KR101962013B1 - 초미세먼지 측정 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 여과되는 초미세먼지의 농도를 기반으로 여과 필터 및 공기질 센서의 교체시기를 판단하는 초미세먼지 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 공기 중의 미세먼지 및 초미세먼지 뿐만 아니라 유해 가스 등의 대상 물질을 센싱하여 결과 정보를 제공함으로써, 공기 청정기, 공기질 모니터링 시스템(PEMS), 초미세먼지 모듈 등에 적용할 수 있다.
Description
본 발명은 초미세먼지 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 여과되는 초미세먼지의 농도를 기반으로 여과 필터 및 공기질 센서의 교체시기를 판단하는 기술에 관한 것이다.
공기 중에 존재하는 초미세먼지(PM2.5)는 미세먼지(PM10)보다 입자가 작아 인체에 유해하다. 이는 폐를 통해 혈액까지 유입되며, 초미세먼지에 장시간 노출되는 경우 폐질환 및 심혈관 질환으로 사망에 이를 수 있다.
일반적으로 이러한 인체에 유해한 미세먼지 또는 초미세먼지를 측정하기 위해 센서를 사용한다.
미세먼지를 감지하기 위한 미세먼지 센서의 원리는 광 센서(IR LED) 또는 레이저 광원을 사용하여 빛을 조사하고, 유입되는 미세먼지에 의해 산란된 광원을 수광부(포토다이오드)를 통해 신호로 출력하여 신호의 크기에 따른 미세먼지의 농도를 판단한다.
다만, 종래 미세먼지 센서의 경우, 공기 유입구가 넓기 때문에 미세먼지 뿐만 아니라 입자가 큰 대상 물질(먼지 등)까지 포함되어 유입된다는 한계가 존재하였으며, 미세먼지 센서는 입자가 큰 대상 물질이 유입되면, 입자의 크기를 분류하지 못하고 오류 정보를 센싱 및 전달한다는 문제점이 존재하였다.
또한, 종래 미세먼지 센서는 넓은 공기 유입구로 인해 미세먼지(PM10)는 물론 이보다 입자가 큰 대상 물질들이 함께 유입되어 초미세먼지(PM2.5) 보다 작은 입자의 농도만 측정하고자 할 경우에는 어려움이 따랐다.
일반적으로, 미세먼지 또는 초미세먼지를 센싱하기 위한 센서는 주로 공기정화기(또는 공기청정기)에 적용된다. 공기정화기는 먼지 및 세균 등에 의해 오염된 실내의 공기를 집진, 살균 및 탈취 작용 등을 통하여 정화하는 장치로서, 오염된 실내의 공기를 정화하기 위해 다수의 필터를 구비한다.
공기정화기의 효율을 높이고 수명을 연장시키기 위해서는 주기적인 필터 관리 및 교체가 필요하다. 종래 공기정화기는 운전시간, 차압, 팬의 회전 수 및 광량 변화 중 어느 하나에 의존하여 필터의 교체시기를 결정하였다.
보다 구체적으로, 운전시간을 카운트하는 기술은 공기정화기의 운전시간을 카운트하여 누적 운전시간(예를 들어, 6개월, 1년 또는 3년 등)이 미리 설정된 시간에 도달하면 필터의 교체시기를 표시하여 사용자로 하여금 필터를 교체하도록 한다. 이와 같이, 종래 공기정화기는 공기정화기를 설치한 환경에 따라 필터의 교체시기가 달라짐에도 불구하고 운전시간에 의존하여 필터를 교체하므로, 필터를 적기에 교체하기 어려운 한계가 존재하였다.
또한, 종래의 운전시간을 카운트하는 공기정화기 기술은 주로 보급형 및 구형 제품에 적용되며, 부정확한 교체시기의 알람과 필터 교체 시 초기화(Reset) 과정이 필요하다는 한계가 존재하였다.
본 발명의 목적은 여과 필터로부터 여과되는 초미세먼지(PM2.5)의 농도를 센싱하여 공기질 센서 및 여과 필터의 교체시기를 판단할 수 있는 초미세먼지 측정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 목적은 여과 필터의 재생을 어시스트(assist)하는 에어 펌프를 이용하여 여과 필터의 수명을 증가시킬 수 있는 초미세먼지 측정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 목적은 공기 중의 미세먼지 및 초미세먼지 뿐만 아니라 유해 가스 등의 대상 물질을 센싱하여 결과 정보를 제공함으로써, 공기 청정기, 공기질 모니터링 시스템(PEMS), 초미세먼지 모듈 등에 적용할 수 있는 초미세먼지 측정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 유입되는 대상 물질을 여과하는 여과 필터, 상기 여과되는 대상 물질 내 초미세먼지를 센싱하여 초미세먼지의 농도를 측정하는 공기질 센서, 및 상기 측정된 초미세먼지의 농도를 기반으로 상기 여과 필터 및 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단하는 제어부를 포함한다.
상기 여과 필터는 에어 벤트(Air vent) 부근에 위치하여 유입되는 상기 대상 물질 내 미세먼지(PM10)를 필터링(filtering)하여 초미세먼지(PM2.5)를 투과시킬 수 있다.
상기 공기질 센서는 상기 여과 필터를 통과하는 상기 초미세먼지의 농도, 및 기설정된 일정 시간 동안의 센싱되는 초미세먼지의 누적량을 측정할 수 있다.
상기 제어부는 미세먼지(PM10)의 누적량 및 상기 측정되는 초미세먼지의 누적량의 비율을 이용하여 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단할 수 있다.
상기 미세먼지의 누적량은 기설정된 일정 시간 동안 센싱되는 상기 대상 물질 내 미세먼지로부터 측정될 수 있다.
상기 제어부는 상기 누적량의 비율 값과 기설정된 임계값(Threshold)을 비교하여 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단하고, 상기 판단 결과에 따른 교체시기를 알리는 알람 정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 상기 여과 필터 및 상기 공기질 센서 사이에 위치하여 상기 여과 필터의 재생을 어시스트(assist)하는 에어 펌프(Air pump)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 측정된 초미세먼지의 농도와 기설정된 임계값(Threshold)을 비교하여 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 에어 펌프를 활성화하여 상기 여과 필터에 흡착된 상기 대상 물질을 제거하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는 기설정된 일정 시간 동안의 상기 임계값 초과의 빈도 수에 기초하여 상기 여과 필터의 교체시기를 판단하고, 상기 판단 결과에 따른 교체시기를 알리는 알람 정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 동작 방법에 있어서, 에어 벤트(Air vent) 부근에 위치하는 여과 필터를 이용하여 유입되는 대상 물질을 여과하는 단계, 공기질 센서를 이용하여 상기 여과되는 대상 물질 내 초미세먼지를 센싱하며, 초미세먼지의 농도를 측정하는 단계 및 상기 측정된 초미세먼지의 농도를 기반으로 상기 여과 필터 및 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 대상 물질을 여과하는 단계는 상기 여과 필터를 이용하여 상기 대상 물질 내 미세먼지(PM10)를 필터링(filtering)하여 초미세먼지(PM2.5)를 투과시킬 수 있다.
상기 초미세먼지의 농도를 측정하는 단계는 상기 여과 필터를 통과하는 상기 초미세먼지의 농도, 및 기설정된 일정 시간 동안의 센싱되는 초미세먼지의 누적량을 측정할 수 있다.
상기 교체시기를 판단하는 단계는 미세먼지(PM10)의 누적량 및 상기 측정되는 초미세먼지의 누적량의 비율을 이용하여 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단할 수 있다.
상기 교체시기를 판단하는 단계는 상기 여과 필터 및 상기 공기질 센서 사이에 위치하는 에어 펌프(Air pump)를 이용하여 상기 여과 필터의 재생을 어시스트(assist)하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 교체시기를 판단하는 단계는 상기 측정된 초미세먼지의 농도와 기설정된 임계값(Threshold)을 비교하여 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 에어 펌프를 활성화하여 상기 여과 필터에 흡착된 상기 대상 물질을 제거하도록 제어할 수 있다.
상기 교체시기를 판단하는 단계는 기설정된 일정 시간 동안의 상기 임계값 초과의 빈도 수에 기초하여 상기 여과 필터의 교체시기를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 동작 방법은 교체시기를 알리는 알람 정보를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 여과 필터로부터 여과되는 초미세먼지(PM2.5)의 농도를 센싱하여 공기질 센서 및 여과 필터의 교체시기를 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 여과 필터의 재생을 어시스트하는 에어 펌프를 이용하여 여과 필터의 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 공기 중의 미세먼지 및 초미세먼지 뿐만 아니라 유해 가스 등의 대상 물질을 센싱하여 결과 정보를 제공함으로써, 공기 청정기, 공기질 모니터링 시스템(PEMS), 초미세먼지 모듈 등에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 구성을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 구조 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 알고리즘 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치를 이용한 필터의 성능 결과 그래프를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 구조 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 알고리즘 예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치를 이용한 필터의 성능 결과 그래프를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 세부구성을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 구조 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 알고리즘 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치를 이용한 필터의 성능 결과 그래프를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 구조 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 알고리즘 예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치를 이용한 필터의 성능 결과 그래프를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 세부구성을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 시청자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 구성을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 대상 물질 내 초미세먼지의 농도를 측정하여 여과 필터 및 공기질 센서의 교체시기를 판단한다.
이에 따른 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)는 여과 필터(110), 공기질 센서(120) 및 제어부(130)를 포함한다.
여과 필터(110)는 유입되는 대상 물질을 여과한다. 상기 대상 물질은 미세먼지와 같은 공기 중의 유해물질, 유해가스 및 악취 또는 중금속을 일컫을 수 있으며, 미세먼지(PM10) 및 초미세먼지(PM2.5) 등의 입자가 작은 극 미세먼지일 수 있다. 다만, 유해물질 또는 유해가스 및 악취 또는 중금속의 종류는 한정하지 않는다.
예를 들면, 여과 필터(110)는 에어 벤트(Air vent) 부근에 위치하여 유입되는 대상 물질 내 미세먼지(PM10)를 필터링(filtering)하여 초미세먼지(PM2.5)를 투과시킬 수 있다.
실시예에 따라서, 여과 필터(110)는 전도성 고분자, 전도성 금속, ITO(Indium Tin Oxide, 산화인듐주석), FTO(SnO2:F, 불소산화주석) 및 그래핀 멤브레인 중 적어도 어느 하나, 반도체 또는 금속 물질로 코팅된 것일 수 있으며, 일반적으로 공기 중에서 미세먼지를 포함한 유해물질을 제거하는 방식인 전기 집진식 또는 건식 및 습식의 필터일 수 있다.
다른 실시예에 따라서, 여과 필터(110)는 프리필터(PreFilter), 미듐필터(Medium Filter), HEPA(0.3마이크로미터), ULPA(0.12마이크로미터) 중 적어도 어느 하나의 필터 또는 나노 섬유(또는 일반 공기정화기에 사용되는 섬유)로 형성된 필터로 형성될 수 있다. 다만, 여과 필터(110)의 종류, 형태 및 소재는 이에 한정되는 것은 아니다.
공기질 센서(120)는 여과되는 대상 물질 내 초미세먼지를 센싱하여 초미세먼지의 농도를 측정한다.
공기질 센서(120)는 여과 필터(110)를 통과하는 초미세먼지의 농도, 기설정된 일정 시간 동안의 센싱되는 초미세먼지의 누적량을 측정할 수 있다.
예를 들면, 공기질 센서(120)는 투과되는 초미세먼지에 광 센서(IR LED) 또는 레이저 광원을 사용하여 빛을 조사하고, 초미세먼지에 의해 산란된 광을 수광부(포토다이오드)를 통해 센싱하여 신호를 출력하며, 신호의 크기를 이용하여 초미세먼지의 농도를 측정할 수 있다.
또한, 공기질 센서(120)는 기설정되는 일정 시간 동안의 초미세먼지의 농도를 센싱하여 초미세먼지의 누적량을 측정할 수 있다. 여기서, 상기 시간은 초, 분 및 시 단위일 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따라 다양하게 적용 가능하므로 시간은 한정되지 않는다.
제어부(130)는 측정된 초미세먼지의 농도를 기반으로 여과 필터(110) 및 공기질 센서(120)의 교체시기를 판단한다.
제어부(130)는 미세먼지(PM10)의 누적량 및 측정되는 초미세먼지의 누적량의 비율을 이용하여 공기질 센서(120)의 교체시기를 판단할 수 있다.
예를 들면, 제어부(130)는 누적량의 비율 값과 기설정된 임계값(Threshold)을 비교하여 공기질 센서(120)의 교체시기를 판단하고, 판단 결과에 따른 교체시기를 알리는 알림 정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 미세먼지(PM10)의 누적량은 기설정된 일정 시간 동안 센싱되는 대상 물질 내 미세먼지로부터 측정될 수 있다. 이는 기존의 공기 중의 환경에서 임의의 센서(먼지를 측정하는 센서이면 종류는 한정하지 않는다)를 통해 측정된 값일 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)의 여과 필터(110)를 투과하지 않은 상태에서 공기질 센서(120)에 의해 측정된 값일 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)는 초미세먼지(PM2.5)를 투과시키는 여과 필터(110)의 사용을 일시적으로 제어(사용자의 선택 입력에 따라 수행될 수 있음)하여 공기질 센서(120)를 통해 초미세먼지(PM2.5) 및 미세먼지(PM10)의 총합을 센싱할 수 있다. 이에 따라서, 초미세먼지 측정 장치(100)는 센싱된 총합으로부터 초미세먼지 및 미세먼지의 농도 또는 누적량을 각각 추정할 수 있다.
실시예에 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)는 두 가지 알고리즘을 이용하여 초미세먼지를 측정할 수 있다. 예를 들면, 하나의 알고리즘은 초미세먼지 측정 장치(100) 내의 공기질 센서(120)를 이용하여 초미세먼지(PM2.5)를 센싱한 후, 초미세먼지 및 미세먼지의 총합과 미세먼지(PM10)를 각각 측정한다. 또 하나의 알고리즘은 초미세먼지 측정 장치(100) 내의 공기질 센서(120)를 이용하여 초미세먼지 및 미세먼지의 총합을 센싱한 후, 초미세먼지(PM2.5) 및 미세먼지를 각각 측정한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)는 미세먼지(PM10)를 필터링하는 여과 필터(110)의 온(on)/오프(off)에 따라 공기질 센서(120)를 이용한 초미세먼지의 직접 센싱 또는 초미세먼지 및 미세먼지의 총합 센싱이 가능할 수 있다.
이에 따라서, 다시 도 1을 참조하면, 제어부(130)는 임의의 센서 또는 공기질 센서(120)에 의해 측정되어 기설정된 미세먼지의 누적량을 기반으로, 공기질 센서(120)로부터 측정된 초미세먼지의 누적량을 이용하여 누적량의 비율 값을 산출할 수 있고, 산출된 누적량의 비율 값과 기설정된 임계값을 비교하여 공기질 센서의 교체시기를 판단할 수 있다.
여기서, 기설정된 임계값은 공기질 센서(120)의 수명을 단축시켜 오작동을 유발시키는 한계 값일 수 있으며, 사용자(또는 관리자)에 의해 기설정될 수 있다.
예를 들면, 제어부(130)는 산출된 누적량의 비율 값이 기설정된 임계값에 대응하거나 초과하는 경우, 공기질 센서(120)의 교체시기로 판단할 수 있다.
이에 제어부(130)는 판단 결과에 따른 공기질 센서(120)의 교체시기를 알리는 알람 정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)는 알람 정보를 출력하는 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
출력부는 사용자에게 공기질 센서(120)의 교체시기에 대한 정보를 제공할 수 있다. 출력부는 사용자가 시각, 청각 및 촉각 등 사람의 감각을 통하여 교체시기를 인지할 수 있도록 알람 정보를 출력할 수 있으며, 여과 필터(110)의 교체시기와 공기질 센서(120)의 교체시기에 따른 각기 다른 알람 정보를 출력할 수 있다.
여기서, 상기 알람 정보는 경고메시지, 알람, 음성, 불빛 및 진동 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
실시예에 따라서, 출력부는 부저 또는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 경고음을 출력하거나 경고등을 점멸할 수 있다. 또한 디스플레이부(미도시)를 통해 수치, 값, 퍼센트, 영상, 그림, 그래프, 메시지 및 음성 중 적어도 어느 하나 이상의 안내 정보를 표시함으로써, 공기질 센서(120)의 교체시기를 제공할 수 있다.
다른 실시예에 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)의 제어부(130)는 판단 결과에 따른 공기질 센서(120)의 교체시기를 알리는 알람 정보를 통신부(미도시)를 통해 사용자 단말기로 전송하도록 제어할 수 있으며, 외부의 센서 관리 서버 또는 공기정화기 업체 서버로 초미세먼지 농도의 측정 결과 및 공기질 센서(120)의 교체시기 등의 정보를 송신하도록 제어할 수도 있다.
상기 사용자 단말기는 PC(personal computer), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet), 웨어러블 컴퓨터(wearable computer) 등을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)는 에어 펌프(140)를 더 포함할 수 있다.
에어 펌프(140)는 여과 필터(110) 및 공기질 센서(120) 사이에 위치하여 여과 필터(110)의 재생을 어시스트(assist)할 수 있다.
예를 들면, 에어 펌프(140)는 여과 필터(110)에 흡착된 대상 물질을 떼어내는 것으로, 초미세먼지 측정 장치(100)의 내부에서 외부로 강한 공기를 발생시켜 여과 필터(110)의 외부(바깥쪽)에 흡착된 미세먼지, 초미세먼지 또는 유해가스 등의 대상 물질을 제거할 수 있다.
제어부(130)는 측정된 미세먼지의 농도와 기설정된 임계값(Threshold)을 비교하여 임계값을 초과하는 경우, 에어 펌프(140)를 활성화하여 여과 필터(110)에 흡착된 대상 물질을 제거하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(130)는 기설정된 일정 시간 동안의 임계값 초과의 빈도 수에 기초하여 여과 필터(110)의 교체시기를 판단하고, 판단 결과에 따른 교체시기를 알리는 알람 정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 제어부(130)는 에어 펌프(140)를 활성화하여 여과 필터(110)에 흡착된 대상 물질을 제거하도록 제어한 후부터 공기질 센서(120)로부터 측정되는 초미세먼지의 농도에 따른 임계값이 초과될 때까지의 시간을 측정할 수 있다. 이에 따라서, 제어부(130)는 일정 시간 동안에 발생되는 임계값 초과의 빈도 수에 기초하여 여과 필터(110)의 수명을 판단할 수 있다.
여기서, 기설정된 임계값은 여과 필터(110)의 수명을 단축시켜 초미세먼지를 필터링하는 정확도를 떨어뜨리는 한계값일 수 있으며, 사용자(또는 관리자)에 의해 기설정될 수 있다.
예를 들면, 제어부(130)는 일정 시간 동안의 임계값 초과의 빈도 수가 증가하는 경우, 여과 필터(110)의 교체시기로 판단할 수 있다.
이에 제어부(130)는 판단 결과에 따른 여과 필터(110)의 교체시기를 알리는 알람 정보를 출력하도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)는 알람 정보를 출력하는 출력부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
출력부는 사용자에게 여과 필터(110)의 교체시기에 대한 정보를 제공할 수 있다. 출력부는 사용자가 시각, 청각 및 촉각 등 사람의 감각을 통하여 교체시기를 인지할 수 있도록 알람 정보를 출력할 수 있으며, 공기질 센서(120)의 교체시기와 여과 필터(110)의 교체시기에 따른 각기 다른 알람 정보를 출력할 수 있다.
여기서, 상기 알람 정보는 경고메시지, 알람, 음성, 불빛 및 진동 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
실시예에 따라서, 출력부는 부저 또는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 경고음을 출력하거나 경고등을 점멸할 수 있다. 또한 디스플레이부(미도시)를 통해 수치, 값, 퍼센트, 영상, 그림, 그래프, 메시지 및 음성 중 적어도 어느 하나 이상의 안내 정보를 표시함으로써, 공기질 센서(120)의 교체시기를 제공할 수 있다.
다른 실시예에 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(100)의 제어부(130)는 판단 결과에 따른 여과 필터(110)의 교체시기를 알리는 알람 정보를 통신부(미도시)를 통해 사용자 단말기로 전송하도록 제어할 수 있으며, 외부의 필터 관리 서버 또는 공기정화기 업체 서버로 초미세먼지 농도의 측정 결과 및 여과 필터(110)의 교체시기 등의 정보를 송신하도록 제어할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 구조 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(200)는 여과 필터(210), 공기질 센서(220), 제어부(230) 및 팬(FAN, 240)을 포함할 수 있다.
이 때, 공기 중의 대상 물질은 (a)방향에서 (b)방향으로의 공기 흐름(Air flow)을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(200) 내 여과 필터(210)는 미세먼지(PM10)를 필터링하고, 공기질 센서(220)는 여과되는 대상 물질 내 초미세먼지(PM2.5)를 센싱하여 초미세먼지의 농도를 측정하며, 제어부(230)는 측정된 초미세먼지의 농도를 기반으로 여과 필터(210) 및 공기질 센서(220)의 교체시기를 판단한다. 또한, 팬(240)은 공기 흐름(Air flow)을 형성한다.
도 2를 참조하면, 초미세먼지 측정 장치(200)의 입구 부분인 에어 벤트(Air vent) 부근에 여과 필터(210)를 형성하여 미세먼지(PM10) 이상의 입자는 걸러내고, 초미세먼지(PM2.5) 이하의 입자만 투과시킨다. 이때, 중요한 문제는 여과 필터(210)의 교체시기를 제공하는 것이다.
예를 들어 여과 필터(210)에 초미세먼지 이상의 입자인 대상 물질이 많이 흡착되는 경우, 여과 필터(210)는 초미세먼지(PM2.5) 까지 필터링할 수 있다.
일반적인 종래 공기정화기 제품들은 필터를 내장하고 있으나, 필터의 수명을 정확히 측정하지 못한다. 또한, 종래 공기정화기 제품들은 필터의 색 변화나 사용 시간을 추정하여 교체하는 것이 일반적이다.
이에 반해 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(200)는 사용되는 환경에 따른 여과 필터(210)의 수명을 모니터링하여 적합한 교체시기를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 알고리즘 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 여과 필터(310)로부터 투입되는 초미세먼지(PM2.5)를 센싱하고, 센싱된 초미세먼지의 농도와 기설정된 임계값의 비교 결과에 따라 초과 정도를 판단(320)한다.
일실시예에 따르면, 320에서 초미세먼지의 농도가 초과하는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 디스플레이부(미도시) 또는 통신부(미도시)를 통해 여과 필터(310)의 교체를 위한 초미세먼지의 농도 값, 초과 시간 및 강도 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 결과 정보를 디스플레이하거나 사용자 단말기 또는 외부 서버로 전송(340)할 수 있다.
실시예에 따르면, 320에서 초미세먼지의 농도가 초과하지 않은 경우, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 센싱된 초미세먼지의 농도를 업데이트(Update)하여 저장 및 유지(330)하고, 업데이트되는 초미세먼지의 농도의 값이 여과 필터(310)의 수명에 근접하거나 초과하는 경우 디스플레이부(미도시) 또는 통신부(미도시)를 통해 여과 필터(310)의 교체를 위한 초미세먼지의 농도 값, 초과 시간 및 강도 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 결과 정보를 디스플레이하거나 전송(340)할 수 있다.
즉, 본 발명의 초미세먼지 측정 장치는 여과 필터(310)를 투과한 초미세먼지(PM2.5)의 농도를 측정하고, 이 농도의 전체 누적량을 기반으로 공기질 센서(미도시) 또는 여과 필터(310)의 수명을 산출할 수 있다.
예를 들어 여과 필터(310)의 수명이 6000ug의 미세먼지(PM10)를 필터링할 수 있다고 가정하여 공기 중의 미세먼지와 초미세먼지(PM2.5)의 비율을 산출할 수 있다. 일례로 비율을 60(PM10):40(PM2.5)로 설정하는 경우, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 초미세먼지(PM2.5)의 누적량이 4000ug이 되면 미세먼지(PM10)의 누적량이 6000ug이 되므로 여과 필터(310)의 교체시기를 판단할 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 센싱되는 초미세먼지의 데이터 값을 비휘발성 메모리에 기록하고 이를 실시간으로 업데이트(330)한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치를 이용한 필터의 성능 결과 그래프를 도시한 것이다.
보다 구체적으로 도 4는 다양한 환경에서의 필터의 성능 결과 그래프를 도시한 것으로, (a)의 그래프는 초기 필터 성능을 나타내고, (b)의 그래프는 오염된 환경에 노출된 필터의 성능을 나타내며, (c)의 그래프는 상대적으로 깨끗한 환경에 노출된 필터의 성능을 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 공기가 나쁜, 오염된 환경에 노출된 초미세먼지 측정 장치 및 여과 필터는 상대적으로 깨끗한 환경에 노출된 초미세먼지 측정 장치 및 여과 필터보다 수명이 짧은 것을 확인할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 작동 시간 및 팬의 회전 수에 의존하여 필터의 교체시기를 결정하는 종래 공기정화기의 한계에서 벗어나, 여과 필터의 상태를 실시간으로 모니터링하여 수명을 판단하고, 그에 따른 교체시기를 제공함으로써 보다 효율적인 초미세먼지 측정 장치를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 구조 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(500)는 여과 필터(510), 공기질 센서(520), 제어부(530), 팬(FAN, 540) 및 에어 펌프(550)를 포함할 수 있다.
이 때, 공기 중의 대상 물질은 (a)방향에서 (b)방향으로의 공기 흐름(Air flow)를 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(500) 내 여과 필터(510)는 미세먼지(PM10)를 필터링하고, 공기질 센서(520)는 여과되는 대상 물질 내 초미세먼지(PM2.5)를 센싱하여 초미세먼지의 농도를 측정하며, 제어부(530)는 측정된 초미세먼지의 농도를 기반으로 여과 필터(510) 및 공기질 센서(520)의 교체시기를 판단한다. 또한, 팬(540)은 공기 흐름(Air flow)을 형성하고, 에어 펌프(550)는 (a)의 역방향(내부에서 외부로)으로 강한 공기를 발생시켜 여과 필터(510)의 외부(바깥쪽)에 흡착된 미세먼지, 초미세먼지 또는 유해가스 등의 대상 물질을 제거한다.
도 5를 참조하면, 초미세먼지 측정 장치(500)의 입구 부분인 에어 벤트(Air vent) 부근에 여과 필터(510)를 형성하여 미세먼지(PM10) 이상의 입자는 걸러내고, 초미세먼지(PM2.5) 이하의 입자만 투과시킨다. 또한, 에어 펌프(550)를 이용하여 여과 필터(510)의 수명을 연장시킨다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(500)는 에어 펌프(550)를 이용하여 여과 필터(510)의 수명을 연장시키며, 공기질 센서(520)를 통해 여과 필터(510)의 초미세먼지에 대한 필터링을 모니터링하여 교체시기를 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 알고리즘 예를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 여과 필터(610)로부터 투입되는 초미세먼지(PM2.5)를 센싱하고, 센싱된 초미세먼지의 농도와 기설정된 임계값의 비교 결과에 따라 초과 정도를 판단(620)한다.
일실시예에 따르면, 620에서 초미세먼지의 농도가 초과하는 경우, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 디스플레이부(미도시) 또는 통신부(미도시)를 통해 여과 필터(610)의 교체를 위한 초미세먼지의 농도 값, 초과 시간 및 강도 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 결과 정보를 디스플레이하거나 사용자 단말기 또는 외부 서버로 전송(650)할 수 있다.
실시예에 따르면, 620에서 초미세먼지의 농도가 초과하지 않은 경우, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 센싱된 초미세먼지의 농도를 업데이트(Update)하여 저장 및 유지(630)할 수 있다.
이후, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 (a)단계를 선행하여 여과 필터(610)의 수명을 연장시킬 수 있다. 예를 들면, 센싱된 초미세먼지의 농도가 기설정된 임계값(threshold) 미만인 경우 (a)단계의 필터 클리닝(Filter Cleaning, 640)을 통해 에어 펌프를 이용하여 여과 필터(610)에 흡착된 대상 물질을 제거할 수 있다. 또한, 센싱된 초미세먼지의 농도가 기설정된 임계값(threshold)을 초과하는 경우 (b)단계의 디스플레이부(미도시) 또는 통신부(미도시)를 통해 여과 필터(610)의 교체를 위한 초미세먼지의 농도 값, 초과 시간 및 강도 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 결과 정보를 디스플레이하거나 전송(650)할 수 있다.
즉, 본 발명의 초미세먼지 측정 장치는 여과 필터(610)를 투과한 초미세먼지(PM2.5)의 농도를 측정하고, 이 농도의 전체 누적량을 기반으로 공기질 센서(미도시) 또는 여과 필터(610)의 수명을 산출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치를 이용한 필터의 성능 결과 그래프를 도시한 것이다.
보다 구체적으로 도 7은 에어 펌프를 이용한 필터의 성능 결과 그래프를 도시한 것으로, (a)의 그래프는 초기 필터 성능을 나타내고, (b)의 그래프는 에어 펌프를 이용한 필터의 성능을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 710은 에어 펌프(Air pump)을 이용하여 여과 필터(filter)를 재생시키는 시점이며, 720은 710을 통해 연장된 여과 필터의 수명을 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치는 측정된 초미세먼지의 농도가 기설정된 임계값을 초과하는 경우, 에어 펌프를 이용하여 여과 필터에 흡착된 대상 물질을 제거함으로써, 필터의 수명을 증가시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치의 세부구성을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 8은 초미세먼지 측정 장치(810)의 일 예일 뿐이고, 초미세먼지 측정 장치(810)는 도시된 구성요소보다 많거나 적은 구성요소를 포함할 수 있으며, 2개 이상의 구성요소들을 결합시키거나, 또는 상이한 구성요소를 포함한 구성 또는 배치를 포함할 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 구성요소들은 하나 이상의 신호 처리 또는 어플리케이션에 특화된 집적 회로를 포함하는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어 양자의 조합으로 구현될 수 있으며, 이하에서 사용되는 '~부' 및 '~기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치(810)는 디스플레이부(811), 메모리부(812), 통신부(813), 입력부(814), 출력부(815) 및 제어부(816)를 포함한다.
디스플레이부(811)는 다수의 영역들 각각에 위치하는 다수의 아이템들을 포함하는 제1 화면을 표시할 수 있으며, 햅틱(haptic) 접촉 또는 택틸(tactile) 접촉에 기초하여 사용자로부터의 입력을 받아들이는 터치감지 표면, 센서 또는 센서 집합에 기초하여 기능과 관련된 적어도 하나 이상의 아이템을 포함하는 제2 화면을 표시할 수 있다.
실시예에 따라서, 디스플레이부(811)는 초미세먼지의 농도, 초미세먼지의 누적량 및 미세먼지의 누적량과 여과 필터 및 공기질 센서의 교체를 위한 정보를 수치, 값, 퍼센트, 영상, 그림, 그래프, 메시지 및 음성 중 적어도 어느 하나 이상의 아이템 및 화면을 통해 디스플레이할 수 있다.
다른 실시예에 따라서, 디스플레이부(811)는 초미세먼지 측정 장치(810)와 사용자 사이의 사용자 인터페이스를 제공할 수도 있다.
메모리부(812)는 고속 랜덤 액세스 메모리(highspeed random access memory), 자기 디스크, 에스램(SRAM), 디램(DRAM), 롬(ROM), 플래시 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
메모리부(812)는 초미세먼지 측정 장치(810)의 동작에 필요한 소프트웨어 모듈, 명령어 집합 또는 그 밖에 다양한 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시예로, 초미세먼지의 농도, 초미세먼지의 누적량 및 미세먼지의 누적량을 저장하여 유지할 수 있다.
또한, 메모리부(812)에 대한 액세스는 제어부(816) 및 주변장치 인터페이스와 같은 다른 구성요소에 의해 제어될 수 있다.
통신부(813)는 전자기 신호(electromagnetic signal)라고도 알려진 RF 신호를 송수신할 수 있다. 또한, 통신부(813)는 전기 신호를 전자기 신호로 변환하거나 전자기 신호로부터 전기 신호를 변환하고, 전자기 신호를 통해 통신 네트워크 및 다른 통신 장치와 통신할 수 있다.
일 실시예로, 통신부(813)는 이러한 기능을 수행하기 위한 회로를 포함할 수 있는데, 회로는 안테나 시스템, RF 송수신기, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 발진기(oscillator), 디지털 신호 처리기, CODEC 칩셋, 가입자 식별 모듈(SIM) 카드, 메모리 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예로, 통신부(813)는 셀룰러 전화 네트워크, 무선 LAN(local area network) 및/또는 MAN(metropolitan area network) 등의 무선 네트워크, 인트라넷 및/또는 월드 와이드 웹(WWW)이라고도 불리는 인터넷과 같은 네트워크 및 기타 장치와 무선 통신에 의해 통신할 수 있다.
이러한 무선 통신은 GSM(Global System for Mobile Communications), EDGE(Enhanced Data GSM Environment), WCDMA(wideband code division multiple access), CDMA(code division multiple access), TDMA(time division multiple access), 블루투스(Bluetooth), (IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g 및/또는 IEEE 802.11n 등의) WiFi(Wireless Fidelity), VoIP(voice over Internet Protocol), WiMAX, LTE(Long Term Evolution), 지그비(Zigbee), Zwave, BLE(Bluetooth Low Energy), 비콘(Beacon), IMAP(Internet Message Access Protocol) 및/또는 POP(Post Office Protocol) 등의 이메일용 프로토콜, XMPP(eXtensible Messaging and Presence Protocol), SIMPLE(Session Initiation Protocol for Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions), IMPS(Instant Messaging and Presence Service), 또는 SMS(Short Message Service), 등의 인스턴트 메시징, 또는 본원의 출원일 당시에 개발되지 않은 통신 프로토콜을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 무선 통신에는 이들로 한정되지 않는 복수의 통신 표준, 프로토콜 및 기술들이 사용될 수 있다.
예를 들면, 통신부(813)는 측정된 초미세먼지의 농도, 초미세먼지의 누적량 및 미세먼지의 누적량과, 여과 필터 및 공기질 센서의 교체시기에 따른 정보를 외부 서버 또는 사용자 단말기로 전송할 수 있다.
입력부(814)는 키보드, 터치 패드, 다이얼, 슬라이더 스위치, 조이스틱 등을 포함할 수 있으며, 입력부(814)는 적외선 포트, USB 포트 및 마우스 등 포인터 장치 중 임의의 것과 결합할 수 있다.
출력부(815)는 오디오 모듈, 스피커 모듈 및 진동 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시예로, 출력부(815)는 사용자에게 공기질 센서 및 여과 필터의 교체시기에 대한 정보를 시각, 청각 및 촉각 등 사람의 감각을 통하여 출력할 수 있으며, 여과 필터의 교체시기와 공기질 센서의 교체시기에 따른 각기 다른 알람 정보를 출력할 수 있다.
실시예에 따라서, 출력부(815)는 오디오 모듈, 스피커 모듈 또는 부저를 이용하여 경고음을 출력하거나, LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 경고등을 점멸할 수 있으며, 진동 모듈을 이용하여 진동을 출력할 수 있다.
제어부(816)는 프로세서, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(816)는 디스플레이부(811), 메모리부(812), 통신부(813), 입력부(814) 및 출력부(815)에 의하여 수행되는 초미세먼지 측정 장치(810)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예로, 제어부(816)는 초미세먼지 측정 장치(810)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
실시예로, 제어부(816)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 제어부(816)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제어부(816)는 SOC(system on chip)로 구현될 수 있으며, 제어부(816)는 다른 구성요소들(예, 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 9에 도시된 방법은 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 장치에 의해 수행될 수 있다.
단계 910에서 에어 벤트(Air vent) 부근에 위치하는 여과 필터를 이용하여 유입되는 대상 물질을 여과한다.
단계 910은 여과 필터를 이용하여 대상 물질 내 미세먼지(PM10)를 필터링(filtering)하여 초미세먼지(PM2.5)를 투과시키는 단계일 수 있다.
단계 920에서 공기질 센서를 이용하여 여과되는 대상 물질 내 초미세먼지를 센싱하며, 초미세먼지의 농도를 측정한다.
단계 920은 공기질 센서를 이용하여 여과 필터를 통과하는 초미세먼지의 농도, 및 기설정된 일정 시간 동안의 센싱되는 초미세먼지의 누적량을 측정하는 단계일 수 있다.
예를 들면, 상기 공기질 센서는 투과되는 초미세먼지에 광 센서(IR LED) 또는 레이저 광원을 사용하여 빛을 조사하고, 초미세먼지에 의해 산란된 광을 수광부(포토다이오드)를 통해 센싱하여 신호를 출력하며, 신호의 크기를 이용하여 초미세먼지의 농도를 측정할 수 있다.
또한, 상기 공기질 센서는 기설정되는 일정 시간 동안의 초미세먼지의 농도를 센싱하여 초미세먼지의 누적량을 측정할 수 있다. 여기서, 상기 시간은 초, 분 및 시 단위일 수 있으나, 본 발명의 실시예에 따라 다양하게 적용 가능하므로 시간은 한정되지 않는다.
단계 930에서 측정된 초미세먼지의 농도를 기반으로 여과 필터 및 공기질 센서의 교체시기를 판단한다.
일실시예에 따라서, 단계 930은 미세먼지(PM10)의 누적량 및 측정되는 초미세먼지의 누적량의 비율을 이용하여 공기질 센서의 교체시기를 판단하는 단계일 수 있다.
실시예에 따라서, 단계 930은 여과 필터 및 공기질 센서 사이에 위치하는 에어 펌프(Air pump)를 이용하여 여과 필터의 재생을 어시스트(assist)하는 단계(미도시)를 포함할 수 있다.
이에 따른 단계 930은 측정된 초미세먼지의 농도와 기설정된 임계값(Threshold)을 비교하여 임계값을 초과하는 경우, 에어 펌프를 활성화하여 여과 필터에 흡착된 대상 물질을 제거하도록 제어할 수 있다.
이후, 단계 930은 기설정된 일정 시간 동안의 임계값 초과의 빈도 수에 기초하여 여과 필터의 교체시기를 판단하는 단계일 수 있다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초미세먼지 측정 방법은 단계 940에서 교체시기를 알리는 알람 정보를 출력할 수 있다.
상기 알람 정보는 여과 필터 및 공기질 센서의 교체시기에 따라 시각, 청각 및 촉각 등 사람의 감각을 자극하기 위한 경고메시지, 알람, 음성, 불빛 및 진동 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기광 매체(magnetooptical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100, 200, 500, 810: 초미세먼지 측정 장치.
Claims (18)
- 유입되는 대상 물질을 여과하는 여과 필터;
상기 여과되는 대상 물질 내 초미세먼지를 센싱하여 초미세먼지의 농도를 측정하는 공기질 센서; 및
상기 측정된 초미세먼지의 농도를 기반으로 상기 여과 필터 및 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단하는 제어부를 포함하고,
상기 공기질 센서는
상기 여과 필터를 통과하는 상기 초미세먼지의 농도, 및 기설정된 일정 시간 동안의 센싱되는 초미세먼지의 누적량을 측정하며,
상기 제어부는
미세먼지(PM10)의 누적량 및 상기 측정되는 초미세먼지의 누적량의 비율을 이용하여 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단하는 것을 특징으로 하는 초미세먼지 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 여과 필터는
에어 벤트(Air vent) 부근에 위치하여 유입되는 상기 대상 물질 내 미세먼지(PM10)를 필터링(filtering)하여 초미세먼지(PM2.5)를 투과시키는 초미세먼지 측정 장치. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 미세먼지의 누적량은
기설정된 일정 시간 동안 센싱되는 상기 대상 물질 내 미세먼지로부터 측정되는 초미세먼지 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 누적량의 비율 값과 기설정된 임계값(Threshold)을 비교하여 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단하고, 상기 판단 결과에 따른 교체시기를 알리는 알람 정보를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 초미세먼지 측정 장치. - 제1항에 있어서,
상기 여과 필터 및 상기 공기질 센서 사이에 위치하여 상기 여과 필터의 재생을 어시스트(assist)하는 에어 펌프(Air pump)
를 더 포함하는 초미세먼지 측정 장치. - 제7항에 있어서,
상기 제어부는
상기 측정된 초미세먼지의 농도와 기설정된 임계값(Threshold)을 비교하여 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 에어 펌프를 활성화하여 상기 여과 필터에 흡착된 상기 대상 물질을 제거하도록 제어하는 초미세먼지 측정 장치. - 제8항에 있어서,
상기 제어부는
기설정된 일정 시간 동안의 상기 임계값 초과의 빈도 수에 기초하여 상기 여과 필터의 교체시기를 판단하고, 상기 판단 결과에 따른 교체시기를 알리는 알람 정보를 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 초미세먼지 측정 장치. - 초미세먼지 측정 장치의 동작 방법에 있어서,
에어 벤트(Air vent) 부근에 위치하는 여과 필터를 이용하여 유입되는 대상 물질을 여과하는 단계;
공기질 센서를 이용하여 상기 여과되는 대상 물질 내 초미세먼지를 센싱하며, 초미세먼지의 농도를 측정하는 단계; 및
상기 측정된 초미세먼지의 농도를 기반으로 상기 여과 필터 및 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 초미세먼지의 농도를 측정하는 단계는
상기 여과 필터를 통과하는 상기 초미세먼지의 농도, 및 기설정된 일정 시간 동안의 센싱되는 초미세먼지의 누적량을 측정하며,
상기 교체시기를 판단하는 단계는
미세먼지(PM10)의 누적량 및 상기 측정되는 초미세먼지의 누적량의 비율을 이용하여 상기 공기질 센서의 교체시기를 판단하는 초미세먼지 측정 방법. - 제10항에 있어서,
상기 대상 물질을 여과하는 단계는
상기 여과 필터를 이용하여 상기 대상 물질 내 미세먼지(PM10)를 필터링(filtering)하여 초미세먼지(PM2.5)를 투과시키는 초미세먼지 측정 방법. - 삭제
- 삭제
- 제10항에 있어서,
상기 교체시기를 판단하는 단계는
상기 여과 필터 및 상기 공기질 센서 사이에 위치하는 에어 펌프(Air pump)를 이용하여 상기 여과 필터의 재생을 어시스트(assist)하는 단계
를 포함하는 초미세먼지 측정 방법. - 제14항에 있어서,
상기 교체시기를 판단하는 단계는
상기 측정된 초미세먼지의 농도와 기설정된 임계값(Threshold)을 비교하여 상기 임계값을 초과하는 경우, 상기 에어 펌프를 활성화하여 상기 여과 필터에 흡착된 상기 대상 물질을 제거하도록 제어하는 초미세먼지 측정 방법. - 제15항에 있어서,
상기 교체시기를 판단하는 단계는
기설정된 일정 시간 동안의 상기 임계값 초과의 빈도 수에 기초하여 상기 여과 필터의 교체시기를 판단하는 초미세먼지 측정 방법. - 제10항에 있어서,
교체시기를 알리는 알람 정보를 출력하는 단계
를 더 포함하는 초미세먼지 측정 방법. - 제10항, 제11항, 제14항 내지 제17항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위하여 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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