KR20220162723A - 에어로졸의 소스 의존적 입자 크기 분포를 결정하기 위한 방법 및 에어로졸 측정 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어로졸 측정 장치에 의해 에어로졸의 소스 의존적 입자 크기 분포를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 먼저, 에어로졸의 소스 의존적 에어로졸 부분의 분율에 대응하는 분율 파라미터가 결정된다. 또한, 에어로졸 입자의 입자 크기 분포는 에어로졸의 소스 의존적 입자 크기 분포가 분율 파라미터 및 입자 크기 분포로부터 결정되도록 결정된다. 장치와 관련하여, 본 발명은 에어로졸의 소스 의존적 입자 크기 분포를 결정하기 위한 에어로졸 측정 장치를 포함하며, 상기 에어로졸 측정 장치에 의해 에어로졸의 소스 의존적 에어로졸 부분의 분율에 대응하는 분율 파라미터가 결정될 수 있다. 에어로졸 입자의 입자 크기 분포는 에어로졸의 소스 의존적 입자 크기 분포가 분율 파라미터 및 입자 크기 분포로부터 결정될 수 있도록 결정될 수 있다.
Description
본 발명은 에어로졸의 소스 의존적 입자 크기 분포를 결정하기 위한 방법 및 에어로졸 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명의 범위내에서, 에어로졸은 물방울, 그을음 입자, 마모된 물질, 꽃가루, 박테리아, 바이러스 및 기타 유기 및 화학 물질과 같은 고체 및/또는 액체 현탁 입자(에어로졸 입자)와 기체(가스)의 혼합물을 나타낸다. 입자 크기 분포는 입자 크기의 함수로서 에어로졸 입자의 농도와 관련이 있으며, 에어로졸에 존재하는 입자 크기에 대한 정보를 제공한다.
예를 들어, 미세 먼지 오염을 결정하는 데 사용되는 에어로졸의 입자 크기 분포를 결정하는 방법이 알려져 있다. 에어로졸은 항상 전체적으로 측정된다. 에어로졸의 조성이 예를 들어 에어로졸 소스로 인해 변경되면 공지의 방법을 사용하여서는 소스(발생원)별 분석이 불가능하다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 제거하고, 특히 에어로졸에 대한 더 나은 분석을 가능하게 하는 것이다.
상기 목적은 측정 셀을 통해 흐르는 에어로졸의 에어로졸 입자는 상기 측정 셀내에서 광 빔으로 조사되고 산란광이 센서에 의해 픽업되고 상기 에어로졸 입자의 상기 산란광 신호는 강도 측면에서 분광학적으로 검출되고, 입자 크기 분포를 나타내는 상기 산란광 신호의 크기 분포가 생성되며, 에어로졸의 소스 의존적 에어로졸 부분의 분율에 해당하는 분율 파라미터가 결정되고, 에어로졸 입자의 입자 크기 분포가 결정되고, 에어로졸의 소스 의존적 입자 크기 분포가 상기 분율 파라미터와 상기 입자 크기 분포로부터 결정되는 에어로졸 측정장치에 의해 에어로졸의 소스 의존적 입자 크기 분포를 결정하는 방법에 의해 달성된다.
장치의 관점에서, 상기 목적은 에어로졸의 에어로졸 입자들이 상기 에어로졸 입자들이 광 빔으로 조사될 수 있도록 측정 셀내에 배치되고, 상기 에어로졸 입자들의 산란광이 센서에 의해 픽업될 수 있고, 상기 에어로졸 입자들의 산란광 신호가 강도 측면에서 분광학적으로 검출되어, 입자 크기분포를 나타내는 상기 산란광 신호의 크기 분포가 생성될 수 있고, 에어로졸의 소스 의존적 에어로졸 부분의 분율에 대응하는 분율 파라미터가 결정될 수 있고, 상기 에어로졸 입자들의 입자 크기 분포가 결정될 수 있고, 상기 에어로졸의 상기 소스 의존적 입자 크기 분포가 상기 분율 파라미터와 상기 입자 크기 분포로부터 결정될 수 있는, 에어로졸의 소스 의존적 입자 크기 분포를 결정하기 위한 에어로졸 측정 장치에 의해 달성된다.
또한, 상기 목적은 컴퓨터 프로그램이 상기 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 대응하는 컴퓨팅 유닛 상에서 실행될 때 본 발명에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 구성된 프로그램 코드 수단을 구비한 컴퓨터 프로그램에 의해 달성된다.
본 발명은 에어로졸 소스(이하 "소스")가 에어로졸이 소스 의존적 및 소스 독립적 분율을 갖도록 에어로졸의 조성을 변경한다는 기본 아이디어에 기초한다. 본 발명의 범위내에서 소스(발생원)의 예는 에어로졸 영역에 있는 사람이며, 본 발명의 범위내에서 소스 의존적 에어로졸의 예로서 사람의 호흡은 에어로졸의 조성을 변경하고, 특히 에어로졸의 미생물 오염을 유발한다. 이점에 있어서 사람이 내쉬는 공기는 예를 들어 본 발명의 범위내에서 소스 의존적 에어로졸 부분으로 이해되어야 하며, 여기서 호기된 공기의 입자 크기 분포는 이 경우에 대응하는 소스 의존적 입자 크기 분포를 나타낸다. 본 발명의 범위내에서, 분율 파라미터는 총 에어로졸중의 소스 의존적 에어로졸 또는 에어로졸 부분의 분율에 대응하고 소스 의존적 입자 크기 분포가 결정되도록 하며, 상기 소스 의존적 입자 크기 분포는 소스 예를 들어 사람의 호기와 관련된다. 본 발명은 (전체) 에어로졸의 소스 의존적 부분에 대응하는 소스 의존적 입자 크기 분포가 특성화될 수 있도록 하며, 이는 에어로졸의 분석을 개선 증진시킨다. 장치에 관해서도, 본 발명에 따른 에어로졸 측정 장치에도 동일하게 적용된다.
분율 파라미터는 에어로졸의 2개의 입자 크기 분포의 비교로부터 결정될 수 있고, 이 경우 비교는 특히 분율 파라미터를 쉽게 결정하기 위해 차이 및/또는 몫의 형성을 포함할 수 있다. 입자 크기 분포 중 적어도 하나는 이론적인 입자 크기 분포 및/또는 측정된 값에 의해 결정된 입자 크기 분포일 수 있다. 바람직하게는, 입자 크기 분포 중 하나는 소스 의존적 입자 크기 분포이다.
분율 파라미터는 바람직하게는 소스 의존적 기준 값과 에어로졸의 적어도 하나의 기체(가스) 성분의 파라미터의 비교로부터 결정되며, 이는 분율 파라미터를 결정하기 위한 신속한 방법을 제공한다. 기준 값은 예를 들어 사용자 정의 및/또는 이전 측정에서 결정될 수 있다. 후자의 경우 기준 값은 예를 들어 24시간 동안 수행된 일련의 측정에서 결정된다. 본 발명의 범위내에서 기체 성분은 특히 탄소 산화물, 질소 산화물, 황 산화물, 오존, 및 휘발성 유기 화합물(VOC)의 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질일 수 있다.
적어도 하나의 가스 성분의 파라미터는 바람직하게는 에어로졸 내의 그 농도이거나 또는 소스 의존적 기준 값은 바람직하게는 가스 성분의 소스 의존적 농도에 대응한다. 분율 파라미터를 결정하기 위해, 에어로졸 중 이산화탄소의 농도는 특히 바람직하게는 1% 내지 10%, 특히 3% 내지 5%, 특히 4%의 기준 값과 비교되며, 4%(40,000ppm)의 기준 값은 사람의 호흡 중 이산화탄소 농도에 해당한다. 특히 신뢰할 수 있는 방법은 분율 파라미터를 결정하기 위해 이산화탄소 농도를 사용하는 것이다.
특히 분율 파라미터로서 에어로졸 내 호기 공기의 분율을 결정하기 위해, 에어로졸 내 이산화탄소 농도를 예를 들어 호기 공기 중 이산화탄소 농도(4%)로 나눈다.
방법의 정확성을 향상시키기 위해, 적어도 하나의 가스 성분의 파라미터 및/또는 기준 값이 보정될 수 있다. 보정은 예를 들어 대기의 영향을 보상하는 것을 포함할 수 있으며, 이러한 영향은 모델로 가정되고 및/또는 일정 기간 동안 수행된 일련의 측정에 의해 결정된다. 본 발명의 유용한 실시예에서, 보정 값은 사용자 정의된 시간 간격, 예를 들어 24시간에 걸친 일련의 측정에 의해 결정되며, 보정 값은 특히 측정의 최소값에 대응한다. 예를 들어, 파라미터 및/또는 기준 값에 대한 대기의 영향은 해당 값을 빼서 간단히 보정을 수행할 수 있다. 특히, 에어로졸내의 결정된 이산화탄소 농도와 호기 공기의 이산화탄소 농도에서 약 0.05%의 값을 뺄 수 있다. 보정은 또한 습도, 특히 상대 습도의 영향을 포함할 수 있다. 대안으로서 또는 이에 추가하여 보정은 표준화 또는 정규화를 포함할 수 있다.
상기 방법은 바람직하게는 분율 파라미터가 제1 사용자 정의 값 아래로 떨어지는 경우 및/또는 분율 파라미터가 제2 사용자 정의 값을 초과하는 경우 종료된다. 예를 들어, 분율 파라미터의 값이 에어로졸의 소스 의존 부분이 없거나 에어로졸의 조성이 변경되지 않았음을 나타내는 경우 상기 방법이 종료된다.
에어로졸의 결정된 입자 크기 분포는 간섭 배경 영향을 제거하기 위해 보정될 수 있다. 특히, 보정에 대해 표준화 또는 정규화를 수행할 수 있다. 입자 크기 분포에 대한 습도 효과는 바람직하게 보정에서 보상된다. 또한, 보정은 입자 크기 분포를 기반으로 수행될 수 있으며, 입자크기 분포는 바람직하게는 이론적으로 결정되고/되거나 이전 측정을 기반으로 결정된다. 특히, 사용자 정의된 이산화탄소 농도, 예를 들어 400ppm의 이산화탄소 농도에서 결정된 결정 입자 크기 분포를 사용하여 보정이 이루어질 수 있다.
결정된 입자 크기 분포 및/또는 소스 의존 입자 크기 분포의 다운샘플링 및/또는 압축을 수행하여 상기 방법을 가속화할 수 있다.
소스 의존적 입자 크기 분포는 에어로졸의 입자 크기 분포에 분율 파라미터를 곱하여 결정할 수 있으며, 이는 바람직하게는 입자 크기 분포의 각 값에 대해 수행된다.
에어로졸의 품질에 대응하는 에어로졸의 품질 파라미터는 바람직하게는 에어로졸의 품질을 쉽게 특성화하기 위해 소스 의존적 입자 크기 분포의 적어도 일부로부터 결정된다. 품질 파라미터는 바람직하게는 공기 품질에 대응한다. 품질 파라미터를 결정하는 것은 또한 바람직하게는 소스 의존적 입자 크기 분포의 적어도 일부를 합산하는 것을 포함한다. 특히, 소스 의존적 입자 크기 분포의 PM2.5 값은 본 발명의 범위내에서 품질 파라미터이며, 소스 의존적 에어로졸 예를 들어 호기된 공기의 2.5μm 미만의 입자 직경을 갖는 에어로졸 입자의 분율에 해당한다. 품질 파라미터를 결정하기 위해 소스 의존적 입자 크기 분포는 적어도 부분적으로 보간 및/또는 집적될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에서, 품질 파라미터를 결정하는 것은 예를 들어 에어로졸 입자의 입자 크기 및/또는 적어도 하나의 가스 성분의 파라미터 및/또는 에어로졸의 상대 습도에 의존하는 가중치를 포함한다.
분율 파라미터 및/또는 입자 크기 분포 및/또는 소스 의존적 입자 크기 분포 및/또는 품질 파라미터를 결정하는 것은 바람직하게는 결정된 파라미터의 정확도를 향상시키기 위해 개별 값 및 개별 값의 통계적 평가를 결정하는 것을 포함한다. 특히, 사용자 정의된 수의 결정이 사용자 정의된 기간 동안 이루어질 수 있으며, 상기 개별 값은 평균화, 특히 이동 평균화에 의해 평가된다.
장치와 관련하여, 에어로졸 측정 장치는 본 발명에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 설계된 전자 처리 수단을 구비할 수 있다. 에어로졸 측정 장치는 바람직하게는 에어로졸의 적어도 하나의 가스 성분의 농도를 결정하도록 설계된 가스 측정 유닛을 갖는다. 이를 위해, 상기 가스 측정 유닛은 특히 적어도 하나의 가스 센서를 갖는다. 상기 가스 측정 유닛은 탄소 산화물, 질소 산화물, 황 산화물, 오존, 휘발성 유기 화합물 및 상대 습도와 같은 물질들로 이루어지는 그룹중 어느하나 이상 및/또는 파라미터들을 검출하도록 설계될 수 있다.
상기 에어로졸 측정 장치의 광 빔은 특히 다색 및/또는 레이저광을 갖는다. 측정 셀에서 에어로졸 입자의 이동 방향, 측정 셀에서 광 빔의 방향 및 산란광의 방향은 서로 수직인 쌍으로 배열될 수 있다. 상기 에어로졸 측정 장치는 정보를 출력하도록 설계된 출력 수단을 갖는 것이 바람직하며, 상기 정보는 소스 의존적 입자 크기 분포, 특히 품질 파라미터에 할당될 수 있다. 상기 출력 수단은 특히 디스플레이를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 유용한 실시예에서, 에어로졸 측정 장치는 에어로졸 입자를 측정 셀로 운반하기 위한 컨베이어 수단을 가지며, 상기 컨베이어 수단은 예를 들어 펌프 및/또는 팬을 갖는다.
본 발명은 (전체) 에어로졸의 소스 의존적 부분에 대응하는 소스 의존적 입자 크기 분포가 특성화될 수 있도록 하며, 이는 에어로졸의 분석을 개선 증진시킨다. 장치에 관해서도, 본 발명에 따른 에어로졸 측정 장치에도 동일하게 적용된다.
본 발명에 따르면, 미세 먼지 오염을 결정하는 데 사용되는 에어로졸의 입자 크기 분포를 결정하는 방법에 있어서,에어로졸의 조성이 예를 들어 에어로졸 소스로 인해 변경될 때, 소스(발생원)별 분석을 효율적으로 가능하게 한다.
도 1은 측정 대상 에어로졸 내에 설치된 에어로졸 측정 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 도 1의 에어로졸 측정 장치의 개략적인 설계를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 제1 소스 의존적 입자 크기 분포를 갖는 제1 입자 크기 분포를 나타낸다.
도 5는 제2 소스 의존적 입자 크기 분포를 갖는 제2 입자 크기 분포를 나타낸다. 도 6은 제3 소스 의존적 입자 크기 분포를 갖는 제3 입자 크기 분포를 나타낸다.
도 2는 도 1의 에어로졸 측정 장치의 개략적인 설계를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 제1 소스 의존적 입자 크기 분포를 갖는 제1 입자 크기 분포를 나타낸다.
도 5는 제2 소스 의존적 입자 크기 분포를 갖는 제2 입자 크기 분포를 나타낸다. 도 6은 제3 소스 의존적 입자 크기 분포를 갖는 제3 입자 크기 분포를 나타낸다.
도 1은 폐쇄 영역(11) 내의 에어로졸(10)의 개략도를 도시하며, 에어로졸(10)은 가스(13), 예를 들어 공기 내의 고체 및 액체 에어로졸 입자(12)를 포함한다. 에어로졸 입자(11)는 예를 들어 물방울, 그을음 입자, 마모된 물질, 꽃가루 및/또는 기타 유기 및 화학 물질이다. 사람은 에어로졸 소스(14)로서 영역(11)에 위치한다. 에어로졸(10)은 실질적으로 사람(14)의 호흡 공기(호기 공기)의 결과로서 영역(11) 내에서 변화하는 것으로 아래에서 가정된다. 따라서 영역(11)의 에어로졸(10)은 소스 의존적 에어로졸 부분(10a), 이 경우 호기 공기 및 소스 독립적 에어로졸 부분(10b)을 갖는다.
에어로졸 분광계 형태의 에어로졸 측정 장치(15)는 에어로졸(10)의 영역(11)에 배치되며, 이 에어로졸 측정 장치는 입자 직경(dp)의 함수로서 에어로졸(10)의 에어로졸 입자(12)의 입자 크기 분포(cn)을 측정한다. 이를 위해, 에어로졸 입자(12)는 에어로졸 측정 장치(15)의 접근 개구(16)를 통해 그리고 펌프로 설계되고 하류에 배열된 컨베이어 수단(도시되지 않음)에 의해 흐름관(17)을 통해 유입된다. 도 2에 따른 에어로졸 측정 장치(15)의 개략적인 설계에서, 흐름관(17)은 도면의 평면에 수직으로 배열된다.
에어로졸 입자(12)는 광원(19) 및 렌즈(20)로부터의 다색광으로 구성된 평행광 빔(18)으로 그 비행 방향에 수직으로 흐름관(17)내에서 조사된다. 결과적으로 발생하는 산란 과정으로 인해 에어로졸 입자(12)는 에어로졸 입자(12)의 비행 방향에 수직으로 및 광원(19)으로부터의 빛의 조사 방향에 수직으로 수렴 렌즈(22)에 충돌하는 산란광(21)을 방출한다. 수렴 렌즈(22)는 산란광(21)을 전기 신호로 변환하는 광전 센서(23)에 산란광(21)을 수렴시킨다. 전자 처리 수단(24)은 전기 신호를 사용하여 에어로졸 입자(12)의 입자 직경(dp)의 함수로서 입자 크기 분포(cn)를 결정한다. 광빔(18)의, 측정된 산란광(21)의, 그리고 에어로졸 입자(12)의 검출부의 흐름관(17)에서의 공간적 중첩은 입자 크기 분포(cn)가 결정되는 가상 공간 측정 셀(25)을 구획한다.
측정 동안, 산란광(21)의 광 강도 및 그에 따른 결과적인 전기 신호 강도는 그에 따라 입자 직경(dp)이 할당되는 에어로졸 입자(12)의 입자 크기의 척도이다. 측정된 입자 크기 분포(cn)는 cn = f(dp)의 식에 따라 입자 직경(dp)에 의존한다.
결정된 입자 크기 분포cn)는 척도로서 사용되는 256 채널까지 측정 지점으로서 이산 입자 직경 dp에 대해 결정된다. 정확도를 향상시키기 위해, 측정 지점들 사이의 입자 크기 분포(cn)의 진행은 전자 처리 수단(24)에서 평가하는 동안 3차 스플라인(cubic splines)에 의해 국부적으로 보간되어 연속적인 진행이 결과된다. 후술하는 본 발명에 따른 방법을 가속화하기 위해, 입자 크기 분포(cn)는 32개 채널에 대한 다운샘플링에 의해 결정된다.
결정된 입자 크기 분포(cn)에서 기준 입자 크기 분포(cr)를 빼는데, 기준 입자 크기 분포(cr)는 정상 실내 공기에 대응하고 약 400ppm의 이산화탄소 농도를 갖는 모델 분포이다.
에어로졸 측정 장치(15)는 가스 센서로 설계되고, 본 발명의 범위내에서 에어로졸(10) 내 CO2의 부피 분율에 대응하는 에어로졸내 이산화탄소(CO2)의 농도 kCO2를 결정하는 가스 측정 유닛(26)을 가진다. 이 값은 전자 처리 수단(24)으로 전송된다.
도 2에 따른 본 발명에 따른 방법의 실시예가 이하에서 설명되며, 실시예에서 소스 의존적 에어로졸 부분(10a)에 대응하고 사람(14)에 의해 호흡된 공기와 관련된 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')가 결정된다. 본 발명의 범위내에서, 이러한 입자 크기 분포(cn')는 소스 의존적 입자 크기 분포로 지칭된다. 특히, 에어로졸(10)의 미생물 오염의 결과로 영역(11) 내의 감염 위험은 상기 방법에 의해 결정된다.
방법의 첫 번째 단계(A)에서 분율 파라미터(f)가 결정된다. 이를 위해, 에어로졸(10) 내의 CO2 농도(kCO2)는 가스 센서(26)에 의해 결정되고 전기 처리 수단(24)으로 전송된다. 기준 농도(kref)를 실내 공기의 일반적인 CO2 농도에 해당하고 본 예에서 약 0.05%인 CO2 농도(kCO2)에서 뺀다. 기준 농도(kref)는 24시간 동안 시간당 1회 측정 간격으로 에어로졸(10)의 CO2 농도를 측정하고 이러한 측정값들의 최소값을 형성하여 결정된다. 본 실시예에서 결정되는 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')는 호흡 공기에 대응하기 때문에, 기준 농도(kref)도 이 경우에 약 4%인 호기 공기의 CO2 농도에서 차감된다. 결과는 에어로졸(10)의 보정된 CO2 농도(kCO2') 및 보정된 기준 농도(kref')이다. 이 두 변수의 몫은 에어로졸(10)에서 호기 공기(10a)의 분율 파라미터(f)에 대한 개별 값(fi)을 초래한다. 분율 파라미터(f)의 개별 값(fi)은 30분의 기간에 걸쳐 연속적으로 결정되며, 분율 파라미터(f)는 개별 값들로부터 이동 평균값으로 형성된다.
다음 단계(B)에서 분율 파라미터(f)가 질문된다. 영역(11) 내에 사람(14)이 없으면 분율 파라미터(f)에 대한 값이 0이 되고, 그 결과 방법은 종료되고(C), 상기 방법은 사용자 정의된 시간 간격 후에 다시 시작된다.
질문(B)의 결과가 0보다 큰 분율 파라미터 값이 나오면, 상기 방법이 계속되고 에어로졸(11)의 입자 크기 분포(cn)가 위에서 설명한 방식으로 결정된다(D). 에어로졸 측정 장치(15)는 분당 1회 측정의 측정 빈도로 에어로졸(10)의 입자 크기 분포(cn)를 연속적으로 결정하고, 이하에서 사용된 입자 크기 분포(cn)를 이동 평균으로 형성한다.
이후 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')가 에어로졸(10)의 입자 크기 분포(cn)에 분율 파라미터(f)를 곱함으로써 결정되고(E), 이는 본 실시예에서 각 측정 채널에 대해 수행된다.
소스 의존적 입자 크기 분포(cn')의 결정(E)은 도 4 내지 도 6에 도시되어 있으며, 이는 좌측의 에어로졸(10)의 예시적인 입자 크기 분포(cn) 및 우측의 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')를 보여준다. 입자 크기 분포(cn, cn')는 각각 입자 직경(dp)의 함수로서 막대 차트로 표시된다. 명확성을 위해 입자 크기 분포(cn, cn')는 각각 7개의 측정값을 갖는다. 도 4에서 분율 파라미터는 약 0.28, 도 5에서 약. 0.3 및 도 6에서 약. 0.32이다. 이로부터 도 4의 입자 크기 분포(cn)에서 도 6의 입자 크기 분포(cn)로의 전이에서 분율 파라미터(f)가 증가함을 알 수 있다. 이것은 사람(14)이 더 오랜 기간 동안 영역(11)에 머물렀을 수 있고 에어로졸(10)에서 호기 공기(10a)의 분율이 지속적으로 증가하고 있음을 나타낸다.
소스 의존적 입자 크기 분포(cn')가 결정(E)된 후, 품질 파라미터(g)가 결정되고(F), 이 품질 파라미터는 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')에 할당되고 아래에 설명된다.
소스 의존적 입자 크기 분포(cn')에서 에어로졸 입자(12)의 총 수(g1)는 모든 채널에 걸쳐 소스의존적 입자 크기 분포 (cn')를 합산하여 결정된다. 특히 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')는 예를 들어 박테리아 또는 바이러스에 의한 에어로졸(10)의 미생물 오염을 포함하기 때문에 총 수(g1)는 감염 위험의 지표 역할을 하며, 따라서 " 세균 지표"로 역시 지칭된다.
PM2.5 파라미터 g2는 또한 예를 들어 호기 공기와 같은 소스 의존적 에어로졸 부분(10a)에서 2.5㎛ 미만의 입자 직경(dp)을 갖는 모든 에어로졸 입자(12)의 질량 분율 및 특히 소스 의존적 에어로졸(10a)의 미세 먼지 오염에 대한 추가 품질 파라미터(g)를 반영하는 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')로부터 결정된다. PM2.5 값은 또한 공기 중의 미생물 오염 물질을 포함하므로 소스 의존적 에어로졸 부분(10a)의 미생물 오염에 대한 정보도 제공한다. 또한 수정된 PM2.5 파라미터(g3)가 결정되며, 여기서 계산은 에어로졸(10)의 상대 습도에 따른 가중치를 기반으로 한다.
에어로졸 품질의 종합적인 평가를 위해, 가스 측정 유닛(26)은 상대 습도를 결정하기 위한 습도계와 휘발성 유기 화합물, 오존, 질소 산화물, 황 산화물 및 /또는 일산화탄소를 검출하기 위한 센서등의 도1에 도시되지 않은 추가적인 구성요소를 구비할 수 있다. 또한, 이들 복수의 파라미터들로 구성되는 파라미터들이 결정될 수 있다. 예를 들어, 보정된 입자 상승 분포, 휘발성 유기 화합물 및 CO2 농도 및 상대 습도에 따른 감염 위험 지표를 결정할 수 있다.
콜로니 형성 입자의 수 농도(m³당 kbP) 역시 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')로부터 결정되며, 이 수 농도는 공기의 미생물 오염 척도이다.
상술한 방법의 단계들은 본 발명에 따른 컴퓨터 프로그램이 처리 수단(24) 상에서 실행될 때 연속적으로 수행된다.
Claims (19)
- 측정 셀(25)을 통해 흐르는 에어로졸(10)의 에어로졸 입자(12)가 상기 측정 셀(25)내에서 광 빔(18)으로 조사되고, 산란광(21)이 센서(23)에 의해 픽업되고, 상기 에어로졸 입자(12)의 상기 산란광 신호(21)가 분광학적으로 강도 측면에서 검출되어, 입자 크기 분포(cn)를 나타내는 상기 산란광 신호(21)의 크기 분포가 생성되며, 상기 에어로졸(10)의 소스 의존적 에어로졸 부분(10a)의 분율에 대응하는 분율 파라미터(f)가 결정되고(A), 상기 에어로졸 입자(12)의 입자 크기 분포(cn)가 결정되고(D), 상기 에어로졸(10)의 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')가 상기 분율 파라미터(f) 및 상기 입자 크기 분포(cn)로부터 결정(E)되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 측정 장치(15)에 의해 에어로졸(10)의 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')를 결정하는 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 분율 파라미터(f)는 상기 에어로졸(10)의 2개의 입자 크기 분포(cn)의 비교로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 분율 파라미터(f)는 상기 에어로졸(10)의 적어도 하나의 가스 성분(13)의 파라미터(k)와 소스 의존적 기준 값(kref)과의 비교로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제3항에 있어서,
적어도 하나의 가스 성분(13)의 상기 파라미터(k)는 상기 에어로졸(10)의 상기 가스 성분(13)의 농도에 대응하고 및/또는 상기 소스 의존적 기준 값(kref)은 상기 가스 성분(13)의 소스 의존 농도에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제4항에 있어서,
상기 분율 파라미터(f)를 결정(A)하기 위해 상기 에어로졸(10) 내의 이산화탄소 농도(kCO2)가 1%와 10 %사이, 특히 3% 와 5% 사이, 특히 4%의 기준 값(kref)과 비교되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 가스 성분(13)의 상기 파라미터(k) 및/또는 상기 기준 값(kref)이 보정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분율 파라미터(f)가 제1 사용자 정의 값 아래로 떨어지는 경우 및/또는 상기 분율 파라미터(f)가 제2 사용자 정의 값을 초과하는 경우 상기 방법이 종료(C)되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에어로졸(10)의 상기 결정된 입자 크기 분포(cn)가 보정되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')는 상기 에어로졸(10)의 입자 크기 분포(cn)에 상기 분율 파라미터(f)를 곱하여 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 방법. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에어로졸(10)의 품질 파라미터(g)가 상기 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')의 적어도 일부로부터 결정(F)되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제10항에 있어서,
상기 품질 파라미터(g)를 결정(F)하는 것은 상기 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')의 적어도 일부를 합산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 품질 파라미터(g)의 결정(F)은 특히 상기 에어로졸 입자(12)의 입자 크기(dp)에 의존하고/하거나 상기 에어로졸(10)의 적어도 하나의 가스 성분(13)의 농도(k)에 의존하고/하거나 상기 에어로졸(10)의 상대 습도에 의존하는 가중치 작업을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분율 파라미터(f) 및/또는 상기 입자 크기 분포(cn) 및/또는 상기 소스 의존적 입자 크기 분포(cn') 및/또는 상기 품질 파라미터(g)의 결정(A)은 개별 값 및 상기 개별 값의 통계적 평가를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 에어로졸(10)의 에어로졸 입자(12)가 광 빔(18)으로 조사되도록 측정 셀(25)내에 배치되고, 상기 에어로졸 입자(12)의 산란광(21)이 센서(23)에 의해 픽업되고, 상기 에어로졸 입자(12)의 상기 산란광 신호(21)가 분광학적으로 강도 측면에서 검출되어, 입자 크기 분포(cn)를 나타내는 상기 산란광 신호(21)의 크기 분포가 생성되며, 상기 에어로졸(10)의 소스 의존적 에어로졸 부분(10a)의 분율에 대응하는 분율 파라미터(f)가 결정되고, 상기 에어로졸 입자(12)의 입자 크기 분포(cn)가 결정되고, 상기 에어로졸(10)의 소스 의존적 입자 크기 분포(cn')가 상기 분율 파라미터(f) 및 상기 입자 크기 분포(cn)로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 에어로졸(10)의 소스 의존적 입자 크기 분포(cn)를 결정하기 위한 에어로졸 측정 장치(15).
- 제14항에 있어서,
상기 에어로졸 측정 장치(15)는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 설계된 전자 처리 수단(24)을 갖는 것을 특징으로 하는 에어로졸 측정 장치. - 제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 에어로졸(10)의 적어도 하나의 가스 성분(13)의 농도(k)를 결정하도록 설계되고, 특히 다음 물질들 및/또는 파라미터: 탄소 산화물, 질소 산화물, 황 산화물, 오존, 휘발성 유기 화합물 및 상대 습도중 적어도 어느 하나를 검출하도록 설계된 가스 측정 유닛(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어로졸 측정 장치. - 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 빔(18)은 다색광을 갖는 것을 특징으로 하는 에어로졸 측정 장치. - 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측정 셀(25)내에서 상기 에어로졸 입자(12)의 이동 방향, 상기 측정 셀(25)내에서 상기 광 빔(18)의 방향, 및 상기 산란광(21)의 방향은 서로 수직인 쌍으로 배열되는 것을 특징으로 하는 에어로졸 측정 장치. - 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터 또는 대응하는 컴퓨팅 유닛상에서, 특히 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 측정 장치의 전자 처리 수단상에서 실행될 때, 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 방법의 단계들을 수행하도록 구성된, 프로그램 코드 수단을 갖는 컴퓨터 프로그램.
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