격자망식 전선배치에 의한 전기비저항 측정기법을 이용한 침출수 누출감지시스템을 개발하여 그 적용성을 평가하기 위하여 현장모형시험을 수행하였다. 현장모형시험을 수행한 결과 침출수 누출지점에서 전기비저항이 크게 감소하여 누출지점을 정확하게 감지할 수 있었다. 격자망식 전선배치에 의한 전기회로적인 효과로 인하여 전기비저항이 감소된 지점과 동일 전선상에 연결된 다른 센서에서의 측정값도 다소 감소하는 경향을 나타내었다. 이를 보정하기 위하여 P-SPICE를 이용하여 전기회로 시뮬레이션을 수행하여 전기회로 효과를 정량적으로 평가하였다 P-SPICE 시뮬레이션의 결과를 토대로 보정계수를 도출하여 현장모형시험결과를 보정하였으며, 보정된 겉과에 의하면 전기회로적 특성에 의한 영향을 효과적으로 제거되어 누출지점에서의 전기비저항 감소가 명확하게 나타났다.
본 논문에서는 격자망식 전선배치에 의한 침출수 누출감지시스템을 개발하기 위하여 현장모형시험을 통하여 적용성을 평가하였으며, 전기회로시험을 통하여 격자망 전선 배치에서 발생하는 전기회로적 효과를 파악하고자 하였다. 침출수는 전기저항을 감소시키기 때문에 누출지점에서는 다른 지점에 비해 낮은 전기저항값을 나타내었다. 따라서, 전기저항을 측정하는 본 누출감지시스템에 의하여 임의 지점에서 발생하는 침출수의 누출 감지가 가능하였으며, 평면적 분포도를 통하여 누출위치의 파악이 가능하였다. 전기저항이 감소된 지점과 동일한 전선상에 위치한 다른 센서에 서의 측정값도 약간 감소하는 경향을 나타내었으나, 이는 저항이 작은 곳으로 전류의 흐름이 발생하는 전기회로적 효과로 설명할 수 있었다.
본 연구에서는 기존 배관 가스 누출 감지에 사용되던 음향방출 센서가 실시간 모니터링에 적용될 때 발생할 수 있는 문제들을 개선하기 위해, Macro-fiber composite (MFC) 트랜스듀서를 음향방출 센서로 사용하여 가스 누출 감지 시스템에 적용하였다. 적용 전 MFC의 구조를 최적화하기 위해 구조해석을 진행하여 제작하였고, 그 결과 MFC가 가지는 유연성으로 굴곡진 배관에 잘 밀착되어 AE 신호를 문제없이 수신할 수 있었다. AE 신호 분석 결과 고압 누출, 저압 누출 모두 파라미터 값 변화에 유의미한 결과를 보였으며, 특히, FFT 그래프의 파라미터에서 고압 누출의 경우 누출이 없는 경우 대비 120~626%의 변화량, 저압 누출의 경우 9~22%의 변화량을 보였다. 또한, 누출 발생 부위에서의 거리에 따라, 거리가 멀수록 이러한 파라미터 변화량이 줄어드는 경향을 보여, 추후 파라미터 변화량 감지를 통해 누출 감지가 가능할 뿐만 아니라, 변화량으로부터 누출 발생 위치를 파악할 수 있을 것으로 보인다.
본 논문에서는 오염물질에 의해서 지반의 전기적 특성이 변한다는 원리에 의한 매립지의 침출수나 지하저장탱크의 유류 누출을 조기에 감지하는 시스템의 개발가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위해 오염물질이 누출되는 상황을 모사한 실내실험을 통하여 전기저항 측정에 의한 오염물질 누출감지 가능성을 평가하였다. 불포화사질토 지반의 전기 저항 측정값은 함수비가 증가함에 따라 지수적으로 감소하는 경향을 보였다. 오염물질이 지반에 주입될 경우에 디젤은 비전도성 물질로 지반의 전기저항을 크게 증가시켰으며, NaCl 용액과 침출수는 전기전도성이 좋기 때문에 지반의 전기저항을 감소시켰다. 오염물질의 누출에 의한 전기저항은 측정전극간격에 따라 감지민감도가 다르게 나타났으며, 디젤의 경우에는 전극간격이 좁을수록, NaCl 용액과 침출수의 경우에는 전극간격이 높을수록 감지민감도가 크게 나타났다.
가스 누출 감지 시스템은 가스의 폭발성과 독성으로 인한 인명 피해를 최소화할 핵심적인 장치이다. 누출 감지 시스템은 대부분 단일 센서를 활용한 방식으로, 가스 센서나 열화상 카메라를 통한 검출 방식으로 진행되고 있다. 이러한 단일 센서 활용의 가스 누출감지 시스템 성능을 고도화하기 위하여, 본 연구에서는 가스 센서와 열화상 이미지 데이터에 멀티모달형 딥러닝을 적용한 연구를 소개한다. 멀티모달 공인 데이터셋인 MultimodalGasData를 통해 기존 논문과의 성능을 비교하였고, 가스 센서와 열화상 카메라의 단일모달 모델을 기반하여 네 가지 멀티모달 모델을 설계 및 학습하였다. 이를 통해 가스 센서와 열화상 카메라는 각각 1D CNN, GasNet 모델이 96.3%와 96.4%의 가장 높은 성능을 보였다. 앞선 두 단일모달 모델을 기반한 Early Fusion 형식의 멀티모달 모델 성능은 99.3%로 가장 높았으며, 또한 기존 논문의 멀티모달 모델 대비 3.3% 높았다. 본 연구의 높은 신뢰성을 갖춘 가스 누출 감지 시스템을 통해 가스 누출로 인한 추가적인 피해가 최소화되길 기대한다.
최근 가정 내 화재나 가스 누출 등을 감지하고, 사용자의 스마트 폰으로 알려주며 사용자가 원격에서 홈 시스템들을 제어 할 수 있다. 종래의 시스템은 화재, 가스 누출 등을 센서로 감지하여 고가의 셋톱박스에서 수신하여 사용자의 스마트 폰으로 알려주는 프로세스로 구성된다. 이러한 시스템들은 주로 Home Automation의 일환으로서, 화재 감지를 실시간으로 사용자에게 알려주고 가택 침입 상황을 사용자에게 알려주는 기능을 수행한다. 그런데, 종래의 Home Automation은 구축비용이 상당히 많이 소요되고, 셋톱 박스 역시 고가의 장비로서 일반 가정 내에 보급되기에는 많은 제약이 있는 실정이다. 따라서 보다 간단하고 편리한 시스템의 구축을 통해 보다 많은 가정 내에 홈 시스템이 이용될 필요가 있다. 본 논문에서는 홈 관리 및 모니터링 시스템과 그 방법에 관한 것을 개발 하였으며, 좀 더 구체적으로는 저비용, 고효율의 시스템으로 Actuator 와 스마트 폰을 이용한 홈 모니터링 및 관리를 위하여 Arduino와 Actuator를 이용하여 IoT기반의 탈부착이 자유로운 홈 원격 제어 시스템 개발하였다.
인류에게 가스는 주된 에너지원이며 현재에도 우리는 편리하게 가스를 사용하고 있다. 가스 감지에 대한 연구들이 많지만 대부분은 가정에서 사용하기엔 너무 비용이 많이들거나, 기능이 너무 부실하다. 따라서 본 논문에서는 기존의 방법들보다 비용이 절감되고 가스 누출 상황에 대해 좀 더 빠르고 정확하게 대응할 수 있는 아두이노와 가스센서를 통해 가스를 감지하고 안드로이드 어플리케이션을 통해 사용자에게 경고하며, 소방서에 문자메시지를 보낼 수 있는 시스템을 제안한다.
최근에 이르러 자동차 화재는 일반화재 보다 높은 연평균 16.5%의 증가율을 나타내며, 전체 화재 건수의 17%로 주택 및 아파트 다음으로 화재 발생 건수가 많다. 자동차 화재는 엔진과열, 전기장치의 불량, 전자 제어화에 따른 각종 감지기의 연결상태 및 기능 불량, 교통사고로 인한 엔진의 파괴 및 연료 누출등이 원인이 되고 있으며, 주로 엔진룸에서 화재가 발생하여 차량 내부로 전파되는 특징이 있다. 따라서 화재 발생 초기에 화재를 감지하여 운전자에게 경보를 발하고, 화재를 진압할 수 있는 자동차 화재 감지시스템의 개발이 중요해 지고 있다. (중략)
최근에 건설되는 아파트는 주방이 빌트인 방식으로 만들어지므로 가스 호스가 싱크대 내부에 보이지 않게 만들어지므로 가스가 누출될 경우 싱크대 내부에 축적되어 가스 폭발로 이어질 수 있는 위험한 방식이다. 본 연구에서는 가스레인지와 중간밸브 사이에 연결된 호스가 싱크대 내부에 있어 가스 누출 검사를 할 수 없는 구조로 되어 있어 압력센서를 이용하여 가스누출을 검사를 쉽게 할 수 있는 밸브 시스템 연구하였다. 압력 측정 방법은 중간밸브와 가스레인지를 연결하는 호스의 압력을 측정하여 I2C통신 방식으로 데이터를 수집·분석 할 수 있도록 진행하였다. 또한 가정에 공급되는 가스압력계산은 대기압력에 가스계량기의 입구에서 가스게이지 압력 평균값 22.46mbar를 더 한 값으로 계산된 것에 대한 대기 압력 오차에 대한 규명 및 미세한 가스 누출 감지를 할 수 있도록 밸브 시스템을 개발하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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