KR20210137627A - 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 관한 것이다.
구체적으로는, 산업현장에서 발생하는 유해가스를 포함하여 산업현장의 온/습도를 측정하고, 자이로 센서에 기반한 근로자의 상태를 확인하여, 산업현장 외측에 위치한 원격지에서 이를 확인할 수 있도록 하는, 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 관한 것이다.
구체적으로는, 산업현장에서 발생하는 유해가스를 포함하여 산업현장의 온/습도를 측정하고, 자이로 센서에 기반한 근로자의 상태를 확인하여, 산업현장 외측에 위치한 원격지에서 이를 확인할 수 있도록 하는, 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 관한 것이다.
구체적으로는, 산업현장에서 발생하는 유해가스를 포함하여 산업현장의 온/습도를 측정하고, 자이로 센서에 기반한 근로자의 상태를 확인하여, 산업현장 외측에 위치한 원격지에서 이를 확인할 수 있도록 하는, 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 관한 것이다.
우리나라의 경우, 근로기준법과 함께 산업재해방지를 위한 유해ㆍ위험방지기준의 확립, 책임체제의 명확화, 자율적 활동의 촉진을 조치하는 등 그 방지에 관한 종합적, 계획적인 대책을 추진하는데 있어서 직장에서 근로자의 안전과 건강을 확보하고 아울러 쾌적한 작업환경의 형성을 촉진하는 것을 목적으로 하는 산업안전보건법이 1981년 12월 31일에 법률로 제정되었으며 이를 통하여 근로자의 안전을 보장하도록 하고 있다.
특히, 밀폐공간작업으로 인한 건강장해의 예방을 위한 규칙들을 산업안전보건기준에 관한 규칙 제619조에서 자세하게 제시하고 있다. 여기서 밀폐공간 작업이란 근로자가 작업을 수행할 수 있는 공간으로 환기가 불충분한 상태에서 산소결핍, 유해가스로 인한 긴장장해와 인화성물질에 의한 화재 및 폭발 등의 위험이 있는 장소에서의 작업을 말한다.
따라서 사업주는 근로자가 밀폐공간에서 작업을 하는 경우에 작업을 시작할 때마다 사전에 산소 및 유해가스농도 측정에 관한 사항을 작업근로자에게 알리도록 되어 있으며 사업주는 근로자가 밀폐공간에서 작업을 하는 경우에 미리 산소농도 등을 측정하게 하고, 적정공기가 유지되고 있는지를 평가하게 하여야 하며 산소 및 가스농도 등의 측정자를 지정하도록 되어있다.
여기서 밀폐공간이란 산소결핍, 유해가스로 인한 화재·폭발 등의 위험이 있는 장소이고, 유해가스란 밀폐공간에서 탄산가스·황화수소 등의 유해물질이 가스 상태로 공기 중에 발생하는 것을 말한다.
이때 산소농도의 범위가 18퍼센트 이상 235퍼센트 미만, 탄산가스의 농도가 15퍼센트 미만, 황화수소의 농도가 10피피엠 미만인 수준의 공기인 경우 적정하며 공기 중의 산소농도가 18퍼센트 미만인 상태가 되면 산소결핍이 발생한다.
복합 유해가스 측정기는 산업현장에서의 산소 결핍, 유독성 가스, 가연성 가스로 인한 재해로부터 인명과 재산을 보호하기 위하여 반드시 필요한 장치이며 특히 밀폐 공간 작업 시 각종 유해가스로 인한 질식 사망 사고는 매년 발생하고 있어서 이러한 위험 공간에서의 유해가스를 측정하기 위한 휴대용 측정 단말기는 반드시 필요한 실정이다.
또한, 매년 발생하는 밀폐공간 질식사고의 발생건수는 증가하고 있으나, 복합가스 측정기 가격이 매우 고가이고 단일가스 측정기만으로는 현장에서의 다양한 유해가스에 대응이 불가능하기 때문에 복합가스 측정기의 사용은 필수적이다.
질식을 일으키는 유해물질로는 일산화탄소(CO), 황화수소(H2S),염화메틸렌(CH2CI2), 시안화물(KCN) 등이 대표적이며 특히 이들 유해가스는 산소농도가 정상적일 때에도 우리 몸에 노출될 경우 질식작용을 일으키기 때문에 이들 가스가 발생할 우려가 있는 곳에서는 산소농도뿐만 아니라 발생 가능한 유해가스 농도의 확인이 필요하며, 따라서 복합유해가스를 측정할 수 있는 장비는 밀폐공간 작업 시 필수적이다.
이와 같이 밀폐공간 작업에서의 복합 유해가스를 측정할 수 있는 장비는 필수적이지만 현재 국내의 상황은 고가수입 제품에 의존하고 있는 실정이며, 경제적인 여건상 이러한 필수 장비를 현장에서 사용하지 못하고 있는 영세 사업자들이 대부분이다.
휴대형 유해가스 측정기 부문에서 글로벌기업인 RAE System사의 제품이 세계 120개국 이상에서 사용되고 있으며, 국내에서도 여러 회사에서 수입하여 공급하고 있다.
그러나 앞에서 설명한 바와 같이 가격이 고가(단일 센서의 경우에도 40-50만원)여서 경제적인 여건상 영세 사업자들에게는 부담이 되며, 고장이 발생한 경우 A/S에 많은 시간이 걸리는 문제가 있었다.
또한, 이와 같은 휴대형 유해가스 측정기에서는 구난요청 전송 기능이 없어 가스사고가 급작스럽게 진행되는 경우 대처 방안이 없다는 문제도 있다.
따라서, 경제적이고 신뢰성 있으며, 사고 발생 시 즉각적인 대처가 가능한 휴대형 유해가스 측정기의 개발이 매우 시급하다고 할 수 있다.
관련된 기술로서, 공개특허공보 제10-2017-0032735호의 휴대단말기 탈착형 복합 유해가스 측정 장치 및 방법가 기재되어 있다.
상기 기술은, 산업현장 및 재난현장의 밀폐공간에서 복합적인 유해가스와 생존에 필요한 산소를 일반 휴대 단말기기들과 탈부착이 가능하도록 하여 휴대단말기기와 연동하여 주요 측정 데이터를 동시에 측정할 수 있는 휴대단말기 탈착형 복합 유해가스 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 산업현장에서 발생하는 유해가스를 포함하여 산업현장의 온/습도를 측정하고, 자이로 센서에 기반한 근로자의 상태를 확인하여, 산업현장 외측에 위치한 원격지에서 이를 확인할 수 있도록 하는, 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템을 제공하는데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로 본 발명에 따른 본 발명에 따른 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템은,
산업현장(작업현장 1, 2 ... n)에서 측정과 근로자의 상태 확인을 위해 기능하는 감지기와,
상기 감지기와 통신하여 모니터링할 수 있도록 구축된 게이트웨이를 주요하게 포함하는 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 있어서,
상기 감지기와 게이트웨이는 상호 통신을 위해 통신부를 포함하되,
상기 통신부는,
1:n 통신을 위한 Wi-Fi 통신과, 상기 게이트웨이가 감지기로 명령을 전송하기 위한 RF 통신을 이용하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 감지기는,
근로자의 움직임을 측정하기 위한 자이로센서와,
감지기가 위치한 산업현장 내의 유해가스를 측정하되, 유해가스가 소정의 기준치를 넘어선 것으로 측정되면 센서값을 출력하는 가스측정센서와,
게이트웨이로부터 수신된 알람발생제어에 기반하여 알람을 발생시키는 알람부와,
상기 가스측정센서를 통해 측정된 정보가 실시간으로 출력되는 LCD를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 게이트웨이는,
상기 감지기의 가스측정센서 및 자이로센서의 센서값을 수신하여 화면에 출력하는 화면출력부와,
미사용 감지기를 충전하도록 구성된 충전부와,
감지기가 회수되기 전 사용되기까지 측정한 모든 정보를 백업하기 위한 백업부와,
상기 백업부를 통해 백업된 정보를 저장하기 위한 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감지기는,
외측에 물리적 장치의 스위치를 더 포함하되,
상기 게이트웨이는,
- 상기 자이로센서의 센서값에 기반하여 근로자의 움직임이 소정의 시간동안 없는 경우, 감지기의 알람부로 알람이 발생되도록 제어하고,
- 알람 발생 후, 상기 스위치를 통해 대응신호가 수신되지 않으면 유관기관연계부를 통해 신고를 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감지기는 일측에 홈을 더 포함하여, 상기 가스측정센서를 내삽하도록 구성됨으로써, 상기 가스측정센서가 교체 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 의하면, 산업현장에서 발생하는 유해가스를 포함하여 산업현장의 온/습도를 측정하고, 자이로 센서에 기반한 근로자의 상태를 확인하여, 산업현장 외측에 위치한 원격지에서 이를 확인할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 사항은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 관한 것이다.
구체적으로는, 산업현장에서 발생하는 유해가스를 포함하여 산업현장의 온/습도를 측정하고, 자이로 센서에 기반한 근로자의 상태를 확인하여, 산업현장 외측에 위치한 원격지에서 이를 확인할 수 있도록 하는, 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 관한 것이다.
이러한 본 발명을 첨부된 도면의 도 1을 통해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템의 구성을 나타낸 것이다.
첨부된 도면의 도 1에 따르면, 산업현장(작업현장 1, 2 ... n)에서 측정과 근로자의 상태 확인을 위해 기능하는 감지기와,
상기 감지기와 통신하여 모니터링할 수 있도록 구축된 게이트웨이를 주요하게 포함하도록 구성된다.
이때, 감지기는 첨부된 도면의 도 1과 같이 근로자 마다 1개씩 구비하도록 하여 복수 개로 형성될 수 있으며, 근로자의 착용장비에 부착되도록 구성할 수 있다. 바람직하게는 근로자의 헬멧 등에 부착하도록 하여, 주변의 다른 근로자가 감지기를 통해 산업현장 내부의 상황을 쉽게 확인하도록 할 수 있는데, 이는 근로자가 본인이 직접 보기 쉬운 위치에 부착하는 경우 스스로 확인하지 않는 경우가 많으므로, 타 근로자의 얼굴을 볼 때 확인될 수 있도록 하는 것이 바람직하는 데에서 착안되었다.
이러한 감지기의 부착은, 별도의 브라켓을 이용하여 부착될 수도 있으며, 마그네틱을 이용하여 부탁되도록 할 수도 있다. 한편, 상기 브라켓의 경우에는 헬멧에 소정의 물체(랜턴 등)를 부착하기 위해 구비된 브라켓이 다양하게 적용되어 있으므로, 이를 이용하는 것일 수 있다.
또한, 상기 게이트웨이는 원격지(관리사무실)에 위치되어 모니터링이 가능하도록 디스플레이가 구비된 단말기 플랫폼으로 해석되면 충분하다.
이러한 게이트웨이와 감지기는 상호 통신을 위한 통신부를 각각 포함하며, 통신은 통상의 무선통신을 이용하도록 한다. 다만, 1:n의 원활한 통신을 위하여 Wi-Fi 통신과, 게이트웨이에서 감지기로의 명령 전송을 위하여 RF 통신을 채용함이 바람직할 수 있다.
게이트웨이는 상술된 바와 같이, 디스플레이를 통해 감지기로부터 수신된 가스측정정보, 온/습도측정정보 및 근로자의 상태정보를 표시하기 위한 화면출력부를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 게이트웨이는, 측정된 가스측정정보 또는 온/습도측정정보가 소정의 기준치를 초과하거나, 근로자의 상태정보에 기반하여 지속적으로 근로자의 움직임이 없는 경우, 유관기관(소방서, 경찰서, 병원, 지방자치단체 관리과 등)에 신고를 수행하기 위한 유관기관연계부를 더 포함할 수 있다.
또한, 게이트웨이는 미사용 감지기를 충전하도록 구성된 충전부와, 감지기가 회수되기 전 사용되기까지 측정한 모든 정보를 백업하기 위한 백업부를 더 포함할 수 있다. 이를 위해 게이트웨이는 백업된 정보를 저장하기 위한 데이터베이스를 더 포함할 수 있다.
이때, 충전부의 사용전원은 상용전원을 사용하도록 한다.
이때, 상기 근로자의 상태정보에 기반하여 지속적으로 근로자의 움직임이 없는 경우란, 예컨대 감지기를 통해 수신된 근로자의 상태정보를 통해 해당 근로자의 움직임이 없는 경우, 게이트웨이를 통해 감지기에서 알림을 발생하도록 제어하되, 해당 알림에 대해 근로자의 조작이 없는 경우를 의미한다.
이는 감지기를 설명하면서 구체적으로 설명한다.
상기 감지기는, 상술된 통신부 외에, 근로자의 움직임을 측정하기 위한 자이로센서와; 감지기가 위치한 산업현장 내의 유해가스를 측정하되, 유해가스가 소정의 기준치를 넘어선 것으로 측정되면 센서값을 출력하는 가스측정센서와; 게이트웨이로부터 수신된 알람발생제어에 기반하여 알람을 발생시키는 알람부와; 상기 가스측정센서를 통해 측정된 정보가 실시간으로 출력되는 LCD;를 더 포함하도록 한다.
상기 유해가스가 소정의 기준치를 넘어서는 것은, 다음의 [표 1]을 기준으로 할 수 있다.
| 감지 가스 | 법적 기준치 | 농도 표시 단계 | ||
| 정상상태 | 위험상태 | 비상상태 | ||
| 일산화탄소 | 25 ppm | ~ 25ppm | 25 ~ 85ppm | 85ppm ~ |
| 아황산가스 | 0.15 ppm | ~ 0.15ppm | 0.15 ~ 1ppm | 1ppm ~ |
| 황화수소 | 10 ppm | ~ 10ppm | 10 ~ 25ppm | 25ppm ~ |
| 이산화질소 | 0.1 ppm | ~0.1ppm | 0.1 ~ 1ppm | 1ppm ~ |
상기 감지기는 일측에 물리적으로 구현된 스위치를 다수 개 포함할 수 있다. 상기 스위치는 온(On)/오프(Off) 제어를 위해 기능하는 것일 수도 있고, 상술된 알람부를 통해 알람이 발생하는 경우, 알람에 대한 대응신호를 발생하기 위한 스위치일 수도 있다.
이때, 대응신호는 발생된 이후 통신부를 통해 게이트웨이로 전송되고, 게이트웨이(또는 관리자)는 수신된 대응신호에 기반하여 근로자에게 이상이 없음을 확인하도록 한다.
한편, 가스측정센서는 감지기에 물리적으로 부착되는 구성으로서 통상의 가스측정센서를 감지기에 결합하여 사용하도록 하는 것이다.
따라서, 상기 가스측정센서는 교체가 가능하도록 구성하여야 한다.
이를 위해, 감지기 일측에 홈을 포함하고, 상기 홈에 가스측정센서를 내삽하여 사용하도록 한다.
다른 한편, 이러한 별도의 물리적인 수단으로 구성된 가스측정센서의 용이한 결합을 도모하면서, 동시에 헬멧에 충격이 발생되는 경우 가스측정센서를 보호하기 위한 구성을 다른 실시예로서 [표 2]에서 설명하도록 한다.
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[표 2]에서와 같이 감지기의 일측에는 가스측정센서가 내삽되기 위한 내삽홈이 형성된다.
상기 내삽홈의 내측벽 일측이는 스프링이 형성되며, 상기 내삽홈에는 내삽체가 내삽된다. 상기 내삽체의 외면 일측에는 상기 스프링의 다른 단부가 결합된다.
따라서, 상기 내삽체는 내삽홈으로부터 완전히 이탈이 불가능하며, 스프링에 의해 탄성을 가지면서 내삽 또는 돌출될 수 있다.
또한, 상기 내삽홈의 내면 중 상측 내면에는 상방으로 오목한 가이드홈이 형성되며, 상기 가이드홈의 일측으로는 감지기의 외면과 연통되는 홀이 형성된다.
이때, 상기 홀의 하측 내면에는 제2 스프링(X박스 참조)이 결합된다. 상기 스프링들의 결합의 의미는 부착, 용접, 접착 등일 수 있으며, 혹은 통상의 스프링 결합을 위한 돌기를 사용하거나, 스프링의 단부를 삽입하여 고정하는 등 통상의 기술자에 의해 예측 가능한 모든 구성을 채용할 수 있다.
상기 가이드홈에는 가이드가 삽입되며, 상기 가이드의 일측에는 홀을 통해 감지기의 외측으로 돌출되는 돌기가 가이드에 일체로 형성된다.
또한, 상기 가이드는 내삽홈 내측으로 노출될 정도의 길이를 가지며, 노출된 단부는 내삽홈의 외측 방향 면이 경사진 반쐐기 형상을 가지도록 한다.
상기 내삽체는, 상면 일측 중, 상기 가이드의 반쐐기 형상의 단부가 닿는 일측에 연통홀을 형성하도록 한다.
또한, 상기 내삽체의 일면에는 내측으로 오목하게 형성되어 가스측정센서가 삽입될 수 있는 센서홈을 포함한다. 상기 센서홈의 4면 혹은 적어도 상/하방향의 2면에는 플렉시블한 재질(실리콘, 고무 등)로 충진되어 형성된 탄성층이 형성된다.
구체적으로는, 센서홈을 탄성층 크기만큼으로 천공한 뒤, 그 내면에 코팅 등의 방식으로 탄성층을 형성하는 것이다.
상기 연통홀은 상기 탄성층까지 관통되어 연통되도록 한다. 따라서, 상기 연통홀에 삽입되어 고정되는 가이드의 단부는 탄성층을 눌러줄 수 있도록 한다.
또한, 상기 내삽체의 다른 일면에는 내삽체의 센서홈 내측에서부터 내삽체의 외측까지 관통된 홀을 포함하면서 해당 홀에 구성된 메쉬망을 더 포함하도록 한다.
이에 따라, 센서홈에 삽입된 가스측정센서의 측정율을 상승시킴과 동시에, 통풍이 가능하도록 하여, 가스측정센서의 발열율을 감소시킴으로써, 가스측정센서의 오작동과 고정을 미연에 방지할 수 있도록 한다.
상술된 구조에 따르면, 센서홈에 가스측정센서를 삽입한 상태로, 내삽체를 내삽홈에 밀어넣으면, 가이드의 단부가 연통홀에 고정되어 탄성층을 눌러줌으로써, 센서홈 내의 가스측정센서를 고정할 수 있게 되고, 가스측정센서의 교체를 요구하는 경우, 가이드의 돌기를 밀어 올려 가이드가 내삽체의 연통홀로부터 이탈하도록 하면, 내삽체가 스프링의 탄성에 의해 내삽홈 외측으로 일부 튀어나오면, 탄성층을 누르던 가이드가 분리되었으므로, 센서홈으로부터 가스측정센서를 분리할 수 있게 된다.
상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
Claims (3)
- 산업현장(작업현장 1, 2 ... n)에서 측정과 근로자의 상태 확인을 위해 기능하는 감지기와,
상기 감지기와 통신하여 모니터링할 수 있도록 구축된 게이트웨이를 주요하게 포함하는 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템에 있어서,
상기 감지기와 게이트웨이는 상호 통신을 위해 통신부를 포함하되,
상기 통신부는,
1:n 통신을 위한 Wi-Fi 통신과, 상기 게이트웨이가 감지기로 명령을 전송하기 위한 RF 통신을 이용하고,
상기 감지기는,
근로자의 움직임을 측정하기 위한 자이로센서와,
감지기가 위치한 산업현장 내의 유해가스를 측정하되, 유해가스가 소정의 기준치를 넘어선 것으로 측정되면 센서값을 출력하는 가스측정센서와,
게이트웨이로부터 수신된 알람발생제어에 기반하여 알람을 발생시키는 알람부와,
상기 가스측정센서를 통해 측정된 정보가 실시간으로 출력되는 LCD를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 게이트웨이는,
상기 감지기의 가스측정센서 및 자이로센서의 센서값을 수신하여 화면에 출력하는 화면출력부와,
미사용 감지기를 충전하도록 구성된 충전부와,
감지기가 회수되기 전 사용되기까지 측정한 모든 정보를 백업하기 위한 백업부와,
상기 백업부를 통해 백업된 정보를 저장하기 위한 데이터베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 감지기는,
외측에 물리적 장치의 스위치와 홈을 더 포함하되,
상기 가스측정센서를 상기 홈에 내삽하도록 구성되어 상기 가스측정센서의 교체 가능하도록 하고,
상기 게이트웨이는,
상기 자이로센서의 센서값에 기반하여 근로자의 움직임이 소정의 시간동안 없는 경우, 감지기의 알람부로 알람이 발생되도록 제어하고,
알람 발생 후, 상기 스위치를 통해 대응신호가 수신되지 않으면 유관기관연계부를 통해 신고를 수행하는 것을 특징으로 하는, 산업현장의 유해가스 감지 및 근로자 상태 확인 시스템.
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