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요약문

목차

1. 연구개요 10

1.1. 연구 필요성 10

1.2. 연구목표 (최종목표 및 연차별 목표 포함) 10

1) 최종 목표 10

2) 연차별(필요시 단계별) 사업 목표 10

1.3. 국내외현황 11

1.3.1. 국내 현황 11

1.3.2. 국외 현황 11

2. 연구내용 12

2.1. Method Calibration 12

2.1.1. 문헌조사 및 이론 12

2.1.2. Active(Bi-static Mode)로 분석 및 Calibration 28

2.1.3. Passive(Emission Mode)로 분석 및 Calibration 58

2.2. 실규모 화재 실험을 통한 화재생성물 원격 탐지 기법의 적용성 평가 71

2.2.1. 실규모 자동차 연소가스 분석 실험(Active mode) 71

2.2.2. Office fire 실물화재 실험 75

2.2.3. 마감재료 연소실험(Active와 Passive 비교분석) 79

2.2.4. 실물화재실험 화재가스 원격 탐지 87

2.3. Open Path FT-IR을 활용한 환경규제물질 분석 106

2.3.1. 반도체공정 사용가스 분석 대상 관련 자료 및 기사 조사 106

2.3.2. 사업장 유해물질 및 농도 108

2.3.3. 환경규제물질 평가 방법 132

2.2.4. Open path FT-IR을 이용한 환경규제물질 분석 138

3. 당해 연도 성과 153

3.1. 대표성과 153

4. 기대효과 및 활용방안 153

4.1. 기대효과 153

4.2. 적용 및 활용방안 153

4.3. 성과확산 154

참고문헌 154

표 1. 스펙트럼의 범례 65

표 2. 각 화학종의 스펙트럼 최초 확인 시간 68

표 3. 용어의 정의 108

표 4. 화학 물질 관련 법령과 소관부처 109

표 5. 해외의 사업장 유해물질 규제 기준 109

표 6. 분석대상물질 135

표 7. VOCs 143

그림 1. 유기화합물의 적외선 결합 진동 종류 13

그림 2. Passive mode의 FT -IR 측정 setup 15

그림 3. Passive mode측정 FT-IR 스펙트럼 16

그림 4. Basic algorithm of PLS 27

그림 5. 화학종별 흡수 Spectrum 28

그림 6. 적외선흡수 원리 29

그림 7. Active Mode 측정 29

그림 8. Open Path FT-IR과 IR Source 30

그림 9. 장착된 Gas Sampling Cell 31

그림 10. Calibration for open path FT-IR 31

그림 11. Layout of quantitative analysis 32

그림 12. Load ASCII file in... 33

그림 13. Load ASCII file in Unscrambler 33

그림 14. Data sheet 34

그림 15. Procedure for calculating PLSR in Unscrambler 34

그림 16. Procedure for calculating PLSR in Unscrambler 35

그림 17. Procedure for calculating PLSR in Unscrambler 35

그림 18. Procedure for calculating PLSR in Unscrambler 36

그림 19. PLSR result in Unscrambler 36

그림 20. Dialog to select quantitative 37

그림 21. 독성가스 Calibration을 위한 보호 장비 37

그림 22. setup of alignment 38

그림 23. IR spectra on conc. of CO₂ at 20 meter 39

그림 24. setup of alignment 39

그림 25. IR spectra on conc. of CO₂ at 30 meter 40

그림 26. Treatment of CO₂ IR spectra 40

그림 27. CO₂ MLR calibration (conc.: 500, 1000, 10000ppm) 41

그림 28. setup of alignment 41

그림 29. Treatment of CO₂ IR spectra 42

그림 30. CO₂ MLR calibration (conc.: 500, 1000, 10000ppm) 42

그림 31. CO IR spectra at 20 meter 43

그림 32. CO MLR calibration (conc.: 100, 1000, 1450ppm) 43

그림 33. CO IR spectra at 30meter 44

그림 34. CO MLR calibration (conc.: 100, 1000, 1450ppm) 44

그림 35. CO IR spectra at 35meter 45

그림 36. CO MLR calibration (conc.: 100, 1000, 1450ppm) 45

그림 37. NO₂ IR spectra at 20meter 46

그림 38. NO₂ MLR calibration (conc.: 70, 100, 200, 350ppm) 46

그림 39. NO₂ IR spectra at 30meter 47

그림 40. NO₂ MLR calibration (conc.: 70, 100, 200, 350ppm) 47

그림 41. NO₂ IR spectra at 35meter 48

그림 42. NO₂ MLR calibration (conc.: 70, 100, 200, 350ppm) 48

그림 43. HF IR spectra at 20meter 49

그림 44. HF MLR calibration (conc.: 58.3, 229, 646ppm) 49

그림 45. HF IR spectra at 30meter 50

그림 46. HF MLR calibration (conc.: 58.3, 229, 646ppm) 50

그림 47. HF IR spectra at 35meter 51

그림 48. HF MLR calibration (conc.: 58.3, 229, 646ppm) 51

그림 49. HCl IR spectra at 20meter 52

그림 50. HCl MLR calibration (conc.: 10, 51.5, 150, 601ppm) 52

그림 51. HCl IR spectra at 30meter 53

그림 52. HCl MLR calibration (conc.: 10, 51.5, 150, 601ppm) 53

그림 53. HCl IR spectra at 35meter 54

그림 54. HCl MLR calibration (conc.: 10, 51.5, 150, 601ppm) 54

그림 55. HBr IR spectra at 20meter 55

그림 56. HBr MLR calibration (conc.: 10.7, 46.1, 112, 213, 616ppm) 55

그림 57. HBr IR spectra at 30meter 56

그림 58. HBr MLR calibration (conc.: 10.7, 46.1, 112, 213, 616ppm) 56

그림 59. HBr IR spectra at 35meter 57

그림 60. HBr MLR calibration (conc.: 10.7, 46.1, 112, 213, 616ppm) 57

그림 61. 적외선(자연)방출 원리 58

그림 62. 적외선(유도)방출 원리 58

그림 63. Passive mode setting 59

그림 64. Gas Sampling Cell 60

그림 65. Emission 측정실험과... 60

그림 66. IR spectra on temperature variable 60

그림 67. CO IR spectra on temperature variable 61

그림 68. Correlation between CO IR spectra and temperature 61

그림 69. IR spectra on temperature variable 62

그림 70. CO₂ IR spectra on temperature variable 62

그림 71. Correlation between CO₂ IR spectra and temperature 63

그림 72. IR spectra on temperature variable 63

그림 73. SO₂IR spectra on temperature variable 64

그림 74. Correlation between SO₂ IR spectra and temperature 64

그림 75. CO₂ 10000ppm 65

그림 76. CO₂ 1000ppm 65

그림 77. CO₂ 500ppm 66

그림 78. CO 1450ppm 66

그림 79. CO 1000ppm 66

그림 80. CO 500ppm 66

그림 81. CO 300ppm 67

그림 82. CO 100ppm 67

그림 83. SO₂ 200ppm 67

그림 84. SO₂ 120ppm 67

그림 85. 농도별 CO₂ Spectrum 확인 시간 68

그림 86. 농도별 CO Spectrum 확인 시간 68

그림 87. 농도별 SO₂ Spectrum 확인 시간 69

그림 88. Schematic diagram of test 69

그림 89. CO₂ spectra on temperature variable 70

그림 90. CO₂ spectra on concentration variable 70

그림 91. CO₂ calibration curve 71

그림 92. Correlation between AU intensity and Temperature variable 71

그림 93. 차량 연소가스 분석 실험을 위한 준비 72

그림 94. 차량 연소시 발생 연소가스 분석 실험 72

그림 95. 실험 준비 직후의 스펙트럼 73

그림 96. 차량 연소실험의 전체 스펙트럼 73

그림 97. Assignment의 CO(우측)와 CO₂(좌측) 스펙트럼 74

그림 98. CO 농도의 변화 74

그림 99. CO₂ 농도의 변화 75

그림 100. HCl 농도의 변화 75

그림 101. Office fire 연소가스 분석 실험을 위한 준비 76

그림 102. Office fire 연소가스 분석 실험 76

그림 103. Office fire 연소실험의 전체 스펙트럼 77

그림 104. HF의 스펙트럼 그래프 77

그림 105. CO 농도의 변화 78

그림 106. CO₂ 농도의 변화 78

그림 107. HCl 농도의 변화 78

그림 108. Active 분석 실험 80

그림 109. Active 분석 실험 개략도 80

그림 110. Passive 분석 실험 81

그림 111. Passive 분석 실험 개략도 81

그림 112. 열화상 카메라 측정 화면 82

그림 113. Active mode로 측정한 Spectrum 82

그림 114. Passive mode로 측정한 Spectrum 83

그림 115. PVC 시료 83

그림 116. 우레탄 시료 83

그림 117. 스폰지 분석 시료 83

그림 118. PVC의 연소실험 (점화 이후) 84

그림 119. 우레탄의 연소실험 (점화 이후) 84

그림 120. 스폰지의 연소실험 (점화 이후) 84

그림 121. PVC 스펙트럼 비교 85

그림 122. 우레탄 스펙트럼 비교 85

그림 123. PVC 스펙트럼 비교 86

그림 124. CO₂ 10000ppm 스펙트럼의 농도에 따른 정량... 86

그림 125. Schematic diagram of test 87

그림 126. 단독 주택 전실 화재 실험 대상 87

그림 127. 설치된 Open Path FT-IR 88

그림 128. 설치된 Open Path FT-IR과 IR Source의 사이에 위치한 실험대상 주택 88

그림 129. 측정된 Background Spectrum과 신호 감도(P/P) 89

그림 130. 주택 화재실험 89

그림 131. 주택화재의 연소생성물을 분석중인 장비 90

그림 132. 주택화재 연소가스 분석 결과 90

그림 133. Full spectra 91

그림 134. Full spectra 91

그림 135. CO spectra 92

그림 136. the pattern of CO prediction 92

그림 137. Full spectra 93

그림 138. the pattern of CO prediction 93

그림 139. HCl spectra 94

그림 140. the pattern of HCl prediction 94

그림 141. 자동차 실물화재 실험 95

그림 142. 자동차 실물화재 실험 95

그림 143. 차량연소가스 분석 실험 96

그림 144. 차량 연소 실험 96

그림 145. 차량의 연소가스 분석 결과 스펙트럼 97

그림 146. 차량의 연소가스 분석 결과 스펙트라 97

그림 147. 차량의 연소가스 분석 결과 스펙트라 98

그림 148. 차량의 연소가스 분석 결과 스펙트라 98

그림 149. CO₂ concentration 99

그림 150. 타이어의 연소 실험 99

그림 151. 타이어 연소가스 측정 100

그림 152. 타이어 연소가스 측정 결과 스펙트럼 100

그림 153. 아파트 실물화재 측정 101

그림 154. 실험대상 아파트의 맞은편에 설치된 Open Path FT-IR 101

그림 155. 아파트 실물 화재 연소가스 분석 102

그림 156. 아파트 화재 분석시의 Align 102

그림 157. 분석된 아파트 연소가스 103

그림 158. 아파트 실물 화재 분석장비 103

그림 159. 아파트 실물 화재 Align 104

그림 160. 아파트 실물 화재 측정 결과 스펙트럼 104

그림 161. 아파트 실물 화재 열화상 카메라 측정물 104

그림 162. Full spectra of flame in passive mode 105

그림 163. the pattern of CO₂ prediction 105

그림 164. 벤젠의 구조 107

그림 165. 고체흡착열탈착분석법 시료채취장치 135

그림 166. Schematic diagram of test 139

그림 167. physical and chemical... 139

그림 168. physical and chemical properties... 139

그림 169. reference spectrum of Benzene 140

그림 170. Benzene spectrum 140

그림 171. Benzene spectrum of 10meter 141

그림 172. Benzene spectrum 141

그림 173. Benzene spectrum of 15meter 141

그림 174. Benzene spectrum 142

그림 175. Benzene spetrum of 20meter 142

그림 176. Benzene spectrum on length variable 142

그림 177. schematic diagram of test 144

그림 178. toluene spectrum 144

그림 179. toluene... 144

그림 180. Xylene spectrum 145

그림 181. Xylene spectrum 145

그림 182. styrene spectrum 145

그림 183. ethylbenzene spectrum 146

그림 184. Trichloroethylene spectrum 146

그림 185. Trichloroethylene... 146

그림 186. Trichloroethane spectrum 147

그림 187. Acetaldehyde spectrum 147

그림 188. Acrylonitrile spectrum 148

그림 189. Tetrachloroethylene spectrum 148

그림 190. Tetrachloroethylene... 148

그림 191. spectra of two chemical materials 149

그림 192. spectra of two... 149

그림 193. spectra of two chemical... 149

그림 194. spectra of two... 149

그림 195. spectra of two chemical materials 150

그림 196. spectra of two chemical materials 150

그림 197. spectra of two chemical... 151

그림 198. spectra of two chemical... 151

그림 199. spectrum of n-hexane and benzene 151

그림 200. spectra on ratio of n-hexane and benzene 152