KR0149632B1 - 가스센서 오염보정장치 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가스센서를 이용한 오염보정을 제어하는 방법에 관한 것으로서 더 자세하게는 조리기의 사용으로 실내에 가스가 유출되어 외부로 가스를 배출되도록 공기순환장치를 구동시키기 위해 가스를 감지하는 감지센서가 장시간 사용으로 오염되거나 가스센서의 초기값이 높은 센서를 사용하더라도 가스센서의 오염정도와 현재실내의 오염감지값을 비교하여 공기순환장치를 강제동작시키게 되므로 항상 쾌적한 실내환경을 마련하게 되는 효과를 얻는다.

Description

가스센서 오염보정장치 및 제어방법

제1도는 일반적인 실내의 오염감지장치.

제2도의 (a)는 종래의 가스센서가 절대제어하여 나타낸 그래프.

(b)는 종래의 가스센서가 절대제어를 나타내는 흐름도.

제3도의 (a)는 종래의 다른 실시예를 나타내는 가스센서의 상대제어 그래프.

(b)는 종래의 다른 실시예를 나타내는 가스센서 상대제어 흐름도.

제4도의 (a)는 본 발명의 오염등급을 결정하는 그래프.

(b)는 본 발명의 가스센서가 감지한 내용에 의해 제어되는 동력구동장치의 동작조건.

제5도는 본 발명의 가스센서의 오염에 따른 기준전압값 변동 그래프.

제6도는 본 발명의 오염정도에 따라 제어되는 동작을 나타낸 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

S1~S6 : 단계 P : 최대값

10 : 마이컴 20 : A/D변환

30 : 센서 40 : 공기순환장치

60 : A모드 70 : B모드

80 : C모드

본 발명은 조리기의 가스센서 오염보정제어방법에 관한 것으로서 더 자세하게는 조리기의 사용시 또는 실내에 가스가 유출되었을 경우 외부로 가스를 배출되도록 공기순환장치를 구동시키기 위해 가스를 감지하는 감지센서가 장시간사용으로 오염되거나 가스센서의 초기값이 높은 센서를 사용하더라도 가스센서가 오염정도와 현재실내의 오염감지값을 비교하여 공기순환장치를 강제 동작시키게 되므로 항상 쾌적한 실내환경을 마련하는 제어방법에 관한 것이다.

통상적으로 사용되는 실내공기오염장치는 제1도와 같이 실내의 공기오염의 정도를 측정하기 위한 센서(30)와, 상기 센서(30)의 아날로그 신호를 데이타화하기 위해 디지탈신호로 A/D변환(20)하는 마이컴(10)은 실내의 오염 정도를 판별에 따라 공기가 실외로 배출되도록 신호를 출력시키며, 상기 마이컴(10)이 출력한 신호의 레벨에 따라 작동되는 공기순환장치(40)로 구성되어 있다.

위와 같이 구동되는 공기의 오염방지장치는 어느 특정한 온도에서 전기적인 저항의 변화에 따라 검출하는 써미스트를 이용한 온도센서와 금속산화물을 첨부한 산화 반도체의 도전율에 따라 산소분압으로 가스량이 감지되는 가스센서(30)로부터 입력되는 신호를 A/D변환기(20)에서 디지탈신호로 변화하여 마이컴(10)에 입력되면 상기 마이컴(10)은 메모리에 입력된 기준값과 A/D변환기(20)로부터 입력되는 신호를 비교하여 A/D변환기(20)로부터 입력되는 신호값이 기준값보다 클 경우 공기순환장치(40)를 구동하여 실내의 오염된 공기를 외부로 배출하여 실내공기를 안정되게 유지할 수 있도록 하며 오염된 공기가 외부로 배출되어 내부공기가 청정한 상태를 유지할 때에는 센서(30)의 출력이 가변하여 A/D변환기(20)로부터 입력되는 신호값이 기준값 이하일때 공기순환장치(40)의 구동을 멈추게 된다.

위와 같이 동작하는 실내오염보정장치는 실내공기의 오염정도에 따라 공기순환장치의 구동속도를 조절하게 되는데 이와 같이 공기순환장치(40)를 조절하는 과정을 설명하면 제2도 (a) 및 (b)의 가스센서가 실내오염도를 절대제어방법에 따라 전압변화를 나타낸 것으로서 시간변화에 따라 가스센서(30)가 실내주위에 분포하고 있는 가스량의 고,저를 전압 레벨로 표시하게 되는데, 상기 전압레벨의 표시는 약전압일 경우 V₁으로 나타내며 V₁보다 높은 전압을 V₂로 표시하게 되어 각 전압의 높낮이는 V₁V₂V₃가 되며, 오염정도는 전압레벨범위인(ΔV₁,ΔV₂,ΔV₃)으로 나타내게 되는데 각 전압레벨중 ΔV₁은 오염정도가 가장 낮은 정도를 의미하며, ΔV₂은 오염정도가 비교적 실내공기가 오염된 상태를 의미하고, ΔV₃은 오염정도가 가장 심각한 상태를 의미하게 된다.

위에서 센서가 감지한 오염정도에 따라 공기순환장치(40)가 작동되는 조건은 가스센서(50)가 ΔV₁값으로 감지하면 가스량검출이 적은 것으로 간주하여 공기순환장치(40)를 A모드로 설정하고 나서 약하게 동작시키게 되며 ΔV₂값으로 감지하면 실내공기의 오염상태에 이르게 되었음을 알고 B모드로 설정하고 중간정도로 동작시키고 ΔV₃값으로 감지하면 오염상태가 매우 심각한 것으로 판정하여 공기순환장치(40)는 C모드가 설정됨에 따라 강하게 동작하게 된다.

그러나, 가스센서는 장시간 동안 실내의 오염도를 측정시키기 위해 조리기의 일정거리에 노출되어 있기 때문에 조리기에서 발생되는 유해가스가 실내를 순회하면서 유동하는 먼지 및 가스로 인해 센서부위가 오염되어 있으므로 오염된 센서로 실내의 가스량을 검출하고자 할 때 센서는 전원인가시 갑지를 시작한 순간부터 최소오염값 V₁보다 높은 오염 정도의 값은 V₁'으로 측정되어 실내공기가 오염되었음을 간주하여 청정한 실내에서 조차 공기순환장치가 불필요하게 작동을 시작하므로 전력소비는 물론 실내오염을 정확하게 측정시킬 수 없어 제품에 대한 신뢰도를 저하시키게 되는 문제점을 가지고 있다.

종래의 또 다른 실시예를 설명하면 센서에 전원이 인가되어 일정 시간이 경과되면 센서의 출력전압은 어느 순간에는 일정하게 유지되어 안정된 상태를 이루게 됨에 따라 센서의 기준값으로 설정하여 공기순환장치를 동작시키게 되는 상대제어방법에 관한 것으로(단, 일정 순간에 도달하기 전에 오염된 정도가 높더라도 공기순환장치는 동작하지 않는다.) 제어 방법으로는 제3도의 (a) 및 (b)에서 도시한 바와 같이 임의로 기준값을 설정하여 마이컴(10)에 저장시키고 난 후 현재 검출된 가스량의 값을 디지탈값(A/D변환)(20)으로 변환하여 기준값과 현재값을 비교에 의해 가스를 외부로 배출시키게 되는데, 가스센서가 감지한 값(V₁,V₂,V₃)은 오염의 정도의 차이를 전압레벨로 정의하며, 공기오염변화량(ΔV₁,ΔV₂,ΔV₃)은 상기의 전압레벨을 시간의 변화에 평균하여 산출한 값으로 정의하며, 공기순환장치(40)가 작동되는 조건은 센서의 기준값과 현재값을 비교하여 얻어진 비교값을 산정에 의해 센서가 감지한 공기오염변화량이 ΔV₁(V₁~V₂)일 경우 공기순환징치를 A모드(60)로 설정하여 약하게 동작시키고 ΔV₂(V₂~V₃) 경우는 공기순환장치를 B모드(70)로 설정시켜 중간모드로 동작시키며 ΔV₃(V₃이상)는 C모드(80)로 강하게 동작되어 실내의 오염된 공기를 외부로 배출하게 된다.

그러나, 가스센서(30)는 실내 공기의 오염상태에 따라 공기순환장치(40)를 강하게 동작시키거나 약하게 혹은 중간으로 동작시킬 수 있으나 오염된 가스센서(30)는 오염상태를 그대로 유지한 채 실내 가스오염을 감지하게 되므로 공기순환장치(40)는 중간정도로 회전하면서 배출하는 B모드(70)와, 약하게 회전하면서 배출시키는 A모드(60)만이 설정되어 ΔV₃이하인 ΔV₂(V₂~V₃)의 오염범위만을 감지하게 되므로 공기순환장치의 동작은 센서가 감지한 최고의 오염정도일 때 동작되는 C모드(80)가 설정되지 않음에 따라 실외로 배출되는 오염량 보다 실내를 오염시키는 오염가스의 분포면적이 커지므로 실내오염이 가중되어 쾌적한 실내환경을 이룰 수 없게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서 그 목적은 가스센서가 오염되었더라도 오염된 상태에 상응하는 기준값이 자동으로 변경설정되어 정확하게 감지해내 감도율을 상승시키므로 오차의 극소화로 인해 쾌적한 실내공기를 유지시키는 데 있다.

상기의 목적을 달성시키기 위한 본 발명은 가스센서가 실내의 가스량을 검출하여 검출된 마이컴내에서 가스센서의 오염정도를 n등급으로 설정하고 각 등급에 따라 공기순환장치가 동작되도록 제어하는 방법을 갖는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 실내주위의 가스량을 감지하는 가스센서(30)가 오염정도에 따라 전기적신호를 출력하며, 상기 가스센서(30)에 회선으로 연결된 마이컴(10)은 가스량감지값인 아날로그값을 디지탈로 변환(A/D변환)(20)하여 입력받으며 오염상태량을 n등급으로 결정하여 출력시키고, 상기 마이컴(10)에 회선으로 결선되어 실외로 오염된 공기를 배출시키는 공기순환장치(40)를 제어하는 제어방법과, 오염된 가스센서(30)가 입력한 감지값과 실내오염상태를 비교하여 오염등급을 결정하고 이에 상응하는 기준값을 자동으로 변경하므로 실내오염상태에 따라 결정되는 동작조건에 의해 공기순환장치(40)가 제어되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 가스센서(30)가 오염되었더라도 대기중의 가스를 감지하여 마이컴(10)내에 입력신호가 들어가서 A/D변환(20)되면 마이컴(10)내에 저장된 데이타에 의해 가스센서(30)의 오염정도를 설정하고 상기 가스센서(30)의 오염정도에 따라 현재 입력된 실내공기와 비교하여 공기순환장치(40)를 자동으로 동작시키기 위한 것으로서 마이컴(10)내에 저장된 데이타는 아래의 도표와 같다.

위의 도표(1)에서 기준값은 제5도에서 도시한 구형파와 같이 시간변화(t)로 오염정도가 변화하게 되는 측정전압의 결과로서 오염등급은 전압의 크기에 등급을 매겨져 결정되는 데 이때 공기순환장치의 동작조건은 오염등급을 (A모드, B모드, C모드)으로 구분하여 산출하게 되므로 공기순환장치(40)는 오염공기를 외부로 배출시키기 위해 설정하는 모드중 A모드(60)를 설정하게 되면 공기순환장치를 약하게 동작시키게 됨을 의미하고, B모드(70)로 설정하였을 경우는 중간정도로 동작시키며, C모드(80)로 설정되면 강하게 동작시키게 된다.

또한, 상기 기준값(Vs~Vsn)은 오염되지 않은 실내의 공기를 센서(30)가 감지한 전압의 크기로 가스센서의 오염도를 나타낸 것으로 이 기준값에 따라 변동되는 공기오염변동량은 실외로 공기가 배출되도록 동작시키는 공기순환장치(40)의 동작조건 A모드와 기준값과 비교하여 (ΔVAΔVAΔVA...ΔVnA)을 나타내며, 동작조건 B모드와 기준값과 비교하여 (ΔVBΔVBΔVB...ΔVnB)을 나타내고, 동작조건 C모드와 기준값과 비교하여 (ΔVCΔVCΔVC...ΔVnC)을 나타낸다.

상기의 값중 ΔVA,ΔVB,ΔVC가 ΔVnA,ΔVnB,ΔVnC보다 전압이 작은것은 ΔV으로 감지된 값이 조리기의 사용중에 가스가 점차적으로 증가되면서 감지값의 전압레벨이 상승됨을 나타낸다.

상기의 도표(1)에서 나타난 데이타는 마이컴(10)에 저장시켜 다음과 같은 전압범위내에서 오염상태가 감지되면 공기순환장치(40)를 동작시키게 된다.

상기의 도표2와 제4도에서 나타난 그래프를 비교하여 설명하면 공기순환장치(40)의 각 동작조건은 센서(30)가 감지한 출력값의 각 범위내에서 설정되는 데, 이때 센서(30)가 감지한 값은 기준값(Vs)을 초기에 센서가 감지값으로 하여 점차 상승되다가 최대값(P)에 이르면서 하강하기 시작한다.

여기서, 공기순환장치(40)의 동작조건은 센서(30)가 실내의 가스를 최초로 감지하는 순간부터 시작하게 되는데 최초의 감지값(Vs)에서 (ΔVA)에서 (ΔVA)의 범위내에서 오염감지값이 입력되면 A모드(60)를 설정하여 공기순환장치(40)를 약하게 동작시키게 되고 (ΔVA)에서 (ΔVA)의 범위내에 오염감지값이 입력되면 B모드(70)를 설정하여 공기순환장치(40)를 중간정도로 구동시키며, (ΔVA)이상으로 오염감지값이 입력되면 C모드(80)를 설정하여 공기순환장치(40)를 강하게 동작되도록 상기의 도표(1)과 도표(2)에 나타난 데이타값을 마이컴(10)에 저장하게 된다.

따라서, 가스센서(30)가 오염되었더라도 오염되지 않은 주위의 오염도를 감지한 값을 마이컴(10)에 입력하여 센서가 감지한 값을 오염된 등급으로 정하고 정해진 등급에 따라 판정된 오염상태를 환기시키기 위해 공기순환장치(40)를 구동시키며 실내의 오염된 공기를 외부로 배출시키게 되는데, 상기의 오염등급은 제5도와 같은 그래프를 가지게 되는데 초기에 감지한 최대값과 오염정도가 심한 값의 최대값(P)이 일정한 값으로 유지하는 가스센서의 특징에 의하여 센서 자체가 오염되거나 오염상태가 지속되어 제대로 센서(30)의 감지값을 유지하지 못하더라도 최대값(P)이 일정한 관계로 공기순환장치(40)를 강하게 동작시키는 조건하에서 C모드(80)를 설정하여 강하게 동작시키게 한다.

위와 같이 가스센서(30)가 가스량을 검출하여 마이컴(10)에 의해 오염등급을 결정한뒤 공기순환장치(40)가 동작하기 위한 동작조건에 따라 제어되는 방법을 도시한 제6도의 흐름도에서 보는 바와 같이 동작신호로 전원을 인가하면 센서(30)에 입력되는 신호를 마이컴(10)내에서 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하고 상기 (A/D)(20)변환된 기준값을 설정하는 S1단계를 거쳐 기준값에 의한 가스센서(30)의 오염정도를 설정시키는 S2단계를 수행하고난 후 가스센서(30)의 오염정도에 따라 현재입력된 실내공기의 오염정도를 마이컴(10)내에서 비교판단하여 공기순환장치(40)를 구동시키게 될 동작조건을 설정하는 S3단계를 지나면 S4단계에서 공기순환장치(40)의 동작조건여부를 확인하게 되는데 실내의 오염가스량이 전혀 감지되지 않았으면 감지한 값을 기준값으로 설정하여 초기상태로 되돌아가게 되며 공기순환장치(40)의 동작조건여부가 있으면 상기의 마이컴(10)내에는 공기순환장치(40)의 동작조건판정에 따라 센서가 감지한 실내공기의 오염정도가 최소의 오염상태에 있으면 공기순환장치(40)를 약하게 동작시키게 되며 중간정도의 오염상태에 있으면 공기순환장치(40)를 중간정도로 동작시키고 오염가스량이 실내에 많이 분포하고 있으면 공기순환장치(40)를 강하게 동작시켜 실외로 배출하게 된다.

따라서, 본 발명은 가스센서가 오염되었더라도 대기중의 가스를 감지하여 마이컴내에 입력신호가 들어가서 A/D변환되며 A/D변환된 오염정도의 값에 의해 기준값은 가스센서의 오염정도를 설정하고 가스센서의 오염정도에 따라 현재 입력된 실내공기와 비교하여 공기순환장치를 자동으로 동작시키도록 하므로 오염된 가스센서로 오동작되는 것을 미연에 방지하게 되어 항상 쾌적한 실내환경을 이룰 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 가스센서가 오염되었더라도 마이컴내에 저장된 데이타와 비교하여 자동으로 공기순환장치를 동작시켜 청정한 실내공기를 유지시키게 된다.

Claims (2)

1. 실내주위의 가스량을 감지하는 가스센서(30)의 출력신호를 입력받는 마이컴(10)은 가스량감지값인 아날로그값을 디지탈로 변환(A/D변환)(20)하여 입력받으며 오염상태에 따라 실외로 오염된 공기를 배출시키는 공기순환장치(40)에 있어서, 오염된 가스센서(30)가 입력한 감지값과 실내오염상태를 비교하여 오염등급을 결정하고 이에 상응하는 기준값을 자동으로 변경하므로 실내오염상태에 따라 결정되는 동작조건에 의해 공기순환장치(40)가 제어되도록 하는 것을 특징으로 하는 가스센서를 이용한 오염보정을 제어하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 가스센서(30)의 기준값은 센서가 오염되더라도 최대값(P)이 일정하여 정확한 감지값을 갖는 것을 특징으로 하는 가스센서를 이용한 오염보정을 제어하는 방법.