KR101913173B1 - 태양전지패널 표면 오염측정장치 - Google Patents

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Abstract

오염측정장치가 개시된다. 개시된 오염측정장치는 케이스; 케이스 내부에 배치되는 구동부; 구동부에 의해서, 일부가 케이스 외부로 출입할 수 있는 유리부재; 및 케이스 내부에 위치하며, 유리부재의 오염도를 측정할 수 있는 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지패널 표면 오염측정장치{Contamination Measuring Device for Solar Panel Surface}
본 발명은 오염측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부에 배치되는 유리부재에 부착되는 오염물질에 의해 감소하는 투과도, 반사도에 따라 오염을 측정하는 오염측정장치에 관한 것이다.
화석연료의 사용에 의한 온실가스의 발생과 이로 인한 지구 온난화에 따른 환경 문제가 크게 대두하고 있다. 따라서, 대체에너지를 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
친환경 에너지 중 태양에너지를 이용한 태양전지의 보급률은 점점 증가하고 있다. 최근에는 관공서뿐만 아니라 가정에서도 태양전지를 이용하여 필요한 전력을 사용하고 있다.
태양전지 패널은 외부에 배치되므로, 태양전지 패널은 항상 오염물질에 노출되어 있다. 태양전지 패널의 미세한 오염에도 태양전지 효율은 급격하게 저하된다. 또한, 최근 미세먼지의 증가로, 외부에 배치되는 태양전지의 오염에 따른 효율저하가 문제되고 있다. 따라서, 황사나 미세 먼지가 쌓여 태양전지 패널 표면의 광투과도가 감소하므로, 태양전지의 표면의 효율을 저해하는 오염물질을 제거하는 것이 요구된다.
따라서, 이러한 오염도를 측정하여 태양전지 패널의 청소시기를 판단하여 알려주는 장치의 필요성이 증가하고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 케이스 내부에 감지부를 포함하고, 오염측정장치 외부에 배치되는 유리부재의 반사되는 광량이나 투과되는 광량을 감지하고, 감지된 광량을 기초로, 오염도를 측정할 수 있는 오염측정장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 케이스와, 상기 케이스 내부에 배치되는 구동부와, 상기 구동부에 의해서, 일부가 케이스 외부로 출입할 수 있는 유리부재와, 상기 케이스 내부에 위치하며, 상기 유리부재의 오염도를 측정하는 감지부를 포함하는 오염측정장치를 제공한다.
상기 케이스는, 상기 유리부재의 일부가 상기 케이스 외부로 출입할 수 있는 개구와 상기 개구를 통해 유입되는 오염물질의 유입을 막는 차단부재를 포함할 수 있다.
오염측정장치는 상기 구동부와 상기 유리부재 사이에 배치되고, 상기 유리부재가 탈부착 가능한 글래스 홀더를 더 포함할 수 있다.
상기 유리부재의 표면은, 반사막으로 도포되고, 상기 감지부는, 상기 유리부재 표면으로 빛을 방출하는 광원과 상기 유리부재 표면에서 반사되는 빛을 수광하는 광센서를 포함할 수 있다.
상기 유리부재는 투명체이고, 상기 감지부는, 상기 유리부재로 빛을 방출하는 광원과 상기 유리부재를 투과하는 빛을 수광하는 광센서를 포함할 수 있다.
상기 유리부재의 일부는, 상기 감지부에 의해서 상기 유리부재의 오염도를 측정하기 위하여, 기 설정된 시간에 구동부에 의해서 상기 케이스 내부로 인입될 수 있다.
오염측정장치는 케이스 외부로 노출되지 않는 상기 유리부재의 일 부분의 청정도를 측정하는 표준 감지부를 더 포함할 수 있다.
오염측정장치는 상기 감지부에서 출력되는 측정값을 처리하고, 상기 구동부를 조절하여 기 설정된 시간에 상기 유리부재를 케이스 내부로 인입하도록 구동부를 제어하는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 감지부의 광원에서 출력된 빛이 유리부재에 반사되거나 투과되어 광센서에 도달하는 빛의 양을 바탕으로 태양전지패널의 오염도를 측정하여 태양전지패널 청소시기를 알릴 수 있다.
또한, 본 발명은 감지부를 케이스 내부에 위치시키고, 오염도의 측정시 오염측정장치 내부로 유리부재를 위치시켜, 외부 환경의 영향을 줄여 오염도 측정의 정확도를 향상시킨다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치가 태양전지 패널에 부착된 것을 도시한 사시도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치를 도시한 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치의 단면도이다.
도 4 및 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치의 구동부에 리니어모터를 적용한 것을 도시한 단면도이다.
도 6 내지 8은, 유리부재에 반사막이 도포되는 패턴을 도시한 도면이다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염측정장치의 단면도이다.
도 10 및 도 11는, 도 9의 오염측정장치의 구동부에 리니어 모터를 적용한 것을 도시한 단면도이다.
도 12은, 도 9의 오염측정장치에서 추가 광센서를 부착한 것을 도시한 단면도이다.
도 13은, 도 11의 오염측정장치에서 추가 광센서를 부착한 것을 도시한 단면도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 "제 1," "제 2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치의 구성을 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치가 태양전지 패널에 부착된 것을 도시한 사시도이고, 도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치를 도시한 사시도이고,도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 태양전지 패널(10)에 오염측정장치(1)가 배치되어 있다.
태양전지 패널(10)의 오염도를 측정하기 위해, 오염측정장치(1)는 태양전지 패널(10)의 표면에 태양전지(20)가 위치하지 않은 영역에 배치된다.
도 2를 참조하면, 오염측정장치(1)는 케이스(110), 유리부재(120) 및 접착부(190)를 포함한다. 유리부재(120)는 평소에는 케이스(110) 외부에 배치되어 있다. 유리부재(120)가 케이스(110) 외부에 있는 동안, 유리부재(120)에 오염물질이 쌓이게 된다. 기 설정된 시간에 유리부재(120)는 오염도 측정을 위해 케이스(110) 내부로 이동한다.
오염측정장치(1)는 접착부(190)를 통하여, 태양전지 패널에 부착된다. 접착부(190)는 자석, 벨크로(Velcro) 또는 흡착고무(suction cup) 등으로 이루어질 수 있으며, 접착부(190)의 구성은 이에 한정되지 않고, 오염측정장치(1)와 태양전지패널 간 고정할 수 있는 부재면 가능하다.
도 3을 참조하면, 오염측정장치(1)는 케이스(110), 유리부재(120), 구동부(130), 글래스홀더(140) 및 감지부(150)를 포함한다.
케이스(110)는 구동부(130), 감지부(150)등을 내부에 보관한다. 케이스(110) 는 내부에 감지부(150)를 실장하고 있으므로, 오염도를 측정시, 감지부(150)는 습기나 공기에 노출되어 빛이 산란하는 등의 외부환경에 의한 영향을 제거하여 측정 값의 신뢰도를 높일 수 있다.
유리부재(120)는 글래스홀더(140)에 의해서, 구동부(130)와 결합할 수 있습니다. 구동부(130)는 회전을 할 수 있는 모터일 수 있다.
유리부재(120)가 케이스(110) 내부와 외부를 이동할 수 있도록, 케이스(110)는 유리부재(120)의 이동경로에 개구(180)를 포함한다. 개구(180)를 통하여 케이스(110) 내부로 오염물질의 유입을 막기 위하여, 차단부재(185)는 개구(180) 주위에 위치할 수 있다. 차단부재(185)는 외부로 노출되어 오염물질이 쌓이는 유리부재(120)에는 접촉하지 않도록 배치된다.
구동부(130)는 유리부재(120)를 180도 회전하여 유리부재(120)의 노출부를 케이스(110) 내부로 배치시킬 수 있다. 감지부(150)가 유리부재(120)의 노출부의 오염도를 측정한 후, 구동부(130)는 역방향으로 180도 회전하여 유리부재(120)를 케이스(110) 외부로 배치시킬 수 있다. 또는, 구동부(130)는 추가적으로 정방향으로 180도 더 회전하여 유리부재(120)를 케이스(110) 외부로 배치시킬 수 있다. 따라서, 구동부(130)의 모터는 정회전, 역회전 가능한 모터일 수 있다.
글래스홀더(140)는 유리부재(120)를 클램핑하여 결합할 수 있으며, 끼움결합으로 결합할 수 있다. 또한, 벨크로나 기타 탈부착 가능한 부재를 이용하여, 유리부재(120)는 글래스홀더(140)에 고정될 수 있다.
유리부재(120)의 표면에는 빛을 반사할 수 있는 반사막이 도포될 수 있다.
글래스홀더(140)를 통하여 유리부재(120)가 오염되면, 유리부재(120)는 교체될 수 있다.
감지부(150)는 광원(151)과 광센서(152)를 포함한다. 광원(151)에서는 빛을 방출하고, 방출된 빛은 케이스(110) 내부에 배치된 유리부재(120)에서 반사된다. 반사된 빛을 광센서(152)가 감지할 수 있다.
표준감지부(160)는 표준광원(161)과 표준광센서(162)를 포함한다. 측정방법은 상술한 감지부(150)와 동일하다.
광원(151)과 표준광원(161)은 동일한 발광소자를 이용한다. 광원(151)과 표준광원(161)의 발광소자는 LED광원, 레이저 광원등을 이용할 수 있다. 발광소자의 종류는 빛을 방출할 수 있는 광원이면 상기 광원에 한정되지 않고 이용할 수 있다.
광센서(152)와 표준광센서(162)도 동일한 수광소자를 이용한다. 광센서(152)와 표준광센서(162)는 광다이오드(photodiode), 솔라셀(solar cell), 이미지 센서, 광다이오드 어레이(photodiode array), 황화카드뮬(CdS)소자 등을 이용할 수 있다. 수광소자의 종류는 상기 센서의 종류에 한정되지 않고, 빛을 감지할 수 있는 소자이면 이용할 수 있다. 또한, 감지부(150)는 광원(151)과 광센서(152)가 일체형인 포토인터럽터나 포토커플러를 사용할 수 있다.
광센서(152)와 표준광센서(162)는 반사된 빛을 감지하기 위해, 유리부재(120)에서 반사된 빛의 이동 경로에 위치한다.
케이스(110)의 하부에 별도의 수납공간(170)이 있을 수 있고, 수납공간(170)은 내부에 송수신부(미도시), 전원부(미도시), 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치의 구동부에 리니어모터를 적용한 것을 도시한 단면도이다.
도 4와 도 5를 참조하면, 구동부(130)는 도 3과는 상이하게 직선왕복운동을 하는 구동부(130)를 적용한다. 구동부(130)는 리니어 모터, 컨베이어 벨트, 피니언 기어 등을 이용하여 직선왕복운동이 가능한 장치를 이용할 수 있다.
감지부(150)의 위치는 외부로 노출된 유리부재가 내부로 들어와서 배치되는 위치에서 케이스에 부착되어 배치될 수 있다. 도 4는 유리부재(120)가 케이스(110) 외부로 노출되어 있는 것을 표현하고, 도 5는 유리부재(120)가 오염도 측정을 위하여 케이스(110) 내부에 위치하는 것을 나타낸다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치의 동작을 설명한다.
도 1과 같이, 오염측정장치(1)는 태양전지 패널(10)에 배치된다. 이때, 태양전지 패널(10)에서 태양전지(20)가 배치되지 않은 영역에서 오염측정장치는 결합된다. 이는, 태양전지(20)를 오염측정장치(1)가 가리게 되면, 태양전지 패널(10)의 효율이 저하되기 때문이다.
태양전지 패널(10)과 오염측정장치(1)는 케이스(110)하부의 접착부(190)를 통하여 부착된다. 접착부(190)는 자석이나 벨크로로 구성되어 있으므로, 태양전지 패널(10)에서 탈부착 가능하다.
유리부재(120)는 케이스(110)외부로 돌출되어 있고, 태양전지 패널(10)에 오염물질이 쌓이는 동안, 유리부재(120)에도 오염물질이 쌓이게 된다. 기 설정된 시간동안 유리부재(120)는 케이스(110)외부에 배치되어 있다. 기 설정된 시간이 되면, 구동부(130)는 유리부재(120)를 케이스(110) 내부로 이동시킨다. 회전형 모터를 이용한 경우, 구동부(130)는 180도 회전을 하여 유리부재(120)의 노출부를 케이스(110)내부로 이동시키고, 직선왕복운동이 가능한 구동부(130)는 돌출된 유리부재(120)의 길이 이상 케이스 내부로 이동시킨다.
케이스 내부로 이동한 유리부재(120)는 감지부(150) 아래의 측정위치에 배치된다. 감지부(150)의 광원(151)에서 방출된 빛은 반사막이 도포된 유리부재(120)에서 반사되고, 반사된 빛은 광센서(152)로 진행하게된다. 광센서(152)는 빛을 감지하여, 측정값을 출력한다. 광센서(152)의 측정값은 변화된 광센서(152)의 저항값이나, 전류값을 출력한다. 광센서(152)에 전달되는 빛의 양이 적어지면, 광센서(152)의 저항은 커지고, 흐르는 전류는 작아진다. 따라서, 프로세서는 기준 저항값보다 측정된 저항값이 크거나, 기준 전류값보다 측정된 저항값이 낮으면, 광센서(152)에 도달한 빛의 양이 적은 것으로 판단한다. 반사된 빛의 양이 적으면, 유리부재(120)에 오염물질이 쌓여 있는 것이므로, 프로세서는 오염도가 높다고 판단한다.
기준 저항값이나 기준 전류값은 오염되지 않은 유리부재(120)에서 반사된 빛을 감지한 것을 기초로 산출된다. 최초 유리부재(120)를 글래스홀더(140)에 부착한 후, 프로세서는 측정된 전류값이나 저항값을 미리 저장해둘 수 있다. 기 저장된 전류값이나 저항값을 기준값으로 하여, 프로세서는 측정된 전류값 또는 저항값과 비교하여 오염도를 판단한고, 청소시기를 판단한다.
광센서(152)의 측정상황에 따른 오차가 발생할 수 있으므로, 오염측정장치(1)는 표준감지부(160)를 추가로 구비하여, 프로세서는 표준감지부(160)에서 출력되는 저항값이나 전류값을 기준값으로 하여 오염도를 판단할 수도 있다.
이 경우, 표준감지부(160)의 기준 광원(161)은 유리부재(120)중 항상 케이스 외부로 노출되지 않는 부분으로 빛을 방출한다. 기준 광센서(162)는 노출되지 않는 유리부재 부분으로부터 반사되는 빛을 감지한다. 프로세서는 감지된 빛을 기초로, 출력되는 저항값이나 전류값을 기준값으로 정할 수 있다.
유리부재(120)중 노출되는 부분에서 감지부(150)가 측정이 끝나면, 구동부(130)는 역회전을 하여 유리부재(120)를 케이스(110)외부로 이동시키고, 유리부재(120)를 케이스(110)외부로 노출시킨다. 이후, 상기 과정을 계속 반복한다.
구동부(130)는 역회전 하는 것으로 기재하였지만, 구동부(130)는 원래의 회전방향으로 180도 더 회전하여 유리부재(120)를 케이스(110) 외부로 위치시킬 수 있다.
프로세서는 유리부재(120)의 노출부위가 오염되었다고 판단되면, 송수신부를 통하여, 사용자에게 청소시기가 되었음을 알릴 수 있다. 송수신부는 사용자의 단말기나, 컴퓨터 등으로, 청소시기나, 현재의 오염도 등의 정보를 송신할 수 있다.
이하에서, 도 6 내지 8을 바탕으로 본 발명의 유리부재의 표면에 대하여 설명한다.
도 6 내지 8은, 유리부재에 반사막이 도포되는 패턴을 도시한 도면이다.
도 6 내지 8을 참조하여, 유리부재의 반사막 도포 패턴을 살펴본다.
도 6는 반사부(121)와 투과부(122)가 번갈아 가면서 배치되어 있다. 도 7는 격자무늬 형태로 반사부(121)와 투과부(122)가 배치되어 있다. 도 8은 동심원 형태로 반사부(121)와 투과부(122)가 배치되어 있다.
도 4내지 6에서 반사부(121)는 반사막이 도포된 영역이고, 투과부(122)는 반사막이 도포되지 않은 영역을 나타낸다.
상술한 반사부(121)와 투과부(122)를 나타내는 유리부재의 패턴들은, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
유리부재(120)은 반사부(121)와 투과부(122)로 구성되어 있다. 최초의 유리부재(120)는 100%에 근접하는 투과율을 가지는 투과부(122)로만 구성된 상태이다. 이후, 유리부재(120)에 반사막을 증착시켜 반사부(121)를 형성한다. 반사막은 반사율이 100%에 근접하도록 코팅된다. 따라서, 유리부재(120)의 반사막이 증착된 반사부(121)는 100%에 근접한 반사율을 가지고, 반사막이 증착되지 않은 투과부(122)는 100%에 근접한 투과율을 가진다.
유리부재(120) 전체에 반사막을 도포한 유리부재(120)는 도 3의 오염측정장치(1)에 사용될 수 있고, 유리부재(120)는 도 6 내지 도 8의 패턴을 가지도록 반사막으로 도포하여 오염측정장치(1)에 사용될 수도 있다.
유리부재(120)를 도 6 내지 도 8과 같은 패턴을 가지는 것으로 활용하는 경우, 미세먼지와 같은 작은 입자에 의해 오염되는 경우에도 정밀하게 측정할 수 있는 장점을 가질 수 있다. 즉, 유리부재(120)중 반사막의 패턴의 두께는 나노 또는 마이크로 크기로 제작될 수 있다. 반사막이 도포된 유리부재(120) 부분에 미세 입자가 쌓이는 경우, 전체가 반사막으로 도포된 유리부재(120)를 이용하여 측정하는 경우보다 반사되는 빛의 양과 기준값 간 차이의 비율이 더 크게 측정된다. 따라서, 오염측정장치(1)의 정확도가 높아질 수 있다.
도 9는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염측정장치의 단면도이다.
도 9을 참조하면, 오염측정장치(1)의 구성은 감지부(250) 표준감지부(260)를 제외하고 도 3의 구성과 동일하다.
감지부(250)의 광원(251)과 광센서(252)는 서로 마주보게 배치된다. 유리부재(120)의 오염도 측정시, 광원(251)과 광센서(252)사이에 유리부재(120)가 배치된다.
표준감지부(260)도 감지부(250)와 마찬가지로, 표준광원(261)과 표준광센서(262)사이에 유리부재(120)를 배치한다.
구동부(130)가 회전을 하여, 유리부재(120)의 노출된 부위가 측정위치로 이동하면, 감지부(250)의 광원(251)은 빛을 방출한다. 방출된 빛은 유리부재(120)를 투과하여, 광센서(252)에서 감지된다. 표준감지부(260)도 표준광원(261)과 표준광센서(262)가 동일한 방식으로 빛을 감지한다.
표준감지부(260)는 유리부재(120)중 외부로 노출되지 않는 부분의 투과도를 측정하여 기준값으로 정한다. 상술한 바와 같이, 최초의 유리부재(120)의 투과도를 측정하여 기준값으로 정하는 경우, 표준감지부(26)를 이용하지 않고 오염도를 측정할 수 도 있다.
도 10 및 도 11은, 도 9의 오염측정장치의 구동부에 리니어 모터를 적용한 것을 도시한 단면도이다.
도 10과 도 11을 참조하면, 구동부(130)는 도 9와 상이하게 직선왕복운동을 하는 구동부(130)를 적용한다. 구동부(130)는 도 4에서 상술한 바와 같이 리니어 모터, 컨베이어 벨트, 피니언 기어 등을 이용하여 직선왕복운동 가능한 장치를 이용할 수 있다.
감지부(250)의 위치는 외부로 노출된 유리부재가 내부로 들어와서 배치되는 위치에서 케이스에 부착되어 배치될 수 있다. 도 10은 유리부재(120)가 케이스(110) 외부로 노출되어 있는 것을 표현하고, 도 11은 유리부재(120)가 오염도 측정을 위하여 케이스(110) 내부에 위치하는 것을 나타낸다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염측정장치의 동작을 설명한다.
상술한 도 1과 같이, 오염측정장치(1)는 태양전지 패널(10)에 배치된다. 이때, 태양전지 패널(10)에서 태양전지(20)가 배치되지 않은 영역에서 오염측정장치(1)는 결합된다.
태양전지 패널(10)과 오염측정장치(1)는 케이스(110)하부의 접착부(190)를 통하여 부착된다.
상술한 바와 같이, 기 설정된 시간동안 유리부재(120)는 케이스(110)외부에 배치되어 있다. 기 설정된 시간이 되면, 구동부(130)는 유리부재(120)를 케이스(110) 내부로 이동시킨다.
케이스 내부로 이동한 유리부재(120)는 감지부(150)의 광원(151)과 광센서(152) 사이의 측정위치에 배치된다. 감지부(150)의 광원(151)에서 방출된 빛은 유리부재(120)를 투과하고, 투과한 빛은 광센서(152)로 진행하게된다. 광센서(152)는 빛을 감지하여, 측정값을 출력한다. 상술한 바와 같이, 광센서(152)의 측정값은 변화된 광센서(152)의 저항값이나, 전류값을 출력한다. 프로세서는 기준 저항값보다 측정된 저항값이 크거나, 기준 전류값보다 측정된 저항값이 낮으면, 광센서(152)에 도달한 빛의 양이 적은 것으로 판단한다. 투과한 빛의 양이 적으면, 유리부재(120)에 오염물질이 쌓여 있는 것이므로, 프로세서는 오염도가 높다고 판단한다.
최초 유리부재(120)를 글래스홀더(140)에 부착한 후, 프로세서는 측정된 전류값이나 저항값을 미리 저장해둘 수 있다. 기 저장된 전류값이나 저항값을 기준값으로 하여, 프로세서는 측정된 전류값 또는 저항값과 비교하여 오염도를 판단하고, 청소시기를 판단할 수 있다.
도 10 및 도 11과 같은 경우에는 추가적으로 기준 감지부를 배치하지 않고도 기준값을 측정할 수 있다.
유리부재(120)의 외부 노출가능한 부분이 외부에 배치되어 있는 동안, 유리부재(120)의 미 노출부위에서 감지부(150)를 통하여 출력되는 저항값이나 전류값을 기준값으로 할여 오염도를 판단할 수 있다.
이 경우, 감지부(150)의 광원(151)은 유리부재(120)중 항상 케이스 외부로 노출되지 않는 부분으로 빛을 방출한다. 광센서(152)는 노출되지 않는 유리부재를 투과하는 빛을 감지한다. 감지된 빛을 기초로, 출력되는 저항값이나 전류값을 기준값으로 결정할 수 있다.
유리부재(120)의 노출부분이 케이스(110)내부로 이동하여, 감지부(150)에서 오염도의 측정이 끝나면, 구동부(130)는 역회전을 하여 유리부재(120)를 케이스(110)외부로 이동시켜 유리부재(120)를 케이스(110)외부로 노출시킨다. 이후, 상기 과정을 계속 반복한다.
프로세서는 유리부재(120)의 노출부위가 오염되었다고 판단되면, 송수신부를 통하여, 사용자에게 청소시기가 되었음을 알릴 수 있다. 송수신부는 사용자의 단말기나, 컴퓨터 등으로, 청소시기나, 현재의 오염도 등의 정보를 송신할 수 있다.
도 12는, 도 9의 오염측정장치에서 추가 광센서를 부착한 것을 도시한 단면도이고, 도 13은, 도 10의 오염측정장치에서 추가 광센서를 부착한 것을 도시한 단면도이다.
도 12를 참조하면, 감지부(150)의 하부에 투과된 빛을 감지할 수 있는 추가 광센서(153)가 위치한다. 유리부재(120)에 반사막을 전체 도포한 것 아니라, 도 6 내지 도 8의 패턴으로 도포한 경우에는 반사되는 빛과 투과되는 빛 모두 존재한다. 유리부재(120)에 반사되는 빛의 양과 투과되는 빛의 양을 각각 광센서(152)와 추가 광센서(153)를 통하여 감지하여, 측정값을 2개를 활용할 수 있다. 이를 통하여, 오염도의 판단의 정확도를 높일 수 있다.
표준감지부(160)의 하부에도 추가 표준광센서(163)가 위치하고, 표준광센서(162)와 추가 표준광센서(163) 각각은 동일한 방법으로 유리부재(120)에 반사된 빛의 양과 투과된 빛의 양을 측정할 수 있다.
도 13을 참조하면, 직선 왕복운동하는 구동부를 가지는 경우에도, 상술한 바와 같이, 추가 광센서(153)가 배치될 수 있다.
추가 광센서를 구비한 오염측정장치(1)는 아래와 같은 방법으로 오염도를 측정한다.
상술한 바와 같이 기 설정된 시간에 유리부재(120)가 케이스(110)내부로 위치하고, 광원(151)에서 방출된 빛은 유리부재(120)의 반사막이 존재하는 부분에 반사되고, 반사막이 도포되지 않은 부분을 투과한다. 반사된 빛은 광센서(152)에서 감지되고, 투과된 빛은 추가 광센서(153)에서 감지된다.
최초 유리부재(120)를 글래스홀더(140)에 부착한 후, 프로세서는 측정된 전류값이나 저항값을 미리 저장하여 기준값으로 사용할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 도 12의 경우에는 미노출되는 유리부재(120)의 오염도를 감지부(150)가 측정하여 기준값으로 사용할 수 있고, 도 13의 경우에는 표준감지부(160)가 미노출되는 유리부재(120)의 오염도를 측정하여 기준값으로 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 프로세서는 기준값을 미리 설정하고, 이후에 광센서에서 감지되는 빛을 바탕으로 산출되는 출력값을 비교하여 오염도를 판단할 수도 있다. 또한, 노출되지 않는 유리부재 부분에서의 반사 또는 투과되는 빛의 양을 이용하여, 기준값을 구할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 오염측정장치는, 감지부와 기준 감지부를 케이스 내부에 배치하여, 측정시 외부 습도나 먼지등에 의한 빛의 산란을 최소화시킬 수 있다. 따라서, 감지된 출력값의 신뢰도를 높일 수 있다. 또한, 반사된 빛과 투과된 빛을 동시에 측정하여 이용하는 경우에는 측정 샘플이 증가하므로, 오염도 판단의 신뢰도가 높아지고, 또한, 프로세서는 적절한 청소시기를 알려줄 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
1 : 오염측정장치 110 : 케이스
120 : 유리부재 130 : 구동부
140 : 글래스홀더 150 : 감지부
160 : 표준감지부 170 : 수납공간
180 : 개구 190 : 접착부

Claims (8)

  1. 케이스;
    상기 케이스 내부에 배치되는 구동부;
    상기 구동부에 의해서, 일부가 케이스 외부로 출입할 수 있는 유리부재;
    상기 케이스 내부에 위치하며, 상기 유리부재의 오염도를 측정할 수 있는 감지부; 및
    상기 케이스 외부로 노출되지 않는 상기 유리부재의 일 부분의 청정도를 측정하는 표준감지부;를 포함하는 오염측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는, 상기 유리부재의 일부가 상기 케이스 외부로 출입할 수 있는 개구; 및
    상기 개구를 통해 유입되는 오염물질의 유입을 막는 차단부재를 포함하는, 오염측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동부와 상기 유리부재 사이에 배치되고, 상기 유리부재가 탈부착 가능한 글래스 홀더;를 더 포함하는 오염측정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유리부재의 표면은, 반사막으로 도포되고,
    상기 감지부는, 상기 유리부재의 표면으로 빛을 방출하는 광원과 상기 유리부재의 표면에서 반사되는 빛을 수광하는 광센서를 가지는, 오염측정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유리부재는 투명체이고,
    상기 감지부는, 상기 유리부재로 빛을 방출하는 광원과 상기 유리부재를 투과하는 빛을 수광하는 광센서를 포함하는, 오염측정장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리부재의 일부는,
    상기 감지부에 의해서 상기 유리부재의 오염도를 측정하기 위하여, 기 설정된 시간에 구동부에 의해서 상기 케이스 내부로 인입되는, 오염측정장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유리부재는 반사부와 투과부로 이루어진 패턴이 형성되며,
    상기 감지부는 상기 유리부재를 향해 빛을 방출하는 광원과, 상기 반사부에 반사되는 빛을 수광하는 광센서와, 상기 투과부를 투과하는 빛을 수광하는 추가 광센서를 포함하는, 오염측정장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 감지부에서 출력되는 측정값을 처리하고, 상기 구동부를 조절하여 기 설정된 시간에 상기 유리부재를 케이스 내부로 인입하도록 구동부를 제어하는 프로세서;를 더 포함하는, 오염측정장치.
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