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SUMMARY
목차
1. 연구개발과제의 개요 20
1-1. 연구개발 목적 20
1-2. 연구개발의 필요성 20
1-3. 연구개발 범위 24
가. 연구개발 주요 항목 24
나. 최종결과물 25
2. 국내외 기술개발 현황 26
1-1. 해외 기술개발 동향 26
1-2. 국내 기술개발 동향 27
1-3. 국·내외 시장 동향 27
3. 연구수행 내용 및 결과 29
3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 29
가. 최종목표 29
3-2. 연구개발 결과 및 토의 29
가. NOx 측정기에 대한 시스템 이해 30
나. 선진사 제품 연구 35
다. NOx 측정 사전 연구 40
라. 개발 부품 선정 연구 45
마. 광학부 개발 연구 57
바. 전처리 장치 개발 73
사. 통합 개발시제품 Lab. scale 검증 연구 85
아. 통합시제품 현장 설치 및 운용 105
자. 시제품 성능 검사 112
카. 연구성과 115
3-3. 연구결과 요약 116
가. 광학 및 분석기 일반 116
나. 전처리 장치 개발 116
다. 통합운영 프로그램 개발 117
라. 성능검사 실시 117
마. 법규재정을 위한 제안 117
4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 118
4-1. 목표달성도 118
가. RFP 요구 사항 118
나. 연구개발계획서 개발계획에 대비 목표 수행 119
4-2. 관련분야 기여도 120
가. 기술적 측면 120
나. 환경적 측면 121
다. 경제적·산업적 측면 121
라. 일자리 창출 측면 121
5. 연구결과의 활용 계획 122
5-1. 타 연구에의 응용 122
가. 타 측정연구에 적용 122
5-2. 추가 연구의 필요성 122
가. 장비의 운용성 강화 122
나. UV 램프의 국산화 122
5-3. 기업화 추진 방안 122
가. 국내 사업화 방안 122
나. 해외 사업화 방안 122
6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 124
가. 해외 운행차 검사제도 124
나. 미국의 운행차 검사제도 현황 125
7. 연구개발결과의 보안등급 128
8. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 129
9. 연구개발과제의 대표적 연구실적 130
10. 참고문헌 131
부록 : 기타 부록, 지침서, 매뉴얼, 안내서, 핸드북 등 132
1. 분석기 사용자 매뉴얼 132
2. 국산화 부품 및 유지보수 비용 164
3. 운행차 배출가스 검사방법 (제5조 관련) 개정(안) 166
4. 환경측정기기의 형식승인·정도검사 등에 관한 고시 신설(안) 199
표 1. 경유 차량 NOx, smoke 과다 배출원인 22
표 2. NOx 분석기 특징비교 24
표 3. 각국 규제현황 26
표 4. 호주의 운행차 검사모드(DT80)와 규제치 27
표 5. 시험설비 사양 40
표 6. 시험차량 사양 41
표 7. 펌프 제원 54
표 8. 제습 필터 제원 56
표 9. SSC 센서 환경 사양 57
표 10. NO 측정 결과 68
표 11. NO₂ 측정 결과 69
표 12. 광투과식 매연측정기 사양 80
표 13. 배출가스 시험 차량 제원 85
표 14. 베르나 시험차 사양 87
표 15. NEDC 시험 모드 및 시험 방법 90
표 16. NDUV 비교 상관성 시험 92
표 17. NDUV와 전기화학식분석기 (EC)의 측정 결과 차이 95
표 18. 연식 구분 96
표 19. KD147 연식별 NOx 및 매연도 최대배출농도 발생시 운전조건 99
표 20. 휘발유/가스차량의 수시, 정밀검사 배출가스 허용기준치 103
표 21. RFP 요구사항 118
표 22. NOx 분석기 사양비교 성능 평가 결과 124
표 23. 선진사 NOx 분석기 125
표 24. 운행대상 차량 리스트 126
표 25. 유럽연합 국가외의 검사제도 127
그림 1. Lug down 3 모드 21
그림 2. KD147 모드 21
그림 3. 경유 차량에서 매연-질소산화물 상관관계 23
그림 4. 호주 DT80 모드 26
그림 5. 광스펙트럼 31
그림 6. UV / IR 파장대역 세분화 32
그림 7. UV spectrometer의 기본 구성도 32
그림 8. 대상가스에 대한 UV 흡수특성 33
그림 9. UV 광원 종류 및 광원 파장 33
그림 10. Hot extractive type 전처리 개요 35
그림 11. Horiba HCLD NOx 측정 36
그림 12. PEMS 493(AVL) 36
그림 13. NDUV 개념도 37
그림 14. Semtech-Ecostar(Sensors, USA) 37
그림 15. NDUV 내부 사진(Semtech-Ecostar, Sensors) 38
그림 16. NDUV 개념도(Semtech-Ecostar, Sensors) 38
그림 17. 기존 광학계 외형 및 크기 39
그림 18. NDUV 가스벤치 분해도 39
그림 19. KD147모드 및 Lug-down 모드 40
그림 20. 차량 배출가스 시험 41
그림 21. Libero 차량에 대한 모드별 NO, NO₂ 배출가스 측정 42
그림 22. NO₂ 배출량 시험 42
그림 23. 모드에 따른 NO₂ 특성 43
그림 24. NDUV를 기준으로 NDIR, Chemical NO 비교 (KD147 모드) 43
그림 25. NDUV를 기준으로 NDIR, Chemical NO 비교 (Lug-down 모드) 43
그림 26. 매연과 질소산화물 동시 측정 결과(1) 44
그림 27. 매연과 질소산화물 동시 측정 결과(2) 44
그림 28. UV의 대표적인 흡수 스펙트럼 45
그림 29. NDUV로 사용 가능한 광원 46
그림 30. Zinc Lamp 46
그림 31. Zinc lamp의 파장 특성 47
그림 32. Zinc lamp 크기 47
그림 33. D2 lamp 및 출력 특성 48
그림 34. EDL 구성 (램프(좌), 제어 보드(우)) 48
그림 35. EDL 안정화 테스트 49
그림 36. 광센서 선정 50
그림 37. 센서의 감도 특성과 온도 특성 50
그림 38. 파장대역 필터 51
그림 39. 232nm 파장대역 필터 51
그림 40. 405nm 파장대역 필터 51
그림 41. ND(neutral density filter)의 파장별 특성 52
그림 42. 밴드히터 적용 사진 52
그림 43. Mesh 필터 53
그림 44. Fiber 필터의 전처리 시스템 장착 54
그림 45. 펌프 도면 및 사진 55
그림 46. 제습필터 55
그림 47. Nafion Dryer 필터 흐름도 56
그림 48. SSC 센서 57
그림 49. 1차 시작품 설계 58
그림 50. 1차 시작품 메인 보드 설계 58
그림 51. 1차 시작품 설계 59
그림 52. 2차 시작품 설계 59
그림 53. 2차시작품 메인보드 60
그림 54. 2차 시작품 센서 회로도 60
그림 55. PCB(main / signal) 처리 보드 2종 60
그림 56. 2차 시작품 사진 61
그림 57. 광원 안정성 테스트 61
그림 58. 시작품의 반복성 테스트 62
그림 59. 시작품 단면도 형상 63
그림 60. 시작품 외형도 (3D) 63
그림 61. 2차 시작품 제품 사질 및 각 부 설명 63
그림 62. NO 반복성 및 직선성 테스트 64
그림 63. NO₂ 가스 실험 (반복성 및 직선성 테스트) 64
그림 64. 가스별 상호 간섭 및 제거 알고리즘 65
그림 65. NO 간섭시험 결과 66
그림 66. 혼합가스 테스트 66
그림 67. 2차년 2차 시작품 설계 및 제작 67
그림 68. 2차 시작품 반조립 사진 67
그림 69. 2차 시작품 조립 사진 68
그림 70. 2차 시작품 반복성 테스트 68
그림 71. NO, NO₂ 직선성 시험 결과 69
그림 72. NO, NO₂ 응답시간 70
그림 73. 간섭 테스트 시험 70
그림 74. 측정 유량에 따른 신호의 변화 71
그림 75. 시제품 광학 구조 71
그림 76. 시제품 내부 구성 및 제품 사진 72
그림 77. NO 반복성 시험 72
그림 78. NO₂ 반복성 시험 72
그림 79. NO, NO₂ 응답시간 시험 73
그림 80. Mesh filter 및 housing 73
그림 81. 1차 시작품 개념도 74
그림 82. 전처리 시스템 내부 사진 74
그림 83. 개발 2차 년도 개발단계 전처리 시작품 설계 모형 75
그림 84. 2차 시작품 내부 조립 사진 75
그림 85. 전처리 시스템 시제품의 제어 PCB 도면 76
그림 86. 경유차 NOx측정장비의 전처리 시스템 유로도 77
그림 87. 경유차 NOx 측정장비의 전처리 시스템 케이스 도면 77
그림 88. 전처리 시스템 전/후면 78
그림 89. 전처리 측면 좌/우 79
그림 90. 전처리 시스템의 매연 필터링 시험 개요도 79
그림 91. 전처리 시스템의 매연 필터링 시험 현장 80
그림 92. 전처리 시스템 사용에 따른 매연감소... 81
그림 93. 전처리 시스템 사용에 따른 매연감소... 81
그림 94. 전처리 시스템 사용에 따른 매연감소 비교_시험차량... 82
그림 95. 전처리 시스템 사용에 따른 매연감소 비교... 83
그림 96. 최대 매연20% 이하 차량(N＝41) 매연감소 시험 83
그림 97. 전처리 시스템 사용에 따른 매연감소 비교... 84
그림 98. 운행 경유차 NOx측정기 및 전처리 시스템 통합 운영 84
그림 99. KD147 모드 시험 광경 85
그림 100. EGR off시 매연 배출 특성... 86
그림 101. EGR off시 NOx 배출 특성... 86
그림 102. Air cleaner off시 매연 배출... 87
그림 103. Air cleaner off시 NOx 배출... 87
그림 104. 베르나 디젤 KD147 모드 주행 시험 광경 88
그림 105. EGR off시 매연 배출 특성... 89
그림 106. EGR off시 NOx 배출 특성... 89
그림 107. Air cleaner off시 매연 배출... 89
그림 108. Air cleaner off시 NOx 배출... 89
그림 109. 시험 장치 set up 90
그림 110. System control room 91
그림 111. 전처리 장치 및 NDUV 분석기 91
그림 112. Cold start 모드에서 NOx... 92
그림 113. Hot start 모드에서 NOx... 92
그림 114. Cold start 모드에서 NOx... 92
그림 115. Hot start 모드에서 NOx... 92
그림 116. 분석기 응답성 비교 93
그림 117. 분석기 반복성 비교 93
그림 118. 비분산자외선식 분석기 (NDUV)와 전기화학식분석기(EC)의 측정결과 비교 95
그림 119. NDUV와 전기화학식분석기 (EC)의 측정 상관도 95
그림 120. KD 147 NOx 최대치 vs.... 98
그림 121. KD 147 매연 최대치 vs.... 98
그림 122. KD 147 연식별 NOx와 매연... 98
그림 123. KD147 NOx배출과 매연... 98
그림 124. 동일모델차량의 연식별 NOx와 매연 배출물 변화 추이 99
그림 125. KD147 연식별 NOx 및 매연도 최대배출농도 발생시 운전 조건 변화 100
그림 126. 불합격률 기준에 따른 NOx 배출가스... 102
그림 127. 연식별 정밀검사 기준치대비 104
그림 128. 연식별 차량 불합격률 전망 104
그림 129. 연식별 정밀검사 기준치대비... 105
그림 130. 연식별 차량에 대한 불합격률... 105
그림 131. 장비 연동 화면 106
그림 132. 검사장비 선택 화면 106
그림 133. 배출가스 측정 106
그림 134. 배출가스 측정 완료 106
그림 135. 측정결과 그래프 인쇄 기능 107
그림 136. 엑셀 파일 저장 기능 107
그림 137. 1급정비사업소 전경 108
그림 138. 1급정비사업소 시제품 설치 사진 108
그림 139. 1급정비사업소 차량 진입 및 프로브 연결 108
그림 140. 1급정비사업소 질소산화물 장비 확인 및 시험모드 진입 108
그림 141. 1급정비사업소 측정기 화면 및 데이터 측정 화면 109
그림 142. 길갈공업사 테스트 현장(1) 109
그림 143. 길갈공업사 테스트 현장(2) 109
그림 144. 일급종합 검사소 전경 및 측정사진 109
그림 145. 일급종합 검사소 장비 설치 및 운용 사진 110
그림 146. NO, NO₂, NOx 측정 결과 111
그림 147. 매연과 NOx 상관성 비교 검토 111
그림 148. 시제품 / 비교측정기 설치 및 현장 비교 시험 111
그림 149. 시제품과 비교측정기와의 상관시험 (1) 112
그림 150. 시제품과 비교측정기와의 상관시험 (2) 112
그림 151. 성능시험 시험 성적서 (사본) 114
그림 152. 특허 대표도면 115
그림 153. 실용실안 대표 도면 115
그림 154. 캘리포니아 검사소 분류 126
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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