플라스틱 가연물의 종류에 따른 광학적 특성 차이

Difference in Optical Characteristics according to the types of Plastic

선행연구에서 본 연구진은 다양한 가연물을 대상으로 광전식 연기감지기의 obscuration threshold를 측정 및 발표한 바 있으며, 광산란 방식은 가연물에 따라 화재에서 발생되는 일정한 연기 농도에 감지기를 작동시키지 못하는 본질적인 한계를 보고하였다. 따라서 다중 각도를 갖는 하이브리드 챔버의 제작을 통해 연기가 유입되었을 때, 다양한 분석 방법을 적용하여 광학적 특성을 분석한 결과 가연물의 구분이 가능한 방법 및 각도를 도출하였다. 이러한 결과는 연기 입자의 색상, 크기, 밀도 및 형태 등에 따라 차이가 발생되는 것으로 판단된다. 이에 본 연구진은 연기 입자의 크기 및 색상이 다양하게 존재하는 플라스틱을 대상으로 나타나는 광학적 특성의 차이를 통한 현상을 구분하는 연구를 수행하고자 한다. 이를 위하여 챔버 내부에 산란광의 분포를 분석하기 위하여 1개의 발광부와 15o 간격의 각도(15o~180o, 11개)를 갖는 하이브리드 챔버를 통해 광학적 특성을 분석하였다. 이때 플라스틱의 종류에 따른 연기 입자 특성(색상 및 크기)의 차이가 발생되는 실험적 결과를 바탕으로 5종류(polypropylene(PP), polyethylene(PE), Polyurethane(PU), polyvinyl chloride(PVC), polystyrene(PS))가 선정되었다. 또한 가연물 및 각도에 따른 산란광의 비, 비대칭성 각도의 비 및 광산란과 광소멸의 비율을 통해 정량적인 차이에 대한 상세 분석이 이루어졌다. 결론적으로 하이브리드 챔버 내부에서 광산란 및 광소멸 방식을 동시에 적용하여, 동일한 플라스틱 계열의 가연물에서 발생되는 연기 입자의 색상 및 크기에 따른 통계적 및 확률론적 영역의 광학적 특성이 나타나는 현상을 분석하였다. 후속 연구로써, 연기 입자 색상 및 종류의 구분이 가능한 지표를 제시하기 위하여 가연물의 범위를 확대 및 결과를 구축하고자 한다. 또한 비화재보(수증기, 냉동육류 조리, 먼지 등)에서 측정되는 광학적 특성을 분석함에 따라 화재에서 발생되는 연기와 구분이 가능한 지표에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.