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요약문
SUMMARY
목차
1. 연구개발과제의 개요 18
1-1. 연구개발 목적 18
1-2. 연구개발의 필요성 18
1-3. 연구개발 범위 18
2. 국내외 기술개발 현황 19
3. 연구수행 내용 및 결과 25
3-1. 연구개발의 내용(범위) 및 최종목표 25
3-2. 연구개발 결과 및 토의 35
3-3. 연구개발 결과 요약 73
4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 74
4-1. 목표달성도 74
4-2. 관련분야 기여도 75
5. 연구결과의 활용계획 76
6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 77
7. 연구개발결과의 보안등급 77
8. 국가과학기술종합정보시스템(NTIS)에 등록한 연구시설·장비 현황 77
9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 77
10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 77
11. 기타사항 78
12. 참고문헌 78
표 1. 저압 다단 임팩터 설계 변수 28
표 2. 저압 다단 임팩터 각단의 설계 결과 38
표 3. 1단부터 6단까지의 임팩터 설계에 대한 이론값과 CFD 해석값의 비교 39
표 4. 1st ECI 각단 세부 정보(이미지참조) 43
표 5. ELPI+와 1st ECI 주요 제원(이미지참조) 61
표 6. ELPI+와 1st ECI 각 단의 분리 입경 비교(이미지참조) 61
표 7. 1st ECI KCl 수용액 조건 입경별 수농도 비교 평가 결과(이미지참조) 65
표 8. ELPI+와 2nd ECI 주요 제원(이미지참조) 67
표 9. ELPI+와 2nd ECI 각 단의 분리 입경 비교(이미지참조) 67
표 10. 2nd ECI KCl 수용액 조건 입경별 수농도 비교 평가 결과(이미지참조) 70
그림 1. 미국 TSI사의 SMPS 20
그림 2. 핀란드 Dekati사의 ELPI+ 20
그림 3. Virginia Commonwealth University의... 20
그림 4. 독일의 MEMS-based NP Sensor 21
그림 5. 원칩 초소형 오염물질... 22
그림 6. 4채널 전기식 저압 임팩터 22
그림 7. 디젤PM 측정 저압... 22
그림 8. 이동식 대기오염 측정차량 23
그림 9. 필터 및 전열교환소자 교체시기 계산을 위한 USN 시스템 24
그림 10. 소형 Aerosol Electrometer 24
그림 11. 임팩터 설계 치수 결정 알고리즘 28
그림 12. 전산유체 해석을 통한 유동장 결과 29
그림 13. 실험실 발생 입자를 이용한 임팩터 성능 평가 실험 31
그림 14. 신호처리 모듈 예시 32
그림 15. 기기-서버간 신호처리 모식도 33
그림 16. 통합 모듈 평가 장소 예시 34
그림 17. 1㎥ 테스트 챔버 34
그림 18. 24㎥ 실험용 컨테이너 외부(좌) / 내부(우) 35
그림 19. 임팩터의 기하학적 형상 36
그림 20. 임팩터 설계 치수 결정 알고리즘 38
그림 21. 설계된 임팩터의 CFD 해석결과 41
그림 22. 제작된 임팩터 각단의 노즐판 41
그림 23. 다단 임팩터 성능 평가 실험 구성 42
그림 24. 1st ECI 각단의 입자 포집 효율(이미지참조) 43
그림 25. 2nd ECI 각단의 입자 포집 효율(이미지참조) 44
그림 26. 다단 임팩터의 전류 측정을 통한 입자 수농도 측정 과정 45
그림 27. wire-to-rod 타입 코로나 하전기 45
그림 28. 코로나 하전기의 전압-전류 곡선과 실험 구성 47
그림 29. 하전기 성능평가 실험도 47
그림 30. 입자 크기에 따른 하전수와 투과율 48
그림 31. 입자 크기에 따른 P.n 값 49
그림 32. 제작된 고전압 모듈 및 성능 평가 결과 49
그림 33. 미세전류 신호 증폭회로 50
그림 34. 금속 쉴드로 패키징 되어 제작된 미세 전류 측정 모듈 50
그림 35. 미세 전류 신호 측정 모듈 성능 평가 51
그림 36. 미세 전류 신호 측정 모듈의 응답 속도 51
그림 37. 전기식 다단 임팩터 통합 모듈 시작품 52
그림 38. 임의로 가정된 입자와 ECI의 수농도 환산 결과 비교(크기별로 임의의 농도를 갖는... 53
그림 39. 임의로 가정된 입자와 ECI의 수농도 환산 결과 비교(두 개의 정규 분포를 갖는... 54
그림 40. ECI와 SMPS 성능 비교 실험 구성 55
그림 41. ECI와 SMPS 비교 실험 결과 수 농도 분포(NaCl) 56
그림 42. ECI와 SMPS 비교 실험 결과 수 농도 분포(Ambient particles) 57
그림 43. 지하철 먼지입자에 대한 측정 성능 비교 평가 실험 구성 58
그림 44. 지하철 먼지 입자에 대한 ECI와 SMPS 비교 실험 결과 59
그림 45. 시험 평가에 사용된 ELPI+(좌)와 1st ECI(우)설치 모습(이미지참조) 60
그림 46. 1st ECI 주요 부속품 : 입자 하전기 및 공기 이온 트랩(좌), 다단 임팩터(우)(이미지참조) 60
그림 47. ELPI+와 1st ECI 비교 평가 실험 장치 구성도(이미지참조) 62
그림 48. 질량 농도 1.0wt% KCl 수용액 조건 입경별 수농도 비교 63
그림 49. 질량 농도 5.0wt% KCl 수용액 조건 입경별 수농도 비교 64
그림 50. 시험 평가에 사용된 ELPI+(좌)와 2nd ECI(우)설치 모습(이미지참조) 66
그림 51. 2nd ECI 주요 부속품인 다단 임팩터 및 전류계(좌)와 설치된 모습(우)(이미지참조) 66
그림 52. ELPI+와 2nd ECI 비교 평가 실험 장치 구성도(이미지참조) 68
그림 53. 질량 농도 0.001wt% KCl 수용액 조건 입경별 수농도 비교 69
그림 54. 질량 농도 0.01wt% KCl 수용액 조건 입경별 수농도 비교 69
그림 55. 질량 농도 0.1wt% KCl 수용액 조건 입경별 수농도 비교 70
그림 56. 1st ECI와 2nd ECI의 시험 성적서(이미지참조) 71
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