KR101985721B1 - 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치 - Google Patents

미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온도 또는 습도 등을 조절하는 수단을 구비하여 대기환경과 유사한 환경을 인위적으로 조성함으로써 시료에 점착되는 미세먼지를 측정할 수 있는 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치에 관한 것이다.
본 발명은, 내부공간을 가지는 복수의 챔버; 상기 챔버 내부로 미세먼지를 공급하는 미세먼지 발생장치; 상기 챔버에 연결되는 진공펌프; 상기 복수의 챔버 간 미세먼지 또는 공기가 이동하는 이동라인; 상기 챔버 내의 온도와 습도를 조절하는 온습도 조절수단; 상기 이동라인을 따라 이동하는 미세먼지 또는 공기의 흐름을 조절하는 이동 조절수단; 및 상기 온습도 조절수단과 상기 이동 조절수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치를 제공한다.

Description

미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치{ANALYSIS EQUIPMENT FOR ANTIPOLLUTION EFFECT OF SAMPLE ON PARTICULATE MATTER}
본 발명은 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온도 또는 습도 등을 조절하는 수단을 구비하여 대기환경과 유사한 환경을 인위적으로 조성함으로써 미세먼지가 시료에 점착 또는 미점착되는 정도를 정량적 및 정성적으로 측정할 수 있는 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치에 관한 것이다.
최근 미세먼지(Particulate Matter : PM)가 세계적으로 화제가 되고 있다. 미세먼지는 우리 눈에 보이지 않는 아주 작은 물질로 대기 중에 떠다니다가 흩날려 내려와 인체에 접촉하게 된다. 이러한 미세먼지는 입자의 크기에 따라 지름이 10㎛ 이하인 미세먼지(PM 10)와 지름이 2.5㎛ 이하인 초미세먼지(PM 2.5)로 나뉠 수 있다. 미세먼지는 다이옥신 등의 1급 발암물질과 수은, 카드뮴 등의 중금속을 포함하고 있으므로, 장기간 미세먼지에 노출될 경우 인체의 면역력이 급격히 저하되어 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관질환, 안구질환, 피부질환 등 각종 질병을 유발하게 된다.
미세먼지로 인한 피부질환의 발생을 방지하고자 화장품 업계에서는 미세먼지가 피부에 미치는 영향을 감소시킬 수 있는 안티폴루션 화장품을 출시하고 있다. 이러한 안티폴루션 화장품을 개발하기 위해서는 미세먼지의 차단효과를 검증하기 위해 시료에 점착된 미세먼지의 농도를 시험하는 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치가 필수적이다.
현재 알려진 종래기술로서, 등록특허공보 제10-1753202호는 시험용 화장품과 대조용 화장품이 도포된 피시험자의 팔을 챔버 내로 삽입한 후 미세먼지를 분사한 후 화장품의 명도를 측정함으로써 미세먼지 흡착방지 효과를 확인하고 있다. 마찬가지로, 등록특허공보 제10-1737611호는 화장료가 도포된 도포부위와 화장료가 도포되지 않은 무도포부위를 가진 피시험자의 팔을 챔버 내로 삽입한 후 미세먼지를 분사하여 미세먼지 노출전과 노출후 각각 촬영한 촬영대상의 이미지를 비교분석함으로써 미세먼지 흡착방지 효과를 확인하고 있다.
그러나 상술한 종래기술에서는 피시험자의 팔을 챔버 내로 삽입하여 시험해야 하는 불편한 점, 대기환경과 유사한 온도 또는 습도를 조성하기 위해 시험실을 조정하기가 어려운 점, 챔버에 삽입된 팔을 인출시 미세먼지가 밖으로 샐 수 있어 실험실이 오염될 수 있는 점, 미세먼지를 부유시키기 위해 다수의 구동팬을 가동시킴으로써 에너지 낭비를 초래할 수 있는 점에서 문제된다.
한국 등록특허공보 제10-1753202호 한국 등록특허공보 제10-1737611호
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시료가 마련된 턴테이블을 챔버 내에서 회전시킴으로써 피시험자의 팔을 챔버내로 삽입할 필요가 없고, 챔버 내의 환경을 대기환경과 유사하도록 인위적으로 조절하는 것이 가능하고, 밸브의 조작만으로도 미세먼지의 유입 및 유출이 가능한 간단한 구성의 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치를 제시하고자 한다.
본 발명은, 내부공간을 가지는 복수의 챔버;
상기 챔버 내부로 미세먼지를 공급하는 미세먼지 발생장치;
상기 챔버 내부를 진공으로 만들기 위하여 연결되는 진공펌프;
상기 챔버 내의 온도와 습도를 조절하는 온습도 조절수단;
상기 복수의 챔버 간 미세먼지 또는 공기가 이동하는 이동라인;
상기 이동라인을 따라 이동하는 미세먼지 또는 공기의 흐름을 조절하는 이동 조절수단; 및
상기 온습도 조절수단과 상기 이동 조절수단을 제어하는 제어부;를 포함하는 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치를 제공한다.
상기 챔버는, 내부공간이 실제 대기환경과 유사하도록 온도와 습도가 조절되는 제1 챔버; 및 내부공간에 시료가 마련된 제2 챔버;를 포함한다.
상기 온습도 조절수단은, 상기 챔버를 가열하는 가열부; 상기 챔버에 수증기를 공급하는 습도발생부; 및 상기 챔버 내의 온습도를 실시간으로 측정하는 온습도 센서;를 포함한다.
상기 이동라인은, 상기 미세먼지 발생장치와 연결되어 상기 복수 챔버 내로 미세먼지를 이동시키는 먼지이동라인; 및 상기 진공펌프와 연결되어 상기 복수의 챔버 내로 공기가 이동되는 공기이동라인;을 포함한다.
상기 이동 조절수단은, 상기 먼지 이동라인 상에 설치되어 상기 복수의 챔버 간 미세먼지의 이동을 조절하는 먼지이동밸브; 및 상기 이동라인 상에 설치되어 상기 복수의 챔버 간 공기의 이동을 조절하는 공기이동밸브;를 포함한다.
본 발명에 의한 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치에 있어서 상기 챔버 내에는 압력센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 측정값을 통해 상기 챔버 간 압력차를 산출하여 미세먼지의 이동속도를 조절한다.
본 발명에 의한 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치에 있어서 상기 챔버 내에는 챔버 내의 미세먼지의 농도를 실시간으로 측정하도록 미세먼지 측정기가 마련된다.
또한 본 발명에 의한 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치는, 상기 내부공간에 미세먼지를 제거하는 클리닝 수단이 더 포함된다.
본 발명에 의하면, 밀폐된 챔버 내에서 회전하는 시료에 미세먼지를 점착시킬 수 있으므로 피시험자를 오염시키지 않으면서 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가시험이 가능하다.
또한 본 발명에 의하면, 온습도 조절수단 및 이동 조절수단이 구비되어 실제 대기환경과 유사한 환경에서 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가시험이 가능하다.
또한 본 발명에 의하면, 조작이 간단한 클리닝 수단을 통해 실험실이 미세먼지에 노출되지 않는 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가시험이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치의 전체적 구성을 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 챔버의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 턴테이블의 사시도이다.
도 4는 챔버에 연결된 미세먼지 및 공기의 이동라인을 도시한 것이다.
도 5는 챔버 간 미세먼지가 이동하는 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치를 이용한 시험단계를 설명한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치(1)는 챔버(10) 내에 실제 대기환경과 유사한 인공 대기환경을 조성하여 시료(S)에 점착되는 미세먼지의 농도를 시험분석하기 위한 것으로서, 도 1에서 보는 바와 같이 챔버(10)와, 미세먼지 발생장치(20)와, 진공펌프(30)와, 온습도 조절수단과, 이동 조절수단과, 제어부(40)를 포함한다.
상기 미세먼지 발생장치(20)는 PM 2.5 또는 PM 10 등의 미세먼지를 발생시키는 장치로서, 상기 선반(2)의 상면 일측에 설치될 수 있다. 상기 미세먼지 발생장치(20)에 연결되는 미세먼지 공급로(도면부호 미도시)를 통해 챔버(10) 내부로 미세먼지가 공급되며, 상기 미세먼지 공급로(도면부호 미도시) 중 미세먼지 발생장치(1)와 가까운 측에는 미세먼지의 공급 또는 차단을 위한 먼지공급밸브(미도시)가 마련될 수 있다.
상기 진공펌프(30)는 제2 챔버(10b)의 내부공간을 진공상태로 설정하기 위한 것으로, 상기 선반(2)의 상면 타측에 설치되거나, 선반(2)과 분리되어 실험실(미도시) 바닥에 설치될 수 있다. 상기 진공펌프(30)에 연결되는 공기 흡입로(도면부호 미도시)를 통해 챔버(10) 내부의 공기가 진공펌프(30)로 흡입되며, 상기 공기 흡입로(도면부호 미도시) 중 진공펌프(30)와 가까운 측에는 공기의 흡입 또는 차단을 위한 공기흡입밸브(미도시)가 마련될 수 있다.
상기 챔버(10)는 인공 대기환경으로 설정되는 제1 챔버(10a)와 진공환경으로 설정되는 제2 챔버(10b)로 구성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 챔버(10a)와 제2 챔버(10b)는 내부공간을 가지며, 진공상태에서도 응력이 분산되어 형상을 유지할 수 있는 원통형상으로 구성될 수 있다.
상기 챔버(10)의 하면은 선반(2)의 상면에 플렌지 결합되어 고정되고, 챔버(10)의 상면은 내부공간을 개폐할 수 있도록 도어(12)와 실링결합된다. 상기 도어(12)에 연결된 액츄에이터(미도시)는 도어(12)를 열고 닫는 동작을 수행한다. 엑츄에이터(미도시)의 여는 동작에 의해 도어(12)가 열리면 챔버(10)의 내부공간은 개방되며, 엑츄에이터(미도시)의 닫는 동작에 의해 도어(12)가 닫히면 챔버(10)의 내부공간은 완전밀폐를 이루게 된다.
상기 챔버(10)의 외면에는 챔버(10)의 내부공간을 육안으로 관찰할 수 있도록 뷰포트(11)가 마련된다. 상기 뷰포트(11)의 일단은 상기 챔버(10)의 내부공간과 연통되도록 밀폐결합되며, 그 타단은 투명 재질의 창이 실링겹합되어 챔버 내부를 관측할 수 있는 환경이 만들어진다. 따라서 상기 뷰포트(11)가 챔버(10)에 결합되어도 챔버(10)의 내부공간은 밀폐상태를 유지할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 뷰포트(11)는 상기 도어(12)의 상면에 마련된 상면 뷰포트(11a)와, 챔버(10)의 측면에 마련된 측면 뷰포트(11b, 11c, 11d)로 구성될 수 있다. 상기 상면 뷰포트(11a)에는 챔버(10)의 내부공간으로 빛을 조사할 수 있는 LED 램프(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 상면 뷰포트(11a)를 통해 챔버(10)의 내부공간으로 LED 램프(미도시)의 빛이 조사되면 관찰자는 측면 뷰포트(11b, 11c, 11d)를 통해 상기 챔버(10)의 내부공간을 육안으로 관찰할 수 있게 된다.
상기 제1 챔버(10a)의 측면에는, 상기 미세먼지 공급로(도면부호 미도시)와 제1 챔버(10a)를 연결하는 제1 먼지이동라인(22)과, 상기 공기 흡입로(도면부호 미도시)와 제1 챔버(10a)를 연결하는 제1 공기이동라인(32)이 마련된다.
상기 제2 챔버(10b)의 측면에는, 상기 미세먼지 공급로(도면부호 미도시)와 제1 먼지이동라인(22)이 접촉하는 지점(이하 제1 분기점이라 한다.)에서 분기하여 제2 챔버(10b)를 연결하는 제2 먼지이동라인(26)과, 상기 공기 흡입로(도면부호 미도시)와 제1 공기이동라인(32)이 접촉하는 지점(이하 제2 분기점이라 한다.)에서 분기하여 제2 챔버(10b)를 연결하는 제2 공기이동라인(36)이 연결된다.
즉, 도 1을 참조하면, 상기 미세먼지 공급로(도면부호 미도시)는 제1 먼지이동라인(22) 및 제2 먼지이동라인(26)과 제1 분기점에서 만나게 되고, 상기 공기 흡입로(도면부호 미도시)는 제1 공기이동라인(32) 및 제2 공기이동라인(36)과 제2 분기점에서 만나게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(10)의 내부공간에는 할로겐 램프(13)와, 미세먼지 측정기(14)와, 압력센서(15)와, 온습도센서(16)와, 턴테이블(17)이 수용될 수 있다.
상기 할로겐 램프(17)는 챔버(10)의 내부공간 상단에 마련된다. 챔버(10)의 내부공간에 수용된 미세먼지는 상기 할로겐 램프(13)의 빛에 의해 반사됨으로써 상기 뷰포트(11)를 통해 육안으로 관찰될 수 있다.
상기 미세먼지 측정기(14)는 챔버(10) 내부공간의 미세먼지의 농도를 측정한다. 미세먼지 농도는 광빔을 조사하여 미세먼지 입자로부터 수광한 산란광의 펄스 신호 빈도가 입자의 밀도에 비례한다는 광산란식 방식에 의하여 측정될 수 있다. 다만, 이러한 미세먼지 측정기(14)는 공지된 기술이므로 그 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.
상기 압력센서(15)와 온습도센서(16)는 챔버(10) 내부공간의 압력과 온습도를 측정하여 그 신호를 출력하게 된다.
상기 턴테이블(17)은 원판 형상으로 챔버(10)의 내부공간 하부에 상기 챔버(10)와 회전가능하게 결합된다. 상기 턴테이블(17)의 상면에는 안티폴루션 기능을 갖는 시료(S)와 탈착가능하도록 시료 고정부(18)가 형성되어 있다. 도 3에는 상기 시료 고정부(18)가 원주방향을 따라 등간격으로 4개가 도시되어 있으나, 시료 고정부(18)의 개수 및 형태는 실험조건에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 상기 턴테이블(17)의 하면 회전 중심은 구동모터(M)와 연결된다. 따라서 상기 모터(M)에 의해 턴테이블(17)은 회전하게 되고, 이로 인해 상기 시료 고정부(18)에 고정된 시료(S)는 미세먼지에 점착되는 기회가 증가하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 챔버(10)는 제1 챔버(10a)와 제2 챔버(10b)의 내부구성이 같다. 그러나 제1 챔버(10a)와 제2 챔버(10b)는 실험조건에 따라 그 내부 구성을 각각 달리할 수 있다. 예를 들어, 미세먼지가 점착될 필요가 없는 제1 챔버(10a)는 턴테이블(17)이 제거된 상태로 구성될 수 있다.
상기 온습도 조절수단은 가열부(50)와 습도발생부(60)를 포함한다.
상기 가열부(50)는 열을 공급함으로써 제1 챔버(10a) 내부공간의 온도를 조절할 수 있고, 상기 습도발생부(60)는 수증기를 공급함으로써 제1 챔버(10a) 내부공간의 습도를 조정할 수 있다. 따라서 이러한 온도 조절수단에 의해 제1 챔버(10a)는 실제 대기환경과 유사한 인공 대기환경으로 설정될 수 있다.
이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 미세먼지 및 공기의 이동을 설명한다.
본 발명에 따른 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치(1)에 있어서, 상기 이동 조절수단은 챔버(10)에 수용된 미세먼지 및 공기가 이동하도록 조절하는 것으로, 제1 먼지이동밸브(24)와, 제2 먼지이동밸브(28)와, 제1 공기이동밸브(34)와, 제2 공기이동밸브(38)를 포함한다.
상기 제1 먼지이동밸브(24)는 제1 분기점과 제1 챔버(10a) 사이의 제1 먼지이동라인(22)상에 설치되고, 상기 제2 먼지이동밸브(28)는 제1 분기점과 제2 챔버(10b) 사이의 제2 먼지이동라인(26) 상에 설치되어 미세먼지의 이동을 개폐한다.
먼지공급밸브(미도시)가 열린 상태에서, 제1 먼지이동밸브(24)가 열리고 제2 먼지 이동밸브(28)가 닫히면 미세먼지 발생장치(20)에서 발생된 먼지는 제1 먼지이동라인(22)을 따라 제1 챔버(10a)로 이동할 수 있다. 이후 먼지공급밸브(미도시)가 닫히고 제2 먼지이동밸브(28)가 열리면 제1 챔버(10a)에 수용된 미세먼지는 제2 먼지이동라인(26)을 따라 제2 챔버(10b)로 이동할 수 있다.
상기 제1 공기이동밸브(34)는 제2 분기점과 제1 챔버(10a) 사이의 제1 공기이동라인(32)상에 설치되고, 상기 제2 공기이동밸브(38)는 제2 분기점과 제2 챔버(10b) 사이의 제2 공기이동라인(36)상에 설치되어 공기의 이동을 개폐한다.
공기흡입밸브(미도시)가 열린 상태에서, 제1 공기이동밸브(34)가 닫히고 제2 공기이동밸브(38)가 열리면 진공펌프의 흡인력으로 인해 제2 챔버(10b)에 수용된 공기는 제2 공기이동라인(36)을 따라 진공펌프(30)로 이동할 수 있다. 이 상태에서 제1 공기이동밸브(34)가 열리면 제1 챔버(10a)에 수용된 공기는 제1 공기이동라인(32) 또는 제2 공기이동라인(36)을 따라 진공펌프(30)로 이동할 수 있다.
즉, 상기 이동 조절수단의 간단한 조작으로 제1 챔버(10a) 및 제2 챔버(10b)에 수용된 공기 또는 미세먼지의 이동이 가능하다.
상기 제1 챔버(10a)에 수용된 미세먼지가 제2 챔버(10b)로 이동하는 힘은 제1 챔버(10a)에 형성된 대기압력과 제2 챔버(10b)에 형성된 진공압력 간의 압력차이다. 이러한 압력차는 제2 챔버(10b)에 형성된 진공의 정도에 따라 달라지게 된다. 즉, 압력차가 크면 제1 챔버(10a)에서 제2 챔버(10b)로 이동하는 미세먼지의 속도는 빨라지게 되고, 반대로 압력차가 작으면 제1 챔버(10a)에서 제2 챔버(10b)로 이동하는 미세먼지의 속도는 느려지게 된다.
상기 제어부(40)는 제1 챔버(10a)의 내부공간을 미리 설정된 온도 및 습도가 되도록 조정하고, 제1 챔버(10a)에 수용된 미세먼지를 제2 챔버(10b)로 이동시키기 위해 상기 온습도 조절수단과 이동 조절수단을 제어한다.
상기 제어부(40)의 동작을 상세하게 살펴본다.
상기 제어부(40)는 먼지공급밸브(미도시) 및 제1 먼지이동밸브(28)를 개방하여 미리 설정된 일정 농도가 되도록 제1 챔버(10a) 내부로 미세먼지를 이동시킨 후 먼지공급밸브(도면부호 미도시) 및 제1 먼지이동밸브(24)를 폐쇄한다. 여기서, 제1 챔버(10a)에 수용된 미세먼지의 농도는 미세먼지 측정기(14)를 통해 실시간으로 측정됨으로써 확인될 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(40)는 가열부(50)와 습도발생부(60)를 가동하여 제1 챔버(10a)에 열과 수증기를 공급한다. 제1 챔버(10a) 내부공간이 기설정된 온도 및 습도에 도달하면 상기 제어부(40)는 가열부(50)와 습도발생부(60)의 가동을 중지한다. 기설정된 온도와 습도에 도달하였는지 여부의 판단은 상기 온습도센서(16)의 출력값을 실시간으로 확인하여 기설정된 온습도값과 비교함으로써 수행될 수 있다. 만일 출력값이 기설정된 온습도값과 동일하면 상기 제어부(40)는 인공 대기환경이 설정되었다고 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(40)는 제1 공기이동밸브(34)를 폐쇄하고 공기흡입밸브(미도시) 및 제2 공기이동밸브(38)를 개방한다. 진공펌프(30)가 작동되면, 제2 챔버(10b) 내부공간은 제2 공기이동라인(36)을 따라 공기가 이동하다가 결국 진공상태에 이른다. 이때 제어부(40)는 상기 압력센서(15)로부터 측정된 제2 챔버(10b)의 진공압력 출력값을 받아 대기압력과 진공압력 간 압력차를 산출한다. 상기 압력차가 기설정된 압력값에 해당하면 제어부(40)는 공기흡입밸브(미도시) 및 제2 공기이동밸브(38)를 폐쇄한다.
다음으로, 제어부(40)는 제1 먼지이동밸브(24) 및 제2 먼지이동밸브(28)를 개방하여 제1 챔버(10a)의 미세먼지를 제2 챔버(10b)로 이동시킨다. 이후 제어부(40)는, 제2 챔버(10b)에 제1 챔버(10a)와 같은 인공 대기환경이 조성되고 기설정된 일정 농도의 미세먼지가 수용되면, 제2 먼지이동밸브(28)를 폐쇄한다. 여기서, 제2 챔버(10b)에 조성된 인공 대기환경은 온습도센서(16)를 통해 실시간으로 측정됨으로써 확인될 수 있고, 제2 챔버(10b)의 미세먼지 농도는 미세먼지 측정기(14)를 통해 실시간으로 측정됨으로써 확인될 수 있다.
상술한 제어부(40)의 동작 중 제1 챔버(10a)로의 미세먼지 이동 과정과, 제1 챔버(10a)의 인공 대기환경 설정 동작과, 제2 챔버(10b)의 진공환경 설정 동작은 그 순서를 달리하거나 동시에 수행될 수 있다.
또한, 상기 제어부(40)는 시험과정에서 미세먼지 측정기(14), 압력센서(15) 및 온습도센서(16)가 측정한 출력값을 PC 등의 저장공간을 가진 매체에 저장하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치(1)는 클리닝 수단을 더 포함하는 것이 가능하다. 상기 클리닝 수단은 미세먼지 점착 시험을 완료한 후 상기 챔버(10) 내에 남아있는 미세먼지를 흡수하여 실험실 내부공간의 오염을 방지한다.
도 4를 참조하여 설명하면, 제어부(40)는 시험 완료후 공기흡입밸브(미도시) 및 공기이동밸브(34, 38)를 개방한다. 이 상태에서 진공펌프(30)가 작동되면 진공펌프(30)의 흡인력으로 인해 챔버(10)에 남아있는 미세먼지는 제1 공기이동라인(32) 및 제2 공기이동라인(36)을 따라 진공펌프(30) 방향으로 이동하다가 진공펌프(30)와 연결된 용기(미도시) 내로 흡수된다. 따라서 상기 클리닝 수단은 이동 조절수단의 간단한 제어로 가능하며, 작업실 내부가 미세먼지로 오염되는 것을 방지한다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치를 이용한 시험단계를 설명한다.
우선, 실험자는 이동 조절수단과 온습도 조절수단을 제어하는 제어부(40)를미리 설정된 미세먼지 농도, 온도, 습도, 압력차 등의 실험조건에 맞게 조작한다. 조작이 완료되면, 제어부(40)는 이동 조절수단을 제어하여 미세먼지 발생장치(20)로부터 제1 챔버(10a) 내부로 일정 농도의 미세먼지를 이동시킨다. 이후 제어부(40)는 온습도 조절수단을 제어하여 제1 챔버(10a) 내부의 온도와 습도를 조절한다. 이러한 과정에 의해 제1 챔버(10a)는 실제 대기환경과 유사한 인공 대기환경으로 설정된다.(S100).
다음으로, 실험자는 제2 챔버(10b)에 마련된 턴테이블(17)의 시료 고정부(18)에 시료(S)를 고정한 후 엑츄에이터(미도시)를 작동시켜 도어(12)를 폐쇄한다. 제2 챔버(10b)가 완전밀폐되면 제어부(40)는 이동 조절수단을 제어하여 제2 챔버(10b) 내부의 공기를 제거한다. 이러한 과정에 의해 제2 챔버(10b)는 진공환경으로 설정된다(S200).
제1 챔버(10a)와 제2 챔버(10b) 간 기설정된 압력차가 형성될 때까지 제2 챔버(10b)의 진공환경이 설정되면, 제어부(40)는 이동 조절수단을 제어하여 제1 챔버(10a)의 미세먼지를 제2 챔버(10b) 내로 이동시킨다(S300). 이러한 과정을 통해 제2 챔버(10b)는 제1 챔버(10a)와 같은 인공 대기환경이 조성된다.
미세먼지의 이동이 완료된 후, 실험자는 턴테이블(17)을 기설정된 속도로 회전시키면서 미세먼지 측정기(14)를 통해 시료(S)에 점착된 미세먼지에 대한 정량분석을 실시한다(S400).
정량분석이 완료되면, 실험자는 클리닝 수단을 이용하여 챔버(10) 내에 잔류하는 미세먼지를 진공펌프(30)로 흡수하여 클리닝 작업을 수행한다(S500).
클리닝 작업완료 후, 실험자는 엑츄에이터(미도시)를 작동시켜 도어(12)를 개방하고 시료(S)를 인출한다. 시료(S)가 인출되면 실험자는 FE-SEM, XPS 등을 이용하여 시료(S)에 점착된 미세먼지에 대한 정성분석을 실시한다(S600).
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 이동 조절수단은 제1 먼지이동밸브(24), 제2 먼지이동밸브(28), 제1 공기이동밸브(34) 및 제2 공기이동밸브(38)를 포함하여 미세먼지 및 공기의 이동을 조절하고 있으나, 이와 달리 제1 분기점 또는 제2 분기점에 3방향 밸브를 사용하여 미세먼지 및 공기의 이동을 조절하는 것도 가능하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
1 : 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치 2 : 선반
10 : 챔버 11 : 뷰포트
12 : 도어 13 : 할로겐 램프
14 : 미세먼지 측정기 15 : 압력센서
16 : 온습도센서 17 : 턴테이블
18 : 시료 고정부 20 : 미세먼지 발생장치
22 : 제1 먼지이동라인 24 : 제1 먼지이동밸브
26 : 제2 먼지이동라인 28 : 제2 먼지이동밸브
32 : 제1 공기이동라인 34 : 제1 공기이동밸브
36 : 제2 공기이동라인 38 : 제2 공기이동밸브
40 : 제어부 50 : 가열부
60 : 습도발생부 S : 시료
M : 모터

Claims (8)

  1. 내부공간을 가지는 복수의 챔버;
    상기 챔버 내부로 미세먼지를 공급하는 미세먼지 발생장치;
    상기 챔버 내부를 진공으로 만들기 위하여 연결되는 진공펌프;
    상기 챔버 내의 온도와 습도를 조절하는 온습도 조절수단;
    상기 복수의 챔버 간 미세먼지 또는 공기가 이동하는 이동라인;
    상기 이동라인을 따라 이동하는 미세먼지 또는 공기의 흐름을 조절하는 이동 조절수단; 및
    상기 온습도 조절수단과 상기 이동 조절수단을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 챔버는,
    상기 내부공간의 온도와 습도가 조절되는 제1 챔버; 및
    상기 내부공간에 시료가 수용되는 제2 챔버;를 포함하는 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온습도 조절수단은,
    상기 챔버를 가열하는 가열부;
    상기 챔버에 수증기를 공급하는 습도발생부; 및
    상기 챔버 내의 온습도를 실시간으로 측정하는 온습도 센서;를 포함하는
    미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이동라인은,
    상기 미세먼지 발생장치와 연결되어 상기 복수 챔버 내로 미세먼지를 이동시키는 먼지이동라인; 및
    상기 진공펌프와 연결되어 상기 복수의 챔버 내로 공기가 이동되는 공기이동라인;을 포함하는 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동 조절수단은 상기 먼지 이동라인 상에 설치되어 상기 복수의 챔버 간 미세먼지의 이동을 조절하는 먼지이동밸브; 및
    상기 이동라인 상에 설치되어 상기 복수의 챔버 간 공기의 이동을 조절하는 공기이동밸브;를　 포함하는 미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내에 압력센서가 구비되고,
    상기 제어부는 상기 압력센서에 의해 측정된 측정값을 통해 상기 챔버 간 압력차를 산출하여 상기 먼지 이동라인을 따라 이동하는 미세먼지의 속도를 조절하는 것인
    미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내에 미세먼지의 농도를 실시간으로 측정하는 미세먼지 측정기를 더 포함하는 것인
    미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 챔버 내부의 미세먼지를 제거하는 클리닝 수단을 더 포함하는
    미세먼지 안티폴루션 기능성 평가장치.
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