KR20200009860A - 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템 - Google Patents
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Abstract
본발명은 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템에 관한 것으로, 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하고, 실시간 이동형 측정차량으로 대기오염물질 배출 지역의 지상의 오염을 측정하는 것으로,
본 발명은 대기 중 유해대기오염물질을 실시간으로 분석이 가능하며 산단 지역 및 주거 지역을 순회하며 오염물질 배출 의심 배출원의 추적이 가능하며 또한 드론을 이용하여 이동형 차량이 접근이 불가능한 오염배출원 및 상층의 대기질 시료 포집을 통하여 대기오염물질의 시공간 분포에 대한 정보를 파악할 수 있다. 본 발명에서 개발된 오염원 추적 시스템을 이용할 경우 오염물질 배출 의심 사업장을 선별적으로 관리가 가능하기 때문에 기존의 대규모 인력과 시간이 소요되는 오염원 추적에 대한 개선이 이루어지는 현저한 효과가 있다.
본 발명은 대기 중 유해대기오염물질을 실시간으로 분석이 가능하며 산단 지역 및 주거 지역을 순회하며 오염물질 배출 의심 배출원의 추적이 가능하며 또한 드론을 이용하여 이동형 차량이 접근이 불가능한 오염배출원 및 상층의 대기질 시료 포집을 통하여 대기오염물질의 시공간 분포에 대한 정보를 파악할 수 있다. 본 발명에서 개발된 오염원 추적 시스템을 이용할 경우 오염물질 배출 의심 사업장을 선별적으로 관리가 가능하기 때문에 기존의 대규모 인력과 시간이 소요되는 오염원 추적에 대한 개선이 이루어지는 현저한 효과가 있다.
Description
본발명은 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하고, 실시간 이동형 측정차량으로 대기오염물질 배출 지역의 지상의 오염을 측정하는 것으로, 대기 중 유해대기오염물질을 실시간으로 분석이 가능하며 산단 지역 및 주거 지역을 순회하며 오염물질 배출 의심 배출원의 추적이 가능하며 또한 드론을 이용하여 이동형 차량이 접근이 불가능한 오염배출원 및 상층의 대기질 시료 포집을 통하여 대기오염물질의 시공간 분포에 대한 정보를 파악할 수 있다. 본 발명에서 개발된 오염원 추적 시스템을 이용할 경우 오염물질 배출 의심 사업장을 선별적으로 관리가 가능하기 때문에 기존의 대규모 인력과 시간이 소요되는 오염원 추적에 대한 개선이 이루어지는 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템에 관한 것이다.
최근, 국내 여러 지역에서 발생한 가스냄새와 악취원인이 확인되지 않아 지진 등에 대한 국민불안감이 조성됨에 따라 조속한 원인 규명과 재발 방지 대책 마련에 대한 요구가 지속 되었으며, 대기 중 유해대기오염물질이 대기환경기준을 초과하는 지역이나 산업단지와 주거지역이 혼재된 난개발 지역에서 유해대기오염물질에 의한 주민들이 고통을 호소함에 따라 오염물질 발생 시점에서 진단이 가능한 방법 개발을 진행하였다. 대기 중 유해대기오염물질 및 악취 물질은 기상 등 대기 환경에 영향을 많이 받기 때문에 원인 규명이 쉽지 않아 초기 골든타임 내에 환경 대응 의사결정이 매우 중요하다.
그리고 종래기술로서, 등록실용신안공보 등록번호 20-0402435호에는 외부와 연결케이블(112)로 접속되어 원격조정으로 이동하는 본체(110)와, 상기 본체(110)에 승하강수단(121)으로 결합하여 높낮이를 조절하는 승하강블록(120)과, 상기 승하강블록(120)의 전면에 회전축(131)으로 결합시키되 램프(133)가 구비된 조사카메라(132)를 결합시킨 회전블록(130)과, 상기 회전블록(130)에 전방으로 연결바(141)를 결합하되 연결바(141)의 전단에 연결케이블(143)로 접속된 감지센서(142)를 내장한 감지실(140), 및 상기 감지실(140)의 감지센서(142)에서 센싱된 하수의 오염도를 분석하여 모니터링하고 조사카메라(132)의 촬영된 연상을 거리로 환산하여 모니터링 하는 콘트롤러(150)로 구성한 것을 특징으로 하는 관로조사 및 오염원 측정용 자주차가 공개되어 있다.
또한, 공개특허공보 공개번호 10-2008-0082840호에는 (a) 대상 유역의 강우량을 측정하는 단계와; (b) 상기 대상 유역을 대표하는 하천의 유량을 측정하는 단계와; (c) 상기 대상 유역을 대표하는 하천의 수질을 측정하는 단계와; (d) 상기 강우량, 유량 및 수질의 측정데이터 및 상기 대상 유역의 기초데이터를 근거로 하여 상기 대상 유역의 비점오염원 총량을 산정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비점오염원 총량 측정방법이 공개되어 있다.
그러나 상기 종래기술들은 오염물질 배출원을 파악하는 시간이 오래걸리고 오염물질의 농도에 대한 자료도 별도로 확보하여야 하는 등 작업이 복잡하거나 번거러우며특히 산단지역이나 오염물질 배출 사업장이 밀집되어 있는 지역에서는 파악이 정확하지 않은 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 오염물질 배출원을 신속하게 파악하고 동시에 오염물질의 농도에 대한 자료도 확보할 수 있는 효과가 있는 것으로, 특히 산단지역이나 오염물질 배출 사업장이 밀집되어 있는 지역에서 대기환경 중 오염물질의 농도를 개선하는 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본발명은 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템에 관한 것으로, 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하고, 실시간 이동형 측정차량으로 대기오염물질 배출 지역의 지상의 오염을 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 대기 중 유해대기오염물질을 실시간으로 분석이 가능하며 산단 지역 및 주거 지역을 순회하며 오염물질 배출 의심 배출원의 추적이 가능하며 또한 드론을 이용하여 이동형 차량이 접근이 불가능한 오염배출원 및 상층의 대기질 시료 포집을 통하여 대기오염물질의 시공간 분포에 대한 정보를 파악할 수 있다. 본 발명에서 개발된 오염원 추적 시스템을 이용할 경우 오염물질 배출 의심 사업장을 선별적으로 관리가 가능하기 때문에 기존의 대규모 인력과 시간이 소요되는 오염원 추적에 대한 개선이 이루어지는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본발명 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템 계통도
도 2는 본발명의 드론 이동형 측정 모듈장치 및 대기시료채취장치 개략도
도 2는 본발명의 드론 이동형 측정 모듈장치 및 대기시료채취장치 개략도
본발명은 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템에 관한 것으로, 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하고, 실시간 이동형 측정차량으로 대기오염물질 배출 지역의 지상의 오염을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하는 것은 포집백을 실시간으로 분석하는 것을 특징으로 한다.
또한, 분석은 PRTR, SEMs 환경통계자료를 분석하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분석자료에 의해 오염물질배출의심 사업장을 선별하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오염물질배출의심 사업장 굴뚝 오염물질 백을 포집하여 분석하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하는 것은 원격송수신 장비를 이용한 데이터송수신에 의한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동형 측정차량은 사업장 부지경계 및 휘발성 유기화합물, 악취유발물질, 특정대기유해물질을 측정하는 것을 특징으로 한다.
본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템 계통도, 도 2는 본발명의 드론 이동형 측정 모듈장치 및 대기시료채취장치 개략도이다.
본 발명의 구성은 이동형 측정차량(실시간 VOCs를 포함한 HAPs 측정분석이 가능)(1), 실시간 측정(미세먼지 및 VOCs) 및 공기시료채취가 가능한 특수고안된 드론(2), 통계시스템을 이용한 검증(3), 오염물질 배출 의심 사업장 선별(4), 오염원 적발(5), 등으로 구성된다.
이동형 측정차량은 지상측정을 목적으로 하며 사업장 부지경계를 이동하면서 휘발성유기화합물, 악취유발물질, 특정대기유해물질 등을 실시간으로 분석하게 되며 GPS 시스템을 이용하여 이동 경로에 대한 오염물질의 농도자료를 통계처리 할 수 있다. 또한 환경드론이 포집한 배출원 상층부 시료와 배출원 굴뚝에서 포집된 시료를 실시간으로 분석하여 오염 정도의 확인이 즉각적으로 가능하다.
환경드론의 경우 상공측정이 주요 목적이며 이동형 차량이 접근할 수 없는 장소에 대한 직접 측정 및 시료 채취가 가능하다. 동시에 원격송수신 시스템(3G망)을 이용하여 환경드론에서 측정된 오염물질에 대한 데이터를 이동형 측정차량에 전송하게 되며 이를 실시간으로 확인이 가능하다. 환경드론에서 측정이 가능 항목의 경우 미세먼지(PM10, PM2.5), 질소산화물, 황산화물, 총휘발성유기화합물 및 악취 물질이 있으며 VOCs 항목의 경우 개별 물질의 농도 및 정밀한 분석을 위해서 오염지역에서 직접 시료를 채취 후 이동형 차량으로 이송하여 즉각적으로 오염물질 분석이 이루어진다.
상공 및 지상에서 측정된 데이터를 종합하여 오염물질의 종류 및 농도를 확인하게 되며 환경통계자료(대기배출원관리시스템, 유해화학물질 배출량 보고)를 통하여 오염물질 배출원 정보와 실제 측정된 데이터와 비교 분석하게 된다.
이를 통하여 조사된 지역에서 오염물질 배출 의심 사업장을 선별하게 되며 선별된 사업장을 대기오염공정시험 방법에 맞춰 조사를 실시하게 되어 오염배출원을 확인할 수 있다. 이때에도 오염배출원에서 오염물질을 채취한 시료의 경우 이동형 측정차량에서 즉시 분석이 가능하며 결과를 활용할 수 있게 된다.
본발명은 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하고, 이동형 측정차량으로 대기오염물질 배출 지역의 지상의 오염을 측정하는 단계;
상기 측정값의 분석자료에 의해 오염물질배출의심 사업장을 선별하는 단계;
배출원 굴뚝 오염물질 백을 포집하여 분석하는 단계;
오염원을 적발하는 단계;를 포함한다.
본발명의 드론에 의한 데이터 수집방법으로서 SD카드 메모리에 농도 및 GPS 정보 등 데이터를 저장한다.
클라우드 서버를 이용하여 데이터 저장 및 디스플레이한다.
단거리 통신을 이용하여 데이터 저장 및 디스플레이 한다.
그러므로 본발명은 데이터를 저장하고 볼 수 있는 클라우드 서버를 운영함으로써 원격지에서도 장비운영의 이상유무를 알 수 있다.
또한 SD카드 메모리에 시동 파일 및 교정팩터들이 삽입되어 주기적인 검교정을 통한 정확한 분석이 가능하다.
본발명의 드론 데이터 저장에 대한 방법에 대해 설명하면, 모듈 자체 SD카드로 저장하며, Cloud server를 이용한 데이터 보기 및 저장하며, 근거리로 통신(RF)을 이용한 데이터 보기 및 저장한다.
분석결과는 인터넷으로 전송하거나, 또는 근거리 통신을 이용하여 전송한다.
본발명은 센서를 이용한 샘플 분석과 분석하면서 동시에 NO2, SO2, VOCs, 악취물질 등 가스시료채취가 가능하다.
실시간 측정에 필요한 각종 센서는 30여가지를 설치할 수 있지만 측정 모듈에는 센서 개수를 한정하여 최대 5개를 설치한다.
센서는 TRS, 포름알데히드, 먼지(PM2.5),VOCs, NO2, SO2 센서 등이 있다.
광산란 먼지측정을 위하여 드론 프로펠러 하강기류를 감안하여 제작하며, 분당 16.7리터 고용량의 샘플을 흡입하여 먼지를 측정할 수 있음으로 산업단지 불법 소각등으로 인해 발생할 수 있는 먼지를 짧은 시간동안 정확하고 신속하게 측정 가능하다.
솔레노이드밸브는 시료채취용으로 사용되며, 샘플 채취 시 솔레노이드밸브가 동작하여 샘플 채취방향으로 하여 이동 포집백에 시료가 포집된다.
본발명에서 드론에 모듈을 탈부착하는 방법은 고리연결 형식 또는 관용의 슬라이드 형태로 결합한다.
본발명은 고용량 광산란분석기를 적용하여 드론 프로펠러(하강기류)의 영향을 최소화할 수 있도록 제작한다.
분립장치를 통해 걸러지는 PM2.5입자를 직접적으로 측정할 수 있어 지역 대기질 단속에 적극 활용 가능하며, 정확도가 향상된다.
하강기류의 영향을 최소화하기위해 센서는 모듈장치 아래에 위치하게하고, 시료주입구를 충분히 밑으로 두게 하여 소규모 공장등에서 배출될 수 있는 먼지를 정확하게 분석한다.
PM2.5 분립장치는 싸이클론(분당 16.7리터)를 적용한다.
한편, 본발명의 솔레노이드 밸브 20은 자동삼방밸브로서 필요에 따라 샘플채취관과 연결되는 밸브를 막고 샘플출구측 밸브를 개방하여 샘플을 샘플출구로 배출할 수 있다. 그리고 포집백 전방에 자동삼방밸브를 설치하는 것으로, 이는 포집백에 연결되며, 샘플유입관 입구측에도 연결된다. 그러므로 다시 한 번 더 샘플채취물을 측정할 필요가 있을 때는 포집백에 연결된 밸브를 막고 샘플유입관측 에 연결되는 밸브를 열어서 샘플측정을 거친 샘플이 한 번 더 샘플링펌프를 거쳐서 샘플측정을 받을 수 있게 하여 정확성을 향상시킬 수 있다.
본발명의 다른 실시례로서 본발명의 샘플유입관에는 자동전동밸브가 설치되어, 습도센서가 제어부에 습도값을 전송하고 제어부에서는 상대습도를 판단하여 일정치 이상이되면 비가 오는 것으로 판단하여 신호를 보내어 상기 자동전동밸브가 닫히게 한다. 상기 습도센서는 수분센서를 사용할 수 있다. 그러므로 공중에서의 갑작스런 소나기등에 의해 물기가 측정모듈내부로 인입되는 것을 방지할 수 있다. 다른 실시례로서 상기 샘플유입관의 입구구간은 수팽창고무를 내부에 튜브형태로 라이닝 형태로 인입하여 비가 와서 물기가 들어오면 수팽창고무가 팽창하여 유입관을 밀폐하게 되어 물기가 유입되지 않게 한다. 다른 실시례로서 샘플유입관에는 트랩이 설치되되 상기 트랩은 배관의 지름이 큰 “ U”자 형상으로서 이물질이 들어오면 상기 “ U”자 형상의 하부에 고이게 되어 측정모듈 내부로 이물질이 들어가는 것을 방지한다.
따라서 본 발명은 대기 중 유해대기오염물질을 실시간으로 분석이 가능하며 산단 지역 및 주거 지역을 순회하며 오염물질 배출 의심 배출원의 추적이 가능하며 또한 드론을 이용하여 이동형 차량이 접근이 불가능한 오염배출원 및 상층의 대기질 시료 포집을 통하여 대기오염물질의 시공간 분포에 대한 정보를 파악할 수 있다. 본 발명에서 개발된 오염원 추적 시스템을 이용할 경우 오염물질 배출 의심 사업장을 선별적으로 관리가 가능하기 때문에 기존의 대규모 인력과 시간이 소요되는 오염원 추적에 대한 개선이 이루어지는 현저한 효과가 있다.
따라서 본발명은 오염물질 배출원을 신속하게 파악하고 동시에 오염물질의 농도에 대한 자료도 확보할 수 있는 효과가 있는 것으로, 특히 산단지역이나 오염물질 배출 사업장이 밀집되어 있는 지역에서 대기환경 중 오염물질의 농도를 개선하는데 현저한 효과가 있다.
10 : 센서 20 : 솔레노이드 밸브
30 : 샘플링 펌프 40 : 포집백
50 : 샘플유입관 60 : LTE모뎀, LTE 라우터
70 : 운용보드 어셈블리 80 : 샘플출구
30 : 샘플링 펌프 40 : 포집백
50 : 샘플유입관 60 : LTE모뎀, LTE 라우터
70 : 운용보드 어셈블리 80 : 샘플출구
Claims (3)
- 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하고, 실시간 이동형 측정차량으로 대기오염물질 배출 지역의 지상의 오염을 측정하는 것을 특징으로 하는 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템
- 제1항에 있어서, 상기 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하는 것은 포집백을 실시간으로 분석하고, 상기 분석자료에 의해 오염물질배출의심 사업장을 선별하고, 상기 오염물질배출의심 사업장의 굴뚝 오염물질 백을 포집하여 분석하여 오염원을 적발하는 것을 특징으로 하는 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템
- 제2항에 있어서, 상기 드론으로 대기오염물질 배출 지역의 상공 오염물질 백 포집하는 것은 원격송수신 장비를 이용한 데이터송수신에 의한 것을 특징으로 하는 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템
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| KR1020180084840A KR102111121B1 (ko) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템 |
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| KR1020180084840A KR102111121B1 (ko) | 2018-07-20 | 2018-07-20 | 드론 및 실시간이동 측정 차량을 이용한 오염원 추적 시스템 |
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ID=69321904
Family Applications (1)
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| KR (1) | KR102111121B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102185273B1 (ko) * | 2020-04-10 | 2020-12-01 | 국방과학연구소 | 화학 오염운을 탐지하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 무인기 |
| KR20230017475A (ko) * | 2021-07-28 | 2023-02-06 | 대한민국 (관리부서 : 환경부 국립환경과학원장) | 원격분광측정차량을 이용한 미세먼지 원인 물질 배출원 추적방법 |
| KR20230017476A (ko) * | 2021-07-28 | 2023-02-06 | 대한민국 (관리부서 : 환경부 국립환경과학원장) | 원격분광측정차량을 이용한 미세먼지 원인 물질 배출원 추적 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230326201A1 (en) * | 2022-04-07 | 2023-10-12 | Schlumberger Technology Corporation | Optimized multi-stage intermittent fugitive emission detection |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100008726A (ko) * | 2008-07-16 | 2010-01-26 | (주)바이오니아 | 무인기 장착용 생물학적 물질 수집장치 |
| KR20120025036A (ko) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | 한국기계연구원 | 차량 추적용 이동식 대기 오염 측정 시스템 |
-
2018
- 2018-07-20 KR KR1020180084840A patent/KR102111121B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20100008726A (ko) * | 2008-07-16 | 2010-01-26 | (주)바이오니아 | 무인기 장착용 생물학적 물질 수집장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR102185273B1 (ko) * | 2020-04-10 | 2020-12-01 | 국방과학연구소 | 화학 오염운을 탐지하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 무인기 |
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