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화학탐지 최적화를 위한 유동 및 압력 특성 연구
A Study on Characteristics of Sampling Flow and Pressure Conditions for Chemical Detection Optimization 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.17 no.2, 2014년, pp.258 - 264  

손인성 ((주)에이치케이씨) ,  윤순민 ((주)에이치케이씨) ,  김학신 ((주)에이치케이씨) ,  육영호 ((주)에이치케이씨) ,  박병황 (국방과학연구소) ,  김주현 (국방과학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In terms of chemical detection performance related with chemical material sampling, this investigation shows optimized values, resulted from minimizing loss from air turbulence and other reasons when pressure changes on the basis of sampling flow rate Based on simulations and pressure control of the...

주제어

#수치해석   #이온이동도법   #전산유체역학   #가상모델해석   #유량가변장치  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 소형화학탐지기술에 있어서 탐지기 내/외부 유동에 대한 특성을 해석하고 그 특성과 탐지성능에 대한 최적화 설계에 대한 신뢰성을 분석 하였다. 또한 모델링과 시뮬레이션을 통한 해석에 있어서 구조체 내/외부의 저속 유동에 의한 확산의 영향적 관계를 포함한 표준 유동을 분석하여 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이온이동도법에 의한 화학탐지기법 발전을 위하여 필수적으로 부가연구되어야 하는 것은 무엇인가? 첨단전자산업기술의 일면인 이온이동도법에 의한 화학탐지기법은 세계적인 기술수준에 올라 있으며, 향후 전력화를 통한 국내 화학탐지기술의 점진적인 발전과 보급을 기반으로 기술수출의 미래가 예견되는 상황이다. 한편 이 기술의 도입 단계에서부터 발전은 이온이동도에 대한 물질의 식별법과 더불어 탐지, 식별을 위한 안정적인 유동제어가 필수적으로 부가되어야 한다. 정밀하고 연동관계적 변수에 의한 유동제어는 일부 오작동의 요인이 되는 간섭물질의 일부배제와 탐지, 식별의 전제조건으로 부여되는 온/습도, 압력, 층류형 흐름제어의 핵심사항이다.
연구에서 이용한 샘플펌프는 외부공기를 어떤 경로로 순환시키는가? DMS를 이용한 소형 이온탐지센서 시스템은 화학작용제 탐지를 위해서 두 개의 펌프, 즉 샘플펌프와 순환펌프를 사용한다. 샘플펌프는 시료도입부에 위치하여 외부 공기를 시스템의 시료도입부로 흡입하여 ‘외부 → 시료도입부 → 샘플펌프 → 외부’와 같은 샘플 루프를 형성한다. 순환펌프는 시스템 내부에 위치하여‘센서 → 차콜 → 압력센서 → 순환펌프 (→ 시브 →) → 차콜 → 센서’와 같은 순환 루프를 형성한다.
DMS를 이용한 소형 이온탐지센서 시스템 내 펌프의 유량제어는 무엇에 의하여 제어되는가? MCU로부터 PWM 신호에 의해서 제어되는 두 개의 스위칭 소자로 구성되어 있으며 PWM 신호에 의해서 펌프의 유량을 제어할 수 있다. 펌프의 유량제어는 센서와 순환펌프 사이에 위치한 압력센서에 의해서 제어된다. 시료도입부의 외부공기 중 항상 일정한 양의 시료가 센서로 들어오기 위해서는 내부의 순환루프의 압력(약 9psi)은 일정해야하며 압력은 순환펌프의 유량에 의해서 결정된다.
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참고문헌 (6)

  1. 이동선 "이온이동도분석법의 원리와 응용에 관한 고찰," Analytical Science & Technology, Vol. 13, No. 1, 11A-23A, 2001. 

  2. Carnahan, B., Day, S., Kouznetsov, V., Matyjaszczuk, M., Tarassov, A., "Proceeding of the International Conference on Advance in Instrumentation and Control," ISA, pp. 87-95, 1996. 

  3. McDaniel, E. W., Mason E. A., "In The Mobility and Diffusion of Ions in Gases," p. 372, 1973. 

  4. Lipej, A., Poloni, C., "Design of Kaplan Runner Using Multiobjective Genetic Algorithm Optimization," Journal of Hydraulic Research, Vol. 38, 2000. 

  5. 손인수, 안성진, "유체유동의 영향을 받는 구조물의 동특성에 대한 연구동향, 소음？진동, pp. 13-17, August 2011. 

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  6. HKC, 국방과학연구소 "소형이온탐지시스템개발", pp. 2-17, 2012. 

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