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표제지
국문초록
목차
제1장 서론 11
제1절 연구 배경 및 필요성 11
제2절 연구 범위 13
제3절 연구 구성 15
제2장 실내 대기오염 측정을 위한 이론해석 16
제1절 계절 및 위치에 따른 미세먼지의 상관관계 16
1. 계절에 따른 미세먼지의 영향 16
2. 대기 상에서의 미세먼지의 분포 20
제2절 실내 대기환경 개선을 위한 센서 구성 23
1. 미세먼지 측정을 위한 기술적 이론 23
2. 동작 방식에 따른 산란 법 기반 미세먼지 센서 25
제3절 미세먼지 센서 동향 32
제4절 미세먼지 센서의 오차 35
제5절 인체 위해도 평가 36
제3장 미세먼지 센서 보정 실험 38
제1절 미세먼지 센서의 실험 38
1. DSM501A의 실험 38
2. GP2Y1010AU0F의 실험 40
3. 상용검지기를 이용한 보정 실험 42
제2절 Text LCD를 이용한 출력 53
제3절 Buzzer의 원리 및 이를 이용한 경고음 58
제4장 미세먼지 분포 분석 및 측정 위치 선정 61
제1절 고 성능 측정 장비의 오차 분석 61
제2절 미세먼지 센서의 오차 분석 및 비교 63
제3절 미세먼지 분포 분석 및 측정할 위치 선정 65
제5장 결론 66
참고문헌 67
용어 및 약어 설명 70
ABSTRACT 71
[표 1-1] 미세먼지 측정 장비별 특징 11
[표 2-1] 체코에서 입자 크기에 따른 4계절 평균, 중앙값, 표준 편... 17
[표 2-2] 계절에 따른 PM 2.5에 대한 주된 기체 화학성분비. 17
[표 2-3] 체코에서 입자 크기변화와 계절에 따른 먼지농도 평균. 18
[표 2-4] 주택단지와 산업단지에서 계측한 우리나라의 계절에 따... 19
[표 2-5] 중국, 미국, 한국 산업단지에 대한 오염물질의 비교 20
[표 2-6] 도심과 도심을 둘러싼 지방에 대한 미세먼지, 금속의... 22
[표 2-7] 외부 저항 값에 따른 입자 크기 조절 26
[표 2-8] 현재 수입되고 있는 검지기 32
[표 2-9] 우리나라의 미세먼지 센서 33
[표 2-10] PM 2.5에 대한 CIAI 기준 37
[표 2-11] PM 2.5에 대한 실내 공기 질 규격 37
[표 3-1] Text LCD를 동작시키기 위한 입력 핀의 조건 54
[표 3-2] Text LCD 핀 매핑 55
[그림 2-1] u(urban)와 s(suburb) 위치를 지정한 블록도 21
[그림 2-2] 광 산란의 기본 원리 25
[그림 2-3] 보간법을 이용해서 입자(Particle) 농도에 따른 펄스의 low... 27
[그림 2-4] DSM501A 센서의 블록 다이어그램 28
[그림 2-5] GP2Y1010AU0F 센서의 내부 블록도 29
[그림 2-6] GP2Y1010AU0F 센서의 외부블록도 30
[그림 2-7] 스플라인 기법을 이용해서 농도에 따른 전압을 근사적... 31
[그림 3-1] 펄스폭 변조(pulse width modulation) 파형 38
[그림 3-2] DSM501A 센서를 FAN과 동일한 방향에 설치한 후... 39
[그림 3-3] GP2Y1010AU0F 센서의 내부 회로도 40
[그림 3-4] GP2Y1010AU0F 센서의 외부회로도 41
[그림 3-5] GP2Y1010AU0F센서를 FAN의 위치에 맞게 설치한... 42
[그림 3-6] 상용검지기 DRX8533을 이용한 실험 사진 43
[그림 3-7] FAN과 동일한 방향에 상용검지기 DRX8533를 설치한... 44
[그림 3-8] FAN과 다른 방향에 상용검지기 DRX8533를 고정시킨... 45
[그림 3-9] GP2Y1010AU0F 센서에서 측정된 전압을 농도로 변환시... 46
[그림 3-10] FAN과 같은 방향에 상용 검지기 DRX8533과... 47
[그림 3-11] FAN과 다른 방향에 상용 검지기 DRX8533과... 48
[그림 3-12] DSM501A센서에서 전압을 농도로 변환시키는 함수의... 49
[그림 3-13] FAN과 동일한 방향에 상용 검지기 DRX8533과... 49
[그림 3-14] FAN과 다른 방향에 상용 검지기DRX8533과... 50
[그림 3-15] 기류의 방향과 동일하게 GP2Y1010AU0F 센서를 고정... 51
[그림 3-16] 기류의 방향과 동일하게 DSM501A 센서를 고정시키... 51
[그림 3-17] 기류와 다른 방향에 GP2Y1010AU0F 센서를 설치한... 51
[그림 3-18] 기류와 다른 방향에 DSM501A 센서를 놓고 반복적... 52
[그림 3-19] 액정을 이용한 전자 제품이 시각정보를 전달하는 원... 53
[그림 3-20] Text LCD의 회로 블록도 55
[그림 3-21] 실내에서 Text LCD를 이용한 미세먼지 농도 값의... 56
[그림 3-22] FAN과 동일한 방향에 센서장비를 놓고 모기향을 피운... 57
[그림 3-23] 미세먼지 시스템의 순서도 58
[그림 3-24] LCD와 부저를 실장한 센서 시스템의 실제 사진 59
[그림 3-25] 측정값을 환산 후 LCD로 표시하며 값이 클 경우 경... 60
[그림 4-1] 광산란법 기반의 검지기에 대한 광학적 질량 산출 원... 62
[그림 4-2] GP2Y1010AU0F 센서의 보정된 농도에 따른... 63
[그림 4-3] 제작이 완료된 미세먼지 센서 시스템 65
초록보기 더보기
현재, 우리나라의 각 기업에서 인체에 치명적인 중금속이 포함된 PM1 미세먼지를 측정하거나 감소시키는 기능을 가진 다기능 제품을 개발 중이지만, 아직 넓은 범위와 높은 정밀도의 검지기는 수입에 의존하고 있으며 가성비가 떨어진다.
따라서 본 연구는 650X380X320 [mm]의 가상의 실내 공간에서 치명적인 영향을 줄만큼 높은 농도의 PM1 미세먼지로 실험하여 효율적인 농도 알고리즘의 개발과 센서를 설치하고자 하는 위치를 제안하였고 검지기와 흡사한 측정범위와 높은 가성비를 가진 실내 실시간 측정시스템을 구현하였다.
실험을 진행하기 전에 아두이노 보드로 센서를 제어하기 위해 보간법을 사용하였으며 차수가 많아 발생하는 오차를 감소시키기 위해서 구간별로 낮은 차수로 표현하는 스플라인 기법으로 프로그래밍하였다.
이러한 측정의 신뢰성을 확보하기 위해서 산란법기반의 고 정밀 검지기를 이용하여 센서를 보정하였고 먼지를 일으키는 시료로는 성분이 규격화된 모기향을 사용하여 실험 후 질량을 측정하였다. 또한, 풍향에 따른 농도 값의 변화를 측정하는 실험을 실시하였다. 두 센서의 정밀도가 각각 3%, 10%이 되도록 여기에 부저와 LCD를 내장시킨 후 캡슐화 하여 문턱치가 넘으면 경보음이 울리도록 하였고 농도 값을 바로 볼 수 있도록 하였다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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