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| + | ! colspan="2" style="text-align: center; font-weight: bold;" | 국,가 : KR ( Republic of Korea)특 허 명 : 미세먼지 농도 측정시스템출원번호 : 10-2017-0127621공개번호 : 10-2017-0117960 | ||
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| + | | style="text-align: center; font-weight: bold;" | [[특허1.png]] | ||
| + | | style="text-align: center; font-weight: bold;" | 본 발명에 의한 미세먼지 농도 측정시스템은, 유입되는 미세먼지를 공기 역학적으로 분류시키는 분류유닛, 분류된 미세먼지를 전기적으로 하전시키는 하전유닛 및, 하전된 미세먼지의 농도에 비례하는 유도전류 값으로 농도를측정하는 측정유닛을 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 소형으로 제조되어 실시간으로 장소에 상관없이 미세먼지의 농도 측정이 가능해진다. | ||
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===특허전략=== | ===특허전략=== | ||
==관련 시장에 대한 분석== | ==관련 시장에 대한 분석== | ||
2017년 12월 15일 (금) 22:52 판
팀원 및 개발기간
- 팀원
- 기계정보공학과 2012430009 박상선
- 기계정보공학과 2012430020 유환기
- 기계정보공학과 2012430022 이경열
- 기계정보공학과 2012430028 이종성
- 기계정보공학과 2012430033 전호열(팀장)
- 개발기간
- 2017.09.01 ~ 2017. 12.22
서론
개발과제의 개요
개발과제요약
- 미세 먼지의 위험성이 높아진 현재 미세먼지 측정의 중요성이 대두되었다. 미세먼지의 농도를 알 수 있는 방법은 기상청에서 발표한 자료를 통해서 아는 방법과 직접 미세먼지 농도를 측정하여 알 수 있는 방법 두 가지가 있다. 기상청에서 발표하는 방식은 광범위한 범위를 대략적으로 보여주기 때문에 우리 생활에 밀접한 연관을 가지지 못한다. 그런 이유로 미세먼지 측정기의 중요성이 부각되었다.
- 우리 조는 조도 센서와 테이프의 접착력을 이용한 간단한 원리의 흡착성 미세먼지 측정기를 만들고자 한다. 이를 통해 원가를 절감하여 누구나 싼 가격에 사용할 수 있는 간단하지만 정확한 측정이 가능하도록 하는 것이 목표이다.
개발 과제의 배경 및 효과
- 기존의 미세먼지 측정기는 가격이 저렴하지 않아 다양한 곳에 보급이 되지 않았다. 값비싼 측정기의 경우 미세먼지의 농도를 정확히 측정할 수는 있지만 가격 때문에 보급이 힘들다. 따라서 비교적 정확하지는 않지만 많은 곳에 보급할 수 있도록 값싼 미세먼지 측정기를 개발하려 한다.
- 이 장비를 가로등에 부착하여 가동시킨다면 도심의 미세먼지의 방향, 원인 등을 보다 더 정확하게 알 수 있고, 수집한 데이터를 이용해 보다 더 나은 미세먼지의 정책을 수립할 수 있게 된다.
개발 과제의 목표와 내용
- 최대한 저렴하게 만들자는 개발 목표에 따라 가격을 최대한 저렴하게 만든다. 또한 단가는 저렴하여도 데이터에 신뢰도가 있어야 하기 때문에 기존의 미세먼지 데이터 대비 오차율을 ±15%가 정도로 측정되도록 한다.
- 기존의 광산란 측정방식은 단가가 비싸지므로 새로운 측정방법의 메커니즘을 개발하여야 했고, 일정시간 동안 접착면에 접착되는 미세먼지의 양을 빛의 조도를 통해 측정하는 메커니즘을 구상하였다.
관련 기술의 현황
State of art
| 측정방법 | 장점 | 단점 | 추정 정밀도 |
|---|---|---|---|
| 필터에 의한 중량측정 샘플러
(Filter based gravimetric samplers) |
EU First Daughter Directive에 명시된 PM10 표준방법(Reference Method) | 고가의 운영비 소요샘플링 시간이24시간으로 제한EU First Daughter Directive의 보고 요구사항들을 충족할 수 없고, 시료채취 종료 후 며칠이 소요되어야 결과를 제공받을 수 있다. | ±2 ㎍/㎥ |
| TEOM 측정기(TEOM analysers)
Tapered Element Oscillating Microbalance |
시간 해상도가 짧아 (<1hr) 대국민 홍보를 위한 실시간 데이터 제공이 가능Reference Method에 비해 정밀도가 우수하다 | 시료 유입구의 가열로 인해 Reference Method보다 반휘발성(semi-volatile) 물질의 손실이 크다.초기비용이 높다. | ±2 ㎍/㎥ |
| β -감쇄 측정기
(β -attenuation analysers) |
시간 해상도가 짧아 (<1hr) 대국민 홍보를 위한 실시간 데이터 제공이 가능 | 시료 유입구를 가열할 경우 일부 반 휘발성(semi-volatile) 물질이 손실될 수 있다.가열하지 않을 경우 수분으로 인한방해를 받을 수 있다. 측정기에는방사성 발생원이 탑재되어 있다. | ±5 ㎍/㎥이지만 측정기의형태에 따라다르다. |
| 광학 측정기
(Optical analysers) |
배터리를 이용한 조작이 가능한 휴대용측정기이며, 동시에 다양한 입도분리(size fraction)측정이 가능함 | 시간과 장소에 따라 입자특성이 다양한 결과를 나타낸다. | 측정기의 형태에 따라 다르다. |
| 흑연
(Black smoke) |
간단하고, 튼튼하며, 값이 싸고, 유지관리가 용이하다 | 중량농도보다는 index를 측정한다.실제로 오염원이 혼재되어 있을 경우calibration factor가 맞지 않다.샘플링 시간이 24시간으로 제한됨 | ±2 ㎍/㎥이지만, 실제농도보다 높을 수 있다. |
| 개인 휴대용 샘플러
(Personal samplers) |
현장 설치가 용이한 휴대용 샘플러로 입자상 물질에 대한 개인 노출량 평가에사용 | 사용된 측정방법에 따라 다르다. 모든개인 피폭도 평가는 많은 노동력이필요하다. |
기술 로드맵
| 최종목표 | 장점 | 흡착식 미세먼지 측정기 개발 | ||
|---|---|---|---|---|
| Time Span | 10월 | 11월 | 12월 | |
| 월별 목표 | 제품 설계 | 제품 제작 | 제품 테스트 | |
| 핵심요소기술 | 측정메커니즘 설계 | 단순하며 효율이 좋은 측정 장치 설계 | 모든 설계를 종합적으로 조정 후 재료를 구매하여 시제품 제작 | 실제 데이터와 오차율 |
| 공기 흡입부 설계 | 팬을 통해 공기가 흡입되는 덕트 설계 | 팬으로 흡입한 공기를 집중 분사할 수 있는지 여부 | ||
| 기타장치 설계 | 측정된 데이터를 처리하고 쉽게 판별 가능한 표시장치 설계 | 사용자 친화적인지 여부 | ||
특허조사
| 국,가 : KR ( Republic of Korea)특 허 명 : 미세먼지 농도 측정시스템출원번호 : 10-2017-0127621공개번호 : 10-2017-0117960 | |
|---|---|
| 특허1.png | 본 발명에 의한 미세먼지 농도 측정시스템은, 유입되는 미세먼지를 공기 역학적으로 분류시키는 분류유닛, 분류된 미세먼지를 전기적으로 하전시키는 하전유닛 및, 하전된 미세먼지의 농도에 비례하는 유도전류 값으로 농도를측정하는 측정유닛을 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 소형으로 제조되어 실시간으로 장소에 상관없이 미세먼지의 농도 측정이 가능해진다. |
