KR20230111078A - 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본발명은 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치에 관한 것으로, 필터를 포함하는 먼지포집부(100)와;
베타선원(7), 검출기(8)로 구성되는 측정부(200);가 동일 블록(1)내에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 블록(1)에 설치되는 먼지포집부(100); 측정부(200);가 포집 및 측정모드에 따라 시간간격을 두고 이동하며 동작하는 것으로,
필터를 사용한 먼지 포집부; 베타 선원과 검출기가 있는 측정부;를 하나의 블록에 설치하되, 포집, 측정모드에 따라 측정부가 포집부의 필터에 대하여 시간간격별로 전후 내지 좌우방향으로 이동되게 하여, 상기 측정부가 요동없이 정위치 하게 되어, 측정의 재현성과 정확성을 높이는 현저한 효과가 있다.

Description

베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치 및 그 동작 방법{Beta-ray source, detector-integrated fine dust measuring device and it's operating method by beta-ray absorption}

본발명은 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필터를 사용한 먼지 포집부; 베타 선원과 검출기가 있는 측정부;를 하나의 블록에 설치하되, 포집, 측정모드에 따라 필터에 대하여 반복측정 시간간격별로 알체형 블록이 전후 내지 좌우방향으로 이동되어, 상기 측정부가 요동없이 해당모드 위치에 정위치 하게 되어, 측정의 재현성과 정확성을 높이는 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 대기 환경 중에는 먼지 농도가 일반적으로 매우 낮기 때문에, 정확한 측정을 위하여 긴 시간 미세 먼지를 포집한 후에 베타선 흡수 측정을 한다. 따라서 미세먼지 측정기는 필터를 사용한 먼지 포집부와 베타선 흡수 측정부가 별개로 이루어져 있다. 전체적인 베타선 흡수 측정을 수행하기 위해서는 미세먼지를 포집한 후에 포집된 필터를 베타선 흡수 측정부로 옮기거나 베타선 흡수 측정부를 포집된 필터 위치로 이동하여야 한다.

이 같은 원리에서 정확한 측정을 위해서는 기계적으로 각각의 부품들이 정확하고 재현성있는 움직임을 보여야 한다. 본 발명이 있기 전까지 베타선 흡수법으로 미세 먼지 농도 측정기에서 기계적으로 적용하고 있는 종래 방법은 다음과 같다.

방법 1) 필터를 사용한 먼지 포집부와 베타 선원과 검출부가 있는 측정부를 별도의 위치에 설치하고, 미세 먼지를 포집한 후에 포집된 필터를 베타 선원과 검출부가 있는 위치로 움직여 측정하는 방법과, 방법 2) 필터를 사용한 먼지 포집부와 검출기를 같은 위치에 설치하고, 베타 선원를 별도의 위치에 설치하여, 미세 먼지를 포집한 후에 베타 선원을 포집부와 검출부가 있는 위치로 움직여 측정하는 방법이 있다.

이와 같은 측정기의 경우 움직이는 부위의 기계적 재현성이 측정의 정확성에 영향을 미치는데, 방법 1과 같은 방식에서는 포집 필터가 비교적 긴 위치를 이동하기 때문에 기계적인 재현성을 확보하기 어렵고, 방법 2와 같은 방식에서는 포집 필터 위치 주위에 검출기와 포집유로를 설치하고, 시료 유체를 흡수하기 때문에 검출기 및 베타 선원을 오염시키기 때문에 측정 정확성에 영향을 구게 된다.

또한, 종래특허기술로서 공개번호 10-2019-0079820호에는 공기 유입부를 통해 공기를 유입 받아, 여지를 통해 미세먼지를 포집한 후 여지를 통과한 공기를 공기 유출부를 통해 배출하는 미세먼지 자동 측정 장치의 포집부에 있어서, 상기 포집부는, 상기 공기 유입부와 연결되는 제1 유입구와, 상기 여지로 공기를 공급하는 제1 유출구를 포함하는 유입공간이 내부에 형성된 제1 하우징; 및 상기 여지를 사이에 두고 상기 제1 유출구와 상기 공기 유출부를 연통하는 유출공간이 내부에 형성된 제2 하우징을 포함하되, 상기 제2 하우징은, 타면이 상기 제2 유입구 둘레에 고정 구비되며, 일면이 상기 여지를 사이에 두고 상기 제1 유출구 둘레와, 맞닿도록 구성되는 탄성 재질의 리크 방지부를 포함하는, 미세먼지 자동 측정 장치의 포집부 및 이를 포함하는 미세먼지 자동 측정 장치가 공개되어 있다.

또한, 등록번호 10-1278289호에는 제1 유로 및 제2 유로가 형성되는 하우징;

상기 제1 유로 및 제2 유로 상에 각각 노출되도록 상기 하우징에 끼워지는 필터부;

상기 필터부에 베타레이를 조사하도록 상기 제1 유로 및 제2 유로 상의 필터부 일측 방향에 구비되는 베타레이조사부;

상기 필터부를 투과한 베타선을 검출하기 위해 상기 제1 유로 및 제2 유로 상의 필터부 타측 방향에 구비되는 베타레이 검출부;

미세 먼지가 포함된 공기를 상기 제1 유로의 유입단에 공급하기 위해 일단이 대기에 노출되고 타단이 상기 제1유로의 유입단에 연통되는 제1 집진부;

미세 먼지가 포함된 공기를 상기 제2 유로의 유입단에 공급하기 위해 일단이 대기에 노출되고 타단이 상기 제2유로의 유입단에 연통되는 제2 집진부;

를 포함하며, 상기 제1 집진부와 제2 집진부는 서로 다른 크기의 미세먼지를 포집하는 것을 특징으로 하는 베타레이를 이용한 듀얼 미세먼지 측정 장치가 공개되어 있다.

그러나 상기 종래기술들은 구성 및 조작이 복잡하고 검출부 내의 베타선원과 검출기가 케이싱 내지 블록위치에서 요동이 있어서 측정의 재현성과 정확성이 낮은 단점이 있었다.

따라서 본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 필터를 사용한 먼지 포집부; 베타 선원과 검출기가 있는 측정부;를 하나의 블록에 설치하되, 포집, 측정모드에 따라 측정부와 포집부가 반복 측정 시간간격별로 전후 내지 좌우방향으로 이동운동되도록 하여, 상기 측정부가 요동없이 해당 위치에 정위치 되어, 측정의 재현성과 정확성을 높이는 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치 및 그 동작 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치에 관한 것으로, 필터를 포함하는 먼지포집부(100)와; 베타선원(7), 검출기(8)로 구성되는 측정부(200);가 동일 블록(1)내에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 블록(1)에 설치되는 먼지포집부(100); 측정부(200);가 포집 및 측정모드에 따라 반복측정 시간간격 사이에 해당모드 위치에 이동하여 동작하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명은 필터를 사용한 먼지 포집부; 베타 선원과 검출기가 있는 측정부;를 하나의 블록에 설치하되, 포집, 측정모드에 따라 측정부가 포집부의 필터에 대하여 시간간격별로 전후 내지 좌우방향으로 이동되게 하여, 상기 측정부가 요동없이 정위치 하게 되어, 측정의 재현성과 정확성을 높이는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본발명의 전후이동형 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치의 개념도
도 2는 본발명의 포집 작업의 개념도
도 3은 본발명의 측정 작업의 개념도
도 4a는 본발명의 작업별 형태의 예시도 - 먼지 포집 중인 구조물
도 4b는 본발명의 작업별 형태의 예시도 - 베타선 측정 중인 구조물
도 5는 다른 실시예의 본발명의 좌우이동형 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치의 개념도
도 6은 본발명의 포집 작업의 개념도
도 7은 본발명의 측정 작업의 개념도
도 8a는 본발명의 작업별 형태의 예시도 - 먼지 포집 중인 구조물
도 8b는 본발명의 작업별 형태의 예시도 - 베타선 측정 중인 구조물

본발명은 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치에 관한 것으로, 필터를 포함하는 먼지포집부(100)와; 베타선원(7), 검출기(8)로 구성되는 측정부(200);가 동일 블록(1)내에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 블록(1)에 설치되는 먼지포집부(100); 측정부(200);가 포집 및 측정모드에 따라 시간간격을 두고 해당모드 위치로 이동하며 동작하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치는 전후이동형인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치는 좌우이동형인 것을 특징으로 한다.

또한, 미세 먼지 측정장치의 먼지포집부(100)에서 미세먼지 시료를 포집하는 포집단계;시료 포집이 끝나면 블록(1)이 이동하여, 먼지포집부(100)의 필터위에 측정부(200)가 위치하며, 측정 모드로 동작하는 측정단계;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 미세 먼지 측정장치의 먼지포집부(100)에서 미세먼지 시료를 포집한다. 먼지포집부는 필터와, 필터를 감거나 풀어서 좌우로 이동시키는 필터 공급휠(10), 사용된 필터의 회수 휠(10)로 구성된다. 흡입/필터 고정튜브, 흡입가스 유도관(4), 배출가스 유도관(6)이 상기 먼지포집부(100) 필터에 미세먼지를 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 흡입가스 유도관(4)은 모터 내지 전동실린더에 의해 승하강되며, 블록내 형성된 상부구멍으로 출입되며, 먼지포집시는 필터위에 위치하면서 하부로 내려가고, 포집이 끝나면 상부로 블록상면위로 이동되어 블록이 측정을 위하여 전후 내지 좌우의 정위치로 움직일 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

본발명의 베타선 흡수법에 의한 미세먼지 측정 방법은

베타선 흡수법으로 미세 먼지의 농도를 측정하는 먼지 필터를 사용하여 환경 대기 중에 미세 먼지를 선택적으로 필터링하고, 필터링하는 전후에 베타선을 필터 위에서 밑으로 통과시키면서 각각의 베타선 강도를 검출기로 측정한 다음, 교정된 베타선 흡수계수를 적용하여 계산하는 것이다.

상기 미세 먼지 측정을 위한 본 발명의 미세 먼지 측정장치는 도 1과 같이, 필터를 사용한 먼지 포집부(100); 베타 선원과 검출기가 있는 측정부(200);를 하나의 블록(모듈)에서 각각의 위치에 설치하고 있다. 일체형 베타선원; 검출기,먼지포집부의 동작은 전후이동형, 좌우이동형 그리고 회전이동형이 실시례로 있다. 도 1 - 도 4는 전후이동형 미세 먼지 측정장치에 대한 내용이고, 도 5 - 도 8은 좌우이동형 베타선원-검출부/먼지포집부에 대한 내용이다.

도 2는 필터를 장착하고 유입 가스의 먼지를 필터링하고 있는 상태의 그림이고, 도 3은 필터링이 종료된 후, 베타선 측정부가 이동되어 측정 중인 상태이다. 본발명의 베타선 검출기는 관용의 널리 알려진 베타선검출기를 사용하면 되므로 자세한 설명은 생략한다.

미세 먼지 측정을 위한 본 발명의 미세 먼지 측정장치는 필터를 사용한 먼지 포집부 및 베타 선원과 검출부가 있는 측정부를 하나의 블록(모듈) 위에 각각의 위치에 설치하고 있다.

도 1은 전후이동형 베타선원-검출기/먼지포집부의 측면이다. 먼저, 미세 먼지 측정장치에서 시료를 포집하는 단계의 형태는 도 2와 같고, 충분히 시료 포집이 끝나면 도 3과 같이 이 블록이 후진하여 측정 모드로 동작한다. 전체적으로 미세 먼지 측정장치에 의한 미세먼지 측정은 블럭이 전후로 이동하면서 포집과 측정이 반복적으로 이루어지게 된다. 도 4는 실제적으로 구현한 전후이동형 포집/측정부가 각각의 작업을 수행할 때의 작동개념을 나타낸다.

도 5는 좌우이동형 베타선원-검출기/먼지포집부이다. 먼저, 미세 먼지 측정장치에서 시료를 포집하는 단계의 형태는 도 6과 같고, 충분히 시료 포집이 끝나면 도 7과 같이 이 블록이 우측으로 이동하여 측정 모드로 동작한다. 전체적으로 미세 먼지 측정장치에 의한 미세먼지 측정은 블럭이 좌우측으로 이동하면서 포집과 측정이 반복적으로 이루어지게 된다. 도 8은 실제적으로 구현된 좌우이동형 포집/측정부가 각각의 작업을 수행할 때의 작동개념을 나타낸다.

미세 먼지 측정장치의 먼지포집부(100)에서 미세먼지 시료를 포집한다. 먼지포집부는 필터(2)와, 필터를 감거나 풀어서 좌우로 이동시키는 필터 공급휠(10), 사용된 필터의 수급 휠(9), 상하이동 흡입가스유도관(4), 시료가스흡입/흡입가스유도관 하우징(5), 배출가스유도관(6)으로 구성된다.

특히 흡입가스 유도관은 모터 내지 전동/공압실린더에 의해 제어부의 제어신호에 따라 승하강되며, 블록내 형성된 상부구멍으로 출입되며, 먼지포집시는 필터위에 위치하기 위하여 하강하고, 포집이 끝나면 블록상면위로 상승하여 블록이 측정을 위하여 전후 내지 좌우로 움직일 수 있게 한다.

그러므로 시료 포집이 끝나면 흡입가스 유도관이 상승하여 블록상부면에서 이격되어 위치하고 블록(1)은 전후 내지 좌우로 이동하여, 먼지포집부(100)의 필터위에 측정부(200)가 모터 내지 전동 내지 공압실린더에 의해 제어부의 제어신호에 따라 정확하게 위치하게 되어, 측정 모드로 동작한다. 위 과정들이 연속적으로 반복하여 이루어진다.

베타 선원과 검출기는 베타선 검출의 반복 재현성 확보를 위해 일정 간격을 유지하도록 고정된다.

필터를 사용한 먼지 포집부; 베타 선원과 검출기가 있는 측정부;를 하나의 블록에 설치하여, 포집, 측정모드에 따라 측정부가 포집부의 필터에 대하여 시간간격별로 전후 내지 좌우방향으로 이동되게 설치하여, 상기 측정부가 포집부 필터위치에 정확하게 정위치 하게 되어, 측정의 재현성과 정확성을 높이는 현저한 효과가 있다.

1 : 블록 2 : 필터
3 : 필터가 통과하는 틈새 4 : 흡입/필터 고정튜브
5 : 흡입가스 유도관 6 : 배출가스 유도관
7 : 베타 선원 8 : 베타선 검출기
9 : 필터 공급휠 10 : 사용된 필터의 수급 휠

Claims (3)

1. 필터를 포함하는 먼지포집부(100)와;
   베타선원(7), 검출기(8)로 구성되는 측정부(200);가
   동일 블록(1)내에 설치되는 것을 특징으로 하는 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치
2. 제1항에 있어서, 상기 블록(1)에 설치되는 먼지포집부(100); 측정부(200);가 포집 및 측정모드에 따라 시간간격을 두고 이동하며 동작하는 것을 특징으로 하는 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치
3. 미세 먼지 측정장치의 먼지포집부(100)에서 미세먼지 시료를 포집하는 포집단계;
   시료 포집이 끝나면 블록(1)이 이동하여, 먼지포집부(100)의 필터위에 측정부(200)가 위치하며, 측정 모드로 동작하는 측정단계;로
   구성되는 것을 특징으로 하는 베타선 흡수법에 의한 베타선원, 검출기 일체형 미세 먼지 측정장치 동작 방법