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보고서 초록
요약문
SUMMARY
CONTENTS
목차
제1장 서론 18
1.1. 연구개발의 필요성 18
1.2. 연구개발의 목표 및 내용 28
제2장 국내·외 기술개발 현황 31
2.1. 기술 개발 현황 31
2.2. 세부 기술사항의 분석 32
2.3. 시장 규모 분석 40
제3장 연구개발수행 내용 및 결과 42
3.1. CO&CO2 멀티가스센서 모듈 42
3.2. 실 화재 시험 62
제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 99
4.1. 연구 평가에서의 고려 사항 99
4.2. 연구 평가의 착안점 및 달성도 100
4.3. 대외 기여도 101
제5장 연구개발결과의 활용계획 103
5.1. 추가 연구의 필요성 103
5.2. 기업화 추진 방안 및 기대효과 103
연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 104
참고문헌 105
연구결과 활용계획서 106
최종 보고서 초록 115
표 1.1. 접촉식과 광학식의 가스 센서 비교 22
표 1.2. CO + CO2 멀티 센서의 기본 사양 29
표 2.1. 국내·외 기술수준 비교 32
표 2.2. 데이터 테이블 방식과 함수 방식의 교정 방법 비교 37
표 2.3. 시장 규모 40
표 2.4. 화재 감지기 및 경보기 국내시장 41
표 3.1. 금도금 표면의 반사율 44
표 3.2. 광 도파관의 광 효율성(반사율 90% 적용) 44
표 3.3. 광원의 비교 48
표 3.4. 열 감지형 광 검출기 49
표 3.5. 신호 증폭비 50
표 3.6. 데이터 검출 조건 52
표 3.7. CO2 농도 측정 표준장비 55
표 3.8. CO 농도 측정 표준 장비 55
표 3.9. 교정데이터 취득 프로세스 56
표 3.10. 일부 가연물의 물리화학적 데이터 72
표 3.11. 환기부족 화재에 대한 상부층 온도 및 평균수율계수 73
표 3.12. 환기부족 소규모 구획실 화재실험에 대한 준 정상 상태의 평균 화학종 농도 요약 75
표 3.13. 광전식 스포트형 연기 감지기의 동작 기간 86
표 3.14. 연기 감지기의 동작 시간 89
표 3.15. 연기 감지기의 동작 시간 92
표 3.16. 데이터 종합 93
표 3.17. 연소의 패턴 94
표 4.1. 연구 개발 목표 및 달성도 100
그림 1.1. NDIR CO + CO2 multi gas sensor의 개념 24
그림 2.1. 화재 경보기 수입액 35
그림 2.2. 화재경보기 수출액 36
그림 3.1. 2개의 광 경로를 갖는 광도파관 43
그림 3.2. 광도파관 시뮬레이션 43
그림 3.3. 결합된 형태의 광 도파관 45
그림 3.4. 상/하판 분리된 형태(내부) 45
그림 3.5. 광 도파관과 회로가 결합된 형태 50
그림 3.6. 데이터 검출 프로그램을 개발하기 위한 데이터 취득 방법 51
그림 3.7. BL 함수 fitting한 결과 53
그림 3.8. ELT 함수 fitting 53
그림 3.9. CO2, CO센서 교정 테스트 시스템 54
그림 3.10. CO 농도별 전압 변동 데이터 그래프 예시 57
그림 3.11. CO, CO2 농도별 데이터 ELT함수 fitting 예 57
그림 3.12. CO2 센서의 정확도 시험 58
그림 3.13. CO 센서의 정확도 시험 59
그림 3.14. 담배연기에 의한 CO2 & CO 농도 변화 60
그림 3.15. 종이화재 시 연기에 의한 광전식 감지기의 연기 감쇄 특성 64
그림 3.16. 목재화재 시 연기에 의한 광전식 감지기의 연기 감쇄 특성 66
그림 3.17. 혼합분율 연소모델 69
그림 3.18. 목재의 연소 시 생성된 연기의 분율 70
그림 3.19. 헵탄의 연소 시 생성된 연기의 분율 70
그림 3.20. 연기 챔버 76
그림 3.21. 화재 실험실의 구조 78
그림 3.22. 화재 실험실의 외관 79
그림 3.23. 화재 실험실 내부 79
그림 3.24. 실화재 실험실의 구성도 80
그림 3.25. 현장 데이터 모니터링(센서-(USB)-노트북) 80
그림 3.26. 목재화원 82
그림 3.27. 종이화원 83
그림 3.28. 유류화원 84
그림 3.29. 목재의 연소 시 CO2 발생량 및 속도 85
그림 3.30. 목재의 연소 시 CO 발생량 및 속도 86
그림 3.31. 아날로그 연기 감지기의 연기 농도 변화량 측정(목재화재) 87
그림 3.32. 종이의 연소 시 CO2 발생량 및 속도 88
그림 3.33. 종이의 연소 시 CO 발생량 및 속도 88
그림 3.34. 아날로그 연기 감지기의 연기 농도 변화량 측정 89
그림 3.35. 유류의 연소 시 CO2 발생량 및 속도 90
그림 3.36. 유류의 연소 시 CO 발생량 및 속도 91
그림 3.37. 유류의 연소 아날로그 연기 감지기의 연기 농도 변화량측정 92
그림 3.38. 가스(연기, CO2, CO)농도 측정에 의한 연소(화재)의 진행 패턴 94
그림 3.39. 각 step의 기울기 예시(3,6,9번째 step) 96
그림 3.40. 화재 감지 알고리즘 98
초록보기 더보기
I. 제목
신개념 화재 감지기용 CO & CO2 멀티가스 감지기 개발
II. 연구개발의 목적 및 필요성
비화재보 및 화재 초기 감지능력을 향상시킨 신개념 복합 화재감지기 개발을 위해 이산화탄소(CO2)와 일산화탄소(CO)를 동시에 검지할 수 있는 NDIR 방식의 멀티가스센서를 개발하고 이를 현재 사용중인 연기감지기와 함께 실화재 시험을 실시하여 CO2, CO, 연기 발생량을 모니터링하고 최적 화재감지 알고리즘을 도출하기 위함이다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
1. CO&CO2를 동시에 측정할 수 있는 멀티가스센서 모듈 개발
2. UL기준 실화재 시험 실시
3. 발생되는 CO&CO2, 연기농도를 모니터링하고, 데이터를 분석하여 비화재보 및 빠른 감지능력을 발휘하는 최적 알고리즘을 개발.
IV. 연구개발결과
1. CO&CO2 멀티가스센서 모듈의 광공동, 회로개발, S/W를 개발함.
2. CO2 & CO 멀티가스센서의 성능 확인 시험을 통해 센서의 기본성능을 검증함
3. 멀티가스센서와 연기감지기의 연소시험, UL규격에 의한 실 화재 실증 시험 실시함.
가. Test Fire의 시험방법 조사 분석함 (UL 268의 Test Fire 중심)
나. 기존 연기감지기 시험기에서의 기존시험법에 따른 CO, CO2 발생 정도 측정 시험함.
다. 한국소방산업기술원 실화재 시험장에서 UL규격으로 소재별 화재 실증 시험을 통해 알고리즘 도출용 시험결과를 확보함. (종이, 목재, 유류)
4. 모듈 감응 속도향상을 위한 케이스 기구물 개발
5. 개발된 멀티센서와 연기감지기의 실 화재 시험을 통해 얻은 데이터를 분석하여 최적의 화재감지 알고리즘을 도출함.
V. 연구개발결과의 활용계획
연구개발 결과를 통해 확보한 CO2&CO멀티가스센서와 기존의 연기감지기를 이용하여 얻은 실화재 시험 결과와 도출한 최적 화재감지 알고리즘을 적용시킨 신개념 화재감지기 제품화 연구개발을 추진할 계획이다.
(1단계:CO+연기감지기, 2단계: CO2+CO+연기감지기)
이와 더불어 CO2 및 CO와 연기감지기를 접목한 비화재보 작동이 최소화된 신개념 화재감지기 관련법의 개정을 추진할 계획이다.
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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