KR20190105374A - 나선형 광로를 갖는 ndir 분석기 및 상기 분석기를 이용한 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대기 중에 포함된 다양한 가스의 농도를 측정하는 NDIR 분석기로서, 일부분에 가스인입구와 가스인입구에 대응하여 가스배출구가 형성되어 있는 분석기 본체와 분석기 본체의 내부에서 가스인입구와 가수배출구에 각각 연결되면서 설치되어 유입된 가스의 농도 측정이 가능한 공간을 제공하는 분석챔버와 분석챔버의 일부분에 설치되어 분석챔버의 내부로 적외선을 조사하는 적외선 소스와 분석챔버의 일부분에 설치되어 적외선 소스를 통해서 조사된 적외선으로 분석챔버에 유입된 가스의 파장을 측정하는 디텍터 및 분석기 본체의 일부분에 설치되고 적외선 소스와 디텍터에 연결되어 적외선 소스와 디텍터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 분석챔버는, 원통이나 다각형상의 관체형으로 제작되며 내주면을 미러코팅하여 적외선 소스를 통해서 조사되는 적외선을 굴절이나 반사시켜서 적외선의 나선형 광로를 유도하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 NDIR 분석기 및 분석기를 이용한 측정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선을 나선형 광로 형상으로 조사하여 광로 길이의 조절이 가능하므로 농도별 가스의 측정 및 분석이 가능한 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기 및 상기 분석기를 이용한 측정방법에 관한 것이다.
사업체 굴뚝에서 배출되는 기체상 대기오염물질의 농도를 현장에서 실시간 측정하는 가장 실용적인 측정기술로 비분산 적외선 분석법 (non-dispersive infrared method : NDIR)을 이용한 계측기술이 적용되고 있다.
최근 국내에서도 산업화에 따른 다양한 종류의 오염물질이 대기 중으로 배출됨에 따라 실시간으로 동시에 다양한 종류의 오염물질에 대한 분석이 요구되고 있다.
특정한 대기오염물질들은 적외선(Infrared : IR) 영역의 고유파장대역에서 흡수특성을 가지며, Beer- Lambert의 법칙에 의해 적외선 통과거리와 시료농도의 곱에 지수함수적으로 비례한다.
이러한 특성을 이용한 분석법을 NDIR 분석법이라 하며, 일산화탄소, 황산화물, 질소산화물(CO, SO2, NOx.) 등의 대기 배출가스 농도측정에 주로 이용된다.
가스상관필터(gas filter correlation: GFC)를 갖는 NDIR 광학분석장치는 IR 광원을 단색광학필터에 통과시켜 특정파장대역의 단색광을 만들고, 이를 측정 대상 기준가스가 충진된 가스필터(기준셀, reference cell)와 측정셀(measurement cell)을 교번으로 통과시켜 비교 측정함으로써 다른 가스에 의한 방해없이 측정하고자 하는 가스만의 농도를 검출할 수 있다.
NDIR 기술을 이용한 기존의 대기오염측정시스템에서는 각각의 가스상관필터(gas filter correlation: GFC) 외부에 광 트리거(optical trigger)를 사용하여 해당 대기오염물질의 종류를 구분한다.
그러나, 상기 GFC의 각 채널마다 외부에 다수의 광 트리거를 설치하고, 이 광 트리거를 통해 해당 대기오염물질의 종류를 구분하여 실시간으로 많은 데이터를 처리하는 것은 매우 비효율적이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 대기 중 산재해 있는 가스를 농도별로 측정하고 분석이 가능한 기능이 구비된 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기 및 상기 분석기를 이용한 측정방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 농도별 가스를 선별하여 측정하고 분석한 정보를 표시하는 기능이 구비된 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기 및 상기 분석기를 이용한 측정방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 대기 중에 포함된 다양한 가스의 농도를 측정하는 NDIR 분석기로서, 일부분에 가스인입구와 상기 가스인입구에 대응하여 가스배출구가 형성되어 있는 분석기 본체; 상기 분석기 본체에 내부에서 상기 가스인입구와 가수배출구에 각각 연결되면서 설치되어 유입된 가스의 농도 측정이 가능한 공간을 제공하는 분석챔버; 상기 분석챔버의 일부분에 설치되어 상기 분석챔버의 내부로 적외선을 조사하는 적외선 소스; 상기 분석챔버의 일부분에 설치되어 상기 적외선 소스를 통해서 조사된 적외선으로 상기 분석챔버에 유입된 가스의 파장을 측정하는 디텍터; 및 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되고 상기 적외선 소스와 상기 디텍터에 연결되어 상기 적외선 소스와 상기 디텍터의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 분석챔버는, 원통이나 다각형상의 관체형으로 제작되며 내주면을 미러코팅하여 상기 적외선 소스를 통해서 조사되는 적외선을 굴절이나 반사시켜서 적외선의 나선형 광로를 유도할 수 있다.
또한, 상기 분석챔버의 내주면을 금, 은, 알루미늄, 니켈 및 크롬 중에서 하나로 미러코팅 처리할 수 있다.
또한, 상기 적외선 소스는, 상기 컨트롤러의 제어에 의해 설정된 각도로 적외선을 조사하여 상기 분석챔버 내에서 나선형의 굴절이나 반사를 통해서 적외선의 광로 길이를 조절할 수 있다.
또한, 상기 분석챔버에 인접한 상태로 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러에 제어에 의해 상기 분석챔버 내의 온도를 제어하는 챔버히터;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 CO₂ 가스를 선별적으로 감지하는 CO₂센서가 구비된 CO₂가스 측정챔버:를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 H₂O 가스를 선별적으로 감지하는 H₂O센서가 구비된 H₂O가스 측정챔버:를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 농도별 가스를 감지하는 센서가 구비되어 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 분석챔버에서 측정되는 가스의 종류를 분석하여 알려주는 알람:을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 알람을 통해서 감지된 상기 분석챔버에서 측정되는 가스의 종류와 양을 출력하여 표시하는 디스플레이:를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 분석챔버에서 측정되는 가스에 대한 정보를 외부의 단말기와 무선으로 전송하는 무선통신모듈;을 더 포함할 수 있다.
전술한 대기 중에 포함된 다양한 가스의 농도를 측정하는 NDIR 분석기로서, 일부분에 가스인입구와 상기 가스인입구에 대응하여 가스배출구가 형성되어 있는 분석기 본체와 상기 분석기 본체에 내부에서 상기 가스인입구와 가수배출구에 각각 연결되면서 설치되어 유입된 가스의 농도 측정이 가능한 공간을 제공하는 관체형의 분석챔버와 상기 분석챔버의 일부분에 설치되어 상기 분석챔버의 내부로 적외선을 조사하는 적외선 소스와 상기 분석챔버의 일부분에 설치되어 상기 적외선 소스를 통해서 조사된 적외선으로 상기 분석챔버에 유입된 가스의 파장을 측정하는 디텍터 및 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되고 상기 적외선 소스와 상기 디텍터에 연결되어 상기 적외선 소스와 상기 디텍터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 분석챔버는, 원통이나 다각형상의 관체형으로 제작되며 내주면을 미러코팅하여 상기 적외선 소스를 통해서 조사되는 적외선을 굴절이나 반사시켜서 적외선의 나선형 광로를 유도하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기를 이용하여 다양한 가스의 농도를 측정하는 방법으로서, 상기 분석챔버에 유입되는 가스의 농도를 측정하기 위해서 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 적외선 소스를 이용해서 상기 분석챔버에 적외선을 조사하는 적외선 조사단계; 상기 적외선 조사단계를 거쳐서 조사된 적외선을 상기 컨트롤러의 제어에 의해 조사각을 조절하여 굴절과 반사를 통해서 적외선의 광로 길이를 조절하는 조사각 조절단계; 상기 분석챔버에 유입된 가스의 농도를 탐지하는 상기 디텍터를 이용하여 상기 컨트롤러의 제어에 의해 가스의 농도를 탐지하는 가스농도 탐지단계; 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 분석챔버에서 측정되는 농도별 가스의 종류를 감지하여 알람을 통해서 알리는 알람단계; 및 상기 컨트롤러의 제어에 의해 디스플레이를 이용하여 상기 분석챔버에서 분석된 가스의 종류와 양을 외부에 영상으로 표출하는 영상표출단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 내면에 금으로 미러코팅 처리된 분석챔버에 적외선 소스를 조사하고 나선형 광로를 유도하여 적외선의 광로 길이를 조절해가면서 농도별 가스들의 측정 및 분석이 가능하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 별도의 CO₂가스 측정챔버와 H₂O가스 측정챔버를 구비하여 특정 가스의 측정이 가능하다.
또한, 알람이나 디스플레이를 이용하여 분석챔버에 대한 정보를 외부에 표시하거나 무선통신모듈을 이용하여 외부의 단말기와 연결하여 정보를 표시할 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기의 개념도이다.
도 2는 상기 분석챔버의 정면도이다.
도 3은 상기 분석챔버의 개념도이다,
도 4는 상기 분석챔버 내의 적외선 조사패턴을 나타낸 도면.
도 5는 상기 NDIR 분석기의 제어블럭도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기 및 상기 분석기를 이용한 측정방법의 순서도이다.
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도 4는 상기 분석챔버 내의 적외선 조사패턴을 나타낸 도면.
도 5는 상기 NDIR 분석기의 제어블럭도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기 및 상기 분석기를 이용한 측정방법의 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기의 개념도이고, 도 2는 상기 분석챔버의 정면도이며, 도 3은 상기 분석챔버의 개념도이고, 도 4는 상기 분석챔버 내의 적외선 조사패턴을 나타낸 도면이며, 도 5는 상기 NDIR 분석기의 제어블럭도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기 및 상기 분석기를 이용한 측정방법의 순서도이다.
도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 대기 중에 포함된 다양한 가스의 농도를 측정하는 NDIR 분석기로서, 본 발명은 분석기 본체(100), 분석챔버(110), 적외선 소스(120), 디텍터(130) 및 컨트롤러(200)를 포함 할 수 있다.
분석기 본체(100)는 일부분에 가스인입구(20)와 가스인입구(20)에 대응하여 가스배출구(30)가 형성되어 있는 구조일 수 있다.
여기서, NDIR 분석기(센서)에 대해서 알아보면, NDIR 센서의 주요 구성 요소는 적외선 소스(램프), 샘플 챔버 또는 라이트 튜브, 라이트 필터 및 적외선 탐지기로, IR 광은 샘플 챔버를 통해 검출기쪽으로 향하게 된다.
병행하여 기준 가스가 봉입 된 또 다른 챔버, 일반적으로 질소가 있는데 샘플 챔버의 가스는 Beer-Lambert 법칙에 따라 특정 파장의 흡수를 일으키고, 이러한 파장의 감쇠는 가스 농도를 결정하기 위해 검출기에 의해 측정되며, 검출기 앞에는 선택된 가스 분자가 흡수 할 수 있는 파장을 제외한 모든 빛을 제거하는 광학 필터가 구비될 수 있다.
분석챔버(110)는 분석기 본체(100)의 내부에서 가스인입구(20)와 가수배출구(30)에 각각 연결되면서 설치되어 유입된 가스의 농도 측정이 가능한 공간을 제공할 수 있다.
분석챔버(110)는 원통이나 다각형상의 관체형으로 제작되며 내주면을 미러코팅하여 적외선 소스(120)를 통해서 조사되는 적외선을 굴절이나 반사시켜서 적외선의 나선형 광로를 유도할 수 있다.
분석챔버(110)는 양단에 분리가능하게 결합되는 챔버캡을 포함하는 구성으로 제작될 수 있다.
분석챔버(110)의 내부 청소나 수리 등을 할 경우에 챔버캡을 이용하여 손쉽게 분석챔버(110)를 개방하고 청소나 수리 등의 작업을 수행할 수 있다.
챔버캡은 나사결합 방식으로 분석챔버(110)와 결합되는 구조일 수 있다.
적외선 소스(120)는 분석챔버(110)의 일부분에 설치되어 분석챔버(110)의 내부로 적외선을 조사할 수 있다.
적외선 소스(120)에서 조사된 적외선의 효과적인 반사와 굴절을 위해서 분석챔버(110)의 내주면을 금, 은, 알루미늄, 니켈 및 크롬 중에서 하나로 미러코팅 처리할 수 있다.
적외선 소스(120)는 컨트롤러(200)의 제어에 의해 설정된 각도로 적외선을 조사하여 분석챔버(110) 내에서 나선형의 굴절이나 반사를 통해서 적외선의 광로 길이를 조절할 수 있다.
상기와 같이 컨트롤러(200)의 제어에 의해 적외선 소스(120)에서 조사되는 적외선의 조사각을 조절하여 분석챔버(110) 내의 굴절과 반사각을 변형시키면서 적외선의 광로길이 조절이 가능하므로 하나의 장치로 다양한 파장의 가스 측정이 가능하다.
디텍터(130)는 분석챔버(110)의 일부분에 설치되어 적외선 소스(120)를 통해서 조사된 적외선으로 분석챔버(110)에 유입된 가스의 파장을 측정할 수 있다.
디텍터(130)는 특정한 가스의 측정이나 분석이 가능하도록 다양한 종류의 가스에 따라 이에 대응하는 필터들이 구비될 수 있다.
컨트롤러(200)는 분석기 본체(100)의 일부분에 설치되고 적외선 소스(120)와 디텍터(130)에 연결되어 적외선 소스(120)와 디텍터(130)의 작동을 제어할 수 있다.
본 발명 NDIR 분석기(10)는 챔버히터(300), CO₂가스 측정챔버(400), O₂가스 측정챔버(500), 알람(600), 디스플레이(700) 및 무선통신모듈(800)을 더 포함할 수 있다.
챔버히터(300)는 분석챔버(110)에 인접한 상태로 분석기 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(200)에 제어에 의해 분석챔버(110) 내의 온도를 제어할 수 있다.
분석챔버(110)의 온도를 50℃ 정도로 유지하여 가스의 액화 등으로 인해 분석챔버(110) 내부에 발생할 수 있는 응결을 사전에 방지할 수 있다.
상기와 같이 분석챔버(110) 내의 응결을 방지하여 원활한 가스의 측정이 가능하다.
CO₂가스 측정챔버(400)는 분석기 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(200)의 제어에 의해 CO₂ 가스를 선별적으로 감지하는 CO₂센서가 구비된 구조일 수 있다.
H₂O가스 측정챔버(500)는 분석기 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(200)의 제어에 의해 H₂O 가스를 선별적으로 감지하는 H₂O센서가 구비된 구조일 수 있다.
상기의 CO₂가스 측정챔버(400)와 H₂O가스 측정챔버(500) 외에도 또 다른 특정 가스를 측정하기 위한 센서가 달린 측정챔버를 설치하여 사용할 수 있다.
알람(600)는 분석기 본체(100)의 일부분에 설치되며 농도별 가스를 감지하는 센서가 구비되어 컨트롤러(200)의 제어에 의해 분석챔버(110)에서 측정되는 가스의 종류를 분석하여 알려줄 수 있다.
디스플레이(700)는 분석기 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(200)의 제어에 의해 알람(600)을 통해서 감지된 분석챔버(110)에서 측정되는 가스의 종류와 양을 출력하여 표시할 수 있다.
무선통신모듈(800)은 분석기 본체(100)의 일부분에 설치되며 컨트롤러(200)의 제어에 의해 분석챔버(110)에서 측정되는 가스에 대한 정보를 외부의 단말기와 무선으로 전송할 수 있다.
본 발명 NDIR 분석기(10)는 컨틀롤러(200)와 연결되어 외부의 모바일 단말기와 와이파이 통신모듈, 블루트스 통신모듈 및 지그비 통신모듈 중에서 어느 하나로 연동시켜서 사용이 가능하다.
전술한 대기 중에 포함된 다양한 가스의 농도를 측정하는 NDIR 분석기로서, 일부분에 가스인입구(20)와 가스인입구(20)에 대응하여 가스배출구(30)가 형성되어 있는 분석기 본체(100)와 분석기 본체(100)의 내부에서 가스인입구(20)와 가수배출구(30)에 각각 연결되면서 설치되어 유입된 가스의 농도 측정이 가능한 공간을 제공하는 분석챔버(110)와 분석챔버(110)의 일부분에 설치되어 분석챔버(110)의 내부로 적외선을 조사하는 적외선 소스(120)와 분석챔버(110)의 일부분에 설치되어 적외선 소스(120)를 통해서 조사된 적외선으로 분석챔버(110)에 유입된 가스의 파장을 측정하는 디텍터(130) 및 분석기 본체(100)의 일부분에 설치되고 적외선 소스(120)와 디텍터(130)에 연결되어 적외선 소스(120)와 디텍터(130)의 작동을 제어하는 컨트롤러(200)를 포함하고, 분석챔버(110)는, 원통이나 다각형상의 관체형으로 제작되며 내주면을 미러코팅하여 적외선 소스(120)를 통해서 조사되는 적외선을 굴절이나 반사시켜서 적외선의 나선형 광로를 유도하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기를 이용하여 다양한 가스의 농도를 측정하는 방법으로서, 도 6의 순서도에 도시된 바와 같이, 본 발명은 적외선 조사단계(S100), 조사각 조절단계(S200), 가스농도 탐지단계(S300), 알람단계(S400) 및 영상표출단계(S500)를 포함하여 이루어질 수 있다.
적외선 조사단계(S100)는 분석챔버(110)에 유입되는 가스의 농도를 측정하기 위해서 컨트롤러(200)의 제어에 의해 적외선 소스(120)를 이용해서 분석챔버(110)에 적외선을 조사할 수 있다.
조사각 조절단계(S200)는 적외선 조사단계(S100)를 거쳐서 조사된 적외선을 컨트롤러(200)의 제어에 의해 조사각을 조절하여 굴절과 반사를 통해서 적외선의 광로 길이를 조절할 수 있다.
가스농도 탐지단계(S300)는 분석챔버(110)에 유입된 가스의 농도를 탐지하는 디텍터(130)를 이용하여 컨트롤러(200)의 제어에 의해 가스의 농도를 탐지할 수 있다.
알람단계(S400)는 컨트롤러(200)의 제어에 의해 분석챔버(110)에서 측정되는 농도별 가스의 종류를 감지하여 알람(600)을 통해서 알릴 수 있다.
영상표출단계(S500)는 컨트롤러(200)의 제어에 의해 디스플레이(700)를 이용하여 분석챔버(110)에서 분석된 가스의 종류와 양을 외부에 영상으로 표출할 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시 예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시 예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
10 : NDIR 분석기
20 : 가스인입구
30 : 가스배출구
100 : 분석기 본체
110 : 분석챔버
120 : 적외선 소스
130 : 디텍터
200 : 컨트롤러
300 : 챔버히터
400 : CO₂가스 측정챔버
500 : H₂O가스 측정챔버
600 : 알람
700 : 디스플레이
800 : 무선통신모듈
20 : 가스인입구
30 : 가스배출구
100 : 분석기 본체
110 : 분석챔버
120 : 적외선 소스
130 : 디텍터
200 : 컨트롤러
300 : 챔버히터
400 : CO₂가스 측정챔버
500 : H₂O가스 측정챔버
600 : 알람
700 : 디스플레이
800 : 무선통신모듈
Claims (10)
- 대기 중에 포함된 다양한 가스의 농도를 측정하는 NDIR 분석기로서,
일부분에 가스인입구와 상기 가스인입구에 대응하여 가스배출구가 형성되어 있는 분석기 본체;
상기 분석기 본체의 내부에서 상기 가스인입구와 가수배출구에 각각 연결되면서 설치되어 유입된 가스의 농도 측정이 가능한 공간을 제공하는 분석챔버;
상기 분석챔버의 일부분에 설치되어 상기 분석챔버의 내부로 적외선을 조사하는 적외선 소스;
상기 분석챔버의 일부분에 설치되어 상기 적외선 소스를 통해서 조사된 적외선으로 상기 분석챔버에 유입된 가스의 파장을 측정하는 디텍터; 및
상기 분석기 본체의 일부분에 설치되고 상기 적외선 소스와 상기 디텍터에 연결되어 상기 적외선 소스와 상기 디텍터의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
상기 분석챔버는,
원통이나 다각형상의 관체형으로 제작되며 내주면을 미러코팅하여 상기 적외선 소스를 통해서 조사되는 적외선을 굴절이나 반사시켜서 적외선의 나선형 광로를 유도하는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 분석챔버의 내주면을 금, 은, 알루미늄, 니켈 및 크롬 중에서 하나로 미러코팅 처리하는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 적외선 소스는,
상기 컨트롤러의 제어에 의해 설정된 각도로 적외선을 조사하여 상기 분석챔버 내에서 나선형의 굴절이나 반사를 통해서 적외선의 광로 길이를 조절하는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 분석챔버에 인접한 상태로 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러에 제어에 의해 상기 분석챔버 내의 온도를 제어하는 챔버히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 CO₂ 가스를 선별적으로 감지하는 CO₂센서가 구비된 CO₂가스 측정챔버:를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 H₂O 가스를 선별적으로 감지하는 H₂O센서가 구비된 H₂O가스 측정챔버:를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 농도별 가스를 감지하는 센서가 구비되어 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 분석챔버에서 측정되는 가스의 종류를 분석하여 알려주는 알람:을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기.
- 제 7 항에 있어서,
상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 알람을 통해서 감지된 상기 분석챔버에서 측정되는 가스의 종류와 양을 출력하여 표시하는 디스플레이:를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 분석기 본체의 일부분에 설치되며 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 분석챔버에서 측정되는 가스에 대한 정보를 외부의 단말기와 무선으로 전송하는 무선통신모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기.
- 대기 중에 포함된 다양한 가스의 농도를 측정하는 NDIR 분석기로서, 일부분에 가스인입구와 상기 가스인입구에 대응하여 가스배출구가 형성되어 있는 분석기 본체와 상기 분석기 본체의 내부에서 상기 가스인입구와 가수배출구에 각각 연결되면서 설치되어 유입된 가스의 농도 측정이 가능한 공간을 제공하는 관체형의 분석챔버와 상기 분석챔버의 일부분에 설치되어 상기 분석챔버의 내부로 적외선을 조사하는 적외선 소스와 상기 분석챔버의 일부분에 설치되어 상기 적외선 소스를 통해서 조사된 적외선으로 상기 분석챔버에 유입된 가스의 파장을 측정하는 디텍터 및 상기 분석기 본체의 일부분에 설치되고 상기 적외선 소스와 상기 디텍터에 연결되어 상기 적외선 소스와 상기 디텍터의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 분석챔버는, 원통이나 다각형상의 관체형으로 제작되며 내주면을 미러코팅하여 상기 적외선 소스를 통해서 조사되는 적외선을 굴절이나 반사시켜서 적외선의 나선형 광로를 유도하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기를 이용하여 다양한 가스의 농도를 측정하는 방법으로서,
상기 분석챔버에 유입되는 가스의 농도를 측정하기 위해서 상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 적외선 소스를 이용해서 상기 분석챔버에 적외선을 조사하는 적외선 조사단계;
상기 적외선 조사단계를 거쳐서 조사된 적외선을 상기 컨트롤러의 제어에 의해 조사각을 조절하여 굴절과 반사를 통해서 적외선의 광로 길이를 조절하는 조사각 조절단계;
상기 분석챔버에 유입된 가스의 농도를 탐지하는 상기 디텍터를 이용하여 상기 컨트롤러의 제어에 의해 가스의 농도를 탐지하는 가스농도 탐지단계;
상기 컨트롤러의 제어에 의해 상기 분석챔버에서 측정되는 농도별 가스의 종류를 감지하여 알람을 통해서 알리는 알람단계; 및
상기 컨트롤러의 제어에 의해 디스플레이를 이용하여 상기 분석챔버에서 분석된 가스의 종류와 양을 외부에 영상으로 표출하는 영상표출단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나선형 광로를 갖는 NDIR 분석기를 이용한 측정방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180025827A KR102083720B1 (ko) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | 나선형 광로를 갖는 ndir 분석기 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180025827A KR102083720B1 (ko) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | 나선형 광로를 갖는 ndir 분석기 |
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|---|---|
| KR20190105374A true KR20190105374A (ko) | 2019-09-17 |
| KR102083720B1 KR102083720B1 (ko) | 2020-03-02 |
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|---|---|---|---|
| KR1020180025827A KR102083720B1 (ko) | 2018-03-05 | 2018-03-05 | 나선형 광로를 갖는 ndir 분석기 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102083720B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115015150A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-09-06 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种多通道冗余型高精度可燃气体浓度传感器 |
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| JP2006010697A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Tyco Electronics Raychem Gmbh | ガスセンサ構造内の結露防止方法 |
| KR101014245B1 (ko) | 2008-11-11 | 2011-02-16 | 한국표준과학연구원 | 멀티가스필터를 갖는 비분산적외선 검출기를 이용한 다종오염물질 측정장치 및 방법 |
| JP2013002809A (ja) * | 2011-06-10 | 2013-01-07 | Saian Corp | ガスセンサ装置およびそれを用いる滅菌システム |
-
2018
- 2018-03-05 KR KR1020180025827A patent/KR102083720B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|
| KR102083720B1 (ko) | 2020-03-02 |
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