• 제목/요약/키워드: DOAS 기술

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대기가스오염물질의 이차원 원격 모니터링을 위한 Imaging-DOAS 개발 (Development of an Imaging-DOAS System for 2-D Remote Sensing of Atmospheric Gases)

  • 이한림;이철규;정진상;박정은;김영준
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.150-157
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    • 2006
  • 태양산란광을 광원으로 사용하고 DOAS(differential Optical Absorption Spectroscopy) 기술을 이용하여 분석 하여 대기 오염물질의 이차원 공간적 분포를 이미지화 할 수 있는 지상용 원격 모니터링 장비인 Imaging-DOAS 시스템을 소개한다. 인공적 램프를 광원으로 사용하는 능동형 DOAS와 마찬 가지로 수동형 DOAS 기술도 대기 가스상의 물질의 차등흡수 변화(narrow band absorption) 구조를 이용하여 $NO_2,\;SO_2,\;CH_2O$ 등의 다양한 물질을 높은 정밀도를 가지며 측정 할 수 있다. Imaging-DOAS는 스캐닝 거울, 집광 렌즈, 분광기와 CCD, 그리고 시스템을 통합 제어하는 소프트웨어로 이루어져 있으며, 스캐닝 거울로 여러 번 스캐닝을 연속적으로 하여 대기 가스물질의 공간적 이차원 분포를 이미지화 시킨다. 본 연구에서는 개발된 Imaging-DOAS 시스템 구조 및 수신된 신호를 이용한 분석 방법을 소개 하며 처음으로 국내 한 화력 발전소에서 발생되는 $NO_2$ 양의 공간적 분포를 Imaging-DOAS를 이용하여 원격 측정 하였다.

Multi Axis DOAS를 이용한 대기미량 물질 원격 측정 (Remote Sensing of Atmospheric Trace Species using Multi Axis Differential Optical Absorption Spectroscopy)

  • 이철규;김영준
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.141-151
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    • 2006
  • 태양광을 광원으로 하고 천정방향을 포함한 다양한 고도각을 이용하는 자외선/가시광선영역에서의 흡수분광학이 최근에 지상용 대기원격 측정에 개발되어오고 있다. 이를 이용하여 지표부근에 존재하는 대기 미량 물질의 공간적 분포가 유추될 수 있다. 대기질 측정기술 중 하나인 MAX-DOAS (Multi-axis Differential Optical Absorption Spectroscopy) 기술은 광원으로서 태양산란광을 이용하고, 다양한 고도각에서 태양산란광을 기록하고 분석을 통하여 대기 중 미량 물질을 측정한다. 광주과학기술원 환경모니터링 신기술 연구센터에서 개발된 MAX-DOAS 시스템은 9004년 1월, 5월, 10월에 각각 도시대기, 화산플룸, 화력발전소 플룸의 측정에 적용되었다. 각각의 경우에 $SO_2,\;NO_2,\;BrO,\;O_4$를 정량분석하기 위하여 기록된 MAX-DOAS 스펙트럼은 자외선/가시광선 영역에서의 고유 흡수스펙트럼을 이용한 DOAS 기술을 이용하여 분석 되었다. 그 결과는 Slant Column Density (SCD)로 표현되었다. 플룸 측정의 경우에서는 플룸 속에 포함된 $NO_2,\;SO_2$의 공간적 분포를 파악하기 위하여 플룸의 진행방향과 수직적인 방향에서 MAX-DOAS 스캔이 이루어졌다. 이를 통하여 얻은 단면적을 토대로 $SO_2,\;NO_2$ 농도가 계산되었다. 화산플룸에서 $SO_2$는 580ppbv, 화력발전소 플룸에서 $NO_2$는 337ppbv, $SO_2$는 227ppbv 로 계산되었다.

DOAS 시스템을 이용한 대기 환경 기준물질 실시간 측정 (Real-time Monitoring of Criteria Air Pollutants Using a DOAS System)

  • 국봉재;이정순;;김영준
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.354-355
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    • 2001
  • DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) System은 대기 중에 존재하는 기준물질들이 특정 파장영역에서 빛을 흡수하는 원리를 이용하고 있다. 현재 독일을 중심으로 한 유럽과 선진국에서는 대기 환경 기준물질의 모니터링 기술들이 주로 광 투과방식을 이용한 Open path의 모니터링 기술들을 개발하고 있다. 기존의 측정 방법과 Open Path 모니터링의 기법을 비교 할 때 Open path 시스템은 실시간 측정 및 분석이 가능하므로 기존의 화학적 측정방법에서 제기되어져왔던 화학 반응시의 방해 물질의 간섭제거 및 시간 분해도 향상등에 큰 장점이 있다. (중략)

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DOAS 시스템을 이용한 대기오염물질 공동측정 결과 비교 (Comparison of air pollutant concentrations determined by DOAS techniques)

  • 김상우;임광영;원제광;윤순창;이철규;박승식;김영준;이승준;기경석
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.308-309
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    • 2000
  • 대기 중에 존재하는 오염물질들에 의한 빛의 흡수가 파장에 따라 달라지는 광학적 원리에 기초한 open path 방식의 Differential Optical Absorption Spectroscopy(이하 DOAS) 시스템은 대기오염측정에 있어 새로운 장을 개척하고 있다. 기존의 측정방식과 비교할 때 DOAS방식은 여러 오염물질의 실시간 동시 측정을 통해 오염물질의 거동을 파악할 수 있게 함으로써 측정시간의 제약을 극복할 수 있으며, 시료 채취와 실험실 분석으로 나뉘어진 기존 화학적 방식의 기술적 어려움과 비효율성을 극복할 수 있다. (중략)

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오존전량 및 대류권 오존 프로파일 산출을 위한 지상관측 MAX-DOAS 원시자료 기반의 최적추정(Optimal Estimation) 기술 (Optimal Estimation (OE) Technique to Retrieve the Ozone Column and Tropospheric Ozone Profile Based on Ground-based MAX-DOAS Measurement)

  • 박준성;홍현기;최원이;김대원;양지원;강형우;이한림
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권2_1호
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    • pp.191-201
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    • 2018
  • 본 연구에서는 한반도 서울의 연세대학교에서 Multi-Axis Differential Optical Absorption Spectroscopy(MAX-DOAS)장비로부터 산출된 원시자료를 이용하여 처음으로 최적추정(Optimal Estimation; OE)을 사용하여 오존전량 및 오존의 대류권 프로파일을 산출하였다. 오존전량 및 오존의 대류권 프로파일을 산출하기 위하여 최적추정을 통하여 MAX-DOAS자료의 광학두께 피팅을 수행하였다. 광학두께 피팅은 MAX-DOAS 장비로부터 각각의 기기 고도각별로 관측된 값을 천정각에서 관측된 값으로 나누어 계산된 자료를 통하여 수행하였다. 오존전량은 2017년 5월 23일 오전(08:13)과 오후(17:55)에 각각 375.4와 412.6 DU로 산출되었다. 오존의 대류권 프로파일(<10 km)은참값 오존존데와 비교하여 약 5% 이내의 오차로 산출되었다. 하지만 10 km 이상의 높은 고도에서는 산출 에러가 커져 10% 이상 과대추정 하는 것으로 산출되었다. MAX-DOAS 자료의 스펙트럼 피팅에 의한 오차는 오전과 오후에 각각 16.8%와 19.1%로 계산되었다. 본 연구에서 제시한 방법은 지상관측 기반의 초분광 UV 센서를 이용하여 오존전량과 대류권 오존 프로파일을 산출하는데 유용하게 사용될 수 있다.

차등분광흡수계(DOAS)를 이용한 대기 오염 원격 측정 (Air Pollution Measurement using a Differential Optical Absorption Spectrometer, DOAS-3R)

  • 이정순;이훈;이철규;배민석;김영준
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.328-329
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    • 2000
  • 대단위 공단이나 대도시 등의 환경오염물질의 배출이 심각한 지역이 증가함에 따라 다양한 종류의 대기오염물질이 배출되고 이에 따른 효율적 관리가 필요하게 되었다. 현재 유해가스의 검출방식은 촉매와의 반응을 이용한 화학적 측정방법으로부터 유해가스의 광학적 성질을 이용한 광학적 측정방법으로 그 기술이 발전되고 있다. 본 연구에서는 광투과 방식 중 Differential Optical Absorption Spectroscopy(DOAS)를 사용했으며 이는 실시간 오염물질의 이동 경로나 오염원을 찾을 수 있다. (중략)

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550 nm에서 LP-DOAS를 이용한 대기 감쇄도 측정 (Atmospheric Extinction Measurement at 550 nm using a LP-DOAS System)

  • 이정순;이철규;김은영;김영준
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.111-112
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    • 2003
  • 자외선의 영역에서 에너지 흡수를 일으키는 기준 가스들을 측정하는 방법은 여러 가지가 있다. 근래에 이르러 분광학적인 방법으로 이들을 측정하는 시도가 늘어나고 있다. 유럽에서 널리 이용중인 도아즈는 현재는 위성에 응용되어 개발되고 있으며 가스의 파장에 대하여 흡수선을 이용하여 해당가스를 검출해내는 기술을 그 원리로 하고 있다. 지점 측정 방법에 대하여 많은 장점을 가지고 있으나 현재로서는 지속적으로 개발되고 있고 응용 기술의 난해함 등으로 그 응용범위가 한정되어 있다. 본 연구는 국내에서 개발된 도아즈 시스템으로부터 시정 거리를 산출하는 데 필요한 550 nm 에서의 광 감쇄도 측정을 내용으로 한다. (중략)

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광투과 방식을 이용한 차등흡수 분광기 개발 및 시험 측정 응용 (Development and Performance Test of Open Path Long Path Differential Optical Absorption Spectrometer (LP-DOAS) System)

  • 이정순;이철규;김은영;국봉재;김영준;김현호;전기준
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.119-120
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    • 2002
  • 자외선의 영역에서 에너지 흡수를 일으키는 기준 가스들을 측정하는 방법은 여러 가지가 있다. 근래에 이르러 분광학적인 방법으로 이들을 측정하는 시도가 늘어나고 있다. 유럽에서 널리 이용중인 도아즈는 현재는 위성에 응용되어 개발되고 있으며 가스의 파장에 대하여 흡수선을 이용하여 해당가스를 검출해내는 기술을 그 원리로 하고 있다. 지점 측정 방법에 대하여 많은 장점을 가지고 있으나 현재로서는 지속적으로 개발되고 있고 응용 기술의 난해함 등으로 그 응용범위가 한정되어 있다. (중략)

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입사각 추정 기반 빔형성을 이용한 DTV 수신성능 개선 (DOA estimation based beamforming technique for DTV reception performance enhancement)

  • 문성훈;한동석
    • 방송공학회논문지
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    • 제8권2호
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    • pp.136-145
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    • 2003
  • 본 논문에서는 DTV의 실내수신 및 이동수신 성능 향상을 위하여 빔형성 기법을 이용하는 수신기 구조를 제안한다. 제안 DTV 수신기는 지향방향으로의 이득을 일정하게 유지하면서 출력 신호의 전력을 최소화시키는 Capon 입사각 추정 기법을 이용하여 주경로와 다중경로 신호의 입사각을 추정한다. 추정된 주경로 신호의 입사각으로 적응 빔 패턴을 형성시켜서 다중경로 신호를 약화시킨다. 잔존하는 다중경로 신호는 빔형성기 이후에 존재하는 결정 궤환 등화기를 이용하여 제거한다. 제안한 입사각 추정 기반 DTV 수신기는 빔형성을 수행한 이후에 기존의 다양한 등화기술을 그대로 적용할 수 있는 장점을 가진다. 브라질 필드테스트채널에서 각 경로신호의 입사각을 설정한 후 제안 DTV 수신기의 성능분석을 수행하였다. 모의 실험 결과로부터 4개의 안테나 소자를 사용하는 제안 DTV 수신기는 입력 신호 대잡음비가 10dB 이상일 경우 모든 브라질 채널에서 TOV를 만족시킬 수 있음을 확인하였다.