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KR20010000098A - 가스 분석장치 및 그 기능 구현 방법 - Google Patents

가스 분석장치 및 그 기능 구현 방법 Download PDF

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KR20010000098A
KR20010000098A KR1020000017725A KR20000017725A KR20010000098A KR 20010000098 A KR20010000098 A KR 20010000098A KR 1020000017725 A KR1020000017725 A KR 1020000017725A KR 20000017725 A KR20000017725 A KR 20000017725A KR 20010000098 A KR20010000098 A KR 20010000098A
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손원열
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Abstract

단일 및 혼합 가스의 양을 모니터링하고 분석하는 가스 분석장치 및 그 기능 구현 방법에 개시한다. 본 발명의 가스 분석장치는 측정하고 분석하기를 원하는 가스를 포집하여 일정한 온도로 만들어주는 히터와, 가스에 포함된 수분을 제거하여 일정한 정도의 건조가스로 만들어 주는 제습장치와, 원하는 온도와 습도로 맞추어진 포집 가스를 감지하고자 다수개의 가스 센서, 습도 및 온도센서를 갖는 감지부와, 보정과 습분제거를 위한 제로가스를 만들어주는 필터와, 히터 및 제습장치로 가스를 적절하게 운반하는 솔레노이드 밸브들과, 가스 분석 및 그 결과를 표시해주기 위한 표시부와, 작동 명령 및 시스템 세팅값을 입력하는 키입력부와, 키입력부에 입력된 작동 명령에 따라 전체 시스템을 작동해서 감지부에서 검출된 데이터를 표시부에 전송하고, 외부 컴퓨터와 온라인으로 연결되어 감지부에서 검출된 데이터를 외부 컴퓨터에 전송하여 분석하고, 외부 컴퓨터의 제어에 따라 전체 시스템이 작동되도록 하는 제어부로 이루어진다.

Description

가스 분석장치 및 그 기능 구현 방법{Gas Analyzing System and its Function Embodifying Method}
본 발명은 단일 및 혼합가스의 검출 및 분석가능한 가스 분석장치에 관한 것으로서, 특히 다수개의 반도체 MOS형 가스센서를 이용하여 가스를 분석하되, 측정대상의 가스 상태를 항온 및 항습으로 만들어 가스 분석의 정밀도를 높이고 사용기간에 따른 가스 측정 데이터의 보정이 간단한 가스 분석장치에 관한 것이다.
현재, 반도체 MOS(Metal Oxide Silicon)형 센서를 이용하여 단일 가스를 측정하는 제품은 알콜측정기를 비롯한 메탄가스 측정기 등이 국내외 여러 회사에 의해서 생산 및 개발되고 있는 실정이다. 이 제품들은 가스의 정확한 농도 측정을 대상으로 하고 있지 않고, 단순히 가스 농도가 어떤 기준치 이상인지만을 측정하고 있는 수준이다.
종래 MOS형 가스센서를 이용한 가스 계측장치의 예로서, 일본등록특허 제2578호, 제 624호 또는 한국등록특허 1999-029465 등에 기재되어 있다. MOS형 가스센서에 부하저항을 직렬로 연결하면 부하저항에 농도에 따른 출력전압 걸리게 되는 방식을 이용하여 가스 농도를 측정하는 것이다. 여기서, MOS 센서 자체의 저항값과 가스 농도가 선형관계가 있다는 것은 주지 기술이다.
그러나, 보통 MOS형 가스센서의 경우 저항값이 1년정도 지나면 1/3 정도 떨어진다. 이는 MOS형 가스센서를 채택한 가스 분석장치에서 정확한 농도 측정을 불가능하게 하는 요소가 되므로 이를 개선하기 위해서는 반드시 일정기간마다 보정(calibration)해 주어야 정밀한 가스의 농도 측정이 가능하다. 그리고, 온도와 습도의 변화에 의해 MOS 센서의 저항값이 변하게 된다.(Electronic Nose Conference 99 참조). MOS 센서는 작업장 주위의 온도와 습도에 가장 큰 영향을 받는 다른 가스 센서에 비해 온도와 습도에 따른 저항값의 변화가 적기는 하지만, 이 또한 가스 분석시 오차의 원인이 되므로 가스 분석장치의 센서를 항온과 항습으로 유지시켜주어야한다. 센서의 항온과 항습이 이루어지면 정기적으로 보정을 통해 데이터베이스화된 기초데이타를 바꾸어주면 정확하게 가스를 분석할 수 있다.
그러나, 항온과 항습 기능을 달성하기 위해서는 기존제품에서는 제품내에 냉각기를 사용하거나, 밀폐된 공간에서 저온가스 등을 사용하기 때문에 전체 제품의 크기가 커지기 때문에 휴대가 불편하게 된다. 혹은, 가스흡수제로서 테나스(TENAX) 등을 사용하여 샘플 가스(sample gas)를 흡수하고 이를 약 200℃이상의 고온으로 발산시켜 센서를 통해 감지하는 분석장치의 경우 다소 정밀성이 높지만, 가격이 비싸고 부피가 상당히 커진다. 이장치 또한 가스센서의 드리프트(drift)현상이 발생하게 되는 문제점이 있다.
한편, 혼합가스를 측정하는 가스 분석장치는 크게 두 가지 형태로 나뉘어져 미국과 일본 및 유럽 등에서 생산되고 있다. 하나는 휴대용(Portable) 제품으로 사용상 편리하지만, 이러한 제품은 가스 분석시 온도와 습도의 영향을 보정하는데 한계가 있어 주로 정밀성이 요구되지 않는 가스를 측정하는데 사용하고 있다. 다른 하나는 혼합가스의 분석제품으로써 일본의 시마쯔사(Shimadz Co.)와 유럽의 오스모텍(Osmotech plc)과 알파모스사 (AlphaMos plc)를 중심으로 하는 가스 분석장치인데, 이 제품은 상당한 크기를 가지고 있어 이동이 불편하며 대부분 고가이고, 전도성 폴리머(Conducting Polymer) 센서를 사용하고 있다. 그러나, 이 전도성 폴리머 센서의 사용기간(Life-time)이 수개월밖에 안되며 분석장치가 온도 및 습도에 약한 특성을 가지고 있어 이를 보정하는데 어려움이 많다.
그러므로, 온도와 습도에 크게 영향을 받지 않도록 설계 하려면 단일 가스 또는 혼합가스를 계측하고 분석하는 가스 분석장치의 크기가 커지게되고 이로 인해 많은 문제점이 수반된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이동이 편리하고 기간에 따라 재조정이 쉬울 뿐만 아니라 항온 및 항습을 위한 시스템 규모가 작은 가스 분석장치가 절대적으로 필요하다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 분석장치내 온도 및 습도에 가장 영향을 받지 않고 사용기간이 긴 다수개의 MOS형 가스센서를 사용하여 각 센서를 통해서 감지된 가스의 분류, 분석(Clusting, Classification)이 용이하고, 항온 및 항습효과를 위한 히터 및 제습장치를 구비하여 가스 검출 농도의 정밀도를 높일 수 있고, 필터의 추가 구입이 용이하며, 사용기간에 대한 센서의 저항특성의 변화에 따라 센서특성의 드리프트(Drift) 현상을 보정할수 있는 기능이 있으며, 통신망을 통해서 외부 컴퓨터와 연결되어 측정된 데이터 전송 및 결과 분석이 용이한 가스 분석장치 및 기능 구현방법를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 분석장치의 전체 구성도,
도 2는 본 발명의 가스 분석장치에서 필터 구성의 일예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 가스 분석장치에서 히터 구성의 일예를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 가스 분석장치에서 제습장치 구성의 일예를 나타낸 도면,
도 5a 및 도 5b는 각각 감지부의 전체 구성의 일예와, 감지부 전면과 센서의 체결상태를 나타낸 도면들,
도 6은 본 발명에 따른 가스 분석장치의 다양한 기능 구현 방법을 설명하기 위한 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 가스 분석장치 12: 필터
14: 제1펌프 16: 제 1솔레노이드 밸브
18: 제 2솔레노이드 밸브 20: 히터
22: 제습장치 24: 감지부
26: 제2펌프 28: 배출관
30: 내부 회로부 32: 제어부
34: 전원부 36: 표시부
38: 키입력부 40: RS232C 통신규약
42: 외부 컴퓨터
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 MOS형 가스센서를 이용하여 단일 및 혼합 가스를 모니터링하고 분석하는 가스 분석장치에 있어서, 공기를 포집하여 보정과 습분 제거를 위한 제로가스를 생성하는 필터; 입력된 샘플가스를 일정한 온도로 가열하기 위한 히터; 상기 필터를 통과하거나 상기 히터를 통과한 가스에 포함된 수분을 제거하여 건조가스를 생성하는 제습장치; 상기 히터 및 제습장치를 통해 일정한 온도와 습도로 맞추어진 측정가스의 상태를 감지하고자 다수개의 MOS형 가스 센서를 갖는 감지부; 상기 가스 분석장치에 작동 명령 및 시스템 세팅값을 입력하는 키입력부; 상기 감지부를 통해 검출된 데이터, 측정 시간 및 기타 정보를 시각적으로 표시하는 표시부; 및 상기 키입력부에 입력된 작동 명령에 따라 상기 전체 시스템의 작동을 제어하고, 상기 감지부에서 검출된 데이터를 분석, 모니터링, 측정하여 그 결과를 상기 표시부에 전송하고, 외부 컴퓨터와 온라인으로 연결되어 상기 감지부에서 검출된 데이터를 외부 컴퓨터에 전송하거나, 외부 컴퓨터의 제어에 따라 전체 시스템이 작동되도록 하는 제어부를 구비한다.
본 발명의 장치에 있어서, 상기 필터와 히터 사이에 공기를 유입하는 제 1펌프와, 상기 히터와 제습장치에 가스를 보내기 위한 제 1솔레노이드 밸브와, 히터에 샘플 가스를 공급하는 제 2솔레노이드밸브와, 상기 히터 및 제습장치의 측정가스가 감지부를 통과해서 외부에 배출되기까지 유량을 제어하는 제 2펌프와, 상기 제습장치를 통해 건조된 가스를 외부에 배출하기 위한 배출관을 더 구비한다.
그리고 본 발명의 장치에 있어서, 상기 제습장치는 굴곡을 갖는 갖는 관을 통해서 가스의 습도가 제거된다.
또한 본 발명의 장치에 있어서, 상기 감지부에는 다수개의 온도 센서, 및 습도 센서가 더 포함된다.
또한 본 발명의 장치에 있어서, 상기 히터의 온도를 제어하는 온도 보상회로와, 상기 감지부의 센서를 구동하는 회로와, 제 1 및 제 2솔레노이드 밸브의 온/오프를 제어하는 솔레노이드밸브 구동회로, 상기 제 1 및 제 2펌프의 작동을 제어하는 펌프 구동회로로 구성된 내부 회로부를 더 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가스 분석장치에서 세팅된 분석 방법 선택, 시스템 제어, 모니터링, 보정 기능중에서 어느 하나를 선택하여 작동함에 있어서, 상기 기능중에서 분석 방법 선택시 세팅된 분석방법중에서 어느 하나의 방법을 결정하고, 상기 시스템 제어를 선택할 경우 분석장치에 공급되는 가스의 유량을 조정하기 위한 펌프 제어, 계측 스케쥴 세팅, 외부 컴퓨터와의 통신 세팅등을 결정하고, 상기 모니터링 선택시에는 혼합가스와 단일가스를 분류하고, 단일 가스의 경우에는 농도 측정 및 미지가스를 검출하며 혼합가스의 경우에는 수동계측과, 자동계측 및 스케쥴 데이터를 이용한 계측으로 구분되는 계측 방법중에서 어느 하나로 결정하고, 상기 보정 선택시에는 드리프트 현상에 의한 오차를 보정하고 이를데이터베이스화하여 상기 계측방법의 기준 데이터로 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 분석 방법은 클러스트링, 가스의 분류 및 농도 측정을 위한 방법으로 PCA방법, PCA와 비선형투영방법을 혼합한 PCA+Sammon방법과 신경회로망을 기본으로하는 역전파 알고리즘(BP알고리즘)방법이 사용된다.
본 발명에 따른 가스 분석장치에 의하면, 히터 및 제습장치의 작동으로 항온 및 항습 특성을 갖고 있고 정기적인 데이터의 보정 작업으로 감지 센서의 오류를 보정할 수 있어 정확한 분석 데이터를 확보할 수 있으며, 동시에 단일 및 혼합 가스를 분석 및 계측하는 시스템의 구성을 최소화하여 휴대가 가능하며 이로 인해, 가스 분석이 요구되는 작업장이면 어디에서든지 사용될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 분석장치의 전체 구성도로서, 이 가스 분석장치(1)는 필터(12), 제 1 및 제 2펌프(14,26), 제 1 및 제 2솔레노이드밸브(16,18), 히터(20), 제습장치(22), 감지부(24), 내부 회로부(30), 제어부(32), 전원부(34), 표시부(36), 키입력부(28)를 포함한다. 덧붙여, 본 발명의 가스 분석장치(1)는 외부 컴퓨터(42)와 온라인 통신을 위해서 RS232C 통신(40)규약을 채택하고 있다.
여기서, 본 발명의 필터(12)는 공기를 포집하여 보정과 습분 제거를 위한 제로가스(zero-gas)를 생성한다.
그리고, 본 발명의 히터(20)는 필터(12)를 통과한 가스 및 입력 샘플가스를 일정한 온도로 가열하고, 제습장치(22)는 필터(12)를 통과하거나 히터(20)를 통과한 가스에 포함된 수분을 제거하여 건조가스를 생성한다.
게다가, 본 발명의 가스 분석장치(1)에는 상기 필터(12)와 히터(20) 사이에 가스를 이동하기 위한 제 1펌프(14)와, 히터(20)와 제습장치(22)에 가스를 보내기 위한 제 1솔레노이드 밸브(16)와, 상기 히터(20)에 샘플 가스를 공급하는 제 2솔레노이드밸브(18)가 구비되어 있다.
또한, 본 발명의 감지부(24)는 히터(20) 및 제습장치(22)를 통해 일정한 온도와 습도로 맞추어진 포집 가스의 상태를 감지하고자 다수개의 MOS형 가스 센서(미도시함)를 갖는다. 또한 본 발명의 장치에 있어서, 상기 감지부에는 다수개의 MOS형 가스 센서, 온도 센서, 및 습도 센서가 포함되어 있다.
또한, 본 발명의 가스 분석장치(1)에는 감지부(24)를 통해서 측정된 가스를 외부에 배출하기 위한 제 2펌프(26)와, 상기 제습장치(22)를 통해 건조된 가스를 외부에 배출하기 위한 배출관(28이 구성되어 있다.
또한, 본 발명의 내부 회로부(30)는 상기 히터(20)의 온도를 제어하는 온도보상회로, 상기 감지부(24)의 센서를 구동하는 회로, 제 1 및 제 2솔레노이드 밸브(16,18)의 온/오프를 제어하는 솔레노이드밸브 구동회로, 상기 제 1 및 제 2펌프(14,26)의 작동을 제어하는 펌프 구동회로 등으로 구성된다.
또한, 본 발명의 키 입력부(38)는 가스 분석장치에 작동 명령 및 시스템 세팅값을 입력하고, 표시부(36)는 LCD등의 표시소자를 사용하여 감지부(24)를 통해 검출된 데이터, 측정 시간 및 기타 정보를 시각적으로 표시한다.
이에, 본 발명의 제어부(32)는 키입력부(38)에 입력된 작동 명령에 따라 전체 시스템을 작동해서 감지부(24)에서 검출된 데이터로 가스를 검출/분석, 모니터링, 측정하여 그 결과를 표시부(36)에 전송하고, 외부 컴퓨터(42)와 온라인으로 연결되어 감지부(24)에서 검출된 데이터를 외부 컴퓨터(42)에 전송하거나, 외부 컴퓨터(42)의 제어에 따라 전체 시스템이 작동되도록 제어한다.
도 2는 본 발명의 가스 분석장치에서 필터 구성의 일예를 나타낸 도면으로서, 이 실시예의 필터(12)는 흡착특성이 좋은 알미나겔(122)과 일종의 숯 종류인 활성탄(121)을 이용하여 만들어지게 된다. 여기서, 알미나겔(122)은 제거하고자 하는 가스의 종류에 따라 다른 흡착제로 대치시킬 수 있다. 이와 같은 필터(12)에 의해 공기가 가스와 습분을 포함하지 않은 비교적 순수한 상태가 된다.
도 3은 본 발명의 가스 분석장치에서 히터 구성의 일예를 나타낸 도면으로서, 상기 히터(20)는 가스 분석장치내에서 샘플 가스를 입력받아 설정된 온도로 가열하는 항온 역할을 하는데, 이 온도는 감지부(24)의 온도 센서에 의한 온도 측정에 따라 일정 온도로 유지하도록 제어부(32)에 의해 제어된다.
도 4는 본 발명의 가스 분석장치에서 제습장치 구성의 일예를 나타낸 도면으로서, 상기 제습장치(22)는 가스 분석장치내에서 항습 역할을 하는데, 히터(20)에 의해 더워진 샘플 가스, 또는 제 1솔레노이드밸브(16)의 건조가스와 상대적으로 차가운 제로가스의 온도 차와 굴곡을 갖는 갖는 관 구조 때문에 가스의 습도가 제거된다. 이 두 개의 가스는 펌프에 의해 이동되며 가스의 이동속도는 약400ml/min 이하의 플로우 상태를 유지하도록 제어부(32)에 의해 제어되고 있다.
도 5a 및 도 5b는 각각 감지부의 전체 구성의 일예와, 감지부 전면과 센서의 체결상태를 나타낸 도면들이다. 이를 참조하면, 본 발명에서는 감지부(24)의 본체(241) 재질은 화학적, 열적으로 안정한 테프론으로 구성되며 전체 외관이 4각봉으로 구성되어 있으나, 이 모양은 센서 체결에 지장이 없는 원형, 삼각형, 5각형 등 다양한 외관으로 변경가능하다. 본체(241)에서 가스가 흘러가는 내부 구멍인 가스 통과구(243)도 원형으로 구성되어 있으나, 이것의 변형도 가능하다. 또한, 감지부(24)의 본체 외관에는 가스에 의해 온도가 변하는 MOS형 가스센서(244) 및 온도센서, 습도센서가 어레이 형태로 동시에 체결될 수 있는 다수개의 홈의 센서 체결부(242)가 형성되어 있다.
이러한 본 발명의 감지부(24)는 가스 통과구(243)로 단일가스 및 혼합가스가 흘러가면, 센서 체결부(242)의 센서(244)를 통해서 가스 농도를 측정하거나, 가스의 특징을 분석할수 있다. 이때, 감지부(24)의 MOS형 센서의 종류는 목적에 따라 결정될수 있는데, 4개이상의 MOS형 가스센서를 사용할 경우 독성 및 연소가스로서 카본 모노옥사이드(Carbon monoxide), 하이드로젠 설피드(Hydrogen Sulfide), 암모니아(Ammonia), 트리메틸 아민(Trimethyl amine), 메탄(Methane), 수소(Hydrogen) 등을 측정가능한 시스템이 된다. 또는 다른 종류의 4개이상의 MOS형 가스센서를 사용할 경우 연소성 가스로서, 카본 모노옥사이드(Carbon monoxide), 메탄(Methane), 수소(Hydrogen), 에탄올(Ethanol), 이소-부탄(Iso-butane), LPG, 또는 프로판(Propane)등을 측정가능한 시스템이 된다. 또한, 역시 다른종류의 8개이상의 MOS형 가스센서를 이용할 경우 휘발성 화학혼합(Volatile chemical compound) 가스로서 헥산, 헵탄, 초산에테르, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌, 사염화탄소, 클로로포름, 에틸렌, 메탄 또는 아세틸렌 등의 농도를 측정 및 분석가능한 시스템으로 사용할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 가스 분석장치는 내부 프로그램에 의해 세팅된 분석 방법 선택, 시스템 제어, 모니터링, 보정 기능중에서 어느 하나를 선택(S10참조)하여 작동시킬 수 있는데, 이에 관한 상세한 설명은 도 1 및 도 6을 참조한다.
먼저, 키 입력부(38)(또는 외부 컴퓨터와 온라인 통신일 경우 외부 컴퓨터)로부터 분석 방법이 선택될 경우 제어부(32)에서는 세팅된 분석방법, 예를 들면 센서를 통해 측정된 데이터를 클러스터링(clustering)하기 위한 선형투영법인 PCA(Principal Components Analysis) 및 PCA와 비선형투영방법을 혼합한 PCA+Sammmon방법, 가스의 분류 및 농도를 측정하기 위한 신경회로망을 기본으로하는 역전파 알고리즘인 BP(Levenberg-Marquadt 방법) 중에서 어느 하나의 방법을 결정하고, 결정된 분석방법으로 감지부내 다수개의 가스센서로부터 단일 또는 혼합 가스를 각각 측정해서 이 측정된 결과를 클럭스터링 또는 분류하여 분석한다. (S12∼S20참조)
그리고, 상기 키 입력부(38)로부터 시스템 제어가 선택될 경우 상기 제어부(32)는 가스 분석장치에 공급되는 가스의 유량을 조정하기 위한 펌프(14,26) 제어, 계측 날짜 및 일정한 기간등을 조정하는 계측 스케쥴 세팅, 외부 컴퓨터와의 통신 세팅 등을 결정하고, 결정된 시스템 제어모드에 따라 그 변경된 값을 세팅한다. (S22∼S30참조)
또한, 상기 키 입력부(38)로부터 모니터링 선택시 상기 제어부(32)는 가스 종류를 다시 선택하고, 선택된 가스에 따라 측정 대상의 가스가 단일 가스의 경우에는 농도 측정 및 미지가스를 검출한다. (S32∼S34, S46참조)
만약, 측정 대상의 가스가 혼합가스의 경우에는 수동계측과, 자동계측 및 스케쥴 데이터를 이용한 계측으로 구분되는 계측 방법중에서 어느 하나를 또 결정한다. 이에, 혼합 가스의 모니터링 방법이 수동 계측으로 세팅되었다면 측정시간이 세팅되고, 텍스트가 출력되면서 측정된 가스의 분석 결과가 그래픽으로 출력되고, 저장 영역이 선택되고, 또 임시 분석이 가능하다. 반면에, 자동 계측일 경우에는 역시 측정시간이 세팅되고, 일정에 관한 구간이 세팅되고, 역시 그 분석 결과의 그래픽이 출력되면서 자동 분석 및 그 결과가 자동 저장된다. 마지막으로 스케쥴 계측일 경우에는 스케쥴 데이터가 오픈되어 현재 상황을 알리면서 역시 분석 결과는 그래픽으로 출력된다. (S36∼S44참조)
또한, 상기 가스 분석장치는 MOS 센서의 사용기간이나 습분에 대한 노출 혹은 에이징(aging) 현상때문에 가스의 드리프트(drift)현상이 발생하게 되는데, 이는 농도 측정과 분석에 치명적 오차를 가져오므로 이를 방지하기 위해 키 입력부(38)에서 보정 기능을 선택할 경우 상기 제어부(32)에서는 드리프트 현상에 의한 오차를 보정하고 이를 데이터베이스화하여 상기 계측방법(S40∼S44참조)의 기준 데이터로서 사용힌다.
그러므로, 본 발명의 가스 분석장치는 히터 및 제습장치에 의해 측정 대상의 단일 또는 혼합 가스를 항온 및 항습으로 유지할 수 있고, 측정 대상의 가스 농도, 습도 및 온도를 모두 측정할 수 있는 감지부의 다수개 MOS 센서를 통해서 측정된 결과 데이터를 LCD등의 표시부에 표시한다. 이뿐만 아니라, 정기적인 보정을 통해서 데이터베이스화된 기초 데이터를 변경할 수 있어 정확한 데이터분석 결과를 얻을 수 있으며, 시스템의 계측 스케쥴과, 가스 유량을 제어하는 펌프의 구동 제어, 및 외부 컴퓨터와의 온라인 통신 등을 제어할 수 있어 가스 분석장치를 효율적이게 관리할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 가스 분석장치는 항온 및 항습 특성을 갖고 있어 정기적인 데이터의 보정 작업으로 감지 센서의 오류를 보정할 수 있어 정확한 분석 데이터를 확보할 수 있으며, 동시에 단일 및 혼합 가스를 분석 및 계측하는 시스템의 구성을 최소화하여 휴대가 가능하여 가스 분석이 요구되는 작업장이면 어디에서든지 사용될 수 있으며, 통신망을 이용해서 외부 컴퓨터와 접속되어 측정된 데이터 전송 및 결과를 분석하고 스케쥴을 원격적으로 관리할 수 있는 장점이 있다.
그러므로, 본 발명은 실시간으로 유해 환경의 모니터링이 가능하고 향수를 비롯한 화장품, 냄새성분을 포함한 화학물질의 생산 및 품질관리, 신약개발의 공정을 제어하는데 이용될 수 있다. 게다가 실시간 모니터링을 통한 가스 및 화학공장의 공정 제어, 폭발성 가스 감지 및 인체에 유해한 가스 탐지, 매설 통신망 관리요원들의 유해가스로 인한 재해 예방 등의 관련 분야에서도 이용될 수 있다,
이뿐만 아니라, 식·음료의 신선도 및 유통기간조절과, 과일/채소/생선/고기 및 곡물등 식품산업 원자재의 신선도 판별과, 병원 등에서의 환자 및 환자 주위의 유해 환경 제거를 위한 실시간 모니터링과, 환자의 몸 또는 호흡기의 냄새를 측정 분류하여 의사에게 알려주는 등 기타 응용분야에서도 적용이 가능하다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (10)

  1. MOS형 가스센서를 이용하여 단일 및 혼합 가스를 모니터링하고 분석하는 가스 분석장치에 있어서,
    공기를 포집하여 보정과 습분 제거를 위한 제로가스를 생성하는 필터;
    입력된 샘플가스를 일정한 온도로 가열하기 위한 히터;
    상기 필터를 통과하거나 상기 히터를 통과한 가스에 포함된 수분을 제거하여 건조가스를 생성하는 제습장치;
    상기 히터 및 제습장치를 통해 일정한 온도와 습도로 맞추어진 측정가스의 상태를 감지하고자 다수개의 MOS형 가스 센서를 갖는 감지부;
    상기 가스 분석장치에 작동 명령 및 시스템 세팅값을 입력하는 키입력부;
    상기 감지부를 통해 검출된 데이터, 측정 시간 및 기타 정보를 시각적으로 표시하는 표시부; 및
    상기 키입력부에 입력된 작동 명령에 따라 상기 전체 시스템의 작동을 제어하고, 상기 감지부에서 검출된 데이터를 분석, 모니터링, 측정하여 그 결과를 상기 표시부에 전송하고, 외부 컴퓨터와 온라인으로 연결되어 상기 감지부에서 검출된 데이터를 외부 컴퓨터에 전송하거나, 외부 컴퓨터의 제어에 따라 전체 시스템이 작동되도록 하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 가스 분석장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 필터와 히터 사이에 공기를 유입하는 제 1펌프와, 상기 히터와 제습장치에 가스를 보내기 위한 제 1솔레노이드 밸브를 더 구비한 것을 특징으로 하는 가스 분석장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 히터에 샘플 가스를 공급하는 제 2솔레노이드밸브를 더 구비한 것을 특징으로 하는 가스 분석장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 히터 및 제습장치의 측정가스가 감지부를 통과해서 외부에 배출되기까지 유량을 제어하는 제 2펌프를 더 구비한 것을 특징으로 하는 가스 분석장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제습장치를 통해 건조된 가스를 외부에 배출하기 위한 배출관을 더 구비한 것을 특징으로 하는 가스 분석장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 제습장치는 굴곡을 갖는 갖는 관을 통해서 가스의 습도가 제거되는 것을 특징으로 하는 가스 분석장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 감지부에는 다수개의 온도 센서, 및 습도 센서가 더 포함된 것을 특징으로 하는 가스 분석장치.
  8. 제 1항, 제 2항, 제 3항 제 4항 및 제 7항에 있어서, 상기 히터의 온도를 제어하는 온도 보상회로와, 상기 감지부의 센서를 구동하는 회로와, 제 1 및 제 2솔레노이드 밸브의 온/오프를 제어하는 솔레노이드밸브 구동회로, 상기 제 1 및 제 2펌프의 작동을 제어하는 펌프 구동회로로 구성된 내부 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 분석장치.
  9. 제1항으로 구성된 가스 분석장치에서 세팅된 분석 방법 선택, 시스템 제어, 모니터링, 보정 기능중에서 어느 하나를 선택하여 작동함에 있어서,
    상기 기능중에서 분석 방법 선택시 세팅된 분석방법중에서 어느 하나의 방법을 결정하고,
    상기 시스템 제어를 선택할 경우 분석장치에 공급되는 가스의 유량을 조정하기 위한 펌프 제어, 계측 스케쥴 세팅, 외부 컴퓨터와의 통신 세팅등을 결정하고,
    상기 모니터링 선택시에는 혼합가스와 단일가스를 분류하고, 단일 가스의 경우에는 농도 측정 및 미지가스를 검출하며 혼합가스의 경우에는 수동계측과, 자동계측 및 스케쥴 데이터를 이용한 계측으로 구분되는 계측 방법중에서 어느 하나로 결정하고,
    상기 보정 선택시에는 드리프트 현상에 의한 오차를 보정하고 이를 데이터베이스화하여 상기 계측방법의 기준 데이터로 사용하는 것을 특징으로 하는 가스 분석장치의 기능 구현 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 분석 방법은 클러스트링, 가스의 분류 및 농도 측정을 위한 방법인 것을 특징으로 하는 가스 분석장치의 기능 구현 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100872996B1 (ko) * 2008-07-17 2008-12-09 (주)코모스 가스 검출 장치
KR100882006B1 (ko) * 2008-02-27 2009-02-04 한밭대학교 산학협력단 가스 분석 전처리 장치 및 이의 제어 방법
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101011523B1 (ko) * 2008-11-17 2011-01-31 한국표준과학연구원 가스의 유량-온도-습도 조절장치
CN103977739B (zh) * 2014-05-16 2016-04-20 中国环境科学研究院 一种大气环境浓度过氧化物气体发生系统及其方法
KR101955512B1 (ko) 2018-11-05 2019-03-07 성화퓨렌텍(주) 자동 흡입형 가스 검지기
KR102545153B1 (ko) * 2022-09-26 2023-06-20 (주)두일테크 수분량 자동 측정 장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100882006B1 (ko) * 2008-02-27 2009-02-04 한밭대학교 산학협력단 가스 분석 전처리 장치 및 이의 제어 방법
KR100872996B1 (ko) * 2008-07-17 2008-12-09 (주)코모스 가스 검출 장치
CN115753944A (zh) * 2022-11-02 2023-03-07 宁波大学 车用高温尾气传感器的交流阻抗测试系统及测试方法
CN115753944B (zh) * 2022-11-02 2023-09-12 宁波大学 车用高温尾气传感器的交流阻抗测试系统及测试方法

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