KR101020171B1 - Apparatus and method for monitoring air filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어 필터의 오염도를 감시하여 교체 시기를 알려주는 에어 필터 감시 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an air filter monitoring device and method for monitoring the contamination level of the air filter to inform the replacement time.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 에어 필터 감시 장치는, 대상 공간 내의 공기를 투과하여 오염물을 필터링하는 에어 필터부; 상기 대상 공간의 온도를 측정하여 기준 온도를 감지하는 기준 온도 감지부; 상기 오염물 필터링과 연관된 유로를 포함하며, 상기 유로를 흐르는 공기 유량 변화에 따라 온도 변화를 감지하는 온도 변화 감지부; 및 상기 기준 온도 및 상기 온도 변화에 기초하여 상기 에어 필터의 오염도를 판단하는 오염도 판단부를 포함한다.Air filter monitoring device according to an embodiment of the present invention, the air filter unit for filtering the contaminants through the air in the target space; A reference temperature detector configured to measure a temperature of the target space and detect a reference temperature; A temperature change detector including a flow path associated with the pollutant filtering and detecting a temperature change according to a change in air flow rate flowing through the flow path; And a pollution degree determination unit that determines the pollution degree of the air filter based on the reference temperature and the temperature change.
본 발명에 따르면, 복수 개의 에어 필터를 구비한 장치에서 각 에어 필터 별로 오염 정도 또는 교체 시기를 사용자에게 통지할 수 있고, 오염 정도가 심각한 에어 필터를 검출시 에어 필터 감시 장치가 장착된 제품의 동작을 멈추게 하여 더 이상 오염된 에어 필터의 동작을 방지할 수도 있다.According to the present invention, a device equipped with a plurality of air filters can notify the user of the degree of contamination or replacement time for each air filter, and operation of a product equipped with an air filter monitoring device when detecting an air filter having a serious pollution level. It can also stop the operation of the contaminated air filter.
에어 필터, 오염 정도, 필터 교체 시기Air filter, contamination level, filter replacement time
Description
도 1은 본 발명에 따른 에어 필터 감시 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of an air filter monitoring device according to the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도 변화 감지부의 위치를 도시한 도면이다.2 is a view showing the position of the temperature change detection unit according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 변화 감지부 및 기준 온도 감지부의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a temperature change detector and a reference temperature detector according to an embodiment of the present invention.
도 4는 온도 변화 감지부 및 기준 온도 감지부에 관한 회로도를 도시한 도면이다.4 is a circuit diagram illustrating a temperature change detector and a reference temperature detector.
도 5a 내지 도 5b는 오염도 데이터를 저장하는 메모리의 내부 구성을 도시한 도면이다.5A to 5B are diagrams illustrating an internal configuration of a memory for storing pollution degree data.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에어 가이드를 구비한 온도 변화 감지부를 도시한 도면이다.6 is a view showing a temperature change detection unit having an air guide according to an embodiment of the present invention.
도 7은 에어 필터의 메쉬 및 온도 변화 감지부 상호간의 위치에 관한 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating another embodiment of a position between a mesh and a temperature change detector of the air filter.
도 8은 메쉬를 구비한 온도 변화 감지부의 일례를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating an example of a temperature change detector having a mesh.
도 9는 보호 메쉬를 구비한 온도 변화 감지부의 일례를 도시한 도면이다. 9 is a diagram illustrating an example of a temperature change detector having a protection mesh.
도 10은 복수의 에어 필터를 포함하는 에어 필터 감시 장치의 일례를 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating an example of an air filter monitoring device including a plurality of air filters.
도 11은 도 10에 따른 에어 필터 감시 장치에 있어, 온도 변화 감지부 및 기준 온도 감지부의 회로도를 도시한 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a circuit diagram of a temperature change detector and a reference temperature detector in the air filter monitor according to FIG. 10.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 에어 필터의 오염도를 감지하고 그에 따른 제어 동작을 수행하는 과정을 도시한 흐름도이다.12 is a flowchart illustrating a process of detecting a pollution level of an air filter and performing a control operation according to the embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 에어 필터의 교체 시기를 알리기 위한 제어 동작을 도시한 흐름도이다.13 is a flowchart illustrating a control operation for notifying the replacement time of the air filter according to the embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1, 제2 온도 변화 감지부 및 기준 온도 감지부의 단면도이다.14 is a cross-sectional view of the first and second temperature change detectors and the reference temperature detector according to another embodiment of the present invention.
도 15는 제1, 제2 온도 변화 감지부 및 기준 온도 감지부에 관한 회로도를 도시한 도면이다.FIG. 15 is a circuit diagram of the first and second temperature change detectors and the reference temperature detector.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 제1, 제2 온도 변화 감지부 및 기준 온도 감지부에서 측정된 전압의 변동을 나타내는 그래프이다. FIG. 16 is a graph illustrating a change in voltage measured by the first and second temperature change detectors and the reference temperature detector according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1, 제2 온도 변화 감지부 및 기준 온도 감지부에서 측정된 전압의 변동을 나타내는 그래프이다.17 is a graph illustrating a change in voltage measured by the first and second temperature change detectors and the reference temperature detector according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 에어 필터부 10-1, 10-2, 10-3: 에어 필터10: air filter unit 10-1, 10-2, 10-3: air filter
11: 에어 필터의 틀 12: 에어 필터의 메쉬(mesh)11: air filter frame 12: mesh of air filter
20: 기준 온도 감지부 21: 기준 온도 감지 소자 20: reference temperature sensing unit 21: reference temperature sensing element
22: 기준 온도 감지부의 폐쇄부22: closure of the reference temperature sensing unit
30: (제1) 온도 변화 감지부 31: (제1) 온도 변화 감지 소자30: (first) temperature change detection unit 31: (first) temperature change detection element
33: 온도 변화 감지부의 에어 가이드(air guide)33: air guide of the temperature change detection unit
34: 온도 변화 감지부의 메쉬 35: 온도 변화 감지부의 보호 메쉬34: mesh of temperature change detector 35: protective mesh of temperature change detector
40: 오염도 판단부 50: 오염도 표시부40: pollution degree determination unit 50: pollution degree display unit
60: 메모리 70: 스피커60: memory 70: speaker
80: 감지 보드 80: detection board
90: 제2 온도 변화 감지부 91: 제2 온도 변화 감지 소자90: second temperature change detection unit 91: second temperature change detection element
본 발명은 에어 필터를 감시하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어 필터의 오염도를 측정하고 에어 필터의 교체 시기를 사용자에게 알려주는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for monitoring an air filter, and more particularly, to an apparatus and method for measuring the contamination level of the air filter and informing the user of the replacement time of the air filter.
산업화와 더불어 환경 오염이 급속도로 진행되고 있으며, 특히 대기 오염에 따른 우려가 증가함에 따라 공기 청정기의 사용이 나날이 늘어가고 있는데, 일반적으로 공기 청정기에는 유입되는 공기의 먼지를 제거하기 위한 에어 필터가 구비되어 있다. 공기 청정기뿐만 아니라, 하절기의 냉방을 위해서 사용되는 에어컨 등에도 실내 공기중의 먼지를 제거하기 위한 에어 필터를 사용하고 있다. 이러한 에어 필터를 사용한 가전 제품들의 수요가 점점 증가하고 있는 추세이다. With the industrialization, environmental pollution is rapidly progressing, and in particular, as the concern about air pollution increases, the use of air purifiers is increasing day by day. Generally, the air purifier is equipped with an air filter for removing the dust in the air. It is. Not only an air purifier but also an air conditioner used for cooling in summer, an air filter for removing dust in the indoor air is used. The demand for home appliances using such an air filter is increasing.
일반적으로 에어 필터(air filter)는 필터로 유입되는 공기에 포함되어 있는 먼지, 꽃가루, 석면, 산업 분진 등의 오염물을 투과시키지 않고 메쉬(mesh)를 이용하여 걸러냄으로써 공기중의 오염물을 제거한다. 하지만, 에어 필터를 투과하지 못한 먼지(오염물)는 필터에 계속 누적되면서 에어 필터를 통과하게 되는 공기의 투과 면적을 줄이게 된다. 이처럼 투과율이 낮아지게 됨에 따라, 정해진 메쉬 부분을 거치지 않고 다른 틈새 부분으로 공기가 흐르는 현상이 일어나게 되고, 이러한 현상으로 인해 에어 필터가 장착된 장치에서의 먼지 제거 효율을 떨어뜨리는 문제점이 발생한다.In general, an air filter removes contaminants in the air by filtering using a mesh without permeating contaminants such as dust, pollen, asbestos, industrial dust, and the like contained in the air flowing into the filter. However, dust (contaminants) that do not penetrate the air filter continues to accumulate in the filter, thereby reducing the permeation area of air passing through the air filter. As the transmittance decreases as described above, a phenomenon occurs in which air flows to another gap portion without passing through a predetermined mesh portion, and this phenomenon causes a problem of decreasing dust removal efficiency in an apparatus equipped with an air filter.
또한, 에어 필터를 교체하지 않은 상태에서 오염된 에어 필터를 장시간 계속 사용하게 되면, 에어 필터의 먼지로 인하여 세균이 증식함으로 인해 오히려 인체에 유해할 수도 있다.In addition, if the contaminated air filter is used continuously for a long time without replacing the air filter, bacteria may be rather harmful to the human body due to the growth of bacteria due to the dust of the air filter.
상술한 여러 가지 이유들로 인해서 에어 필터는 일정한 기간 동안 사용된 후에는 반드시 교체되는 것이 바람직하다.For the various reasons mentioned above, the air filter is preferably replaced after it is used for a certain period of time.
에어 필터의 교체 시기를 정하는 통상의 방법은, 그 사용 기간을 계산하여 교체 시기를 획일적으로 정하는 것이다. 그러나, 사용 기간을 계산하는 상기 방법은 오염 정도가 일정한 공간에서 정해진 시간 동안 에어 필터가 사용된다는 가정하에 계산된 것으로 다음과 같은 문제점들을 내포하고 있다. The usual method of determining the replacement time of the air filter is to calculate the service period and to determine the replacement time uniformly. However, the method of calculating the usage period is calculated under the assumption that the air filter is used for a predetermined time in a space where the degree of contamination is constant, and includes the following problems.
첫번째로, 에어 필터를 사용하는 장치가 설치된 장소에 따라 먼지의 양이 다르기 때문에 에어 필터의 교체 시기도 설치 장소를 고려하여 달라져야 한다. 즉, 설치 장소에 따라 먼지의 크기나 분포가 각기 다르기 때문에 에어 필터를 통해 걸 러지는 먼지의 양도 달라질 수 있다는 점이 반영되어야 한다.First, since the amount of dust varies depending on the location where the device using the air filter is installed, the replacement time of the air filter should also be changed in consideration of the installation location. In other words, because the size or distribution of dust varies depending on the installation site, the amount of dust filtered through the air filter may also be reflected.
두번째로, 에어 필터를 사용하는 장치에서 처리하는 공기의 양은 에어 필터의 토출 풍량에 의존하며, 따라서 에어 필터의 오염 정도는 사용 기간뿐만 아니라, 토출 풍량과 연관된 공기의 처리량을 추가로 고려하여야 한다.Secondly, the amount of air treated in the apparatus using the air filter depends on the discharge air volume of the air filter, and thus the degree of contamination of the air filter should further consider the throughput of air associated with the discharge air volume as well as the period of use.
한편, 단순히 에어 필터의 사용 시간을 계산함으로써 에어 필터의 교체 시기를 알려주는 종래 방법 조차도 적용되지 않는 장치에 있어서는, 사용자가 에어 필터의 교체 시기를 알기 위해서 에어 필터의 상태를 직접 확인해야 하는 불편함이 있다. 특히, 한 대의 공기 청정 장치에 먼지 집진 성능이 다른 복수의 에어 필터를 사용할 경우, 각각의 에어 필터의 교체 시기가 일치하지 않아 그 교체 시기를 사용자가 에어 필터별로 일일이 기억하거나 또는 직접 확인해야 하는 번거로움이 있다. On the other hand, in a device that does not apply even the conventional method of notifying the replacement time of the air filter by simply calculating the use time of the air filter, the user has to check the state of the air filter directly in order to know when to replace the air filter. There is this. In particular, when using a plurality of air filters with different dust collection performance in a single air cleaning device, the replacement timing of each air filter is not the same, and the user needs to remember or check the replacement time by each air filter. There is a feeling.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 에어 필터를 감시하여 에어 필터의 오염도를 자동적으로 측정하여 사용자에게 알려주는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to improve the prior art as described above, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for monitoring the air filter to automatically measure the contamination of the air filter to inform the user.
본 발명의 목적은 에어 필터의 교체 시기를 사용 기간이 아닌 실제 에어 필터의 오염도를 고려하여 보다 구체적으로 결정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method and apparatus which can determine the replacement timing of an air filter more specifically in consideration of the degree of contamination of the actual air filter rather than the period of use.
본 발명의 다른 목적은 복수 개의 에어 필터를 구비한 장치에서 각 에어 필터의 오염도를 개별적으로 측정하고 그 결과 메시지를 디스플레이하는 장치 및 방 법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for individually measuring the pollution level of each air filter in a device having a plurality of air filters and displaying the resulting message.
본 발명의 또 다른 목적은 교체 시기를 경과하여 실내 공기를 오염시킬 정도로 오염도가 심각한 에어 필터가 계속 동작하는 것을 방지하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an apparatus and method for preventing the operation of an air filter seriously contaminated enough to contaminate indoor air after a replacement time.
본 발명의 또 다른 목적은 보다 정확하게 오염도를 측정할 수 있도록 다양한 구조들을 가진 에어 필터 감시 장치 및 방법들을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide an air filter monitoring apparatus and methods having various structures to more accurately measure the degree of contamination.
상기의 목적을 이루고 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 대상 공간 내의 공기를 투과하여 오염물을 필터링하는 에어 필터부; 상기 대상 공간의 온도를 측정하여 기준 온도를 감지하는 기준 온도 감지부; 상기 오염물 필터링과 연관된 유로를 포함하며, 상기 유로를 흐르는 공기 유량 변화에 따라 온도 변화를 감지하는 온도 변화 감지부; 및 상기 기준 온도 및 상기 온도 변화에 기초하여 상기 에어 필터의 오염도를 판단하는 오염도 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 필터 감시 장치를 제공한다.In order to achieve the above object and to solve the problems of the prior art, the present invention comprises: an air filter unit for filtering contaminants through the air in the target space; A reference temperature detector configured to measure a temperature of the target space and detect a reference temperature; A temperature change detector including a flow path associated with the pollutant filtering and detecting a temperature change according to a change in air flow rate flowing through the flow path; And a pollution degree determining unit configured to determine the pollution degree of the air filter based on the reference temperature and the temperature change.
본 발명의 일측에 따르면, 공기 오염 정도를 비교하기 위한 기준 전압을 측정하고 메모리에 저장하는 단계; 상기 에어 필터가 설치된 실내 온도를 측정하는 단계; 상기 에어 필터의 공기 오염 정도에 따른 전압 값을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 실내 온도에 따라 상기 측정된 전압 값을 상기 저장된 에어 필터의 오염 정도에 대응하는 기준 전압 값을 비교하여 상기 에어 필터의 오염 정도를 계산하는 단계를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 필터의 감시 방법이 제공된다. According to one aspect of the invention, the step of measuring the reference voltage for comparing the degree of air pollution and storing in the memory; Measuring a room temperature at which the air filter is installed; Measuring a voltage value according to an air pollution level of the air filter; And calculating the contamination level of the air filter by comparing the measured voltage value with a reference voltage value corresponding to the pollution level of the stored air filter according to the measured room temperature. Monitoring method is provided.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention;
도 1은 본 발명에 따른 에어 필터 감시 장치의 개략적인 구성도를 도시한 것이다. 도 1에서 보는 바와 같이, 에어 필터 감시 장치는 에어 필터부(10), 기준 온도 감지부(20), 온도 변화 감지부(30), 오염도 판단부(40), 오염도 표시부(50), 메모리(60), 및 스피커(70)를 포함한다. 도 1을 참조하여 각 구성 요소별로 그 기능을 상술하기로 한다.1 shows a schematic configuration diagram of an air filter monitoring apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the air filter monitoring device includes an
에어 필터부(10)는 에어 필터 감시 장치가 설치된 대상 공간 내의 공기를 투과하여 오염물을 걸러내는(필터링) 기능을 수행한다. 에어 필터부(10)는 사용 장소 및 목적에 따라 하나 또는 복수의 에어 필터를 구비할 수 있다. The
기준 온도 감지부(20)는 대상 공간의 온도를 측정하여 기준 온도로 감지한다. 일례로서, 기준 온도 감지부(20)는 에어 필터를 통과하는 공기 흐름에 영향을 받지 않는 별도의 공간(예를 들어, 폐쇄된 공간)에 설치되어, 에어 필터를 사용하는 장치가 설치된 대상 공간의 실내 온도를 감지한다.The
온도 변화 감지부(30)는 기준 온도 감지부(20)와 구분된 공간에 설치되며, 공기가 흐를 수 있는 유로를 포함한다. 에어 필터의 오염물 필터링과 연관하여 상기 유로를 흐르는 공기의 유량은 변화하며, 온도 변화 감지부(30)는 상기 공기 유량의 변화에 따라 온도 변화를 감지한다.The
오염도 판단부(40)는 기준 온도 감지부(20)에서 감지된 기준 온도와 온도 변화 감지부(30)에서 감지된 온도 변화에 기초하여 에어 필터의 오염도를 판단한다. 즉, 기준 온도 및 온도 변화에 따른 전압값을 측정하고, 측정값을 메모리(60)에 기 저장된 기준값(오염도 데이터)과 비교하여 에어 필터의 오염도를 판단(측정)한다. 오염도 측정에 관한 보다 구체적인 설명은 후술하기로 한다. The pollution
또한, 오염도 판단부(40)는 상기 측정된 오염도에 따라 에어 필터의 교체 시기를 결정할 수 있다. 교체 시기를 결정하기 위한 일례로서, 소정의 오염도 수치를 초과한 경우, 교체 시기가 도래한 것으로 판단할 수 있다. 추가 실시예로서, 본 발명에 따른 오염도 판단부(40)는 교체 시기가 경과된 에어 필터가 교체되지 아니하고 계속 동작하는 경우, 상기 에어 필터의 동작을 정지시킬 수 있다. 즉, 교체 시기가 경과된 에어 필터가 구비된 장치 또는 에어 필터의 상태를 감시하는 장치의 동작을 정지시킬 수도 있다. 또한, 오염 정도가 심각한 에어 필터를 검출시 에어 필터 감시 장치가 장착된 제품의 동작을 멈추게 하여 더 이상 오염된 필터 상태로 제품이 동작하지 않도록 할 수도 있다.In addition, the pollution
오염도 표시부(50)는 오염도 판단부(40)의 판단 결과에 따라 에어 필터의 오염도 또는 교체 시기를 알리는 메시지를 디스플레이(display)에 표시한다. 예를 들어, "현재 에어 필터는 오염도가 95%입니다. 에어 필터를 교체해 주시기 바랍니다"와 같은 메시지를 표시할 수 있다. 표시 방법의 일례로서, 오염도 표시부(50)는 에어 필터의 오염도와 연관된 메시지를 오염 정도에 따라 단계적으로 표시하거나 또는 일시적으로 표시할 수도 있다. 추가로, 오염도 판단부(40)는 에어 필터를 사용하는 장치가 통신이 가능한 경우 에어 필터의 오염도 또는 그에 따른 교체 시기를 알리는 문자 메시지 또는 음성 메시지를 에어 필터 관리자의 이동 통신 단말기로 전송할 수도 있다.
The pollution
메모리(60)는 오염도에 관한 기준 값으로서 오염도 데이터를 저장한다. 저장된 오염도 데이터는 오염도 판단부(50)에 의해 오염도 측정에 사용된다. 오염도 데이터에 관한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.The
추가로 본 발명에 따른 에어 필터 감시 장치는 스피커(70)를 더 포함할 수 있으며, 스피커(70)는 오염도 판단부(40)의 판단 결과에 따라 오염도 경고 메시지 또는 경고음을 송출할 수 있다. 일례로서, 상기 스피커(70)는 오염도 표시부(50)의 일부 구성 요소로서 포함될 수도 있을 것이다. In addition, the air filter monitoring apparatus according to the present invention may further include a
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도 변화 감지부(30)의 위치를 도시한 도면이다. 에어 필터(10)는 에어 필터 틀(11) 및 메쉬(12)를 포함하고, 온도 변화 감지부(20)는 에어 필터 틀(11)에 걸쳐 설치될 수 있다. 도 2에서 보는 바와 같이, 에어 필터의 메쉬를 투과하는 공기 중의 먼지는 필터링 되어 축적되면서 메쉬의 빈 공간을 메우게 되고 이로 인하여 메쉬를 통과하는 공기 유량은 줄어들게 된다. 이로 인하여, 필터 앞단과 뒷단의 압력차에 의하여 공기의 흐름에 장애가 생기면서 공기의 흐름은 메쉬 부분 이외에 유로를 찾게 되고, 따라서 인위적으로 뚫어 놓은 온도 변화 감지부(30)의 유로에는 보다 많은 공기가 흐르게 된다.2 is a view showing the position of the temperature
본 발명에서는 오염도의 일례로서 막힘률을 측정하고 있다. 막힘률이라 함은 에어 필터의 메쉬에 오염물이 걸려서 에어 필터로 통과하는 공기의 유량이 감소된 정도를 나타내는 것으로, 예를 들어 막힘률이 75%인 경우는, 막힘률이 0%인 경우에 에어 필터로 통과할 수 있던 공기 유량 중 75%가 에어 필터를 통과하지 못하는 것을 의미한다. In the present invention, the blocking rate is measured as an example of the degree of contamination. The blockage rate indicates the degree of decrease in the flow rate of air passing through the air filter due to contaminants caught on the mesh of the air filter. For example, when the blockage rate is 75%, the air blockage rate is 0%. This means that 75% of the air flow that could pass through the filter does not pass through the air filter.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 온도 감지부(20) 및 온도 변화 감지부(30)의 단면을 도시한 것이다.3 is a cross-sectional view of the
도 3에서 보는 바와 같이, 메쉬(12)를 통과하던 공기는 메쉬에 먼지가 누적되면서 새로운 통로인 온도 변화 감지부(30)의 유로로 흘러 들어오게 된다. 오염 감지 보드(Printed Circuit Board)(80)는 기준 온도 감지 소자(21)와 온도 변화 감지 소자(31)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the air passing through the
본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 기준 온도 감지부(20)와 온도 변화 감지부(30)를 각기 분리된 공간에 배치하여 감지 구역이 서로 구분되도록 한다. 기준 온도 감지부(20)의 폐쇄부(22)는 기준 온도 감지 소자(21)가 에어 필터를 구비한 장치의 내부 온도를 측정하는 것이 아니라 장치의 외부 즉, 장치가 설치된 실내의 온도를 측정하기 위해서 기준 온도 감지 소자(21)와 장치 내부의 공간을 분리시키기 위한 것이다. 즉, 기준 온도 감지부(20)는 에어 필터의 메쉬(12)를 통과하는 공기 흐름에 영향을 전혀 받지 않는 폐쇄된 공간에 설치됨으로써 에어 필터가 장착된 장치가 설치된 공간의 실내 온도를 정확히 측정한다.As a preferred embodiment of the present invention, the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기준 온도 감지부(20) 및 온도 변화 감지부(30)에 관한 회로도를 도시한 것이다.4 is a circuit diagram of the
기준 온도 감지부(20) 및 온도 변화 감지부(30)는 서미스터(thermistor)를 각각 포함한다. 서미스터는 온도 검출용 반도체 소자로서, 온도가 높아지면 저항값이 변화하는 특성을 가지고 있다. 서미스터의 일례로서, 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항 온도 계수(NTC: Negative Temperature Coefficient)의 특성 을 가지는 서미스터와, 반대로 온도가 높아지면 저항값이 증가하는 정저항 온도 계수(PTC: Positive Temperature Coefficient)의 특성을 가지는 서미스터가 있다. 본 발명의 상세한 설명에서는 부저항 온도 계수(NTC)를 가지는 서미스터를 이용한 실시예들에 대하여 상술하지만, 이러한 실시예들에 적용되는 기술적 사상은 정저항 온도 계수(PTC)를 가지는 서미스터에도 적용될 수 있다.The
도 4에서 보는 바와 같이, NTC1 및 이와 직렬로 연결된 저항 R1은 온도 변화 감지 소자(31)에, NTC2 및 이와 직렬로 연결된 저항(R2)는 기준 온도 감지 소자(21)에 각각 대응되어, 서미스터와 저항간에 전압 분배가 이루어진다. 온도 변화 감지 소자(31) 및 기준 온도 감지 소자(21)는 도 4와 같이 병렬로 연결될 수 있다.As shown in FIG. 4, the NTC1 and the resistor R1 connected in series thereto correspond to the temperature
메쉬에 축적되는 먼지로 인하여 온도 변화 감지부(30)의 유로에는 보다 많은 유량의 공기가 흐르게 되고, 공기 유량의 증가분은 온도 변화 감지 소자(31)의 온도에 영향을 미치게 되어, 온도 하강을 일으킨다. 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1)의 온도 하강은 NTC1 저항값의 증가를 초래하고 따라서 NTC1와 전압 분배의 관계에 있는 R1에 대한 전압의 크기(Vout1)를 감소시키게 된다.Due to the dust accumulated in the mesh, air of a higher flow rate flows in the flow path of the temperature
또한, 온도 변화 감지 소자(31)의 온도 변화는 그 주위에 흐르는 공기의 유량뿐만 아니라 실내 공기가 가지는 온도에도 영향을 받으므로 기준 온도 감지부(20)에서 기준 온도 감지 소자(21)로서 실내 온도를 측정할 필요가 있다. 예를 들어서, 실내의 기준 온도가 상승하는 경우, 기준 온도 감지 소자(21)(NTC2)의 저항 값을 감소시키고 따라서 NTC2 와 전압분배의 관계에 있는 R2에 대한 전압의 크기(Vout2)를 증가시키게 된다.In addition, since the temperature change of the temperature
결국, 유량 증가로 인한 온도 변화 및 기준 온도의 변화는 각각의 저항에서 측정되는 전압들(Vout1, Vout2)에 의하여 측정될 수 있게 된다.As a result, the change in temperature and the change in reference temperature due to the flow rate increase can be measured by the voltages Vout1 and Vout2 measured at the respective resistances.
상술한 도 4의 회로 특성을 이용하여, 본원 발명에서는 저항에서 측정되는 전압값의 변화를 이용하여 반대로 NTC 소자의 저항값 변화 및 이와 연관된 유량의 변화를 감지하고, 이를 통하여 궁극적으로 에어 필터의 오염도를 역으로 측정하는 새로운 방법을 제안하고자 한다.By using the above-described circuit characteristics of FIG. 4, the present invention senses a change in resistance value of the NTC element and a change in flow rate associated therewith by using a change in voltage value measured in the resistance, thereby ultimately contaminating the air filter. We would like to propose a new method to measure the inverse of.
이를 위하여 본 발명에서는 기준 온도 및 저항값과 연관하여 오염도 데이터를 기준값으로 구축하고, 실제 에어 필터 감시 장치에서 측정한 전압값을 이용하여 상기 오염도 데이터를 참조하여 오염도를 측정하게 된다. 이하, 도 5a 및 도 5b를 참조하여, 오염도 판단부(40)에서 오염도를 어떻게 판단하는지에 대해서 구체적으로 상술하기로 한다.To this end, in the present invention, the pollution degree data is constructed as a reference value in relation to the reference temperature and the resistance value, and the pollution degree is measured by referring to the pollution degree data using the voltage value measured by the actual air filter monitoring device. Hereinafter, with reference to FIGS. 5A and 5B, how the pollution
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따라 오염도 데이터를 저장하는 메모리의 내부 구성을 도시한 것이다. 도 5a 및 도 5b에서 보는 바와 같이, 오염도 데이터는 막힘률에 따라 기준 온도 및 저항과 연관하여, NTC 소자(NTC1, NTC2)와 연결된 저항에 걸리는 전압(Vout1, Vout2)들을 측정하여 이를 저장하고 있다. 따라서, 반대로 기준 온도 및 저항에 따라 NTC 소자에 걸리는 전압들을 측정하면, 오염도 판단부(40)는 도 5a 및 도 5b의 오염도 데이터를 참조함으로써 막힘률(오염도)을 측정할 수 있게 된다.5A and 5B show an internal configuration of a memory for storing pollution degree data according to the present invention. As shown in FIGS. 5A and 5B, the pollution degree data stores and stores the voltages Vout1 and Vout2 applied to the resistors connected to the NTC elements NTC1 and NTC2 in relation to the reference temperature and the resistance according to the blockage rate. . Accordingly, when the voltages applied to the NTC element are measured according to the reference temperature and the resistance, the pollution
도 5a 및 도 5b에서는 도 4의 회로 전체에 인가되는 전압(Vin)이 5(V) 또는 10(V)인 경우에 있어서, 기준 온도를 20(℃) 또는 26(℃)로 달리하거나 또는 저항값을 50(Ω) 또는 100(Ω)으로 달리하면서 막힘률(%)에 따른 전압값을 측정하여 저장하고 있다. 본 발명에 따른 보다 바람직한 실시예로서 상기 전체 인가 전압(Vin), 기준 온도, 저항값을 보다 다양하게 하거나 또는 막힘률의 단위를 보다 세밀하게 하면서(예를 들어, 도 5a 및 도 5b에서는 막힘률을 25% 단위로 저장하고 있지만, 보다 세밀하게 10% 단위 이하로 오염도 데이터를 측정하여 저장할 수 있다) 전압값을 반복적으로 측정하여 그 평균값을 구하면, 오염도 데이터의 신뢰도를 더욱더 향상시킬 수 있을 것이다.5A and 5B, when the voltage Vin applied to the entire circuit of FIG. 4 is 5 (V) or 10 (V), the reference temperature is changed to 20 (° C) or 26 (° C) or the resistance While the value is changed to 50 (막) or 100 (Ω), the voltage value according to the blockage rate (%) is measured and stored. As a more preferred embodiment according to the present invention, the overall applied voltage Vin, the reference temperature, the resistance value is more varied, or the unit of the blockage rate more finely (for example, the blockage rate in Figures 5a and 5b) Is stored in 25% units, but more precisely, the contamination data can be measured and stored in 10% or less units.) By repeatedly measuring the voltage value and obtaining the average value, the reliability of the pollution data can be further improved.
도 5a 및 도 5b에서 보는 바와 같이, R1에 걸리는 전압(Vout1)은 막힘률이 증가할수록 그 값이 감소하고, R2에 걸리는 전압(Vout2)은 거의 일정한 값을 가짐을 알 수 있다. 5A and 5B, it can be seen that the voltage Vout1 applied to R1 decreases as the blocking rate increases, and the voltage Vout2 applied to R2 has a substantially constant value.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 막힘률 측정에 관한 구체적인 일례로서, 전체 인가 전압(Vin)이 5(V), 기준 온도가 26(℃), 저항이 100(Ω)인 경우에 있어서, Vout1이 2.76(V), Vout2이 2.76(V)로 측정되었다면 막힘률이 25(%)로 계산될 수 있다.5A and 5B, as a specific example of the blockage rate measurement, when the total applied voltage Vin is 5 (V), the reference temperature is 26 (° C), and the resistance is 100 (kPa), Vout1 If 2.76 (V) and Vout2 were measured as 2.76 (V), the blockage rate could be calculated as 25 (%).
한편, 이와 같이 측정한 막힘률을 고려하여, 오염도 판단부(40)는 에어 필터의 교체 시기를 결정할 수 있게 된다. 일례로서, 교체 시기 여부에 대한 기준치로서 막힘률이 75%인 경우를 설정해 놓았다면, 상기 기준치를 초과하는 막힘률이 측정된 경우 교체를 결정할 수 있다.On the other hand, in consideration of the blocking rate measured in this way, the pollution
본 발명에 따르면, 온도 변화 감지부에 관한 다양한 실시예들이 추가로 제공 된다. 이하, 도 6 내지 도 11을 참고로 하여, 상술하기로 한다.According to the present invention, various embodiments related to the temperature change detection unit are further provided. Hereinafter, with reference to FIGS. 6 to 11, it will be described in detail.
도 6은 에어 가이드(32)를 포함하는 온도 변화 감지부(30)를 도시한 것이다. 온도 변화 감지 소자(31)에 구비된 NTC 소자의 온도는 접촉되는 공기량에 의해 뺏기는 열에 의해 좌우되며, 그 일례로서 유로의 모양을 도 3과 같은 직선형이 아닌 다양한 형태로 변형할 수 있다. 도 6의 온도 변화 감지부(30)는 에어 가이드(32)를 포함하며, 상기 에어 가이드(32)는 온도 변화 감지부(30)를 통과하는 공기의 유량을 조정할 수 있도록 유로의 단면적을 변경할 수 있는 구조물이다. 도 6에 따르면, 유로는 온도 변화 감지 소자(31)에 가까워짐에 따라 폭이 줄어들게 구성할 수 있고, 결국 유로의 단면적을 좁게 할 수 있다. 도 6에서 보는 바와 같이, 유로의 단면적을 다양하게 구성함으로써, 온도 변화 감지 소자와 접촉하는 유량을 변화시킬 수 있으며 결국 온도 변화 감지 소자의 특성값에 따라 다양한 전압 측정이 가능하게 된다.6 illustrates a
도 7은 본 발명에 따라 에어 필터의 메쉬(12) 및 온도 변화 감지부(30) 상호간의 위치에 관한 또 다른 실시예를 도시한 것이다.Figure 7 shows another embodiment of the position between the
도 7에 따른 실시예에서는, 온도 변화 감지 소자(31)가 에어 필터 메쉬(12)의 후단에 설치됨으로써, 에어 필터(12)를 통과한 공기가 온도 변화 감지부(30)의 유로를 통과하도록 되어 있다. 도 3에서는 온도 변화 감지부(30)가 메쉬의 오염물 증가로 인한 우회로의 기능을 수행하여 공기의 흐름을 빨리 하는 공간인 반면에, 도 7의 온도 변화 감지부(30)는 메쉬의 오염물 증가로 인하여 공기 흐름이 낮아지는 현상을 이용하여 에어 필터의 오염도를 측정할 수 있는 방법을 제공한다.
In the embodiment according to FIG. 7, the temperature
도 8은 메쉬를 구비한 온도 변화 감지부(30)의 일례를 도시한 것이다. 도 8에서 보는 바와 같이, 온도 변화 감지부(30)는 온도 변화 감지 소자(31)의 전단에 유입되는 공기의 오염 물질을 걸러내기 위한 메쉬(33)를 더 구비한다. 일례로서, 온도 변화 감지부(30)의 메쉬(33)는 에어 필터의 메쉬(12)보다 더 조밀하고, 따라서 에어 필터 메쉬(12)의 메쉬보다 온도 변화를 더 민감하게 감지할 수 있다. 8 illustrates an example of the
도 9는 메쉬를 포함하는 온도 변화 감지부(30)의 또다른 일례를 도시한 것으로서, 온도 변화 감지부(30)의 전단에 보호 메쉬(34)를 구비하고 있다. 보호 메쉬(34)는 온도 변화 감지 소자(31)가 공기 오염으로 인해 감지도가 떨어지는 것을 방지하기 위하여 온도 변화 감지 소자(31)의 동작에 영향을 줄 정도로 큰 오염물이 유로로 유입되는 것을 차단한다.9 illustrates another example of the
한편, 도 5a 및 도 5b에 따른 오염도 데이터는 도 6 내지 도 9에 예시한 온도 변화 감지부의 구조에 따라 그 측정값이 달라질 수 있으며, 따라서 그 구조에 상응하는 기준값을 개별적으로 측정하여 오염도 데이터로 저장함으로써 오염도 측정의 신뢰도를 더욱 높일 수 있다.Meanwhile, the pollution degree data according to FIGS. 5A and 5B may have different measured values depending on the structure of the temperature change detector illustrated in FIGS. 6 to 9, and thus, reference values corresponding to the structure may be individually measured to obtain pollution degree data. The storage can further increase the reliability of the contamination measurement.
도 10은 에어 필터부(10)가 복수의 에어 필터(10-1, 10-2, 10-3)를 포함하는 에어 필터 감시 장치의 또다른 일례를 도시한 것이다. 에어 필터부(10)는 사용 장소 및 목적에 따라 복수의 에어 필터를 포함할 수 있으며, 이러한 복수의 에어 필터는 먼지 집진 성능이 개별적으로 동일하지 아니하거나 또는 상호간의 동작 특성상 서로의 동작 환경이 동일하지 않을 수도 있다. 따라서, 복수의 에어 필터의 오염도 및 그 교체 시기를 획일적으로 동일하게 판단할 것이 아니라 구체적인 측정값 을 통하여 개별적으로 판단하는 것이 보다 바람직하다.FIG. 10 shows another example of the air filter monitoring apparatus in which the
도 10에 따르면, 온도 변화 감지부(30)는 각각의 에어 필터와 연관된 온도 변화를 각각 감지하고, 오염도 판단부(40)는 각각의 온도 변화에 기초하여 오염도를 판단하게 된다. According to FIG. 10, the
도 11은 도 10에 따른 에어 필터 감시 장치에 있어서, 기준 온도 감지부(20) 및 온도 변화 감지부(30)의 구체적인 회로도를 도시한 것이다.FIG. 11 illustrates a detailed circuit diagram of the
도 11에서 보는 바와 같이, 에어 필터(10-1)의 온도 변화 측정을 위한 NTC 소자(NTC1) 이외에도, 에어 필터(10-2, 10-3)에 대한 온도 변화 측정을 위하여 NTC 소자들(NTC3 및 NTC4)과 그와 연관된 저항들(R3, R4)을 추가로 포함하고 있다. 바람직한 실시예로서, 기준 온도 감지 소자(NTC2)는 온도 변화 감지 소자(NTC1, NTC3, NTC4)와 각각 분리된 공간에 설치된다. 도 11에 따르면, 각각의 에어 필터의 오염 정도에 따라, 기준 온도 감지 소자(NTC2)와 온도 변화 감지 소자(NTC1, NTC3, NTC4)의 저항값 변화에 따라 저항(R1, R2, R3, R4)에 걸리는 전압들(Vout1, Vout2, Vout3, Vout4)을 각각 측정함으로써, 에어 필터(10-1, 10-2, 10-3)의 오염도를 개별적으로 측정할 수 있게 된다. 오염도 데이터를 이용하여 각 에어 필터에서 오염도를 측정하는 방법은 앞서 상술한 바 있으므로, 여기서는 생략하기로 한다.As shown in FIG. 11, in addition to the NTC element NTC1 for measuring the temperature change of the air filter 10-1, the NTC elements NTC3 for measuring the temperature change for the air filters 10-2 and 10-3. And NTC4) and its associated resistors R3 and R4. In a preferred embodiment, the reference temperature sensing element NTC2 is installed in a space separate from the temperature change sensing elements NTC1, NTC3, and NTC4, respectively. According to FIG. 11, the resistances R1, R2, R3, and R4 are changed according to the resistance value change of the reference temperature sensing element NTC2 and the temperature change sensing elements NTC1, NTC3, and NTC4 according to the degree of contamination of each air filter. By measuring the voltages Vout1, Vout2, Vout3, and Vout4 respectively, the contamination levels of the air filters 10-1, 10-2, and 10-3 can be measured separately. Since the method of measuring the pollution level in each air filter using the pollution degree data has been described above, it will be omitted here.
도 11에 따르면, 복수의 에어 필터를 포함하는 에어 필터 감시 장치에서는 온도 변화 감지부(30)에서 공통으로 사용할 수 있는 부분(예를 들어, 기준 온도 감지부)을 복수의 에어 필터 전체에 대해서 하나만 구성함으로써 회로를 보다 간단하 게 설치할 수 있게 되어, 복수의 에어 필터에 대하여 한꺼번에 오염도 및 그 교체 시기를 용이하게 측정할 수 있다.According to FIG. 11, in an air filter monitoring apparatus including a plurality of air filters, only one portion (for example, a reference temperature sensing unit) commonly used in the temperature
도 12는 본 발명에 따른 에어 필터 장치에서 에어 필터의 오염도를 감지하고 그에 따른 제어 동작을 수행하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 12를 참조하여 각 단계별로 수행되는 과정들을 상세히 설명하기로 한다.12 is a diagram illustrating a process of detecting a pollution degree of an air filter and performing a control operation according to the air filter device according to the present invention. Referring to Figure 12 will be described in detail the processes performed in each step.
먼저, 단계(1210)에서는 공기 오염 정도를 비교하기 위한 기준 전압값을 측정하고, 단계(1220)에서 오염도 판단부(40)는 측정된 기준 전압 값을 오염도 데이터로서 메모리(60)에 저장한다. 기준 전압값을 측정하기 위한 일례로서, 온도 변화 감지부는 기준 온도 및 온도 변화를 측정하기 위한 서미스터 소자를 포함하고, 상기 서미스터 소자와 연결된 저항에 걸리는 전압값들을 측정할 수 있다. 이러한 기준 전압값들은 막힘률에 따라 기준 온도 및 저항값과 연관하여 측정되고 그 측정값들은 오염도 데이터로 저장된다.First, in
다음으로, 단계(1230)에서 기준 온도 감지부(20)는 기준 온도 감지 소자(21)를 통해 에어 필터가 구비된 장치가 설치된 실내(기준) 온도를 측정한다. 단계(1240)에서 온도 변화 감지부(30)는 온도 변화 감지 소자(31)와 연결된 저항(R1)에 인가되는 전압값을 측정함으로써 에어 필터의 공기 오염 정도에 따른 전압값을 측정한다.Next, in
단계(1250)에서 오염도 판단부(40)는 기준 온도 감지부(20)에서 측정된 실내 온도에 따른 메모리(60)에 저장된 기준 전압 값과 온도 변화 감지부(30)에서 측정된 공기 오염 정도에 따른 전압 값을 비교한다. 단계(1260)에서는 단계(1260)의 비교 결과에 따른 에어 필터의 오염도(오염 정도)를 계산한다.In
단계(1270)에서 오염도 표시부(50)는 오염도 판단부(40)에서 계산된 결과에 따라 에어 필터부(10)에 구비된 각 에어 필터의 오염 정도를 알리는 메시지를 표시한다. 아울러, 스피커(70)는 오염도 판단부(40)에서 계산된 결과에 따라 에어 필터부(10)에 구비된 각 에어 필터의 오염 정도를 알리는 메시지를 송출한다.In
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 에어 필터의 교체 시기를 알리기 위한 제어 동작을 도시한 흐름도이다. 13 is a flowchart illustrating a control operation for notifying the replacement time of the air filter according to the embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 단계(1310)에서 오염도 판단부(40)는 에어 필터의 오염 정도 판단 결과에 따라 에어 필터의 교체 시기를 알리는 메시지가 오염도 표시부(50)에 표시되도록 한다. 또한, 오염도 판단부(40)는 오염 정도 판단 결과에 따라 에어 필터의 교체 시기를 알리는 메시지를 스피커(70)로 송출되도록 할 수도 있다.Referring to FIG. 13, in
단계(1320)에서 소정의 교체 시기가 경과했는지의 여부를 판단한다. 상기 지정된 교체 시기가 경과된 것으로 판단되면, 단계(1330)에서 에어 필터가 교체되었는지의 여부를 판단한다. 상기 교체 시기를 경과한 에어 필터가 교체되지 않은 것으로 판단되면, 단계(1340)에서 교체 시기가 경과한 에어 필터의 동작을 정지시킨다.In
이와 달리, 상기 교체 시기를 알린 에어 필터가 교체된 것으로 판단되면, 단계(1350)에서 도 12에 도시된 것과 같은 에어 필터의 오염 정도를 감시하는 동작을 계속적으로 수행한다.
On the contrary, if it is determined that the air filter indicating the replacement time has been replaced, the operation of monitoring the contamination level of the air filter as shown in FIG. 12 is continuously performed in
도 13에 따르면, 교체 시기가 경과하였으나 교체되지 않은 에어 필터의 동작을 자동적으로 차단함으로써, 에어 필터의 오염으로 인하여 실내 공기가 더 오염되는 문제점을 방지할 수 있게 된다.According to FIG. 13, the operation of the air filter that has not been replaced but the replacement time has elapsed automatically prevents the problem that the indoor air is further contaminated due to contamination of the air filter.
도 14 및 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따라 온도 변화 감지부의 변형예를 도시한 것으로서, 2개의 온도 변화 감지부를 이용하여 오염도를 판단할 수 있는 실시예에 관한 것이다. 도 14는 제1, 제2 온도 변화 감지부(30, 90) 및 기준 온도 감지부(20)의 단면도이고, 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기준 온도 감지부(20), 제1 온도 변화 감지부(30) 및 제2 온도 변화 감지부(90)에 관한 회로도를 도시한 도면이다. 14 and 15 illustrate a modification of the temperature change detection unit according to another embodiment of the present invention, and relate to an embodiment in which a pollution degree may be determined using two temperature change detection units. 14 is a cross-sectional view of the first and second
도 14 및 도 15를 참조하면, 기준 온도 감지부(20), 제1 온도 변화 감지부(30) 및 제2 온도 변화 감지부(90)는 서미스터(thermistor, NTC1, NTC2, NTC5)와 서미스터(NTC1, NTC2, NTC5)와 직렬로 연결된 저항(R1, R2, R5)를 각각 포함한다. 상기 직렬로 연결된 서미스터(NTC1, NTC2, NTC5)와 저항(R1, R2, R5)간에 각각 전압 분배가 이루어진다. 제1 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1), 제2 온도 변화 감지 소자(91)(NTC5) 및 기준 온도 감지 소자(21)(NTC2)는 도 15에 도시된 것과 같이 각각 병렬로 연결된다. 기준 온도 감지부(20)는 에어 필터의 메쉬(12)를 통과하는 공기의 유량 변화에 전혀 영향을 받지 않는 별도의 공간(22)에 설치된 기준 온도 감지 소자(21)인 서미스터(NTC2)와 기준 온도 감지 소자(21)(NTC2)와 직렬로 연결된 저항(R2)로 구성된다. 제1 온도 변화 감지부(30)는 에어 필터의 메쉬(12)를 통과하지 못하는 공기의 유로에 제1 온도 변화 감지 소자(31)인 서미스터(NTC1) 와 제1 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1)와 직렬로 연결된 저항(R1)으로 구성된다. 제2 온도 변화 감지부(90)는 에어 필터의 메쉬(12)를 통과하는 공기의 유로에 제2 온도 변화 감지 소자(91)인 서미스터(NTC5)와 제2 온도 변화 감시 소자(91)(NTC5)와 직렬로 연결된 저항(R5)으로 구성된다. 제2 온도 변화 감지부(90)는 도 14에 도시된 것과 같이 에어 필터의 메쉬(12)의 후면에 제2 온도 변화 감지 소자(91)(NTC5)를 위치시킴으로써 에어 필터의 메쉬(12)를 통과한 공기의 유량에 따른 온도 변화를 감지할 수 있다.Referring to FIGS. 14 and 15, the
제1 온도 변화 감지부(30)는 제1 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1)와 직렬로 연결된 저항(R1)의 전압(Vout1)을 측정하고, 제1 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1)를 통해 에어 필터의 메쉬(12)를 통과하지 못하는 공기의 유량 변화에 따른 온도 변화를 감지한다. 제1 온도 변화 감지부(30)는 에어 필터의 메쉬(12)에 축적되는 먼지로 인하여 제1 온도 변화 감지부(30)의 유로에 보다 많은 유량의 공기가 흐름에 따라 온도가 하강하였음을 감지한다. 제1 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1)는 온도가 하강함에 따라 내부 저항이 증가하게 되므로 제1 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1)와 전압 분배의 관계에 있는 저항(R1)에 대한 전압(Vout1)은 상대적으로 감소된다. 즉, 에어 필터의 오염도가 높아질수록 제1 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1)에 감지된 온도는 낮아지고, 제1 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1)에 걸리는 전압은 높아지는 반면 제1 온도 변화 감지 소자(31)(NTC1)와 직렬로 연결된 저항(R1)에서 측정되는 전압(Vout1)은 낮아지게 된다. The first
제2 온도 변화 감지부(90)는 제2 온도 변화 감지 소자(91)(NTC5)와 직렬로 연결된 저항(R5)의 전압(Vout5)을 측정하고, 제2 온도 변화 감지 소자(91)(NTC5)를 통해 에어 필터의 메쉬(12)를 통과하는 공기의 유량 변화에 따른 온도 변화를 감지한다. 에어 필터의 오염도가 높아질수록 에어 필터의 후면에 설치된 제2 온도 변화 감지부(90)는 에어 필터의 메쉬(12)에 축적되는 먼지로 인하여 유로에 적은 유량의 공기가 흐르게 됨에 따라 제2 온도 변화 감지 소자(91)(NTC5)에 의해 온도 상승을 감지한다. 제2 온도 변화 감지 소자(91)(NTC5)에서 감지된 온도가 높으면, 제2 온도 변화 감지 소자(91)(NTC5)에 걸리는 전압은 낮아지고, 제2 온도 변화 감지 소자(91)(NTC5)와 직렬로 연결되는 저항(R5)에서 측정되는 전압(Vout5)은 높아지게 된다. The second
이와 같이, 에어 필터의 메쉬(12)에 축적되는 먼지의 양이 증가함에 따라, 즉 에어 필터의 오염도가 증가함에 따라 제1 온도 변화 감지부(30)에서 측정된 전압(Vout1)은 점차적으로 감소하고, 제2 온도 변화 감지부(90)에서 측정된 전압(Vout5)은 점차적으로 증가한다. 이때 기준 온도 감지부(20)에 측정된 전압(Vout2)은 일정하다. 상기의 내용은 도 16에 도시된 그래프와 함께 하기 수학식 1로 정리할 수 있다.As described above, as the amount of dust accumulated in the
Vout5 → Vout2,Vout5 → Vout2,
상기 수학식 1은 에어 필터의 오염도가 증가함에 따라 도 16에 도시된 그래프와 같이 제2 온도 변화 감지부(90)에서 측정된 전압(Vout5)이 증가하여 기준 온 도 감지부(20)에서 측정된 전압(Vout2)에 점차적으로 접근하게 됨을 나타내는 것이다.
또한, 에어 필터의 오염이 한계에 도달하여 에어 필터의 교체 시기가 되었다고 가정한다면, 하기 수학식 2로 표현된다.In addition, if it is assumed that the contamination of the air filter has reached the limit and it is time to replace the air filter, it is represented by the following equation (2).
상기 수학식 2는 에어 필터의 오염도가 에어 필터를 교체해야 할 정도로 심각한 경우 제2 온도 변화 감지부(90)에서 측정된 전압(Vout5)이 지속적으로 증가하여 결과적으로 기준 온도 감지부(20)에서 측정된 전압(Vout2)과 동일하게 됨을 나타내는 것이다.Equation 2 is that when the pollution degree of the air filter is serious enough to replace the air filter, the voltage Vout5 measured by the second
또한, 에어 필터의 메쉬(12)가 막힘에 따라 상대적으로 제1온도 변화 감지부(30)에서 측정된 전압(Vout1)은 하기 수학식 3의 수식 1과 같이 표현할 수 있다. In addition, as the
∴ Vout2 - Vout1 ≒ Vout5 - Vout1∴ Vout2-Vout1 ≒ Vout5-Vout1
(Vout2 - Vout1) - (Vout5 -Vout1) ≒ 0 ----------(2)(Vout2-Vout1)-(Vout5 -Vout1) ≒ 0 ---------- (2)
(Vout2 - Vout1)/(Vout5 - Vout1) ≒ 1 -----------(3)(Vout2-Vout1) / (Vout5-Vout1) ≒ 1 ----------- (3)
(Vout5 - Vout1)/Vout2 ≒ 1 ---------------------(4)(Vout5-Vout1) / Vout2 ≒ 1 --------------------- (4)
오염도 판단부(40)는 제2 온도 변화 감지부(90)에서 측정된 전압(Vout5)과 기준 온도 감지부(20)에서 측정된 전압(Vout5)의 차이가 "0" 수렴하는 정도로써 에어 필터의 오염 정도를 판단한다. 즉, 오염 판단부(140)는 상기 수학식 3에 기재된 수식 (1) 또는 (2)는 "0"으로 수렴하고, 상기 수학식 3에 기재된 수식 (3), (4)이 "1"로 수렴하는 경우 에어 필터의 오염도가 한계에 도달하여 에어 필터를 교체해야 한다고 판단한다. The pollution
다시 설명하면, 오염도 판단부(40)는 제1 온도 변화 감지부(30)에서 측정된 전압(Vout1)과 제2 온도 변화 감지부(90)에서 측정된 전압(Vout5)의 차의 절대값이 기준 온도 감지부(20)에서 측정된 전압(Vout2)과 제1 온도 변화 감지부(30)에서 측정된 전압(Vout1)의 차의 절대값과 같아지는 경우, 에어 필터의 오염이 한계에 이른다는 것을 판단할 수 있다. In other words, the pollution
또 다른 실시예로서, 상기의 수식적 접근 방법은 회로적 접근에 의해 정반대의 해석 및 적용이 얼마든지 가능함을 주지해야 한다. 예를 들면, 상기 회로적 접근에 의한 정반대의 해석은 부저항 온도 계수의 특성을 지닌 서미스터 대신에 정저항 온도 계수의 특성을 가진 서미스터를 사용하는 경우 또는 서미스터와 저항을 직렬 연결 대신에 병렬 연결하는 경우에 가능하다. As another example, it should be noted that the above mathematical approach is capable of the opposite interpretation and application by the circuit approach. For example, the opposite interpretation by the circuit approach is to use a thermistor with a constant temperature coefficient instead of a thermistor with a negative temperature coefficient or to connect the thermistor and a resistor in parallel instead of a series connection. It is possible in the case.
Vout5 → Vout1,Vout5 → Vout1,
Vout1 → Vout5,Vout1 → Vout5,
상기 수학식 4는 기준 온도 감지부(20)에서 측정된 전압(Vout2)은 일정하고, 에어 필터의 오염도가 증가할수록 도 17에 도시된 그래프와 같이 제2온도 변화 감지부(90)에서 측정된 전압(Vout5)은 점차적으로 감소하고, 상대적으로 제1 온도 변화 감지부(30)에서 측정된 전압(Vout1)은 점차적으로 증가하는 것을 나타낸다. 즉, 에어 필터의 메쉬(12)가 오염도가 증가함에 따라 제1 온도 변화 감지부(30)에서 측정된 전압(Vout1)이 증가하는 만큼 제2 온도 변화 감지부(90)에서 측정된 전압(Vout5)이 감소하므로써 상기 측정된 전압(Vout1, Vout5)의 크기가 점차적으로 근접해진다는 것이다. In Equation 4, the voltage Vout2 measured by the
여기서, 에어 필터의 오염이 한계에 도달하여 에어 필터를 교체해야 한다고 가정한다면, 하기 수학식 5과 같이 표현할 수 있다.Here, if it is assumed that the contamination of the air filter reaches the limit and the air filter needs to be replaced, it may be expressed as Equation 5 below.
∴ Vout2 - Vout1 ≒ Vout5 - Vout1 ------------- (2)∴ Vout2-Vout1 ≒ Vout5-Vout1 ------------- (2)
(Vout2 - Vout1) - (Vout5 - Vout1) ≒ 0 ---------(3)(Vout2-Vout1)-(Vout5-Vout1) ≒ 0 --------- (3)
(Vout2 - Vout1)/(Vout5 - Vout1) ≒ 1 -----------(4)(Vout2-Vout1) / (Vout5-Vout1) ≒ 1 ----------- (4)
(Vout5 - Vout1)/Vout2 ≒ 0 ---------------------(5)(Vout5-Vout1) / Vout2 ≒ 0 --------------------- (5)
오염도 판단부(40)는 상기 측정된 전압(Vout1, Vout2, Vout5)의 값을 상기 수학식 5에 대입하여 계산한 결과 수식(3), 수식(5)가 "0"으로 수렴하고, 수식 (4)가 "1"로 수렴하는 정도에 따라 에어 필터의 오염도를 판단하고 에어 필터를 교체 시기를 판단한다. 즉, 오염도 판단부(40)는 제1 온도 변화 감지부(30)에서 측정된 전압(Vout1)과 제2 온도 변화 감지부(90)에서 측정된 전압(Vout5)의 차이가 '0'으 로 수렴하는 정도로써 에어 필터의 오염 정도를 판단한다. 따라서, 오염도 판단부(40)는 제1 온도 변화 감지부(30)에서 측정된 전압(Vout1)과 제2 온도 변화 감지부(90)에서 측정된 전압(Vout5)의 차의 절대값이 기준 온도 감지부(20)에서 측정된 전압(Vout2)과 제1 온도 변화 감지부(30)에서 측정된 전압(Vout1)의 차의 절대값과 같아지는 경우, 에어 필터의 오염도가 한계에 도달했다고 판단할 수 있다. The pollution
이와 같이, 오염도 판단부(40)는 3개의 서미스터(NTC1, NTC2, NTC5)와 각각 직렬로 연결된 저항(R1, R2, R5)에서 측정된 전압(Vout1, Vout2, Vout5)을 상기와 같은 수식적 접근법에 의해 환경에 영향을 받지 않으면서 자동으로 에어 필터의 오염도 및 에어 필터의 교체 시기를 판별할 수 있다.As such, the pollution
도 14 내지 도 17에 따른 실시예에서는, 각각의 온도에 따른 에어 필터의 오염도 데이터를 메모리에 저장하지 않고도 제1 온도 변화 감지부(30) 및 제2 온도 변화 감지부(90)에 측정된 전압(Vout1, Vout5)의 차이값 또는 제1 온도 변화 감지부(30) 및 기준 온도 감지부(20)에서 측정된 전압(Vout1, Vout2)의 차이값으로써 에어 필터의 오염도를 환경적 변수에 영향을 받지 않으면서 실시간 또는 단계적으로 측정할 수 있다.
14 to 17, the voltage measured by the first
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, which can be variously modified and modified by those skilled in the art to which the present invention pertains. Modifications are possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims set forth below, and all equivalent or equivalent modifications thereof will belong to the scope of the present invention.
본 발명에 따르면, 에어 필터를 사용하는 장치에서 에어 필터의 오염도를 측정하여 오염 정도 및 교체 시기를 자동적으로 알리는 방법 및 장치가 제공된다.According to the present invention, there is provided a method and apparatus for automatically informing the degree of contamination and the replacement time by measuring the degree of contamination of the air filter in a device using the air filter.
또한, 본 발명에 따르면, 사용 기간에 따른 종래의 획일적인 기준이 아닌 오염도의 구체적인 측정을 통하여 교체 시기를 결정하는 방법 및 장치가 제공된다.In addition, according to the present invention, there is provided a method and apparatus for determining the replacement time through a specific measurement of the degree of contamination, rather than the conventional uniform standard according to the period of use.
또한, 본 발명에 따르면, 에어 필터를 구비한 장치에서 교체 시기가 지난 에어 필터가 계속 동작되는 것을 차단하여 오염된 에어 필터에 의해 발생되는 공기 오염을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to prevent the air pollution generated by the contaminated air filter by blocking the operation of the air filter after the replacement time in the device having the air filter.
또한, 본 발명에 따르면, 다양한 구조들을 가진 에어 필터 감시 장치 및 방법들을 제공함으로써 오염도 측정의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to improve the reliability of the contamination measurement by providing the air filter monitoring apparatus and methods having various structures.
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