KR101273766B1 - Device and method for detecting dust of vacuum cleaner - Google Patents

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Abstract

본 발명은 검출되는 먼지량에 흡입 공기의 유속을 대입함으로써 단위 체적당의 먼지량을 정확하게 사용자에게 제공할 수 있는 진공청소기의 먼지 검출장치 및 먼지 검출방법에 관한 것이다.본 발명에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치는, 진공청소기의 흡입관을 통해 흡입되는 먼지를 감지하기 위해 흡입관에 설치되는 먼지 센서, 흡입관을 통해 흡입되는 공기의 유속을 검출하기 위해 흡입관에 설치되는 유속계, 먼지 센서로부터 먼지 감지 신호를 제공받고 유속계로부터 흡입 공기의 유속 신호를 제공받아 흡입 공기의 단위 체적당 먼지량을 계산하는 먼지량 계산부, 먼지량 계산부가 계산한 단위 체적당 먼지량을 표시하기 위한 디스플레이를 포함한다. 본 발명에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치는 먼지 센서로 흡입 공기 중의 단위 시간당 먼지량을 검출하고, 검출된 단위 시간당 먼지량을 흡입 공기의 유속으로 나누어 단위 체적당 먼지량을 계산함으로써 종래에 비해 피청소면에 대한 오염 정보를 보다 정확하게 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a vacuum cleaner dust detection apparatus and a dust detection method capable of providing a user with an accurate amount of dust per unit volume by substituting the flow rate of intake air into the amount of dust to be detected. The dust detection apparatus of the vacuum cleaner according to the present invention. The dust sensor is provided with a dust sensor installed in the suction pipe to detect the dust sucked through the suction pipe of the vacuum cleaner, a flowmeter installed in the suction pipe to detect the flow rate of the air sucked through the suction pipe, and receives a dust detection signal from the dust sensor. And a display for displaying the amount of dust per unit volume calculated by receiving a flow rate signal of the intake air from the dust amount calculation unit for calculating the amount of dust per unit volume of the intake air. The dust detection apparatus of the vacuum cleaner according to the present invention detects the amount of dust per unit time in the intake air with a dust sensor, and calculates the amount of dust per unit volume by dividing the detected amount of dust per unit time by the flow rate of the intake air. Pollution information can be provided to the user more accurately.

Description

진공청소기의 먼지 검출장치 및 먼지 검출방법{Device and method for detecting dust of vacuum cleaner}Device and method for detecting dust of vacuum cleaner

본 발명은 진공청소기의 먼지 검출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공청소기로 흡입되는 공기 중에 함유된 먼지의 양을 정확하게 검출할 수 있는 진공청소기의 먼지 검출장치 및 먼지 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dust detection apparatus of a vacuum cleaner, and more particularly, to a dust detection apparatus and a dust detection method of a vacuum cleaner capable of accurately detecting the amount of dust contained in the air sucked into the vacuum cleaner.

진공청소기는 진공모터를 이용하여 강한 흡입력을 발생시켜 피청소면에 있는 먼지나 오물을 빨아들임으로써 피청소면을 청소하는 장치이다. 진공청소기는 크게 청소기의 흡입구를 통해 먼지를 흡입하고 집진된 먼지봉투를 교환하는 일반 방식과 진공모터로 빨아들인 공기를 내부에서 회전시켜 원심력으로 먼지를 분리함으로써 먼지봉투가 필요없는 싸이클론 방식으로 구분할 수 있다. 또한, 진공청소기는 구조에 따라 실린더형 진공청소기, 업라이트형 진공청소기, 포트형 진공청소기, 스틱형 진공청소기, 휴대형 진공청소기 등으로 구분하기도 한다. A vacuum cleaner is a device that cleans the surface to be cleaned by generating a strong suction force by using a vacuum motor to suck in dust or dirt on the surface to be cleaned. Vacuum cleaners can be classified into the general method of inhaling dust through the inlet of the cleaner and replacing the dust bag collected and the cyclone method that does not require the dust bag by separating the dust by centrifugal force by rotating the air sucked by the vacuum motor inside. Can be. In addition, depending on the structure, the vacuum cleaner may be classified into a cylindrical vacuum cleaner, an upright vacuum cleaner, a port vacuum cleaner, a stick vacuum cleaner, a portable vacuum cleaner, and the like.

진공청소기로 피청소면을 청소할 때, 비교적 큰 먼지나 눈에 잘 띄는 오염물로 더럽혀진 구역에서는 사용자가 피청소면의 먼지 유무를 파악하기 쉬어 피청소면을 쉽게 청소할 수 있지만, 눈에 잘 띄지 않는 미세한 먼지로 더럽혀진 구역에서는 먼지를 남겨두기 쉽다.When cleaning the surface to be cleaned with a vacuum cleaner, in areas contaminated with relatively large dust or visible contaminants, the user can easily identify the surface of the surface to be cleaned, but the surface can be easily cleaned, but it is contaminated with invisible fine dust. It is easy to leave dust in the area.

이러한 문제를 해결하기 위해 흡입되는 공기 중의 먼지를 감지하여 피청소면의 먼지 유무를 사용자에게 알려주는 먼지 검출장치가 장착된 진공청소기가 출시되고 있다. 먼지 검출장치는 청소시 공기와 함께 흡입되는 먼지나 오물을 감지하여 먼지의 흡입 여부를 발광램프 등의 표시장치를 통해 사용자에게 알리도록 구성된다. 사용자는 청소시 표시장치에 표시되는 먼지 유무, 또는 먼지량을 확인하면서 눈에 잘 띄지 않는 미세 먼지나 오염물을 제거할 수 있고, 청소 완료 여부를 결정할 수 있다.In order to solve this problem, a vacuum cleaner equipped with a dust detector that detects dust in the inhaled air and informs a user of the presence or absence of dust on a surface to be cleaned has been released. The dust detection device is configured to detect dust or dirt sucked with the air during cleaning and to notify the user through a display device such as a light emitting lamp whether the dust is inhaled. The user may remove inconspicuous fine dust or contaminants while checking the presence or absence of dust displayed on the display device during cleaning, and may determine whether the cleaning is completed.

일반적으로, 먼지 검출장치는 빛을 발생하는 발광부와 발광부의 빛을 수광하는 수광부로 이루어지는 먼지 센서, 먼지 센서에서 발생하는 감지 신호에 따라 먼지 유무나 먼지량 등의 정보를 표시하는 표시장치, 먼지 센서로부터 감지 신호를 수신하여 표시장치에 출력 신호를 제공하는 마이컴을 포함한다.In general, the dust detection device is a dust sensor consisting of a light emitting unit for generating light and a light receiving unit for receiving light, a display device for displaying information such as the presence or absence of dust according to the detection signal generated by the dust sensor, dust sensor And a microcomputer that receives the sensed signal from the device and provides an output signal to the display device.

그런데 종래 진공청소기의 먼지 검출장치는 흡입 공기의 유속을 고려하지 않고 먼지량을 검출하므로 단위 체적당의 먼지량에 대해서는 사용자에게 정확한 정보를 제공하지 못한다. 예컨대, 동일한 피청소면을 청소한다고 할 때, 흡입 공기의 유속이 빠르면 먼지 센서가 단위 시간 동안 검출하는 먼지량이 많고, 흡입 공기의 유속이 느리면 먼지 센서가 단위 시간 동안 검출하는 먼지량이 상대적으로 적어진다. 따라서, 동일한 피청소면에 대해서 진공청소기가 고속으로 작동될 때 검출되는 먼지량이 저속으로 작동할 때보다 상대적으로 많게 나타나 사용자가 피청소면에 대한 오염 정도를 잘못 판단할 수 있다.However, since the dust detection apparatus of the conventional vacuum cleaner detects the amount of dust without considering the flow rate of intake air, it cannot provide accurate information to the user about the amount of dust per unit volume. For example, when the same cleaning surface is cleaned, if the flow rate of intake air is high, the amount of dust detected by the dust sensor for a unit time is large, and if the flow rate of intake air is low, the amount of dust detected by the dust sensor for a unit time is relatively small. Therefore, the amount of dust detected when the vacuum cleaner is operated at a high speed with respect to the same surface to be cleaned is relatively higher than that when the vacuum cleaner is operated at a low speed, so that the user may incorrectly determine the degree of contamination on the surface to be cleaned.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 검출되는 먼지량에 흡입 공기의 유속을 대입함으로써 단위 체적당의 먼지량을 더욱 정확하게 사용자에게 제공할 수 있는 진공청소기의 먼지 검출장치 및 먼지 검출방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to substitute a flow rate of intake air into the amount of dust to be detected, and to detect the dust and apparatus of a vacuum cleaner capable of providing a user with a more accurate amount of dust per unit volume. To provide a way.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치는, 흡입관을 통해 청소기 본체로 흡입되는 공기 중에 함유된 먼지를 검출하기 위한 것으로, 상기 흡입관을 통해 흡입되는 먼지를 감지하기 위해 상기 흡입관에 설치되는 먼지 센서, 상기 흡입관을 통해 흡입되는 공기의 유속을 검출하기 위해 상기 흡입관에 설치되는 유속계, 상기 먼지 센서로부터 먼지 감지 신호를 제공받고 상기 유속계로부터 흡입 공기의 유속 신호를 제공받아 흡입 공기의 단위 체적당 먼지량을 계산하는 먼지량 계산부, 상기 먼지량 계산부가 계산한 단위 체적당 먼지량을 표시하기 위한 디스플레이를 포함한다.The dust detection apparatus of the vacuum cleaner according to the present invention for achieving the above object is to detect the dust contained in the air sucked into the cleaner body through the suction pipe, the suction pipe to detect the dust sucked through the suction pipe A dust sensor installed in the suction sensor, a flow meter installed in the suction pipe to detect a flow rate of the air sucked through the suction pipe, a dust detection signal is received from the dust sensor, and a flow rate signal of the suction air is provided from the flowmeter. And a display for displaying the amount of dust per unit volume calculated by the amount of dust calculating unit for calculating the amount of dust per unit volume.

상기 먼지 센서는 상기 흡입관을 통과하는 흡입 공기 중에 빛을 조사하기 위한 광원 및 상기 광원에서 조사되는 빛 중에서 흡입 공기 중에 함유된 먼지에 부딪쳐 산란하는 산란광을 수광하기 위한 수광소자를 포함할 수 있다.The dust sensor may include a light source for irradiating light into the intake air passing through the suction pipe and a light receiving element for receiving scattered light scattered by striking the dust contained in the intake air among the light emitted from the light source.

상기 먼지 센서는 상기 광원에서 조사되는 빛을 집중시키기 위한 조사 렌즈 및 상기 산란광을 상기 수광소자에 집중시키기 위한 집광 렌즈를 더 포함할 수 있다.The dust sensor may further include an irradiation lens for concentrating light emitted from the light source and a condenser lens for concentrating the scattered light on the light receiving element.

상기 광원과 상기 수광소자는 상기 흡입관 내부의 일면 및 타면에 서로 마주하도록 배치되되, 이들 모두 상기 흡입관의 상류를 향해 비스듬히 설치될 수 있다.The light source and the light receiving element may be disposed to face each other on one surface and the other surface of the suction pipe, and both of them may be installed at an angle upstream of the suction pipe.

상기 유속계는 상기 흡입관의 내면에 부착되는 열선을 구비하는 열선유속계일 수 있다.The tachometer may be a hot wire tachometer having a hot wire attached to the inner surface of the suction pipe.

본 발명에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치는 진공청소기 외부 공기의 온도를 검출하기 위한 온도계를 더 포함할 수 있다.Dust detection apparatus for a vacuum cleaner according to the present invention may further include a thermometer for detecting the temperature of the outside air of the vacuum cleaner.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 진공청소기의 먼지 검출방법은, (a) 진공청소기의 흡입관을 통해 흡입되는 공기의 유속을 검출하는 단계, (b) 상기 흡입관을 통해 공기와 함께 흡입되는 먼지의 단위 시간당 먼지량을 검출하는 단계, (c) 검출된 유속을 상기 단위 시간당 먼지량에 대입하여 흡입 공기의 단위 체적당 먼지량을 계산하는 단계, (d) 계산된 단위 체적당 먼지량을 표시하는 단계를 포함한다.Dust detection method of the vacuum cleaner according to the present invention for achieving the above object, (a) detecting the flow rate of air sucked through the suction pipe of the vacuum cleaner, (b) dust sucked with the air through the suction pipe Detecting the amount of dust per unit time of, (c) calculating the amount of dust per unit volume of intake air by substituting the detected flow rate for the amount of dust per unit time, and (d) displaying the calculated amount of dust per unit volume do.

상기 (c) 단계에서 상기 단위 체적당 먼지량은 상기 단위 시간당 먼지량을 검출된 유속으로 나누어 계산할 수 있다.In the step (c), the amount of dust per unit volume may be calculated by dividing the amount of dust per unit time by the detected flow rate.

상기 (b) 단계는 상기 흡입관을 통과하는 흡입 공기 중에 빛을 조사하는 단계 및 흡입 공기 중에 함유된 먼지에 부딪쳐 산란하는 산란광을 수광하는 단계를 포함할 수 있다.The step (b) may include irradiating light into the intake air passing through the suction pipe and receiving scattered light scattered by hitting the dust contained in the intake air.

상기 흡입관을 통과하는 흡입 공기 중에 빛을 조사하는 단계에서 상기 빛을 상기 흡입관의 상류를 향해 비스듬히 조사할 수 있다.In the step of irradiating light into the intake air passing through the suction pipe may be irradiated obliquely toward the upstream of the suction pipe.

상기 (a) 단계는 상기 흡입관 내부에 설치되는 열선유속계로 공기의 유속을 검출할 수 있다.In the step (a), the flow rate of air may be detected by a heat flux meter installed inside the suction pipe.

본 발명에 의한 진공청소기의 먼지 검출방법은 상기 (a) 단계 이후, 진공청소기의 외부 온도를 검출하고, 상기 외부 온도에 따라 상기 열선유속계가 검출한 유속을 보정하는 단계를 더 포함하고, 상기 (c) 단계는 상기 보정된 유속을 상기 단위 시간당 먼지량에 대입할 수 있다.The dust detection method of the vacuum cleaner according to the present invention further includes the step of detecting the external temperature of the vacuum cleaner after the step (a), and correcting the flow rate detected by the heat ray flux meter according to the external temperature, wherein ( In step c), the corrected flow rate may be substituted into the amount of dust per unit time.

본 발명에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치는 먼지 센서로 흡입 공기 중의 단위 시간당 먼지량을 검출하고, 검출된 단위 시간당 먼지량을 흡입 공기의 유속으로 나누어 단위 체적당 먼지량을 계산함으로써 종래에 비해 피청소면에 대한 오염 정보를 보다 정확하게 사용자에게 제공할 수 있다.The dust detection apparatus of the vacuum cleaner according to the present invention detects the amount of dust per unit time in the intake air with a dust sensor, and calculates the amount of dust per unit volume by dividing the detected amount of dust per unit time by the flow rate of the intake air. Pollution information can be provided to the user more accurately.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치가 적용된 청소기를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치의 주요 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 먼지 센서의 변형예를 나타낸 것이다.1 is a block diagram showing a dust detection apparatus of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 schematically shows a cleaner to which the dust detection apparatus of the vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention is applied.
Figure 3 shows the main configuration of the dust detection apparatus of the vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
4 shows a modification of the dust sensor.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치 및 먼지 검출방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a dust detection apparatus and a dust detection method of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In describing the present invention, the sizes and shapes of the components shown in the drawings may be exaggerated or simplified for clarity and convenience of explanation. In addition, terms defined in consideration of the configuration and operation of the present invention may be changed according to the intention or custom of the user, the operator. These terms are to be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the contents throughout the present specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치가 적용된 청소기를 개략적으로 나타낸 것이다.1 is a block diagram showing a dust detection apparatus of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic view showing a cleaner to which the dust detection apparatus of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 진공청소기의 먼지 검출장치(100)는 진공청소기의 흡입관(12)을 통해 흡입되는 먼지를 감지하기 위한 먼지 센서(110), 흡입관(12)을 통해 흡입되는 공기의 유속을 검출하기 위한 유속계(120), 흡입관(12)을 통해 흡입되는 흡입 공기의 단위 체적당 먼지량을 계산하는 먼지량 계산부(130), 먼지량 계산부(130)가 계산한 단위 체적당 먼지량을 표시하기 위한 디스플레이(140)를 포함한다. 이러한 진공청소기의 먼지 검출장치(100)는 흡입 공기 중에 함유된 먼지의 단위 체적당 먼지량을 계산하여 표시함으로써, 종래에 비해 흡입 먼지량에 대한 보다 정확한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.1 and 2, the dust detection apparatus 100 of the vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention is a dust sensor 110, the suction pipe for detecting the dust sucked through the suction pipe 12 of the vacuum cleaner Flowmeter 120 for detecting the flow rate of the air sucked through the 12, dust amount calculation unit 130 for calculating the amount of dust per unit volume of the intake air sucked through the suction pipe 12, dust amount calculation unit 130 It includes a display 140 for displaying the amount of dust per unit volume calculated by. The dust detection apparatus 100 of the vacuum cleaner calculates and displays the amount of dust per unit volume of the dust contained in the intake air, thereby providing the user with more accurate information on the amount of intake dust compared to the prior art.

먼지 센서(110)와 유속계(120)는 진공청소기의 흡입관(12)에 결합된 보호 케이스(125) 내부에 설치되고, 디스플레이(140)는 사용자가 확인하기 쉽도록 손잡이(13)에 설치된다. 참고로, 진공청소기는 먼지를 수거하기 위한 집진실과 진공모터가 설치되는 모터실을 갖는 청소기 본체(10), 먼지나 오물 등이 함유된 공기를 흡입하는 흡입툴(11), 청소기 본체(10)와 흡입툴(11)을 연결하는 흡입관(12), 흡입관(12) 중간에 구비되는 손잡이(13)를 포함한다.The dust sensor 110 and the flowmeter 120 are installed inside the protective case 125 coupled to the suction pipe 12 of the vacuum cleaner, and the display 140 is installed on the handle 13 so that the user can easily check. For reference, the vacuum cleaner includes a cleaner body 10 having a dust collecting chamber for collecting dust and a motor chamber in which a vacuum motor is installed, a suction tool 11 for sucking air containing dust or dirt, and a cleaner body 10. ) And a suction pipe 12 connecting the suction tool 11 to the suction tool 11 and a handle 13 disposed in the middle of the suction pipe 12.

도 3에 도시된 것과 같이, 먼지 센서(110)는 흡입관(12)을 통해 흡입되는 먼지를 감지하기 위해 흡입관(12) 중간에 설치된다. 먼지 센서(110)는 흡입관(12)을 통과하는 흡입 공기 중에 빛을 조사하기 위한 광원(111), 광원(111)에서 조사되는 빛을 집중시키기 위한 조사 렌즈(112), 광원에서 조사되는 빛 중에서 흡입 공기 중에 함유된 먼지에 부딪쳐 산란하는 산란광을 수광하기 위한 수광소자(113), 산란광을 수광소자(113)에 집중시키기 위한 집광 렌즈(114)를 포함한다. 광원(111)과 수광소자(113)는 흡입관(12) 내부의 일면 및 타면에 서로 마주하도록 배치되되, 모두 흡입관(12)의 상류를 향해 비스듬히 설치된다. 광원(111)으로는 LED 등 다양한 발광소자가 이용될 수 있다.As shown in FIG. 3, the dust sensor 110 is positioned in the middle of the suction pipe 12 to detect the dust sucked through the suction tank 12. The dust sensor 110 may include a light source 111 for irradiating light into the intake air passing through the suction pipe 12, an irradiation lens 112 for concentrating light emitted from the light source 111, and light emitted from the light source. A light receiving element 113 for receiving scattered light hitting and scattering dust contained in the intake air, and a condensing lens 114 for concentrating the scattered light on the light receiving element 113. The light source 111 and the light receiving element 113 are disposed to face each other on one side and the other side of the suction tube 12, and are all installed at an angle toward the upstream side of the suction tube 12. Various light emitting devices such as LEDs may be used as the light source 111.

이러한 먼지 센서(110)는 수광소자(113)에 입사되는 산란광의 밝기로 흡입 공기 중에 함유된 먼지량을 검출하는 것으로, 수광소자(113)의 광전류량이 흡입되는 먼지의 농도에 비례하여 나타나게 된다. 즉 먼지 함유량이 많으면 산란광이 많이 발생하여 수광소자(113)의 광전류량이 커지고, 먼지 함유량이 적으면 산란광이 적게 발생하여 수광소자(113)의 광전류량이 작아지게 된다. 따라서, 수광소자(113)의 광전류량으로 먼지량의 상대적인 척도를 나타낼 수 있다.The dust sensor 110 detects the amount of dust contained in the intake air at the brightness of the scattered light incident on the light receiving element 113, and is displayed in proportion to the concentration of the dust in which the amount of photocurrent of the light receiving element 113 is sucked. That is, when the dust content is high, the scattered light is generated a lot, so that the amount of light current of the light receiving element 113 is increased. When the dust content is low, the scattered light is generated little, and the light current amount of the light receiving element 113 is reduced. Therefore, a relative measure of the amount of dust can be represented by the amount of photocurrent of the light receiving element 113.

유속계(120)는 흡입관(12)을 통해 흡입되는 공기의 유속을 검출하기 위해 흡입관(12)에 설치된다. 유속계(120)는 흡입 공기의 유속을 검출하고 검출 신호를 먼지량 계산부(130)로 전송한다. 유속계(120)로는 열선유속계가 이용될 수 있다. 유속계(120)는 흡입관(12)의 내부에 설치되어야 하므로 크기가 크면 흡입관(12)을 통한 공기 흡입을 방해할 수 있고, 흡입관(12)으로 흡입되는 먼지가 쌓여 그 기능이 저하될 위험이 적다. 열선유속계는 두께가 얇은 열선을 흡입관(12) 내면에 부착하여 설치할 수 있으므로, 흡입 공기에 영향을 거의 안 주고, 먼지에 의한 영향을 덜 받아 흡입관(12) 내에 설치하기 유리하다.The flowmeter 120 is installed in the suction pipe 12 to detect the flow rate of the air sucked through the suction pipe 12. The flowmeter 120 detects the flow rate of the intake air and transmits a detection signal to the dust amount calculator 130. As the tachometer 120, a hot wire tachometer may be used. Since the flowmeter 120 should be installed inside the suction pipe 12, if the size is large, it may interfere with air intake through the suction pipe 12, and dust that is sucked into the suction pipe 12 may accumulate. . Since the hot wire flowmeter can be installed by attaching a thin heat wire to the inner surface of the suction pipe 12, it is advantageous to install in the suction pipe 12 with little influence on the suction air and less influenced by dust.

열선유속계는 유동장의 내부에 일정한 온도로 가열된 가느다란 열선(저항체)을 설치하고 유동으로 인하여 발생하는 열전달 효과를 이용하여 속도를 측정하는 장치이다. 열선프로브는 두 개의 지지대 사이에 짧고 가는 선으로 구성되어 있다. 열선유속계로 속도를 재는 방법에는 정전류방식(Constant Current)과 정온도방식(Constant Temperature)의 두 가지가 있다. 정전류법은 측정부선(sensing wire)에 일정한 전류를 흐르게 하는 것으로 유속에 따라 열선의 온도가 달라지고 이는 곧 저항의 변화에 따라 발생하는 전압차를 측정함으로써 유속을 측정하는 방식이다. 정온도법은 열선의 온도를 일정하게 유지하도록 하여 유속에 따라 발생하는 열전달 효과를 보충하는데 필요한 전류의 변화를 통하여 유속을 측정하는 방법이다.Heat flux meter is a device that installs a thin heating wire (resistance) heated to a constant temperature inside the flow field and measures the speed by using the heat transfer effect generated by the flow. The heated probe consists of a short thin wire between two supports. There are two ways to speed up the hot wire tachometer: constant current and constant temperature. In the constant current method, a constant current flows through the sensing wire. The temperature of the heating wire varies depending on the flow rate, which is a method of measuring the flow rate by measuring a voltage difference generated by a change in resistance. The constant temperature method is a method of measuring the flow rate through the change of the current required to compensate for the heat transfer effect generated by the flow rate by keeping the temperature of the hot wire constant.

유속계(120)로 열선유속계를 이용하는 경우 먼지량 계산부(130)는 청소기 외부에 설치되는 온도계(135)로 외부 온도를 검출하고, 검출한 외부 온도를 고려한 열선의 온도 변화에 따른 저항 변화를 계산함으로써, 열선유속계가 검출한 유속을 보정하여 더욱 정확한 유속 정보를 얻을 수 있다. When the heating wire tachometer is used as the flowmeter 120, the dust amount calculator 130 detects the external temperature with the thermometer 135 installed outside the cleaner, and calculates a resistance change according to the temperature change of the heating wire in consideration of the detected external temperature. In addition, more accurate flow rate information can be obtained by correcting the flow rate detected by the heating wire flow meter.

흡입 공기의 유속을 검출하기 위한 것으로 유속을 직접 검출하는 것 이외에 흡입 공기의 유량을 검출하기 위한 유량계나 흡입 공기의 압력을 검출하기 위한 압력계가 이용될 수도 있다. 흡입 공기의 유량이나 압력을 알면 유속을 간접적으로 도출할 수 있다. 예컨대, 흡입 공기의 유량은 "Q = A×V(Q: 유량, A: 단면적, V: 유속)"의 식으로 나타낼 수 있으므로, 흡입관(12)의 단면적을 알면 유량으로부터 유속을 구할 수 있다.In order to detect the flow rate of the intake air, in addition to detecting the flow rate directly, a flowmeter for detecting the flow rate of the intake air or a pressure gauge for detecting the pressure of the intake air may be used. Knowing the flow rate or pressure of the intake air can indirectly derive the flow rate. For example, the flow rate of the intake air can be expressed by the formula " Q = A x V (Q: flow rate, A: cross section, V: flow rate) "

다시 도 1을 참조하면, 유속계(120)가 검출한 검출 신호는 먼지량 계산부(130)로 전송된다. 먼지량 계산부(130)는 유속계(120)의 검출 신호와 먼지 센서(110)의 검출 신호를 수신하고 이들 검출 신호로부터 흡입 공기의 단위 체적당 먼지량을 계산한다. 먼지 센서(110)의 검출 신호는 신호 증폭기(116)에 의해 증폭된 후 먼지량 계산부(130)로 전송된다.Referring back to FIG. 1, the detection signal detected by the tachometer 120 is transmitted to the dust amount calculator 130. The dust amount calculating unit 130 receives the detection signal of the flowmeter 120 and the detection signal of the dust sensor 110 and calculates the amount of dust per unit volume of intake air from these detection signals. The detection signal of the dust sensor 110 is amplified by the signal amplifier 116 and then transmitted to the dust amount calculation unit 130.

먼지 센서(110)가 검출하는 먼지량은 흡입관(12)으로 유입되는 흡입 공기의 단위 시간당 먼지량으로, 진공청소기가 고속으로 작동하여 흡입 공기의 유속이 빠를 경우 먼지량이 많게 나타나고, 진공청소기가 저속으로 작동하여 흡입 공기의 유속이 느릴 경우 먼지량이 적게 나타날 수 있다. 따라서, 먼지 센서(110)의 검출 신호 크기를 그대로 표시하면, 피청소면에서 흡입되는 먼지의 단위 체적당 먼지량이 동일하더라도 고속에서는 먼지가 많은 것으로 나타나고 저속에서는 먼지가 적은 것으로 나타나는 오류가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 먼지량 계산부(130)는 먼지 센서(110)가 검출한 먼지량을 유속으로 나누어 단위 체적당 먼지량을 계산하고, 계산된 값을 디스플레이(140)에 표시함으로써 보다 정확한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. The amount of dust detected by the dust sensor 110 is the amount of dust per unit time of intake air flowing into the suction pipe 12. When the vacuum cleaner operates at a high speed, a large amount of dust appears when the flow rate of the suction air is high, and the vacuum cleaner operates at a low speed. Therefore, when the flow rate of intake air is slow, less dust may appear. Therefore, if the detection signal magnitude of the dust sensor 110 is displayed as it is, even if the amount of dust per unit volume of dust sucked from the surface to be cleaned is the same, a lot of dust appears at high speed and there is an error that appears to be less dust at low speed. To solve this problem, the dust amount calculating unit 130 divides the amount of dust detected by the dust sensor 110 by the flow rate, calculates the amount of dust per unit volume, and displays the calculated value on the display 140 to provide more accurate information. Can be provided to

도 1 내지 도 3을 참조하면, 디스플레이(140)는 먼지량 계산부(130)가 계산한 단위 체적당 먼지량을 사용자가 감각적으로 인식할 수 있도록 복수의 적층 막대(141)로 표시한다. 적층 막대(141)는 발광소자로 이루어지며 먼지량이 많으면 적층 막대(141)의 표시 개수가 증가하고, 먼지량이 적으면 적층 막대(141)의 표시 개수가 감소한다. 적층 막대(141)의 위치에 따라 적층 막대(141)의 색상을 다르게 하면 사용자의 인식성을 높일 수 있다. 예컨대, 저부에 배치되는 적층 막대(141)의 색상을 녹색 계열로 하고 상부에 배치되는 적층 막대(141)의 색상을 적색 계열로 할 수 있다. 물론, 디스플레이(140)가 먼지량을 표시하는 방법은 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다. 1 to 3, the display 140 displays a plurality of stacked bars 141 so that the user can sense the dust amount per unit volume calculated by the dust amount calculator 130. The stacking bar 141 is made of a light emitting device, and when the amount of dust is large, the number of displays on the stacking bar 141 increases, and when the amount of dust is small, the number of displays on the stacking bar 141 decreases. By changing the color of the stacking bar 141 according to the position of the stacking bar 141, the user's recognition can be improved. For example, the color of the stacking bar 141 disposed at the bottom may be green-based, and the color of the stacking bar 141 disposed at the top may be red-based. Of course, the method of displaying the amount of dust on the display 140 is not limited to the illustrated and may be variously changed.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 먼지 검출장치의 작용 및 먼지 검출방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation and dust detection method of the dust detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

진공청소기가 작동되어 흡입툴(11) 및 흡입관(12)을 통해 피청소면의 먼지를 함유한 공기가 흡입되면 유속계(120)가 흡입 공기의 유속을 검출하여 먼지량 계산부(130)에 전송한다. 그리고 먼지 센서(110)의 광원(111)에서 빛이 발생하여 흡입관(12)의 중앙으로 조사된다. 이때, 광원(111)에서 조사되는 빛 중 일부는 흡입 공기 중에 함유된 먼지에 부딪쳐 산란하고, 이렇게 발생된 산란광은 집광 렌즈(114)를 통해 수광소자(113)로 입사된다. 수광소자(113)는 입사되는 산란광의 밝기에 비례하여 광전류를 발생하며, 이러한 광전류에 의한 검출 신호는 신호 증폭기(116)에 의해 증폭되어 먼지량 계산부(130)에 전송된다.When the vacuum cleaner is operated and the air containing the dust on the surface to be cleaned is sucked through the suction tool 11 and the suction pipe 12, the flowmeter 120 detects the flow rate of the suction air and transmits it to the dust amount calculation unit 130. And light is generated from the light source 111 of the dust sensor 110 is irradiated to the center of the suction pipe (12). In this case, some of the light irradiated from the light source 111 hits and scatters dust contained in the intake air, and the generated scattered light is incident on the light receiving element 113 through the condenser lens 114. The light receiving element 113 generates a photocurrent in proportion to the brightness of the incident scattered light, and the detection signal by the photocurrent is amplified by the signal amplifier 116 and transmitted to the dust amount calculator 130.

먼지량 계산부(130)는 먼지 센서(110)가 검출한 단위 시간당 먼지량을 유속계(120)가 검출한 유속으로 나누어 흡입 공기 중의 단위 체적당 먼지량을 계산한다. 계속해서, 먼지량 계산부(130)는 계산된 단위 체적당 먼지량에 따라 출력 신호를 발생하여 디스플레이(140)에 전송하고, 디스플레이(140)는 먼지량 계산부(130)의 출력 신호에 따라 먼지량을 표시한다.The dust amount calculation unit 130 calculates the amount of dust per unit volume in the intake air by dividing the amount of dust per unit time detected by the dust sensor 110 by the flow rate detected by the flowmeter 120. Subsequently, the dust amount calculator 130 generates an output signal according to the calculated dust volume per unit volume and transmits the output signal to the display 140, and the display 140 displays the dust amount according to the output signal of the dust amount calculator 130. do.

한편, 도 4는 먼지 센서의 다른 실시예를 나타낸 것이다.On the other hand, Figure 4 shows another embodiment of the dust sensor.

도 4에 도시된 먼지 센서(150)는 흡입관(12)의 내부 일면 및 타면에 서로 마주하도록 배치되는 발광소자(151)와 수광소자(152)를 포함한다. 발광소자(151)로는 LED 등 수광소자(152)를 향해 빛을 조사할 수 있는 다양한 것이 이용될 수 있다. 이러한 먼지 센서(150)는 발광소자(151)에서 수광소자(152)로 직접 조사되는 빛의 세기에 따라 먼지량을 검출하는 것으로, 수광소자(152)가 감지하는 빛의 세기가 흡입 공기 중에 함유된 먼지량에 반비례하여 나타난다. 즉 발광소자(151)에서 조사된 빛은 흡입 공기 중의 먼지에 막히게 되므로, 먼지 농도가 크면 수광소자(152)에 입사되는 빛의 세기가 감소하고, 먼지 농도가 작으면 수광소자(152)에 입사되는 빛의 세기가 증가하게 된다.The dust sensor 150 illustrated in FIG. 4 includes a light emitting device 151 and a light receiving device 152 that are disposed to face each other on one inner surface and the other surface of the suction pipe 12. As the light emitting device 151, various things that can irradiate light toward the light receiving device 152 such as an LED may be used. The dust sensor 150 detects an amount of dust according to the intensity of light directly irradiated from the light emitting element 151 to the light receiving element 152, and the intensity of light detected by the light receiving element 152 is contained in the intake air. Appears in inverse proportion to the amount of dust. That is, since the light emitted from the light emitting element 151 is blocked by the dust in the intake air, the intensity of light incident on the light receiving element 152 decreases when the dust concentration is high, and when the dust concentration is low, the light incident on the light receiving element 152 is reduced. The intensity of the light is increased.

이러한 먼지 센서(150)를 이용할 경우, 수광소자(152)에 입사되는 빛의 세기에 반비례하여 검출 신호를 발생함으로써 단위 시간당 먼지량을 검출할 수 있고, 그 검출 신호를 유속으로 나눔으로써 흡입 공기 중의 단위 체적당 먼지량을 계산할 수 있다.When the dust sensor 150 is used, the amount of dust per unit time can be detected by generating a detection signal in inverse proportion to the intensity of light incident on the light receiving element 152, and the unit in the intake air is divided by the flow rate of the detection signal. The amount of dust per volume can be calculated.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.The embodiments of the present invention described above and shown in the drawings should not be construed as limiting the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can improve and modify the technical idea of the present invention in various forms. Accordingly, these modifications and variations are intended to fall within the scope of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

100 : 먼지 검출장치 110, 150 : 먼지 센서
111 : 광원 112 : 조사 렌즈
113, 152 : 수광소자 114 : 집광 렌즈
116 : 신호 증폭기 120 : 유속계
130 : 먼지량 계산부 135 : 온도계
140 : 디스플레이 141 : 적층 막대
151 : 발광소자100: dust detection device 110, 150: dust sensor
111 light source 112 irradiation lens
113,152: light receiving element 114: condensing lens
116: signal amplifier 120: flow meter
130: dust amount calculation unit 135: thermometer
140: display 141: laminated bar
151: light emitting element

Claims (12)

흡입관을 통해 청소기 본체로 흡입되는 공기 중에 함유된 먼지를 검출하기 위한 진공청소기의 먼지 검출장치에 있어서,
상기 흡입관을 통해 흡입되는 먼지를 감지하기 위해 상기 흡입관에 설치되는 먼지 센서;
상기 흡입관을 통해 흡입되는 공기의 유속을 검출하기 위해 상기 흡입관에 설치되는 열선 유속계;
상기 진공청소기 외부 공기의 온도를 검출하기 위한 온도계;
상기 먼지 센서로부터 먼지 감지 신호를 제공받고 상기 열선 유속계로부터 흡입 공기의 유속 신호를 제공받은 후, 상기 진공청소기의 외부 온도에 따라 상기 열선유속계가 검출한 유속을 보정하여 흡입 공기의 단위 체적당 먼지량을 계산하는 먼지량 계산부; 및
상기 먼지량 계산부가 계산한 단위 체적당 먼지량을 표시하기 위한 디스플레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출장치.In the dust detection device of the vacuum cleaner for detecting the dust contained in the air sucked into the cleaner body through the suction pipe,
A dust sensor installed in the suction pipe to detect dust sucked through the suction pipe;
A heating wire flow meter installed in the suction pipe to detect a flow rate of air sucked through the suction pipe;
A thermometer for detecting a temperature of the outside air of the vacuum cleaner;
After receiving the dust detection signal from the dust sensor and the flow rate signal of intake air from the heating wire tachometer, the amount of dust per unit volume of the intake air is corrected by correcting the flow rate detected by the heating wire tachometer according to the external temperature of the vacuum cleaner. A dust amount calculating unit to calculate; And
And a display for displaying the amount of dust per unit volume calculated by the amount of dust calculation unit. 제 1 항에 있어서,
상기 먼지 센서는 상기 흡입관을 통과하는 흡입 공기 중에 빛을 조사하기 위한 광원 및 상기 광원에서 조사되는 빛 중에서 흡입 공기 중에 함유된 먼지에 부딪쳐 산란하는 산란광을 수광하기 위한 수광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출장치.The method of claim 1,
The dust sensor includes a light source for irradiating light into the intake air passing through the suction pipe and a light receiving element for receiving scattered light scattered by striking the dust contained in the intake air among the light irradiated from the light source. Dust detection device for vacuum cleaners. 제 2 항에 있어서,
상기 먼지 센서는 상기 광원에서 조사되는 빛을 집중시키기 위한 조사 렌즈 및 상기 산란광을 상기 수광소자에 집중시키기 위한 집광 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출장치.3. The method of claim 2,
The dust sensor further comprises a radiation lens for concentrating the light irradiated from the light source and a condenser lens for concentrating the scattered light to the light receiving element. 제 2 항에 있어서,
상기 광원과 상기 수광소자는 상기 흡입관 내부의 일면 및 타면에 서로 마주하도록 배치되되, 이들 모두 상기 흡입관의 상류를 향해 비스듬히 설치되는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출장치.3. The method of claim 2,
The light source and the light-receiving element are disposed to face each other on one surface and the other surface inside the suction pipe, all of them are installed obliquely toward the upstream of the suction pipe dust detection apparatus. 제 1 항에 있어서,
상기 열선 유속계는 상기 흡입관의 내면에 부착되는 열선을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출장치.The method of claim 1,
The heating wire flow meter is a dust detection device of a vacuum cleaner, characterized in that it comprises a heating wire attached to the inner surface of the suction pipe. 삭제delete 흡입관을 통해 청소기 본체로 흡입되는 공기 중에 함유된 먼지를 검출하기 위한 진공청소기의 먼지 검출방법에 있어서,
(a) 열선유속계로 상기 흡입관을 통해 흡입되는 공기의 유속을 검출하는 단계;
(a1) 상기 진공청소기의 외부 온도를 검출하고, 상기 외부 온도에 따라 상기 열선유속계가 검출한 유속을 보정하는 단계;
(b) 상기 흡입관을 통해 공기와 함께 흡입되는 먼지의 단위 시간당 먼지량을 검출하는 단계;
(c) 보정한 유속을 상기 단위 시간당 먼지량에 대입하여 흡입 공기의 단위 체적당 먼지량을 계산하는 단계; 및
(d) 계산된 단위 체적당 먼지량을 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출방법.In the dust detection method of the vacuum cleaner for detecting the dust contained in the air sucked into the cleaner body through the suction pipe,
(a) detecting a flow rate of air sucked through the suction pipe with a heat flux meter;
(a1) detecting an external temperature of the vacuum cleaner and correcting a flow rate detected by the heat ray flux meter according to the external temperature;
(b) detecting an amount of dust per unit time of dust sucked with air through the suction pipe;
(c) calculating the amount of dust per unit volume of intake air by substituting the corrected flow rate for the amount of dust per unit time; And
(d) displaying the calculated amount of dust per unit volume; dust detection method of a vacuum cleaner comprising a. 제 7 항에 있어서,
상기 (c) 단계에서 상기 단위 체적당 먼지량은 상기 단위 시간당 먼지량을 검출된 유속으로 나누어 계산하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출방법.The method of claim 7, wherein
In the step (c), the amount of dust per unit volume is calculated by dividing the amount of dust per unit time by the detected flow rate. 제 7 항에 있어서,
상기 (b) 단계는 상기 흡입관을 통과하는 흡입 공기 중에 빛을 조사하는 단계 및 흡입 공기 중에 함유된 먼지에 부딪쳐 산란하는 산란광을 수광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출방법.The method of claim 7, wherein
The step (b) includes the step of irradiating the light in the intake air passing through the suction pipe and receiving the scattered light scattered by hitting the dust contained in the intake air, dust cleaning method, characterized in that the vacuum cleaner. 제 9 항에 있어서,
상기 흡입관을 통과하는 흡입 공기 중에 빛을 조사하는 단계에서 상기 빛을 상기 흡입관의 상류를 향해 비스듬히 조사하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출방법.The method of claim 9,
And irradiating the light obliquely toward an upstream side of the suction pipe in the step of irradiating light into the suction air passing through the suction pipe. 제 7 항에 있어서,
상기 (a) 단계는 상기 흡입관 내부에 설치되는 열선유속계로 공기의 유속을 검출하는 것을 특징으로 하는 진공청소기의 먼지 검출방법.The method of claim 7, wherein
Step (a) is a dust detection method of a vacuum cleaner, characterized in that for detecting the flow rate of air with a heating wire flowmeter installed inside the suction pipe. 삭제delete
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