유지문감식 선진화기법 개발

유지 관리 명세서 자동화 프로그램 보고서. 유지보수 도어형 자동화 프로그램 설계 및 시제품 개발.

그림 3.1.22 광분해산물 해수용존상 추출액의 PCA 통계분석 ·················175 그림 3.1.23 Bonn-OSINET meeting 2018 주요 사진 ······························179

연구개발의 필요성

연구개발 목표

본 연구는 현장의 기름유출에 대한 신속한 분석과 행위자 선정, 수상한 선박을 압착할 수 있는 현장정비항 식별시스템 개발을 위한 국내외 최신 연구성과를 반영하여 선진국의 신뢰. 그 목적은 객관적이고 신속하게 식별할 수 있는 프로토콜 및 자동화 프로그램을 개발하는 것입니다(그림 1.1.3).

연구개발 내용

수입원유 및 유통 제품유 물성 , 화학적 D/B 구축

원유 , 제품유 및 선박사용 유류 D/B 구축

분석 및 검증된 데이터는 케모메트릭스를 이용한 오일의 물리화학적 특성 예측모델 개발을 위한 데이터로 활용하였다. 올해는 SIDIS(Simulated Distillation System)를 사용하여 온도별 오일 점도 데이터와 증류 컷 정보를 얻었습니다.

그림 2.1.1 국내 정유사별 MFO 180의 GC-FID크로마토그램 차이

AIDIOS2 모델을 이용한 유출 경과시간 추정

② ADIOS2에서 풍파, 수질, 유출 정보(유출 시나리오) 정보를 입력합니다. ADIOS2에서 예측된 값과 비교하여 미세유체법으로 측정된 유출물의 점도를 사용합니다.

유출유 경시변화에 따른 유류 물성・화학적 조성변화 측정

시간 경과에 따른 GC/FID 분석 결과, 풍화가 진행됨에 따라 유성 탄화수소의 분해 패턴이 명확하게 드러났습니다. 유출유는 햇빛에 의해 광분해 풍화작용을 한다. 이는 1-MPy가 2-MPy보다 광분해에 더 많은 영향을 받는 결과로 해석된다.

광분해에 의한 C1-플루오란텐/피렌의 개별 화합물 변화율. 이란산 원유와 MGO에는 MA 화합물이 포함되어 있지 않기 때문에 광분해에 의한 분해는 확인되지 않았다. 그러나 MFO-180의 경우 중우주 풍화실험에서 하절기의 경시변화에 따라 MA가 MP에 비해 상대적으로 빠르게 감소하는 경향을 보였으며 대부분 96시간 이후에 분해되는 경향을 보였다.

케모메트릭 활용 유류 물리․화학적 특성 예측모델 보완

케모메트릭 분석기법을 활용한 유류 물성․화학적 조성 예측

PCA(Principal Component Analysis)는 다변량 데이터에서 가능한 한 많은 정보를 캡처하고 서로 독립적인 소수의 새 변수를 만들고 다차원 데이터를 2D 또는 3D 주성분 공간으로 추출하는 통계 기법입니다. 글로벌 모델을 통해 사용자는 유형별로 모든 오일 샘플 간의 중요한 차이점을 구별할 수 있습니다. 하위 모델에서는 PLS-DA 분석 방법이 두 그룹 간의 차이를 보여줌으로써 보다 명확하게 분류되었다.

수입 원유 50종을 하위 모델로 분류하였다. 15가지 유형의 해상 연료유(MFO)는 하위 모델을 사용하여 분류되었습니다.

휴대용 레이저형광검출기 시제품 개발

광학 시스템 개발

저역 통과 필터는 레이저 다이오드에서 방출된 빛이 시료에 의해 반사되거나 산란되어 수광기로 들어가는 것을 방지하는 역할을 합니다. 레이저가 꺼진 상태에서도 주변광을 측정했습니다. 광학 시스템의 하우징은 주변광 또는 외부광을 차단하도록 제작됩니다.

측정 거리에 따라 레이저의 빔 크기가 크게 변하지 않도록 레이저를 시준하는 데 중점을 두었습니다. labviewer로 작성된 프로그램의 레이저.

측정 프로그램 개발과 결과

레이저의 on/off 제어는 labviewer로 작성된 프로그램과 DAQ(data acquisition) 카드를 이용하여 제어하였으며, on/off 주기는 0.5Hz로 설정하였다. 레이저를 켰다 껐다 할 때마다 분광계로 형광 데이터를 얻어 실시간으로 처리하고 컴퓨터 모니터로 모니터링했다. 한국해양과학기술원에서 3종의 유류를 입수하여 각각의 형광 신호를 두 번째 버전의 광센서로 측정하였다.

광학 시스템의 소형화

광학 부품 사이의 거리가 짧아짐에 따라 레이저와 렌즈 사이의 거리를 줄일 수 있어 하나의 미러가 아닌 광학 시스템 구성이 가능합니다. 기존의 광학 시스템은 컴퓨터의 실험실 뷰어 프로그램에서 신호를 생성하고 데이터 수집(DAQ)을 통해 상용 레이저 컨트롤러로 보냅니다. 광학 시스템은 전송 방식으로 작동되었습니다.

광학 시스템 자체의 크기를 최소화하기 위해 각 광학 부품을 장착하기 위한 새로운 홀더를 설계 및 제작했습니다(그림 2.3.16). 현재 캐비닛에 세 번째 광학 시스템이 구축되고 있습니다.

그림 2.3.13 두 번째 광학 시스템(왼쪽)과 세 번째 광학 시스템(오른쪽)

스마트폰 센서 기반 현장용 장비 개발

래즈베리 파이를 이용한 분광분석법

획득한 이미지를 Raspberry Pi로 가져옵니다. Raspberry Pi는 Linux OS에서 실행되며 Prototype-A에 부착된 작은 터치스크린 LCD 패널은 모니터 및 사용자 입력 역할을 모두 수행합니다. Prototype-A 개발 중 편의를 위한 Razbe.

Prototype-A는 리튬 이온 배터리로만 구동됩니다. Prototype-A를 사용한 오일 샘플의 분광 테스트 결과.