KR20190008771A - Efficiency measurement system for greenhouse gases reduction facility and efficiency measurement method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온실가스 저감시설 효율측정 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상대오차 5% 이하로 측정 성분을 측정할 수 있는 온실가스 저감시설 효율측정 시스템 및 효율측정 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a greenhouse gas reduction facility efficiency measurement system, and more particularly, to a greenhouse gas reduction facility efficiency measurement system and an efficiency measurement method capable of measuring a measurement component with a relative error of 5% or less.
지구온난화 현상의 완화를 위해, 이산화탄소, 메탄, 이산화질소, 수소불화탄소, 과불화탄소, 육불화황 등의 온실가스를 감축하기 위한 연구가 진행되고 있다. 이중 청정개발체제인 CDM(Clean Development Mechanism) 사업은 온실가스를 감축하는 사업으로서, CDM 사업은 CDM 집행위원회에서 지정하는 국제공인 CDM 검증기관인 DOE(Designated Operational Entity)에서 사업 타당성을 검증 받은 후 CDM 집행위원회에 사업등록신청서를 제출하여 사업에 의한 감축실적 검증을 받아 공식 승인을 받게 된다.In order to mitigate the global warming phenomenon, researches are being conducted to reduce greenhouse gases such as carbon dioxide, methane, nitrogen dioxide, hydrogen fluoride, perfluorocarbon, and sulfur hexafluoride. The Clean Development Mechanism (CDM) project, which is a clean development system, is a project to reduce greenhouse gas emissions. The CDM project is validated by the DOE (Designated Operational Entity), an internationally recognized CDM verification body designated by the CDM Executive Committee, The committee will submit an application for business registration to the committee and will receive official approval after receiving confirmation from the project.
최근, 상기 CDM 사업이 활발해짐에 따라, 데이터의 신뢰성을 보장할 수 있는 온실가스 배출량 산정의 중요성이 커지고 있다. Recently, as the CDM business becomes more active, the importance of estimating greenhouse gas emissions, which can guarantee the reliability of data, is increasing.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1359940호(2014.02.03. 등록)가 있으며, 상기 문헌에는 굴뚝 배출가스 온라인 모니터링 시스템이 기재되어 있다.A background art related to the present invention is Korean Registered Patent No. 10-1359940 (registered on Mar. 23, 2014), which discloses an on-line monitoring system for flue gas emission.
그러나, 상기 문헌에 기재된 기술은 표준용액(표준물질)으로 여러 농도 범위에 걸쳐 다점 검량선을 작성하고, 작성된 상관식을 바탕으로 표준가스에 의한 검량선을 작성하기 때문에, 수작업에 의한 오차가 발생하고 측정장치의 신뢰도가 상실되는 문제점이 있다.
However, in the technique described in the above document, a multipoint calibration curve is prepared over various concentration ranges with a standard solution (standard substance), and a calibration curve is generated by a standard gas on the basis of the prepared correlation equation, There is a problem that the reliability of the apparatus is lost.
본 발명의 목적은 신뢰도가 우수한 온실가스 저감시설 효율측정 시스템을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a system for measuring the efficiency of a greenhouse gas abatement facility with high reliability.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 QMS(Quadrupole Mass Spectrometer, 사중극자 질량 분석기)와 연결되는 온실가스 저감시설 효율측정 시스템으로서, 상기 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 측정 성분을 주입시키는 가스 주입구; 상기 가스 주입구의 분기된 관로에 연결되고, 상기 주입된 측정 성분별 농도를 교정하는 자동 교정 장치(auto calibration system); 상기 가스 주입구와 상기 자동 교정 장치를 연결하는 관로에 위치하는 핀홀(pin-hole); 및 상기 QMS 및 자동 교정 장치 각각에 연결되고, 저감시설의 제거효율(DRE)을 자동으로 계산하는 자동 계산 소프트웨어(auto calculation S/W);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a greenhouse gas reduction facility efficiency measurement system connected to a quadrupole mass spectrometer (QMS), the greenhouse gas reduction facility efficiency measurement system comprising: The system comprises: a gas inlet for injecting a measurement component; An auto calibration system connected to the branch conduit of the gas inlet and for calibrating the concentration of the injected measurement component; A pin-hole located in a conduit connecting the gas inlet and the automatic calibrating device; And an auto calculation software (S / W), connected to each of the QMS and the automatic correcting device, for automatically calculating a removal efficiency (DRE) of the abatement facility.
상기 자동 교정 장치(auto calibration system)는 표준 가스(Standard Gas)의 유량 및 희석용 가스의 유량을 기준으로 상기 측정 성분별 교정하고자 하는 농도를 제조할 수 있다.The auto calibration system may produce the concentration to be calibrated for each measurement component based on the flow rate of the standard gas and the flow rate of the dilution gas.
상기 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 교정 커브의 직진성(R2)과 교정 커브 5-포인트 이상의 값의 상태표준편차(σ)를 자동으로 연산하고, R2≥0.98 및 σ≤±5%를 만족하면 모니터링 측정을 수행하는 교정 커브(calibration curve)부를 더 포함할 수 있다.
The GHG reduction facility efficiency measurement system automatically calculates the standard deviation () of the straightness (R2) of the calibration curve and the calibration curve 5-point or more, and if R2? 0.98 and?? 5% And a calibration curve unit for performing measurement.
상기 다른 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온실가스 저감시설 효율측정 방법은 (a) 가스 주입구에 측정 성분을 주입시켜 측정 성분의 농도를 확인하고, 상기 확인된 측정 성분의 정보를 반영하여 표준 가스의 농도를 결정하는 단계; (b) 측정 성분별 농도의 자동 교정을 위한 유량제어기를 제어하는 소프트웨어를 제작하는 단계; (c) 측정 성분별 압력 조절을 위한 압력 조절부를 제작하고, 상기 표준 가스를 이용하여 자동 교정 장치에서 측정 성분별 농도를 교정하는 단계; 및 (d) 교정 커브를 완성하여 모니터링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for measuring the efficiency of a greenhouse gas abatement facility, comprising the steps of: (a) injecting a measurement component into a gas injection port to confirm concentration of the measurement component; Determining a concentration of the standard gas; (b) fabricating software to control the flow controller for automatic calibration of concentration by measurement component; (c) fabricating a pressure regulator for controlling the pressure of each measurement component, and calibrating the concentration of each measurement component in the automatic calibration apparatus using the standard gas; And (d) completing and monitoring the calibration curve.
상기 (c) 단계에서 측정 성분별 농도를 교정하는 단계는 상기 표준 가스(Standard Gas)를 이용한 교정시 측정된 압력을 기준으로 하여 상기 측정 성분별 QMS 측정 전류값을 보정하고, 표준 가스(Standard Gas)의 농도를 기준으로 하여 측정 장비를 측정 성분별로 교정하는 것일 수 있다.In the step (c), the step of calibrating the concentration of each measurement component may include correcting the QMS measurement current value of each measurement component based on the pressure measured at the time of calibration using the standard gas, ) May be to calibrate the measuring equipment according to the measurement components.
상기 (d) 단계는 교정 커브에 대입한 농도를 산출하여 측정 성분의 농도를 자동 계산하고, 추적가스 농도의 산출 결과를 이용하여 유량을 자동 계산한 후, 제거효율 값을 자동 계산하는 것일 수 있다.
The step (d) may be to automatically calculate the concentration of the measurement component by calculating the concentration assigned to the calibration curve, to automatically calculate the flow rate using the result of calculation of the trace gas concentration, and then to automatically calculate the removal efficiency value .
본 발명에 따른 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 표준 가스를 이용하여 측정 성분별 농도를 교정할 수 있으며, 자동 계산 소프트웨어를 통해 측정 성분의 농도 측정을 자동으로 산출할 수 있다.The system for measuring the efficiency of a GHG reduction facility according to the present invention can calibrate the concentration of each measurement component using a standard gas and can automatically calculate the concentration measurement of the measurement component through automatic calculation software.
또한, 본 발명에 따른 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 측정 성능은 유지하면서 측정 시스템의 외형을 최소화하여 운반성을 높일 수 있는 효과가 있다.
In addition, the system for measuring efficiency of a GHG reduction facility according to the present invention has an effect of minimizing the external appearance of the measurement system while maintaining the measurement performance, thereby improving the transportability.
도 1은 본 발명에 따른 온실가스 저감시설 효율측정 시스템을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 계산 소프트웨어의 작동 순서를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 QMS 및 온실가스 저감시설 효율측정 시스템을 나타낸 것이다.
1 is a sectional view showing a system for measuring the efficiency of a greenhouse gas reduction facility according to the present invention.
2 shows an operation sequence of automatic calculation software according to the present invention.
3 shows a QMS and GHG reduction facility efficiency measurement system according to the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온실가스 저감시설 효율측정 시스템에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a system for measuring efficiency of a greenhouse gas reduction facility according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
NF3(삼불화질소)가 온실가스에 포함됨에 따라 NF3 가스의 절대적 정량 분석에 대한 신뢰성 있는 측정법의 개발이 시급한 실정이다. NF3 가스는 현재 반도체 디스플레이 제품 생산 공정에서 많은 양을 소비하고 있다. As NF 3 (nitrogen trifluoride) is included in the greenhouse gas, it is urgent to develop a reliable measurement method for the absolute quantitative analysis of NF 3 gas. NF 3 gas is currently consuming a large amount in the production of semiconductor display products.
온실가스 저감시설 효율측정은 측정 성분의 정량 분석과 온실가스 저감시설 유입구, 유출구의 유량 측정이 동시에 이루어져야 하기 때문에 측정 성분 이외에 온실가스 저감 시설 유입구, 유출구 배관에 존재하는 모든 가스들에 대한 절대적 정량 분석이 필요하다.
Since the efficiency measurement of the GHG reduction facility should be performed simultaneously with the quantitative analysis of the measurement components and the flow measurement of the inlet and outlet of the GHG reduction facility, absolute quantitative analysis of all the gases present in the inlet and outlet pipes of the GHG reduction facility Is required.
본 발명에서는 측정하고자 하는 대상 가스들에 대한 농도 측정을 자동으로 산출할 수 있는 소프트웨어(S/W) 개발을 통해 온실가스 저감시설에 대한 성분(ex; NF3 가스) 제거 효율을 측정하고자 한다.In the present invention, it is intended to measure the removal efficiency of a component (ex. NF 3 gas) for a greenhouse gas abatement facility by developing a software (S / W) capable of automatically calculating a concentration measurement for a target gas to be measured.
현장 측정 시, 시간적 제한과 개인오차 발생 확률을 제거할 수 있도록 교정(calibration)부터 온실가스 저감시설 제거효율까지 자동 계산이 가능한 특징이 있다. 또한, 본 발명의 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 현장 측정용 분석 시스템이기 때문에 운반이 용이한 장점이 있다.
In the field measurement, there is a feature that automatic calculation can be performed from the calibration to the removal efficiency of the greenhouse gas abatement facility so as to eliminate the time limitation and the probability of individual error occurrence. In addition, since the system for measuring the efficiency of the GHG reduction facility of the present invention is an analysis system for on-site measurement, it is advantageous in that it can be easily transported.
도 1은 본 발명에 따른 온실가스 저감시설 효율측정 시스템을 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 압력 조절부(10), 핀홀(20), 베큠 게이지(30), 터보 펌프(TMP, 40) 및 QMS(50)를 포함하고, 가스 주입구(미도시), 자동 교정 장치(미도시), 자동 계산 소프트웨어(미도시)도 포함한다.
1 is a sectional view showing a system for measuring the efficiency of a greenhouse gas reduction facility according to the present invention. 1, the system for measuring greenhouse gas reduction efficiency includes a
도 1에 도시한 바와 같이, 압력 조절부(10)는 가스 주입구를 통해 주입되는 측정 성분의 압력을 일정하게 유지시키는 역할을 하며, 상기 압력 조절부(10)는 미터링 밸브를 포함할 수 있다. 상기 미터링 밸브는 밸브의 움직임이 적어 원하는 압력으로 샘플 가스를 유입시키는 작용을 한다. As shown in FIG. 1, the
상기 샘플 가스의 예로는 Kr, SF6, CF4, NF3 등이 있다.
Examples of the sample gas and the like Kr, SF 6, CF 4, NF 3.
상기 핀홀(20)은 측정 성분을 통과시켜 균일한 압력으로 QMS에 주입되도록 이동시키는 역할을 한다. 상기 핀홀(20)은 그 측정 방법이나 측정 성분에 따라 홀의 개수를 조절할 수 있다.
The
상기 베큠 게이지(vacuum gauge)(30)는 상기 온실가스 저감시설 효율측정 시스템 내의 압력을 실시간으로 모니터링 하는 역할을 하며, 실시간으로 저장된 압력값을 사용하여 측정 시간 동안 QMS에 기록된 측정 값을 기준압력을 설정하여 모든 QMS 측정값을 기준압력으로 보정할 수 있는 근거를 제공한다.
The
상기 터보 펌프(TMP, 40)는 QMS의 정상적인 작동을 위해 필요한 고진공 환경을 제공하기 위하여 사용되는 장치이다. 상기 고진공은 대략 10-5mbar 이하의 상태를 의미한다.
The turbo pump (TMP) 40 is a device used to provide a high vacuum environment required for normal operation of the QMS. The high vacuum means a condition of about 10 -5 mbar or less.
본 발명에 따른 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 QMS(Quadrupole Mass Spectrometer, 사중극자 질량 분석기)와 연결되는 온실가스 저감시설 효율측정 시스템으로서, 상기 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 측정 성분을 주입시키는 가스 주입구; 상기 가스 주입구의 분기된 관로에 연결되고, 상기 주입된 측정 성분별 농도를 교정하는 자동 교정 장치(auto calibration system); 상기 가스 주입구와 상기 자동 교정 장치를 연결하는 관로에 위치하는 핀홀(pin-hole); 및 상기 QMS 및 자동 교정 장치 각각에 연결되고, 저감시설의 제거효율(DRE)을 자동으로 계산하는 자동 계산 소프트웨어(auto calculation S/W);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The system for measuring the efficiency of a greenhouse gas abatement facility according to the present invention is a system for measuring the efficiency of a greenhouse gas abatement facility connected to a quadrupole mass spectrometer (QMS) Inlet; An auto calibration system connected to the branch conduit of the gas inlet and for calibrating the concentration of the injected measurement component; A pin-hole located in a conduit connecting the gas inlet and the automatic calibrating device; And an auto calculation software (S / W), connected to each of the QMS and the automatic correcting device, for automatically calculating a removal efficiency (DRE) of the abatement facility.
상기 QMS 측정 결과는 반드시 교정 커브(교정 곡선)를 이용하여 농도 산출을 하는 것이 바람직하다. It is preferable that the concentration calculation is performed using the calibration curve (calibration curve).
기존에 공개되어 있는 반도체 디스플레이 산업에서 사용되는 온실가스 저감시설에 대한 효율측정 방법에 QMS는 현장에서 교정하여 사용하도록 기록되어 있다. 하지만, QMS 교정결과를 현장에서 사람이 수동으로 교정 커브를 작성한다는 것이 매우 복잡하기 때문에 사람이 실수할 수 있는 가능성이 매우 높다. 만일, 사람이 정확하게 교정결과를 정리할 수 있다고 해도 소요되는 시간이 길기 때문에 현실적으로 수동으로 측정을 진행한다는 것이 바람직한 방법이 될 수 없다고 판단된다.
QMS has been recorded for use in the field in the method for measuring the efficiency of the greenhouse gas abatement facility used in the semiconductor display industry which has been disclosed in the past. However, it is very likely that a person will make a mistake because it is very complicated for a person to manually create a calibration curve on-site at the QMS calibration result. Even if a person can correct the calibration result accurately, it takes a long time, so it is judged that it is not preferable to conduct the measurement manually.
상기 자동 교정 장치(auto calibration system)는 표준 가스(Standard Gas)의 유량 및 희석용 가스의 유량을 기준으로 상기 측정 성분별 교정하고자 하는 농도를 제조할 수 있다.The auto calibration system may produce the concentration to be calibrated for each measurement component based on the flow rate of the standard gas and the flow rate of the dilution gas.
상기 희석용 가스는 표준 가스 제조 시 사용되는 바탕가스(balance gas)를 의미하며, 상기 희석용 가스는 예를 들어, 질소(N2)일 수 있다.The diluting gas means a balance gas used in the production of a standard gas, and the diluting gas may be, for example, nitrogen (N 2 ).
구체적으로는, 상기 자동 교정 장치(auto calibration system)는 표준 가스(Standard Gas)를 이용한 교정 당시 측정된 압력(성분별 농도)을 기준으로 하여 상기 측정 성분별 QMS 측정 전류값을 보정하고, 표준 가스(Standard Gas)의 농도를 기준으로 하여 상기 측정 장비를 측정 성분별로 교정하는 것이다.Specifically, the auto calibration system corrects the QMS measurement current value for each measurement component on the basis of the measured pressure (concentration by component) at the time of calibration using the standard gas, And the measurement equipment is calibrated for each measurement component based on the concentration of standard gas.
측정 장비는 QMS를 검출기로 사용하는 절대적 정량분석 장비인 온실가스 저감시설 효율측정 시스템을 가리킨다.Measuring equipment refers to a system for measuring efficiency of a greenhouse gas abatement facility, which is an absolute quantitative analysis equipment using QMS as a detector.
이에 따라, 상기 자동 교정 장치에서는 측정 성분별로 압력 보정 자동 계산이 수행되고, 측정 성분의 정확한 농도 산출을 위해 측정 대상 가스 외에 샘플 가스에 동시에 존재하는 나머지 가스들의 농도를 산출하여 일반화 자동 계산이 수행된다.Accordingly, in the automatic correcting apparatus, the pressure correction automatic calculation is performed for each measurement component, and in order to accurately calculate the concentration of the measurement component, the concentration of the remaining gases simultaneously present in the sample gas in addition to the gas to be measured is calculated, .
상기 압력 보정 자동 계산은 표준 가스와 측정 성분을 주입했을 때, 편차가 발생하기 때문에, 상기 표준 가스의 압력을 기준으로 하여 상기 측정 성분의 압력을 교정하는 것이다. 예를 들어, 표준 가스를 이용한 교정 시 QMS로 주입되는 압력이 1.0Х10-7torr이고, 상기 샘플 측정 시 QMS로 주입되는 압력이 5.0Х10-6torr일 때, 상기 측정 시 QMS 측정 전류값은 교정 시 QMS로 주입되는 압력으로 보정하여 산출한 값을 적용하여 농도를 산출한다.
The pressure correction automatic calculation is to calibrate the pressure of the measurement component based on the pressure of the standard gas because a deviation occurs when the standard gas and the measurement component are injected. For example, when the pressure to be injected into the QMS during the calibration using the standard gas is 1.0 × 10 -7 torr and the pressure injected into the QMS during the sample measurement is 5.0 × 10 -6 torr, The pressure is corrected by the pressure injected into the QMS and the calculated value is used to calculate the concentration.
상기 일반화 자동 계산은 내용이 복잡하기 때문에 예를 설명하도록 한다. 예에서 설명될 일반화는 기존에 널리 사용되고 있는 일반화 방법을 본 발명에서 사용하는 예라고 판단하면 된다.Since the contents of the generalized automatic calculation are complex, an example will be described. The generalization to be described in the example may be determined as an example in which the generalization method widely used is used in the present invention.
예) 우리가 생활하는 주변의 공기를 QMS를 사용하여 측정할 경우Ex) When we measure the ambient air around us using QMS
(공기 조성 가정 : 질소 80 %, 산소 20%)(Air composition assumption: nitrogen 80%,
일반적으로 질량 분석기는 장비의 특성상 측정하고자 하는 샘플의 부분 압의 합이 100%가 되지 않는다. 따라서, 같은 샘플을 반복적으로 측정할 때 측정되는 절대적인 농도 값은 차이가 날 수 있다. 하지만 이 경우 샘플이 동일하다고 한다면 일반화 과정을 거쳐 신뢰성 있는 결과값을 산출할 수 있다.In general, the mass spectrometer does not have a total of 100% of the partial pressure of the sample to be measured due to the characteristics of the equipment. Therefore, the absolute concentration values measured when repeatedly measuring the same sample may differ. However, in this case, if the samples are the same, a reliable result can be calculated through a generalization process.
1차 측정 결과 : 질소 80%, 산소 20%Results of the first measurement: nitrogen 80%,
2차 측정 결과 : 질소 60% 산소 15%Secondary measurement: nitrogen 60%
3차 측정 결과 : 질소 40% 산소 10%Third measurement:
QMS를 이용하여 측정하면 같은 샘플을 측정하더라도 위에서 보여지는 결과값이 산출될 수 있다. 하지만 일반화를 적용할 경우 1~3번 측정 된 결과값은 동일하다.If you measure using the QMS, the results shown above can be calculated even if the same sample is measured. However, if the generalization is applied, the measured result is the same as 1 ~ 3 times.
2차 측정 결과는 60%/75 * 100 = 80%, 15%/75 * 100 = 20%The second measurement result is 60% / 75 * 100 = 80%, 15% / 75 * 100 = 20%
3차 측정 결과는 40%/50 * 100 = 80%, 10%/50 *100 = 20%
The results of the third measurement are 40% / 50 * 100 = 80%, 10% / 50 * 100 = 20%
상기 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 교정 커브(calibration curve)부를 더 포함할 수 있다. 상기 교정 커브부는 교정 커브의 직진성(R2)과 교정 커브 5-포인트 이상의 값의 상태표준편차(σ)를 자동으로 연산하고, R2≥0.98 및 σ≤±5%를 만족하면 모니터링 측정을 수행한다. 상기 교정 커브부는 수준 미달시에 R2≥0.98 및 σ≤±5%를 만족하도록 재측정할 수 있다.
The greenhouse gas reduction facility efficiency measurement system may further include a calibration curve unit. The calibration curve section automatically computes the straightness (R2) of the calibration curve and the state standard deviation (?) Of the values above the calibration curve 5-point, and performs monitoring measurements when R2? 0.98 and?? ± 5% are satisfied. The calibration curve can be remeasured to satisfy R2 > = 0.98 and sigma ≤ +/- 5% at sub-level.
도 3은 본 발명에 따른 QMS 및 온실가스 저감시설 효율측정 시스템을 나타낸 것이다.3 shows a QMS and GHG reduction facility efficiency measurement system according to the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 자동 계산 소프트웨어(auto calculation S/W, PC)는 상기 QMS와 상기 자동 교정 장치 각각에 연결되어 상기 자동 교정 장치와 상기 QMS 각각을 모두 제어하면서 해당 측정 성분을 원하는 농도로 자동적으로 교정할 수 있으며, 상기 측정 성분별 농도로부터 저감시설의 제거효율(DRE)을 자동으로 계산할 수 있다. 상기 제거효율(DRE)은 저감시설의 유입구와 유출구에서 1시간 동안 동시에 측정된 측정 성분의 총량을 적산하여 계산할 수 있다.
As shown in FIG. 3, the automatic calculation software (PC) is connected to the QMS and the automatic calibration apparatus, and controls the automatic calibration apparatus and the QMS, Concentration, and the removal efficiency (DRE) of the abatement facility can be automatically calculated from the concentration of each measurement component. The removal efficiency (DRE) can be calculated by integrating the total amount of the measured components simultaneously measured for one hour at the inlet and outlet of the abatement facility.
본 가이드라인에서 제거효율은 저감시설의 유입구과 유출구에서 1시간 동안 동시 측정된 FGHG 가스별 총량을 적산하여 FGHG 가스별로 각각 계산한다. In this guideline, the removal efficiency is calculated for each FGHG gas by integrating the total amount of FGHG gas simultaneously measured for 1 hour at the inlet and outlet of the abatement facility.
DRE (제거효율) : ( 1- V in/ V out) * 100DRE (removal efficiency): (1 - V in / V out) * 100
V in : 정상 운전되는 1시간 동안 저감시설로 유입되는 FGHG 가스별 총량(SL- Standard Liter)V in: Total amount of FGHG gas (SL-Standard Liter)
V out : 정상 운전되는 1시간 동안 저감시설로 유출되는 FGHG 가스별 총량(SL- Standard Liter)
V out: Total amount of FGHG gas (SL-Standard Liter) discharged to the abatement facility during 1 hour of normal operation.
온실가스 저감시설 효율측정 시스템의 작동 과정은 다음과 같다.The operational process of the GHG reduction facility efficiency measurement system is as follows.
먼저, 실제 측정하고자 하는 측정 성분의 농도를 확인하고, 상기 확인된 측정 성분의 정보를 반영하여 표준 가스의 농도를 결정한다. First, the concentration of the measurement component to be actually measured is confirmed, and the concentration of the standard gas is determined by reflecting the information of the measured component.
다음으로, 측정 성분별 농도의 자동 교정을 위한 유량제어기를 제어할 수 있는 소프트웨어를 제작한다. Next, software for controlling the flow controller for automatic calibration of the concentration of each measurement component is made.
다음으로, 측정 성분별 압력 조절을 위한 압력 조절부를 제작하고, 상기 표준 가스를 이용하여 자동 교정 장치에서 측정 성분별 농도를 교정한다. 상기 교정은 일반화 자동 계산 및 압력 보정 자동 계산으로 이루어질 수 있으며, 상기 표준 가스(Standard Gas)의 압력을 기준으로 하여 상기 측정 성분별 QMS 측정 전류값을 보정하고, 표준 가스(Standard Gas)의 농도를 기준으로 하여 상기 측정 장비를 측정 성분별로 교정한다. 상기 측정 장비는 QMS를 검출기로 사용하는 절대적 정량분석 장비인 온실가스 저감시설 효율측정 시스템을 가리킨다.Next, a pressure regulator for controlling the pressure of each measurement component is prepared, and the concentration of each measurement component is calibrated in the automatic calibration apparatus using the standard gas. The calibration may be performed by automatic calculation of generalization and automatic calculation of pressure correction. The QMS measurement current value of each measurement component is corrected based on the pressure of the standard gas, and the concentration of the standard gas The measurement equipment is calibrated for each measurement component. The measurement equipment refers to a system for measuring efficiency of a greenhouse gas abatement facility, which is an absolute quantitative analysis equipment using QMS as a detector.
다음으로, 교정 커브를 완성하여 모니터링하는데, 구체적으로는 교정 커브에 대입한 농도를 산출하여 측정 성분의 농도를 자동 계산하고, 추적가스 농도의 산출 결과를 이용하여 유량을 자동 계산한다. 측정 성분의 농도를 자동 계산한 값과 유량을 자동 계산한 값을 이용하여 측정 시간 내 온실가스 적산량을 자동 계산한다.Next, the calibration curve is completed and monitored. Specifically, the concentration of the measurement component is calculated by calculating the concentration assigned to the calibration curve, and the flow rate is automatically calculated using the result of calculation of the trace gas concentration. The total amount of GHG accumulation within the measuring time is automatically calculated by using the value obtained by automatically calculating the concentration of the measurement component and the value obtained by automatically calculating the flow rate.
상기 추적가스는 온실가스 저감시설에서 분해할 수 없는 불활성 기체이면서 공정에서 사용되지 않는 가스를 의미하며, 상기 추적가스의 예로는 He, Kr, Xe 등이 있다.
The trace gas means an inert gas that can not be decomposed in the greenhouse gas abatement facility but is not used in the process. Examples of the trace gas include He, Kr, and Xe.
다음으로, 상기 온실가스 적산량을 자동 계산한 값을 이용하여 제거효율 값을 자동 계산한다.
Next, the removal efficiency value is automatically calculated using the value obtained by automatically calculating the above-described GHG accumulation amount.
이처럼, 본 발명의 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 정량 분석을 통해 측정 성분별 농도를 측정할 수 있으며, 현장 측정 시 시간적 제한과 개인오차 발생 확률을 제거할 수 있도록 교정부터 온실가스 저감시설 제거효율까지 자동적으로 계산 가능한 특징이 있다.
As described above, the system for measuring the efficiency of the GHG reduction facility according to the present invention can measure the concentration of each measurement component through quantitative analysis. In order to eliminate the time limitation and the probability of individual error in the field measurement, There is a feature that can be calculated automatically.
도 2는 본 발명에 따른 자동 계산 소프트웨어의 작동 순서를 나타낸 것이다.2 shows an operation sequence of automatic calculation software according to the present invention.
도 2를 참조하면, 1) 정렬 버튼을 클릭하여 스케일을 조정한다. 2) 각각의 유량 구간에 안정된 구간에 커서를 이동시킨다. 3) 각각의 유량 구간에 맞는 버튼을 클릭한다.(자동으로 커서를 기준으로 이후 20개 데이터 평균) 4) Cal 버튼을 클릭하여 교정 커브를 작성한다. 5) 보고서 양식을 작성한다. 6) 성분별 데이터를 확인한다.Referring to FIG. 2, 1) Adjust the scale by clicking an alignment button. 2) Move the cursor to the stable section in each flow section. 3) Click the button that corresponds to each flow rate (the average of 20 data from the cursor automatically) 4) Click the Cal button to create the calibration curve. 5) Complete the report form. 6) Check the data for each component.
도 2에서 상기 보고서 양식에 가려진 체크 부분에는 측정 성분인 가스의 종류가 기록되어 있다. 상기 도 2는 교정을 예시로 한 도면이며, 도 2의 교정 결과를 바탕으로 샘플 가스의 측정 값을 자동으로 산출할 수 있다.
In FIG. 2, the type of gas, which is a measurement component, is recorded in the check part covered by the report form. 2 shows an example of the calibration, and the measurement value of the sample gas can be automatically calculated based on the calibration result of FIG.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
10 : 압력 조절부
20 : 핀홀
30 : 베큠 게이지
40 : 터보 펌프
50 : QMS10: Pressure regulator
20: Pinhole
30: Beetle gauge
40: Turbo pump
50: QMS
Claims (6)
상기 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은
측정 성분을 주입시키는 가스 주입구;
상기 가스 주입구의 분기된 관로에 연결되고, 상기 주입된 측정 성분별 농도를 교정하는 자동 교정 장치(auto calibration system);
상기 가스 주입구와 상기 자동 교정 장치를 연결하는 관로에 위치하는 핀홀(pin-hole); 및
상기 QMS 및 자동 교정 장치 각각에 연결되고, 상기 측정 성분별 농도로부터 저감시설의 제거효율(DRE)을 자동으로 계산하는 자동 계산 소프트웨어(auto calculation S/W);를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실가스 저감시설 효율측정 시스템.
A system for measuring efficiency of a greenhouse gas abatement facility connected to a quadrupole mass spectrometer (QMS)
The GHG reduction facility efficiency measurement system
A gas inlet for injecting a measurement component;
An auto calibration system connected to the branch conduit of the gas inlet and for calibrating the concentration of the injected measurement component;
A pin-hole located in a conduit connecting the gas inlet and the automatic calibrating device; And
And an auto calculation software (S / W), connected to each of the QMS and the automatic calibration apparatus, for automatically calculating the removal efficiency (DRE) of the abatement facility from the concentration of each measurement component Reduction facility efficiency measurement system.
상기 자동 교정 장치(auto calibration system)는
표준 가스(Standard Gas)의 유량 및 희석용 가스의 유량을 기준으로 상기 측정 성분별 교정하고자 하는 농도를 제조하는 것을 특징으로 하는 온실가스 저감시설 효율측정 시스템.
The method according to claim 1,
The auto-calibration system
Wherein a concentration to be calibrated for each of the measurement components is manufactured based on a flow rate of a standard gas and a flow rate of a dilution gas.
상기 온실가스 저감시설 효율측정 시스템은 교정 커브의 직진성(R2)과 교정 커브 5-포인트 이상의 값의 상태표준편차(σ)를 자동으로 연산하고,
R2≥0.98 및 σ≤±5%를 만족하면, 모니터링 측정을 수행하는 교정 커브(calibration curve)부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온실가스 저감시설 효율측정 시스템.
The method according to claim 1,
The GHG reduction facility efficiency measurement system automatically calculates the state standard deviation (?) Of the straightness (R2) of the calibration curve and the value of the calibration curve 5-point or more,
Further comprising a calibration curve unit for performing a monitoring measurement if R2 > / = 0.98 and sigma < = 5%.
(b) 측정 성분별 농도의 자동 교정을 위한 유량제어기를 제어하는 소프트웨어를 제작하는 단계;
(c) 측정 성분별 압력 조절을 위한 압력 조절부를 제작하고, 상기 표준 가스를 이용하여 자동 교정 장치에서 측정 성분별 농도를 교정하는 단계; 및
(d) 교정 커브를 완성하여 모니터링하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 온실가스 저감시설 효율측정 방법.
(a) determining a concentration of a measurement component by injecting a measurement component into a gas injection port, and determining a concentration of the reference gas by reflecting the information of the measured component;
(b) fabricating software to control the flow controller for automatic calibration of concentration by measurement component;
(c) fabricating a pressure regulator for controlling the pressure of each measurement component, and calibrating the concentration of each measurement component in the automatic calibration apparatus using the standard gas; And
(d) completing and monitoring the calibration curve.
상기 (c) 단계에서 측정 성분별 농도를 교정하는 단계는
상기 표준 가스(Standard Gas)를 이용한 교정시 측정된 압력을 기준으로 하여 상기 측정 성분별 QMS 측정 전류값을 보정하고, 표준 가스(Standard Gas)의 농도를 기준으로 하여 측정 장비를 측정 성분별로 교정하는 것을 특징으로 하는 온실가스 저감시설 효율측정 방법.
5. The method of claim 4,
The step of calibrating the concentration of each measurement component in the step (c)
The QMS measurement current value for each measurement component is corrected based on the pressure measured at the time of calibration using the standard gas, and the measurement equipment is calibrated for each measurement component based on the concentration of the standard gas Wherein said method comprises the steps of:
상기 (d) 단계는
교정 커브에 대입한 농도를 산출하여 측정 성분의 농도를 자동 계산하고, 추적가스 농도의 산출 결과를 이용하여 유량을 자동 계산한 후, 제거효율 값을 자동 계산하는 것을 특징으로 하는 온실가스 저감시설 효율측정 방법.
5. The method of claim 4,
The step (d)
The concentration of the measurement component is automatically calculated by calculating the concentration assigned to the calibration curve, the flow rate is automatically calculated using the result of calculation of the trace gas concentration, and then the removal efficiency value is automatically calculated. How to measure.
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|---|---|---|---|---|
| KR102154671B1 (en) | 2019-03-27 | 2020-09-10 | 주식회사 이엘 | Reduction efficiency measurement and analysis automation system for reduction facility of greenhouse gas emissions in semiconduct and display process |
| KR20230049355A (en) | 2021-10-06 | 2023-04-13 | 주식회사 이엘 | Destruction or removal efficiency measurement and analysis automation system capable of DRE measurement by adjustment of inlet flow and outlet flow for reduction facility of greenhouse gas emissions in semiconduct and display process |
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