KR101105961B1 - 가스 센서를 구비한 공기청정기 및 가스 센서를 이용한오염도 감지 방법 - Google Patents

가스 센서를 구비한 공기청정기 및 가스 센서를 이용한오염도 감지 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 센서를 구비한 공기청정기 및 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법에 관한 것으로, 상기 감지 방법은, 기준 센서 저항값(RO)이 최초로 보정되기 전 까진, 공기청정기(100)의 저장부(504)에 기저장되어 있는 초기 기준값(RI)을 기준 센서 저항값(RO)으로 하여 현재 센서 저항값(RS)에 대비하여 실내 오염도를 산출하고, 기준 센서 저항값(RO)이 최초로 보정된 후에는, 일정 시간 간격으로 보정된 기준 센서 저항값(RO)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비로써 실내 오염도를 산출하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 공기청정기에 전원이 공급된 후 최초로 산출되는 실내 오염도를 청정 상태에서의 가스 센서의 가변 저항 값에 대한 현재 가스 센서의 가변 저항에서 측정되는 값의 비로 표현할 수 있으므로 초기 실내 공기의 오염 상태를 청정 상태에 대비하여 정확하게 표현할 수 있다.
공기청정기, 가스 센서, 가변 저항, 기준 센서 저항값, 현재 센서 저항값

Description

가스 센서를 구비한 공기청정기 및 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법{Aircleaner having a gas sensor and a pollution level sensing method using a gas sensor}
도 1은 일반적인 공기청정기를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 가스 센서를 이용한 오염도 감지 시스템의 구성도이다.
도 3은 종래의 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기청정기를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 의한 가스 센서를 구비한 공기청정기의 내부 구성을 간략하게 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 가스 센서를 이용한 오염도 감지 시스템의 구성도이다.
도 7은 본 발명에 의한 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 공기청정기 110 : 전방 판넬
112 : 전방 흡입구 114 : 전하단 흡입구
116 : 우측방 흡입구 210 : 후방 판넬
212 : 후방 흡입구 214 : 후하단 흡입구
310 : 토출 판넬 320 : 토출구
330 : 키 조작부 400 : 필터부
502 : 제어부 504 : 저장부
510 : 가스 감지부 512 : 가스 센서
512a : 히터 512b : 가변 저항
520 : 디스플레이
본 발명은 가스 센서를 구비한 공기청정기 및 오염도 감지 방법에 관한 것으로, 특히 공기청정기 작동 시 최초로 산출되는 실내 오염도를 청정 상태에 대비하여 정확하게 나타낼 수 있는 가스 센서를 구비한 공기청정기 및 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법에 관한 것이다.
공기청정기(aircleaner)는 오염된 공기를 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치를 일컫는 것으로, 오염된 공기를 팬으로 흡입하여 미세한 먼지나 세균류를 집진(集塵)하거나 필터링(filtering)하고 생활 냄새나 담배 냄새 등의 악취를 탈취하는 기능을 한다. 최근에는, 공기 청정만을 주목적으로 하는 일반적인 공기청정기 뿐만 아니라 실내 온도를 조절하는 것을 주목적으로 하는 공기조화기에 상기 공기 청정 기능을 추가한 공기조화형 공기청정기도 출시되고 있다.
도 1은 공기 청정을 주목적으로 하는 일반적인 공기청정기를 도시한 사시도이다.
공기청정기(10)는, 일반적으로, 실내 공기를 흡입하는 흡입 그릴(14)과, 상기 흡입 그릴(14)을 통해 흡입된 공기를 깨끗하게 정화하기 위한 필터부(미도시)와, 실내 공기를 공기청정기 내부로 흡입한 후 배출하는 공기 유로를 형성하기 위한 팬(미도시)과, 상기 필터부를 거치며 정화된 공기를 외부로 배출시키기 위한 토출 그릴(20)로 구성된다.
공기청정기(10)에 전원을 공급한 후 이를 작동시키면, 공기청정기(10)의 내부에 장착되어 있는 팬(미도시)이 회전을 시작하면서 전면 판넬(12)의 하단부에 형성된 흡입 그릴(14)을 통해 외부(즉, 실내)의 공기를 공기청정기의 내부로 흡입한다. 흡입된 공기는 흡입 그릴(14) 뒷쪽에 장착되어 있는 필터부(미도시)를 통과하면서 그 속에 포함되어 있는 먼지나 냄새가 필터링되면서 깨끗한 공기로 변화한다. 이렇게 청정 공기로 변화한 공기는 팬(미도시)의 회전력에 의해 토출 그릴(20)로 유도된 후 이를 통해 공기청정기 외부(즉, 실내)로 토출된다. 이때, 도 1에 있어서, 검은색 화살표는 공기청정기 내부로 흡입되는 공기의 흐름을, 흰색 화살표는 공기청정기 내부에서 토출되는 공기의 흐름을 나타낸다.
전술한 바와 같이 공기청정기는 공기청정기 내부로 실내 공기를 흡입하는 단계, 흡입된 공기를 필터링하는 단계, 필터링된 공기를 배출하는 단계와 같은 청정 싸이클을 반복하면서 실내의 미세 먼지나 냄새, 가스 등을 제거함으로써 실내의 청 정도를 높인다.
한편, 공기청정기(10)는 실내에 존재하는 가스의 양, 예컨대 가연성 가스나 유기용제 가스 또는 냄새를 발생하는 가스의 양을 측정하여 실내 오염의 정도를 알아내기 위해 일반적으로 가스 센서를 사용한다.
가스 센서로는 산화주석을 주원료로 하고, 여기에 귀금속 촉매를 넣어 응답속도 및 선택성을 개선한 것을 많이 사용하는데, 실내 공기 중에 가연성 가스, 환원성 가스, 유기용제 가스, 수증기 등이 많으면 그 저항이 작아지는 것을 원리를 이용하여 실내 가스의 양을 감지하는 것이다. 저항이 작아지는 정도는 센서의 동작온도, 촉매, 주위 분위기 등에 의해 달라지는데, 산화주석을 주원료로 하는 가스 센서는 반응 정도와 속도가 상당히 빠르고, 수명이 반영구적이기 때문에 가스 경보기, 전자레인지의 자동요리, 공기청정기 등 여러 가지 용도에 많이 사용된다.
도 2는 종래의 가스 센서를 이용한 오염도 감지 시스템의 구성도이다.
가스 센서(30)는 세라믹 튜브 내에 채워진 산화주석(SnO₂)소결체(미도시)와, 이를 가열하기 위한 히터(35)와, 상기 세라믹 튜브의 양단에 설치된 전극(미도시)으로 이루어져 있다.
실내 공기가 청정한 상태일 때는, 공기 중의 산소(O₂)가 가스 센서(30)의 표면에 흡착된 후 산화주석 소결체 내의 자유전자를 포획하므로 그 저항(32)이 커지고, 실내 공기 중에 가스나 수증기가 많이 존재하게 되면, 즉 실내가 오염된 상태일 때는, 가스 센서(30)의 표면에 흡착되어 있던 산소가 상기 가스나 수증기와 결합하여 표면으로부터 제거되므로 이들 산소에 의해 포획되었던 자유전자들이 다 시 산화주석 소결체로 돌아가게 하여 그 저항(32)이 작아진다.
마이콤(50)은 상기 가스 센서(30)의 저항(32)값을 읽은 후 소정의 수식에 의해 실내 공기의 오염도를 계산하는데, 상기 저항(32)값이 작으면 실내 공기의 오염도가 높다고 판단하고, 상기 저항(32)값이 크면 오염도가 낮다고 판단한다. 디스플레이(60)는 마이콤(50)에서 산출한 오염도를 표시한다. 이때, 상기 도 2에 있어서, 도면 부호 "40"은 가스 센서에 연결된 부하 저항(load resistor)을 의미한다.
도 3은 공기청정기에 부착된 가스 센서를 이용하여 실내의 오염도를 감지하는 종래의 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도로서, 상기 도 2의 도면 부호를 참조하여 종래의 방법을 설명한다.
공기청정기에 전원을 공급한 후(S100 단계), 가스 센서(30) 안정화 시간이 경과하면(S102 단계), 가스 센서(30)에서 감지한 현재의 저항(32)값을 읽는다(S104 단계). 이때, 가스 센서(30) 안정화 시간이란 가스 센서(30)를 구성하는 히터(35)가 가열되어 산화주석 소결체를 적절하게 히팅(heating)시킴으로써 저항(32)값이 안정된 값으로 읽혀지는데 필요한 시간을 의미한다.
이어, 최초 점검이 완료되었는지 확인한 후(S106 단계), 최초 점검이 완료되지 않은 것으로 판단되면, 마이콤(50)의 기준 센서 저항값(R0)과 현재 센서 저항값(RS)에 각각 상기 S104 단계에서 읽은 가스 센서(30)의 초기 저항값을 동일하게 저장한 후(S108 단계) 기준 센서 저항값(R0)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비로써 실내의 오염도를 계산한 후, 디스플레이(60)에 표시한다(S110 단계).
이후, 다시 S104 단계를 진행하여 가스 센서(30)에서 재측정한 현재 저항(32)값을 마이콤(50)에서 읽은 후, 최초 점검이 완료되었는지를 확인한다(S106 단계). 상기 S108 단계와 S110 단계를 이미 진행하여 최초 점검이 완료된 경우에는, 마이콤(50)의 현재 센서 저항값(RS)을 상기 S104 단계에서 재측정한 저항값으로 바꾸어 저장한다(S112 단계). 이어, 설정 시간(T1)이 경과하였는지 확인한 후(S114 단계), 설정 시간(T1)이 경과하지 않은 것으로 판단되는 경우에는, 상기 S108 단계에서 마이콤(50)에 저장한 기준 센서 저항값(R0)에 대한 상기 S112 단계에서 마이콤(50)에 저장한 현재 센서 저항값(RS)의 비를 계산한다(S118 단계).
계속해서, 기준 센서 저항값(RO)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비를 소정의 수식에 대입함으로써 실내의 오염도를 산출하고(S120 단계), 이를 디스플레이(60)에 표시한 후(S122 단계), 다시 S104 단계 이후를 진행함으로써 수시로 변화되는 실내 오염도를 표시할 수 있다.
한편, 상기 S114 단계에서, 설정 시간(T1)이 경과한 것으로 판단되면, 상기 S108 단계에서 마이콤(50)에 저장되었던 기준 센서 저항값(R0)를 보정하는 단계(S116 단계)를 진행하는데, 이는, 가스 센서(30)의 물리적 특성 상, 실내의 가스 농도가 변하지 않은데도 불구하고 온도나 습도와 같은 주변환경에 의해 저항(32)값이 변함으로써 결과적으로 실내 오염도가 변한 것처럼 표시되는 경우를 방지하기 위해서이다. 즉, 실내 오염도를 절대적인 기준 센서 저항값에 대한 현재 센서 저항값의 비로 계산하는 절대치 개념으로 산출하는 경우, 가스 센서(30)의 저항(32)값이 온도나 습도 등의 주위 환경에 따라 변하는데서 비롯되는 공기청정기의 오염도 오(誤)감지 문제를 해결할 수 없지만, 기준 센서 저항값을 일정 시간 간격 으로 보정한 후, 보정된 기준 센서 저항값에 대한 현재 센서 저항값의 비로 계산하는 상대치 개념으로 산출하는 경우, 실내 오염도를 "전"의 오염 상태에 대한 "후"의 오염 상태의 비의 개념으로 산출하므로 전술한 바와 같은 오(誤)감지 문제가 발생하지 않는다.
따라서, 상기 S116 단계에 의해 기준 센서 저항값(R0)이 보정되면, 이후 S118 단계에서는 상기 S116 단계에서 보정된 기준 센서 저항값(R0)에 대한 상기 S112 단계에서 재저장된 현재 센서 저항값(RS)의 비를 계산한다.
전술한 바와 같은 가스 센서를 이용하여 실내의 오염도를 감지하는 종래의 방법에 의하면, 실내 오염도를 설정 시간(T1) 간격으로 보정되는 기준 센서 저항값(R0)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비와 같이 상대치 개념으로 계산하므로 가스 센서(30)의 물리적 특성에서 비롯되는 여러 문제를 해결할 수 있다.
그러나, 최초 점검 시, 가스 센서(30)에서 감지한 최초의 저항값을 기준 센서 저항값(R0)과 현재 센서 저항값(RS)에 동일하게 저장하는데(S108 단계 참조), 이 경우, 실내 오염도를 기준 센서 저항값(R0)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비로서 산출하는 현재의 계산 방식에 의하면, 실내의 오염 상태가 실제로 어느 정도인지 관계없이, 공기청정기에 전원을 공급한 후 최초의 몇 분 동안은 항상 실내가 청정한 상태인 것으로 표시된다는 문제가 있다.
이러한 상태는 상기 S116 단계에서 기준 센서 저항값(R0)이 보정되기 전까지 계속되므로, 실내가 실제로는 오염되어 있으나 마이콤(50)에서는 청정한 상태로 인식함으로써 공기청정기의 풍량을 실제로 요구되는 양보다 낮은 상태로 설정하거나, 오염 물질 제거 등을 위한 오존 발생 장치를 작동시키지 않는 등 오염된 실내를 청정하게 만드는데 요구되는 여러 수단을 작동시키지 않아 결과적으로 오염된 실내를 청정 상태로 만드는데 걸리는 시간이 길어진다.
또한, 실내가 청정한 상태가 아님에도 불구하고 청정한 상태로 표시됨으로써 소비자에게 공기청정기의 성능에 대한 신뢰감을 잃을 수 있다.
본 발명의 목적은 공기청정기에 전원이 인가된 후 기준 센서 저항값(R0)이 최초로 보정되기 전 까지의 구간 동안 청정 상태에 대비하여 정확하게 실내의 오염 상태를 판단할 수 있는 가스 센서를 구비한 공기청정기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 공기청정기에 전원이 인가된 후 기준 센서 저항값(R0)이 최초로 보정되기 전 까지의 구간 동안 청정 상태에 대비하여 정확하게 실내의 오염 상태를 판단할 수 있는 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 가스 센서를 구비한 공기청정기는, 실내의 가스 량을 측정하기 위한 가스 센서(512)와, 상기 가스 센서(512)에서 측정한 값을 저장하기 위한 저장부(504)와, 상기 가스 센서(512)에서 측정한 저항값의 변화에 따라 실내의 오염도를 산출하는 제어부(502)와, 상기 제어부(502)에서 산출된 실내 오염도를 표시하는 디스플레이(520)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 저장부(504)는 공기청정기(100)에 전원이 공급되면 제어부(502) 로 미리 저장되어 있는 초기 기준값(RI)을 로딩(loading)하도록 설계되어 있는데, 상기 초기 기준값(RI)은 실내가 청정한 상태일 때의 가스 센서(512)의 가변 저항값인 것이 바람직하다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 의한 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법은, 기준 센서 저항값(RO)이 최초로 보정되기 전 까진, 공기청정기(100)의 저장부(504)에 기저장되어 있는 초기 기준값(RI)을 기준 센서 저항값(RO)으로 하여 현재 센서 저항값(RS)에 대비하여 실내 오염도를 산출하고, 기준 센서 저항값(RO)이 최초로 보정된 후에는, 일정 시간 간격으로 보정된 기준 센서 저항값(RO)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비로써 실내 오염도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 초기 기준값(RI)은 실내가 청정한 상태일 때의 가스 센서(512)의 가변 저항값인 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 의하면, 공기청정기에 전원이 공급된 후 최초로 산출되는 실내 오염도를 청정 상태에서의 가스 센서의 가변 저항 값에 대한 현재 가스 센서의 가변 저항에서 측정되는 값의 비로 표현할 수 있으므로, 초기 실내 공기의 오염 상태를 청정 상태에 대비하여 정확하게 표현할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 가스 센서를 구비한 공기청정기 및 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법에 대해 더욱 상세하게 설명하고자 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기청정기의 외관을 도시한 사시도이 고, 도 5는 본 발명에 의한 가스 센서를 구비한 공기청정기의 내부 구성을 간략하게 도시한 단면도이다.
공기청정기(100)는 그 전방에 설치된 전방 판넬(110)과, 그 후방에 설치된 후방 판넬(210)과, 상면의 토출 판넬(310)에 의해 외형을 이루고 있다. 상기 공기청정기(100)의 전방에는 전방 부근의 실내 공기를 흡입하기 위해 전방 판넬(110)의 중앙부에 형성된 전방 흡입구(112), 전방 판넬(110) 하단부에 형성된 전하단 흡입구(114), 전방 판넬(110)의 측면에 형성된 우측방 흡입구(116)가 형성되어 있고, 그 후방에는 후방 부근의 실내 공기를 흡입하기 위해 후방 판넬(210)의 중앙부에 형성된 후방 흡입구(212), 후방 판넬(210)의 하단부에 형성된 후하단 흡입구(214), 후방 판넬(210)의 측면에 형성된 좌측방 흡입구(미도시)가 형성되어 있으며, 그 상방에는 공기청정기 내부로 흡입된 실내 공기를 배출하기 위한 토출구(320)를 구비한 토출 판넬(310)이 형성되어 있다. 따라서, 작동 시, 실내의 공기는 전방, 후방, 좌측방, 우측방과 같이 사방에서 흡입(실선 화살표 참조)된 후, 하나의 방향, 즉 상방으로 배출(점선 화살표 참조)된다.
전방 판넬(110) 뒷쪽에는, 예컨대 프리 필터, 헤파 필터, 탈취 필터, 카본나노볼 필터, 오존제거필터, 나노은필터 등과 같은 필터들의 조립체인 필터부(400)가 형성되어 있고, 상기 필터부(400)의 뒷쪽에는 실내 공기를 공기청정기 내부로 흡입한 후 토출하기 위한 팬(532)과 이를 구동시키기 위한 팬 구동부(530)가 설치되어 있다.
공기청정기(100)에 전원이 공급된 후 그 내부에 장착되어 있는 팬(532)이 회 전을 시작하면, 전방, 후방, 좌측방, 우측방과 같이 사방면으로 부터 실내 공기가 흡입된다(실선 화살표 참조). 흡입된 공기는 전방 판넬(110) 뒷쪽에 장착되어 있는 필터부(400)를 거치면서 필터링되어 깨끗한 공기로 변하고, 이렇게 청정 공기로 변화한 공기는 상기 팬(532)의 회전력에 의해 토출구(320)로 유도된 후 공기청정기(100) 외부(즉, 실내)로 배출된다(점선 화살표 참조). 공기청정기(100)는 이와 같은 공기의 흡입 → 필터링 → 배출의 청정 싸이클을 반복하면서 실내의 오염된 공기를 깨끗하게 만든다.
한편, 공기청정기(100)의 내부 일측에는 공기 속에 존재하는 가스의 양을 측정하여 실내의 오염도를 감지하기 위한 가스 감지부(510)가 설치되어 있다. 상기 가스 감지부(510)는 실내 공기 속에 존재하는 가스의 량을 측정할 수 있는 위치라면 공기청정기(100) 내부의 어느 위치에라도 장착이 가능한데, 본 발명의 일 실시예에서는 전방 판넬(110)의 후면에 이를 설치하였다. 상기 가스 감지부(510)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 통상, 가스 센서(512)와 부하 저항(513)으로 구성되고, 상기 가스 센서(512)는 히터(512a)와 가변 저항(512b)으로 구성된다.
상기 가변 저항(512b)은 공기 속에 포함되어 있는 가스 양이 달라짐에 따라 그 저항값이 달라지는데, 예를 들어, 공기청정기(100) 내부로 흡입된 실내 공기 속에 가연성 가스, 환원성 가스, 유기용제 가스, 수증기 등의 가스가 많이 포함되어 있으면, 즉 실내 공기의 오염도가 높으면 그 값이 작아지고, 실내 공기 속에 포함된 가스의 양이 적으면, 즉 실내의 청정도가 높으면 그 값이 커지도록 되어 있다. 따라서, 가변 저항(512b)의 저항값이 어느 정도인지를 읽음으로써 실내 공기의 오 염도가 어느 정도인지를 알아낼 수 있다.
상기 가스 감지부(510)는 제어부(502)와 전기적으로 연결되어 있다. 상기 제어부(502)는 일정 주기로 가스 센서(512)의 가변 저항(512b)값을 읽어들인 후, 이 값을 소정의 수식에 대입함으로써 실내의 오염도를 산출하도록 설계되어 있다. 즉, 가스 센서(512)에서 측정한 저항값의 변화에 따라 실내의 오염도를 산출한다. 제어부(502)에서 산출된 실내의 오염도는 공기청정기(100)의 전방 판넬(110)의 전면에 설치되어 있는 디스플레이(520)를 통해 외부로 표시되므로 사용자는 상기 디스플레이(520)를 확인함으로써 실내의 오염 정도를 알 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 제어부(502)와 전기적으로 연결된 저장부(504), 예컨대 이이피롬(EEPROM)과 같은 저장 매체를 구비한다. 상기 저장부(504)는 가스 센서(512)에서 측정한 값, 즉 가스 센서(512)에서 센싱한 값을 저장하기 위한 장치이다. 상기 저장부(504)에는 실내 공기가 청정(淸淨)한 상태일 때 가스 센서(512)의 가변 저항(512b) 값, 즉 초기 기준값(RI)이 저장되어 있는데, 이 초기 기준값(RI)은 공기청정기(100)에 전원이 공급될 때 상기 저장부(504)에서 제어부(502)로 로딩(loading)되도록 설계되어 있다. 제어부(502)로 로딩된 상기 초기 기준값(RI)은 공기청정기(100)에 전원이 공급된 후 상기 제어부(502)에서 최초로 실내의 오염도를 산출하고자할 때 기준 센서 저항값(R0)으로 제공된다.
실내의 오염도는 기준 센서 저항값(R0)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비로 표현되므로, 공기청정기(100)가 최초로 산출한 실내의 오염도는 청정 상태일 때 가변 저항의 값(즉, 초기 기준값)에 대한 공기청정기(100)가 작동되고 있는 현재 상 태에서의 가스 센서(512)의 가변 저항(512b)의 값의 비로 표현될 수 있다. 따라서, 공기청정기(100)가 최초로 산출하는 실내 오염도는 청정 상태에 대한 현재의 오염 상태를 정확하게 표현할 수 있으므로, 종래와 같이 실내가 청정한 상태가 아님에도 불구하고 청정한 상태로 표시되는 문제를 해결할 수 있다.
한편, 토출 판넬(310)의 상면에는 키 조작부(330)가 설치되어 있다. 상기 키 조작부(330)는 그 일단이 제어부(502)와 연결되어 있기 때문에, 사용자에 의해 키 조작부(330)에 입력된 전기적 신호는 상기 제어부(502)로 전달된 후 공기청정기(100) 각 부분의 작동을 제어하는 각 구동부로 전송된다.
따라서, 본 발명에 의하면, 공기청정기(100)에 전원이 공급된 후 최초로 산출되는 실내 오염도를 청정 상태에서의 가스 센서(512)의 가변 저항(512b) 값에 대한 현재 가스 센서(512)의 가변 저항(512b)에서 측정되는 값의 비로 표현할 수 있으므로, 실내 공기의 오염 상태를 청정 상태에 대비하여 정확하게 표현할 수 있다.
상기 도 5에 있어서, "전면 흡입구"는 전방 흡입구(112), 전하단 흡입구(114) 및 우측방 흡입구(116)로 된 흡입구를 의미하고, "후면 흡입구"는 후방 흡입구(212), 후하단 흡입구(214) 및 좌측방 흡입구(미도시)로 된 흡입구를 의미한다.
도 6은 본 발명에 의한 전원 공급 후 최초로 나타내는 실내 오염도를 정확하게 산출할 수 있는 가스 센서를 구비한 공기청정기의 개략적인 내부 구성도이다.
본 발명에 의한 공기청정기는, 크게, 실내의 가스 량을 측정하기 위해 그 내부에 히터와 가변 저항을 구비하는 가스 센서(512)와, 상기 가스 센서(512)로부터 저항값을 읽은 후 소정의 수식을 적용하여 실내의 오염도를 산출하는 제어부(502) 와, 공기청정기에 전원이 공급되면 상기 제어부(502)로 미리 저장되어 있는 초기 기준값(RI)을 로딩(loading)하는 저장부(504)와, 상기 제어부(502)에서 산출된 실내 오염도를 표시하는 디스플레이(520)로 구성되어 있다.
키 입력부(330)는 상기 제어부(502)로 공기청정기의 작동을 제어하기 위한 전기적 신호를 입력하기 위한 것으로, 공기청정기로 전원을 공급하기 위한 전원버튼, 공기청정기의 풍량을 조절하기 위한 풍량조절버튼 등 여러 버튼(button)들로 구성되어 있다. 팬 구동부(530)는 제어부(502)의 제어 신호에 따라 공기청정기의 팬의 속도를 조절한다.
한편, 상기 저장부(504)에는 실내가 청정한 상태일 때의 가스 센서의 저항값이 초기 기준값(RI)으로써 미리 저장되어 있다. 상기 초기 기준값(RI)은 공기청정기에 전원이 인가되면 제어부(502)로 자동 로딩되어 공기청정기 전원 온(ON)이후 최초로 실내의 오염도를 산출하는 과정에서 현재 센서 저항값(RS)에 대비되는 기준 센서 저항값(RO)으로 제공된다.
도 7은 본 발명에 의한 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도로서, 도 5의 도면 부호를 참조하여 본 발명의 방법을 설명한다.
먼저, 본 발명에 의한 오염도 감지 방법은, 크게 두 구간으로 진행된다. 첫번째 구간은 저장부(504)에 기(旣)저장된 초기 기준값(RI)이 제어부(502)의 기준 센서 저항값(RO)으로 로딩된 후 보정되기 전까지의 구간이고, 두번째 구간은 기준 센서 저항값(RO)이 최초로 보정된 후의 구간이다.
첫번째 구간은 저장부(504)에 기저장된 초기 기준값(RI)을 기준 센서 저항값 (RO)으로 저장한 후 이에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비를 산출하여 실내의 오염도를 나타내는 절대치 개념의 오염도 감지 방법이고, 두번째 구간은 기준 센서 저항값(R0)을 일정 시간 간격으로 보정하여 이에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비를 산출하여 실내의 오염도를 나타내는 상태치 개념의 오염도 감지 방법이다.
공기청정기에 전원이 공급되면(S200 단계), 저장부(504)에 저장되어 있던 청정 상태의 가스 센서의 가변 저항값, 즉 초기 기준값(RI)이 제어부(502)로 로딩(loading)되어(S202 단계), 제어부(502)의 기준 센서 저항값(RO)에 상기 초기 기준값이 저장된다(S204 단계). 이어, 가스 센서(512)의 안정화 시간이 경과하면(S206 단계), 제어부(502)는 가스 센서(512)의 가변 저항(512b)이 가리키는 현재의 저항값을 읽은 후(S208 단계) 이를 현재 센서 저항값(RS)에 저장한다(S210 단계).
이후, 설정 시간(T2)이 경과하였는지 판단한 후(S212 단계), 설정 시간(T2)이 경과하지 않은 것으로 판단되는 경우에는, 상기 S204 단계에서 제어부(502)에 저장된 기준 센서 저항값(R0), 즉 초기 기준값(RI)에 대한 상기 S210 단계에서 제어부(502)에 저장된 현재 센서 저항값(RS)의 비(R0/RS)를 계산한다(S216 단계). 이어, 상기 기준 센서 저항값(RO)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비를 소정의 수식에 대입함으로써 실내의 오염도를 산출하고(S218 단계), 이를 디스플레이(520)에 표시한다(S220 단계).
전술한 S200 단계에서 S220 단계 까지의 과정은 공기청정기(100)에 전원이 공급된 후 기준 센서 저항값(R0)이 최초로 보정되기 전 까지의 실내의 오염도를 산출하는 첫번째 구간이다. 이에 따르면, 실내가 청정 상태일 때 가스 센서(512)의 가변 저항(512b)이 감지하는 저항값을 초기 기준값(RI)으로 저장부(504)에 미리 저장한 후, 공기청정기에 전원이 공급되면 이를 기준 센서 저항값으로 제어부(502)에 저장함으로써, 공기청정기에 전원이 공급된 후 최초로 산출되는 실내의 오염도가 청정 상태에 대한 현재의 오염 상태의 비로써 나타날 수 있도록 하였다.
계속해서, 상기 S220 단계 후, 제어부(502)는 가스 센서(512)의 가변 저항(512b)이 가리키는 현재의 저항값을 다시 읽은 후(S208 단계) 이를 현재 센서 저항값(RS)에 재저장하는 단계(S210 단계)를 거치고, 이어, 설정 시간(T2)이 경과하였는지 판단하는데(S212 단계), 이때, 설정 시간(T2)이 경과한 것으로 판단되면, 상기 S204 단계에서 제어부(502)의 기준 센서 저항값(R0)에 저장하였던 값, 즉 초기 기준값(RI)을 보정하는 단계(S214 단계)를 진행한다.
이는, 가스 센서(512)의 물리적 특성 상, 실내의 가스 농도가 변하지 않은데도 불구하고 온도나 습도와 같은 주변환경에 의해 가변 저항(512b)값이 변하여 결과적으로 실내 오염도가 변한 것처럼 측정되는 것을 방지하기 위하여, 실내 오염도를 절대적으로 고정된 기준 센서 저항값에 대한 현재 센서 저항값의 비로 계산하는 절대치 개념으로 산출하지 않고, 기준 센서 저항값을 일정 시간 간격으로 보정한 후 보정된 기준 센서 저항값에 대한 현재 센서 저항값의 비로 계산하는 상대치 개념으로 산출하기 위해서이다.
상기 S214 단계에서 기준 센서 저항값(R0)이 보정되면, S216 단계에서는 상기 S214 단계에서 보정된 기준 센서 저항값(R0)에 대한 상기 S210 단계에서 재저장된 현재 센서 저항값(RS)의 비를 계산하여 실내의 오염도를 산출한다. 따라서, 기 준 센서 저항값(RO)이 최초로 보정된 후의 구간에서는, 일정 시간(T2) 간격으로 기준 센서 저항값(RO)을 보정한 후 이 보정된 기준 센서 저항값(RO)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비로써 실내의 오염도를 표시함으로써 가스 센서(512)의 물리적 특성에서 비롯되는 오염도의 오(誤)감지를 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 가스 센서를 구비한 공기청정기 및 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법에 의하면, 공기청정기(100)에 전원이 공급된 후 최초로 산출되는 실내 오염도를 청정 상태에서의 가스 센서의 가변 저항 값에 대한 현재 가스 센서의 가변 저항에서 측정되는 값의 비로 표현할 수 있으므로, 초기 실내 공기의 오염 상태를 청정 상태에 대비하여 정확하게 표현할 수 있다.
또한, 공기청정기 작동 후 일정 시간이 경과한 후에는 기준 센서 저항값(RO)을 일정 시간 간격으로 보정함으로써 가스 센서(512)의 물리적 특성에서 비롯되는 오염도의 오(誤)감지를 방지할 수 있다.
따라서, 실내가 실제로는 오염되어 있으나 제어부에서는 청정한 상태로 인식함으로써 오염된 실내를 청정하게 만드는데 요구되는 여러 수단들을 작동시키지 않아 결과적으로 오염된 실내를 청정 상태로 만드는데 걸리는 시간이 길어지고, 실내가 청정한 상태가 아님에도 불구하고 청정한 상태로 표시됨으로써 소비자에게 공기청정기의 성능에 대한 신뢰감을 잃을 수 있다는 종래의 문제를 해결할 수 있다.

Claims (6)

  1. 실내의 가스 량을 측정하기 위한 가스 센서(512);
    상기 가스 센서(512)에서 측정한 값을 저장하기 위한 저장부(504);
    상기 가스 센서(512)에서 측정한 저항값의 변화에 따라 실내의 오염도를 산출하는 제어부(502); 및
    상기 제어부(502)에서 산출된 실내 오염도를 표시하는 디스플레이(520)를 포함하되,
    상기 저장부(504)는, 공기청정기(100)에 전원이 공급되면 제어부(502)로 미리 저장되어 있는 초기 기준값(RI)을 로딩(loading)하는 것을 특징으로 하는 가스 센서를 구비한 공기청정기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저장부(504)에 미리 저장되어 있는 초기 기준값(RI)은 실내가 청정한 상태일 때의 가스 센서(512)의 가변 저항값인 것을 특징으로 하는 가스 센서를 구비한 공기청정기.
  4. 기준 센서 저항값(RO)이 최초로 보정되기 전 까진, 공기청정기(100)의 저장 부(504)에 기저장되어 있는 초기 기준값(RI)을 기준 센서 저항값(RO)으로 하여 현재 센서 저항값(RS)에 대비하여 실내 오염도를 산출하고,
    기준 센서 저항값(RO)이 최초로 보정된 후에는, 일정 시간 간격으로 보정된 기준 센서 저항값(RO)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비로써 실내 오염도를 산출하는 것을 특징으로 하는 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 초기 기준값(RI)은 실내가 청정한 상태일 때의 가스 센서(512)의 가변 저항값인 것을 특징으로 하는 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법.
  6. 공기청정기(100)에 전원을 공급하는 단계;
    저장부(504)에 기저장된 초기 기준값(RI)을 제어부(502)로 로딩하는 단계;
    상기 초기 기준값(RI)을 기준 센서 저항값(RO)으로 저장하는 단계;
    가스 센서(512)의 가변 저항(512b)으로 부터 현재의 저항값을 읽어 현재 센서 저항값(RS)으로 저장하는 단계;
    설정 시간(T2)이 경과했는지 판단한 후, 상기 설정 시간(T2)이 경과하지 않은 경우엔, 기준 센서 저항값(R0)으로 저장된 초기 기준값(RI)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비를 계산한 후 오염도를 산출하고, 상기 설정 시간(T2)이 경과한 경우엔, 기준 센서 저항값(RO)을 보정한 후, 보정된 기준 센서 저항값(R0)에 대한 현재 센서 저항값(RS)의 비를 계산하여 오염도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특 징으로 하는 가스 센서를 이용한 오염도 감지 방법.
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