적외선 광원 재질이 Multi NDIR 측정기 민감도에 미치는 영향 연구
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2021
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Korean
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학술저널
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288-288(1쪽)
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비분산적외선흡수법(Non-Dispersive infrared, NDIR)의 구성요소로는 광원, 시료셀, 가스필터, 검출기 등이 있다. 이 중 적외선 광원은 NDIR 측정기 민감도에 영향을 끼치는 주요 부분 중 하나이다. 광원의 온도와 재질에 따라 적외선의 세기가 달라지며, 방출하는 스펙트럼에 따라 분자가 흡수하는 적외선의 양이 달라진다. 이러한 차이는 측정기 민감도에 직접적인 영향을 준다. 본 연구에서는 스펙트럼이 다른 적외선 광원 재질이 측정기 민감도에 끼치는 영향을 알아보고자 한다. 본 연구를 위해서 사용된 NDIR은 NARA Controls사의 Multi-Gas Analyzer (NMA-N500)이다. 측정 가스는 CO, SO₂, NO이며, 0~200 ppm 범위를 측정하였다. 적외선 광원은 HAWKEYE사의 IR-Si207(재질: Silicon Carbide)과 HELIOWORKS사의 EK-3430 (재질: Kanthal Filament)을 이용하였으며, 각 광원을 설치한 측정기에 표준가스를 주입하여 분석 신호를 측정하였다. 분석 신호는 가스 주입시작과 동시에 변화 그래프를 확인하고 신호가 안정화되었다고 판단된 시점의 신호를 이용하였다. 측정된 신호값을 이용하여 검정 곡선을 작성한 후 각 광원에 대한 차이점을 살펴보았다. SO₂의 경우, 검정곡선 기울기비가 1.09로 광원의 차이에 따른 변화가 작게 나타났다. 이는 SO₂ 가스의 민감도가 상대적으로 높아 광원의 재질에 따른 영향이 거의 없기 때문이다. 반면 CO와 NO의 경우, 검정곡선 기울기비가 약 1.20으로 상대적으로 큰 차이를 나타내었다. 이 두 가스는 낮은 민감도를 가지기 때문에 1.2배 높은 기울기를 가지는 광원을 사용하는 것이 작은 차이임에도 민감도를 높이는 방안이 된다. 이를 통해 3가지 이상(CO, SO₂, NO등)의 가스를 측정하는 Multi-Gas Analyzer에는 Silicon Carbide로 이루어진 적외선 광원을 사용하는 것이 바람직하다.
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