KR20180048702A - 가스 분석 시스템 및 가스 분석 방법 - Google Patents

가스 분석 시스템 및 가스 분석 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180048702A
KR20180048702A KR1020187007036A KR20187007036A KR20180048702A KR 20180048702 A KR20180048702 A KR 20180048702A KR 1020187007036 A KR1020187007036 A KR 1020187007036A KR 20187007036 A KR20187007036 A KR 20187007036A KR 20180048702 A KR20180048702 A KR 20180048702A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
sensor
output value
species
gas species
Prior art date
Application number
KR1020187007036A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102534577B1 (ko
Inventor
키미야 요시자끼
마코토 니시이
Original Assignee
신코스모스덴끼 가부시끼가이샤
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 신코스모스덴끼 가부시끼가이샤 filed Critical 신코스모스덴끼 가부시끼가이샤
Publication of KR20180048702A publication Critical patent/KR20180048702A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102534577B1 publication Critical patent/KR102534577B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/64—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using wave or particle radiation to ionise a gas, e.g. in an ionisation chamber
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

가스 분석 시스템은 복수종의 가스 센서를 구비하는 검출부; 판정 대상 가스에 대한 각 가스 센서의 출력값이 입력되는 입력부; 판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 가스 센서의 출력값의 경향과의 대응관계가 가스종마다 기억되어 있는 기억부; 및, 기억되어 있는 대응관계와 입력된 각 출력값의 경향에 기초해서 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 판정부;를 구비한다.

Description

가스 분석 시스템 및 가스 분석 방법
본 발명은 복수종의 가스 센서를 이용해서 판정 대상 가스의 가스종을 특정하기 위한 가스 분석 시스템 및 가스 분석 방법에 관한 것이다.
판정 대상 가스에 포함되는 가스종을 특정하고자 할 경우, 그 검지 대상 가스종이 다른 복수종의 가스 센서를 이용해서 그 판정 대상 가스를 측정하여 개개의 가스 센서의 출력을 개별적으로 판정하고, 소정값 이상의 출력이 있었던 가스 센서의 대상 가스를 판정 대상 가스에 포함되는 가스종으로 특정하는 방법을 생각할 수 있다.
이 경우, 특정하고자 하는 가스종의 수만큼 가스 센서를 이용할 필요가 있어 그만큼 비용과 설치 공간이 필요하게 된다. 또한 특정 가스종을 검지 대상 가스로 한 가스 센서라도, 다른 가스종에도 어느 정도 출력이 생기기 때문에 가스종에 따라서는 가스 센서의 간섭성으로 인해 복수의 가스 센서에서 소정값 이상의 출력이 생기는 경우도 있어 확실하게 가스종을 특정하기 어려운 상황도 존재한다.
판정 대상 가스의 가스종을 특정하기 위해 필요한 가스 센서의 수를 삭감 가능하면서, 높은 정확도로 가스종을 특정할 수 있는 가스 분석 시스템 및 가스 분석 방법이 요망된다.
본 발명에 따른 가스 분석 시스템은,
복수종의 가스 센서를 구비하는 검출부;
판정 대상 가스에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값이 입력되는 입력부;
판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값의 경향과의 대응관계가 가스종마다 기억되어 있는 기억부; 및
기억되어 있는 상기 대응관계와 상기 입력된 각 상기 출력값의 경향에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 판정부;를 구비한다.
발명자는 판정하고자 하는 각 가스종과 출력값 간의 대소관계 패턴이나, 어느 가스 센서에 어느 정도의 출력이 있는지 등 각 가스 센서의 출력값 경향에 1 대 1의 대응관계가 있음을 발견하였다. 따라서, 이 구성에 따르면, 발명자가 발견한 대응관계를 채용하여 판정 대상으로 하는 가스종과 각 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계를 가스종마다 구해 두고, 개개의 출력값을 개별적으로 판정할 뿐만 아니라, 개개의 출력값을 조합하여 그 경향을 미리 구한 대응관계와 참조함으로써 판정 대상 가스에 포함되는 가스종을 특정할 수 있다. 이로써 가령 복수의 가스 센서에서 소정값 이상의 출력이 있었다고 해도 높은 정확도로 가스종을 특정할 수 있다.
또한 검출부에 구비된 가스 센서 모두 그 검지 대상 가스가 아닌 가스종이라 하더라도 그 가스종과 각 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계를 구해 두면, 검출부에 구비된 가스 센서의 검지 대상 가스 이외의 가스종에 대해서도 가스종을 특정할 수 있게 된다. 이로써, 검출부에 구비된 가스 센서 종류 이상의 가스종을 특정할 수 있게 되어, 판정하고자 하는 가스종과 동일한 수만큼 가스 센서를 이용하는 경우에 비해 필요한 가스 센서의 수를 줄이는 것도 가능해진다.
이하, 본 발명에 따른 가스 분석 시스템의 바람직한 양태에 대해 설명한다. 단, 이하에 기재된 바람직한 양태예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
하나의 양태로서, 상기 대응관계는 판정 대상으로 하는 가스종마다, 당해 가스종과 당해 가스종에 대한 각 상기 가스 센서 출력값의 소정 임계값에 대한 대소관계 패턴과의 대응관계를 포함하고, 상기 판정부는 각 상기 출력값에 대해 상기 임계값을 넘었는지 아닌지 임계값 판정을 하고, 상기 대응관계와 각 상기 출력값에 대한 상기 임계값 판정 결과에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하면 바람직하다.
이 구성에 따르면, 각 출력값에 대해 세밀하게 수치 범위 등을 설정하지 않고, 각 출력값이 임계값을 넘었는지 아닌지 하는 단순한 경향에 기초해서 판정하기 때문에 용이하게 가스종을 특정할 수 있다.
하나의 양태로서, 상기 대응관계는 판정 대상으로 하는 가스종에 대해 정한 상기 가스 센서의 조합과, 당해 가스종에 대한 상기 조합 중 각 상기 가스 센서 간 상기 출력값 비율을 포함하고, 상기 판정부는 상기 대응관계와 상기 조합 중 상기 출력값 간 비율에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하면 바람직하다.
상기한 임계값 판정을 이용한 수단에서는, 가스종 판정을 위해, 적어도 임계값을 넘는 정도의 출력, 바꿔 말하면 어느 정도의 가스 농도가 필요한 바, 이 구성에 따르면 상기한 임계값 판정을 이용한 수단의 판정에 필요한 농도를 밑도는 가스 농도라도, 특정 가스 센서의 조합 중 상기 출력값의 비율만 판별 가능하다면 판정 대상 가스의 가스종을 특정할 수 있다. 이로써 한층 더 높은 정확도로 가스종을 특정할 수 있다.
하나의 양태로서, 상기 기억부에는 판정 대상으로 하는 가스종마다, 농도를 산출할 때 기준으로 하는 메인 가스 센서의 종류 및 이 메인 가스 센서의 상기 출력값과 당해 가스종의 농도와의 상관관계를 포함하는 농도 산출 정보가 기억되어 있으며, 상기 판정부는 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정했을 때 상기 농도 산출 정보에 기초해서 상기 메인 가스 센서의 상기 출력값을 이용해서 상기 가스종의 농도를 산출하면 바람직하다.
이 구성에 따르면, 미리 농도 산출 기준으로 하는 메인 가스 센서를 정해 두고, 가스종 특정뿐 아니라 그 농도도 양호한 정밀도로 산출할 수 있으므로 보다 유효하게 가스 분석을 할 수 있다.
하나의 양태로서, 상기 기억부에는 판정 대상으로 하는 가스종마다 정한 서브 가스 센서의 종류 및 그 서브 가스 센서의 상기 출력값과 당해 가스종의 농도와의 상관관계를 포함하고, 상기 판정부는 상기 메인 가스 센서의 상기 출력값이 검출 한계값에 도달했을 때는 상기 농도 산출 정보에 기초해서 상기 서브 가스 센서의 상기 출력값을 이용해서 상기 가스종의 농도를 산출하면 바람직하다.
가스 센서는 대상 가스의 농도에 비례해서 그 출력도 변하는데, 그 출력값에는 풀 스케일로 불리는 검출 한계값이 있으며, 이 검출 한계값을 넘어서는 농도는 측정할 수 없다는 문제가 있다. 따라서 이 구성에 따르면, 메인 가스 센서와 마찬가지로 대상 가스의 농도에 응답하여 그 출력이 변화하는 가스 센서 등을 서브 가스 센서로 해 두고, 메인 가스 센서가 검출 한계값을 넘었을 때는 서브 가스 센서의 출력값에 기초해서 가스종의 농도를 산출할 수 있으므로 상기 문제가 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
하나의 양태로서, 상기 검출부는 적어도 하나의 광이온화 센서를 구비하고, 상기 대응관계는 상기 광이온화 센서가 검지 가능한 가스종과, 상기 광이온화 센서 이외의 소정 상기 가스 센서의 상기 출력값 경향과의 관계를 포함하고, 상기 판정부는 상기 광이온화 센서의 출력이 있었을 때, 상기 대응관계와 소정 상기 가스 센서의 상기 출력값 경향에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하면 바람직하다.
광이온화 센서(PID 센서)는 유기 용제를 중심으로 많은 가스에 반응하는 센서인데, 그 출력값을 통해 대략적으로 가스종을 좁힐 수는 있지만, 그 출력값을 통해 높은 정확도로 가스종을 판정할 수는 없다. 이에 대하여, 발명자는 광이온화 센서가 검지 가능한 가스종을 검지 대상 가스로 하지 않는 가스 센서라 하더라도 상기와 동일한 요령으로 이들 가스 센서의 각 가스 센서의 출력값 경향을 통해 당해 가스종 특정이 가능하다는 것을 발견하였다. 따라서 이 구성에 따르면, 광이온화 센서가 검지 가능한 가스종과 상기 광이온화 센서 이외의 소정 상기 가스 센서의 상기 출력값 경향과의 대응관계를 구해 두고, 이 대응관계에 기초해서 광이온화 센서가 검지하고 있는 가스종을 특정할 수 있다. 이처럼 광이온화 센서만, 및 광이온화 센서 이외의 가스 센서만으로는 특정할 수 없는 가스종을, 광이온화 센서와 광이온화 센서 이외의 가스 센서를 조합함으로써 특정할 수 있게 된다. 이에 따라 판정 가능한 가스종을 늘릴 수 있으며, 또한 이는 다양한 가스종의 특정에 필요한 가스 센서 수의 삭감으로도 이어진다는 이점이 있다.
하나의 양태로서, 상기 기억부에는 판정 대상으로 하는 가스종의 농도와 상기 광이온화 센서의 상기 출력값과의 상관관계가 기억되어 있고, 상기 판정부는 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정했을 때, 상기 상관관계에 기초해서 상기 광이온화 센서의 출력값을 이용해서 상기 가스종의 농도를 산출하면 바람직하다.
이 구성에 따르면, 특정한 가스종의 농도를 광이온화 센서의 출력으로부터 용이하게 산출할 수 있다.
본 발명에 따른 가스 분석 방법은,
복수종의 가스 센서를 이용해서 판정 대상 가스를 측정하는 단계; 및
판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계와 각 상기 가스 센서의 상기 출력값 경향에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 단계;를 구비한다.
도 1은 가스 분석 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 분석기의 블록도이다.
도 3은 PH3 가스에 대한 각 가스 센서 출력의 시간 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 0.3ppm의 Cl2 가스에 대한 Cl2 센서, H2S 센서 및 HF 센서의 출력을 나타낸 그래프이다.
도 5는 0.5ppm의 Cl2 가스에 대한 Cl2 센서, H2S 센서 및 HF 센서의 출력을 나타낸 그래프이다.
도 6은 0.3ppm의 PH3 가스에 대한 PH3 센서 및 NO 센서의 출력을 나타낸 그래프이다.
도 7은 1.0ppm의 PH3 가스에 대한 PH3 센서 및 NO 센서의 출력을 나타낸 그래프이다.
도 8은 2.0ppm의 PH3 가스에 대한 PH3 센서 및 NO 센서의 출력을 나타낸 그래프이다.
도 9는 PH3 가스의 농도와 PH3 센서 및 NO 센서의 출력과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 10은 유기 용제 가스종의 농도와 E20 센서의 출력값의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 11은 유기 용제 가스종의 농도와 E20C 센서의 출력값의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 12는 톨루엔에 대한 PID 센서, E20 센서 및 E20C 센서의 출력값과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 13은 아세톤에 대한 PID 센서, E20 센서 및 E20C 센서의 출력값과의 관계를 나타낸 그래프이다.
본 발명에 따른 가스 분석 시스템 및 분석 방법에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시형태에 따른 가스 분석 시스템(1)은 복수종의 가스 센서를 구비하는 검출부(2); 판정 대상 가스에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값이 입력되는 입력부(4); 판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계가 가스종마다 기억되어 있는 기억부(5); 및, 기억되어 있는 상기 대응관계와 상기 입력된 각 상기 출력값 경향에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 판정부(6);를 구비한다. 이에 따라, 판정 대상 가스의 가스종을 특정하기 위해 필요한 가스 센서의 수를 삭감 가능하고, 높은 정확도로 가스종을 특정할 수 있다. 이하에서 본 실시형태에 따른 가스 분석 시스템(1)에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 가스 분석 시스템(1)의 일례를 나타낸다. 가스 분석 시스템(1)은 검출기(2)와 분석기(3)를 구비하고 있다. 검출기(2)는 가반식이며, 후술하는 복수종의 가스 센서(도시 생략)를 구비한 센서 어레이이다. 또한 검출기(2)는 각 가스 센서의 출력 신호(σ)를 분석기(3)에 송신 가능한 통신부(도시하지 않음)를 가진다.
분석기(3)는 본 실시형태에서는 PC로 하였으며, 도 2에 도시한 바와 같이 입력부(4), 기억부(5) 및 판정부(6)를 구비한다. 입력부(4)에는 검출기(3)의 출력 신호(σ)가 입력된다. 즉, 검출기(2)가 판정 대상으로 하는 가스에 대한 각 가스 센서의 출력값이 입력되게 된다. 그리고 기억부(5)에는 후술하는 판정을 하기 위한 가스종과 각 가스 센서의 출력값과의 관계 등을 저장한 데이터베이스나, 분석부(6)가 가스종 특정 등을 하기 위한 알고리즘을 실현하는 분석용 프로그램이 저장되어 있다. 분석부(6)는 기억부(5)에 저장되어 있는 분석용 프로그램에 따라, 데이터베이스에 저장된 각종 관계를 이용해서 검출기(2)의 출력 신호에 기초해서 판정 대상 가스의 가스종을 특정한다.
즉, 가스 분석 시스템(1)에서는 검출기(2)가 구비하는 복수종의 가스 센서의 출력값이 분석기(3)의 입력부(4)에 입력되고, 기억부(5)에 저장되어 있는 가스종과 각 가스 센서의 출력값과의 관계 등에 기초해서, 입력된 각 출력값을 통해 판정부(6)가 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 것이다. 한편, 도시한 가스 분석 시스템(1)은 어디까지나 예시이며, 동일한 순서로 판정 대상 가스의 가스종을 특정할 수 있다면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 검출기(2)는 무선 통신을 통해 출력 신호를 분석기(3)에 입력 가능하지 않더라도, 어떠한 기록 매체를 통해서나 유선 통신에 의해 분석기(3)에 가스 센서의 출력 신호를 입력하는 것이어도 되고, 또한 가반식이 아니라 거치식이어도 된다. 또한 분석기(3)도 PC에 한정되지 않으며, 적어도 입력부(4), 기억부(5), 분석부(6)가 가진 기능과 동등한 기능을 구비한 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 또한 검출기(2)와 분석기(3)가 일체인 장치로 구성되어도 된다.
본 실시형태에 따른 가스 분석 시스템(1)은 판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계를 이용해서, 이 대응관계와 각 가스 센서의 출력값이 나타내는 경향에 기초해서 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 것을 특징으로 한다. 그렇기 때문에 데이터베이스(기억부(5))에는 판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계가 가스종마다 기억되어 있고, 또한 판정부(6)는 데이터베이스에 기억되어 있는 대응관계와 입력부(4)에 입력된 각 출력값의 경향을 참조함으로써 판정 대상 가스의 가스종을 특정하도록 구성되어 있다(보다 구체적으로는 이하에 나타내는 순서로 판정을 하도록 분석용 프로그램을 작성하고 있다).
여기서 각 가스 센서의 출력값 경향은 출력값이 양의 값인지 음의 값인지 또는 거의 0인지와 같은 당해 가스종에 대한 각 가스 센서의 응답 경향이나, 어느 가스 센서의 출력값이 미리 정한 임계값을 웃도는지(또는 밑도는지) 임계값 판정을 했을 때 각 출력값의 임계값 판정 경향, 어느 가스 센서가 가장 감도가 높은지나, 가장 검출 감도가 높은 가스 센서의 출력값에 대한 다른 가스 센서의 출력값 비율, 각 가스 센서 출력의 시간 변화 경향(응답 파형이 어떻게 일어서는지 등) 등을 들 수 있다. 그리고 이들 출력값 경향을 판정 대상 가스종과 1 대 1로 대응시킨 것을 대응관계로서 데이터베이스에 기억함으로써, 판정부(6)는 이 대응관계와 입력부(4)에 입력된 각 출력값의 경향을 참조함으로써 판정 대상 가스의 가스종을 특정할 수 있게 된다. 이하에서는 먼저, 판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계를 이용한 가스종 특정방법의 일례로서, 각 출력값의 임계값 판정 경향에 기초해서 가스종을 특정하는 순서에 대해 설명한다.
<임계값 판정에 기초한 가스종 특정>
어느 가스종에 대해 양의 응답(출력값이 양)을 나타내는 가스 센서, 음의 응답(출력값이 음)을 나타내는 가스 센서, 감도가 부족한(출력값의 절대값이 어느 값 이하) 가스 센서의 종류는 정해져 있다. 즉, 가스종마다 양의 응답을 나타내는 가스 센서의 종류와 음의 응답을 나타내는 가스 센서의 종류와 감도가 부족한 가스 센서의 종류의 조합은 정해져 있다. 그렇기 때문에 어느 가스종 A에 대해 양의 응답을 나타낸다고 되어 있는 가스 센서의 출력값만 어느 일정값을 웃돌고, 어느 가스종 A에 대해 음의 응답을 나타낸다고 되어 있는 가스 센서의 출력값만 어느 일정값을 밑돌며, 당해 가스종 A에 대해 감도가 없다고 되어 있는 다른 가스 센서에 대해서는 출력값이 0 부근일 경우, 검출기(2)가 측정하고 있는 판정 대상 가스의 가스종은 가스종 A라고 특정할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 가스 분석 시스템(1)에서는 판정부(6)에 검출기(2)의 각 출력값에 대해 미리 정한 양의 임계값 및 음의 임계값(예를 들면 풀 스케일의 25%)을 넘었는지 아닌지 임계값 판정을 하게 한다. 임계값 판정 결과에 따라, 출력값이 양의 임계값을 넘은 가스 센서를 양의 응답을 나타내는 가스 센서로 하고, 출력값이 음의 임계값을 밑도는 가스 센서를 음의 응답을 나타내는 가스 센서로 하고, 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타내는 가스 센서를 감도가 부족한 가스 센서로 한다. 이로써 양의 응답을 나타내는 가스 센서의 종류와 음의 응답을 나타내는 가스 센서의 종류와 감도가 부족한 가스 센서의 종류의 조합을 얻을 수 있으며, 그 조합에 대응하는 가스종을 특정하도록 한다.
구체적으로는 먼저, 판정 대상으로 하는 가스종마다, 당해 가스종과 당해 가스종에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값의 소정 임계값에 대한 대소관계 패턴(즉 임계값 판정 결과의 패턴이며, 양의 응답을 나타내는 가스 센서의 종류와 음의 응답을 나타내는 가스 센서의 종류와 감도가 부족한 가스 센서의 종류의 조합)과의 대응관계를 구하고, 데이터베이스(기억부(5))에, 이 대응관계를 판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계로 기억한다. 그리고 검출기(2)에서 출력 신호(σ)의 입력이 있었을 때, 판정부(6)는 각 출력값에 대해 임계값 판정을 한다. 예를 들면 임계값 판정은 어느 하나의 가스 센서에서 양의 임계값을 넘는 출력이 있었을 때부터 그 후 일정 시간(30초나 60초) 경과했을 때 각 가스 센서의 출력값에 기초해서 실시한다. 그 후 기억되어 있는 대응관계(임계값 판정 결과의 패턴)와 각 출력값에 대한 임계값 판정 결과를 참조함으로써 판정 대상 가스의 가스종을 특정한다. 즉, 임계값 판정 결과와 그 임계값 판정 결과의 패턴이 일치하는 가스종을 판정 대상 가스종의 가스종으로 특정한다.
예를 들면 검출기(2)가, 이하의 10개의 가스 센서를 구비했을 경우 그 10개의 가스 센서에서의 가스종별 임계값에 대한 대응관계표(임계값 판정 결과 패턴)는 다음의 표 1과 같다.
[가스 센서의 종류]
·NH3 센서(검지 대상 가스가 NH3, 표 1의 NH3)
·O3 센서(검지 대상 가스가 O3, 표 1의 O3)
·PH3 센서(검지 대상 가스가 PH3, 표 1의 PH3)
·HCl 센서(검지 대상 가스가 HCl, 표 1의 HCl)
·E20C 센서(검지 대상 가스가 톨루엔을 메인으로 한 알코올 등을 제외한 유기 용제, 표 1의 E20C)
·HF 센서(검지 대상 가스가 HF, 표 1의 HF)
·H2S 센서(검지 대상 가스가 H2S, 표 1의 H2S)
·Cl2 센서(검지 대상 가스가 Cl2, 표 1의 Cl2)
·NO 센서(검지 대상 가스가 NO, 표 1의 NO)
·E20 센서(검지 대상 가스가 에탄올을 메인으로 한 유기 용제, 표 1의 E20)
Figure pct00001
여기서 표 1의 Max가 양의 임계값을 넘을 경우(즉 양의 응답을 나타내는 경우)이고, Min이 음의 임계값을 밑도는 경우(즉, 음의 응답을 나타내는 경우)이고, Norm이 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타내는 경우(즉, 감도가 부족한 경우), 공백은 출력값이 어떠한 값이더라도 가스종 특정과는 무관하다는 것을 의미한다. 그리고 알고리즘 판정란은 각 가스 센서의 임계값 판정 결과가 거기에 나타나 있는 패턴을 나타냄으로써 특정되는 가스종이다. 가스종이 복수개 기재되어 있을 경우에는, 그 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 포함되어 있음을 나타낸다.
예를 들면, 입력된 출력값의 임계값 판정 결과가 적어도 PH3 센서에 대해서는 양의 임계값을 웃도는 출력값을 나타내고, 적어도 NH3 센서, O3 센서, HCl 센서, HF 센서, H2S 센서 및 Cl2 센서에 대해서는 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타낼 때(표 1의 No.3), 판정부(6)는 판정 대상 가스의 가스종을 PH3로 특정한다. 또한 적어도 O3 센서 및 Cl2 센서에 대해서는 음의 임계값을 웃도는 출력값을 나타내고, 적어도 PH3 센서, H2S 센서 및 NO 센서에 대해서는 양의 임계값을 웃도는 출력값을 나타내고, 적어도 NH3 센서에 대해서는 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타낼 때(표 1의 No.8), 판정부(6)는 판정 대상 가스의 가스종을 H2S로 특정한다. 한편, 임계값 판정 결과가 표 1의 어느 패턴에도 해당하지 않았을 경우에는 복수종의 가스종이 포함되어 있다고 판정한다.
구체적인 가스종 특정 순서를, 상기 10종의 가스 센서를 구비한 검출기(2)를 이용하고 있는 판정 대상 가스 측정을 할 때 각 가스 센서의 출력을 나타내는 도 3을 예로 들어 설명한다. 먼저, 검출기(2)로 측정을 시작하면 그 응답으로서, 측정하고 있는 가스종에 대해 양의 응답을 나타내는 가스 센서에 대해 출력이 발생한다. 그리고 어느 가스 센서(도 3에서는 NO 센서)의 출력값이 양의 임계값으로 설정한 25% FS(풀 스케일의 25%의 출력값)을 넘으면(도 3의 T1), 시간 계측을 개시하고, 그 시점 T1에서 60초 경과된 시점 T2에서 각 가스 센서의 출력값에 기초해서 임계값 판정을 한다. 그러면, 시점 T2에서의 임계값 판정 결과는 PH3 센서, E20C 센서, NO 센서, E20 센서에 대해서는 양의 임계값을 넘었다(Max)고 판정되고, 다른 센서에 대해서는 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타낸다(Norm)고 판정된다. 그리고 이 판정 결과를 표 1의 대응관계표와 대조하여, 판정 결과에 부합하는 임계값 판정 결과 패턴이 있는지를 판정한다. 도 3의 경우, 적어도 PH3 센서에 대해서는 양의 임계값을 웃도는 출력값을 나타내고, 적어도 NH3 센서, O3 센서, HCl 센서, HF 센서, H2S 센서 및 Cl2 센서에 대해서는 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타내는 것인 No.3의 임계값 판정 결과 패턴에 부합하기 때문에, 판정 대상 가스의 가스종이 PH3라고 특정된다.
또한 예를 들면, 검출기(2)가, 이하 5개의 가스 센서를 구비할 경우, 그 5개 가스 센서에서의 가스종별 임계값에 대한 대응관계표(임계값 판정 결과 패턴)는 다음 표 2와 같다.
[가스 센서의 종류]
·NH3 센서(검지 대상 가스가 NH3, 표 1의 NH3)
·O3 센서(검지 대상 가스가 O3, 표 1의 O3)
·PH3 센서(검지 대상 가스가 PH3, 표 1의 PH3)
·HCl 센서(검지 대상 가스가 HCl, 표 1의 HCl)
·E20C 센서(검지 대상 가스가 톨루엔을 메인으로 한 알코올 등을 제외한 유기 용제, 표 1의 E20C)
Figure pct00002
여기서 표 2의 Max/Norm은 출력값이 양의 임계값을 넘거나 또는 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타내는 경우(즉, 음의 임계값 이상의 출력값을 나타내는 경우)임을 의미하고, Min/Norm은 출력값이 음의 임계값을 밑돌거나 또는 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타내는 경우(즉 양의 임계값 미만의 출력값을 나타내는 경우)임을 의미한다.
예를 들면, 입력된 출력값의 임계값 판정 결과가 적어도 PH3 센서에 대해서는 양의 임계값을 웃도는 출력값을 나타내고, NH3 센서, O3 센서, HCl 센서에 대해서는 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타내고, E20C 센서에 대해 적어도 음의 임계값 이상의 출력값을 나타냈을 때(표 2의 No.4), 판정부(6)는 판정 대상 가스의 가스종을 PH3로 특정한다. 또한 NH3 센서에 대해서는 양의 임계값과 음의 임계값 사이의 출력값을 나타내고, O3 센서에 대해서는 양의 임계값 미만의 출력값을 나타내고, PH3 센서, HCl 센서 및 E20C 센서에 대해서는 양의 임계값을 웃도는 출력값을 나타냈을 때(표 2의 No.9), 판정부(6)는 판정 대상 가스의 가스종을 H2S로 특정한다.
한편, 10개의 가스 센서를 이용하는 경우에도 5개의 가스 센서를 이용하는 경우와 마찬가지로 Max/Norm, Min/Norm과의 기준을 표 1의 공백 부분 등에 추가해도 된다.
다음으로 각 가스 센서의 출력값 경향을 이용한 가스종 특정방법의 다른 일례로서, 각 출력값 간 비율을 이용해서 가스종을 특정하는 순서에 대해 설명한다. 임계값 판정을 이용한 수단에서는 가스종 판정을 위해, 적어도 임계값을 넘는 정도의 출력이 얻어지는 가스 농도가 필요한 바, 각 출력값 간 비율을 이용하는 수단에서는 임계값 판정을 이용한 수단의 판정에 필요한 농도를 밑도는 가스 농도라 하더라도 출력값의 비율만 판별 가능하다면 판정 대상 가스의 가스종을 특정할 수 있다는 이점이 있다. 이하에서는 각 출력값 간 비율에 기초한 가스종 특정 순서에 대해 설명한다.
<각 출력값 간 비율에 기초한 가스종 특정>
상기한 바와 같이, 어느 가스종에 대해 양의 응답을 나타내는 가스 센서, 음의 응답을 나타내는 가스 센서, 감도가 부족한 가스 센서의 종류는 정해져 있지만, 또한 양의 응답을 나타내는 가스 센서 및 음의 응답을 나타내는 가스 센서 중에서는 당해 가스종의 농도에 관계없이 각 가스 센서 간 출력값 비율이 정해져 있다. 예를 들어 도 4, 5는 각 농도에서 Cl2 가스에 대한 Cl2 센서, H2S 센서 및 HF 센서의 출력을 나타낸 그래프이고, 도 4, 5에 따르면 Cl2 센서에 대한 H2S 센서 및 HF 센서의 출력값 비율은 Cl2 가스의 농도가 0.3ppm과 0.5ppm일 때 거의 같다. 그리고 발명자의 실험 결과, Cl2 센서에 대한 H2S 센서 및 HF 센서의 출력값 비율은 Cl2 센서의 출력값을 100%로 하면 Cl2 센서의 출력값에 대해 H2S 센서의 출력값은 -50~-30%이고, HF 센서의 출력값은 80~100%가 되는 것이 구해졌다. 이를 이용하면 Cl2 센서, H2S 센서 및 HF 센서 간 출력값 비율이 이 비율에 들어갈 때에는 판정 대상 가스의 가스종이 Cl2 가스임을 특정할 수 있게 된다. 즉, 각 가스 센서 간 출력값 비율을 알면, 판정 대상 가스의 가스종을 특정할 수 있게 된다.
따라서, 본 실시형태의 가스 분석 시스템(1)은 먼저 실험 결과 등에 기초해서 판정 대상으로 하는 가스종에 대해 가스 센서의 특정 조합을 정하고(예를 들면, 당해 가스종에 대해 감도가 높은 가스 센서의 조합 등), 그 조합 중 각 가스 센서 간 출력값 비율과 당해 가스종과의 대응관계를 구한다. 그리고 데이터베이스(기억부(5))에 이들 판정 대상으로 하는 가스종에 대해 정한 가스 센서의 특정 조합과, 당해 가스종에 대한 당해 조합 중 각 가스 센서 간 출력값 비율을, 판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계로서 기억한다. 즉, 판정 대상인 가스종마다 어느 종류의 가스 센서를 이용해서 그 출력값 간 비율을 구하는지와, 그 가스종에 대응하는 출력값 간 비율을 데이터베이스(기억부(5))에 기억한다. 그리고 검출기(2)로부터 출력 신호(σ)의 입력이 있었을 때는, 판정부(6)는 기억되어 있는 대응관계와 당해 조합 중 출력값 비율에 기초해서 판정 대상 가스의 가스종을 특정한다.
예를 들면, 판정부(6)는 어느 하나의 가스 센서에서 어떠한 출력이 있었을 때부터 그 후 일정 시간(30초나 60초) 경과했을 때 각 가스 센서의 출력값에 기초해서 가스종을 특정한다. 그리고 그 일정 시간 경과 후 각 가스 센서의 출력값을 통해, 판별 대상인 가스종마다 그 가스종에 대해서 정한 가스 센서의 조합에 있어서 출력값 간 비율을 구한다. 그 비율이 기억되어 있는 당해 가스종에 대응하는 출력값 간 비율에 부합하는지(그 범위 내에 들어가는지)를 순차적으로 판정하여, 부합하는 것이 있었을 때 판정 대상 가스의 가스종이 그 부합하는 가스종이라고 특정한다. 예를 들면, Cl2 센서, H2S 센서 및 HF 센서의 출력이 Cl2 센서의 출력값을 100%라고 했을 때 H2S 센서의 출력값이 -50~-30%이고 HF 센서의 출력값이 80~100%의 비율에 들어간다면, 판정 대상 가스의 가스종이 Cl2 가스임이 특정된다.
<특정한 가스종의 농도 산출>
다음으로, 상기 어느 하나의 수단으로 가스종을 특정한 뒤 그 특정한 가스종의 농도를 산출하는 순서에 대해 설명한다. 일반적으로 가스 센서의 출력값은 검지 대상 가스의 농도와 상관되므로, 이 상관관계를 이용해서 가스 센서의 출력값을 통해 농도를 구할 수 있다. 그렇기 때문에, 본 실시형태에 따른 가스 분석 시스템(1)에서는, 가스종에 따라서는 복수의 가스 센서에서 출력이 있는 것을 고려하여 판정 대상으로 하는 가스종마다 그 농도를 산출할 때의 기준으로 하는 메인 가스 센서를 정해 둔다. 예를 들면, 메인 가스 센서로 하는 가스 센서로는 당해 가스종에 대한 감도가 높은 가스 센서 등을 들 수 있다. 또한 이 메인 가스 센서의 출력값과 당해 가스종의 농도와의 상관관계를 구해 두고, 데이터베이스(기억부(5))에 가스종별 메인 가스 센서의 종류와 그 출력값과 당해 가스종의 농도와의 상관관계를 농도 산출 정보로서 기억한다. 이로써, 판정부(6)는 판정 대상 가스의 가스종을 특정했을 때 이 농도 산출 정보에 기초해서 메인 가스 센서의 출력값을 이용해서 가스종의 농도를 산출한다.
단, 이 경우 가스 센서는 대상 가스의 농도에 비례하여 그 출력도 변하는데, 그 출력값에는 풀 스케일로 불리는 검출 한계값이 있으며 이 검출 한계값을 넘어서는 농도를 측정할 수 없다는 문제가 있다. 그리고 높은 정밀도로 농도를 산출하기 위해서는 그 대상의 가스종에 대해 감도가 높은 가스 센서를 메인 가스 센서로 이용하는 것이 바람직한데, 감도가 높은 만큼 검출 한계값에 도달하기 쉬워진다. 이에, 본 실시형태에 따른 가스 분석 시스템(1)에서는 메인 가스 센서 외에 판정 대상으로 하는 가스종마다 서브 가스 센서를 정하고 있다. 또한 그 서브 가스 센서의 출력값과 당해 가스종의 농도와의 상관관계도 구해 두고, 데이터베이스(기억부(5))에 가스종별 서브 가스 센서의 종류와 그 출력값과 당해 가스종의 농도와의 상관관계를 또한 농도 산출 정보로 기억하고 있다. 이에 따라, 판정부(6)는 메인 가스 센서의 출력값이 검출 한계값에 도달했을 때는 이 농도 산출 정보에 기초해서 서브 가스 센서의 출력값을 이용해서 가스종의 농도를 산출한다.
예를 들어 PH3 가스의 경우를 예로 들어 이 서브 가스 센서에 의한 농도 산출에 대해 설명한다. 도 6~8은 각 농도의 PH3 가스에 대한 PH3 센서(1.0ppmF.S.) 및 NO 센서(0.5ppmF.S.)의 출력을 나타낸 그래프이다. 또한 1.0ppmF.S.란, PH3 센서가 풀 스케일(100%F.S.) 출력일 때 PH3 가스의 농도가 1.0ppm인 것을 의미한다. 즉, PH3 가스의 농도는 PH3 센서의 출력값(%F.S.)으로부터 다음 식과 같이 구할 수 있다.
PH3 가스 농도(ppm)=PH3 센서 출력/100×1.0(ppm) (식 1)
또한 PH3 센서는 150%F.S.가 검출 한계값이고 이를 넘으면 출력이 한계에 도달해 버리고, 그렇게 되면 가스 농도를 정확하게 산출할 수 없게 된다. 예를 들어 PH3 가스의 농도가 0.3ppm일 때(도 6)와 1.0ppm일 때(도 7), 그 출력값은 검출 한계값까지 도달하지 않고 출력값이 PH3 가스의 농도를 반영하고 있지만, PH3 가스의 농도가 2.0ppm일 때(도 8)는 그 출력값이 검출 한계값(150%F.S.)을 넘어 한계에 도달해 있으며 출력값이 PH3 가스의 농도를 반영하고 있지 않다.
한편, NO 센서의 경우 PH3 센서에 비해 PH3 가스에 대한 감도는 낮지만 그만큼 PH3 가스의 농도가 2.0ppm일 때도 출력값은 한계에 도달하지 않았다. 그리고 도 9는 PH3 가스의 농도와 각 센서의 출력값의 관계를 나타낸 그래프인데, 도 9에 따르면 NO 센서의 출력값이 PH3 가스의 농도와 어느 정도 비례 관계에 있음을 알 수 있다. 그리고 NO 센서의 출력값에 대해 근사 직선을 그리면 그 기울기는 21.21이 된다. PH3 센서의 출력값에 대한 기울기가 대략 100임을 고려하면, 같은 농도의 PH3 가스를 검지하고 있을 때, PH3 센서의 출력값은 NO 센서의 출력값의 100/21.21배의 값이 된다고 할 수 있다(PH3 센서 출력=NO 센서 출력×(100/21.21)). 그렇게 하면 상기 식 1을 이용하면 PH3 가스와 NO 센서의 출력값(%F.S.)과의 관계는 다음 식과 같다.
PH3 가스 농도(ppm)=NO 센서 출력/21.21×1.0(ppm) (식 2)
이처럼 PH3 센서에 의한 농도 산출보다 정밀도는 떨어지지만, 상기 식 2에 기초해서 NO 센서의 출력값을 통해서도 PH3 가스의 농도를 산출할 수 있다. 이에, PH3 가스의 농도 산출에 있어서 메인 가스 센서를 PH3 센서로 하는 것, NO 센서를 그 서브 가스 센서로 하는 것 및 상기한 식 1, 2의 PH3 가스의 농도와 PH3 센서 및 NO 센서의 출력값과의 관계를 농도 산출 정보로서 데이터베이스(기억부(5))에 기억해 두면, 판정부(6)에 의해 PH3 센서의 출력값이 검출 한계값에 도달할 때까지는 PH3 센서의 출력값을 통해 상기 식 1에 기초해서 PH3 가스의 농도가 산출되고, PH3 센서의 출력값이 검출 한계값에 도달했을 때는 NO 센서의 출력값을 통해 상기 식 2에 기초해서 가스 농도가 산출되게 된다.
<PID 센서를 이용한 가스 분석>
광이온화 센서(PID 센서)는 유기 용제를 중심으로 많은 가스에 반응하는 센서이며, 단일 센서로 다양한 가스종의 농도 분석이 가능해지는 이점이 있다. 그러나 그 출력값을 통해 대략적으로 가스종을 좁힐 수는 있지만, 높은 정확도로 가스종을 판정할 수는 없다는 문제가 있다. 이에 대하여, 발명자는 PID 센서가 검지 가능한 가스종을 검지 대상 가스로 하지 않는 가스 센서라 하더라도, 상기와 동일한 요령으로 이 가스 센서들의 각 가스 센서의 출력값 경향을 통해 당해 가스종을 특정 가능하다는 것을 발견하였다. 즉, 복수의 가스 센서의 출력값 경향과 가스종과의 대응관계를 구한다고 하더라도, 판정하고자 하는 가스종을 많이 하면 그 판정 기준이 복잡해지거나 다른 가스종과의 구별이 힘들어져서 높은 정확도로 판정하지 못할 우려가 있지만, PID 센서를 이용함으로써 PID 센서의 출력이 있었을 때는 적어도 PID 센서가 검지할 수 있는 가스종인 것으로 좁힐 수 있다(반대로 PID 센서의 출력이 없을 때는 적어도 PID 센서가 검지할 수 없는 가스종인 것으로 좁힐 수 있게 된다). 그리고 가스종을 좁힘으로써 구별해야 할 가스종의 수가 줄어들기 때문에, 복수의 가스 센서의 출력값 경향과 가스종과의 대응관계를 구하기가 쉬워진다. 그 결과, PID 센서가 검지 가능한 가스종을 검지 대상 가스로 하지 않는 가스 센서라 하더라도, 이들 가스 센서의 각 가스 센서의 출력값 경향을 통해 당해 가스종을 특정할 수 있게 된다.
이에, 본 실시형태에 따른 가스 분석 시스템(1)은 검출기(2)가 적어도 하나의 PID 센서를 구비한 것으로 되어 있다. 본 실시형태에서는 10ppmF.S. 이소 부틸렌의 PID 센서를 이용한다. 또한 PID 센서가 검지 가능한 가스종과 PID 센서 이외의 소정 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계를 구해 두고, 이를 데이터베이스(기억부(5))에 기억하고 있다. 그리고 판정부(6)는 PID 센서의 출력이 있었을 때, 이 대응관계와 소정 가스 센서의 출력값 경향에 기초해서 판정 대상 가스의 가스종을 특정한다. 또한, 데이터베이스에는 판정 대상으로 하는 가스종의 농도와 PID 센서의 출력값과의 상관관계가 기억되어 있고, 판정부(6)는 판정 대상 가스의 가스종을 특정했을 때 이 상관관계에 기초해서 PID 센서의 출력값을 이용해서 가스종의 농도를 산출한다. 가스종의 농도 산출은 가스종마다 계수가 정해져 있으며, 그 계수를 출력값에 곱함으로써 그 가스종의 농도를 산출한다. 구체적으로는 10ppmF.S. 이소부틸렌의 PID 센서를 이용했을 경우 다음과 같은 식으로 가스종의 농도를 구할 수 있다.
가스 농도(ppm)=계수×PID 센서 출력값/100×10(ppm) (식 3)
예를 들면 PID 센서가 검지 가능한 가스종과 대응시키는 PID 센서 이외의 소정 가스 센서의 출력값 경향으로는 그 가스종에 대한 E20 센서와 E20C 센서의 출력값 비율을 들 수 있다. 도 10, 11은 PID 센서가 검지 가능한 가스종의 농도와 E20 센서 및 E20C 센서의 출력값과의 관계를 나타낸다. 도 10, 11로부터 명백하듯이, E20 센서와 E20C 센서는 대상 가스가 알코올이냐 알코올이 아니냐에 따라서 그 감도에 커다란 차이가 있으며, E20 센서와 E20C 센서의 출력값 비율은 다르다.
일례로서 톨루엔을 검출기(2)가 측정하고 있을 때, 도 12에 도시한 것과 같은 출력이 얻어진다(전반은 톨루엔의 농도를 1ppm으로 하고, 후반은 톨루엔의 농도를 5ppm으로 해서 측정하였다). 이때 PID 센서로부터 출력이 얻어졌고, 또한 E20 센서와 E20C 센서를 통해서도 출력이 얻어지고 있다. 그리고 E20 센서와 E20C 센서의 출력값 비율은 E20C 센서를 100%로 했을 때 E20 센서는 30~40%가 되어 있다. 한편, 아세톤을 검출기(2)가 측정하고 있을 때, 도 13에 도시한 것과 같은 출력이 얻어진다. 도 12와 마찬가지로 PID 센서로부터 출력이 얻어지고, 또한 E20 센서와 E20C 센서를 통해서도 출력이 얻어지고 있다. 그리고 E20 센서와 E20C 센서의 출력값 비율은 E20C 센서를 100%로 했을 때 E20 센서는 40~50%로 되어 있다. 이처럼 가스종에 따라 E20 센서와 E20C 센서의 출력값 비율은 다르다. 그리고 이를 이용하면 E20C 센서의 출력값을 100%라고 했을 때 E20 센서의 출력값이 30~40%이면 그 가스종은 톨루엔이고, E20C 센서의 출력값을 100%라고 했을 때 E20 센서의 출력값이 40~50%이면 그 가스종은 아세톤임을 알 수 있다. 따라서, 상기 대응관계로서 각 가스종에 대한 E20 센서와 E20C 센서의 출력값 비율을 미리 구해서 데이터베이스(기억부(5))에 기억해 두면 검출기(2)에서 검출된 E20 센서와 E20C 센서의 출력값 비율에 기초해서 판정부(6)에 의한 가스종 판정이 가능해진다. 그리고, 또한 판정부(6)는 상기 식 3에 기초해서 데이터베이스에 기억되어 있는 그 가스종에 대한 계수를 이용해서 PID 센서 출력값을 통해 그 가스종의 농도를 산출할 수 있다.
[기타 실시형태]
마지막으로 본 발명에 따른 가스 분석 시스템 및 가스 분석 방법의 기타 실시형태에 대해 설명한다. 한편, 이하 각각의 실시형태에서 개시되는 구성은 모순이 생기지 않는 한 다른 실시형태에서 개시되는 구성과 조합하여 적용할 수도 있다.
(1) 전술한 실시형태에서는 판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계를 이용한 가스종 특정방법으로서, 임계값 판정에 기초한 가스종 특정, 각 출력값 간 비율에 기초한 가스종 특정을 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않으며, 판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계를 이용해서 가스종 특정이 가능하다면 어떠한 것이어도 된다.
(2) 전술한 실시형태에서는 임계값 판정에 기초한 가스종 특정, 각 출력값 간 비율에 기초한 가스종 특정에 있어서, 판정부(6)는 어느 하나의 가스 센서로 양의 임계값을 넘는 출력(또는 출력)이 있었을 때부터 그 후 일정 시간(30초나 60초) 경과했을 때 각 가스 센서의 출력값에 기초해서 그 판정을 실시하는 구성을 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 어느 하나의 가스 센서로 양의 임계값을 넘는 출력이 있었을 때부터 그 후 일정 시간에 도달하기 전까지도 그 시점에서의 각 가스 센서의 출력을 통해 동일한 임계값 판정이나 각 출력값 간 비율에 기초해서 가스종을 특정하고, 그 결과를 예측 가스종으로 제시함으로써 가스종의 조기 특정을 가능하게 해도 된다. 또한 일정 시간 경과 후에 판정을 한 후에도 소정 시간 간격마다 다시 판정을 하고 그 결과를 갱신하도록 함으로써 가스종 특정의 정밀도를 높여도 된다.
(3) 전술한 실시형태에서는 PID 센서를 이용한 가스 분석에 있어서, PID 센서 이외의 소정 가스 센서의 출력값 경향으로는 그 가스종에 대한 E20 센서와 E20C 센서의 출력값 비율을 이용한 예를 설명하였다. 그러나 본 발명의 실시형태는 이에 한정되지 않으며 PID 센서 이외의 소정 가스 센서의 출력값 경향은 PID 센서가 검지 가능한 가스종과 대응되는 것이라면 어떠한 것이어도 된다.
(4) 그 밖의 구성에 관해서도, 본 명세서에서 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시일 뿐 본 발명의 범위는 그들에 의해 한정되는 것은 아니라고 이해되어야 한다. 당업자라면 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적절히 변경이 가능함을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경된 다른 실시형태도 당연히 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 복수종의 가스 센서를 이용한 판정 대상 가스의 가스종 특정에 이용할 수 있다.
1 가스 분석 시스템
2 검출기(검출부)
4 입력부
5 기억부
6 판정부

Claims (8)

  1. 복수종의 가스 센서를 구비하는 검출부;
    판정 대상 가스에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값이 입력되는 입력부;
    판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값의 경향과의 대응관계가 가스종마다 기억되어 있는 기억부; 및
    기억되어 있는 상기 대응관계와 상기 입력된 각 상기 출력값의 경향에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 판정부;를 구비하는 가스 분석 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 대응관계는 판정 대상으로 하는 가스종마다, 당해 가스종과 당해 가스종에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값의 소정 임계값에 대한 대소관계 패턴과의 대응관계를 포함하고,
    상기 판정부는 각 상기 출력값에 대해 상기 임계값을 넘었는지 아닌지 임계값 판정을 하여, 상기 대응관계와 각 상기 출력값에 대한 상기 임계값 판정 결과에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 가스 분석 시스템.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 대응관계는 판정 대상으로 하는 가스종에 대해 정한 상기 가스 센서의 특정 조합; 및 당해 가스종에 대한 상기 조합 중 각 상기 가스 센서 간 상기 출력값 비율;을 포함하고,
    상기 판정부는 상기 대응관계와 상기 조합 중 상기 출력값 간 비율에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 가스 분석 시스템.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기억부에는 판정 대상으로 하는 가스종마다, 농도를 산출할 때 기준으로 하는 메인 가스 센서의 종류 및 이 메인 가스 센서의 상기 출력값과 당해 가스종의 농도와의 상관관계를 포함하는 농도 산출 정보가 기억되어 있고,
    상기 판정부는 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정했을 때 상기 농도 산출 정보에 기초해서 상기 메인 가스 센서의 상기 출력값을 이용해서 상기 가스종의 농도를 산출하는 가스 분석 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 농도 산출 정보는 판정 대상으로 하는 가스종마다 정한 서브 가스 센서의 종류 및 그 서브 가스 센서의 상기 출력값과 당해 가스종의 농도와의 상관관계를 포함하고,
    상기 판정부는 상기 메인 가스 센서의 상기 출력값이 검출 한계값에 도달했을 때는 상기 농도 산출 정보에 기초해서 상기 서브 가스 센서의 상기 출력값을 이용해서 상기 가스종의 농도를 산출하는 가스 분석 시스템.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출부는 적어도 하나의 광이온화 센서를 구비하고,
    상기 대응관계는 상기 광이온화 센서가 검지 가능한 가스종과 상기 광이온화 센서 이외의 소정 상기 가스 센서의 상기 출력값 경향과의 관계를 포함하고,
    상기 판정부는 상기 광이온화 센서의 출력이 있었을 때, 상기 대응관계와 소정 상기 가스 센서의 상기 출력값 경향에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 가스 분석 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 기억부에는 판정 대상으로 하는 가스종의 농도와 상기 광이온화 센서의 상기 출력값과의 상관관계가 기억되어 있고,
    상기 판정부는 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정했을 때, 상기 상관관계에 기초해서 상기 광이온화 센서의 출력값을 이용해서 상기 가스종의 농도를 산출하는 가스 분석 시스템.
  8. 복수종의 가스 센서를 이용해서 판정 대상 가스를 측정하는 단계; 및
    판정 대상으로 하는 가스종과 당해 가스종에 대한 각 상기 가스 센서의 출력값 경향과의 대응관계와 각 상기 가스 센서의 상기 출력값 경향에 기초해서 상기 판정 대상 가스의 가스종을 특정하는 단계;를 구비하는 가스 분석 방법.
KR1020187007036A 2015-08-31 2016-08-31 가스 분석 시스템 및 가스 분석 방법 KR102534577B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015171108A JP6731710B2 (ja) 2015-08-31 2015-08-31 ガス分析システム、及び、ガス分析方法
JPJP-P-2015-171108 2015-08-31
PCT/JP2016/075554 WO2017038889A1 (ja) 2015-08-31 2016-08-31 ガス分析システム、及び、ガス分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180048702A true KR20180048702A (ko) 2018-05-10
KR102534577B1 KR102534577B1 (ko) 2023-05-18

Family

ID=58188857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187007036A KR102534577B1 (ko) 2015-08-31 2016-08-31 가스 분석 시스템 및 가스 분석 방법

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6731710B2 (ko)
KR (1) KR102534577B1 (ko)
WO (1) WO2017038889A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220074844A (ko) * 2020-11-16 2022-06-03 강소영 센서를 이용한 감시장치
WO2022119272A1 (ko) * 2020-12-04 2022-06-09 한국과학기술원 가변광조사를 이용한 광활성 가스센서의 가스종 식별방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7345086B2 (ja) * 2018-12-17 2023-09-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解水散布装置及び送風装置
CN112782233B (zh) * 2020-12-30 2023-05-09 江苏智闻智能传感科技有限公司 一种基于阵列气体传感器的气体识别方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008185333A (ja) * 2007-01-26 2008-08-14 Yazaki Corp ガス識別装置
JP2009270983A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Nippon Parkerizing Co Ltd 揮発性成分水溶液中の該揮発性成分濃度を測定するシステム
JP2010506150A (ja) * 2006-09-28 2010-02-25 スミスズ ディテクション インコーポレイティド マルチ検出器によるガス同定システム
KR20110043838A (ko) * 2009-10-22 2011-04-28 주식회사 과학기술분석센타 가스 농도 측정방법 및 이에 사용되는 가스 농도 측정장치
KR20110099614A (ko) * 2010-03-02 2011-09-08 주식회사 과학기술분석센타 악취측정방법 및 악취측정시스템
KR20140092584A (ko) * 2013-01-16 2014-07-24 변형기 복합 악취 분석 시스템 및 방법
KR101521418B1 (ko) * 2013-10-10 2015-05-21 한국과학기술원 복수의 가스를 동시에 측정하는 호흡 가스 진단 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4580405B2 (ja) * 2007-03-30 2010-11-10 エフアイエス株式会社 水素ガスセンサ
JP5185700B2 (ja) * 2008-06-09 2013-04-17 矢崎エナジーシステム株式会社 ガス漏れ警報器
WO2012165182A1 (ja) * 2011-05-27 2012-12-06 株式会社 エヌ・ティ・ティ・ドコモ 生体ガス検知装置及び生体ガス検知方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010506150A (ja) * 2006-09-28 2010-02-25 スミスズ ディテクション インコーポレイティド マルチ検出器によるガス同定システム
JP2008185333A (ja) * 2007-01-26 2008-08-14 Yazaki Corp ガス識別装置
JP2009270983A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Nippon Parkerizing Co Ltd 揮発性成分水溶液中の該揮発性成分濃度を測定するシステム
KR20110043838A (ko) * 2009-10-22 2011-04-28 주식회사 과학기술분석센타 가스 농도 측정방법 및 이에 사용되는 가스 농도 측정장치
KR20110099614A (ko) * 2010-03-02 2011-09-08 주식회사 과학기술분석센타 악취측정방법 및 악취측정시스템
KR20140092584A (ko) * 2013-01-16 2014-07-24 변형기 복합 악취 분석 시스템 및 방법
KR101521418B1 (ko) * 2013-10-10 2015-05-21 한국과학기술원 복수의 가스를 동시에 측정하는 호흡 가스 진단 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220074844A (ko) * 2020-11-16 2022-06-03 강소영 센서를 이용한 감시장치
WO2022119272A1 (ko) * 2020-12-04 2022-06-09 한국과학기술원 가변광조사를 이용한 광활성 가스센서의 가스종 식별방법
KR20220078926A (ko) * 2020-12-04 2022-06-13 한국과학기술원 가변광조사를 이용한 광활성 가스센서의 가스종 식별방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102534577B1 (ko) 2023-05-18
JP6731710B2 (ja) 2020-07-29
WO2017038889A1 (ja) 2017-03-09
JP2017049057A (ja) 2017-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180048702A (ko) 가스 분석 시스템 및 가스 분석 방법
KR100831589B1 (ko) 가스센서의 출력 특성 추출방법과 이를 이용한 가스농도측정장치 및 그 방법
EP2669644B1 (en) Weighing apparatus
EP2508881B1 (en) Testing a humidity sensor
KR20030069120A (ko) 냄새측정장치
RU2007140372A (ru) Устройство и способ прогнозирования температуры человека
RU2376644C2 (ru) Система пожарной сигнализации с линейными детекторами, основанная на слиянии данных, и способ осуществления такой сигнализации
CN108571997B (zh) 一种检测探头稳定接触被测点的方法和装置
GB2499842A (en) Temperature regulated multiple gas sensor
WO2005047892A3 (en) A system and method for detecting contraband
JP2008166644A (ja) 集積回路装置異常検出装置、方法およびプログラム
US6456943B1 (en) Carbon dioxide concentration sensor
US8852950B2 (en) Method and device for measuring NOx concentration using measurements of NOx and a second gas component
JP2006275606A (ja) ガス検出方法及びガス検出装置
CN112556927A (zh) 压力传感器自校正方法、设备、存储介质及装置
JP2021107829A5 (ko)
CN114492629A (zh) 异常检测方法、装置、电子设备及存储介质
US8459097B2 (en) Method and control unit for detecting a gas concentration of gas from a gas mixture
CN108152458A (zh) 气体检测方法及装置
KR102502952B1 (ko) 통계 분석 기반 데이터 측정 방법 및 장치
RU2016122192A (ru) Система и способ испытания узла определения давления
KR20180057829A (ko) 통계적 공정 관리에 기반한 센서 제어 방법
CN112782233B (zh) 一种基于阵列气体传感器的气体识别方法
CN115342848A (zh) 一种关于传感器异常数据的检测方法及装置
JP4810264B2 (ja) 濃度測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant