광학적 특성을 이용한 연기 및 비화재 입자 감지 기술

• 영문명: The Detection Technology of Smoke and Nuisance Aerosols Using Optical Characteristics
• 발행기관: 한국화재소방학회
• 저자명: 김우근 장효연 황철홍 김수철
• 간행물 정보: 『한국화재소방학회 학술대회논문집』2024년도 추계학술대회 논문집, 13~13쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2024.10.25

국문 초록

화재 시 조기 감지 측면에서 효과적인 광전식 연기감지기는 단순한 구조와 원리를 가지고 있어 설치 및 기능상의 한계가 존재한다. 이를 개선하기 위해 본 연구진은 광전식 연기감지기의 작동 특성이 연기 색상에 의존하는 한계의 극복하고자 Light scattering chamber (LSC)를 통해 측정되는 광학적 특성을 활용한 지표를 보고한 바 있다. 또한 단순한 형상을 갖는 LSC에서 다양한 가연물로부터 발생되는 화재 연기 입자 및 nuisance aerosols의 광산란 특성을 분석함에 따라 분류 가능성이 보고된 바 있다. LSC는 1개의 발광부인 650 nm 파장의 레이저 모듈과 다양한 각도(15°~180°, 11개)의 수광부를 갖도록 설계되 었다. 각 조건에서의 산란 계수를 산출하기 위해 요구되는 수평 투과 값(Collimated Transmission, CT) 및 전방 산란 값(Total Transmittance, TT)이 분석되었다. 이때 CT는 화재 연기 입자 및 nuisance aerosols가 광원을 통과할 때 산란이나 흡수 없이 직진하는 정도를 측정하는 방법으로 0°에서 측정된다. TT는 화재 연기 입자 및 nuisance aerosols에 의해 광의 진행 방향과 동일한 방향으로 이루어지는 산란을 의미하며, 0°, 15°, 30°, 45°, 60°, 75°에서의 산란광을 통해 분석되었다. 이러한 광학적 특성에 의해 측정되는 주요 변수들의 조합을 통해 산란 계수가 도출되었다. 주요 결과로써 CT 및 TT의 개념을 활용한 산란 계수를 통해 화재 연기 입자와 nuisance aerosols의 광학적 특성이 분석되었으며, 각 조건에서 정량적인 수치가 평가되었다. 이는 화재 연기 입자 및 nuisance aerosols에서 의 산란 특성 차이에 기인하며, 이러한 차이는 각 상황에서 구분할 수 있는 지표로 활용될 수 있을 것이라 기대된다. 향후 다양한 파장대에서의 복합적인 검토를 위하여 화재 연기 입자 및 nuisance aerosols의 광학적 특성의 분석을 통하여 화재 감지 시스템의 신뢰성에 기여할 수 있을 것이라 판단된다.

키워드

Light scattering Forward scattering Scattering coefficient Smoke particles Fire detection