산소소모 열량 측정법 기반의 열발생률을 측정하기 위한 헬스 케어용 산소센서의 적용

• 영문명: Application of Oxygen Sensor for Healthcare to Measure Heat Release Rate Based on Oxygen Consumption Calorimetry
• 발행기관: 한국화재소방학회
• 저자명: 윤홍석(Hong-Seok Yun) 류상훈(Sang-Hoon Ryu) 황철홍(Cheol-Hong Hwang)
• 간행물 정보: 『한국화재소방학회논문지』Vol.35 No.2, 134~142쪽, 전체 9쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2021.04.30

국문 초록

열발생률 측정을 위한 산소소모열량계 시스템에서 샘플링 가스의 화학종 분석을 위한 CO/CO2 및 O2 분석기는 시스템의 구축비용을 증가시키는 주 요인이다. 본 연구에서는 기존의 고가형 장치와 유사한 성능을 가지는 보급형 장치를 개발하기 위한 실험적 연구가 수행되었다. 열발생률 측정에 대한 CO/CO2 분석기의 기여도를 평가하기 위해 다양한 화재성장률의 확산화염을 대상으로 CO/CO2의 측정여부에 따라 비정상 및 정상상태에 대한 측정성능이 검토되었다. 그 결과 O2 농도만을 고려하더라도 열발생률의 적절한 측정이 가능함을 확인하였다. 이를 바탕으로 헬스 케어용 산소센서를 이용해 제작된 보급형 O2 분석기의 측정성능이 검증되었다. 다양한 화재성장률을 갖는 확산화염에 대한 보급형 O2 분석기의 검증 결과, 비정상 및 정상상태 화원에 대해 10% 이내의 상대오차를 가지며, 열발생률 측정에 활용이 가능함을 확인하였다.

영문 초록

In an oxygen consumption calorimeter system for measuring heat release rate, the CO/CO2 analyzer and the O2 analyzer for chemical species analysis of the sampling gas are the main factors that increase the construction cost of the system. In this experimental study, a low-cost device with performance similar to that of the existing high-cost device was developed. To evaluate the contribution of the CO/CO2 analyzer to the measurement of the heat release rate, the performance of unsteady and steady-state conditions depending on whether CO/CO2 was measured for diffusion flames with various fire growth rates was examined. As a result, it was confirmed that when only the O2 concentration was considered, the heat release rate could be measured accurately. Based on these results, the measurement performance of a low-cost O2 analyzer manufactured using an oxygen sensor for healthcare was verified. As a result of the verification of the low-cost O2 analyzer for diffusion flames with various fire growth rates, it was confirmed that the relative error was within 10% for unsteady and steady-state fire sources and can be used to measure the heat release rate.

목차

1. 서론

2. 산소소모열량계 및 산소센서

3. 실험조건 및 방법

4. 실험결과 및 분석

5. 결론

키워드

Oxygen consumption calorimeter Heat release rate O2 sensor for healthcare