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1 음이온및오존발생기의발생량측정을위한기술지원 지원기관 : 한국표준과학연구원지원기업 : 대동전기 ( 주 ) 산업자원부

2 제출문 산업자원부장관 귀하 본보고서를 음이온및오존발생기의발생량측정을위한기술지원적용기술 원 ( 지원기간 : ~ ) 과제의기술지원성과보고서로제출합니다. 지 지원기관 : ( 기관명 ) 한국표준과학연구원 ( 대표자 ) 이세경 지원기업 : ( 기업명 ) 대동전기 ( 주 ) ( 대표자 ) 김태익 지원책임자 : 오상협 참여연구원 : 김병문 - 2 -

3 목 차 제 1 장서론 제 1 절기술지원필요성 제 2 절기술지원목표및내용 제 2 장본론 제 1 절기술지원성과 제 2 절기술지원수행 제 3 장결론 부 록 - 3 -

4 제 1 장서론 제 1 절기술지원필요성 농업용음이온발생기는고압의직류전원을사용한코로나방전 (corona discharge) 을통하여음이온을생성하는장치로서일반적으로음이온외에오존과 질소산화물등이부산물로생성되는것으로알려져있다. 공기중에존재하는이온 은다양한종류의대전입자로구성되어있으며, 화학적조성과질량, 크기등이다 양하며우주전이나방사선등이공기분자와충돌하여방출된전자가다른공기분 자( 질소, 산소, 이산화탄소등) 에흡착하여음이온이생성되는것으로알려져있다. 이음이온은주위에있는 8 ~ 10 개의물분자와클러스터를형성하여안정화된다 고한다. 그러나음이온의존재와그효과에대해서는아직까지많은논란이있으 며, 최근에는이에대하여국내에서도연구가진행되고있다. 특히, 건강과관련하 여다양한종류의음이온발생장치가시판되고있다. 농업용음이온발생기는비닐하우스와같은시설물을이용하여농작물을재배할때 농작물의발육을촉진하고병충해를예방하기위한목적으로사용되고있다. 농작 물에대한음이온발생기의효과를확인하기위해서는비교적긴시간이필요하고, 또한그효과를과학적으로입증하기위해서는먼저음이온발생기자체의성능에 대한기술적평가가필요하다. 그리고장기적으로음이온발생기의기능개선및 성능향상을위해서는발생기에서생성되는음이온과오존의양에대한정확한측 정이반드시필요한상황이다. 따라서본사업에서는음이온발생기의성능평가를 위하여음이온과오존의발생량측정기술을확보하고자한다

5 o 고전압에서발생되는음이온과오존은대기중에서불안정하여쉽게분해또는환원되므로음이온과오존을높은농도로유지하면서측정할수있는장치또는방법이필요함 o 음이온과오존이발생될때질소산화물(NO 또는 NO 2 ) 이생성될수있으며, 이질소산화물은사람과식물에유해하므로농업용음이온발생기에서의질소산화물농도의측정이요구됨 o 음이온과오존의발생량측정을위한표준화된측정기술지원및측정절차서가 필요함 제 2 절기술지원목표및내용 음이온의존재및효과에대해서는아직까지알려지지않은부분이많이있으며, 최근에와서여러가지연구가진행되면서많은제품들이개발되고있다. 따라서시설재배농작물에대한음이온발생기의효과를과학적으로입증하기위해서는먼저음이온발생기자체의성능에대한기술적평가가필요하며, 발생기의기능개선및성능향상을위해서도발생되는음이온과오존의양에대한정확한측정이반드시필요한상황이다. o 음이온및오존측정법의자료조사및표준화된측정법의기술이전 o 음이온및오즌발생부의구조개선, 내구성항상및성능향상을위한측정데이터확보및기술적지원 o 음이온및오존발생부의최적설계를위한기술자문 - 5 -

6 제 2 장본론 제 1 절기술지원성과 1. 기술지원내용 농업용음이온발생기에서발생되는음이온과오존, 그리고질소산화물의농도를 측정하기위한측정장치를제작하고측정법에대한기술지원을하였으며, 각측정 법에대한절차서를작성하였다음이온발생부의내부구조변경및개량, 그리고 음이온과오존의물성, 식물에미치는영향등에대한기술지원을하였다. 내부부피가 1 m 3 인측정용챔버를아크릴( 두께 10 mm) 을사용하여제작하였으 며, 음이온측정기, 오존측정기, 그리고데이터수집장치등을이용하여음이온과 오존의농도를실시간으로측정하여노트북컴퓨터에도식화하고, 그결과를저장 할수있는프로그램을 LabView 7.0(National Instrument, USA) 으로작성하였다. 가. 실험실용음이온및오존측정챔버제작지뭔 ( 제작기술지원 ) - 내부용적 : 1 m 3 - 내부크기 : mm, 두께 : 10 mm - 재질 : 투명아크릴 - 전면탈착식, 고무오링을 2 중으로사용하여차폐 나. 데이터취득장치제작 ( 기술제공 ) 음이온측정기와오존측정기에서측정되는값을실시간으로그래프로변환하고 PC에저장할수있는프로그램을 LabVIEW 를사용하여작성하였다. 음이온측정기 는출력단자가없어서 RS-232C 포트를연결하였으며, 오존측정기의출력단자에 서나오는전압은 data acquisition card를사용하여 PC와연결하기위하여 USB-26(Eagle technology) 를사용하였다

7 USB-26은일반적인 data acquisition card와다르게 card를 PC의 mother board 의 slot아삽입하지않고 USB 포트를연결하여쉽게사용할수있는장치로서 8 개의채널을측정할수있다. 본프로그램에서는오존측정장치를포함하여 2 개 의채널을사용할수있도록프로그램하였으며초기화면은그림 데이터취득은일정한시간간격으로작동되도록하였으며최소 1 에나타내었다. 1초단위로데이터 취득이가능하며, 측정된데이터는텍스트형식으로저장되므로, 엑셀프로그램을 사용하여쉽게취급할수있도록하였다. Fig. 1. 데이터취득프로그램의초기화면 - 7 -

8 다. 음이온및오존발생량측정의원리 ( 기술정보제공 ) 1) 음이온발생법 인공적으로음이온을발생하는방법으로는 X 선등의방사선, 자외선혹은빛의입 자등과같은에너지를이용한방법, 물의마찰과충돌을이용한방법( 레나르트효 과), 코로나방전을이용하는방법, 그리고전자방사법등이있다방사선을이용한 방법과레나르트효과를이용한방법은실제환경에서사용되기에는여러가지문 제점이있어서사용되지않고있으며, 코로나방전방식은두전극에직류 1,000 V 의전압을걸러양이온과음이온을발생시키지만, 양이온을제거해야하고질소산 화불이나오존이발생되기쉬우므로비효율적인방법이다. 전자방사식은 Fig. 2에 나타낸것과같은구조로되어있으며, 펄스방전방식이라고도한다. 바늘형태의 방전전극만을사용하고이전극에직류고전압펄스를가하여전자를발생시키며, 이전자가공기중의산소와충돌하여산소를음이온화시키는것으로알러져있 다. 또한이방식은펄스를사용하므로에너지가작아서전극주위를전리시키지 않고, 따라서오존이발생되지않는특징이있다. 공기속의음이온성분이대다수 산소음이온형태인것은분자의전자친화력으로설명할수있으며, 질소의전자 친화력이산소의약 소음이온이된다. 1/100 정도이므로공기중에서생성되는음이온은대부분산 - 8 -

9 Fig. 2. 전자방사식음이온발생기의구조. 2) 음이온측정원리 음이온측정기에서이은의수를측정하는것은공기중에있는이온의수를직접 측정하는것이아니라전하를띠고있는이온들을모아서그이온에의한전기량의 합을측정하고, 그총전기량을한개당의전기량으로나누어이온의수를구하게 된다. 측정기의전기장속에있는이온은전기장에서쿨롱의힘을받아이온자신 의전하와반대극성의전극으로이동하게된다. 만약기체분자와의충돌이없으면 이온은전기장의힘을받아점차가속되지만실제공기에서는기체분자와의충돌로 이동속도는주행시간에관계없이전기장의세기만으로결정되고, 이온의이동도라한다. 그비례상수를 Fig. 3 은음이온측정기의구조를개략적으로나타낸것이다. 음이온측정기는공 기중의이온을포획하는집전부와전기량을측정하는전기적회로부로구성된다. 집전부는 2 개의동축원통으로구성되며, 이들은고절연물질로전기적으로절연되 어있다. 그리고바깥통을접지되어있으며내부의통에는일정전압을가하게된 다. 이원통속에일정속도로공기를흘리면공기중의음이온입자는극성에따 라서내부의통으로포획된다

10 이때이온의전하에의하여전위강하가일어나며, 이것을전위계로측정하여전기 량을구하게된다. 원통속의유속및인가전압의크기에따라서, 그리고내부의통 에인가하는극성에따라서양이온과음이온으로나누어서측정할수있다. 이온의이동농도 k 는다음식으로계산된다. 여기에서 U 는공기의유속(cm/sec) 이고, R 은바깥통의반지름(cm), r은안통의반 지름(cm), V 는안통과바깥통간의전압(V), 그리고 l 은안통의길이(cm) 를나타낸 다. 이식으로부터, 측정하려는이동농도에상당하는유속, 전압을결정하고인가하 는극성에따라양이온흑은음이온이측정된다. Fig. 3. 음이온측정기의구조

11 3) 음이온의활용 공기중의음이온의인체의생리작용과건강회복, 두뇌활동, 그리고스트레스해소 등에중요한역할을하며, 공기를정화시키고, 식물과동물의생육에도영향을미치 는것으로알려지고있다. 음이온이식물에미치는영향으로는, 음이온을방사하면 식물의생육이빨라지고결실도증가하며, 꽃의수명이연장된다고한다. 귀리의경 우, 전체신장이 60 %, 생체의무게는 25~30 % 증가된다. 이와같은효과는음이 온이식물의시토크롬 성장을촉진시키기때문으로알려져있다. C인색소단백질의합성을증가시켜서철을포함한효소가 4) 코로나방전 (corona discharge) 에의한오존의발생 기체는일반적인상태에서는절연체로간주되지만, 실제로대기중에는우주선이나 자외선또는방사선등에의해서생성된소량의전자나대전입자가존재하므로, 이 들대전입자가전계에의해서이동함으로써기체중에미세전류가흐르게된다. 이 때의미세전류량은거의 되어있는상태로간주된다. 0으로보아도무방하므로이러한상태는전기적으로절연 그러나방전전극과접지전극사이에더욱더높은전압이걸리면두전극사이에서 방전이일어나전류가흐르고빛이나소리를내게되는데이와같은상태를코로나 방전이라고한다. 또전류가흐르기시작한상태를코로나개시상태 (Onset of Corona) 라고부르며이때의전위차를코로나개시전압(Onset Voltage) 이라한 다. 코로나방전과정에서방전전극과접지전극사이에있는산소가오존으로변환 된다

12 Fig. 4. 코로나방전기의개략도 5) 오존측정원리 오존측정가의작동원리는흡광분석법의원리와같다. 즉, 일정한파장의빛이시 료가스를통과할때흡수나산란등에의하여빛의강도가변화하는것을이용하 는것으로서오존분석기에서는 254 nm 의광원을사용한다. 광흡수에의한시료 의농도분석은 Beer-Lambert 법칙을이용하며, 그식은다음과같다. 여기서, T는투과도로서이며, α는흡광계수, L은사용된흡수 cell의길이이고 c 는농도를나타낸다. 그리고 I 0 와 I t 는각각입사광과투과광의세기를나타낸다. 오존의흡광계수와사용된흡수 cell의길이는정해진상수이므로 I 0 와 I t 를측정하 면오존의농도를결정할수있다. 오존은매우불안정하여표준가스를만들수없 으므로일반적인가스분석기와갈이표준가스를사용한측정기교정을할수없 고, 따라서표준오존분석기를사용하여기기교정을하여야한다

13 6) 오존의활용 오존은반응성이높아매우불안정하며, 생성된후오래되지않아즉시분해된다. 오존이가지고있는강한산화력은살균과악취제거등에사용되며, 인체에영향을 주므로대기오염물질로규정하고있다. 오존의농도가높아지면눈과목등이따가 움을느끼고기도가수축되어호흡이힘들어지며두통, 기침등의증세가나타난다. 특히기관지천식이나호흡기환자, 어린이, 노약자등에게는많은영향을주기때 문에주의해야한다. 오존이식물에미치는영향을보면무를 0.05 ppm 농도의오존에하루 8 시간씩 20 일을노출한결과, 50 % 의수득율저하를가져왔으며, 카네이션과담배도위와 비슷하게꽃의성장감소와화분의발아감소등오존은식물성장에나쁜영향을 나타내는것으로알려져있다. 라. 오존발생량측정지원 ( 기술지원 ) 1) 오존발생량측정 그림 5와같이내부용적이 1 m 3 인챔버속에음이온발생장치와온습도측정기를 넣고, 챔버의측면상단부에 1/4 크기의구멍을뚫어 1/4 테프론튜브를삽입한 다음, 이튜브를오존측정기(Okirotec, 일본) 의 inlet 부에연결하여측정하였다. 그 림 6 에는오존측정기를나타내었다. 측정기의측정값은앞서언급한 LabVIEW로작 성한데이터취득장치를사용하여 PC 에저장하였다

14 Fig. 5. 음이온측정용챔버. Fig. 6. 오존측정기의전면부사진

15 음이온발생기에있는음이온발생부와오존발생부 2 개를각각분리하여작동시 키면서챔버안의오존농도의변화를 24 시간동안측정하였다. 그림 7은오존측 정결과를나타낸것으로서결과에서보듯이오존발생부 1과 2를각각 20 시간이 상가동하여도오존의농도는약 2 ppm 이하로유지되었으며, 오존발생부 1과 2 를동시에작동하면약 4 ppm 이되는것을알수있다. 그러나음이온발생부를 단독으로작동하면약 16 ppm 의오존이발생되었으며, 음이온과오존발생부모두 를작동시키면 28 ppm 의오존이발생되었다. 이결과로부터오존발생부보다음이온발생부에서생성되는오존의양이훨씬많 은것을알수있으며, 음이온이발생되면서상당량의오존이발생되는것을알수 있다그이유는음이온과오존발생부의구조적이차이때문이며, 음이온측정부의 전극표면적이오즌발생부의전극표면적보다훨씬크기때문에음이온발생되면 서동시에많은량의오존도발생되는것으로추정된다. 2) 질소산화물의측정 위의실험조건에서질소산화물의농도를측정하였다 질소산화물측정기인 NOx Analyzer(Model 24, TEI, USA) 를사용하며측정한결과음이온발생기에서약 200 ppb 의질소산화물이발생되는것을확인하였다. 음이온발생기를챔버속에서작동 한후에약 20 시간이결과하여오존의농도가각각 30, 32, 37 ppm일때시료를 채취하여질소산화물을분석한결과각각의농도는 236, 214, 그리고 206 ppb이었 다. 이사실로부터음이온발생기에서음이온이발생되면서오존과질소산화물이 동시에발생되는것을알수있었으며, 시간이경과함에따라서질소산화불의농도 가감소하는것으로보아음이온발생기의작동초기에질소산화물이발생되는것 으로추정된다

16 Fig. 7. 실험실용챔버안에서 24 시간동안측정한오존의농도변화. 3) 농작물재배시설물의온습도측정 음이온및오존의측정에는온도와습도가많은영항을미치므로농작물재배시설 물의환경을측정하였다. 측정장소는진주와양산으로설정하였고, 11월과 2월에 걸쳐 2 번실시하였다온습도측정기는시설물의기둥에약 2 m 높이로설치하였 으며, 설치한후에 1 주일경과하여회수하여온습도변화를관찰하였다. 그림 8에 는온습도측정결과를기록한것으로서상단부가온도변화를, 그리고하단부가습 도변화를기록한것이다

17 재배시설물의온도분포는 5~40 이며습도는 30~85 %RH의분포를나타내었 다. 이결과로부터음이온발생기의작동환경을추정할수있으며, 비교적높은습 도에서사용되므로전자부품의내습성이커야하며, 또한음이온및오존발생부에 는금속전극이사용되므로이들금속전극의부식에대하여도앞으로많은주의가 필요할것으로여겨진다. (a) (b) (c) (d) Fig. 8. 농작물재배시설물의온습도환경. (a) 딸기 ( 양산 ), (b) 고추 ( 진주 ), (c) 고추 ( 진주 ), (d) 파프리카 ( 진주 )

18 4) 음이온발생기의음이온및오존측정 위의그림 량을측정기와 5와같이음이온발생기를측정용챔버에넣고서음이온과오존의발생 LabVIEW 프로그램을사용하여기록하였다. 그림 9 에는실험에사용된음이온측정기를나타내었으며, 측정결과를그림 10과 11 아나타내었다. 그림 10은 1 대의음이온발생기를작동시키면서측정한결과이 며, 그림 11은 2 대의음이온발생기를작동시키면서측정한결과이다. 음이온발 생기를 2 대작동하면 1대를작동한것에비하여오존은약 2 배증가하였으나음 이온은크게증가하지않은갓을알수있다. 그이유로는여러가지를추정할수 있으나본연구실전원의접지가완전하지않아서음이온측정기가정상적으로작 동하지않았던것으로판단되었다. 그림 타내었다. 12에는위의장치를사용하여대동전기의구미실험실에서실험한결과를나 그림에서의피크는측정기의측정능력을초과하여포화되는현상으로서 측정기주위에서 power supply 기기전원의 ON/OFF에따라서음이온측정기가 민감하게반응하였다. 또한측정기주위에서대전이가능한물질이나사람이움직 여도민감한반응을나타내는것을관찰할수있었다. 그러나이실험에서음이온 발생기에서발생되는음이온은주위환경을적당히조절하면만족할만한측정결과 를얻을수있음을알수있었으며, 고전압탐침을이용한음이온발생에대하여도 좋은측정결과를나타내었다. 일반적으로음이온측정기는공기흐름이멀고측정기와측정시료공기와의온도차 이가없으며, 그리고정전기의영향이없는상황에서측정하여야정확한결과를얻 을수있다. 그이유는측정하고자하는음이온의전하량이매우작아서작은정전 기에도그영향이크게나타날수있기때문이다. 따라서측정을할때는측정기 주위에쉽게대전될수있는폴리머나비닐, 또는합성피학등이있으면측정값이 흔들리는현상을관찰할수있었다

19 이상의결과에서음이온발생기의음이온발생량을측정하기위해서는주위환경이매우중요하며, 그환경을적절히조절하면재현성있는음이온측정이가능한것을알수있다. Fig. 9. 음이온측정기의전면부사진

20 Fig. 10. 음이온및오존측정결과 ( 음이온발생기 1 대작동 ) Fig. 11. 음이온및오존측정결과 ( 음이온발생기 2 대작동 )

21 Fig. 12. 음이온측정결과 ( 구미, 대동전기실험실 )

22 마. 음이온및오존측정절차서 ( 기술지원 ) 음이온및오존발생량측정절차서 목 차 적용범위 인용규격 측정법의개요 측정장비및기기 측정방법 측정결과의이해 한국표준과학연구원가스분석표준그룹

23 1. 적용범위농업용음이온발생기를비롯한여러가지형태의음이온발생기에서만들어지는음이온과오존의발생량을측정하는방법으로서, 측정결과를쉽게해석하기위하여실험용챔버를이용한측정법에적용한다. 2. 인용규격및참고문헌 o 대기질- 대기중의오존측정방법( 자외선광도법), KS M9437, o Air Quality - Determination of Ozone in Ambient Air - Ultraviolet Photometric Method First Edition, ISO 13964, o 지근철, " 음이온의효능", 리빙북스(2004). o 노보루야마노이, " 이온체내혁명", 가림출판사(2002). 3. 측정법의개요본측정에는음이온과오존측정을동시에수행한다. 3.1 음이온의측정원리 음이온측정의원리는다음과같다. 음이온측정의결과값은단위부피당이온의 수로표시된다. 이것은하전을띤이온의수를직접측정하는것이아니라시료속 에서전하를띠고있는분자를모아서전체전하량을측정한후에총전하량을한 개의이온에해당하는전기량으로나누어서시료속에있는이온의수로나타낸것 이다. 측정기는공기중의이온을포획하는집전부와전기량을측정하는측정부로 구성되어있다. 집전부는일정전압이걸려있는안통과접지되어있는바깥통의 2 개의동축원통으로구성되며, 이들은전기적으로절연되어있다. 이원통속으로 일정속도의공기를흘려주면공기중의이온입자는반대극성을띠는안통쪽에 포획된다

24 이때이온의전하에의하여안통의전위강하가일어나며, 이전위강하의크기를전위계를이용하여측정하여그전기량을구하게된다. 원통속에서의공기시료의유속및인가전압의크기등을조절하면양이온또는음이온의수를계산할수있다. 3.2 오존의측정원리 오존의측정은흡광분석법을이용하며그원리는다음과같다. 즉, 일정한파장의 빛이시료가스를통과할때흡수나산란등에의하여빛의강도가변화하는것을 이용하는것으로서오존분석기에서는 254 nm 의광원을사용한다. 광흡수에의한 시료의농도분석은 Beer-Lambert 법칙을이용하며, 그식은다음과같다. 여기서, T는투과도로서이며, α는흡광계수, L은사용된흡수 cell의길이 이고 c 는농도를나타낸다. 그리고 I 0 와 I t 는각각입사광과투과광의세가를나타낸 다. 오존의흡광계수와사용된흡수 cell의길이는정해진상수이므로 I 0 와 I t 를측정 하면오존의농도를결정할수있다. 4. 측정장비및기기 4.1 측정장치의구성 음이온및오존발생량의동시측정을위하여아래의그림 1 과같이구성한다. 먼 저챔버의앞면을연후에음이온발생기와음이온측정기를넣고음이온측정기의 전원을넣는다. 오존을위하여오존측정기의시료 inlet부와챔버의구멍을 1/4 테프론튜브로연결한후에오존측정기의전원을켠다. 음이온측정기와오존측 정기는측정을시작하기약 30 분전에전원을켜둔다

25 Fig. 1. 측정장치의구성도. 4.2 측정용챔버음이온발생기에서발생되는음이온및오존의발생량을쉽게측정하고결과값의상호비교를용이하게하기위하여, 그리고기기의동작상황을쉽게판단하기위하여투명아크릴로제작된내부용적이 1 m 3 인직육각형챔버를사용한다

26 4.3 음이온측정기본측정절차서는음이온측정을위하여는방법에대하여설명한다. COM-3300(Comsystem, 일본) 을사용하 사용상주의사항 o 전원은 110 V 만사용한다. o 음이온측정기는공기를흡입하여측정하므로, 담배연기가자욱한방에서측정하 면담배연기를다량으로흡입하여담배의진드기가전극절연체에부착되어절연작 동이저하되어측정오차, 데이터이상의원인이될수있으므로주의하여야한다. o 또한수증기및수분을흡입하면전극절연체에물방울이붙어서전극절연체의절 연작용이저하되어측정오차, 데이터이상이발생한다. 이경우에는본체의전원을 끄고, 흡입구의덮개부분에있는네개의나사를풀어덮개를벗겨내고드라이어 로공기흡입구에뜨거운바람을불어넣어수분을증발시킨다. 이때, 흡입용뜨거운 바람에의해팬모터가변형되지않도록주의하여야한다. o 장기간사용하면전극절연체에먼지가많이부착되며전극절연체의절연성이저 하되어측정오차나데이터이상이발생할수있다. 이경우에는본체의전원을끄 고공기흡입구의덮개부분에있는네개의나사를풀어덮개를벗겨내고에어스 프레이( 순수한공기) 와같은것으로전극절연체에붙어있는먼지를청소하며이때 도흡입용팬모터에손상이가지않도록주의한다. o 측정을할경우에는스위치를넣고 30 분이상경과한다음측정을하여야하며, 전원스위치를켜고곧바로영점조정을하면측정오차가크게발생할우려가있다

27 4.3.2 영점조정 o 음이온측정기는습도, 온도등의환경에영향을받기때문에영점조정이반드시 필요하며, 영점조정에는절대적영점조장과상대적영점조정의두가지조정방법이 있다. 절대적영점조정은측정기로들어가는공기를막아서전극에이온이들어가 지알도록하여영점조정을하는것을말한다. 측정설정모드의자동영점조정과측 정중의영점조정시에강제적으로공기를멈추고행하는방법이있다. 그리고상대 적영점조정은이온측정증에영점조정을행하는방법으로서음이온의양을상대 비교할때에편리하게사용된다. o 영점조정은전원스위치를넣고 30 분이상경과한다음실행하며, 최소측정범 위 Rl 의영점조정은자동영점조정이아닌수동영점조정을하여야한다. 수동영점조 정은측정중에 ZERO 스위치를 2 초이상누르면시작되며, down count를한후 에이온측정데이터가표시된다. 측정값이안정될때까지 신후에 SET 1 분이상이소요될경우도있지만안정될때까지기다리 스위치를누르고제로에가까운것을확인하고제로가안되었으면 다시 SET 스위치를누르고거의제로에가깝게되도록재차확인한다. 제로에가깝 게되면 ZERO 스위치를누르고측정을시작한다. 영점조정이제대로되어있지않 으면최소측정범위에서측정할때오차가크게발생하기쉽다. o 영점조정은양이온, 음이온별도로실시하며, 수동측정모드, 자동측정모드의영 점조정도개별적으로실시하는것이최소측정범위의오차를줄일수있다. o 영점조정은한번실시하면당분간실시하지않아도안정적으로측정할수있으나 데이터가이상하다고생각될때는 FAN ON 스위치를 OFF로하여공기흡입을정지 시키고측정데이터가제로부근에있는지확인하거나, 영점조정을다시실시한다

28 o 측정데이터가 0에서변하지않는경우에는영점조정이잘못되었을가능성이있으므로영접조정을실시한후에사용한다. o 공기이온측정기를사용하지않을패는먼지가공기흡입구에들어가지않도록뚜껑을덮어보관한다 기기의사양 o 측정범위 O~ ±2,000,00010N/CC 수동측정 R1 = ±3,500 R2=±20,000 R3= ±200,000 R4= ±2,000,000 분해능 1 카운트 전원 AC100 V±10% 소비전력 20W 이하 사용온도범위 5~35 사용습도범위 85 %RH 이하( 결로되지않아야함) o 측정모드 자동측정모드: 양이온과음이온을지정시간만큼측정 수동측정모드. 희망하는양이온, 음이온을측정 4.4 오존측정기 본측정절차서는오존측정을위하여 을사용하는방법에대하여설명한다. OZM-7000GN(Okitrotec, 일본)

29 4.4.1 측정기의사양 o 측정범위 Chl 0~2 ppm Ch2 0 ~ 100 ppm o 측정상태에는모드는 3 가지가있으며, 측정 cell 을깨끗이청소하는 "Purge" 모 드와영점조정을하는 "Reference" 모드, 그리고시료를 cell에넣어흡광도를측정 하는 "Sample" 모드가있다. o 측정모드는 Reference 모드와 Sample 모드가교대로진행되는 Normal 모드와 시료만연속하여측정하는 Continuous 모드가있다. o 시료의유속은기기의오른쪽에있는 flow meter로조정하며약 4~5 L/rnin로 일정하게조절하며측정한다. o Reference 모드는흡입된공기가기기내부에있는 charcoal 컬럼을통과하여 측정 cell 에유입되며, 이때공기속에있는미량의오존은 charcoal에완전히흡착 되어흡광도가 0 이된다. 이때의측정값을기준점으로하여시료의흡광도를측정 하므로정확한측정을위해서는주기적으로 o 오존의측정은측정하려는시료를기기뒷면에있는 주입구를통하여 1/4" charcoal 을교환하여야한다. "SAM" 이라고표시된시료 튜브를연결하면기기내부에있는펌프를통하여흡입되어 측정된다. 측정이끝난시료는역시기기뒷면의 "OUTLET" 을통하여배기된다. 4.5 데이터취득장치및프로그램 음이온측정기의측정값은 RS-232C를이용하여 PC 와연결하며, 오존측정기의측 정값은출력단자의출력을기록하기위해서 USB-26(Eagle Technology) date acquisition card 를사용한다. 그리고 LabVIEW 7.0(Nl, 미국) 로만들어진프로그램 을이용하여 RS-232C와 USB-26 를조정하며, 이프로그램은한국표준과학연구원 유기분석그룹에서제공한것을사용한다

30 5. 측정방법 - 기기및취득프로그램작동 음이온측정기와 PC를 RS 232C 포트에연결하고음이온측정기의전원을켠후, USB-26을 PC의 USB 포트에연결하고 USB-26에있는전압측정용단자를오존 측정기의출력판자에연결한다. 음이온측정기와오존측정기는측정하기전에 30 분이상 warming up 한후에영점조정을하여사용한다. 프로그램을실행하면그림 2 의화면이나타난다. 상단의기록창은음이온측정기 의측정데이터를기록하며, 하단의기록창에는오존의측정결과를나타낸다. 우 측상단의 "Time Between Points" 는프로그램에서데이터를취득하는시간간격을 나타내며, 우측의상하화살표를마우스로선택하여누르면최소 1 초단위로설정 할수있다. 우측두번째에있는두개의창에서마지막으로데이터를취득한시 간을나타낸다. 그리고아래쪽에있는 "Digits of Precision" 은 USB-26에서전압을 측정할때의소수점개수를나타낸다. 그림에서는 4로표시되어있으므로소수점 넷째자리까지측정하여표시한다. 우측하단에있는창에는 USB-26의전압측청 범위와측정채널의수를설정할수있다. 그리고 USB-26은 device 0으로설정 되어있다. 기기의설정이끝나고상단메뉴창에있는화살표버튼을누르면측정프로그램이 작동하면서저장할파일명을묻는창이나타난다. 이때적당한디렉토리를정하여 파일명을입력하면엔터키를누르면측정프로그램이작동된다. 프로그램을중단할 때는우측가운데에있는빨간색의 저장한후에중단된다. STOP 버튼을누르면지금까지측정된데이터를

31 Fig. 2. 데이터취득프로그램. 6. 측정결과의이해앞서언급한바와같이오존측정에비하여음이온측정은주위환경에많은영향을받으므로재현성있는측정결과를얻기위해서는온습도와전원접지등에주의하여야한다. 오존및음이온은인증표준가스가제공되지않아서재현성및측정불확도를측정할수없었다

32 그러나오존측정기를표준오존측정기를이용하여교정한결과, 오존측정가의측 정불확도는 ppm 농도범위에서약 5 % 이며, 음이온측정기는여러번의측정시 험을통하여경험적으로측정불확도를추정하였으며, 음이온측정기의측정불확 도는약 20 % 로추정된다

33 2. 기술지원의달성도기술지원목표 기술지원내용 목표 달성도 (%) 음이온및오존측정법의자료조 사 음이온및오존의특성, 활용도, 발생 법, 측정원리정보제공 100 음이온및오존의표준화된측정법 기술이전 측정용챔버를이용한발생량측정법 기술이전및측정절차서제공 100 음이온및오존발생부의개발, 내구성및성능향상을위한측정데이터확보 음이온발생부각부분에대한오존 발생량측정결과및질소산화물발 생량측정결과제공 100 음이온및오존발생부의최적설 계를위한기술자문 발생원리를이용한최적설계를위한 기술자문 100 제품의 field test에필요한성능평 가기술지원및측정장치개발과 사용에따른기술적지원 성능평가기술지원및측정장치및 데이터취득장치개발및사용절차 서제공

34 제 2 절기술지원수행 1. 기술지원추진일정

35 2. 오존측정기교정데이터

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44 제 3 장결론 농업용음이온발생기의성능평가및신뢰성향상을위하여음이온과오존의발생 량을정확하게측정하여야하며, 이를위하여음이온및오존측정법에대한기술 지원을수행하였다. 먼저재현성있는측정결과를얻기위하여 1 m 3 크기의시험 용챔버를사용하였다그리고음이온및오존측정기의측정값을 PC에서간편하게 처리할수있도록음이온측정기는 RS 232C를이용하여 PC 와연결을하였고, 오 존측정기의출력전압은 USB-26 데이터취득장치를사용하여측정할수있도록 구성하였으며, 음이온과오존의측정값을한화면에서볼수있도록프로그램을제 작하였다. 음이온및오존측정에대한기술지도와측정지원을통하여측정법에대한기술지 원을수행하였으며, 측정장치구성및측정절차서를작성하여제공함으로써음이 온및오존발생기의발생량측정에대한기술지원을완성하였다

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Microsoft Word MetOne237Bmanual

Microsoft Word MetOne237Bmanual Air Particle Counter 의사용법 Met One 237 Air Particle Counter 조선계측기교역 Tel : 02-2268-4344 Fax : 02-2275-5348 htt//:www.chosun21.co.kr 1. 장비구성 : A. Particle Counter : 본장비는 0.3um 부터측정이가능한 Met One 237B와 0.5 um부터가능한