• 한국가스학회지
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• 제18권3호
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• pp.1-12
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• 2014

본 논문에서는 적외선센서를 이용하여 방폭형 휴대용 가연성가스 누출검지기를 개발하고 아울러 가스의 농도를 측정하는 정확도를 향상시키는 알고리즘을 제안하였다. 국내최초로 내압 및 본질안전방폭규격(Ex d ib) 적용하여 적외선 가스누출검지기는 개발하였으며, 선형회귀 방정식과 2차 라그랑지(Lagrange) 보간 다항식(interpolation polynomial)을 사용하여 측정정확도를 개선하였다. 아울러 본 연구에서는 현장검사원들의 요구사항을 조사하여 현장에 부합하도록 성능을 향상시키고, 편의기능을 추가하였다. 본 연구에서 개발한 가스누출검지기와 타사의 검지기를 비교하기 위하여 한국가스안전공사에서 제조한 표준가스 8종을 가지고 측정시험을 실시하였다. 본 연구에서 개발한 가스누출검지기의 검지 정확도가 우수함을 실험결과를 통하여 증명하였다.

• 한국안전학회지
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• 제32권5호
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• pp.168-178
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• 2017

In order to prevent major and chemical accidents, some of the plants which would like to install and operate hazard chemicals handling facilities must submit Off-site Consequence Analysis due to recent arisen leak accidents since 2015. A lot of chemical industrials choose gas detectors as mitigation equipment to early detect gas vapor. The way of placement of gas detectors has two methods; Code-based Design(CBD) and Performance-based Design. The CBD has principles for gas detectors to be installed with consideration for the place that is expected to accumulate gas, and the leak locations according to legal standards and technical guidelines, and has a possibility to be unable to detect by these rules to locate gas detectors by vapor density information. The PBD has two methods; a Geographic Method and Scenario based Method. The Scenario-based Method has been suggested to make up for the Geographic Coverage Method. This Scenario-based Method draw the best optimum placement of gas detectors by considering leak locations, leak speed information, leak directions and etc. However, the domestic placement guidelines just refers to the CBD. Therefore, this study is to compare existing placement location of gas detectors by the domestic CBD with placement locations, coverages and the number of gas detectors in accordance with the Scenario-based Method. Also this study has measures for early detecting interest of Vapor Cloud and suitable placement of gas detectors to prevent chemical accidents. The Phast software was selected to simulate vapor cloud dispersion to predict the consequence. There are two cases; an accident hole size of leak(8 mm) from API which is the highst accident hole size less than 24.5 mm, and a normal leak hole size from KOSHA Guide (1.8 mm). Detect3D was also selected to locate gas detectors efficiently and compare CBD results and PBD results. Currently, domestic methods of gas detectors do not consider any risk, but just depend on domestic code methods which lead to placement of gas detectors not to make personnels recognize tolerable or intolerable risks. The results of the Scenario-based Method, however, analyze the leak estimated range by simulating leak dispersion, and then it is able to tell tolerable risks. Thus it is considered that individuals will be able to place gas detectors reasonably by making objectives and roles flexibly according to situations in a specific plant.

• 센서학회지
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• 제24권1호
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• pp.6-9
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• 2015

Conventional leak detectors are widely based on helium gas sensors. However, the usage of hydrogen sensors in leak detectors has increased because of the high prices of helium leak detectors and the dearth in the supply of helium gas. In this study, a hydrogen leak detector was developed using solid-state hydrogen sensors. The hydrogen sensors are based on Park-Rapp probes with heterojunctions made by oxygen-ion conducting Yttria-stabilized zirconia and proton-conducting In-doped $CaZrO_3$. The hydrogen sensors were used for determining the potential difference between air and air balanced 5 ppm of $H_2$. Even though the Park-Rapp probe shows an excellent selectivity for hydrogen, the sensitivity of the sensor was low because of the low concentration of hydrogen, and the oxygen on the surface of the sensor. In order to increase the sensitivity of the sensor, the sensors were connected in series by Pt wires to increase the potential difference. The sensors were tested at temperatures ranging from $500-600^{\circ}C$.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권7호
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• pp.2373-2379
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• 2023

In sodium systems, leakage is one of the safety concerns; it can cause chemical reactions, which may result in fires. There are contact and non-contact types of leak detectors, and the conventional method of non-contact type detection is by gas sampling. Because of the complexity of this method, there has always been a need for a simple gas sensor, and the resistive-type nanostructure ZnO sensor is a promising option with various advantages. In this study, a ZnO sensor was fabricated, and the concept was tested as a leak detector using a dedicated experiment facility. The experiment results showed distinctive changes in resistance with the presence of sodium aerosol under various conditions. Replacing the conventional gas sampling with the ZnO sensors is expected to enable identification of the leakage location if used as a point-wise instrumentation and to greatly reduce the total cost, making the system simple, light, and effective. For further study, more tests will be performed to evaluate the sensitivity of key parameters under various conditions.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 한국가스학회 2007년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.12-17
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• 2007

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.48-52
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• 2008

산업의 성장으로 가스사용량이 증가함에 따라 가스설비, 화학플랜트 등 시설 또한 점차로 증가하고 있으나, 가스에 대한 안전관리는 여전히 미흡한 실정이다. 공장과 가정에서 많이 사용되고 있는 메탄은 천연가스의 주성분으로 가연성이면서 폭발성가스이어서 그에 대한 안전관리도 매우 중요하다. 그 한 가지 방안으로 $3.2\;{\mu}m$ 중적외선 영역의 LED 및 PD를 이용하여 메탄가스누출검지시스템을 개발하고자 한다. 이 파장대역의 센서로 레이저를 이용할 경우 고열이 발생하여 초저온 냉각장치가 필요하나 LED는 상온에서 동작함으로 냉각장치가 필요 없다. 그래서 초소형이나 휴대용으로 구현이 가능하다. $3.2\;{\mu}m$ 부근의 파장대역은 $1.67\;{\mu}m$에 비하여 메탄흡수강도가 강하여서 극미량의 가스탐지가 가능하고 응답성 또한 빠르다. 본 연구에서는 이를 상용화하여 매설 및 노출배관 등 가스설비의 가스누출을 보다 정확하고 신속히 검지함으로써 사고를 미연에 방지하고 그 피해를 최소화하고자 한다.

• 한국가스학회지
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• 제25권5호
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• pp.57-62
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• 2021

가스는 일반 가정 및 산업현장에서 폭 넓게 사용되는 에너지원이기도 하고, 석유화학 및 반도체 공정에서 넓게 사용되는 공정 물질이기도 하다. 그러나 사용이 쉬운 반면에 누출 시, 폭발 및 인체흡입 등으로 대규모 인명피해를 발생시키기도 한다. 따라서 가정 및 산업현장에서 안심하고 사용할 수 있는 가스 시설물 안전관리 솔루션은 필수적이다. 특히 가스시설의 노후화에 따라 고도화된 가스안전 솔루션의 개발 필요성이 대두되고 있는 실정이다. 본 논문은 가스 시설물에 더 이상 나눌 수 없는 최소 에너지 단위인 광자를 조사하고, 반사된 광자의 수를 분석해 원거리에서 가스 누출 여부 및 농도를 측정하는 기술을 개발하였다. 이는 기존의 전기/화학식 가스 센서나 적외선 기반의 가스 누출 감지기의 한계인 짧은 탐지 거리, 미세 누출 감지 불가 등의 기술적 한계를 극복하였다.

• 한국가스학회지
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• 제21권5호
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• pp.1-8
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• 2017

현재 산업현장의 가스 안전관리는 접촉식은 LDAR(Leak Detection and Repair), 비접촉식은 레이저 메탄검지기와 IR 카메라를 사용하고 있다. LDAR 방식은 전체 관리를 하는데 많은 인력과 소요시간이 들고, 관리자가 측정을 위해 가까이 접근해야 하므로 안전의 위협을 받을 수 있어 비접촉식이 더 효율적이다. 비접촉식에서 IR(infrared)을 이용한 가스 측정 방안에 대한 연구가 주목받고 있다. 산업 가스 중 메탄가스를 활용하여 측정 거리에 따라 가스 분출량을 변화시켜 OGI(optical gas image)를 촬영하였다. 본 논문은 가스의 배경온도차이가 OGI 의 선명도에 미치는 영향을 확인하기 위한 실험이다. OGI를 통해 가스의 구름모형을 정확하고, 선명하게 보기 위하여 배경온도 조절판을 제작하였다. 배경온도 조절판을 통해 배경온도와 대기온도 차이가 ${\Delta}T0^{\circ}C$일 때 보다 ${\Delta}T-6^{\circ}C$ 차이의 낮은 온도 조건으로 OGI 촬영을 한 결과가 육안을 확인하였을 때 더 선명한 차이가 나타났다. 선명도 차이의 객관성을 부여하기 위하여 추가로 MATLAB 의 RGB 분석법으로 확인한 결과, ${\Delta}T$가 $-6^{\circ}C$ 일 경우 RGB 값의 수치가 약 20% 낮게 나왔다. 배경온도가 대기온도보다 $-6^{\circ}C$ 낮을 때 더 선명하게 보이는 것은 총 복사법칙으로 설명이 가능하다. 가스의 배경온도가 대기온도에 비해 낮게 될 때 OGI 렌즈로 들어오는 가스의 복사에너지가 증가되어 가스가 더 선명하게 보이게 된다.

• 한국가스학회지
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• 제26권2호
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• pp.39-48
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• 2022

중대산업사고를 일으킬 수 있는 화재, 폭발, 누출과 같은 사고를 사전에 예방할 수 있는 설비 중 하나인 가스감지기에 적용하고 있는 국내 가스감지기 설치 기준은 유해화학물질의 대기 중 거동 특성을 고려하지 않은 설치 기준을 적용하고 있어 그 기술적 근거가 부족하다고 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 화학공장에서 주로 사용하는 설비별 누출공의 크기와 유해화학물질의 관심 농도에 따른 확산 거리를 분석, 이를 토대로 하여 물질 별 가스감지기 최적 설치거리를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 방법을 이용하여 보다 경제적이고 효과적인 가스감지기 설치를 기대할 수 있으며, 나아가 중대산업사고를 예방하는데 도움이 될 것으로 기대할 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.205-211
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• 2023

Hydrogen gas is light and diffuses very quickly. Therefore, when a leakage accident occurs, the damage is great, so a technology that can quickly measure the leakage in the air at a long distance is needed. In order to develop hydrogen gas leaked in the atmosphere in a non-contact manner, an experiment was performed to measure hydrogen gas using a lidar technology using the Raman effect. Hydrogen Raman signals were detected using a UV LED light source, which is a Raman light source, and a spectrometer in the ultraviolet region including an optical filter in the 400-430 nm band. To develop this, a Raman lidar optical structure was designed to measure the hydrogen Raman signal at a certain distance, and the hydrogen Raman spectrum was confirmed using a standard gas to evaluate the performance of this optical structure. The linearity was found to be 0.99 using hydrogen standard gas (10, 50, 100, 500, 1,000 ppm). Accordingly, a Raman lidar capable of measuring hydrogen gas rapidly diffusing in the air in an open state was developed to improve the limitations of existing hydrogen sensors.