비하고, 메모리의 용량이 부족할 경우에는 보조 CD 또는 하드메모리를 이용하여 저장할 수 있는 수단이 더 부가된다.
e) 상기 다양한 센서들로부터 입력되는 다양한 가스들의 농도는 장치 본체(도1의 8)에 저장/기록하는 수단을 구비함은 물론이고, 통신용 모뎀이나 기타 통신 수단을 통해서 실시간 또는 주기적으로 사용자가 원하는 서버로 전송할 수 있는 수단(기능)을 구비하고 있다.
본 발명은 공기 중에 존재하는 인체 유해한 오염물질인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등의 가스들을 각각 측정할 수 있는 상용의 센서들을 이용하여 이들의 농도를 측정하여 상기 가스 각각에 대한 농도를 표시패널에 표시하거나 검출된 가스의 농도가 설정치 이상일 경우에 그 가스에 대하여 경고메시지나 스피커를 통해서 음성메시지를 내보내어 공기오염에 대응하여 적절한 조치(환기 또는 정화기 설치)를 취할 수 있도록 정보를 제공하는 작용효과가 있다. 또한 본 발명은 사용자 또는 일반인들이 필요로 할 경우에 주기적으로 측정된 농도를 메모리에 기록/저장하여 일간, 주간, 월간 및 연간 별로 원하는 가스의 농도변화를 표시하는 수단을 구비함으로써 이들 값을 실험실에서 실험하는 작업자들 또는 일반인들이 적절히 이용하거나 가스농도의 변화에 따라 대처할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 공기 중에 존재하는 인체 유해한 오염물질인 아황산가스(SO2,이산화황), 일산화질소(NO), 이산화질소(NO2), 휘발성 유기화합물류(VOCs), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 오존(O3) 등의 가스들을 동시에 측정하는 장치에 있어서,
    상기 장치의 일측에 부착되어 상기 유해가스 들을 검출하는 가스 검출 센서들과,
    상기 다양한 가스 검출 센서들에 의하여 측정된 아날로그 전기신호들을 디지털 전기 신호로 변환하여 주는 다수의 채널을 구비한 A/D 변환기와,
    상기 디지털 신호로 변환된 측정 데이터를 메모리 상에 저장된 변환테이블 또는 수식을 이용하여 각각의 가스별로 현재의 농도를 연산하는 연산수단과,
    상기 연산 수단에 의하여 측정된 농도를 나타내주는 표시부(표시패널)를 구비한 대기 중에 존재하는 다양한 가스 측정 장치.
  2. 청구항1에 있어서,
    상기 각각의 가스별로 농도를 연산하는 연산수단은 각각의 가스에 대하여 인체 유해하다고 인정되는 허용치를 메모리 상에 입력 저장하고 이와 대비하여 측정치가 높을 경우에 경고 메시지를 상기 표시부에 나타내주거나 스피커를 통하여 음성메시지로 내보내는 수단을 더 구비한 대기 중에 존재하는 다양한 가스 측정 장치.
  3. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
    상기 각각의 가스별로 농도를 연산하는 연산수단은 연산된 농도의 변화를 관측하기 위하여 주기별로 데이터를 저장/기록하는 수단을 더 구비한 대기 중에 존재하는 다양한 가스 측정 장치.
  4. 청구항3에 있어서,
    상기 장치를 제어하는 수단은 다수의 제어버튼 또는 무선송수신기를 이용하여 리모콘으로 제어할 수 있는 수단을 더 구비한 대기 중에 존재하는 다양한 가스 측정 장치.
  5. 청구항4에 있어서,
    상기 다양한 센서들로부터 측정되어 연산된 가스들의 농도는 모뎀이나 기타 통신 수단을 통해서 실시간 또는 일정 주기로 사용자가 원하는 서버로 전송할 수 있는 통신용 모뎀 또는 이와 유사한 전송수단을 더 구비한 대기 중에 존재하는 다양한 가스 측정 장치.
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