KR20150060443A - 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템 - Google Patents

자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20150060443A
KR20150060443A KR1020130144853A KR20130144853A KR20150060443A KR 20150060443 A KR20150060443 A KR 20150060443A KR 1020130144853 A KR1020130144853 A KR 1020130144853A KR 20130144853 A KR20130144853 A KR 20130144853A KR 20150060443 A KR20150060443 A KR 20150060443A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
volatile organic
chamber
unit
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020130144853A
Other languages
English (en)
Inventor
김소영
공부주
김기준
박현주
노순아
박지훈
홍유덕
한진석
Original Assignee
대한민국(환경부 국립환경과학원장)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국(환경부 국립환경과학원장) filed Critical 대한민국(환경부 국립환경과학원장)
Priority to KR1020130144853A priority Critical patent/KR20150060443A/ko
Publication of KR20150060443A publication Critical patent/KR20150060443A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/24—Suction devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
    • G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
    • G01N1/2205—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling with filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40—Concentrating samples
    • G01N1/405—Concentrating samples by adsorption or absorption
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
    • G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
    • G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
    • G01N33/0047—Organic compounds

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템이 개시된다. 본 발명의 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템은, 외부 공기를 흡입하여 압축하는 에어공급부; 밀폐된 공간을 형성하도록 식생의 전부 또는 일부를 에워싸고, 상기 에어공급부로부터의 공기가 유입되는 챔버; 상기 챔버의 공기를 흡입하고, 자연적 휘발성 유기화합물(biogenic volatile organic compound)을 필터링하여 채취하는 채취부; 및 상기 에어공급부 및 채취부의 작동을 제어하는 통합제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 밀폐된 공간을 형성하도록 식생의 전부 또는 일부를 에워싸는 챔버가 에어공급부, 에어제어부 및 채취부와 연결되고 통합제어부에 의해 전체적인 제어가 이루어짐으로써, 식생에서 발산하는 자연적 휘발성 유기화합물을 식물의 서식장소에 상관없이 종류별·개체별로 정확히 측정할 수 있고, 또한 식물에 대한 설치위치를 자유롭게 선정할 수 있으면서도, 동시에 측정자동화를 저렴한 비용으로 구현할 수 있도록 이루어지는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템을 제공할 수 있게 된다.

Description

자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템{BIOGENIC VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS COLLECTING SYSTEM}
본 발명은 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 식물에서 발생하는 자연적 휘발성 유기화합물을 정량적으로 채취하도록 이루어지는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템에 관한 것이다.
휘발성 유기화합물(VOC, Volatile Organic Compounds)은 대기중에 휘발되어 악취나 오존을 발생시키는 탄화수소화합물을 일컫는 말로, 피부접촉이나 호흡기 흡입을 통해 신경계에 장애를 일으키는 발암물질이다.
대기 중에서 질소산화물과 공존하면 햇빛의 작용으로 광화학반응을 일으켜 오존 및 팬 등 광화학 산화성 물질을 생성시키게 되고, 이때 광화학 스모그를 유발하는 물질을 통틀어 일컫는다. 대기오염물질이며 발암성을 가진 독성 화학물질로서 광화학 산화물의 전구물질이기도 하다.
또한 휘발성 유기화합물은 지구온난화와 오존층 성층권 파괴의 원인물질이며 악취를 일으키기도 한다. 환경 보호의 관점에서 저(低) 휘발성 유기 화합물 화(化)를 위한 기술 개발을 요구하고 있다.
인공적으로 발생하는 휘발성 유기화합물(VOC)은 주로 석유화학 정유 도료 도장공장의 제조와 저장과정, 자동차 배기가스, 페인트나 접착제 등 건축자재, 주유소의 저장탱크 등에서 발생한다.
대기중의 오존 농도의 증가는 인체에 심각한 유해를 유발하며, 오존 발생의 대부분은 인간의 산업활동으로 증가하는 것으로 알려져 있으나, 실제로는 산림에서 배출되는 오존의 양이 산업활동으로 발생하는 양보다 월등히 높은 비중을 차지하고 있다.
자연적 휘발성 유기화합물(BVOC, Biogenic Volatile Organic Compounds)은 식물의 호흡에 의해 발생하는 휘발성 유기화합물을 의미하며, 자연식생에 의해 많은 양이 배출되는 것으로 알려져 있다.
이와 같이, 산림내의 식생이 발산하는 휘발성 유기화합물 등 2차 광화학 반응으로 인간의 생활에 미치는 영향을 연구하고 규명하기 위해서는 식생에서 발산하는 물질의 정확한 측정이 필요하며, 이를 위해서는 통합적 시료 채취 시스템이 필수적이므로 저렴한 비용으로 모든 측정조건을 만족하는 지능형 시료 채취 시스템에 대한 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은, 식생에서 발산하는 자연적 휘발성 유기화합물을 식물의 서식장소에 상관없이 종류별·개체별로 정확히 측정할 수 있고, 또한 식물에 대한 설치위치를 자유롭게 선정할 수 있으면서도, 동시에 저렴한 비용으로 제작할 수 있도록 이루어지는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 외부 공기를 흡입하여 압축하는 에어공급부; 밀폐된 공간을 형성하도록 식생의 전부 또는 일부를 에워싸고, 상기 에어공급부로부터의 공기가 유입되는 챔버; 상기 챔버의 공기를 흡입하고, 자연적 휘발성 유기화합물(biogenic volatile organic compound)을 필터링하여 채취하는 채취부; 및 상기 에어공급부 및 채취부의 작동을 제어하는 통합제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템에 의하여 달성된다.
본 발명은, 상기 에어공급부에서 유입되는 공기를 여과하고 유량을 제어하는 에어제어부;를 더 포함하고, 상기 챔버로 유입되는 공기는, 상기 에어제어부에 의해 여과된 공기로 이루어질 수 있다.
상기 챔버의 내부에는 상기 챔버 내부의 압력을 감지하는 제1 압력센서가 구비되고, 상기 에어제어부에는 상기 챔버로 이동하는 공기의 유량을 제어하는 제1 질량유량제어기가 구비되며, 상기 통합제어부는, 상기 제1 압력센서에 의해 감지되는 압력이 대기압을 유지하도록, 상기 제1 질량유량제어기의 동작을 제어하도록 이루어질 수 있다.
상기 에어제어부는, 수분 및 불순물을 여과하는 필터부; 및 탄소산화물이 제거되도록, 공기를 가열하는 가열장치를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 필터부는, 실리카겔 필터 및 활성탄 필터를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 채취부는, 각각 자연적 휘발성 유기화합물을 흡착하도록, 서로 병렬연결되는 하나 이상의 흡착관; 및 상기 흡착관마다 구비되고, 상기 통합제어부의 신호에 의해 선택적으로 개방되거나 폐쇄되는 개폐밸브를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 챔버는, 광투과성 재질로 이루어지고, 일측에 개구부가 형성된 백(bag); 상기 백의 외측면 또는 내측면을 따라 결합되어 상기 백을 지지하는 가이드; 및 상기 가이드에 결합되어 상기 백의 개구부를 밀봉하고, 일측에 식물의 일부가 통과하는 통과구멍이 형성된 마감판을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 백 또는 마감판의 일측에 안전밸브(safety valve)가 설치될 수 있다.
상기 백은, 자연적 휘발성 유기화합물에 대한 간섭물질을 생성하지 않는 PTFE(polytetrafluoroethylene) 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 의하면, 밀폐된 공간을 형성하도록 식생의 전부 또는 일부를 에워싸는 챔버가 에어공급부, 에어제어부 및 채취부와 연결되고 통합제어부에 의해 전체적인 제어가 이루어짐으로써, 식생에서 발산하는 자연적 휘발성 유기화합물을 식물의 서식장소에 상관없이 종류별·개체별로 정확히 측정할 수 있고, 또한 식물에 대한 설치위치를 자유롭게 선정할 수 있으면서도, 동시에 측정자동화를 저렴한 비용으로 구현할 수 있도록 이루어지는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템을 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 적용상태를 나타내는 전체사시도.
도 2는 도 1의 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 챔버를 나타내는 단면도.
도 3은 도 1의 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 전체개략도.
도 4는 도 1의 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 채취부를 나타내는 개략도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 전체개략도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템은, 식생에서 발산하는 자연적 휘발성 유기화합물을 식물의 서식장소에 상관없이 종류별·개체별로 정확히 측정할 수 있고, 또한 식물에 대한 설치위치를 자유롭게 선정할 수 있으면서도, 동시에 저렴한 비용으로 제작할 수 있도록 이루어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 적용상태를 나타내는 전체사시도, 도 2는 도 1의 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 챔버를 나타내는 단면도, 도 3은 도 1의 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 전체개략도, 도 4는 도 1의 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 채취부를 나타내는 개략도, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템의 전체개략도.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템(1)은 식물에서 발생하는 자연적 휘발성 유기화합물을 정량적으로 채취하기 위한 것으로서, 에어공급부(10), 에어제어부(20), 챔버(30), 채취부(40) 및 통합제어부(50)를 포함하여 구성된다.
에어공급부(10)로 흡입된 공기는 에어제어부(20)에 의해 여과되어 식물에 설치된 챔버(30)에 공급되며, 채취부(40)는 챔버(30)의 공기를 흡입하여 자연적 휘발성 유기화합물을 채취한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(30)는 밀폐된 공간을 형성하도록 식생의 전부 또는 일부를 에워싸는 구성으로서, 광투과성 재질로 이루어지고 일측에 개구부가 형성된 백(31)과, 백(31)의 외측면 또는 내측면을 따라 결합되어 백(31)을 지지하는 가이드(32)와, 가이드(32)에 결합되어 백(31)의 개구부를 밀봉하고 일측에 식물의 일부가 통과하는 통과구멍(33a)이 형성된 마감판(33)을 포함하여 구성된다.
백(31)은 일측이 개구된 원통형 또는 다각형통 형태로 이루어져서 내부공간에 식물의 일부가 수용되며, 개구부에는 마감판(33)이 결합되어 식물의 가지 등이 수용되는 밀폐공간을 형성한다.
백(31)과 마감판(33)의 결합부위는 내부 공기가 유출되거나 외부 공기가 유입되지 않도록 실링된다. 마감판(33)에는 통과구멍(33a)이 형성되어 식물의 가지가 통과하며, 통과구멍(33a)과 가지의 사이도 역시 내부가 밀폐되도록 실링된다.
백(31)은 햇빛을 원활히 통과시키는 투명한 PTFE(polytetrafluoroethylene) 재질로 이루어진다. 본 발명의 자동 채취 시스템(1)은 식물에서 생성되는 자연적 휘발성 유기화합물을 채취하기 위한 것으로, 챔버(30)의 내부공간에서는 식물에서 생성되는 자연적 휘발성 유기화합물의 화학반응이 발생하지 않아야 한다.
PTFE는 휘발성 유기화합물과 화학반응을 일으키는 간섭물질이 발생하지 않는 재질로서, 얇은 두께의 백(31) 형태로 가공이 쉽고 높은 광투과성을 나타낸다. PVC 또는 아크릴과 같이 간섭물질이 발생하기 쉬운 재질은 백(31)으로 사용할 수 없다.
마감판(33)은 내충격성, 유연성, 가공성 및 투명성이 있는 폴리카보네이트(polycarbonate) 재질로 이루어진다. 마감판(33)의 내측면은 PTFE 재질로 코팅될 수 있다.
가이드(32)는 단부가 마감판(33)에 고정된 상태에서 길이방향을 따라서는 백(31)의 외측면 또는 내측면을 따라 결합되어 백(31)을 지지하게 된다. 가이드(32)는 2 이상으로 구비되어 마감판(33)에 서로 등각을 이룬 형태로 결합되고, 각각 백(31)의 측면과 결합하여 백(31)의 모양이 바람에 의해 변형되지 않고 내부에 수용된 식물과 이격된 상태를 유지하는 지지력을 형성하게 된다.
지지대(34)는 양단부가 마감판(33)과 식물의 가지에 각각 결합되어 챔버(30)가 가지에 설치된 상태에서 흔들리지 않게 고정한다. 지지대(34)는 마감판(33)이 일측으로 기울어지지 않도록 3 이상으로 구비되어 서로 등각을 이룬 상태에서 설치된다.
지지대(34)는 다양한 형태 및 재질로 이루어질 수 있다. 즉, 지지대(34)는 가이드(32)와 인근 가지를 연결하여 지지하는 형태로 이루어질 수도 있고, 끈 재질로 마련되어 끈의 장력에 의해 지지력을 형성할 수도 있다.
챔버(30)의 내부에는 챔버(30) 내의 온도, 습도, 기압 및 태양광량을 측정하는 제1 센서부(S1)가 설치된다. 제1 센서부(S1)는 온도센서, 습도센서, 압력센서(이하, 제1 압력센서(P1)라 함) 및 광량센서를 포함한다. 제1 센서부(S1)는 마감판(33)의 내측면에 결합되는 것이 바람직하다.
자연식생에서 배출되는 자연적 휘발성 유기화합물은 이소프렌, 모노테르펜, 피넨, 리모넨 등이 있다. 이 중에 이소프렌은 태양광량과 수관상부 기온에 따라서 배출량이 변하며, 모노테르펜과 기타 자연적 휘발성 유기화합물은 기온에 의해 배출량이 변한다.
제1 센서부(S1)의 온도, 습도, 기압 및 태양광량에 대한 데이터는 통합제어부(50)에 전송되어 채취부(40)에서 채취된 자연적 휘발성 유기화합물에 대한 정성적·정량적 분석자료로 활용된다.
챔버(30)의 외부에는 외부 공기의 온도, 습도, 기압 및 태양광량을 측정하는 제2 센서부(S2)가 설치된다. 제2 센서부(S2)는 마감판(33)의 외측면에 설치되거나, 또는 나무의 일측에 설치될 수 있다. 제2 센서부(S2)의 온도, 습도, 기압 및 태양광량에 대한 데이터는 통합제어부(50)에 전송되어 챔버(30)의 내부 조건과의 비교자료로 활용된다.
백(31) 또는 마감판(33)의 일측에는 안전밸브(R, safety valve)가 설치된다. 챔버(30) 내부의 조건은 외부 조건과 동일하게 유지되는 것이 바람직하며, 또한 챔버(30) 내부의 압력이 대기압 조건보다 높아질 경우 백(31)이 파열될 수도 있다. 안전밸브(R)는 챔버(30) 내부의 압력이 대기압보다 상승할 경우 챔버(30) 내부의 공기를 자동으로 배출하여 백(31)의 파열 및 마감판(33) 실링부위의 파손을 방지하게 된다.
마감판(33)에는 에어유입포트(33b)와 에어배출포트(33c)가 각각 구비된다. 에어유입포트(33b)는 에어제어부(20)의 에어공급라인이 결합되고, 에어배출포트(33c)에는 채취부(40)의 에어배출라인이 각각 결합된다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 에어공급부(10)는 외부 공기를 흡입·압축하여 공급하기 위한 장치로서, 에어 콤프레서(11), 공기 중 수분을 제거하기 위한 냉각장치(12) 및 압력조절기(13)를 포함하여 구성된다. 에어 콤프레서(11)는 대기 중의 공기를 흡입하여 압축하고, 냉각장치(12)를 통과하여 제습된 공기는 에어제어부(20) 측으로 이동하게 된다.
에어제어부(20)는 자연적 휘발성 유기화합물을 함유하지 않은 공기를 제조하여 공급하는 장치로서, O2, CO2, N2 등의 대기 구성물은 대기와 동등한 비율을 유지하면서 BVOC를 제거하게 된다.
에어제어부(20)는 수분 및 불순물을 여과하는 필터부(21), 공기를 가열하는 가열장치(22) 및 공기의 유량을 제어하는 제1 질량유량제어기(23)를 포함하여 구성된다.
필터부(21)는 실리카겔 필터(21a) 및 활성탄 필터(21b)를 포함한다. 실리카겔 필터(21a)는 공기에 포함된 수분 및 기타 물질을 흡착하고, 활성탄 필터(21b)는 공기에 포함된 유기성 불순물 등을 흡착한다.
가열장치(22)는 공기를 600~800도로 가열하여 탄소산화물(hydro carbons)을 제거하고 입자상물질(particulate matter)을 제거하게 된다.
이에 따라, 챔버(30)로 유입되는 공기는 휘발성 유기화합물을 포함하지 않게 되며, 채취부(40)는 챔버(30) 내에 수용된 식물에서 생성되는 자연적 휘발성 유기화합물만 채취하게 된다.
제1 질량유량제어기(23)는 챔버(30)로 이동하는 공기의 유량을 조정하기 위해 마련된다. 챔버(30) 내부는 외부 환경과 같이 대기압 상태를 유지하여야 하며, 에어제어기로부터 챔버(30) 내로 유입되는 공기와 채취기로 배출되는 공기의 유량 간에 평형이 유지되어야 한다.
이를 위해, 제1 질량유량제어기(23)의 동작은 제1 압력센서(P1)의 신호를 감지하는 통합제어부(50)에 의해 제어된다. 통합제어부(50)는 챔버(30) 내에 설치된 제1 압력센서(P1)의 신호를 감지하여 제1 압력센서(P1)의 신호가 대기압보다 낮거나 높을 경우 제1 질량유량제어기(23)에 유량을 조정하기 위한 신호를 보낸다.
즉, 제1 압력센서(P1)의 신호가 대기압보다 높아지는 경우 통합제어부(50)의 제1 신호에 따라 제1 질량유량제어기(23)는 챔버(30)로 공급되는 공기의 유량을 감소시키게 되고, 제1 압력센서(P1)의 신호가 대기압보다 낮아지는 경우에는 통합제어부(50)의 제2 신호에 따라 제1 질량유량제어기(23)는 챔버(30)로 공급되는 공기의 유량을 증가시키게 된다.
이와 같은 과정을 통해 챔버(30) 내부의 압력은 지속적으로 대기압 상태를 유지하게 된다. 물론, 제1 센서부(S1)의 신호는 통합제어부(50)를 거치지 않고 에어제어부(20)에 직접 송출되어 제1 질량유량제어기(23)를 제어할 수도 있을 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 채취부(40)는 챔버(30)의 공기를 흡입하여 공기에 포함된 자연적 휘발성 유기화합물을 흡착하여 채취하게 된다. 채취부(40)는 흡착관(41), 개폐밸브(42), 제2 질량유량제어기(43) 및 진공펌프(44)를 포함하여 구성된다.
진공펌프(44)는 챔버(30)의 공기를 흡입하여 채취부(40)로 유입시키며, 제2 질량유량제어기(43)는 통합제어부(50) 및/또는 채취부(40)에 마련된 제어부의 신호에 의해 진공펌프(44)로 흡입되는 챔버(30) 내 공기의 유량을 조정한다.
흡착관(41)은 스테인리스강이나, 유리 또는 용융 실리카(fused silica)가 코팅된 스테인리스강으로 이루어져서, 그 내부에는 자연적 휘발성 유기화합물을 흡착하는 필터가 설치된다.
흡착관(41)은 진공펌프(44) 및 제2 질량유량제어기(43)의 전단에 복수 개로 구비되어 각각 자연적 휘발성 유기화합물을 흡착하도록 서로 병렬연결된다. 흡착관(41)은 24개의 채널(48개의 채널로 확장 가능)로 구성되며, 각각의 채널은 지정된 시각, 채취시간 순 등 사용자의 설정에 따라 전체, 순차 또는 간헐적으로 자연적 휘발성 유기화합물을 채취하게 된다.
이를 위해, 각각의 흡착관(41)의 후방에는 선택적으로 개방되거나 폐쇄되는 개폐밸브(42)가 마련된다. 개폐밸브(42)는 솔레노이드 밸브로 이루어져서 통합제어부(50) 및/또는 채취부(40)에 마련된 제어부의 신호에 의해 전체, 순차 또는 간헐적으로 개방되거나 폐쇄되며, 이에 따라 흡착관(41)의 서로 다른 채널은 사용자의 설정에 따라 각각 자연적 휘발성 유기화합물을 채취하게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 통합제어부(50)는 자동 채취 시스템(1)과 무선통신장치(미도시)로 연결되어 자동 채취 시스템(1)을 제어한다. 통합제어부(50)는 에어공급부(10), 에어제어부(20), 챔버(30)의 제1 센서부(S1) 및 채취부(40)와 각각 무선신호를 송출하거나 수신하여 자동 채취 시스템(1)을 통합적으로 제어하고, 데이터를 자동으로 저장한다. 물론, 통합제어부(50)는 자동 채취 시스템(1)의 근방에 유선으로 연결될 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템(2)은 에어공급부(10) 및 에어제어부(20)의 공기가 유입되는 챔버(30A,30B)와 채취부(40A,40B)가 서로 짝을 이루어 복수로 설치될 수 있다.
에어공급부(10) 및 에어제어부(20)는 각각 하나씩 마련된 상태에서 에어제어부(20)에서 챔버(30A,30B) 측으로 연결되어 여과된 공기가 이동하는 관은 2 이상으로 분기되고, 분기된 관은 각각 서로 다른 챔버(30A,30B)로 연결된다.
그리고, 채취부(40A,40B)는 챔버(30A,30B)의 개수와 동일하게 마련되어 각각 챔버(30A,30B)와 연결됨에 따라 챔버(30A,30B)마다 자연적 휘발성 유기화합물을 따로 채취하게 된다.
이때, 통합제어부(50)는 각각의 챔버(30A,30B) 및 채취부(40A,40B)를 통합적으로 제어하게 된다. 통합제어부(50)에는 2 이상의 챔버(30A,30B) 및 채취부(40A,40B)의 설정 값이 각각 입력되어 자동으로(또는 필요시 수동으로) 2 이상의 챔버(30A,30B) 및 채취부(40A,40B)를 제어하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 채취 시스템(2)은 2 이상으로 구비되는 챔버(30A,30B)와 채취부(40A,40B)를 하나의 기둥에서 분기된 서로 다른 가지에 각각 설치하거나, 또는 서로 다른 종류의 식물에 각각 설치할 수 있으며, 이에 따라 식물의 부위별 또는 식물의 종류별 자연적 휘발성 유기화합물의 생성에 대한 다양한 데이터를 손쉽게 얻을 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 밀폐된 공간을 형성하도록 식생의 전부 또는 일부를 에워싸는 챔버(30)가 에어공급부(10), 에어제어부(20) 및 채취부(40)와 연결되고 통합제어부(50)에 의해 전체적인 제어가 이루어짐으로써, 식생에서 발산하는 자연적 휘발성 유기화합물을 식물의 서식장소에 상관없이 종류별·개체별로 정확히 측정할 수 있고, 또한 식물에 대한 설치위치를 자유롭게 선정할 수 있으면서도, 동시에 측정자동화를 저렴한 비용으로 구현할 수 있도록 이루어지는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템(1,2)을 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 자동 채취 시스템 10 : 에어공급부
20 : 에어제어부 30 : 챔버
40 : 채취부 50 : 통합제어부
11 : 에어 콤프레서 21 : 필터부
12 : 냉각장치 22 : 가열장치
13 : 압력조절기 23 : 제1 질량유량제어기
31 : 백 41 : 흡착관
32 : 가이드 42 : 개폐밸브
33 : 마감판 43 : 제2 질량유량제어기
34 : 지지대 44 : 진공펌프
S1 : 제1 센서부
P1 : 제1 압력센서
R : 안전밸브
S2 : 제2 센서부

Claims (9)

  1. 외부 공기를 흡입하여 압축하는 에어공급부;
    밀폐된 공간을 형성하도록 식생의 전부 또는 일부를 에워싸고, 상기 에어공급부로부터의 공기가 유입되는 챔버;
    상기 챔버의 공기를 흡입하고, 자연적 휘발성 유기화합물(biogenic volatile organic compound)을 필터링하여 채취하는 채취부; 및
    상기 에어공급부 및 채취부의 작동을 제어하는 통합제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 에어공급부에서 유입되는 공기를 여과하고 유량을 제어하는 에어제어부;를 더 포함하고,
    상기 챔버로 유입되는 공기는, 상기 에어제어부에 의해 여과된 공기인 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 챔버의 내부에는 상기 챔버 내부의 압력을 감지하는 제1 압력센서가 구비되고,
    상기 에어제어부에는 상기 챔버로 이동하는 공기의 유량을 제어하는 제1 질량유량제어기가 구비되며,
    상기 통합제어부는,
    상기 제1 압력센서에 의해 감지되는 압력이 대기압을 유지하도록, 상기 제1 질량유량제어기의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 에어제어부는,
    수분 및 불순물을 여과하는 필터부; 및
    탄소산화물이 제거되도록, 공기를 가열하는 가열장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 필터부는, 실리카겔 필터 및 활성탄 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 채취부는,
    각각 자연적 휘발성 유기화합물을 흡착하도록, 서로 병렬연결되는 하나 이상의 흡착관; 및
    상기 흡착관마다 구비되고, 상기 통합제어부의 신호에 의해 선택적으로 개방되거나 폐쇄되는 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 챔버는,
    광투과성 재질로 이루어지고, 일측에 개구부가 형성된 백(bag);
    상기 백의 외측면 또는 내측면을 따라 결합되어 상기 백을 지지하는 가이드; 및
    상기 가이드에 결합되어 상기 백의 개구부를 밀봉하고, 일측에 식물의 일부가 통과하는 통과구멍이 형성된 마감판을 포함하는 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 백 또는 마감판의 일측에 안전밸브(safety valve)가 설치되는 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 백은,
    자연적 휘발성 유기화합물에 대한 간섭물질을 생성하지 않는 PTFE(polytetrafluoroethylene) 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템.
KR1020130144853A 2013-11-26 2013-11-26 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템 Ceased KR20150060443A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130144853A KR20150060443A (ko) 2013-11-26 2013-11-26 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130144853A KR20150060443A (ko) 2013-11-26 2013-11-26 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150060443A true KR20150060443A (ko) 2015-06-03

Family

ID=53505057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130144853A Ceased KR20150060443A (ko) 2013-11-26 2013-11-26 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150060443A (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106289885A (zh) * 2016-09-21 2017-01-04 苏州普兰塔环境科技有限公司 一种便携式voc采集控制箱
CN106404472A (zh) * 2016-11-12 2017-02-15 福建农林大学 用于原位收集根系挥发物的试验装置及方法
CN106501426A (zh) * 2016-11-22 2017-03-15 上海市农业科学院 感毒虫取食诱导的幼苗期黄豆植株挥发物收集方法及装置
CN106525512A (zh) * 2016-09-21 2017-03-22 环境保护部南京环境科学研究所 一种野外voc采集箱
KR20200001857A (ko) 2018-06-28 2020-01-07 주식회사 에어텍 피톤치드 발생량 산출장치
KR20200001969A (ko) 2018-06-28 2020-01-07 주식회사 에어텍 피톤치드 정보 제공시스템
CN112557127A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 广州禾信仪器股份有限公司 多点位VOCs在线连续采样监测装置及方法
KR20210047610A (ko) * 2019-10-22 2021-04-30 대한민국(기상청 국립기상과학원장) 항공 관측용 가스 샘플링 방법 및 장치
CN114166586A (zh) * 2021-12-31 2022-03-11 浙江农林大学 植物挥发性有机物采样的装置及方法
CN116399652A (zh) * 2023-06-09 2023-07-07 江苏新锐环境监测有限公司 一种挥发性有机物采样检测方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106289885A (zh) * 2016-09-21 2017-01-04 苏州普兰塔环境科技有限公司 一种便携式voc采集控制箱
CN106525512A (zh) * 2016-09-21 2017-03-22 环境保护部南京环境科学研究所 一种野外voc采集箱
CN106404472A (zh) * 2016-11-12 2017-02-15 福建农林大学 用于原位收集根系挥发物的试验装置及方法
CN106501426A (zh) * 2016-11-22 2017-03-15 上海市农业科学院 感毒虫取食诱导的幼苗期黄豆植株挥发物收集方法及装置
CN106501426B (zh) * 2016-11-22 2018-09-28 上海市农业科学院 感毒虫取食诱导的幼苗期黄豆植株挥发物收集方法及装置
KR20200001857A (ko) 2018-06-28 2020-01-07 주식회사 에어텍 피톤치드 발생량 산출장치
KR20200001969A (ko) 2018-06-28 2020-01-07 주식회사 에어텍 피톤치드 정보 제공시스템
CN112557127A (zh) * 2019-09-25 2021-03-26 广州禾信仪器股份有限公司 多点位VOCs在线连续采样监测装置及方法
KR20210047610A (ko) * 2019-10-22 2021-04-30 대한민국(기상청 국립기상과학원장) 항공 관측용 가스 샘플링 방법 및 장치
CN114166586A (zh) * 2021-12-31 2022-03-11 浙江农林大学 植物挥发性有机物采样的装置及方法
CN116399652A (zh) * 2023-06-09 2023-07-07 江苏新锐环境监测有限公司 一种挥发性有机物采样检测方法
CN116399652B (zh) * 2023-06-09 2023-08-08 江苏新锐环境监测有限公司 一种挥发性有机物采样检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150060443A (ko) 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템
Irga et al. An assessment of the atmospheric particle removal efficiency of an in-room botanical biofilter system
JP4522749B2 (ja) ガス収支測定装置
CN103598025B (zh) 一种田间原位连续低丰度13co2同位素标记装置及方法
US20140318217A1 (en) On-line analyzer for vocs and method of using the same
KR20150060444A (ko) 자연적 휘발성 유기화합물 자동 채취 시스템
GB2473317A (en) Device for gas analysis
EP2148562A1 (en) Method and system of providing carbon dioxide-enriched gas for greenhouses
CN111879577A (zh) 一种便携式植被源挥发性有机物采样系统及其工作方法
WO2015151537A1 (ja) ガス検出装置及びそれを用いたガス検出方法
CN117586055B (zh) 有机废物堆肥过程中挥发性有机硫的自动监控方法及系统
CN108614001B (zh) 测定半挥发性有机污染物释放量的微池热脱附装置及应用
CN108627368B (zh) 一种用于收集天然气中汞的装置及方法
CN110466306A (zh) 用于检测空气质量的车用传感器组件、车辆及其应用
CN210269312U (zh) 一种植物叶片的挥发性有机化合物气体采样装置
CN102764588B (zh) 污染空气分解器
Lüpke et al. The Tree Drought Emission MONitor (Tree DEMON), an innovative system for assessing biogenic volatile organic compounds emission from plants
CN101263385A (zh) 气体分析方法
CN219836317U (zh) 一种气相色谱仪过滤装置
US20220266192A1 (en) Kit for concentrating low-concentration air pollutants
CN212341122U (zh) 一种外场测定植物BVOCs排放的半开放式动态箱系统
KR101582724B1 (ko) 휘발성 유기화합물의 이동식 흡탈착 처리 장치 및 방법
CN103657325A (zh) 一种医院医疗废气的处理和安全排放系统
CN201930661U (zh) 气体纯化装置
CN210487694U (zh) 一种厂界voc在线监测系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20131126

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20150319

Patent event code: PE09021S01D

PG1501 Laying open of application
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20151001

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20150319

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I