초록 ▼

1. 연구개발 목표 및 내용
본 연구는 토양오염도 조사 시 현장에서 토양시료를 채취하지 않고 센서를 장착한 직관식 관입방식을 이용하여 진단함으로서, 토양시료를 직접 채취, 운반, 보관, 분석, 평가하는 일련의 작업과정 등에서 생기는 막대한 비용과 시간을 획기적으로 절감할 수 있는 현장용 실시간 직관식 토양오염도 측정장비를 개발하고자 하였으며, 또한 현장에서 실시간으로 제공되는 데이터에 의해 다음 시료채취지점 및 오염상태를 작업자가 직접현장에서 판단하도록 하여 보다 효율적이고 편리하게 토양오염도 조사를 할 수 있는 시스템으로 개

1. 연구개발 목표 및 내용
본 연구는 토양오염도 조사 시 현장에서 토양시료를 채취하지 않고 센서를 장착한 직관식 관입방식을 이용하여 진단함으로서, 토양시료를 직접 채취, 운반, 보관, 분석, 평가하는 일련의 작업과정 등에서 생기는 막대한 비용과 시간을 획기적으로 절감할 수 있는 현장용 실시간 직관식 토양오염도 측정장비를 개발하고자 하였으며, 또한 현장에서 실시간으로 제공되는 데이터에 의해 다음 시료채취지점 및 오염상태를 작업자가 직접현장에서 판단하도록 하여 보다 효율적이고 편리하게 토양오염도 조사를 할 수 있는 시스템으로 개발하고자 하였다.
유류오염도를 측정할 수 있는 센서개발은 위탁연구진을 통하여 수행함과 동시에 직관식 관입장비 및 센서를 장착할 수 있는 관입봉을 개발하여 직관식 토양오염측정 시제품을 제작한 후, 현장에서 실시간으로 보내지는 데이타를 데이터베이스화하고 관리자가 자료조회 및 그래프화 형태로 쉽게 파악할 수 있도록 하는 모니터링 및 Display 프로그램을 개발하며. 또한 현장에서 직접 데이터를 수집 · 분석 · 평가할 수 있도록 장비가 장착될 수 있는 차량장비를 제작함과 동시에 모니터링 프로그램 및 통합운영프로그램의 개발을 통해 효과적인 통합시스템 구축을 목표로 하였다.
2. 연구결과
가. 채취깊이에 따른 오염도 측정 및 지질학적 특성 파악 가능한 센서 개발
토양내 오염원인 유류가 자외선과 접촉하면 형광을 발하는 화학적 특성을 이용한 형 광분석기 시제품을 개발하였고 이에 따른 측정용 광센서, 토양특성 측정용 전기전도도 센서, 관입깊이 측정센서를 개발 및 제작하여 현장테스트를 거쳐 검증을 완료하였다.
나. 센서에 연결된 신호처리장치 개발
각 센서류로부터의 측정값을 통합하여 PC로 디지털 출력하는 신호처리장치를 개발하였다.
다. 다양한 센서의 내장이 가능한 형태의 하드웨어 개발
광측정센서 및 전기전도도 센서의 장착이 가능한 통합형 센서관입봉을 개발하였으며, 지중관입시의 압력과 충격에 충분한 내구성 및 측정값 출력안정성을 갖추도록 제작하였다.
라. 실시간 모니터링/디스플레이 시스템 및 시스템운영프로그램 개발
현장에서 실시간으로 부지의 오염도를 측정 진단할 수 있는 시스템을 개발코자 하였으며, 각 센서류의 출력값을 신호처리장치를 통해 전달받아 실시간 그래프 및 수치값을 PC 화면상에 출력하는 시스템을 구현하였다. 현장 테스트결과 실시간 그래프 및 수치값이 안정적으로 출력되는 것을 확인하였으며, 현장에서 바로 채취공별 2D/3D 그래프 비교가 가능하여 어느 지점에서 오염도가 높은지, 어느 지점의 평균오염도가 높은지 즉시 확인이 가능하였다.
3. 연구성과 활용실적 및 계획
본 연구에서 개발한 실시간 토양오염 진단시스템은 국내에는 초기단계로서 그 독창성은 물론 현장적용 테스트를 통해 실용화에 도달함으로써 제품에 대한 완성도 및 상품성이 높을 것으로 기대된다.
본 시스템과 관련하여 특허 출원 1건, 국내 학술회의발표 1건 등의 성과를 거두었으며, 이 연구결과를 응용해 다양한 지중오염도 진단기법이 개발될 것으로 예상된다.

Abstract ▼

The purpose of this research is the development of efficiency and convenient method to inspect soil contamination without soil sampling.
To achieve the purpose, our system is composed of a drilling machine attached sensors which bore to ground and measure soil contamination directly instead of so

The purpose of this research is the development of efficiency and convenient method to inspect soil contamination without soil sampling.
To achieve the purpose, our system is composed of a drilling machine attached sensors which bore to ground and measure soil contamination directly instead of soil sampling.
The principle of emitting fluorescence that contaminant soil is contacted with ultraviolet , we developed a fluorescence fiber optic sensor and then we developed a electronic conductivity sensor and a ground level sensor to show soil density and the depth of contaminant soil directly. we also designed a drilling machine attached these sensors and connection rod.
After these work, we made operation program, data logger which show real data with graph or sentences and a real-time data communication system with PC. we certified our system several field tests and completed our system.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...4
• 요약문 ...5
• SUMMARY ...7
• CONTENTS ...8
• 목차 ...9
• 표차례 ...10
• 그림차례 ...10
• 제1장. 서 론 ...19
• 제1절. 연구개발의 목적 ...19
• 제2절. 연구개발의 중요성 및 필요성 12...20
• 제3절. 연구개발의 목표 및 범위 ...21
• 제2장. 국내외 기술개발 현황 ...22
• 제1절. 국외 ...22
• 제2절. 국내 ...23
• 제3장. 연구개발수행 내용 및 결과 ...25
• 제1절. 신호처리장치의 개발 ...25
• 1. 개요 ...25
• 2. 신호처리장치의 설계 및 제작 ...26
• 3. 신호처리장치의 구성 ...28
• 4. 하드웨어 ...32
• 5. 소프트웨어 ...45
• 제2절. 통합센서 장착 관입봉 및 관련시스템 개발 ...48
• 1. 관입깊이 측정시스템 ...50
• 2. 전기전도도 측정시스템 ...61
• 3. 광측정 센서 ...65
• 4. 통합센서 관입봉 ...68
• 5. 통합센서 관입봉 연결로드 및 보관카트 ...71
• 제3절. 실시간 Monitoring 및 Display 시스템 ...72
• 1. 장치 구성 ...72
• 2. 통신 테스트 ...73
• 제4절. 형광분광분석 시스템 ...76
• 1. 센서개발을 위한 기초특성 파악 ...76
• 2. 센서개발을 위한 형광분광분석기 설계 및 측정 ...89
• 3. 형광 분광분석기의 현장적용을 위한 실험 ...101
• 4. 형광 분광분석기 시작품의 제작 ...119
• 제5절. 시스템 운영 프로그램 ...123
• 1. Solution ...123
• 2. 프로그램 개발 ...124
• 제6절. 실시간 오염진단 시스템 현장테스트 ...135
• 1. 실시간오염진단 장비 설치 및 장착 ...135
• 2. 현장테스트 및 측정결과 ...137
• 제4장. 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ...143
• 제1절. 연도별 연구목표 및 달성도 ...143
• 1. 1차년도 내용 및 범위 ...143
• 2. 2차년도 내용 및 범위 ...148
• 3. 개발목표 달성도 ...150
• 제5장.연구개발결과의 활용계획 ...153
• 제1절. 추가연구의 필요성 ...153
• 1. 형광분광분석기의 성능개선 ...153
• 2. 센서류 컨넥터 내구성 보완 ...155
• 제2절. 타연구에의 응용 ...156
• 1. 토양내 중금속 측정 ...156
• 2. 토양 지질조사 ...156
• 제3절. 기업화 추진방안 ...157
• 제6장. 참고문헌 ...158
• 자체평가의견서 ...161
• 기술개발성과 확약서 ...162
• 연구결과 활용계획서 ...163
• 보고서 초록 ...168