초록 ▼

연구개발결과
CMPS는 대기에 존재하는 여러 종류의 가스 오염물질을 원거리에서 동시에 관측 및 분석하여 사용자에게 가스오염물질의 분포를 다지점을 동시에 보여주는 장점을 가지고 있어서 넓은 공단 및 도시의 오염 발생원을 효율적으로 모니터링 할 수 있다. 차등 흡수 분광법 이론을 근거로 한 CMPS의 prototype, 시스템의 분석 알고리즘 및 신호처리 기술이 개발 되었다. 시스템은 크게 수신부과 신호를 처리하는 분광기와 검출기로 이루어졌다. 네 개의 가지를 가진 광섬유을 이용하여 네 개의 다른지역을 하나의 장비로 동시에 측정할

연구개발결과
CMPS는 대기에 존재하는 여러 종류의 가스 오염물질을 원거리에서 동시에 관측 및 분석하여 사용자에게 가스오염물질의 분포를 다지점을 동시에 보여주는 장점을 가지고 있어서 넓은 공단 및 도시의 오염 발생원을 효율적으로 모니터링 할 수 있다. 차등 흡수 분광법 이론을 근거로 한 CMPS의 prototype, 시스템의 분석 알고리즘 및 신호처리 기술이 개발 되었다. 시스템은 크게 수신부과 신호를 처리하는 분광기와 검출기로 이루어졌다. 네 개의 가지를 가진 광섬유을 이용하여 네 개의 다른지역을 하나의 장비로 동시에 측정할수 있는 광학계와 CCD 제어에 대한 연구가 이루어 졌다. 신호처리는 차등 흡수 분광법을 바탕으로 태양 산란광을 신호로 받는 점을 고려하여, Franunhofer structure들, Ring effect, Solar Io effect를 보정 하고, 검츨기 CCD 에 의해 발생되는 dark current, offset 및 노이즈를 제거하는 방법에 대한 이론 및 산란광으로 받은 데이터에 처리하는 방법이 연구 되었다. CMPS를 이용하여 받은 스펙트럼을 분석하는 알고리즘 및 신호처리 기술이 개발 되었으며 신호대 잡음비를 실측하여 신호에 대한 신뢰성을 검증하였다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results
The developed CMPS system has successfully retrieved four positional NO₂ slant column density distribution of a NO₂ cell in the laboratory. The NO₂ image consists of 64 vertical pixels and 57 horizontal pixels. The detection limit was estimated to be 0.

Ⅳ. Results
The developed CMPS system has successfully retrieved four positional NO₂ slant column density distribution of a NO₂ cell in the laboratory. The NO₂ image consists of 64 vertical pixels and 57 horizontal pixels. The detection limit was estimated to be 0.95 ppbv/1 km for NO₂ via measurements of blank samples. The system's precision was tested by measuring the same sample 20 times and found to be ±1.7%. Finally, the CMPS was operated 3.04 km from a power plant in order to retrieve four positions NO₂ distribution around its stacks. The NO₂ spatial distribution over an four positions was successfully obtained using the developed CMPS system.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약서 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 9
• 목차 ... 11
• 표 목차 ... 14
• 그림 목차 ... 15
• 제1장 서 론 ... 21
• 제1절 연구개발과제의 개요 ... 23
• 1. 연구개발의 중요성(필요성) ... 23
• 가. 연구개발의 중요성(필요성) ... 23
• 2. 연구개발의 국내외 현황 ... 30
• 가. 국내의 기술개발동향 ... 30
• 나. 해외의 기술개발동향 ... 31
• 3. 연구개발 대상 기술의 차별성 ... 32
• 가. 차별성 ... 32
• 나. 주관기관의 관련기술 보유현황 ... 32
• 제2장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 35
• 가. 연구개발의 최종목표 ... 37
• 제1절 다지점 동시 감시 시스템 시작품 개발 ... 39
• 1. 광학구성품 선정 및 다경로 지점 동시 감시용 시스템 prototype 제작 ... 39
• 가. 광원 및 광 송수신부광학 구성품 선정과 연구수행 내용 및 결과 ... 41
• 2. 다경로 지점 동시 감시용 시스템 prototype 제작 ... 69
• 가. 다경로 지점 동시 감시용 시스템 prototype의 구조 및 특성 ... 69
• 나. 시스템 온도 자동조절기 개발 ... 71
• 다. 자동화운용을 위한 측정알고리즘 연구와 측정/분석 프로그램 개발 ... 72
• 3. 실용화 시스템 완성 및 배출량 감시를 위한 최소/대 검출한계확보 ... 72
• 제2절 시스템 자동화 운용 및 분석 프로그램 완성(위탁) ... 74
• 1. CMPS 시스템 관측 자료처리 알고리즘 개발 ... 74
• 가. 대기 중 기체산출 알고리즘 ... 74
• 나. 가스오염물질 농도 결정 알고리즘 ... 77
• 2. 알고리즘 수행을 위한 프로그램 프레임 개발 ... 80
• 가. 가스오염물질 산출 프로그램 ... 80
• 나. 가스오염물질 결정 프로그램 보완 ... 81
• 3. 자동분석 프로그램 개발 ... 83
• 가. NO2, SO2, HCHO, O3 농도 동시결정 프로그램 개발 ... 83
• 나. NO2, SO2, HCHO, O3 농도 동시결정 프로그램 코드 ... 87
• 4. 다경로 지점 동시 감시용 시스템의 자동화를 위한 연구 ... 87
• 가. 분광기 자동 영점 보정 ... 87
• 나. 분광기 자동 측정 알고리즘 및 데이터 저장 ... 91
• 제3절 실내/외 측정을 통한 성능 평가 ... 93
• 1. 민감도, 정확도, 정밀도, 최소 검출한계 평가 ... 95
• 가. 최소검출한계 평가 ... 95
• 나. 정밀도(Precision) ... 97
• 다. 민감도 테스트 (sensitivity test) ... 98
• 2. 야외30 일 이상 장기 관측시 TMS를 통한 관측 값 검증유무와 측정 데이터 +/- 10% 미만 오차 검증 ... 103
• 제3장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 115
• 제1절 연도별 연구개발목표의 달성도 ... 117
• 제2절 관련분야의 기술발전 기여도(환경적 성과 포함) ... 118
• 제4장 연구개발결과의 활용계획 등 ... 121
• 제1절 연구성과 활용계획 ... 123
• 1. 경제사회적 성과달성 계획 ... 123
• 가. 사업화 추진계획 ... 123
• 나. 고용창출 계획 ... 123
• 다. 비용절감 계획 ... 123
• 라. 기술이전 계획 ... 123
• 마. 매출추진 계획 ... 123
• 2. 과학기술적 성과달성 계획 ... 124
• 가. 지식재산권 획득 계획 ... 124
• 나. 국내외 신기술 신제품 등 관련 인증 계획 ... 124
• 다. 국내외 전문학술지 게재 계획 ... 124
• 라. 국내외 학술회의(세미나) 발표 계획 ... 124
• 3. 국제협력 계획 ... 124
• 가. 기술무역 계획 ... 124
• 나. 인력교류 ... 124
• 다. 국제협력 기반 계획 ... 124
• 제2절 NTIS에 등록한 연구시설·장비현황 ... 125
• 1. 등록장비 현황 ... 125
• 가. 장비명(해당사업의 장비명만 기입) ... 125
• 제5장 참고문헌 ... 129
• (부록) ... 137
• 1. 시스템 콘트롤러 부품도와 회로도 ... 139
• 2. 시스템 도면 (부품도) ... 145
• 3. 시스템 제어 Firmware (분광기 & Reference 제어) ... 147
• 4. NO2, SO2, HCHO, O3 농도 동시결정 프로그램 코드 ... 158
• 5. 발표논문 ... 177
• 끝페이지 ... 193