진백 이
- 2020년 7월 16일
- 2분 분량

PPM, LEL, VOL - 가스단위의 의미와 변환

최종 수정일: 2022년 10월 9일

1) 가스 단위

PPM

Part Per Million의 약자로 가스 농도를 100만 분의 1 단위로 나타낸 것이며,

100만 부피의 공기에 포함되어 있는 특정 가스의 부피 농도를 의미하는 무차원 단위입니다.

예를 들어 일정한 부피를 가지는 무게가 1인 공기 속에 그 무게의 100만 분의 1 무게인 특정 가스가 있을 때 그 가스는 1PPM이 되는 것입니다.

PPB

Part Per Billion의 약자로 가스 농도를 10억 분의 1 단위로 나타낸 것입니다.

VOL(%)

물리적인 부피 단위이며 단위 체적 100%에 대하여 특정 가스가 차지하는 비율을 나타낸 것입니다. 따라서 10 vol%란 100% 공간 내에 해당 가스가 10%만큼의 비율을 차지하고 있음을 의미합니다.

VOL(%)와 PPM의 관계

10vol% = 100,000PPM

1vol% = 10,000PPM

%LEL

Lower Explosion Limit의 약자로 가연성 가스가 폭발할 수 있는 최소한의 한계 농도를 100분의 1 단위로 나타낸 것입니다. 주로 가연성 가스등을 계측할 때 사용되는 단위입니다.

PPM, VOL, LEL 중 VOL 단위의 크기가 가장 크며, 일반적인 경우 정확한 측정을 위해 PPM이 사용되고 LEL은 폭발 테스트 등에 사용됩니다.

각 단위 별 관계에 대해 예를 들자면 폭발하한농도 5vol%인 메탄이 10%LEL일 때 다음과 같은 대응 관계를 갖습니다.

10%LEL = 5000PPM = 0.5vol%

2) PPM, LEL 단위 변환

PPM = %LEL*LEL(vol%)*100

예) 35%LEL의 메탄(CH4) 이 2vol% 인 경우

PPM = 35(%LEL) * 2(vol%) * 100 = 7000PPM

%LEL = PPM/(LEL(vol%)*100)

예) 300PPM의 프로판이 1.2vol% 인 경우

%LEL = 300(PPM)/(1.2(vol%)*100) = 2.5%LEL

LEL과 VOL 사이의 관계는 각 표준에 따라 정의됩니다. 이를테면, 중국은 메탄의 폭발하한농도를 5vol(%)로 정의하는 반면 독일은 4.4vol(%)로 보다 엄격하게 정의하고 있습니다.

3) PPM and mg/m^3

공기 중의 가스에 대한 농도 단위는 2가지 방식으로 표시할 수 있습니다.

질량 농도 표시 : 공기 1톤 당 포함된 가스의 질량 [mg/m^3]

부피 농도 표시 : 공기 100만 부피에 포함된 가스에 대한 부피 [PPM]

4) PPM과 mg/m^3의 관계

대기 중 가스의 표기 방법으로 질량농도 단위 [mg/m^3]를 이용하여 가스의 양을 쉽게 계산할 수 있습니다. 하지만 가스의 온도, 압력 및 기타 환경 조건에 의해 그 값이 변화하기 때문에 실제 측정을 하기 위해서는 온도 및 대기압을 동시에 측정해야 합니다. 반면 PPM단위는 부피에 대한 비율을 이용하기 때문에 이러한 문제가 발생하지 않습니다.

5) PPM과 mg/m^3의 변환식

mg/m^3 = M/22.4 * PPM * (273/(273+T)) * (Ba/101325)

M : 기체 분자량

T : 온도

Ba : 압력