KR20170010945A - 방폭 공기 흡입형 센서 카트리지 방식 가스 감지 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공장 등에서 유독 가스의 누출을 검출하는 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치에 관한 것이다.
본 발명에서는, 측정을 위한 공기의 흡입과 측정 후의 공기 배출을 제어하는 샘플링기구부, 상기 흡입된 공기 내의 가스 성분을 측정하는 센서카트리지, 상기 센서카트리지에서 오는 측정값을 처리하고, 측정 결과를 출력하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 따라 외부와의 통신 및 정보의 입, 출력을 담당하는 터미널부, 및 상기 샘플링 기구부, 상기 제어부 및 상기 터미널부를 내부에 설치할 수 있는 공간을 가지고, 방폭 기능을 구비한 하우징을 포함하는 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치가 개시된다.
본 발명에 의할 때 적용된 흡입식 내압 방폭형 가스 감지 기술에 의하여 폭발 위험성이 있는 지역을 포함하는 다양한 환경에 적용가능하고, 흡입식 방식의 다양한 가스 센서 감지 기술로 인한 빠르고 정확한 가스 측정 기능을 제공하는 효과가 있다.
본 발명에서는, 측정을 위한 공기의 흡입과 측정 후의 공기 배출을 제어하는 샘플링기구부, 상기 흡입된 공기 내의 가스 성분을 측정하는 센서카트리지, 상기 센서카트리지에서 오는 측정값을 처리하고, 측정 결과를 출력하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 따라 외부와의 통신 및 정보의 입, 출력을 담당하는 터미널부, 및 상기 샘플링 기구부, 상기 제어부 및 상기 터미널부를 내부에 설치할 수 있는 공간을 가지고, 방폭 기능을 구비한 하우징을 포함하는 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치가 개시된다.
본 발명에 의할 때 적용된 흡입식 내압 방폭형 가스 감지 기술에 의하여 폭발 위험성이 있는 지역을 포함하는 다양한 환경에 적용가능하고, 흡입식 방식의 다양한 가스 센서 감지 기술로 인한 빠르고 정확한 가스 측정 기능을 제공하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 산업현장에서 사용하는 공기 흡입형 가스 감지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 카트리지 방식의 센서들을 적용하여 다양한 종류의 가스들을 감지할 수 있는 방폭형 공기 흡입형 복합 가스 감지장치에 관한 것이다.
산업 현장에서 가연성 가스 및 독성 가스 등이 다양하게 사용되고 있어, 이러한 가스의 발생을 초기 단계에서 검지해 신속한 사고 대응의 필요성이 커지고 있다. 특히 이러한 필요성에 기반을 두어, 산업용 시설 내 설치해야 하는 안전 장비 중의 하나인 가스 감지기의 사용빈도가 계속해서 늘어나고 있는 실정이다.
이러한 가스 감지기는 작은 불꽃에도 사고를 유발할 가능성이 있어 산업용 설비 방폭 규정을 도입하여 폭발 위험성이 있는 지역에서 사용되는 가스 감지기에 대해 규제를 하고 있다.
일반적으로 가연성 가스 또는 독성가스 이상 누설시 신속한 감지 및 측정값이 사용자에게 전달되어야 한다. 산업용 가스 감지 장치는 대부분 대기확산 방식(Diffusion Type)으로 대기 중에 가스가 누설되면 가스의 비중과 누설압력으로 인해 대류 되는 가스를 감지하는 방식으로 구성된다.
상기와 같은 기존의 장치는 장치 구조가 간단하고 저렴한 장점이 있으나 설치 위치에 따라 감지 속도에 영향이 있고, 고열, 고습, 고압의 환경에서는 사용할 수 없는 단점이 있다.
그리고 가연성 가스를 사용하는 산업용 플랜트에서는 가스 감지기 내의 전자회로 스파크에 의한 점화원 불꽃이 발생될 수 있는데 그 내부의 연소 불꽃이 외부로 번지지 못하도록 하는 방폭 기능을 가진 감지기가 사용되어야 하는 제약이 있다.
또한, 최근 산업용 플랜트 계장제어의 효율성과 안전성을 극대화하기 위하여 최근의 가스 감지기는 기존의 전통적인 아날로그 통신방식을 개선한 다양한 디지털 통신방식을 구비하도록 요구하고 있는 상황이다.
그리고 여러 분야의 다양한 가스를 감지하기 위해서는 개별 가스의 특성에 맞는 여러 종류의 가스 센서가 적용 가능해야 하나 기존 감지 시스템은 특정 센서만 적용 가능하여 가스 감지 시스템 구성 시 어려움이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 대기확산식이 아닌 공기 흡입식 기능을 가진 방폭 가스 감지 구조를 가지는 가스 감지 장치를 제공함에 있다. 또한, 다양한 가스 측정방식을 지원하는 가스 센서를 동일한 형상에서 쉽게 적용할 수 있는 구조를 가지고, 원격에서 측정된 가스값을 관리 가능하도록 다양한 산업용 표준 인터페이스를 구비한 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치를 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치는 측정을 위한 공기의 흡입과 측정 후의 공기 배출을 제어하는 샘플링기구부, 상기 흡입된 공기 내의 가스 성분을 측정하는 센서카트리지, 상기 센서카트리지에서 오는 측정값을 처리하고, 측정 결과를 출력하는 제어부, 상기 제어부의 제어에 따라 외부와의 통신 및 정보의 입, 출력을 담당하는 터미널부, 및 상기 샘플링기구부, 상기 센서카트리지, 상기 제어부 및 상기 터미널부를 내부에 설치할 수 있는 공간을 가지고, 방폭 기능을 구비한 하우징을 포함할 수 있다.
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치의 샘플링기구부는 상기 측정을 위한 공기가 흡입되는 흡입구, 상기 측정 후의 공기를 배출하는 배기구, 상기 공기를 흡입하기 위한 펌프, 상기 흡입되는 공기의 양을 측정하는 유량센서, 및 상기 공기의 내부 순환을 유도하여 상기 흡입구로 들어온 공기가 상기 센서카트리지와, 상기 유량센서, 상기 펌프를 거쳐 상기 배기구로 배출되도록 하는 샘플링 라인을 포함할 수 있다.
그리고 상기 제어부는 상기 유량센서에서 측정된 공기의 유량과 설정된 목표 유량을 비교하여 상기 펌프의 동작을 제어할 수 있다.
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치의 상기 센서 카트리지는 광이온화검출기 센서, 전기화학식 센서, 접촉연소식 센서 중 어느 하나를 장착하는 센싱부 및 상기 센싱부에서 측정된 데이터를 상기 제어부로 전달하는 인터페이스부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 센서 카트리지는 측정하는 센서의 종류에 상관없이 동일한 크기 및 형상을 가지도록 구성될 수 있다.
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치의 터미널부는 전원 공급을 받기 위한 전원부, 상기 측정 결과를 외부 시스템과 공유하기 위하여 RS485 통신부와 측정 결과를 나타내는 전류를 출력하는 전류출력부 중 적어도 어느 하나를 지원하는 통신부, 상기 제어부의 제어에 따라 장치에서 발생하는 알람을 출력하는 알람출력부, 사용자 입력을 위한 키입력부, 및 상기 제어부의 제어에 따라 설정 화면 및 측정 결과 등을 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 터미널부는 열분해기에 전력을 공급하기 위한 단자인 열분해기접속부를 더 포함할 수 있다.
터미널부의 상기 전류출력부는 상기 측정 결과에 비례하여 전류값을 출력할 수 있다. 그리고 이 전류값은 수학식 "
"에 의해 결정되며, 이 때 상기 설정최대치는 상기 제어부가 설정한 측정하고자 하는 범위의 최대값일 수 있다. 이에 더하여 상기 전류출력부는 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치에 이상이 있다는 것을 알리는 알람신호로서 0mA 또는 2mA의 전류를 출력할 수 있고, 상기 측정결과가 상기 설정최대값보다 더 크다는 것을 나타내기 위해 20mA 내지 22mA의 전류값을 출력할 수 있다.
터미널부의 상기 알람출력부는 3개의 알람신호를 포함할 수 있다. 이에 더하여 상기 알람신호의 출력 형태를 결정하기 위한 점퍼 또는 스위치를 더 구비하고, 상기 점퍼 또는 스위치의 연결에 의하여 상기 알람신호를 NC(Normal Close)신호 또는 NO(Normal Open)신호 형태로 출력할 수 있다
터미널부의 상기 키입력부는 기능설정모드진입 또는 기능설정모드에서 모드 전환 또는 설정을 위한 Function 키, 각 모드에 구성되어 있는 항목간의 이동을 위하여 사용되는 Up 키와 Down 키, 및 기능설정모드에서 측정모드로 복귀하기 위한 RST 키를 포함할 수 있다.
또한 터미널부의 상기 키입력부는 비접촉식 마그네틱 스위치들을 입력수단으로 채용하여 하우징 외부에서 마그네틱봉을 투시창 위의 소정 위치에 위치시키면 키입력이 되도록 구성될 수 있다.
터미널부의 상기 표시부는 전원의 정상적인 공급 여부를 표시하는 광원, 자체 진단 시 고장(Fault)이 감지 되었을 경우에 표시하는 광원, 상기 제어부에 의해 알람을 설정 중이거나 설정된 알람이 감지 되었을 경우에 표시하는 두 개의 알람용 광원, 센서카트리지에서 측정되는 가스농도 값 및 기능설정모드에서 설정되는 숫자 및 아이콘으로 표시하는 FND(Flexible Numeric Display), 현재의 공기 유량을 그래프바(graph bar) 형태로 표시하는 광원, 교정진행 상태임을 표시하는 광원, 기능설정모드로 진입 시 표시하는 광원, RS485 통신이 연결될 경우 표시하는 광원, 점검모드(Maintenance mode) 실행 시 표시되는 광원, 및 가스 측정 단위를 표시하는 단위표시부를 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 방폭구조를 구비하고, 가스를 감지하여 가스 농도를 측정하는 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치에서 알람을 발생시키는 방법으로서, 알람 발생 방법은 알람을 발생시키기 위한 기준값을 설정하는 알람기준값 설정단계, 상기 알람기준값 이상인 경우에 알람을 발생시키는 조건(상향조건), 상기 알람기준값 이하인 경우에 알람을 발생시키는 조건(하향조건)을 설정하는 알람방향 설정단계, 가스농도가 상기 알람기준값보다 커지거나 또는 작아지거나를 반복하여 알람의 발생/해제가 반복되는 것을 방지하기 위한 히스테리시스값 설정단계, 및 외부의 충격 또는 잡음의 영향으로 인한 순간적인 오작동을 방지하기 위한 지연시간 설정단계를 포함하되, 상기 알람방향이 상향조건인 경우에는 상기 가스농도가 (상기 알람기준값+상기 히스테리시스값) 이상에서 상기 지연시간이상 지속되는 경우 알람을 발생시키고, 상기 알람방향이 하향조건인 경우에는 상기 가스농도가 (상기 알람기준값-상기 히스테리시스값) 이하에서 상기 지연시간이상 지속되는 경우 알람을 발생시킬 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 방폭구조를 구비하고, 가스를 감지하여 가스 농도를 측정하는 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치에서 가스를 측정하는 방법은 펌프를 이용하여 설정된 목표유량에 맞도록 측정을 위한 공기를 능동적으로 흡입하는 단계, 상기 흡입된 공기 내의 가스 성분을 측정하는 단계, 측정되는 상기 가스 성분을 표시하는 단계, 및 상기 측정 후, 상기 흡입된 공기를 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 흡입된 공기 내의 가스 성분을 측정하는 단계는 광이온화검출기 센서, 전기화학식 센서, 및 접촉연소식 센서 중 어느 하나를 이용하여 가스 성분을 측정하는 것일 수 있다.
본 발명에 의할 때 적용된 흡입식 내압 방폭형 가스 감지 기술에 의하여 폭발 위험성이 있는 지역을 포함하는 다양한 환경에 적용가능하고, 흡입식 방식의 다양한 가스 센서 감지 기술로 인한 빠르고 정확한 가스 측정 기능을 제공하는 효과가 있다
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 카트리지의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭하우징의 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터미널부의 전원부, 전류출력부, RS485통신부, 알람출력부 및 열분해기접속부를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치의 표시부를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 장치 제어 흐름을 보여주는 예시적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부에서 알람 발생 조건을 설정하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스측정방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 카트리지의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭하우징의 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터미널부의 전원부, 전류출력부, RS485통신부, 알람출력부 및 열분해기접속부를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치의 표시부를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부의 장치 제어 흐름을 보여주는 예시적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부에서 알람 발생 조건을 설정하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스측정방법을 도시한 흐름도이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 비록 특정 실시 예로 설명하더라도 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치는 샘플링기구및센서부(110), 방폭하우징(120), 제어부(130), 및 터미널부(140)를 포함할 수 있다.
샘플링기구및센서부 (110)는 가스 감지 및 측정을 위하여 공기를 흡입하고, 측정 후의 공기를 배출하는 기능을 수행할 수 있다. 센서카트리지(115)에 흡/배기되는 공기량은 가스 측정 오동작을 최소화하기 위해 항상 일정하게 공급되어야 한다. 외부 공기를 일정하게 흡입하기 위해서는 감지 장치 내부에 공기 흡입을 위한 펌프(119)와 흡입량 측정을 위한 유량센서(117)가 구비될 수 있으며, 흡입된 공기는 센서카트리지(115)를 통해 외부로 다시 배출하는 순환 구조가 이루어 질 수 있다이러한 유입공기 제어를 위해 샘플링기구및센서부(110)는 공기 흡입/순환/배기를 위한 기구부(미도시)와 펌프(119), 및 유량센서(117)를 포함할 수 있다.
기구부는 공기 흡입을 위한 흡입구(111), 배기를 위한 배기구(113), 내부 순환을 유도하는 샘플링 라인(112)으로 구성될 수 있다.
흡입구(111)는 측정을 위한 공기가 흡입되는 곳이며, 흡입된 공기는 측정을 위하여 센서카트리지(115)로 전달될 수 있다. 배기구(113)는 센서카트리지(115)에서의 측정 후에 배출되는 공기를 외부로 배출할 수 있다. 샘플링라인(112)은 공기의 순환을 유도하여 흡입구(111)로 유입된 공기가 센서카트리지(115)를 통과한 후 유량센서(117)와 펌프(119)를 거쳐 배기구를 통해 외부로 배출될 수 있도록 할 수 있다.
펌프(119)는 다이어프램(Diaphragm) 방식의 펌프일 수 있으며, 펌프 동작으로 외부로부터 공기를 능동적으로 흡입할 수 있다. 유량센서(117)는 유입되는 공기의 유량을 실시간으로 검출하고, 제어부(130)는 상기 검출된 유량과 기 설정된 목표유량과 차이가 있을 경우, 펌프(119)를 제어하여 항상 일정량의 공기가 유입될 수 있도록 할 수 있다.
센서카트리지(115)는 각종 가스를 감지하고 측정하는 기능을 수행한다. 센서카트리지(115)는 측정하고자 하는 가스의 종류에 상관없이 동일한 형상을 가지고 있어, 특정 가스를 측정할 수 있는 센서카트리지로 변경함으로써 다양한 가스 측정을 동일한 형상의 방폭 공기흡입형 가스 감지 장치를 이용하여 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 카트리지(115)의 개략적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2를 참조하면, 센서 카트리지(115)는 광이온화검출기 센서, 전기화학식 센서, 접촉연소식 센서 중 어느 하나를 장착하는 센싱부(210)와 센싱부에서 측정된 데이터를 제어부(130)로 전달하는 인터페이스부(220)를 포함할 수 있다. 센싱부(210)에는 측정하고자 하는 가스의 종류에 따라 다른 측정 방식의 센서가 장착될 수 있다.
광이온화검출기(Photoionization detector; 이하 PID) 센서는 대기중에 휘발돼 악취나 오존을 발생시키는 탄화수소화합물 가스를 감지하는데 사용될 수 있다. PID 센서는 휘발성 유기화합물 분자에 자외선 영역의 광자를 쏘아 전기양성적으로 하전된 이온상태로 만들어 이를 측정하는 방식의 장치이다. PID 센서는 주요 구성으로서 특정 파장의 자외선 광자를 배출하는 소형 UV 램프를 포함할 수 있다. 램프에 주입된 가스와 램프창에 사용된 물질 종류에 따라 에너지 수준이 결정되며, 보통 9.5 내지 11.7 eV(전자볼트) 사이이다. 여기서, 1eV 는 전자 하나가 1볼트의 전위를 거슬러 올라갈 때 드는 일로 정의된다.
접촉연소식 센서는 일반적인 가연성 가스를 감지하는데 사용될 수 있다. 접촉연소식 센서는 코일 형태의 백금선에 담체를 붙여 촉매를 코팅한 장치이다. 통전상태에 있는 센서가 가연성가스와 접촉하면 촉매의 작용에 의해 연소하고 그 연소열에 의해 전기저항이 변화하며, 이 변화를 측정함으로써 가스 농도를 측정할 수 있다.
전기화학식 센서는 일반적인 독성가스인 일산화탄소, 암노니아, 벤젠, 질소산화물, 포름알데히드, 황화수소, 톨루엔, 산소를 감지하는데 사용될 수 있다. 전기화학식 센서는 산화(환원) 반응이 일어나는 검지전극(미도시), 이것과 동시에 환원(산화) 반응이 일어나는 대향전극(미도시), 그리고 산화환원 반응과 함께 변화하는 전위를 감시하고 전위를 일정하게 유지하기 위한 참조전극(미도시)으로 구성될 수 있다. 전기화학식 센서의 핵심적 특징은 검지 대상 가스의 흐름을 검지전극으로 제한하는 확산장벽에 있다. 이 방법에 의해 모든 가스가 검지전극에서 산화 혹은 환원 반응을 일으킬 수 있다. 이 산화환원 반응을 일으킬 때 발생하는 전류는 검지전극 측의 가스농도에 직선 비례하기 때문에, 이 전류의 값을 통하여 가스의 농도를 측정할 수 있다. 또한 전기화학식 센서의 경우에는 측정가스에 따라 다양한 전기화학식 센서가 존재하며 센서 카트리지(115)는 이러한 다양한 종류의 전기화학식 센서를 수용할 수 있다.
이에 더하여 상기 센서 카트리지(115)는 측정 방식 또는 측정하는 센서의 종류에 상관없이 동일한 크기 및 형상(예컨대, 직사각형 형태)을 갖도록 구성될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 센서 카트리지(115)는 탈/부착이 가능한 모듈 형태로 설계될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 가스 감지 장치는 측정하고자 하는 가스에 맞는 센서 카트리지를 선택하여 장착할 수 있도록 하여, 동일한 장치 구조하에서 다양한 종류의 가스를 감지할 수 있는 효율적인 장치를 구현할 수 있다.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭하우징(120)의 구조를 보여주는 도면이다.
도 3a와 도 3b를 참조하면 방폭하우징(120)은 내압 방폭 구조를 가지며, 내부에 샘플링기구및센서부와 전자회로 및 각종 케이블을 설치할 수 있는 공간을 가진 하우징바디(121)와 하우징바디(121) 상단부에 나사 체결식으로 회전하여 결합되어 내부를 밀폐하는 하우징커버(123)로 구성될 수 있다.
하우징바디(121)는 외부 공기를 흡입할 수 있는 흡입구(111)와 배기할 수 있는 배기구(113)를 위한 2개의 구멍과 외부 케이블 연결을 위한 1개의 구멍(330)을 구비할 수 있다.
하우징커버(123)는 중앙에 강화유리로 구성된 투시창(340)이 구비되어 내부가 완전하게 밀폐되어 방폭처리된 상태에서도 표시부(146)의 각종 상태를 사용자가 확인이 가능하도록 되어 있다.
그리고 방폭하우징(120)은 벽에 걸리는 형태로 제품 설치가 가능하도록 하우징바디(121)에 2개의 체결 구멍(310)이 구비되어 있을 수 있다.
터미널부(140)는 제어부(130)의 제어를 받아 측정 결과를 표시하거나 외부 시스템에 측정 결과 등을 전달하는 기능을 수행한다. 터미널(140)부는 전원 공급을 받기 위한 전원부(141), 상기 측정 결과를 외부 시스템과 공유하기 위한 전류출력부(142)와 RS485통신부(143), 장치에서 알람이 발생하는 경우 이와 관련된 정보를 출력하는 알람출력부(144), 사용자가 측정을 위한 설정 값을 입력할 수 있는 키입력부(145), 열분해기에 전력을 공급해 주는 열분해기접속부(147) 및 제어부(130)의 제어에 따라 측정 결과 등을 표시할 수 있는 표시부(146)를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터미널부(140)의 전원부(141), 전류출력부(142), RS485통신부(143), 알람출력부(144) 및 열분해기접속부(147)를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 전원부(141)는 두 개의 단자를 가지며, 본 발명에 따른 장치가 동작하기 위해서는 18V 내지 31V의 직류전원을 인가 받을 수 있고, 일반적으로 24V의 전압이 인가될 수 있다
전류출력부(142)는 두 개의 단자를 이용하여 0~22mA의 전류를 출력할 수 있다. 전류출력부(142)의 출력단자는 최고 22mA의 전류를 출력할 수 있다. 제어부(130)는 센서카트리지가 측정하고자 하는 가스 농도의 범위를 설정할 수 있다. 이를 바탕으로 전류출력부(142)는 가스가 하나도 측정되지 않았다는 것을 나타내기 위하여 4mA의 전류를 출력할 수 있고, 상기 설정한 범위의 최대치가 측정되었다는 것을 나타내기 위하여 20mA의 전류를 출력할 수 있으며, 설정된 범위 내의 값으로 측정된 가스의 농도에 대하여는 4mA에서 20mA 사이의 전류를 측정된 가스의 농도에 비례하여 출력할 수 있다. 좀 더 상세히 설명하면, 센서카트리지로부터 오는 측정결과(측정된 가스의 농도)에 비례하여 다음 [수학식1]에 따른 전류 값을 출력할 수 있다.
[수학식1]에서 설정최대치는 제어부(130)에 의해 설정된 측정 하고자 하는 가스 농도 범위의 최대치를 의미한다.
0mA 부터 3mA 미만은 본 발명에 따른 장치에 이상이 있다는 것을 알리는 알람신호로 동작할 수 있다. 20mA 이상의 전류는 측정치가 설정된 최대치보다 더 크다는 것을 나타내기 위해서 사용될 수 있다.
제어부(130)는 RS485통신부(143)를 이용하여 외부 시스템과 디지털 통신이 가능하다. 이때 MODBUS 프로토콜을 사용하여 외부 시스템과 측정 결과를 공유할 수 있다.
알람출력부(144)는 본 발명의 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치에서 발생하는 알람을 출력하기 위한 다수 개의 알람 출력 단자를 구비할 수 있다. 상기 도4는 알람출력부(144)가 3개의 알람 출력 단자를 구비한 일 예를 보여주고 있다.
각 알람출련단자는 NO(Normal Open)와 NC(Normal Close) 형태로 출력될 수 있다. NO의 경우에는 알람이 발생하지 않은 정상상태의 경우, 도 4의 각 알람신호의 OUT단자(410 내지 412)와 COM단자(420 내지 422)가 떨어져 있게 된다. 알람이 발생한 경우에는 OUT단자(410 내지 412)와 COM단자(420 내지 422)가 접촉하여 붙게 된다. NC의 경우에는 NO와는 반대로, 알람이 발생하지 않는 경우에 OUT단자(410 내지 412)와 COM단자(420 내지 422)가 붙어 있다가, 알람이 발생한 경우에 OUT단자(410 내지 412)와 COM단자(420 내지 422)가 떨어지게 된다.
그리고 각 알람출력단자(AL2, AL1, TRB) 별로 점퍼(jumper) 또는 스위치(430 내지 432)를 이용하여 각 알람출력단자(A1, A2, TRB)가 NO로 동작할지 NC로 동작할지 결정할 수 있다. 도 4의 일 예를 참조하여 좀 더 상세히 설명하면, 점퍼 또는 스위치(430 내지 432)의 O와 G를 연결하면 NO 형태의 알람신호를 출력할 수 있고, C와 G를 연결하면 NC 형태의 알람신호를 출력할 수 있다.
열분해기접속부(147)는 코일을 연결하여 24V 전압을 걸어서 열분해기(Pyrolyzer)로 사용되도록 할 수 있다. 이때, 전류는 약 200~250mA정도 소모될 수 있고, 약 5W의 전력이 소모될 수 있다.
열분해기는 열로 분자 결합을 분해 가능하도록 고온을 지속적으로 유지할 수 있다. 열분해기로 전기화학적으로 활성화되는 가스들을 생성하여 전기화학식 센서로 감지하는 열분해기와 전기화학적 센서의 결합으로 고감도와 가스의 탁월한 선택적 감지를 제공할 수 있다. 일 예로서 고온의 열분해기에 NF3 가스가 노출되면 공기 중의 수분(H2O)과 재결합하면서 전기화학식 센서로 측정 가능한 가스인 NO2, HF 등이 생성될 수 있다(NF3+ H2O -> NO2+HF).
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치의 표시부(146)를 나타내는 예시적인 도면이다.
도5를 참조하면, 표시부(146)는 전원이 정상적으로 공급되면 LED가 점등되는 PWR LED(511), 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 감지 장치가 자체 진단 시 고장(Fault)이 감지되었을 경우에 표시하는 TRB LED(512), 제어부(130)에 의해 알람1을 설정 중이거나 설정된 알람 1이 감지되었을 경우에 표시하는 AL1 LED(513), 제어부(130)에 의해 알람2를 설정 중이거나 설정된 알람 2가 감지되었을 경우에 표시하는 AL2 LED(514), 센서카트리지에서 측정되는 가스농도 값 및 기능설정모드에서 설정되는 숫자 및 아이콘으로 표시하는 FND(Flexible Numeric Display; 520), 현재의 공기 유량을 그래프바(graph bar) 형태로 표시하는 FLOW LED(540), 교정진행 상태임을 표시하는 CAL LED(531), 측정모드에서 기능설정모드로 진입 시 표시하는 MAINT LED(532), RS485 통신이 연결될 경우 표시하는 COMM LED(533), 점검모드(Maintenance mode) 실행 시 표시되는 TEST LED(534), 및 가스 측정 단위를 표시하는 단위표시부(550)를 포함할 수 있다.
키입력부(145)는 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치의 동작과 관련하여 사용자가 기능설정모드에서 기능을 설정할 수 있게 하여 주는 키들을 포함한다.
키입력부(145)는 기능설정모드진입 및 기능설정모드에서 모드 전환 및 설정을 위한 Function 키(321), 각 모드에 구성되어 있는 항목간의 이동을 위하여 사용되는 Up 키(323)와 Down 키(325), 및 기능설정모드에서 측정모드로 복귀하기 위한 RST 키(327)를 포함할 수 있다. 상기 각 키의 자세한 운용은 하기의 제어부의 기능 설명 부분을 참조할 수 있다. 이러한 키입력부(145)의 키는 완전하게 밀폐되어 방폭처리된 하우징 안에 존재하는바 일반적인 키를 채용하여서는 조작이 불가하다. 그래서 비접촉식 마그네틱 스위치들을 상기 키들의 입력수단으로 채용함으로써 하우징 외부에서 마그네틱봉을 투시창(340) 위의 소정 위치에 갖다 대기만 하면 키입력이 가능하도록 하였다.
제어부(130)는 장치의 기능을 설정하고, 센서카트리지(115)에서 오는 측정 신호를 처리하고, 처리된 결과를 전류출력부(142), RS485통신부(143), 또는 알람출력부(144)를 이용하여 외부로 전송하거나 표시부(146)에 출력하는 기능을 할 수 있다. 또한 제어부(130)는 내부 메모리를 이용하여 측정된 가스 및 동작 이벤트를 실시간으로 저장할 수 있으며, 터미널(140)부에 결과값을 실시간으로 출력할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(130)의 장치 제어 흐름을 보여주는 예시적인 도면이다.
제어부(130)는 전원이 들어오면 시작모드(610)로 진입하여 표시부(146)에 있는 PWR LED(511)를 켜서 전원이 입력되었음을 표시하고, 센서카트리지(115)와 정보를 교환하여 해당 모델에 장착되어 있는 센서의 종류를 감지하고, 센서를 예열(warming-up)시켜 측정을 준비시킬 수 있고, 상기 준비가 끝나면 측정모드(620)로 진입할 수 있다.
제어부(130)는 측정모드(620)에서 센서카트리지(115)로부터 수신된 가스농도를 FND(520)에 표시할 수 있고, 현재의 유량을 유량센서(117)로부터 획득하여 Flow LED(540)에 그래프바 형태로 표시할 수 있다. 제어부(130)는 센서카트리지(115)로부터 입력되는 가스농도 값이 설정된 최대치보다 10% 이상이면, FND(520)에 "OUER"란 문자를 0.5초 간격으로 점멸할 수 있다. 또한 제어부(130)는 센서카트리지(115)로부터 입력되는 가스농도 값이 알람으로 설정된 값 이상이고, 이 상태가 설정된 알람지연시간보다 작게 지속되는 경우에는 AL1 LED(513)과 AL2 LED(514) 중에서 해당하는 LED를 0.5초 간격으로 점멸하고, 알람지연시간이상 지속되면 해당하는 LED를 계속 켜도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(130)는 사용자에 의한 Alarm latch type 설정에 대응하여, Alarm latch type 설정이 ON일 때는, 가스농도가 알람으로 설정된 값 이하로 내려와도 상기 켜진 알람 LED의 상태가 해제되지 않고, 가스 농도 값도 측정된 또는 측정 가능한 최대치로 표현될 수 있고, 반드시 RST 키(327)로만 해제시킬 수 있다. 만약 Alarm latch type 설정이 OFF이면 제어부(130)는 가스 농도에 따라 자동으로 AL1 LED(513) 또는 AL2 LED(514)가 동작하도록 제어할 수 있다.
제어부는 측정모드(620)에서 센서카트리지에 이상이 있을 경우, FND(520)에 이상 관련 문자가 점멸하며 표시될 수 있도록 하고, TRB LED(512)를 점등할 수 있다. FND(520)에 표시되는 이상 관련 문자는 다음 [표 1]과 같다.
| 이상 관련 문자 | 발생 조건 |
| E-10 | 센서카트리지를 장착되지 않았거나 불량일 때 |
| E-11 | 제어부와 센서카트리지간에 통신이 안될 때 |
| E-12 | 센서카트리지내에 센싱부에 센서가 없을 때 |
| E-13 | 센서카트리지의 EPROM이 불량일 때 |
| E-19 | 센서의 제로가 낮을 때(UNDER 일 때) |
| E-20 | 유량센서가 작동하지 않을 때 |
| E-21 | 유량센서의 유량이 낮을 때 |
| E-22 | 유량센서의 유량이 높을 때 |
| E-30 | 열분해기 전류가 50Ma 이하로 측정될 때 |
| E-31 | 제어부의 EEPROM이 인식되지 않을 때 |
| E-32 | 열분해기 전류가 550mA 이상으로 측정될 때 |
| W-01 | 교정 유효 기간이 지났을 때 |
| W-02 | 센서의 제조일자가 입력 안되었을 때 |
제어부(130)는 측정모드(620)에서 Function 키(321)를 2초이상 누르고 있으면 기능설정모드(630)로 진입하도록 제어한다. 이때 제어부(130)는 정당한 사용자인지를 확인하기 위한 암호확인단계(631)를 수행하고, 정당한 사용자이면 L1 선택 단계(633)로 진입한다.
[표 2] 내지 [표 4]는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기능설정모드(630)의 각 선택단계에서 선택 가능한 기능을 보여주는 예시적인 도면이다.
[표 2] 내지 [표 4]를 참조하면, 일 실시 예로서 제어부(130)는 L1 선택 단계(633)에서는 Up 키(323) 또는 Down 키(325)가 눌려질 때마다CONF(CONFIGURATION MODE), PRGM(PROGRAM MODE), CALB(CALIBRATION MODE), ALAM(ALARM MODE), TIME(TIME MODE), S-DT(SENSOR DATA MODE), TEST(TEST MODE), FLOW(FLOW MODE), M-T(MAINTENANCE MODE), 또는 ADJ(ADJUST MODE) 중에서 하나를 FND(520)에 보여주고, 사용자가 Function 키(321)를 누르면 제어부(130)는 현재 FND(520)에 표시된 모드의 하위 L2 선택단계(635)로 진입할 수 있다. L2 선택단계(633)에 나타나는 항목은 L1 선택단계(633)에서 선택한 모드별로 다를 수 있다. 일 예로서 표2의 알람관련 설정 모드인 ALAM을 선택하고 사용자가 Function 키(321)를 누르면 제어부(130)는 LACH, EN-Z, AL-1, 1H/1L, 1H00/1L00, AL1T, A1RL, AL-2, 2H/2L, 2H00/2L00, AL2T, A2RL, 및 END중 하나의 항목을 표시할 수 있다. 각 항목의 설정 기능에 대하여는 표2를 참조할 수 있다. 일 실시 예로서 사용자가ALAM을 선택하고 Function 키(321)를 누르면 제어부(13)는 알람설정모드로 진입하여 LACH를 FND(520)에 표시할 수 있다. 이 때 사용자가 키입력부(145)의 Function 키(321)를 누르면 L3 선택단계(637)인 Alarm latch type 설정모드로 진입하여 키입력부(145)의 Up 키(323) 또는 Down 키(325)를 이용하여 ON과 OFF를 선택하고 Function 키(321)를 사용자가 누르면 Alarm latch type에 대한 설정이 완료되고, 제어부(130)는 다음 항목(본 실시 예에서는 EN-Z)을 FND(520)에 표시한다. 상기한 방식으로 알람설정모드관련 모든 항목에 대한 설정을 키입력부(145)의 Fuction 키, Up 키(323), Down 키(325)를 이용하여 할 수 있고, 마지막으로 END가 FND(520)에 표시되고 사용자가 Function 키(321)를 누르면 설정 및 변경이 완료되고, L1 선택(633)단계로 돌아가 다른 항목에 대한 설정을 진행할 수 있다. 제어부(130)는 사용자의 상기 키입력을 받아 장치와 관련된 모든 항목을 설정할 수 있다. Alarm latch type가 ON인 경우의 기능과 OFF인 경우의 기능은 상기에서 설명한 바 있다.
그리고 기능설정모드에서 RST 키(327) 입력이 되면 제어부(130)는 바로 측정모드(620)에 진입할 수 있다.
| L1 | L2 | L3 | Default |
| CONF (CONFIGURATION MODE) |
485 | OPTION BOARD 장착 여부에 따라 YES/NO를 자동으로 표시(장착 시 YES) | - |
| HART | - | ||
| ADD(Address) | OFF, 1~64 (485 Modbus 통신 사용 할 때 Address) | OFF | |
| PSWD(Password) | 0~99 (비밀번호 설정) | 00 | |
| C-TM(Calibration Time) | OFF, 1~12(Gas detector 교정주기 개월 설정) | OFF | |
| SKIP(Skip) | OFF, 1~20 (측정 가스값 억제 비율, Full Range의 20%로 동작) | 03% | |
| PYRO(Pyrolyzer) | ON , OFF (Pyrolyzer 소비 전류 사용 여부 설정) | OFF | |
| U-01(Version) | 펌웨어 버전 표기 | - | |
| END | - | - | |
| RGM (PROGRAM MODE) |
UNIT | PPM, PPB, %VOL, %LEL (측정 단위 설정) | %LEL |
| DP-S(Decimal Point) | 1000, 100.0, 10.00, 1.000 (측정 값 자릿수 설정) | 100 | |
| H-SL(High Scale) | 1~9999 (측정 Full Range(High Scale) 설정) | 100 | |
| END | - | - |
| CALB (CALIBRATION MODE) |
ZERO | NO , YES | NO |
| 0 | Zero 현재 측정 값 | - | |
| WAIT(Wait) | - | - | |
| GOOD(Good) | Good, Fail | - | |
| 0 | 영점(Zero) Calibration 후 측정값 | - | |
| SPAN | NO , YES | NO | |
| 50 | SPAN 교정을 위한 표준가스 값 설정 | 50%/F.R. | |
| 45 | 현재 측정 값 | ||
| WAIT(Wait) | |||
| GOOD(Good) | Calibration 성공 시 Good, 실패 시 Fail | - | |
| 50 | Span Calibration 후 측정값 | - | |
| END | - | - | |
| ALAM (ALARM MODE) |
LACH(Latching) | ON, OFF | OFF |
| EN-Z(Energizer) | ON, OFF | OFF | |
| AL-1(Alarm 1) | 1~Full Range의 90% 설정 | 20%/F.R. | |
| 1H/1L(Alarm 동작방향) | H: 상승 Alarm / L: 하강 Alarm | 1H | |
| 1H00/1L00(Dead band) | 0~10%/Full Range | 1H00 | |
| AL1T(Alarm1 time) | 0~30sec(Alarm 지연시간) | 1 | |
| A1RL(Alarm1 Relay) | ON , OFF(Relay 사용설정) | ON | |
| AL-2(Alarm 2) | 1~Full Range의 100% 설정 | 40%/F.S. | |
| 2H/ 2L(Alarm 동작방향) | H: 상승 Alarm / L: 하강 Alarm | 2H | |
| 2H00/2L00(Dead band) | 0~10%/Full Range | 2H00 | |
| AL2T(Alarm2 time) | 0~30sec(Alarm 지연시간) | 1 | |
| A2RL(Alarm2 Relay) | ON , OFF(Relay 사용설정) | ON | |
| END | - | - | |
| TIME (TIME MODE) |
CLOC(Clock) | 현재시간 확인 Mode | |
| 2012 | 년도 | ||
| 10-16 | 월/일 | ||
| 12:30 | 시간/분 | ||
| END | - | - | |
| CLTM(Calibration time) | 교정 일자 확인 Mode | ||
| 2012 | 년도 | ||
| 10-16 | 월/일 | ||
| 12:30 | 시간/분 | ||
| END | - | - | |
| S-TM(Sensor time) | Sensor 제조일 확인 Mode | ||
| 2012 | 년도 | ||
| 10-16 | 월/일 | ||
| 12:30 | 시간/분 | ||
| END | - | ||
| S-DT (SENSOR DATA MODE) |
TYPE(Sensor Type) | ES(Explosive), TX(Toxic) | TX |
| SDIR (Sensor Direction) |
PLUS, MINUS | PLUS | |
| SOUT(Sensor output) | Sensor 출력 전압(V) | 0.000 | |
| SPWR(Sensor power) | Sensor 인가 전압(V) | 0.000 | |
| TSET(Sensor time set) | NO, YES(Sensor 제조일 설정) | NO | |
| END | - |
| TEST (TEST MODE) |
FND | FND 표시상태 확인모드 | |
| TRLY | 시험 시 릴레이 ON/OFF | OFF | |
| T-MA | 시험 시 mA 출력 ON/OFF | OFF | |
| TGAS | 가스 농도 모의 시험 | ||
| FOUT | 유량센서 출력 확인 | ||
| PYRO | Pyrolyzer 소비전류 확인 | ||
| TEMP | 현재 센서 온도 확인 | ||
| END | - | ||
| LOW (FLOW MODE) |
AUTO(Auto) | YES(자동), no(수동) (유량제어방법 설정) | NO |
| F-LE(Flow level) | OFF~1000 ml/min 유량Level 설정 | 600ml/min | |
| F-CT(Flow Control) | ON, OFF (Flow를 정해진 시간동안 ON/OFF하는 기능) | OFF | |
| F-ON(Flow On) | 5~20sec(Pump On time 설정) | 6sec | |
| F-OF(Flow Off) | 2~20sec(Pump Off time 설정) | 12sec | |
| F-TM(Flow delay time) | 15~60sec(Flow error 지연시간 설정) | 30sec | |
| END | - | ||
| M-T (MAINTENANCE MODE) |
AOO(mA Output Offset) | -1.00~+1.00, mA Analog Output Offset 설정 | 0 |
| CSEN(Cross sensitivity) | 1.00 ~ 5.00(상대감도 값 설정) | 100 | |
| MUAL (Maintenance Value) |
0~Full Range(점검(EMS) 할 때 출력되는 값 설정) 점검 Mode(EMS: Emergency Maintenance System) |
0 | |
| ZBAN(Zero band) | ON , OFF(Zero band 억제제어 설정) | OFF | |
| AUZO(Auto zero) | ON , OFF(Auto zero 제어 설정) | ON | |
| BAZO(Base Zero) | ON , OFF(Base zero 제어 설정) | ON | |
| BSPN(Base Span) | ON , OFF(Base span 제어 설정) | ON | |
| ENGM(Engineering Mode) | ON , OFF (Engineering Mode 사용여부 설정) | OFF | |
| UNDR(Under) | ON , OFF(Under 기능 사용여부 설정) | OFF | |
| ODT(Output delay time) | OFF, 1~60sec(측정 data 지연시간 설정) | OFF | |
| ODU(Output delay value) | OFF, 1~20%/F.S(출력신호 지연 값 범위설정) | OFF | |
| E-TO (Emergency mode - time out) |
ON , OFF (Time out 사용여부 설정) | OFF | |
| FTMA(Fault mA Output) | 0mA, 2mA | 2mA | |
| END | - | ||
| ADJ (ADJUST MODE) |
FCAL(Flow Calibration) | NO , YES | NO |
| 0 | Pump 미 구동 시 Pressure Sensor 값 | - | |
| 500 | SPAN교정을 위한 값. | 500CC/min | |
| 450 | 현재 측정 값 | ||
| MA-C (mA Output Calibration) |
mA Output 출력 교정 NO, YES |
NO | |
| 0A04 | 4mA 출력 교정 모드 | ||
| 0A20 | 20mA 출력 교정 모드 | ||
| END | - |
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어부(130)에서 알람 발생 조건을 설정하는 방법을 보여주는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치는 두 개의 알람을 발생시키기 위한 조건을 설정할 수 있는데 두 개의 알람에 대하여 각각 도 7의 흐름도에 따라 설정할 수 있다.
도 7을 참조하면, 알람 발생 조건을 설정하기 위하여 먼저 제어부(130)는 알람기준값을 설정(S710)하고, 알람방향도 설정(S720)한다. 알람방향은 상기 설정된 알람기준값 이상일 때 알람을 발생시킬 것인지 아니면 알람기준값 이하일 때 알람을 발생시킬 것인지를 나타내는 설정이다. 일 예로서 유독가스의 농도가 1000ppm (parts per million) 이상인 경우에 알람이 발생하도록 할 경우, 상기 알람기준값을 1000ppm으로 설정하고, 알람방향은 상향으로 설정할 수 있다.
다음으로 제어부(130)는 히스테리시스(hysteresis)값을 설정(S730)할 수 있다. 만약 가스 농도가 상기 설정한 알람기준값 부근에 도달하여 알람기준값보다 커지거나 작아지거나를 반복하면 알람이 계속 발생/해제를 반복하여 동작할 수 있다. 이러한 현상을 제거하기 위해 히스테리시스값을 설정할 수 있다. 알람방향이 상향인 경우에는 알람기준값+히스테리시스값 이상인 경우에 알람이 발생하고, 알람기준값-히스테리시스값 이하인 경우에 알람이 해제될 수 있다. 알람방향이 하향인 경우에는 알람기준값-히스테리시스값 이하인 경우에 알람이 발생하고, 알람기준값+히스테리시스값 이상인 경우에 알람이 해제될 수 있다. 일 예로서 알람기준값이 1000ppm이고 히스테리시스값이 100ppm, 알람방향이 상향이라면 가스 농도가 1100ppm이상인 경우에 알람이 발생하고, 가스 농도가 900ppm인 이하인 경우에 알람이 해제될 수 있다.
다음으로 제어부(130)는 지연시간을 설정(S740)할 수 있다. 정상적인 동작이 아닌 외부의 충격 및 잡음의 영향으로 인하여 순간적인 오작동의 발생을 방지하기 위한 것으로 상기에 의한 알람조건에 도달하더라도 상기 설정된 지연시간 이내에 상기 알람 해제 조건에 해당하게 되면 알람을 발생시키지 아니하고, 상기 설정된 지연시간이상 계속하여 알람조건에 도달하는 경우에만 알람을 발생시킨다. 일 실시 예로서 지연시간을 5초로 설정하면 상기에서 설정한 알람조건에 해당하고 5초이상 지속되는 경우에만 알람을 발생시키고, 그렇지 아니하고, 5초 이내에 알람해제 조건에 해당하게 되면 알람을 발생시키지 아니할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스측정방법을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면 방폭구조를 구비한 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치에서 가스를 측정하는 방법은 먼저 설정된 목표유량에 맞도록 측정을 위한 공기를 능동적으로 흡입(S810)할 수 있다. 가스 성분의 정확한 측정을 위해서는 흡입되는 공기의 양이 일정하여야 한다. 이를 위하여 유량센서(117)와 펌프(119)를 이용하여 장치에 설정되어 있는 목표유량에 맞추어 공기를 능동적으로 흡입할 수 있다. 이렇게 흡입된 공기 내에 존재하는 가스 성분을 센서카트리지를 이용하여 측정(S820)할 수 있다. 이때 사용되는 센서카트리지는 광이온화검출기 센서, 전기화학식 센서, 및 접촉연소식 센서 중 어느 하나일 수 있는데 측정하고자 하는 가스의 종류에 따라 변경되어 사용될 수 있다. 그리고 측정 후에 흡입된 공기는 배출(S840)되고, 측정 결과는 표시부에 표시(S830)할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 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.
Claims (19)
- 측정을 위한 공기의 흡입과 측정 후의 공기 배출을 제어하는 샘플링기구부;
상기 흡입된 공기 내의 가스 성분을 측정하는 센서카트리지;
상기 센서카트리지에서 오는 측정값을 처리하고, 측정 결과를 출력하는 제어부;
상기 제어부의 제어에 따라 외부와의 통신 및 정보의 입, 출력을 담당하는 터미널부; 및
상기 샘플링기구부, 상기 센서카트리지, 상기 제어부 및 상기 터미널부를 내부에 설치할 수 있는 공간을 가지고, 방폭 기능을 구비한 하우징을 포함하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제1항에 있어서, 상기 샘플링기구부는,
상기 측정을 위한 공기가 흡입되는 흡입구;
상기 측정 후의 공기를 배출하는 배기구;
상기 공기를 흡입하기 위한 펌프;
상기 흡입되는 공기의 유량을 측정하는 유량센서; 및
상기 공기의 내부 순환을 유도하여 상기 흡입구로 들어온 공기가 상기 센서카트리지, 상기 유량센서, 및 상기 펌프를 거쳐 상기 배기구로 배출되도록 하는 샘플링 라인을 포함하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 유량센서에서 측정된 유량과 설정된 목표유량을 비교하여 상기 펌프의 동작을 제어하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제1항에 있어서, 상기 센서 카트리지는,
광이온화검출기 센서, 전기화학식 센서, 및 접촉연소식 센서 중 어느 하나를 장착하는 센싱부; 및
상기 센싱부에서 측정된 데이터를 상기 제어부로 전달하는 인터페이스부를 포함하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제1 항에 있어서, 상기 센서 카트리지는,
측정하는 센서의 종류에 상관없이 동일한 크기 및 형상을 가지도록 구성되는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제1항에 있어서, 상기 터미널부는,
전원 공급을 받기 위한 전원부;
상기 측정 결과를 외부 시스템과 공유하기 위하여 RS485 통신부 및 측정 결과를 나타내는 전류를 출력하는 전류출력부 중 적어도 어느 하나를 지원하는 통신부;
상기 제어부의 제어에 따라 장치에서 발생하는 알람을 출력하는 알람출력부;
사용자 입력을 위한 키입력부; 및
상기 제어부의 제어에 따라 설정 화면 및 측정 결과를 표시하는 표시부를 포함하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제6항에 있어서, 상기 터미널부는,
열분해기에 전력을 공급하기 위한 단자인 열분해기접속부를 더 포함하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제6항에 있어서, 상기 전류출력부는,
상기 측정 결과에 비례하여 전류값을 출력하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제8항에 있어서, 상기 전류값은,
""에 의해 결정되며,
상기 설정최대치는 상기 제어부가 설정한 측정하고자 하는 범위의 최대값인,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제9항에 있어서, 상기 전류출력부는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치에 이상이 있다는 것을 알리는 알람신호로서 0mA 또는 2mA의 전류를 출력하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제9항에 있어서, 상기 전류출력부는,
상기 측정 결과가 상기 설정최대치보다 더 크다는 것을 나타내기 위해 20mA 내지 22mA의 전류값을 출력하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제6항에 있어서, 상기 알람출력부는,
3개의 알람신호를 포함하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제12항에 있어서, 상기 알람출력부는,
상기 알람신호의 출력 형태를 결정하기 위한 점퍼 또는 스위치를 더 구비하고,
상기 점퍼 또는 스위치의 연결에 의하여 상기 알람신호를 NC(Normal Close)신호 또는 NO(Normal Open)신호 형태로 출력하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제6항에 있어서, 상기 키입력부는,
기능설정모드진입 또는 기능설정모드에서 모드 전환 또는 설정을 위한 Function 키;
각 모드에 구성되어 있는 항목간의 이동을 위하여 사용되는 Up 키와 Down 키; 및
기능설정모드에서 측정모드로 복귀하기 위한 RST 키를 포함하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제6항에 있어서, 상기 키입력부는,
비접촉식 마그네틱 스위치들을 입력수단으로 채용하여 하우징 외부에서 마그네틱봉을 투시창 위의 소정 위치에 위치시키면 키입력이 되도록 구성되는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 제6항에 있어서, 상기 표시부는,
전원의 정상적인 공급 여부를 표시하는 광원;
자체 진단 시 고장(Fault)이 감지 되었을 경우에 표시하는 광원;
상기 제어부에 의해 알람을 설정 중이거나 설정된 알람이 감지 되었을 경우에 표시하는 두 개의 알람용 광원;
센서카트리지에서 측정되는 가스농도 값 및 기능설정모드에서 설정되는 숫자 및 아이콘으로 표시하는 FND(Flexible Numeric Display);
현재의 공기 유량을 그래프바(graph bar) 형태로 표시하는 광원;
교정진행 상태임을 표시하는 광원;
기능설정모드로 진입 시 표시하는 광원;
RS485 통신이 연결될 경우 표시하는 광원;
점검모드(Maintenance mode) 실행 시 표시되는 광원; 및
가스 측정 단위를 표시하는 단위표시부를 포함하는,
방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치. - 방폭구조를 구비하고, 가스를 감지하여 가스 농도를 측정하는 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치에서 알람을 발생시키는 방법으로서,
알람을 발생시키기 위한 기준값을 설정하는 알람기준값 설정단계;
상기 알람기준값 이상인 경우에 알람을 발생시키는 조건(상향조건), 상기 알람기준값 이하인 경우에 알람을 발생시키는 조건(하향조건)을 설정하는 알람방향 설정단계;
가스농도가 상기 알람기준값 보다 커지거나 또는 작아지거나를 반복하여 알람의 발생/해제가 반복되는 것을 방지하기 위한 히스테리시스값 설정단계; 및
외부의 충격 또는 잡음의 영향으로 인한 순간적인 오작동을 방지하기 위한 지연시간 설정단계를 포함하되,
상기 알람방향이 상기 상향조건인 경우에는 상기 가스농도가 (상기 알람기준값+상기 히스테리시스값) 이상에서 상기 지연시간이상 지속되는 경우 알람을 발생시키고,
상기 알람방향이 상기 하향조건인 경우에는 상기 가스농도가 (상기 알람기준값-상기 히스테리시스값) 이하에서 상기 지연시간이상 지속되는 경우 알람을 발생시키는,
알람 발생 방법. - 방폭구조를 구비하고, 가스를 감지하여 가스 농도를 측정하는 방폭 공기 흡입형 가스 감지 장치에서 가스를 측정하는 방법으로서,
펌프를 이용하여 설정된 목표유량에 맞도록 측정을 위한 공기를 능동적으로 흡입하는 단계;
상기 흡입된 공기 내의 가스 성분을 측정하는 단계;
측정되는 상기 가스 성분을 표시하는 단계; 및
상기 측정 후, 상기 흡입된 공기를 배출하는 단계;
를 포함하는 가스 측정 방법. - 제 18항에 있어서,
상기 흡입된 공기 내의 가스 성분을 측정하는 단계는 광이온화검출기 센서, 전기화학식 센서, 및 접촉연소식 센서 중 어느 하나를 이용하여 가스 성분을 측정하는 것인,
가스 측정 방법.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR101716705B1 (ko) | 2017-03-16 |
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