KR20150047097A - 오염도 측정을 위한 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일정 공간의 오염도 측정을 위한 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게, 피측정 공간 내에 여러 포인트의 공기가 흡입되도록 다수개 구비되는 샘플링 포트를 포함하여 형성되며, 다수개의 샘플링 포트로부터 흡입되는 공기의 평균 오염도를 측정하다가 평균 오염도가 일정 범위를 벗어날 경우, 샘플링 포트로부터 흡입된 공기의 오염도가 개별적또는 부분적으로 측정되도록 함으로써, 광범위한 공간에서의 오염도를 효과적으로 모니터링 할 수 있는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 일정 공간의 오염도 측정을 위한 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게, 피측정 공간 내에 여러 포인트의 공기가 흡입되도록 다수개 구비되는 샘플링 포트를 포함하여 형성되며, 다수개의 샘플링 포트로부터 흡입되는 공기의 평균 오염도를 측정하다가 평균 오염도가 일정 범위를 벗어날 경우, 샘플링 포트로부터 흡입된 공기의 오염도가 개별적 또는 부분적으로 측정되도록 함으로써, 광범위한 공간에서의 오염도를 효과적으로 모니터링 할 수 있는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법에 관한 것이다.
클린룸(clean room)은 반도체 제조 공정 등이 수행되는 곳으로서, 청정도에 따라 여러 등급으로 구분되어지는데, 청정도는 단위 면적당 존재하는 일정 크기의 파티클(particle)의 개수에 의해 정해지며, 일정 수준의 청정도를 항상 유지, 관리하기 위해서는 수시로 정밀한 측정을 통한 오염 원인을 파악해야 한다.
그래서 청정도에 영향을 줄 수 있는 중요한 부분을 파악하여 수시로 측정해야 하고, 그 외 클린룸 내부 곳곳을 정기적으로 측정하여 돌발적인 상황을 예측할 수 있어야 하며, 클린룸에서는 파티클의 분석을 통한 청정도 파악뿐만 아니라 온도, 습도 및 압력을 일정하게 유지, 관리하는 것도 중요하다.
일반적으로 반도체 제조 설비의 클린룸은 파티클 측정장치를 이용하여 클린룸의 필터 리크(leak) 검사 및 내부 파티클을 측정한다. 클린룸 천정에 구비되는 필터는 설치된 이후에 내외적인 변화에 따른 손상으로 필터링 기능이 저하될 수 있다.
따라서 안정적인 클린룸 확보 및 반도체 소자의 신뢰성 확보에 대한 검증 차원에서 필터에 대한 리크 검사를 실시할 필요가 있다. 리크 검사는 필터 하단으로부터 일정한 거리를 유지하면서 필터의 표면을 스캐닝하며, 필터에서 나오는 공기 내에 들어 있는 파티클의 개수를 측정하는 방식으로 진행된다.
이와 관련된 기술로는 국내공개특허 제2006-0036687호(공개일 2006.05.02, 명칭 : 클린룸에서 사용되는 파티클 측정장치)가 있다.
그런데, 다양한 반도체 공정들이 수행되는 클린룸은 그 공간이 매우 방대하기 때문에 특정 지점에 센서를 설치하여 오염도를 측정하는 방법은 넓은 공간에서의 오염도를 측정에 적합하지 않다.
특정 지점에 센서를 설치하여 농도를 측정하는 방법은 특정 지점의 농도만을 측정하기 때문에, 넓은 공간의 농도를 대변하기 어려우며, 이를 개선하기 위해 여러 개의 센서를 설치할 경우, 방대한 공간을 커버하기에는 경제적 부담이 너무 커지게 된다.
이를 개선하기 위해 하나의 측정기에 다수개의 샘플링 포트를 구성하여 측정하는 기술이 고안된 바 있지만, 한 대의 측정기로 다수개의 샘플링 포트를 하나씩 순차적으로 측정하기 때문에 시간이 매우 오래 소요된다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 피측정 공간 내에 여러 포인트의 공기가 흡입되도록 다수개 구비되는 샘플링 포트를 포함하여 형성되며, 다수개의 샘플링 포트로부터 흡입되는 공기의 평균 오염도를 측정하다가 평균 오염도가 일정 범위를 벗어날 경우, 샘플링 포트로부터 흡입된 공기의 오염도가 개별적 또는 부분적으로 측정되도록 함으로써, 광범위한 공간에서의 오염도를 효과적으로 모니터링 할 수 있는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치는 피측정 공간의 오염도를 측정하기 위한 모니터링 시스템에 있어서, 피측정 공간 내 여러 포인트의 공기가 흡입되도록 다수개 구비되는 샘플링 포트(100); 각각의 상기 샘플링 포트(100)와 연결되는 흡입관(200); 상기 흡입관(200)이 분기되어 형성되는 분기관(300); 상기 흡입관(200) 및 분기관(300)의 단부와 연결되어 흡입된 공기가 포집 및 혼합되는 믹싱부(500); 상기 믹싱부(500)를 통과하여 유입된 공기의 오염도를 측정하는 검출부(600); 상기 흡입관(200)과 연결된 제1제어밸브(410); 상기 분기관과 연결된 제2제어밸브(420); 상기 제1제어밸브(410), 제2제어밸브(420) 및 상기 검출부(600)를 제어하는 제어부; 를 포함하여 형성되며, 상기 제어부는 상기 제1제어밸브(410)를 개방하여 다수개의 상기 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 평균 오염도가 측정되도록 하거나, 상기 제1제어밸브(410)를 폐쇄하고, 상기 분기관(300)측으로 공기가 유동되도록 다수개의 상기 제2제어밸브(420) 중 적어도 하나 이상의 상기 제2제어밸브(420)를 개방하여 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치는 다수개의 상기 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 평균 오염도가 일정 범위를 벗어날 경우, 상기 제1제어밸브(410)를 폐쇄하고, 다수개의 상기 제2제어밸브(420)를 하나씩 순차적으로 개방하거나, 다수개의 상기 제2제어밸브(420) 중 일부를 개방하여 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 샘플링 포트(100)가 분리된 하나의 공간 내에 다수개 장착되거나, 분리된 다수개의 공간에 각각 장착되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1제어밸브(410)는 상기 믹싱부(500) 전단에 구비되어 다수개의 상기 흡입관(200)을 통합 제어하는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2제어밸브(420)는 상기 흡입관(200)의 상기 분기관(300)이 분기되는 지점에 구비되는 삼방 밸브(3 way valve)인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 믹싱부(500) 및 진공펌프(830) 사이에 제2유량조절부(820)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 믹싱부(500)는 다수개의 상기 흡입관(200) 및 분기관(300)의 단부와 각각 연결된 관이 하나로 모여지는 관형태이거나, 별도의 혼합수단이 구비되는 믹싱챔버 형태인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)를 이용한 멀티 샘플링 포트(100) 모니터링 방법은 a) 다수개의 상기 흡입관(200) 상에 구비된 상기 제1제어밸브(410)가 모두 개방되고, 상기 제2제어밸브(420)가 모두 폐쇄되는 단계; b) 상기 흡입관(200)을 통해 유입된 공기의 평균 오염도가 상기 검출부(600)에 의해 측정되는 단계; c) 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나면 상기 제1제어밸브(410)가 모두 폐쇄되는 단계; d) 상기 제2제어밸브(420)가 하나씩 순차적으로 개방되어 각각의 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 개별적으로 측정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
반면, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)를 이용한 또 다른 멀티 샘플링 포트(100) 모니터링 방법은, a) 다수개의 상기 흡입관(200) 상에 구비된 상기 제1제어밸브(410)가 모두 개방되고, 상기 제2제어밸브(420)가 모두 폐쇄되는 단계; b) 상기 흡입관(200)을 통해 유입된 공기의 평균 오염도가 상기 검출부(600)에 의해 측정되는 단계; c) 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나면 상기 제1제어밸브(410)가 모두 폐쇄되는 단계; d) 미리 결정된 순서에 따라, 복수의 제2제어밸브(420)들이 개방되어, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되는 단계; e) 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나면, 개방된 제2제어밸브(420)들 중 일부의 제2제어밸브(420)들이 폐쇄되어, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되며, 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나지 않으면, 개방된 제2제어밸브(420)들이 폐쇄되고, 폐쇄된 제2제어밸브(420)들이 개방되어, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법 피측정 공간 내에 여러 포인트의 공기가 흡입되도록 다수개 구비되는 샘플링 포트를 포함하여 형성되며, 다수개의 샘플링 포트로부터 흡입되는 공기의 평균 오염도를 측정하다가 평균 오염도가 일정 범위를 벗어날 경우, 샘플링 포트로부터 흡입된 공기의 오염도가 개별적 또는 부분적으로 측정되도록 함으로써, 광범위한 공간에서의 오염도를 효과적으로 모니터링 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 넓은 공간에 여러 개의 샘플링 포트를 두고, 피측정 공간 내의 평균 오염도를 관리함으로써, 이벤트 발생 시 오염원을 신속하게 찾을 수 있다는 장점이 있다.
즉, 본 발명은 샘플링 포트가 장착된 구역의 오염도에 대한 평균 데이터를 관리함으로써, 하나의 장치를 이용하여 넓은 공간의 오염도를 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 평균 오염도가 상승되었을 때에는 오염 소스를 파악하기위해 각각의 샘플링포트를 순차적 또는 특정 시퀀스에 의해 개별적으로 농도를 스캐닝 함으로써, 신속하게 오염지역을 찾을 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 신속한 공간 오염도 맵핑 및 이벤트 포착이 가능하며, 하나의 동일 계측기(검출부)를 사용함에 따라 계측기 간의 오차를 제거할 수 있고, 여러 대의 계측기를 사용하는 기존 방식에 비해 비용을 크게 절감할 수 있다는 장점이 있다.
도 1 내지 4는 본 발명에 따른 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치의 다양한 실시예를 나타낸 개념도
도 5는 본 발명에 따른 멀티 샘플링 포트 모니터링 방법의 실시예 1을 나타낸 순서도
도 6은 본 발명에 따른 멀티 샘플링 포트 모니터링 방법의 실시예 2를 나타낸 순서도
도 5는 본 발명에 따른 멀티 샘플링 포트 모니터링 방법의 실시예 1을 나타낸 순서도
도 6은 본 발명에 따른 멀티 샘플링 포트 모니터링 방법의 실시예 2를 나타낸 순서도
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 오염도 측정을 위한 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치 및 이를 이용한 모니터링 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 피측정 공간의 오염도를 측정하기 위한 것으로, 특히 넓은 공간에서도 효과적으로 오염도 측정이 가능하도록 고안되었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 크게, 샘플링 포트(100), 흡입관(200), 분기관(300), 믹싱부(500), 검출부(600), 제어부(미도시)를 포함하여 형성된다.
상기 샘플링 포트(100)는 피측정 공간 내 여러 포인트의 공기를 흡입하는 것으로, 다수개 구비된다.
이때, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 샘플링 포트(100)가 분리된 하나의 공간 내에 다수개 설치될 수도 있고, 분리된 다수개의 공간에 각각 설치될 수도 있다.
반도체 클린룸을 예로 들면, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 하나의 클린룸 내에서 어느 지점이 오염에 노출되었는지를 파악하기 위해 다수개의 샘플링 포트(100)가 여러 포인트에 설치되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 하나의 장비로 여러 반도체 클린룸의 오염도를 측정하고자 할 때, 각 클린룸마다 샘플링 포트(100)를 설치할 수도 있다.
상기 흡입관(200)은 상기 샘플링 포트(100)와 연결되는 관으로, 흡입관(200) 상에 설치되는 제1제어밸브(410)에 의해 공기 유동이 조절될 수 있다.
상기 흡입관(200)은 상기 샘플링 포트(100)의 개수에 대응되도록 형성되며, 상기 제1제어밸브(410) 역시 상기 샘플링 포트(100)의 개수에 대응되도록 형성된다.
또 다른 실시예로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1제어밸브(410)는 상기 믹싱부(500) 전단에 한 개 구비되어 다수개의 상기 흡입관(200)을 통합 제어하는 솔레노이드 밸브일 수도 있다.
상기 분기관(300)은 상기 흡입관(200)이 분기되어 형성되는 관으로, 분기관(300) 상에 설치되는 제2제어밸브(420)에 의해 공기 유동이 조절될 수 있다.
상기 흡입관(200) 및 상기 분기관(300)은 하나의 샘플링 포트(100)를 통해 흡입되는 공기가 유동되는 2개의 통로로, 상기 제1제어밸브(410) 및 제2제어밸브(420)의 개폐 동작에 따라 공기의 유동여부가 결정된다.
이때, 상기 제1제어밸브(410) 및 제2제어밸브(420)는 제어가 용이하도록 솔레노이드 밸브인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2제어밸브(420)는 도 2와 같이, 상기 흡입관(200)의 상기 분기관(300)이 분기되는 지점에 구비되는 삼방 밸브(3 way valve)일 수도 있으며, 도 1과 같이 2way valve일 수도 있다.
상기 믹싱부(500)는 상기 흡입관(200) 및 분기관(300)의 단부와 연결되어 다수개의 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기가 포집 및 혼합되는 곳으로, 다수개의 상기 흡입관(200) 및 분기관(300)의 단부와 각각 연결된 관이 하나로 모여지는 관형태일 수 있다.
또 다른 실시예로, 상기 믹싱부(500)는 교반기와 같이, 별도의 혼합수단이 구비되는 믹싱챔버일 수도 있으며, 이외에도 다수개의 흡입관(200) 또는 분기관(300)으로부터 흡입되는 공기가 균일하게 혼합될 수 있는 것이면 얼마든지 다른 것으로 다양하게 변경실시가 가능하다.
상기 검출부(600)는 상기 믹싱부(500)를 통과하여 유입된 공기의 오염도를 측정하는 수단으로, 내부에 공기를 흡입하는 펌프가 구비될 수도 있으며, 내부에 펌프가 없는 경우 별도의 펌프가 부착될 수 있다.
이때, 상기 검출부(600)는 측정하고자 하는 오염원 또는 측정방법에 따라 적합한 종류의 장비가 사용될 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1제어밸브(410), 제2제어밸브(420) 및 검출부(600)의 동작을 제어하는 것이다.
특히, 본 발명에서 상기 제어부는 다수개의 상기 제1제어밸브(410)를 동시에 개방하여 상기 검출부(600)에서 다수개의 상기 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 평균 오염도가 측정되도록 한다.
상기 제어부는 상기 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 평균 오염도가 일정 범위를 벗어날 경우, 상기 제1제어밸브(410)를 폐쇄하고, 다수개의 상기 제2제어밸브(420)를 하나씩 순차적으로 개방하거나, 다수개의 상기 제2제어밸브(420) 중 일부를 개방하여 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 흡입관(200) 상 구비되어 흡입되는 공기의 유량을 조절하는 제1유량조절부(810)를 포함하여 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 평균 오염도 측정을 위해 다수개의 상기 흡입관(200)을 모두 개방하여 공기를 흡입하게 되는데, 이 경우, 하나의 상기 분기관(300)만을 개방하여 공기를 흡입하는 것보다, 각각의 흡입관(200)을 통해 흡입하는 공기의 양은 줄어들게 된다.
예를 들어, 상기 샘플링 포트(100)가 4개 구비될 경우, 각각의 상기 흡입관(200)을 통해 2.5lpm만큼의 공기를 흡입한다면, 하나의 상기 분기관(300)을 통해서는 10lpm만큼의 공기를 흡입하게 된다.
즉, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 검출부(600)에서 흡입하여 측정할 수 있는 시료의 양이 일정하게 유지되어야 하므로, 흡입될 수 있는 전체 공기양의 1/N(N=샘플링 포트(100) 수)만큼만 하나의 흡입관(200)을 통해 유입되도록 조절되어야 한다.
따라서 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 평균 오염도 측정 시, 상기 흡입관(200) 내에 설정된 유량만큼 상기 제1유량조절부(810)를 통해 각 지점에서 공기가 흡입될 수 있다.
또한, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 믹싱부(500)와 연결되며, 상기 샘플링 포트(100)로부터의 공기가 흡입되도록 음압을 가하는 진공펌프(830)를 포함할 수 있다.
상기 진공펌프(830)는 상기 검출부(600)의 흡입 유속이 느릴 경우, 반응의 신속성을 위해 각 샘플링 포트(100)의 공기를 빠르게 흡입해 주는 역할을 한다. 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 샘플링 포트(100)를 통해 흡입되는 공기의 유량이 매우 적은 양이기 때문에, 공기의 유속이 매우 느릴 수 있으므로, 신속한 흡입 및 분석을 위해 진공펌프(830)가 구비되는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 도 3과 같이 진공펌프(830)의 후단에 배출관(831)이 더 연결될 수 있으며, 상기 믹싱부(500) 및 진공펌프(830) 사이에 제2유량조절부(820)가 더 구비될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 정확한 농도 반영을 통해 넓은 공간을 균일하게 샘플링 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 샘플링 포트(100)를 통해 흡입되는 공기의 유량이 lpm 단위로 적은 양이기 때문에, 상기 샘플링 포트(100)를 통해 흡입되는 공기의 유량을 늘려 믹싱부(500)까지 도달하는 공기의 유속을 증가시키는 대신, 상기 검출부(600)로 흡입되어야 하는 공기의 양을 제외한 나머지 샘플링 공기가 상기 배출관(831)을 통해 배출되도록 할 수 있다.
즉, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 진공펌프(830)에서 고유량의 흡입을 통해 상기 흡입관(200) 및 분기관(300) 내의 흡착을 억제하고, 상기 검출부(600)에서 신속하고 정확하게 오염도가 측정되도록 할 수 있다.
이러한 구성 및 특징을 갖는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)를 이용하여 모니터링 하는 방법의 실시예1은 a) 다수개의 상기 흡입관(200) 상에 구비된 상기 제1제어밸브(410)를 모두 개방하고, 상기 제2제어밸브(420)를 모두 폐쇄하는 단계; b) 상기 검출부(600)에서 상기 흡입관(200)을 통해 유입된 공기의 평균 오염도를 측정하는 단계; c) 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나면 상기 제1제어밸브(410)가 모두 폐쇄되는 단계; d) 상기 제2제어밸브(420)가 하나씩 순차적으로 개방되어 각각의 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 개별적으로 측정되는 단계; 를 포함한다.
즉, 본 발명의 모니터링 방법에서는 특정 이벤트가 발생되지 않을 경우, 상기 제1제어밸브(410)를 모두 개방하여 다수개의 샘플링 포트(100)를 통해 공기를 흡입하며, 이를 통해 상기 검출부(600)에서 평균 오염도를 측정하게 된다.
또한, 특정 이벤트(오염)가 발생될 경우에는 상기 제1제어밸브(410)를 모두 폐쇄하고, 상기 제2제어밸브(420)를 하나씩 순차적으로 개방하며, 각각의 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 상기 검출부(600)에서 개별적으로 측정되도록 한다.
도4에 도시된 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)를 이용한 모니터링 방법의 실시예 1을 도 5를 참조하여 설명하면,
먼저, 설명의 편의를 위해 좌측으로부터 상기 분기관(300)을 제1분기관(310), 제2분기관(320), 제3분기관(330), 제4분기관(340)이라 하며, 상기 흡입관(200)을 제1흡입관(210), 제2흡입관(220), 제3흡입관(230), 제4흡입관(240)이라 명명한다.
이벤트가 발생되지 않을 경우, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 제1 내지 제4흡입관(210, 220, 230, 240) 상의 제1제어밸브(410)가 개방되며, 상기 제1 내지 제4분기관(310, 320, 330, 340) 상의 제2제어밸브(420)가 폐쇄된다.
상기 진공펌프(830) 및 상기 검출부(600) 내의 펌프가 동작되면, 상기 샘플링 포트(100)를 통해 상기 제1 내지 제4흡입관(210, 220, 230, 240)을 따라 샘플링 공기가 상기 믹싱부(500)에 도달하며, 도달되어 혼합된 공기의 일부는 상기 검출부(600)로 유입되어 오염도가 측정되며, 나머지 공기는 상기 배출관(831)을 통해 배출된다.
이때, 상기 제1 내지 제4흡입관(210, 220, 230, 240)을 통해 각각 약 5lpm의 공기가 흡입되며, 흡입된 유량의 총합인 20lpm 중 2lpm만 상기 검출부(600)로 유입되어 평균 오염도 측정에 사용되고, 나머지 18lpm은 상기 배출관(831)을 통해 배출된다.
이렇게 측정된 평균 오염도가 일정 범위를 벗어나게 되면, 상기 제1제어밸브(410)가 모두 폐쇄되고, 상기 제1분기관(310)의 제2제어밸브(420)만 개방된다.
상기 제1분기관(300)을 통해 20lpm의 공기가 흡입되며, 마찬가지로 2lpm만 상기 검출부(600)로 유입되어 오염도 측정에 사용되고 나머지 18lpm은 상기 배출관(831)을 통해 배출된다.
이후, 상기 제2분기관(320), 제3분기관(330), 제4분기관(340) 순으로 제2제어밸브(420)가 개방되어 흡입된 공기의 오염도가 개별적으로 측정되며, 이를 통해 오염원이 어느 샘플링 포트(100)를 통해 유입된 것인지를 분석하게 된다.
이 외에도, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)를 이용한 모니터링 방법은 상기 제1 내지 제4분기관((310, 320, 330, 340)을 통해 흡입된 공기의 오염도를 개별적으로 측정하다가, 이벤트가 발생되지 않더라도, 일정 시점에 상기 제1 내지 제4흡입관(210, 220, 230, 240) 상의 제1제어밸브(410)를 개방하고, 상기 제1 내지 제4분기관(310, 320, 330, 340) 상의 제2제어밸브(420)를 폐쇄하여 평균 오염도를 측정할 수도 있다.
즉, 본 발명은 각각의 샘플링 포트(100)에 대해 통합적으로 평균 오염도를 측정하는 모드와, 하나씩 개별적으로 측정하는 모드를 필요에 따라 다양하게 선택하여 사용할 수 있다.
반면, 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)를 이용하여 모니터링 하는 방법의 실시예2는 a) 다수개의 상기 흡입관(200) 상에 구비된 상기 제1제어밸브(410)를 모두 개방하고, 상기 제2제어밸브(420)를 모두 폐쇄하는 단계; b) 상기 검출부(600)에서 상기 흡입관(200)을 통해 유입된 공기의 평균 오염도를 측정하는 단계; c) 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나면 상기 제1제어밸브(410)가 모두 폐쇄되는 단계; d) 미리 결정된 순서에 따라, 복수의 제2제어밸브(420)들이 개방되어, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되는 단계; e) 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나면, 개방된 제2제어밸브(420)들 중 일부의 제2제어밸브(420)들이 폐쇄되어, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되며, 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나지 않으면, 개방된 제2제어밸브(420)들이 폐쇄되고, 폐쇄된 제2제어밸브(420)들이 개방되어, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되는 단계; 를 포함한다.
즉, 본 발명의 모니터링 방법에서는 특정 이벤트가 발생되지 않을 경우, 상기 제1제어밸브(410)를 모두 개방하여 다수개의 샘플링 포트(100)를 통해 공기를 흡입하며, 이를 통해 상기 검출부(600)에서 평균 오염도를 측정하게 된다.
또한, 특정 이벤트(오염)가 발생될 경우에는 상기 제1제어밸브(410)를 모두 폐쇄하고, 상기 제2제어밸브(420) 중 일부를 개방하며, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 상기 검출부(600)에서 측정되도록 한다.
도 6을 참조하여 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)를 이용한 모니터링 방법의 실시예 2를 설명하면,
실시예 2는 실시예 1과 동일한 모니터링 장치(1)를 이용하며, 이벤트가 발생되지 않을 경우, 본 발명의 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는 상기 제1 내지 제4흡입관(210, 220, 230, 240) 상의 제1제어밸브(410)가 개방되며, 상기 제1 내지 제4분기관(310, 320, 330, 340) 상의 제2제어밸브(420)가 폐쇄된다.
상기 진공펌프(830) 및 상기 검출부(600) 내의 펌프가 동작되면, 상기 샘플링 포트(100)를 통해 상기 제1 내지 제4흡입관(210, 220, 230, 240)을 따라 샘플링 공기가 상기 믹싱부(500)에 도달하며, 도달되어 혼합된 공기의 일부는 상기 검출부(600)로 유입되어 오염도가 측정되고, 나머지 공기는 상기 배출관(831)을 통해 배출된다.
이때, 상기 제1 내지 제4흡입관(210, 220, 230, 240)을 통해 각각 약 5lpm의 공기가 흡입되며, 흡입된 유량의 총합인 20lpm 중 2lpm만 상기 검출부(600)로 유입되어 평균 오염도 측정에 사용되고, 나머지 18lpm은 상기 배출관(831)을 통해 배출된다.
이렇게 측정된 평균 오염도가 일정 범위를 벗어나게 되면, 상기 제1제어밸브(410)가 모두 폐쇄된다. 여기까지는 실시예 1과 동일하다.
이 후, 제2제어밸브(420)는 모두 개방되는 것이 아니라, 복수의 제2제어밸브(420)만 개방된다. 예를 들어 설명하면, 제1 내지 제4분기관(310, 320, 330, 340) 상의 제2제어밸브(420) 중 상기 제1 및 제2분기관(310, 320) 상의 제2제어밸브(420)는 개방되고, 제3 및 제4분기관(330, 340) 상의 제2제어밸브(420)는 폐쇄된다. 이 때, 상기 제1 및 제2분기관(310, 320)을 통해 공기가 흡입되어, 상기 검출부(600)에서 오염도가 측정된다.
만약, 상기 검출부(600)에서 측정된 평균 오염도가 일정 범위를 벗어나게 되면, 제1 내지 제2분기관(310, 320) 상의 개방된 제2제어밸브(420) 중 상기 제2분기관(320) 상의 제2제어밸브(420)는 폐쇄되고, 제1분기관(310) 상의 제2제어밸브(420)는 개방된 상태로 유지된다. 제1분기관(310)을 통해 공기가 흡입되어, 상기 검출부(600)에서 오염도가 측정된다. 이 때, 상기 검출부(600)에서 측정된 평균 오염도가 일정 범위를 벗어나지 않으면, 제1분기관(310) 상의 제2제어밸브(420)는 폐쇄되고, 제2분기관(320) 상의 제2제어밸브(420)는 개방되어, 흡입된 공기의 오염도가 측정된다.
반면, 제1 및 제2분기관(310, 320) 상의 제2제어밸브(420)가 개방된 상태에서, 상기 검출부(600)에서 측정된 평균 오염도가 일정 범위를 벗어나지 않으면, 제1 내지 제2분기관(310, 320) 상의 개방된 제2제어밸브(420)는 모두 폐쇄되고, 제3 및 제4분기관(330, 340) 상의 제2제어밸브(420)는 개방된다. 이 후, 상기 제3 및 제4분기관(330, 340) 상의 개방된 제2제어밸브(420) 중 제4분기관(340) 상의 제2제어밸브(420)는 폐쇄되고, 제3분기관(330) 상의 제2제어밸브(420)는 개방된 상태로 유지된다. 제3분기관(330)을 통해 공기가 흡입되어, 상기 검출부(600)에서 오염도가 측정된다. 이 때, 검출부(600)에서 측정된 평균 오염도가 일정 범위를 벗어나지 않으면, 제3분기관(330) 상의 제2제어밸브(420)는 폐쇄되고, 제4분기관(340) 상의 제2제어밸브(420)는 개방되어, 흡입된 공기의 오염도가 측정된다.
실시예 2의 모니터링 방법은 분기관이 다수일 때, 피측정 공간 내의 오염 포인트를 신속하게 찾을 수 있는 장점이 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1) 및 이를 이용한 모니터링 방법은 피측정 공간 내에 여러 포인트의 공기가 흡입되도록 다수개 구비되는 샘플링 포트(100)를 포함하여 형성되며, 다수개의 샘플링 포트(100)로부터 흡입되는 공기의 평균 오염도를 측정하다가 평균 오염도가 일정 범위를 벗어날 경우, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 개별적 또는 부분적으로 측정되도록 함으로써, 광범위한 공간에서의 오염도를 효과적으로 모니터링 할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 넓은 공간에 여러 개의 샘플링 포트(100)를 두고, 피측정 공간 내의 평균 오염도를 관리함으로써, 이벤트 발생 시 오염원을 신속하게 찾을 수 있다는 장점이 있다.
즉, 본 발명은 샘플링 포트(100)가 장착된 구역의 오염도에 대한 평균 데이터를 관리함으로써, 하나의 장치를 이용하여 넓은 공간의 오염도를 관리할 수 있을 뿐만 아니라, 평균 오염도가 상승되었을 때에는 오염 소스를 파악하기위해 각각의 샘플링포트를 순차적 또는 특정 시퀀스에 의해 개별적으로 농도를 스캐닝 함으로써, 신속하게 오염지역을 찾을 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 신속한 공간 오염도 맵핑 및 이벤트 포착이 가능하며, 하나의 동일 계측기(검출부(600))를 사용함에 따라 계측기 간의 오차를 제거할 수 있고, 여러 대의 계측기를 사용하는 기존 방식에 비해 비용을 크게 절감할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1 : 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치
100 : 샘플링 포트
200 : 흡입관
210, 220, 230, 240 : 제1 내지 제4흡입관
300 : 분기관
310, 320, 330, 340 : 제1 내지 제4분기관
410 : 제1제어밸브 420 : 제2제어밸브
500 : 믹싱부
600 : 검출부
810 : 제1유량조절부 820 : 제2유량조절부
830 : 진공펌프 831 : 배출관
100 : 샘플링 포트
200 : 흡입관
210, 220, 230, 240 : 제1 내지 제4흡입관
300 : 분기관
310, 320, 330, 340 : 제1 내지 제4분기관
410 : 제1제어밸브 420 : 제2제어밸브
500 : 믹싱부
600 : 검출부
810 : 제1유량조절부 820 : 제2유량조절부
830 : 진공펌프 831 : 배출관
Claims (11)
- 피측정 공간의 오염도를 측정하기 위한 모니터링 시스템에 있어서,
피측정 공간 내 여러 포인트의 공기가 흡입되도록 다수개 구비되는 샘플링 포트(100); 각각의 상기 샘플링 포트(100)와 연결되는 흡입관(200); 상기 흡입관(200)이 분기되어 형성되는 분기관(300); 상기 흡입관(200) 및 분기관(300)의 단부와 연결되어 흡입된 공기가 포집 및 혼합되는 믹싱부(500); 상기 믹싱부(500)를 통과하여 유입된 공기의 오염도를 측정하는 검출부(600); 상기 흡입관(200)과 연결된 제1제어밸브(410); 상기 분기관과 연결된 제2제어밸브(420); 상기 제1제어밸브(410), 제2제어밸브(420) 및 상기 검출부(600)를 제어하는 제어부; 를 포함하여 형성되며,
상기 제어부는
상기 제1제어밸브(410)를 개방하여 다수개의 상기 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 평균 오염도가 측정되도록 하거나,
상기 제1제어밸브(410)를 폐쇄하고, 상기 분기관(300)측으로 공기가 유동되도록 다수개의 상기 제2제어밸브(420) 중 적어도 하나 이상의 상기 제2제어밸브(420)를 개방하여 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치는
다수개의 상기 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 평균 오염도가 일정 범위를 벗어날 경우, 상기 제1제어밸브(410)를 폐쇄하고, 다수개의 상기 제2제어밸브(420)를 하나씩 순차적으로 개방하거나, 다수개의 상기 제2제어밸브(420) 중 일부를 개방하여 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는
상기 샘플링 포트(100)가 분리된 하나의 공간 내에 다수개 장착되거나, 분리된 다수개의 공간에 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제1제어밸브(410)는
상기 믹싱부(500) 전단에 구비되어 다수개의 상기 흡입관(200)을 통합 제어하는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제2제어밸브(420)는
상기 흡입관(200)의 상기 분기관(300)이 분기되는 지점에 구비되는 삼방 밸브(3 way valve)인 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는
상기 흡입관(200) 상 구비되어, 흡입되는 공기의 유량을 조절하는 제1유량조절부(810)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는
상기 믹싱부(500)와 연결되며, 상기 샘플링 포트(100)로부터의 공기가 흡입되도록 음압을 가하는 진공펌프(830)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)는
상기 믹싱부(500) 및 진공펌프(830) 사이에 제2유량조절부(820)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 믹싱부(500)는
다수개의 상기 흡입관(200) 및 분기관(300)의 단부와 각각 연결된 관이 하나로 모여지는 관형태이거나, 별도의 혼합수단이 구비되는 믹싱챔버 형태인 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치.
- 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 의한 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)를 이용한 멀티 샘플링 포트(100) 모니터링 방법에 있어서,
a) 다수개의 상기 흡입관(200) 상에 구비된 상기 제1제어밸브(410)가 모두 개방되고, 상기 제2제어밸브(420)가 모두 폐쇄되는 단계;
b) 상기 흡입관(200)을 통해 유입된 공기의 평균 오염도가 상기 검출부(600)에 의해 측정되는 단계;
c) 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나면 상기 제1제어밸브(410)가 모두 폐쇄되는 단계;
d) 상기 제2제어밸브(420)가 하나씩 순차적으로 개방되어 각각의 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 개별적으로 측정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트(100) 모니터링 방법.
- 제 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 의한 멀티 샘플링 포트 모니터링 장치(1)를 이용한 멀티 샘플링 포트(100) 모니터링 방법에 있어서,
a) 다수개의 상기 흡입관(200) 상에 구비된 상기 제1제어밸브(410)가 모두 개방되고, 상기 제2제어밸브(420)가 모두 폐쇄되는 단계;
b) 상기 흡입관(200)을 통해 유입된 공기의 평균 오염도가 상기 검출부(600)에 의해 측정되는 단계;
c) 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나면 상기 제1제어밸브(410)가 모두 폐쇄되는 단계;
d) 미리 결정된 순서에 따라, 복수의 제2제어밸브(420)들이 개방되어, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되는 단계;
e) 측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나면, 개방된 제2제어밸브(420)들 중 일부의 제2제어밸브(420)들이 폐쇄되어, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되며,
측정된 평균 오염도가 미리 설정된 범위를 벗어나지 않으면, 개방된 제2제어밸브(420)들이 폐쇄되고, 폐쇄된 제2제어밸브(420)들이 개방되어, 샘플링 포트(100)로부터 흡입된 공기의 오염도가 측정되는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 샘플링 포트(100) 모니터링 방법.
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