KR101792215B1 - 시설원예 및 농업용 온도,습도 측정장치를 구비한 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온실, 비닐하우스, 플라스틱 하우스 등의 고온 다습한 환경에서도 정확하게 온도와 습도를 측정할 수 있으면서도, 내부의 측정 장치의 작동의 신뢰성 및 정확한 측정 결과에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 측정용 챔버에 관한 것이다.
이는 내부의 공간과 외부의 공간을 구획하는 중공의 케이스(10); 상기 케이스의 하부에서 하향 개방되어 상기 케이스의 외부의 공간과 내부의 공간을 연통하는 통기공(14); 상기 통기공보다 케이스 상부에 마련되는 팬홀(13); 상기 팬홀(13)에 설치되며, 상기 통기공(14)을 통해 케이스 내부의 공간으로 공기가 유입되어 상기 팬홀(13)을 통해 케이스 외부의 공간으로 토출되도록 공기 유동을 발생시키는 팬(30); 및 상기 케이스의 상기 케이스 내부에서 상기 통기공(14) 부근에 배치되는 온습도 센서(70);를 포함한다.
또한 상기 제어 기판(60)에는 메모리 슬롯(69)이 설치되고, 상기 메모리 슬롯(69)에는 메모리카드(90)가 착탈 가능하게 설치되며, 상기 제어 기판(60)은 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값의 데이터를 소정의 주기로 상기 메모리카드(90)에 저장할 수 있다.

Description

시설원예 및 농업용 온도,습도 측정장치를 구비한 챔버{A Chamber Having Sensing and Saving Unit of Temperature and Humidity for Agriculture}

본 발명은 시설원예 및 농업용 온도,습도 측정장치를 구비한 챔버에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온실, 비닐하우스, 플라스틱 하우스 등의 고온 다습한 환경에서도 정확하게 온도와 습도를 측정할 수 있으면서도, 측정 장치의 작동의 신뢰성 및 정확한 측정 결과에 대한 신뢰성을 확보할 수 있도록 하는 구조를 가진 챔버에 관한 것이다.

특히 본 발명은, 다습한 조건에서 습기 센서의 오류 발생 현상을 방지하고, 직사광선이 내리쬐는 조건에서도 온도 센서에 측정 오차가 발생하지 않도록 할 수 있는 측정장치용 챔버에 관한 것이다.

이는 단순히 온도와 습도를 측정하는 것뿐만 아니라, 측정된 데이터를 장시간 저장하여 이를 빅데이터로 활용할 수 있도록 하는 기록 장치를 더 포함한다.

일반적으로 식물은 태양에너지를 이용하여 이산화탄소를 이용한 광합성 작용으로 에너지를 만들기 때문에 햇빛이 잘 드는 곳에서 잘 자라는 특성을 갖는 경우가 다수이다. 또한 농작물 재배에 있어서 질소, 인, 칼륨의 영양공급과 함께, 수분과 온도 관리는 상품성 있는 과실 또는 채소류를 얻는데 중요한 관리요소이다. 따라서 작물의 최적 성장 환경을 파악하기 위해서는 온도와 습도 측정 및 분석은 필수적이다.

일반적인 작물들은 메마른 곳보다 수분이 많은 곳에서 잘 자라며, 햇빛이 잘 드는 직사광선 아래에서 잘 자라므로, 이러한 환경은 고온 다습한 환경이라 할 수 있다. 즉 작물의 최적 성장 환경 파악과 조성을 위한 온도와 습도 측정은 온습도 측정에 오류나 오차가 발생하기 쉬운 고온 다습한 환경 속에서 이루어져야 한다.

부연 설명하면, 상대습도 센서는 센서 또는 센서 주변에 물방울이 생기는 결로 현상이 발생할 경우 센서 소자에 물 분자가 너무 많이 달라붙어 한 번 상대습도가 100%에 도달하면 주변 습도가 변하여도 센서 소자에서 물기가 모두 사라져 말라버리기 전까지는 지속적으로 상대습도가 100%라고 인식하게 된다. 따라서 상대 습도기에 한번 결로가 발생하면 이것이 정상 동작을 할 수 있는 복귀 시점까지는 100%의 상대 습도 값은 변하지 않으며, 이러한 현상은 몇 시간 단위로 지속된다. 또한 이러한 현상이 몇 차례 반복될 경우 상대습도센서는 망가지는 경우도 발생하게 된다.

그리고, 온도 센서의 경우는 직사광선 아래에서 온도를 측정할 경우 실제의 대기 중 공기온도 보다 높은 온도로 인식하여 온도를 측정한다. 또한 대기중의 공기는 온도 차에 의해서 공기 층이 발생하게 되는데, 직사광선이 온도 센서에 직접적으로 도달하는 것을 방지하기 위해 온도 센서 주변을 케이스 등의 틀로 감싸게 되면, 온도 센서의 물성 감지 시작은 실제 온도와 시차를 가질 수밖에 없다.

이러한 온도 센서와 습도 센서는 모두 고온 다습한 환경에 놓여지게 되는데, 상기 온도 센서와 습도 센서에 의해 측정되는 온도와 습도에 대한 신호값을 처리하는 각종 전장품은 고온 다습한 환경에 매우 취약하기 때문에, 작동의 신뢰성을 보장받기 어렵다.

또 다른 한편으로, 기존의 작물재배용 온습도 측정 장치는 측정하는 사람 또는 작물 재배인력이 온습도를 측정하는 한 시점의 데이터만 볼 수 있거나, 내부메모리를 이용하여 소량의 데이터만 저장할 수 있었고, 외장 메모리를 이용하여 빅데이터 형태의 데이터로 기록할 수는 없었다. 그러나 식물의 성장은 24시간의 온습도 변화 추이에 영향을 받을 뿐만 아니라, 보다 긴 절기 별 온습도 변화 추이에도 영향을 받는다. 따라서 작물재배용 온습도 측정 장비는 식물성장에 필요한 장시간의 기간 동안 온습도의 변화추이를 살펴볼 수 있어야 한다.

따라서, 장시간의 데이터 저장이 가능하고, 고온 다습한 환경에서도 작동의 신뢰성이 보장되며, 온습도 센서의 오류를 제거하여 식물 성장에 필요한 적정 온습도를 기록하고 분석할 수 있는 온습도 측정 및 저장장치가 요구된다. 하지만 이러한 측정장치는 그 자체로 구현되기보다, 고온 다습한 환경과 격리됨으로써 측정 장치 부근에서 다습한 환경이 측정의 정확도에 영향을 미치지 않도록 해야 한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 플라스틱하우스 및 유리온실 등과 같은 고온다습하고 직사광선이 쬐는 공간에서도 온습도 측정 작동과 측정 결과에 오류나 오차가 발생하지 않도록 온습도 센서 주변을 케이스 등의 틀로 감싼 후, 측정 장치의 내부로 난류(亂流) 형태의 공기유동을 형성하여 공기의 온습도를 시차 없이 측정할 수 있고 습기에 취약한 전장품들을 상대적으로 습도가 낮은 환경 하에 있을 수 있도록 하는 환경을 조성할 수 있는 장비와, 작물의 최적의 생장 환경을 파악하기 위하여 작물 성장과 온습도 간의 상관관계를 분석하기 위한 장시간의 빅데이터를 저장할 수 있는 저장장치를 갖는 시설원예 및 농업용 온도,습도 측정장치를 구비한 챔버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 내부의 공간과 외부의 공간을 구획하는 중공의 케이스(10); 상기 케이스의 하부에서 하향 개방되어 상기 케이스의 외부의 공간과 내부의 공간을 연통하는 통기공(14); 상기 통기공보다 케이스 상부에 마련되는 팬홀(13); 상기 팬홀(13)에 설치되며, 상기 통기공(14)을 통해 케이스 내부의 공간으로 공기가 유입되어 상기 팬홀(13)을 통해 케이스 외부의 공간으로 토출되도록 공기 유동을 발생시키는 팬(30); 및 상기 케이스의 상기 케이스 내부에서 상기 통기공(14) 부근에 배치되는 온습도 센서(70);를 포함하는 챔버를 제공한다.

상기 통기공(14)에는 난류(turbulence)를 발생시키는 난류 유도부(142)가 설치되어, 상기 케이스 외부에서 케이스 내부로 유입되는 공기가 상기 온습도 센서(70) 부근을 유동할 때 난류가 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 통기공(14)에는 외부의 먼지가 케이스 내부로 유입되는 것을 방지하는 메쉬망(141)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스는, 전면이 개방된 형태로서 직사광선이 통과하지 않는 불투과 재질로 이루어지는 본체(11)와, 상기 본체의 개방된 전면을 개폐 가능하도록 설치되며, 가시광선이 투과하는 재질로 이루어지는 커버(16)를 포함하고, 상기 본체에는 상기 커버와 나란하게 디스플레이 기판(40)이 설치되며, 상기 디스플레이 기판(40)에는 상기 커버를 통해 외부에서 볼 수 있는 디스플레이패널(41)이 실장되고, 상기 디스플레이패널(41)에는 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 온도와 습도가 표시되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스 내에서 상기 디스플레이패널(41)의 후방에는 상기 케이스의 전면과 나란한 방향으로 배치되는 지지판(80)이 설치되고, 상기 지지판(80)은 상기 케이스 내부의 공간을 상기 지지판 전방의 공간과 상기 지지판 후방의 공간으로 구획하며, 상기 통기공(14)과 팬홀(13)은 상기 지지판(80)보다 후방에 마련되어, 상기 통기공을 통해 유입되는 공기가 상기 지지판(80)의 후방의 공간을 유동하여 상기 팬홀(13)로 토출되는 것을 특징으로 한다.

상기 지지판(80)의 후방 상부로서 상기 팬(30)에 의한 공기의 유동 경로에는 측정용 챔버 내부의 측정 장치에 전원을 공급하는 전원 기판(50)이 설치되고, 상기 전원 기판(50)의 발열부는 상기 공기의 유동에 의해 냉각되는 것을 특징으로 한다.

상기 지지판(80)의 전방에는 제어 기판(60)이 설치되고, 상기 제어 기판(60) 전방에 상기 디스플레이 기판(40)이 설치됨으로써, 상기 제어 기판(60)과 디스플레이 기판(40)에서 발생하는 열이 상기 지지판(80)의 후방에 위치하는 온습도 센서(70)에 영향이 미치지 않도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 디스플레이 기판(40)에는 후방으로 연장된 접속핀(42)이 마련되고, 상기 접속핀(42)이 상기 제어 기판(60)의 앞면에 설치된 디스플레이 커넥터(64)에 삽입 접속되어 상기 디스플레이 기판(40)이 상기 제어 기판(60)에 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스 내부에는 제어 기판(60)이 마련되고, 상기 제어 기판(60)에는 복수 개의 센서 커넥터(67)가 마련되며, 상기 온습도 센서(70)는 상기 복수 개의 센서 커넥터(67) 중 어느 하나에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 측정용 챔버 내부에는 가스 농도를 측정하기 위한 측정 센서가 더 설치되고, 상기 가스 농도 측정 센서는 상기 복수 개의 센서 커넥터(67) 중 어느 하나에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 기판(60)에는 메모리 슬롯(69)이 설치되고, 상기 메모리 슬롯(69)에는 메모리카드(90)가 착탈 가능하게 설치되며, 상기 제어 기판(60)은 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값의 데이터를 소정의 주기로 상기 메모리카드(90)에 저장하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 기판(60)에는 상기 팬(30)의 회전 속도를 가변 제어하여 난류의 발생을 유도하는 것을 특징으로 한다.

상기 케이스는 3mm ~ 5mm의 두께를 갖는 합성수지재로 제작하거나, 0.5mm ~ 1 mm의 두께를 갖는 금속 재질로 제작하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어 기판(60)에는 케이스의 종류에 따라 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값을 보정하는 보정 데이터가 내장된 메모리가 실장된 것을 특징으로 한다.

기존에 사용되어 온 온습도 측정기는 온실 내부의 공기의 온도, 습도에 대한 정확한 측정이 어려웠고, 햇빛에 온습도계가 노출되거나 공기 유동을 고려하지 않아서 온습도 측정이 높거나 낮게 지시되는 현상이 발생되었다.

본 발명의 측정 및 저장 장치를 포함하는 챔버에 따르면, 온실 내부의 공기의 유동 해석을 통하여 온습도의 표현 및 온습도를 수치화하여 온실내에서 생장하고자 하는 작물에 대하여 최적의 환경을 파악할 수 있게 하였다. 또한 햇빛에 장치가 노출되는 환경하에서도 온습도를 정확하게 측정할 수 있도록 하였다. 추가적으로 다양한 센서를 부착가능하게 하였고 데이터를 분석하여 최적의 작물 생장환경을 파악할 수 있도록 하였다.

아울러 고온 다습한 환경 하에서도 상대적으로 건조한 환경을 조성하여 전자부품으로 이루어지는 온습도 측정장치의 작동의 신뢰성을 확보하였다.

무엇보다도, 상술한 모든 구성을 구비하여 뛰어한 효과를 발휘하는 측정용 챔버를 컴팩트하게 구성할 수 있다는 점에도 주목해야 할 것이다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 측정용 챔버의 사시도,
도 2는 도 1의 측정용 챔버의 분해사시도,
도 3은 도 1의 측정용 챔버에서 커버와 기판들을 제거한 상태에서 케이스 내부를 바라본 정면도, 그리도
도 4는 도 1의 측정용 챔버의 측면 단면도이다.

본 발명은 직사광선이 비추고 고온 다습한 열악한 환경에서 온습도 측정상의 오류 또는 오차가 발생하는 현상을 제거하고 보정하며, 수 개월 이상의 장시간의 온습도 빅데이터를 저장할 수 있는 측정장치를 구비한 챔버에 관한 것이다.

구체적으로 상기 챔버는 플라스틱하우스 및 유리온실 등과 같은 고온다습한 조건에서 측정용 센서에 결로 현상이 발생하여 상대습도가 변하는 상황에서도 센서가 대기중의 실제 습도를 측정하지 못하고 센서 소자가 건조되는 몇 시간에서 몇 일동안 측정 오류가 발생하는 현상을 방지하도록 난류가 발생하는 기구적 구조와 팬의 유속을 조절하는 제어부를 가진다.

또한, 상기 챔버는, 태양의 직사광선이 내리 쬐는 조건에서 온도 센서가 측정 오차를 발생하지 않도록 온도 센서를 직사광선으로부터 보호하는 공간과, 그 공간 안에서 온도를 측정하는 센서가 실제 외기 온도를 감지할 때까지 발생하는 시간 지연에 대한 문제점을 해결하기 위하여 팬에 의해서 유동하는 공기가 센서가 위치한 공간을 관통하여 지나갈 수 있도록 유로를 형성한 기구적 구조 갖는다.

그리고 상기 챔버는, 직사광선에 의해서 케이스 본체의 온도가 상승하거나 저온에서 케이스가 냉각되어 전도 열전달에 의해서 온도 센서의 영향을 주어 대기 중의 공기온도와 측정 온도값 사이에 측정 오차를 발생시키는 현상을 제거하기 위하여 온도 보정 테이블이나 수식을 갖는 하는 제어부를 갖는다.

아울러 상기 챔버는, 위와 같이 측정된 데이터를 장시간 기록하고 개인용 컴퓨터(PC) 등에서 자료를 읽어 들일 수 있는 외부 저장장치와, 연속운전 상태에서도 전원회로의 발열을 냉각하는 공기 유동 경로를 갖는 측정 및 데이터 저장 장치를 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

[측정 장치가 구비된 챔버의 공기 유동 구조]

도 1은 본 발명에 따른 측정용 챔버의 사시도, 도 2는 도 1의 측정용 챔버의 분해사시도, 도 3은 도 1의 측정용 챔버에서 커버와 기판들을 제거한 상태에서 케이스 내부를 바라본 정면도, 그리도 도 4는 도 1의 측정용 챔버의 측면 단면도이다.

본 발명에 따른 측정용 챔버(1)는 온습도 측정 저장 장치를 포함한다. 상기 온습도 측정 저장 장치는 적어도 온습도를 측정하고 이를 저장하는 기능을 갖는다. 이 외에도 측정용 챔버(1)는 CO₂, CO_X, NO_X 등의 가스 농도를 측정할 수 있는 기능을 갖도록 더 확장하는 것이 가능하다. 이러한 확장 기능은 후술할 측정장치의 제어 기판(60)에 복수 개의 센서 커넥터(67)를 구비하고, 이들 커넥터에 가스 농도를 측정하기 위한 센서나 장비를 연결함으로써 달성될 수 있다.

상기 측정용 챔버(1)는 직사광선이 강하게 내리쬐고 고온 다습한 비닐하우스와 같은 환경에서도 온도와 습도를 정확히 측정할 수 있도록 하는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

이를 위한 상기 측정용 챔버(1)의 케이스(10)는 본체(11)와 커버(16)를 포함하여 구성된다. 상기 본체(11)는, 가령 전방으로 개방된 형태로서, 대략 직육면체의 박스 내지 함체 형태로 마련된다. 상기 케이스(10)는 비닐하우스 내에서 사람의 눈높이 정도 또는 그보다 약간 낮은 가슴 높이 정도에 위치하도록 설치될 수 있다.

이러한 설치 높이는 후술할 디스플레이패널(41)을 통해 표시되는 현재의 온습도 정보를 사용자가 편하게 확인할 수 있는 높이이면서, 비닐하우스 내에 식물이 위치하는 높이와 대응하여 식물의 작황에 직접적으로 영향을 미치는 비닐하우스 내의 온도와 습도를 측정할 수 있는 높이이다. 즉 더 고온의 공기가 위로 뜨는 현상에 의해 비닐하우스의 경우 천장 쪽으로 갈수록 온도가 높아지는 것이 일반적인데, 식물이 위치하는 높이는 이러한 높이보다 낮고 작물의 수확 시 작업성을 고려하여 주로 사람이 접근 가능한 높이에 위치한다. 상기 측정용 챔버(1)가 설치되는 높이는, 가령 지면에서 1.2 m ~ 1.8 m 정도 높이일 수 있다.

상기 케이스(10)의 본체(11)는 전체적으로 챔버의 외관을 유지하며 내부 구조물을 지지할 수 있는 정도의 강성을 가지고, 또한 비닐하우스 내로 내리쬐는 직사광선이 본체(11) 내부로 투과할 수 없는 정도의 두께를 가져야 한다. 반면 본체(11)가 지나치게 두껍거나 지나치게 강도가 높게 하는 것은, 측정용 챔버의 제조 비용을 높이고 케이스(10)의 내부 공간을 좁게 만드는 원인이 된다. 이러한 점을 감안하여, 본체(11)는 3 내지 5 mm 의 두께를 갖는 합성수지로 제작되거나, 0.5 내지 1 mm 정도의 두께를 갖는 금속으로 제작될 수 있다.

상기 본체(11)의 개방된 전방부는 커버(16)에 의해 차폐된다. 즉 본체(11)의 커버(16)를 차폐하면 본체의 전방부는 폐색된다. 상기 커버(16)는 본체(11)의 내부를 볼 수 있는 투명 재질인 것이 바람직하다. 이는 후술할 디스플레이패널(41)을 통해 사용자가 측정용 챔버 내부의 측정 장치의 작동과 계측결과를 확인할 수 있도록 하기 위한 것이다. 이는 반대로 얘기하자면, 사용자가 직접 측정용 챔버 내부의 측정장치의 작동과 계측결과를 육안으로 확인할 필요가 없다면 커버(16)를 불투명한 재질로 제작할 수도 있다는 의미가 될 수 있다.

이처럼 상기 케이스는, 전면이 개방된 형태로서 직사광선이 통과하지 않는 불투과 재질로 이루어지는 본체(11)와, 상기 본체의 개방된 전면을 개폐 가능하도록 설치되며, 가시광선이 투과하는 재질로 이루어지는 커버(16)를 포함한다.

상기 커버(16)는 일측면이 상기 본체(11)와 힌지 결합되어 옆으로 개폐될 수 있도록 할 수 있다. 이는 측정용 챔버가 비닐하우스 내에 설치된 상태에서도 장비의 유지보수 또는 후술할 메모리카드(90)의 교체 등 필요에 따라 본체(11) 내부로 접근할 수 있도록 하기 위한 것이며, 일측면에 힌지부를 둠으로써, 커버(16)를 열어 두더라도 커버가 본체로부터 분리되지 아니하여 커버의 분실을 방지할 수 있음은 물론, 커버(16)가 저절로 닫히는 등의 문제를 방지할 수 있도록 하였다.

커버(16)는 이치럼 일측에 마련된 힌지연결부(161)와, 그 타단에 구비된 록킹부(162)를 구비한다. 록킹부(162)는 상기 커버(16)를 상기 본체(11)에 밀착되도록 가압 밀봉시켜줌으로써, 커버(16)와 본체(11) 사이의 틈으로 공기가 유동하고 상기 틈을 통해 물이 케이스 내부로 스며드는 것을 최소화하거나 방지한다.

상기 커버(16)가 가시광선이 투과되는 재질로 구성되면, 커버(16)를 통해 직사광선이 투과되어 케이스 내부로 조사될 우려를 배제할 수 없다. 이러한 점을 감안하여 케이스 내에서 커버(16)와 마주하는 최전방에는 직사광선을 차단하는 후술할 차광판(43)을 설치할 수 있다.

또한 측정용 챔버(1)의 케이스(10)를 직사광선이 투과할 수 없는 재질로 제작하더라도, 케이스(10)가 직사광선에 의해 열을 받아 데워짐으로써, 케이스(10) 내부의 온도가 올라가는 현상이 있을 수 있다. 이에 본 발명에서는 직사광선에 의해 케이스(10)가 가열되더라도 케이스(10) 내부에서 측정되는 온도와 습도에 영향을 미치지 않도록 하는 구조를 제시한다.

이를 위해 상기 본체(11)의 하부면(114)에는 케이스 외부의 공기를 케이스 내부로 유입시키는 통기공(14)을 마련하고, 상기 케이스의 측면(113)의 상부에는 상기 케이스 내부로 유입된 공기를 케이스 외부로 배출시키는 팬홀(13)을 마련한다. 즉 중공의 케이스(10)는 케이스 내부의 공간과 외부의 공간을 물리적으로 구획한다. 그리고 상기 통기공(14)은 케이스의 하부면(114)에서 하방으로 개방된 형태로 상기 케이스의 외부 공간과 내부 공간을 연통하게 되며, 상기 팬홀(13) 역시 상기 통기공보다 상부에 마련되어 상기 케이스의 외부 공간과 내부 공간을 연통하게 된다. 상기 팬홀(13)은 본체(11)의 상부면(112)이 아닌 본체(11)의 측면(113)에 설치됨으로써, 팬홀(13)을 통해 직사광선이 케이스(10) 내부로 입사되는 것을 최소화하도록 하였다.

상기 팬홀(13)이 마련된 측면(113)의 내측벽에는 상기 팬홀(13)을 통해 케이스 내부의 공기를 케이스 외부로 토출하도록 공기를 가압하는 팬(30)이 설치된다. 상기 팬(30)은 구조가 단순하면서도 공기 유동 발생 효율이 뛰어난 박스팬을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명에 적용되는 팬이 반드시 박스팬 형태일 필요는 없으며, 이 외에도 가령 시로코 팬과 같이 다른 종류의 팬 역시 적용할 수 있다.

상기 팬(30)에 의해 발생하는 공기 유동에 의해, 케이스 외부의 공기는 케이스 하부에 마련된 통기공(14)을 통해 케이스 내부로 유입되고, 케이스 내부로 유입된 공기는 케이스 내부로 상부로 유동한 후 상기 팬(30)에 의해 상기 케이스의 측방으로 가압 토출된다.

팬(30)은 모터 등의 구동수단에 의해 회전되는데, 이러한 구동수단은 일종의 발열원이 된다. 따라서 팬을 케이스 하부에 마련된 통기공(14)에 설치하고 상기 팬을 통해 가압된 케이스 외부의 공기가 케이스 내부로 유입되도록 하면 팬의 열이 케이스 내부에 유입된 공기에 영향을 미치게 되어 케이스 내부에서 측정된 온도와 습도 값에 영향을 미칠 우려가 있다. 이에 본 발명에서는 팬(30)이 케이스의 토출구인 팬홀(13) 쪽에 위치하도록 함으로써, 팬의 발열이 케이스 내부의 온도와 습도에 영향을 미치지 않도록 하였다.

한편 팬(30)이 팬홀(13)에 설치되어 케이스 내부의 공기를 외부로 강제 가압 토출시키면, 케이스 하부면(114)의 통기공(14)을 통해서는 공기가 석션 유입된다. 일반적으로 팬에 의해 가압 토출되는 공기 유동은 난류(turbulence)인 반면 석션 흡입되는 공기 유동은 층류(laminar flow)를 이루게 된다.

본 발명의 측정장치를 포함하는 챔버는 고온 다습한 비닐하우스 환경에 설치되는 것을 예정한다. 따라서 층류 유동 상에 온습도 센서(70)가 설치되면 비닐하우스 내부의 온도와 습도를 대표할만한 온도와 습도가 정확히 측정되지 않을 우려가 있고, 온습도 센서(70)의 표면에 결로가 발생하여 상대습도가 100%로 측정되어 버리는 오류가 발생할 우려도 있다.

즉 온습도 센서(70)는 난류의 공기 유동 위치에 배치되어 있어야 온습도 센서에 결로가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 보다 대표성이 있는 온도와 습도를 측정하는 것이 가능해지지만, 앞서 설명한 바와 같이 난류가 발생하는 팬의 후방에 온습도 센서를 두게 되면 팬의 발열이 온습도 센서에 의해 측정되는 온도와 습도에 영향을 미친다는 문제가 발생하게 된다.

이에 본 발명은, 상기 통기공(14)을 통해 케이스(10) 내부로 유입되는 공기에 난류가 발생하도록 유도함으로써, 온습도 센서(70)가 공기 유동의 난류에 위치하도록 하는 것을 또 하나의 특징으로 한다. 이를 위해 본 발명에서는 상기 통기공(14)에 난류 유도부(142)를 설치한다.

상기 난류 유도부(142)는 통기공(14)의 단면과 대응하는 단면을 가지는 관(파이프) 형상이면서, 관의 내부에 격벽을 두어 난류가 유도되도록 한다. 상기 격벽은 서로 어긋나게 배치되는 복수 개의 평판 구조이거나 나선 구조 형태로 이루어져 있어서, 상기 케이스(10)로 흡입되어 들어가는 공기가 상기 난류 유도부(142)를 통과하며 난류 유동이 되도록 할 수 있다.

상기 난류 유도부(142)는 관 형상의 단부에 플랜지가 구비되고, 상기 플랜지를 케이스의 하부면(114)에 맞닿게 하여 나사 등으로 고정함으로써 상기 케이스 하부에 고정될 수 있다. 제시된 도면에서는 상기 난류 유도부가 케이스의 하부면(114) 바깥쪽, 즉 하면에 고정되어 하부면(114)보다 하방으로 연장되도록 설치되는 형태가 예시되어 있다. 그러나 상기 난류 유도부(142)가 케이스의 하부면 (114) 안쪽, 즉 상면에 고정되어 하부면보다 상방으로 연장되도록 설치하는 것도 가능하다. 물론 난류 유도부가 통기공(14)을 관통하도록 설치되어 통기공(14)으로부터 상부와 하부로 모두 연장되는 형태로 설치되는 것도 가능하다.

난류 유도부(142)가 어떠한 구조로 설치되든 간에, 상기 온습도 센서(70)는 상기 난류 유도부(142)의 토출부, 즉 공기가 불어 나오는 쪽 후방에 배치되도록 하여 온습도 센서(70)가 난류의 공기 유동 상에 배치되도록 할 수 있다. 그러면 상기 온습도 센서(70)에 결로가 발생하는 일이 방지되고, 아울러 난류 상에서 온도와 습도를 측정하므로 비닐하우스의 고온 다습한 내부 분위기의 온도와 습도를 정확히 측정할 수 있게 된다.

특히 이러한 구조에 따르면, 케이스 하부에서 케이스로 흡입되는 공기를 즉시 측정하게 되므로 케이스(10)가 직사광선 등에 의해 데워진 상태라 하더라도 그 영향을 받지 않은 온도와 습도 값을 측정하는 것이 가능하다. 특히 케이스 하부면에서 통기공(14)을 통해 유입된 공기는 즉시 온습도 센서(70)에 의해 온습도 측정되고, 이어서 케이스 내부를 거쳐 유동하며 데워진 케이스에 의해 케이스 내부로 전달되는 열을 냉각하며 팬홀(13)을 통해 외부로 토출되므로, 팬(30)에 의해 유동하는 공기의 흐름에 의해 케이스(10)의 열기가 상기 온습도 센서(70)에 의해 측정되는 온도와 습도에 영향을 주는 것을 원천적으로 방지하게 된다.

한편, 상기 통기공(14), 혹은 난류 유도부(142)에는 케이스 내부로 유입되는 공기의 이물질을 걸러주는 메쉬망(141)이 더 설치될 수 있다. 이러한 메쉬망(141)은 상기 통기공(14) 및/또는 난류 유도부(142)에 의해 케이스 내부로 유입되는 공기의 유동 경로의 어느 일 위치에 설치되어, 공기가 케이스 내부로 유입되기 전에 반드시 메쉬망(141)을 통과하도록 하면 족하다.

[챔버 내부의 부품과 그 배치]

상기 케이스(10) 내부에는 상기 온습도 센서(70)에 전원을 공급하고, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 온습도에 따라 발생하는 전기적 신호를 데이터화하여 저장하는 제어 기판(60)이 마련된다. 제어 기판(60)은 전원 기판(50)에서 전원을 공급받아 전원이 필요한 각 부품에 공급하고, 각 부품의 작동을 제어한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 챔버 내부에서 측정을 위해 필요한 전장품은, 외부의 교류 전원을 공급받아 정류하여 직류 전원으로 변환 공급하는 전원부가 마련된 전원 기판(50), 상기 전원 기판(50)에서 공급된 전원을 전원이 필요한 각 부분에 공급하고 온습도 센서(70) 등의 센서로부터 측정된 데이터를 변환 및 저장하며 상기 데이터를 디스플레이하도록 제어하는 등의 기능을 하는 부품들이 실장된 제어 기판(60), 그리고 상기 제어 기판(60)에 연결되며 상기 제어에서 제공되는 전기적 신호에 따라 표시 사항을 디스플레이하는 디스플레이패널(41)이 실장된 디스플레이 기판(40)을 포함한다.

본 발명에서는 각종 전장품을 크게 전원 기판(50), 제어 기판(60) 및 디스플레이 기판(40)으로 나누어 배치하였으나, 본 발명이 반드시 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 다만 후술하겠지만 이와 같은 구조는 다른 배치에 비해 여러 장점과 효과를 가지게 된다.

상기 기판들(40, 50, 60)은 지지판(80)에 고정되는 형태로 상기 케이스(10) 내에 고정 설치된다. 지지판(80)은 상기 케이스 내에 설치되며 커버(16)와 나란한 방향으로 배치되는 형태로 설치된다. 그리고 지지판(80)이 이렇게 설치됨으로 인해, 케이스 내부의 공간은 지지판(80) 전방의 공간과 지지판(80) 후방의 공간으로 구분된다. 이들 공간은 완전히 밀봉 격리되는 것은 아니지만, 공기 유동이 이들 공간 사이에서 원활히 이루어지는 구조도 아니다.

지지판(80)은 가령, 상기 본체(11)의 후면(111)에서 전방으로 돌출되는 형태로 마련된 고정부(18)에 고정된다. 고정부(18)는 본체(11)의 후면에서 전방으로 길게 돌출되고, 지지판(80)은 이러한 고정부(18) 단부에 고정되므로, 상기 고정부(18)는 지지판(80)을 케이스 후면(111)으로부터 이격 고정하는 스페이서의 기능도 함께 하게 된다.

앞서 설명한 케이스 내부의 공기 유동의 유입구와 유출구가 되는 통기공(14)과 팬홀(13)은 지지판(80) 후방과 본체(11) 후면(111) 전방 사이의 공간에 대응하는 하부면(114)과 측면(113)에 각각 마련된다. 즉 상기 통기공(14)은 하부면(114)에서 상기 지지판(80)보다 후방에 배치되고, 상기 팬홀(13) 역시 측면(113)에서 상기 지지판(80)보다 후방에 배치된다. 물론 상기 팬홀(13) 안쪽에 고정된 팬(30) 역시 상기 지지판(80)에 의해 구분되는 케이스의 후방 공간에 배치된다.

따라서 팬(30)에 의해 발생하는 공기 유동은, 케이스(10) 외부에서 상기 통기공(14)을 통해 케이스 내부의 공간 중 상기 지지판(80)에 의해 구분되는 후방 공간으로 유입되고, 상기 지지판(80)의 후방 공간을 거친 후 상기 팬(30)과 팬홀(13)을 통해 케이스 외부로 배출된다. 물론 상기 온습도 센서(70)도 상기 지지판(80)보다 후방의 케이스 공간에 배치되며, 상기 통기공(14)과 난류 유도부(142)를 통과하며 난류가 되어 유입되는 공기의 유동 경로의 최전방에 배치되어 온도와 습도를 측정하게 된다.

즉 온도와 습도 측정을 위한 공기의 유동은 케이스(10) 내에서 지지판(80)의 후방 공간을 유동하게 되고, 지지판(80)의 전방에 마련된 공간, 즉 상기 지지판(80)의 전방과 커버(16)의 이면 사이의 공간에는 유입되지 않는다. 물론 지지판(80)의 가장자리와 본체(11)의 내면 사이의 틈으로 일부의 공기가 유입되거나 유출되기는 하지만, 이는 공기의 원활한 유동을 위한 설계는 아니다.

상기 지지판(80)에 의해 구분되는 케이스의 후방 공간 쪽에서 상기 지지판(80)의 후면에는 전원 기판(50)이 설치된다. 전원 기판(50)의 설치 위치는 상술한 온습도 센서(70)의 위치보다 더 상부이며, 상기 팬(30)에 의해 유동하는 공기의 유동 경로 상에 설치된다. 케이스 내부를 유동하는 공기는 먼저 온습도 센서를 거친 후 전원 기판을 지나기 때문에, 전원 기판에서 발생하는 열이 온습도 센서의 측정 결과에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.

상기 전원 기판(50)의 전원부는 외부에서 공급되는 220V의 60Hz의 상용 전원을 5V의 직류 전원으로 변환하여 제어 기판(60)에 공급한다. 교류와 직류의 변환 과정에서 발생하는 전기에너지의 손실은 모두 열로서 소산되는데, 이에 따라 전원부는 제어 기판(60)이나 디스플레이 기판(40)보다 많은 발열량을 가지게 된다. 이에 본 발명의 실시예에서는 상기 전원 기판(50)을 상기 케이스 내부를 유동하는 공기의 유동 경로 상에 배치하여 강제 유동하는 공기에 의해 전원 기판이 냉각될 수 있도록 한다.

본 발명의 챔버는 고온 다습한 환경 하에 설치된다. 따라서 공기 중의 습기는 전기 전자 부품에 악영향을 미칠 수 있다. 그러나 상기 전원부는 비닐하우스의 내부보다 더 뜨거워지기 때문에 공기 중의 습기가 전원부에 착상되는 일은 발생하지 않는다. 반면 공기 유동이 활발한 위치에 전원부가 배치되면, 공기 유동에 의해 원활한 냉각이 가능하다. 이런 연유로 본 발명의 실시예에서 전원 기판(50)은 상기 지지판(80)의 후방에 배치되도록 하였다.

또한 전원이라는 것은 전기적 신호와 같은 미세한 전류나 전압의 차이 등으로 외란(disturbance)을 받지 않기 때문에, 상대적으로 습도가 높은 지지판(80)의 후방에 배치하여도 무방하다.

상기 전원 기판(50)에 공급되는 외부 전원은 상기 케이스의 하부면(114)으로서 상기 통기공(14) 일측에 배치된 전원단자(15)를 통해 공급된다. 전원단자(15) 역시 케이스에서 상기 지지판(80)보다 후방에 배치된다. 전원단자(15)의 일측에는 또한 상기 전원단자(15)를 통해 전원이 공급되도록 하거나 이를 차단하는 스위치(151)가 설치된다. 상기 전원단자(15)가 하부에 배치됨으로 인해, 외부 전원선이 케이스의 하부에 매달려 있는 형태로 외부 전원선이 배치되므로, 다습한 환경 또는 외부의 비 등으로 인해 외부 전원선 표면에 생긴 물방울이 전원선을 따라 아래로 이동하게 됨으로써, 전원선을 타고 수분이 케이스 내부로 유입되는 것이 원천적으로 차단된다.

전원단자(15)와 전원 기판(50)은 모두 지지판(80)의 후방에 배치되므로, 전원단자(15)와 전원 기판(50)을 연결하는 배선 구조 역시 단순해질 수 있고, 이러한 배선의 연결은 지지판(80)을 케이스(10)에 고정하기 전에 이루어질 수 있으므로, 조립이 더욱 단순해진다.

한편 디스플레이 기판(40)과 제어 기판(60)은 습도에 의해 전기적 신호에 외란이 발생하면 측정 장치 자체에 오류나 에러를 일으키게 된다. 따라서 디스플레이 기판(40)과 제어 기판(60)은 다습한 환경에서 최대한 격리될 필요가 있다.

이에 본 발명의 실시예에서는 상기 디스플레이 기판(40)과 제어 기판(60)을 지지판(80)의 전방에 배치하여, 디스플레이 기판과 제어 기판이 상기 케이스 내부에서 공기 유동이 이루어지는 공간과 별도의 공간에 배치되도록 하는 것을 또 하나의 특징으로 한다. 특히 디스플레이 기판은 투명한 커버(16)를 통해 외부에서 볼 수 있는 위치에 있어야 한다는 점에서 디스플레이 기판을 지지판(80)의 전방에 배치하는 것은 또 하나의 기술적 의미를 더 가지게 된다.

디스플레이 기판(40)은 상기 커버(16)에 가깝게 배치되고, 상기 제어 기판(60)은 상기 지지판(80)에 가까이 배치된다. 케이스를 전방에서 후방으로 순차적으로 살펴보면, 커버(16), 디스플레이 기판(40), 제어 기판(60), 지지판(80), 전원 기판(50) 및 케이스 후면(111)의 순서로 이들이 배치된다.

제어 기판(60)은 지지판(80)을 사이에 두고 상기 전원 기판(50)과 마주하도록 배치되므로, 상기 전원 기판(50)의 출력 측에서 상기 제어 기판(60)으로 배선되어야 하는 전원선의 배치를 보다 단순하게 할 수 있다. 또한 제어 기판(60)의 전방에 바로 디스플레이 기판(40)이 배치될 수 있으므로, 상기 디스플레이 기판(40)과 제어 기판(60) 간에도 간단하게 배치 고정하는 것이 가능하다.

특히 디스플레이 기판(40)의 전방면에는 디스플레이패널(41)이 실장되어 외부에서 커버(16)를 통해 디스플레이패널(41)을 바라보기 쉽게 하였다, 또한, 상기 디스플레이 기판(40)의 후방면에는 후방으로 연장되는 형태의 접속핀(42)을 설치하고, 상기 제어 기판(60)의 전면에는 상기 접속핀(42)과 직접 접속 체결되는 디스플레이 커넥터(64)를 마련하여, 상기 접속핀과 디스플레이 커넥터에 의해 제어 기판(60)과 디스플레이 기판(40) 사이의 상대적인 위치 고정이 더 수월하게 이루어질 수 있도록 하였다.

한편 상기 디스플레이 기판(40)의 전방에는 상기 디스플레이패널(41)은 외부로 노출되도록 하면서도 그 외의 면적 부분은 커버하는 차광판(43)이 설치될 수 있다. 이러한 차광판(43)은 앞서 설명한 바와 같이 케이스 내부로 직사광선이 직접적으로 들어가는 것을 방지하면서, 디스플레이패널(41)은 외부에서 볼 수 있도록 해준다. 차광판(43)의 전면에는 측정장치에 대한 각종 정보를 기재하여, 사용자에게 챔버 내부의 측정장치에 대한 정보를 제공할 수 있다.

제어 기판(60)의 전면 일측(본 발명의 실시예에서는 상부)에는 외장 메모리카드(90)를 착탈할 수 있는 메모리 슬롯(69)이 설치된다. 메모리 슬롯(69)의 착탈 입구는 상기 디스플레이 기판(40)보다 더 상부로 노출됨으로써, 사용자가 디스플레이 기판(40)을 제거하지 않고도 메모리 슬롯(69)에 접근 가능하도록 하였다. 특히 이러한 구조는 케이스 내부에 모든 기판이 설치된 상태에서, 단순히 커버(16)만 개방한 채 메모리카드(90)를 끼우거나 뺄 수 있도록 하는 사용자 편의성을 더욱 높여준다.

상기 메모리카드(90)에는 온습도 센서(70)에서 측정된 데이터가 주기적으로 저장된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 데이터는 데이터의 측정 주기를 1초당 10회 ~ 1일당 1회의 다양한 주기로 메모리카드에 저장될 수 있다. 이러한 데이터 추출 및 저장 주기는 메모리카드의 용량 등을 고려하여 1개월 이상 장기간 데이터를 저장할 수 있도록 조정될 수 있으며, 이렇게 축적된 데이터는 하우스 시설의 환경 별로 빅데이터로 저장되어 측정 장치의 제어 방법의 학습과 개선에 활용할 수 있다.

한편 제어 기판(60)의 전면 타측(본 발명의 실시예에서는 하부)에는 상기 온습도 센서(70)를 연결할 수 있는 센서 커넥터(67)가 마련된다. 본 발명에 따르면 센서 커넥터(67)는 4개 마련되는 것을 예시한다. 온습도 센서(70)는 한 개 이지만, 본 발명에서는 앞서 설명한 바와 같이 필요에 따라 측정용 센서를 더 확장할 필요가 있다. 가령 본 발명의 출원인이 보유하고 있는 대한민국 등록특허 제1361152호나 등록특허 제1652876호에 개시된 바와 같이 연료를 연소시켜 동절기 하우스 시설 내부의 온도를 높여주고 식물의 생장에 필요한 이산화탄소를 발생시켜주는 이산화탄소 발생장치를 하우스 시설 내에 설치한 경우, 식물의 생장에 필요한 CO₂의 농도를 측정함은 물론 연료가 연소되며 발생하는 CO_X, NO_X 등의 가스 농도, 및 과실에서 발생하는 에틸렌 등의 가스 농도를 측정할 수 있는 기능이 함께 요구될 수 있다.

본 발명은 이러한 기술적 수요를 반영하여, 상기 측정 장치를 구비한 챔버 내에 온습도 뿐만 아니라 상기 가스들의 농도를 측정할 수 있는 센서를 더 설치하는 것을 예정할 수 있고, 이에 따라 상기 센서들을 연결할 수 있는 센서 커넥터(67)를 복수 개 제어 기판(60) 상에 복수 개 실장함으로써, 하우스 시설 별로 필요한 센서들을 맞춤형으로 연결하면서도, 모든 부품을 공유할 수 있어 사양 별로 다른 규격의 제품을 설계하고 생산해야 하는 번거로움을 줄일 수 있도록 하였다.

즉 각 센서 커넥터(67)에 연결되는 센서의 종류에 따라 상기 제어 기판(60)에 내장되는 소프트웨어를 탑재하기만 하면 챔버 내부의 측정장치를 다양한 용도로 활용할 수 있으므로, 설치 환경이나 목적에 대응하는 하드웨어의 변경 없이 측정용 챔버를 보다 범용적으로 활용할 수 있다.

상기 센서 커넥터(67)에 설치된 온습도 센서(70)는 지지판(80)을 지나 상기 지지판(80)의 후방 공간으로 배선되고, 그 배선의 단부에 마련된 온습도 센서(70)는 상기 통기공(14) 부근에 고정된다.

상기 측정용 챔버 내부의 제어 기판(60)에는 이 외에도 USB 커넥터를 더 구비하여서, 유니버설 시리얼 버스 통신 방식으로 서버 등의 외부 기기와 접속 가능하고, 이 외에도 와이파이, 블루투스, 비콘, 지그비 등의 근거리 무선 통신을 통해서도 서버 등의 외부 기기와 접속 가능하다. 따라서 본 발명의 제어 기판(60)에는 와이파이 모듈, 블루투스 모듈, 지그비 등의 소자가 설치될 수 있는 커넥터가 더 마련되도록 할 수 있다.

상기 챔버 내부의 측정 장치와 연결되는 외부 기기는 계측 데이터를 보존하고 분석하는 서버뿐만 아니라, 상술한 이산화탄소 발생장치도 포함할 수 있다. 특히 측정용 챔버와 이산화탄소 발생장치가 연결되면, 챔버 내부의 측정장치에서 측정된 온습도 및 각종 가스의 농도에 따라 이산화탄소 발생장치의 작동과 연소 환경 등을 제어하는 것이 가능하다.

이처럼 전원 기판(50)과 달리 상기 제어 기판(60)과 디스플레이 기판(40)은 많은 전기적 신호가 입출력되고 처리되는 전장품으로서, 이들은 외란의 영향을 더 받을 수 있고, 이에 따라 습한 환경에 설치되는 것을 피하는 것이 좋다. 하지만 측정용 챔버 자체가 고온 다습한 환경에 설치되는 것을 전제하고 있는바, 이에 본 발명에서는 케이스(10) 내에서 상기 제어 기판(60)과 디스플레이 기판(40)이 지지판(80)에 의해 구획되는 전방 공간에 배치되도록 함으로써, 고온 다습한 공기의 유동에서 상기 제어 기판과 디스플레이 기판이 벗어나 위치하도록 하였다.

이처럼 디스플레이 기판과 제어 기판이 지지판(80)의 전방에 배치되면, 디스플레이 기판과 제어 기판에서 발생하는 열이 지지판 후방 하부에 배치된 온습도 센서(70)가 측정하는 공기의 온도와 습도에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한 디스플레이 기판과 제어 기판에서 발생하는 열은 케이스(10) 내에서 지지판(80)의 전방에 마련되는 공간의 공기 온도를 상승시키게 되고, 반면 다습한 외부 공기는 지지판(80) 전방에 별로 또는 거의 유입되지 않으므로, 지지판(80)의 전방의 공기 분위기는 그 후방보다 훨씬 건조하게 유지된다. 따라서 지지판(80) 전방에 배치된 제어 기판(60)과 디스플레이 기판(40)은 상대적으로 더 건조한 환경 내에 있게 되어, 그 작동의 신뢰성을 보장받을 수 있다.

[측정용 챔버의 조립 순서 및 설치]

상기 측정용 챔버의 조립 순서는 다음과 같다.

먼저 케이스(10)의 본체(11) 측면(113)의 팬홀(13)에 팬(30)을 설치하고, 본체 하부면(114)에 통기공(14)에 난류 유도부(142)와 메쉬망(141)을 설치하고 전원단자(15)를 설치한다.

그리고 이와 별도로, 지지판(80)의 후방에 전원 기판(50)을 설치하고 지지판(80)의 전방에 제어 기판(60)을 설치하며, 제어 기판(60)의 전방에 디스플레이 기판(40)을 설치한다. 또한 제어 기판(60)에는 온습도 센서(70) 등 하우스 시설에 필요한 센서들이 설치된다. 물론 메모리 슬롯(69)에 메모리카드(90)를 미리 설치하는 것도 가능하다. 그리고 상기 전원 기판(50)을 제어 기판(60)의 전원 커넥터(65)에 연결하고 디스플레이 기판(40)의 접속핀(42)을 제어 기판(60)의 디스플레이 커넥터(64)에 연결하여 상기 기판들(40, 50, 60)을 서로 연결한다.

이와 같은 상태에서 상기 지지판(80)을 상기 케이스(10) 본체(11) 내부에 수용하기 직전, 상기 본체(11) 내에 마련된 전원단자(15)의 전선을 상기 전원 기판(50)에 연결하고 팬(30)의 전선을 상기 제어 기판(60)에 연결하며, 이와 함께 상기 온습도 센서(70) 등의 센서를 케이스(10)에 마련된 소정의 설치 위치에 설치한다.

그리고 상기 지지판(80)을 상기 케이스(10)의 고정부(18)에 고정하여 상기 기판들이 모두 케이스 내에서 제 위치에 고정되도록 한다.

다음으로, 상기 디스플레이 기판(40)의 전방에 차광판(43)이 정렬 배치되도록 한 상태에서 상기 케이스(10)의 커버(16)를 닫아 측정용 챔버의 조립을 완성한다.

상기 측정용 챔버는 이와 같은 조립이 완성된 상태에서 각 하우스 시설에 공급된다. 하우스 시설 내에서 상기 측정용 챔버는 사용자의 눈높이 부근이면서 식물의 잎들이 주로 위치하는 높이와 대응하는 높이 부근에 설치된다. 이때 커버(16) 부분이 전방을 바라보도록 하여, 사용자가 디스플레이 패널(41)을 쉽게 바라볼 수 있도록 하며, 통기공(14)과 전원단자(15)는 하부로, 그리고 팬홀(13)은 측방으로 배치되도록 한다.

이와 같은 상태에서 외부 전원선을 전원단자(15)에 연결하고 그 옆의 스위치(151)를 켬으로써, 측정용 챔버(1)에 전원이 공급되도록 한다.

[측정용 챔버 내부의 측정 장치의 제어 방법]

상기 제어 기판(60)은 각종 부품들의 작동을 제어한다. 먼저 상기 제어 기판(60)은 상기 제어 기판에 연결된 팬(30)의 회전 속도를 가변시킬 수 있다. 상기 팬의 회전 속도를 가변시키는 제어는 그 자체로 공기 유동의 난류를 유도할 수 있다. 즉 속도가 주기적인 파동을 가지도록 변화(fluctuation)되면, 공기 유동의 난류가 발생하게 되고, 이로서 온습도 센서(70)에 수분이 결로되는 것을 방지할 수 있고, 아울러 지속적인 공기 혼합(mixing)을 유도하여 온습도 센서(70)에서 측정된 온 습도 값이 튀지 않는 시설 내부의 대표값이 되도록 할 수 있다.

특히 상기 제어 기판의 제어부는, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 습도 값이 100%에 가까워지는 것이 감지되는 경우, 팬(30)의 속도를 조절하여 난류를 더욱 강하게 유도시킴으로써 상기 온습도 센서(70)의 표면에 결로가 발생하는 현상을 미연에 방지할 수 있다.

또한 상기 제어기판(60)에 실장된 메모리에는, 케이스(10)의 종류에 따라 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값을 보정하는 보정 데이터가 내장될 수 있다. 동일한 제어 기판(60)과 전원 기판(50), 그리고 디스플레이 기판(40)을 설치한다 하더라도, 이들을 수용하는 케이스의 종류에 차이가 있으면 측정값에 오차가 발생할 수 있다. 가령 케이스가 상대적으로 얇고 열전도율이 높은 금속으로 제작된 경우와 상대적으로 두껍고 열전도율이 낮은 합성수지로 제작된 경우 측정된 온도 값에는 보정이 필요할 수 있다. 이에 필요한 보정 값은 케이스의 종류에 따라 달라질 수 있는데, 본 발명의 제어기판(60)은 이러한 보정 데이터가 내장되어 있어서, 케이스를 달리한다 하더라도 그 내부에 수용되는 전원 기판과 제어 기판 및 디스플레이 기판은 부품의 공용화가 가능하다.

이러한 보정 데이터는 가령 직사광선의 조도에 대응하여 결정되도록 수식화될 수도 있다. 직사광선의 조도 센서는 상기 제어기판(60)의 센서 커넥터(67) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제어부는 조도 센서에서 측정된 직사광선의 세기를 분석하여, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값을 보정하는 것이 가능하다.

또한 이러한 보정 데이터는 케이스(10) 외부에 설치된 써모커플에서 측정된 케이스(10) 외면의 온도에 대응하여 결정되도록 수식화될 수도 있다. 써모커플 역시 상기 제어기판(60)의 센서 커넥터(67) 중 어느 하나에 연결될 수 있다. 이에 따라 상기 제어부는 써모커플에서 측정된 케이스의 외부쪽 온도를 분석하여, 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값을 보정하는 것이 가능하다.

아울러 이러한 보정은 케이스의 종류, 직사광선의 조도, 케이스 외함 측 온도에서 2 이상 조합하여 이루어질 수도 있다. 또한 이러한 보정값은 빅데이터 기반으로 실험적으로 축적해서 결정될 수 있다.

이러한 구조에 따르면, 소프트웨어적인 방식으로 온도와 습도의 보정이 가능하므로, 케이스 내부에 단열재 등을 설치하지 않고도 정확한 온도와 습도의 측정 및 산출이 가능하며, 이에 따라 제조 비용을 낮출 수 있고, 단열재가 차지하는 공간을 더 확보할 수 있기 때문에, 측정용 챔버를 더 컴팩트한 사이즈로 제작하는 것이 가능하다.

상기 제어기판(60)에는, 시간발생부가 마련된다. 시간발생부 혹은 시간발생장치는 전원 공급 여부와 무관하게 자체 내장된 배터리(소위 버튼셀)에 의해 현재 시간을 지속적으로 신호로 발생시키는 장치이다. 상기 제어부는 상기 시간발생부로부터 현재시간과 날짜, 요일 등을 받아 온다.

그리고 메모리 슬롯(69)에 메모리카드(90)가 삽입되어 있는지 확인한다. 만약 메모리카드(90)가 삽입되지 않은 상태라면 제어부는 시리얼모니터와 같은 디스플레이패널(41)에 에러메시지를 출력하고 측정용 챔버 내부의 측정장치를 종료한다.

반면 메모리 슬롯(69)에 메모리카드(90)가 삽입된 것이 확인된 경우에는 시리얼 모니터에 메모리카드가 정상적으로 인식되었음을 출력하고 온습도 센서에서 온도와 습도 값을 받아 보정이 필요한 경우 보정을 하며 현재 날짜 및 시간과 상기 온도 습도 값을 연계하여 메모리카드에 데이터를 저장한다. 만약 메모리카드에 데이터가 써지지 않는 경우에는 에러메시지를 출력하고 측정 장치를 종료하며, 정상적으로 써지는 경우에는 데이터를 저장하고 그 데이터 값(즉 현재시각, 온도와 습도 등의 정보)를 디스플레이 패널에 표시한다. 그리고 측정 주기(가령 1초)가 지나면 상기와 같은 측정 데이터 쓰기와 출력을 반복하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

1: 측정용 챔버(온습도 측정 저장 장치)
10: 케이스
11: 본체
111: 후면
18: 고정부
112: 상부면
113: 측면
13: 팬홀
114: 하부면
14: 통기공
141: 메쉬망
142: 난류 유도부
15: 전원단자
151: 스위치
16: 커버
161: 힌지연결부
162: 록킹부
30: 팬
40: 디스플레이 기판
41: 디스플레이패널
42: 접속핀
43: 차광판
50: 전원 기판
60: 제어 기판
64: 디스플레이 커넥터
65: 전원 커넥터
67: 센서 커넥터
69: 메모리 슬롯
70: 온습도 센서
80: 지지판
90: 메모리카드

Claims (6)

1. 내부의 공간과 외부의 공간을 구획하는 중공의 케이스(10);
   상기 케이스에 구비되며 상기 케이스의 외부의 공간과 내부의 공간을 연통하는 통기공(14);
   상기 케이스에 마련되는 팬홀(13);
   상기 팬홀(13)에 설치되며, 상기 통기공(14)을 통해 케이스 내부의 공간으로 공기가 유입되어 상기 팬홀(13)을 통해 케이스 외부의 공간으로 토출되도록 공기 유동을 발생시키는 팬(30); 및
   상기 케이스의 상기 케이스 내부에서 상기 통기공(14) 부근에 배치되는 온습도 센서(70);를 포함하고,
   상기 통기공(14)은 상기 케이스의 하부에서 하향 개방되고,
   상기 팬홀(13)은 상기 통기공보다 케이스 상부에 마련되며,
   상기 통기공(14)에는 난류(turbulence)를 발생시키는 난류 유도부(142)가 설치되어, 상기 케이스 외부에서 케이스 내부로 유입되는 공기가 상기 온습도 센서(70) 부근을 유동할 때 난류가 형성되도록 하고,
   상기 온습도 센서(70)는 상기 난류 유도부(142)에 의해 형성되는 공기 유동의 난류 유동 공간에 위치하며,
   상기 난류 유도부(142)는 통기공(14)의 단면과 대응하는 단면을 가지는 관 형상이면서, 관의 내부에 서로 어긋나게 배치되는 복수 개의 평판 구조이거나 나선 구조 형태의 격벽을 두어 난류가 유도되도록 한 것을 특징으로 하는 측정용 챔버.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스 내부에는 제어 기판(60)이 마련되고,
   상기 제어 기판(60)은 상기 팬(30)의 회전 속도를 가변 제어하여 난류의 발생을 유도하는 것을 특징으로 하는 측정용 챔버.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제어 기판(60)에는 복수 개의 센서 커넥터(67)가 마련되며,
   상기 온습도 센서(70)는 상기 복수 개의 센서 커넥터(67) 중 어느 하나에 연결되고,
   상기 측정용 챔버에는 가스 농도를 측정하기 위한 측정 센서가 더 설치되고,
   상기 가스 농도 측정 센서는 상기 복수 개의 센서 커넥터(67) 중 어느 하나에 연결되며,
   상기 제어 기판(60)에는 메모리 슬롯(69)이 설치되고,
   상기 메모리 슬롯(69)에는 메모리카드(90)가 착탈 가능하게 설치되며,
   상기 제어 기판(60)은 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값의 데이터를 주기적으로 상기 메모리카드(90)에 저장하고,
   상기 제어 기판(60)에는 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 결과값을 보정하는 보정 데이터가 내장된 메모리가 실장된 것을 특징으로 하는 측정용 챔버.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이스는, 전면이 개방된 형태로서 직사광선이 통과하지 않는 불투과 재질로 이루어지는 본체(11)와, 상기 본체의 개방된 전면을 개폐 가능하도록 설치되며, 가시광선이 투과하는 재질로 이루어지는 커버(16)를 포함하고,
   상기 본체에는 상기 커버와 나란하게 디스플레이 기판(40)이 설치되며,
   상기 디스플레이 기판(40)에는 상기 커버를 통해 외부에서 볼 수 있는 디스플레이패널(41)이 실장되고,
   상기 디스플레이패널(41)에는 상기 온습도 센서(70)에서 측정된 온도와 습도가 표시되는 것을 특징으로 하는 측정용 챔버.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 케이스 내에서 상기 디스플레이패널(41)의 후방에는 상기 케이스의 전면과 나란한 방향으로 배치되는 지지판(80)이 설치되고,
   상기 지지판(80)은 상기 케이스 내부의 공간을 상기 지지판 전방의 공간과 상기 지지판 후방의 공간으로 구획하며,
   상기 통기공(14)과 팬홀(13)은 상기 지지판(80)보다 후방에 마련되어, 상기 통기공을 통해 유입되는 공기가 상기 지지판(80)의 후방의 공간을 유동하여 상기 팬홀(13)로 토출되고,
   상기 지지판(80)의 후방 상부로서 상기 팬(30)에 의한 공기의 유동 경로에는 측정용 챔버의 측정장치에 전원을 공급하는 전원 기판(50)이 설치되고, 상기 전원 기판(50)의 발열부는 상기 공기의 유동에 의해 냉각되며,
   상기 지지판(80)의 전방에는 제어 기판(60)이 설치되고, 상기 제어 기판(60) 전방에 상기 디스플레이 기판(40)이 설치됨으로써, 상기 제어 기판(60)과 디스플레이 기판(40)에서 발생하는 열이 상기 지지판(80)의 후방에 위치하는 온습도 센서(70)에 영향이 미치지 않게 되며,
   상기 디스플레이 기판(40)에는 후방으로 연장된 접속핀(42)이 마련되고,
   상기 접속핀(42)이 상기 제어 기판(60)의 앞면에 설치된 디스플레이 커넥터(64)에 삽입 접속되어 상기 디스플레이 기판(40)이 상기 제어 기판(60)에 고정되는 것을 특징으로 하는 측정용 챔버.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 통기공(14)에는 외부의 먼지가 케이스 내부로 유입되는 것을 방지하는 메쉬망(141)이 설치되고,
   상기 케이스는 3mm ~ 5mm의 두께를 갖는 합성수지재로 제작하거나, 0.5mm ~ 1 mm의 두께를 갖는 금속 재질로 제작하는 것을 특징으로 하는 측정용 챔버.
   

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