KR20140092584A - 복합 악취 분석 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복합 악취 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 현장 또는 시스템 내부의 온도, 습도 및 복합 악취를 측정하는 측정부, 상기 측정부에서 측정된 악취 측정 데이터를 정규화하여 복합 악취에 포함된 가스들을 판별하고, 상기 판별된 가스들의 가스 농도를 각각 구하며, 상기 측정부에서 측정된 온습도 측정값을 근거로 상기 구해진 가스 농도를 각각 보정하는 분석부를 포함한다.

Description

복합 악취 분석 시스템 및 방법{System and Method for complex malodor analysis}
본 발명은 복합 악취 분석 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현장 또는 시스템 내부의 온도, 습도 및 복합 악취를 실시간으로 측정하고, 측정된 악취 측정 데이터를 정규화하여 복합 악취에 포함된 가스들을 판별하며, 판별된 가스들의 가스 농도를 각각 구하고, 구해진 가스 농도를 온습도 측정값을 근거로 보정하여 사용자에게 제공하는 복합 악취 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.
산업이 발전함에 따라 산업 단지에서 발생하는 악취가 주변 지역에 미치는 영향이 사회적으로 문제가 되고 있다. 이에 정부에서는 악취 방지법을 제정하여 악취 발생량을 법적으로 규제하고 있다.
악취 방지법의 시행과 함께 제시된 악취공정시험법에서는 악취물질의 농도를 측정하기 위하여 공기 희석 관능법과 기기 분석법을 제시하였다. 이러한, 악취공정시험법에서 제시하고 있는 악취 측정 방법은 악취 발생 현장에서 채취한 공기의 성분을 분석하여 포함되어 있는 악취의 농도를 파악하고, 공기 희석 관능법으로 악취의 취기를 평가하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 악취방지법령집에서는 복합 악취에 대한 명확한 기준이 없고, 공기 희석 관능법 외에는 복합 악취 측정 방법이 없기 때문에, 시료 채취 후 악취 성분을 분석하기 위한 시간이 추가로 소요되는 단점이 있었다.
또한, 악취는 단일 형태가 아닌 두 가지 이상의 악취 물질이 복합적으로 존재하여 사람의 후각을 자극하는데, 악취방지법령집에서 정의한 지정 악취 물질만을 측정하므로, 지정된 악취 물질 외의 다른 악취 물질은 측정할 방법이 없었고, 복합악취에 대한 모니터링 서비스를 제공하지 못하였다.
또한, 악취방지법령집에서 정의한 지정악취물질 대한 단일 농도 측정 및 모니터링 서비스만을 제공하는 단점이 있었다.
한국등록특허 제10-1022267호, 발명의 명칭 '악취 모니터링 시스템'
본 발명의 목적은 악취방지법령에 정의된 지정 악취물질은 물론 두 가지 이상의 악취 물질이 복합적으로 결합된 복합 악취를 주요 대상으로, 복합 악취 시료를 채취하여 분석하는 것이 아니라 현장에서 실시간으로 복합 악취를 분석할 수 있는 복합 악취 분석 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 악취 관리 지역에서 발생하는 복합 악취에 대한 데이터를 실시간으로 취득하고, 취득된 데이터를 기초로 복합 악취를 구성하는 가스 종류 및 그 가스들의 농도를 실시간으로 구할 뿐만 아니라, 각 가스들의 농도를 보정할 수 있는 복합 악취 분석 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 악취 관리 지역의 현장에서 복합 악취를 실시간으로 측정하고, 복합 악취에 대한 평가 기준을 사용자에게 제공할 수 있는 복합 악취 분석 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 현장 또는 시스템 내부의 온도, 습도 및 복합 악취를 측정하는 측정부, 상기 측정부에서 측정된 악취 측정 데이터를 정규화하여 복합 악취에 포함된 가스들을 판별하고, 상기 판별된 가스들의 가스 농도를 각각 구하며, 상기 측정부에서 측정된 온습도 측정값을 근거로 상기 구해진 가스 농도를 각각 보정하는 분석부를 포함하는 복합 악취 분석 시스템이 제공된다.
상기 측정부는 온도를 측정하는 온도센서, 습도를 측정하는 습도 센서, 악취 측정 센서 어레이를 통해 외부에서 흡입되는 복합 악취에 대한 각 악취 측정 센서의 반응을 샘플링하고, 그 샘플링된 악취 측정 센서의 반응을 악취 측정 데이터로 출력하는 복합 악취 측정 모듈을 포함할 수 있다.
상기 분석부는 각 악취 측정 센서로부터 취득된 악취 측정 데이터를 악취 측정 센서들의 악취 측정 데이터 총합으로 나누어, 각 악취 측정 센서의 악취 측정 데이터를 정규화하는 가공 모듈, 상기 가공 모듈에서 정규화된 악취 측정 데이터를 분석하여 복합 악취에 포함된 가스들을 판별하고, 상기 판별된 가스들의 가스 농도를 각각 구하는 복합 악취 성분 분석 모듈, 상기 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값 간의 편차를 룩업 테이블에 매칭하여 보정 수치를 획득하고, 상기 획득된 보정 수치를 상기 복합 악취 성분 분석 모듈에서 구해진 가스 농도에 적용하여 가스 농도를 보정하는 보정 모듈, 상기 보정 모듈에서 보정된 각 가스의 가스 농도를 저장부에 저장된 가스 농도와 비교하여 갱신이 필요한 경우 갱신하고, 그 갱신된 정보를 사용자에게 제공하는 저장 제어 모듈을 포함할 수 있다.
상기 복합 악취 성분 분석 모듈은 상기 정규화된 악취 측정 데이터를 가스 종류별로 설정된 기준치와 비교하고, 그 비교결과를 기초로 복합 악취에 포함된 가스들을 판별하거나, 상기 정규화된 악취 측정 데이터를 기 정의된 성분 분석 알고리즘에 적용하여 복합 악취에 포함된 가스들을 판별할 수 있다.
또한, 상기 복합 악취 성분 분석 모듈은 기 저장된 가스량에 대응되는 농도에 대한 정보를 기초로 각 가스들의 농도를 구할 수 있다.
상기 보정 모듈은, 상기 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값간의 편차에 해당하는 제1 보정 수치를 Basic Lookup Table에서 획득하고, Sub Template Lookup Table을 검색하여 각 가스별로 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는지 판단하며, 존재하는 가스의 경우 해당 가스의 제2 보정수치를 획득하여, 제2 보정 수치 또는 제1 보정 수치와 제2 보정 수치의 조합을 보정 수치로 획득하고, 존재하지 않은 가스의 경우 제1 보정 수치를 보정 수치로 보정 수치로 획득할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복합 악취 분석 시스템이 복합 악취를 분석하는 방법에 있어서, (a) 현장 또는 시스템 내부의 온도 및 습도를 측정하고, 악취 측정 센서 어레이를 통해 복합 악취를 측정하는 단계, (b) 각 악취 측정 센서로부터 측정된 악취 측정 데이터를 정규화하는 단계, (c) 상기 정규화된 악취 측정 데이터를 분석하여 복합 악취에 포함된 가스들을 구분하고, 상기 구분된 가스들의 가스 농도를 각각 구하는 단계, (d) 상기 측정된 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값 간의 편차를 룩업 테이블에 매칭하여 상기 구분된 가스들의 보정 수치를 각각 획득하는 단계, (e) 상기 획득된 보정 수치를 상기 해당 가스의 가스 농도에 적용하여 각 가스의 가스 농도를 보정하는 단계를 포함하는 복합 악취 분석 방법이 제공된다.
상기 (b) 단계는 각 악취 측정 센서로부터 취득된 악취 측정 데이터를 악취 측정 센서들의 악취 측정 데이터 총합으로 나누어, 각 악취 측정 센서의 악취 측정 데이터를 정규화할 수 있다.
상기 (c) 단계는, 상기 정규화된 악취 측정 데이터를 가스 종류별로 설정된 기준치와 비교하고, 그 비교결과를 기초로 상기 복합 악취에 포함된 가스들을 구분하거나, 상기 정규화된 악취 측정 데이터를 기 정의된 성분 분석 알고리즘에 적용하여 상기 복합 악취에 포함된 가스들을 구분하는 단계, 기 저장된 가스 종류별 가스량에 따른 농도에 대한 정보를 기초로 상기 구분된 가스들의 농도를 각각 구하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 (d) 단계는 상기 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값간의 편차에 해당하는 제1 보정 수치를 구비된 Basic Lookup Table에서 획득하는 단계, 구비된 Sub Template Lookup Table을 검색하여 각 가스별로 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는지 판단하는 단계, 상기 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는 가스의 경우, Sub Template Lookup Table에서 제2 보정 수치를 획득하여, 제2 보정 수치 또는 제1 보정 수치와 제2 보정 수치의 조합을 보정 수치로 획득하고, 상기 제1 보정수치에 대응되는 제2 보정수치가 존재하지 않은 가스의 경우, 제1 보정 수치를 보정 수치로 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 악취방지법령에 정의된 지정 악취물질은 물론 두 가지 이상의 악취 물질이 복합적으로 결합된 복합 악취를 현장에서 실시간으로 측정 및 분석할 수 있다.
또한, 악취 관리 지역에서 발생하는 복합 악취에 대한 데이터를 실시간으로 취득하고, 취득된 데이터를 기초로 복합 악취를 구성하는 가스 종류 및 그 가스들의 농도를 실시간으로 구할 뿐만 아니라, 각 가스들의 농도를 보정할 수 있다.
또한, 악취 관리 지역의 현장에서 복합 악취를 실시간으로 측정하고, 복합 악취에 대한 평가 기준을 사용자에게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 악취 분석 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 악취 측정값을 정규화하는 것을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스종류별 가스량에 따른 농도를 나타낸 그래프 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 룩업 테이블의 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복합 악취 분석 시스템이 복합 악취를 분석하는 방법을 나타낸 도면.
본 발명의 전술한 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합 악취 분석 시스템을 나타낸 도면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 악취 측정값을 정규화하는 것을 설명하기 위한 예시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가스종류별 가스량에 따른 농도를 나타낸 그래프 예시도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 룩업 테이블의 예시도이다.
도 1을 참조하면, 복합 악취 분석 시스템(100)은 측정부(110), 분석부(120), 저장부(130), 제어부(140), 입력부(150), 출력부(160), 통신부(170)를 포함한다.
측정부(110)는 온도 또는 습도를 측정하는 온/습도 측정 모듈(112), 악취를 측정하는 복합 악취 측정 모듈(114)을 포함한다.
온/습도 측정 모듈(112)은 현장 또는 시스템 내부의 온도를 측정하는 온도센서, 현장 또는 시스템 내부의 습도를 측정하는 습도 센서를 포함할 수 있다.
복합 악취 측정 모듈(114)은 악취 측정 센서 어레이를 통해 외부에서 흡입되는 복합 악취에 대한 각 악취 측정 센서의 반응을 샘플링하고, 샘플링된 악취 측정 센서의 반응을 악취 측정 데이터로 출력한다. 여기서, 악취 측정 센서의 반응은 악취 측정 센서에서 측정된 악취 측정 값을 의미하고, 악취 측정 데이터는 실시간 또는 일정 주기로 각 악취 측정 센서로부터 측정된 악취 측정값들의 집합일 수 있다. 이러한 복합 악취 측정 모듈(114)은 다수의 악취 측정 센서가 어레이로 배치되고, 악취 측정 센서는 반도체식 센서, 전기화학식 센서, 광센서 등이 사용될 수 있다. 악취 측정 센서는 센서의 종류와 특성에 따라 악취 원인 물질과 어느 정도 반응하는지 달라질 수 있고, 각기 다른 특성 곡선을 갖는 센서일 수 있다.
온/습도 측정 모듈(112)과 복합 악취 측정 모듈(114)로 구성된 측정부(110)는 온습도 측정값과 악취 측정 데이터를 포함하는 측정 데이터를 분석부(120)로 전달한다. 여기서, 측정 데이터는 온습도 측정값, 악취 측정 데이터, 측정 시간 등을 포함할 수 있다.
분석부(120)는 측정부(110)로부터 전달받은 측정 데이터를 분석하여 복합 악취를 구성하는 가스들을 판별하고, 판별된 가스들의 농도를 각각 구한 후, 구해진 가스 농도의 보정 여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 각 가스의 농도를 보정한다.
이러한 분석부(120)는 가공모듈(122), 복합 악취 성분 분석 모듈(124), 보정모듈(126), 저장 제어 모듈(128)을 포함한다.
가공모듈(122)은 측정부(110)로부터 전달받은 온/습도 측정값과 악취 측정 데이터를 포함하는 측정 데이터를 정규화 및 객체화한다.
즉, 복합 악취 측정 모듈(114)을 통해 취득된 악취 측정 데이터들은 패턴 인식과 주요 성분 분석을 위해 데이터 정규화가 필요하다. 이를 위해 가공 모듈(122)은 측정부(110)에서 측정된 악취 측정 데이터의 최고치부터 일정 구간의 악취 측정 데이터를 악취 측정 센서별로 획득한다. 그런 후, 가공 모듈(122)은 획득된 각 악취 측정 센서의 악취 측정 데이터를 악취 측정 센서들의 악취 측정 데이터 총합으로 나누어, 각 악취 측정 센서의 악취 측정 데이터를 정규화한다. 이를 통해 가공 모듈(122)은 악취 측정 센서별로 정규화된 악취 측정 데이터를 출력하게 된다.
즉, 가공 모듈(122)은 수학식 1을 이용하여 각 악취 측정 센서의 악취 측정 데이터를 정규화한다.
Figure pat00001
여기서, s_ni는 i번 악취 측정 센서의 정규화된 악취 측정 데이터, si는 i번 악취 측정 센서에서 측정된 악취 측정 데이터,
Figure pat00002
는 모든 악취 측정 센서에서 측정된 악취 측정 데이터들의 총합일 수 있다.
악취 측정 데이터의 정규화에 대해 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. 도 2를 참조하면, A영역은 4개의 악취 측정 센서로부터 받은 악취 측정 데이터의 최고치부터 4개의 악취 측정 데이터를 2차원 배열에 저장한 값이다. A영역의 악취 측정 데이터를 수학식 1을 이용하여 정규화하면, B영역의 값들로 표시될 수 있다. 정규화를 통해 나타난 레코드의 값들을 합산하면, '1'의 값을 가지게 되므로, 반복적인 측정으로 일정한 규칙을 가지게 된다. 이와 같이 악취 측정 센서의 악취 측정 데이터를 정규화하는 과정을 반복하면, 정규화된 악취 측정 데이터는 일정한 패턴을 가지게 된다. 이러한 패턴은 복합 악취에 포함된 가스들을 구분하는데 이용될 수 있다. 따라서, 가공 모듈(122)은 복합 악취 종류 구분을 위해 악취 측정 데이터를 정규화한다.
또한, 측정부(110)로부터 전달받은 측정 데이터는 온습도 측정값, 악취 측정 데이터, 측정시기, 기능구분 등을 포함하므로, 가공 모듈(122)은 이러한 측정 데이터를 한 클래스안에 저장한다. 즉, 가공모듈(122)은 측정된 개별 데이터를 Acquired Data에 모아 하나의 Class로 객체화한다. 여기서, 기능 구분은 테스트, 보정 등을 포함할 수 있다.
복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 가공 모듈(122)에서 정규화된 악취 측정 데이터를 분석하여 복합 악취에 포함된 가스들을 구분하고, 그 구분된 가스들의 농도를 구한다. 복합 악취는 톨루엔, 아세트 알데히드, 메틸머갑탄, 암모니아, 황화 수소 등 22종(예컨대, 악취방지법 제2조2호 지정악취물질) 악취 가스들이 혼합된 것으로, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 기 설정된 기준치 또는 성분 분석 알고리즘을 이용하여 복합 악취에 포함된 가스들을 구분할 수 있다.
복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 정규화된 악취 측정 데이터를 가스 종류별로 설정된 기준치와 비교하고, 그 비교결과를 기초로 가스 종류를 구분할 수 있다. 즉, 악취 측정 센서에는 반응하는 가스 종류가 미리 설정되어 있고, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)에는 가스 종류를 구분하기 위한 기준치가 미리 설정되어 있다. 따라서, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 각 악취 측정 센서의 정규화된 악취 측정 데이터를 가스 종류별로 설정된 기준치와 비교하고, 그 비교결과를 기초로 가스들을 구분할 수 있다.
예를 들어, 제1 악취 측정 센서는 톨루엔에 반응하는 센서이고, 기준치가 '0.1'로 설정되었다고 가정하여 설명하기로 한다. 이 경우, 제1 악취 측정 센서의 정규화된 악취 측정 데이터가 '0.1'이상의 값을 갖는 패턴을 가진 경우, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 복합 악취에 '톨루엔'이 포함되어 있다고 판별할 수 있다.
또한, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 정규화된 악취 측정 데이터를 기 정의된 성분 분석 알고리즘에 적용하여 복합 악취에 포함된 가스들을 판별할 수도 있다. 여기서, 성분 분석 알고리즘은 PCA(Principal Components Analysis) 등을 포함할 수 있다.
상기와 같은 방법을 통해 복합 악취에 포함된 가스 종류가 구분되면, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 구분된 가스들의 농도를 구한다. 이때, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 가스별 가스량에 대응되는 농도에 대한 정보를 미리 저장하고 있으므로, 그 정보를 이용하여 각 가스의 농도를 구할 수 있다. 여기서, 가스량은 해당 악취 측정 센서에서 측정된 악취 측정 데이터를 기초로 산출된 값으로, 예컨대, 최고치의 악취 측정 값부터 일정 주기 동안의 악취 측정 값을 평균한 값을 가스량으로 산출할 수 있다. 가스별 가스량에 대응되는 농도에 대한 정보는 테이블, 그래프 등의 다양한 형태로 저장되어 있다. 예를 들어, 도 3과 같이 가스별 가스량에 대응되는 농도 값이 정의된 그래프를 미리 저장하고 있는 경우, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 가스 종류가 구분되면, 해당 가스의 가스량에 따른 농도 값을 그래프로부터 획득할 수 있다. 예컨대, 톨루엔의 양이 '-40'인 경우, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 톨루엔의 농도를 '1ppm'으로 구할 수 있다.
또한, 복합 악취 성분 분석 모듈(124)은 가스의 흡착량과 측정 가스의 농도의 특성 관계식으로부터, 측정 가스의 농도를 구할 수 있다. 여기서, 특성 관계식은 다수의 측정 가스 샘플에 흡착량을 측정하여, 흡착량과 가스 샘플의 농도간의 회귀분석 방법으로 얻어진다.
보정 모듈(126)은 복합 악취성분 분석 모듈(124)에서 구해진 가스 농도의 보정 여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 각 가스의 농도를 보정한다. 이때, 보정 모듈(126)은 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값 간의 편차를 룩업 테이블에 매칭하여 보정 수치를 획득하고, 그 획득된 보정 수치를 각 가스 농도에 적용하여 각 가스의 농도를 보정한다. 여기서, 룩업 테이블(400)은 도 4와 같이 Basic Lookup Table(410)과 복수 개의 Sub Template Lookup Table(420)로 구성되어 있다. Basic Lookup Table(410)은 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값간의 편차에 해당하는 제1 보정 수치들이 저장되어 있다. Sub Template Lookup Table(420)은 가스 종류별로 존재하고, 각 가스의 Sub Template Lookup Table(420)에는 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정수치들이 설정되어 있다. 따라서, 보정 모듈(126)은 Basic Lookup Table(410) 또는 Sub Template Lookup Table(420)을 이용하여 보정 수치를 획득할 수 있다.
즉, 보정 모듈(126)은 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값간의 편차에 해당하는 제1 보정 수치를 Basic Lookup Table(410)에서 획득한다. 그런 후, 보정 모듈(126)은 Sub Template Lookup Table(420)을 검색하여 각 가스별로 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는지 판단한다. 보정 모듈(126)은 Sub Template Lookup Table(420)에 제1 보정수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는 경우, 해당 가스의 제2 보정수치를 획득하고, 제2 보정 수치 또는 제1 보정 수치와 제2 보정 수치의 조합을 보정 수치로 획득할 수 있다. 만약, Sub Template Lookup Table(420)에 해당 가스의 제2 보정 수치가 존재하지 않으면, 보정 모듈(126)은 제1 보정 수치를 보정 수치로 획득할 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 보정 모듈(126)은 가스별 보정 수치를 획득할 수 있다.
상기와 같이 보정 수치가 획득되면, 보정 모듈(126)은 각 가스의 보정 수치와 해당 가스 농도를 곱 연산하여 보정된 가스 농도를 구한다. 여기서, 보정 수치는 제1 보정 수치, 제2 보정수치, 제1 보정수치와 제2 보정수치의 조합에 의한 수치 중 적어도 하나일 수 있다.
보정 모듈(126)은 복합 악취 측정 모듈(124)의 온습도 측정값과 고정된 온습도 환경에서 측정된 온습도 값을 비교하고, 그 비교결과에 따른 차이를 통해 가스 농도 수치가 감소하거나 상승하였을 경우 룩업 테이블과 매칭하여 가스농도를 보정한다. 다시 말하면, 보정 모듈(126)은 온습도 측정값이 기 설정된 온습도 값과 차이가 존재하면, 습도, 온도 등의 상태가 기 설정된 온습도 값과 동일해지도록 가스 농도를 보정한다. 이를 위해 보정 모듈(126)은 제어부(140)로 가스 농도 보정 요청 신호를 전송한다. 여기서, 가스 농도 보정 요청 신호는 온도, 습도, 무취 공기 중 적어도 하나에 대한 제어 명령을 포함할 수 있다.
저장 제어 모듈(128)은 보정 모듈(126)에서 보정된 가스 농도를 저장부(130)에 저장된 가스 농도와 비교하여, 갱신이 필요한 경우 갱신하고, 그 갱신된 정보를 사용자에게 제공한다. 이때, 저장 제어 모듈(128)은 갱신된 정보가 출력부(160)를 통해 출력되도록 하거나, 통신부(170)을 통해 기 설정된 사용자 단말로 전송되도록 할 수 있다. 사용자는 출력된 가스 농도를 보고, 온도, 습도, 공기 등을 보정하기 위한 가스 농도 보정 이벤트를 입력부(150)를 통해 입력하고, 제어부(140)는 입력된 가스 농도 보정 이벤트에 해당하는 동작을 수행한다. 여기서, 가스 농도 보정 이벤트는 온도, 습도, 무취 공기 중 적어도 하나에 대한 제어 명령을 포함할 수 있다.
제어부(140)는 각 이벤트에 해당하는 액츄에이터(예컨대, pumping motor, solenoid valve, fan, led 등을 포함함)를 제어하여 가스의 흡입 여부, 가스 흡입 경로 제어, 시스템 내 환경 유지, 시스템 상태를 제어한다.
제어부(140)는 보정모듈(126)로부터 가스 농도 보정 요청 신호가 수신되거나,입력부(150)를 통해 가스 농도 보정 이벤트가 입력된 경우, 온도 보정기(미도시), 습도 보정기(미도시), 무취 공기 공급기(미도시)를 제어하여, 온도, 습도, 공기 등을 보정한다. 이에, 온도 보정기는 제어부(140)의 제어에 따라 흡인된 공기의 온도를 높이거나 낮추고, 습도 보정기는 제어부(140)의 제어에 따라 흡입된 공기의 습도를 높이거나 낮추며, 무취 공급기는 제어부(140)의 제어에 따라 흡입된 공기에 무취의 공기를 부가하여 가스 농도가 보정되도록 한다.
또한, 제어부(140)는 입력부(150)를 통해 입력된 각 이벤트에 맞는 함수들을 제어하여 목적에 맞는 제어를 수행한다. 예를 들어, 입력부(150)를 통해 "Reset"이라는 이벤트가 발생했을 경우, 제어부(140)는 시스템 내부의 System_init()라는 함수를 수행하여 프로세스를 초기화시킨다.
입력부(150)는 복합 악취 분석 시스템(100)의 동작 제어를 위한 사용자 요청을 입력받기 위한 수단으로서, 사용자의 조작에 따라서 사용자의 요청을 전기 신호로 변환하여 제어부(140)로 전송한다.
출력부(160)는 분석부(120)에서 분석된 데이터를 출력한다. 이러한 출력부(120)는 예를 들어 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등으로 구현될 수 있다.
통신부(170)는 통신망을 통해 외부와 데이터를 교환하기 위한 통신 수단으로서, 예를 들어 이동통신, 위성통신 등의 무선 통신모듈, 인터넷 등의 유선 통신모듈, 와이파이 등의 근거리 무선 통신모듈 등을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 복합 악취 분석 시스템이 복합 악취를 분석하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 복합 악취 분석 시스템은 현장 또는 시스템 내부의 온/습도, 복합 악취를 측정하고(S502), 악취 측정 데이터를 정규화한다(S504). 즉, 복합 악취 분석 시스템은 온도 센서를 통해 온도를 측정하고, 습도 센서를 통해 습도를 측정하며, 복수의 악취 측정 센서를 통해 악취를 측정한다. 그런 후, 복합 악취 분석 시스템은 각 악취 측정 센서로부터 측정된 악취 측정 데이터를 수학식 1을 이용하여 정규화한다.
단계 S504의 수행 후, 복합 악취 분석 시스템은 정규화된 악취 측정 데이터를 근거로 복합 악취에 포함된 가스들을 구분한다(S506). 즉, 복합 악취 분석 시스템은 정규화된 악취 측정 데이터를 가스 종류별로 설정된 기준치와 비교하고, 그 비교결과를 기초로 복합 악취를 구성하고 있는 가스 종류를 판별할 수 있다. 또한, 복합 악취 분석 시스템은 정규화된 악취 측정 데이터를 기 정의된 성분 분석 알고리즘에 적용하여 가스 종류를 판별할 수도 있다.
단계 S506의 수행 후, 복합 악취 분석 시스템은 구분된 가스들의 농도를 각각 구한다(S508). 복합 악취 분석 시스템은 가스 종류마다 가스량에 대응되는 농도 값이 정의된 정보를 미리 저장하고 있으므로, 각 가스의 가스량에 대응되는 농도값을 구할 수 있다.
단계 S508의 수행 후, 복합 악취 분석 시스템은 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값 간의 편차를 룩업 테이블에 매칭하여 보정 수치를 획득한다(S510). 이때, 복합 악취 분석 시스템은 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값간의 편차에 해당하는 제1 보정 수치를 기 정의된 Basic Lookup Table에서 획득한다. 그런 후, 복합 악취 분석 시스템은 기 정의된 Sub Template Lookup Table을 검색하여 각 가스별로 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는지의 여부를 판단한다. 그 판단결과 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는 가스의 경우, 복합 악취 분석 시스템은 Sub Template Lookup Table에서 제2 보정 수치를 획득하고, 제2 보정 수치 또는 제1 보정 수치와 제2 보정 수치의 조합을 보정 수치로 획득할 수 있다. 만약, Sub Template Lookup Table에 제1 보정수치에 대응되는 제2 보정수치가 존재하지 않은 가스의 경우, 복합 악취 분석 시스템은 제1 보정 수치를 보정 수치로 획득할 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 복합 악취 분석 시스템은 가스별 보정 수치를 획득할 수 있다.
단계 S510이 수행되면, 복합 악취 분석 시스템은 각 가스별로 획득된 보정 수치를 상기 구해진 해당 가스 농도에 적용하여 각 가스의 농도를 보정한다(S512). 이때, 복합 악취 분석 시스템은 각 가스의 보정 수치와 해당 가스 농도를 곱 연산하여 보정된 가스 농도를 구한다.
그런 후, 복합 악취 분석 시스템은 보정된 가스 농도를 저장함과 동시에 출력한다(S514). 이때, 복합 악취 분석 시스템은 보정된 각 가스의 농도를 기 저장된 해당 가스 농도와 비교하고, 그 비교결과 가스 농도 값이 동일하지 않은 경우 해당 가스의 농도를 갱신한다. 그리고, 복합 악취 분석 시스템은 보정된 가스 농도를 구비된 출력부를 통해 출력하거나, 통신부를 통해 기 설정된 사용자 단말로 전송할 수도 있다. 사용자는 출력된 가스 농도를 보고, 온도, 습도, 공기 등을 보정하기 위한 이벤트를 입력하여, 각 가스의 농도가 보정된 가스 농도가 되도록 제어할 수 있다.
한편, 복합 악취 분석 방법은 프로그램으로 작성 가능하며, 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 복합 악취 분석 시스템 110 : 측정부
112 : 온습도 측정 모듈 114 : 복합 악취 측정 모듈
120 : 분석부 122 : 가공 모듈
124 : 복합 악취 측정 모듈 126 : 보정 모듈
128 : 저장 제어 모듈 130 : 저장부
140 : 제어부 150 : 입력부
160 : 출력부 170 : 통신부

Claims (10)

  1. 현장 또는 시스템 내부의 온도, 습도 및 복합 악취를 측정하는 측정부; 및
    상기 측정부에서 측정된 악취 측정 데이터를 정규화하여 복합 악취에 포함된 가스들을 판별하고, 상기 판별된 가스들의 가스 농도를 각각 구하며, 상기 측정부에서 측정된 온습도 측정값을 근거로 상기 구해진 가스 농도를 각각 보정하는 분석부;
    를 포함하는 복합 악취 분석 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는,
    온도를 측정하는 온도센서;
    습도를 측정하는 습도 센서; 및
    악취 측정 센서 어레이를 통해 외부에서 흡입되는 복합 악취에 대한 각 악취 측정 센서의 반응을 샘플링하고, 그 샘플링된 악취 측정 센서의 반응을 악취 측정 데이터로 출력하는 복합 악취 측정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 악취 분석 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는,
    각 악취 측정 센서로부터 취득된 악취 측정 데이터를 악취 측정 센서들의 악취 측정 데이터 총합으로 나누어, 각 악취 측정 센서의 악취 측정 데이터를 정규화하는 가공 모듈;
    상기 가공 모듈에서 정규화된 악취 측정 데이터를 분석하여 복합 악취에 포함된 가스들을 판별하고, 상기 판별된 가스들의 가스 농도를 각각 구하는 복합 악취 성분 분석 모듈;
    상기 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값 간의 편차를 룩업 테이블에 매칭하여 보정 수치를 획득하고, 상기 획득된 보정 수치를 상기 복합 악취 성분 분석 모듈에서 구해진 가스 농도에 적용하여 가스 농도를 보정하는 보정 모듈; 및
    상기 보정 모듈에서 보정된 각 가스의 가스 농도를 저장부에 저장된 가스 농도와 비교하여 갱신이 필요한 경우 갱신하고, 그 갱신된 정보를 사용자에게 제공하는 저장 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 악취분석 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복합 악취 성분 분석 모듈은 상기 정규화된 악취 측정 데이터를 가스 종류별로 설정된 기준치와 비교하고, 그 비교결과를 기초로 복합 악취에 포함된 가스들을 판별하거나, 상기 정규화된 악취 측정 데이터를 기 정의된 성분 분석 알고리즘에 적용하여 복합 악취에 포함된 가스들을 판별하는 것을 특징으로 하는 복합 악취 분석 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복합 악취 성분 분석 모듈은 기 저장된 가스량에 대응되는 농도에 대한 정보를 기초로 각 가스들의 농도를 구하는 것을 특징으로 하는 복합 악취 분석 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 보정 모듈은, 상기 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값간의 편차에 해당하는 제1 보정 수치를 Basic Lookup Table에서 획득하고, Sub Template Lookup Table을 검색하여 각 가스별로 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는지 판단하며, 존재하는 가스의 경우 해당 가스의 제2 보정수치를 획득하여, 제2 보정 수치 또는 제1 보정 수치와 제2 보정 수치의 조합을 보정 수치로 획득하고, 존재하지 않은 가스의 경우 제1 보정 수치를 보정 수치로 획득하는 것을 특징으로 하는 복합 악취 분석 시스템.
  7. 복합 악취 분석 시스템이 복합 악취를 분석하는 방법에 있어서,
    (a) 현장 또는 시스템 내부의 온도 및 습도를 측정하고, 악취 측정 센서 어레이를 통해 복합 악취를 측정하는 단계;
    (b) 각 악취 측정 센서로부터 측정된 악취 측정 데이터를 정규화하는 단계;
    (c) 상기 정규화된 악취 측정 데이터를 분석하여 복합 악취에 포함된 가스들을 구분하고, 상기 구분된 가스들의 가스 농도를 각각 구하는 단계;
    (d) 상기 측정된 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값 간의 편차를 룩업 테이블에 매칭하여 상기 구분된 가스들의 보정 수치를 각각 획득하는 단계; 및
    (e) 상기 획득된 보정 수치를 상기 해당 가스의 가스 농도에 적용하여 각 가스의 가스 농도를 보정하는 단계;
    를 포함하는 복합 악취 분석 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    각 악취 측정 센서로부터 취득된 악취 측정 데이터를 악취 측정 센서들의 악취 측정 데이터 총합으로 나누어, 각 악취 측정 센서의 악취 측정 데이터를 정규화하는 것을 특징으로 하는 복합 악취 분석 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    상기 정규화된 악취 측정 데이터를 가스 종류별로 설정된 기준치와 비교하고, 그 비교결과를 기초로 상기 복합 악취에 포함된 가스들을 구분하거나, 상기 정규화된 악취 측정 데이터를 기 정의된 성분 분석 알고리즘에 적용하여 상기 복합 악취에 포함된 가스들을 구분하는 단계; 및
    기 저장된 가스량에 대응되는 농도에 대한 정보를 기초로 상기 구분된 가스들의 농도를 각각 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 악취 분석 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 온습도 측정값과 기 설정된 온습도 값간의 편차에 해당하는 제1 보정 수치를 구비된 Basic Lookup Table에서 획득하는 단계;
    구비된 Sub Template Lookup Table을 검색하여 각 가스별로 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는지 판단하는 단계; 및
    상기 Sub Template Lookup Table에 상기 제1 보정 수치에 대응되는 제2 보정 수치가 존재하는 가스의 경우, Sub Template Lookup Table에서 제2 보정 수치를 획득하여, 제2 보정 수치 또는 제1 보정 수치와 제2 보정 수치의 조합을 보정 수치로 획득하고, 상기 제1 보정수치에 대응되는 제2 보정수치가 존재하지 않은 가스의 경우, 제1 보정 수치를 보정 수치로 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 악취 분석 방법.
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