KR101991059B1 - Dust sensor calibrating method and Dust sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 먼지센서 캘리브레이션 방법 및 먼지센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 먼지센서를 정확하게 교정하여 먼지센서가 먼지 농도를 정확하게 측정할 수 있도록 하는 먼지센서 캘리브레이션 방법 및 먼지센서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 대기질에 대한 수치가 악화되면서 개인용이나 가정용 공기청정기에 대한 관심이 높아지고 있다. 공기청정기는 단순히 사용자의 조작에 의해 작동할 수도 있으나, 공기 중의 먼지 양을 측정하는 먼지센서를 구비하여 먼지센서의 측정값에 따라 자동으로 작동의 여부나 세기를 결정할 수도 있다.Recently, as the numerical value of air quality deteriorates, interest in personal air purifiers and household air purifiers is increasing. The air cleaner may be operated simply by a user's operation, but a dust sensor for measuring the amount of dust in the air may be provided so that the operation or strength of the air cleaner can be automatically determined according to the measured value of the dust sensor.
공기청정기에 구비되는 먼지센서는 보통 광산란 방식에 의해 먼지의 양을 측정하는 저가의 센서로서, 엘이디(LED; Light Emitting Diode) 등의 광원으로 먼지가 이동하는 통로에 빛을 조사하고 먼지가 통과할 때마다 산란되는 빛을 수광하는 방법으로 먼지의 양을 측정할 수 있다.A dust sensor provided in an air cleaner is a low-cost sensor that measures the amount of dust by a light scattering method. The dust sensor irradiates a passage through which dust moves by a light source such as an LED (Light Emitting Diode) The amount of dust can be measured by receiving light scattered every time.
광산란 방식의 먼지센서는 먼지의 크기나 수별로 구분되는 디지털 신호를 출력하기는 하지만 출력된 디지털 신호가 어떤 수치의 먼지 농도에 대비되는지는 정확하게 확인할 수 없고, 따라서 상기 저가의 먼지센서와 정밀한 먼지센서를 동일한 조건 내에서 작동시키면서 저가 먼지센서의 디지털 신호값과 정밀 먼지센서에서 측정한 먼지 농도를 대비시킴으로써 저가 먼지센서를 캘리브레이션 한다.The light-scattering type dust sensor outputs a digital signal classified by the size and number of the dust, but it can not accurately determine the numerical value of the output digital signal to be compared with the dust concentration. Therefore, Is calibrated by comparing the digital signal value of the low-cost dust sensor with the dust concentration measured by the high-precision dust sensor while operating under the same conditions.
한편, 경제적으로 적정하면서도 측정값을 신속하게 얻을 수 있는 정밀 먼지센서는 광산란 방식으로 먼지의 크기별 개수농도를 측정하는데, 흔히 사용되는 먼지의 농도는 질량농도로 표현되기 때문에 격리된 챔버 내에 표준먼지, 연소먼지 또는 케이씨엘(KCL) 먼지 등을 분사하면서 실험을 진행하여 개수농도와 질량농도 간의 상관관계를 구한다.On the other hand, a precision dust sensor which can obtain an economically appropriate and quick measurement value measures the number concentration by the dust size by the light scattering method. Since the concentration of the dust which is commonly used is represented by the mass concentration, Experiments are carried out while spraying combustion dust or KCl (KCL) dust, etc. to obtain the correlation between the water concentration and the mass concentration.
그러나 표준먼지 등은 실제 사람이 노출되는 환경의 먼지와 상이할 수 있고, 실험에 의해 정해진 개수농도와 질량농도의 상관관계는 정확성이 떨어질 수 있다. 따라서, 저가 먼지센서의 디지털 신호값에 정밀 먼지센서의 질량농도를 그대로 대비시키는 것은 바람직하지 못하다.However, standard dusts and the like may be different from the dust of the environment in which the human being is exposed, and the correlation between the density concentration and the mass concentration determined by the experiment may be less accurate. Therefore, it is not desirable to contrast the digital signal value of the low-cost dust sensor with the mass concentration of the precision dust sensor as it is.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실제 사람이 노출되는 공기의 조건을 반영하여 먼지센서가 감지한 먼지 농도가 실제 먼지 농도와 정확하게 일치하도록 할 수 있는 먼지센서 캘리브레이션 방법 및 상기 캘리브레이션 방법이 적용된 먼지센서를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a dust sensor calibration method and a dust sensor calibration method, And a dust sensor to which the calibration method is applied.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems that are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 먼지의 크기와 개수에 따라 상이한 디지털 신호값을 생성하는 피교정 먼지센서를 캘리브레이션하는 방법에 있어서, 먼지의 크기에 따른 먼지 개수농도값을 측정하는 교정용 먼지센서와 상기 피교정 먼지센서를 격리된 챔버 내에서 함께 동작시키면서, 상기 피교정 먼지센서의 디지털 신호값과 상기 교정용 먼지센서의 먼지 개수농도값을 대응시키는 개수농도 대응단계; 상기 피교정 먼지센서를 실제 대기 중에서 동작시키면서 실제 대기의 먼지 개수농도값을 산출하고, 기상관련 웹사이트로부터 상기 피교정 먼지센서가 위치하는 지역의 초기 먼지 질량농도값을 입력받아, 실제 대기의 먼지 개수농도값과 초기 먼지 질량농도값으로부터 실제 대기에 존재하는 먼지의 밀도값을 계산하는 먼지밀도 계산단계; 및 실제 대기의 먼지 개수농도값과 먼지 밀도값을 이용하여 실제 대기의 먼지 개수농도값을 먼지 질량농도값으로 환산하는 환산식을 도출하고, 상기 환산식을 상기 피교정 먼지센서에 저장하는 환산식 도출단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 먼지센서 캘리브레이션 방법에 의해 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of calibrating a calibrated dust sensor for generating a digital signal value that varies according to the size and number of dusts, the calibrating method comprising the steps of: And a number density correspondence step of making the digital signal value of the calibrated dust sensor correspond to the dust number concentration value of the calibration dust sensor while operating the calibrated dust sensor in an isolated chamber together; Calculating an actual dust concentration concentration value of the actual air while operating the to-be-calibrated dust sensor in actual atmospheric air; receiving an initial dust concentration concentration value of an area where the to-be-measured dust sensor is located from a weather- A dust density calculation step of calculating a density value of dust present in the actual atmosphere from the number density value and the initial dust mass concentration value; And a conversion equation for converting the dust concentration concentration value of the actual air into the dust concentration concentration value by using the dust concentration concentration value and the dust density value of the actual atmosphere is derived and the conversion formula is stored in the calibration dust sensor The method comprising the steps of: (a) obtaining a calibration value for the dust sensor;
상기 환산식은 하기와 같이 이루어질 수 있다.The above-mentioned conversion formula can be made as follows.
[환산식][Conversion formula]
Co = V * ρ * NoCo = V *? * No
(Co : 먼지 질량농도값, V : 먼지 하나의 부피, ρ : 먼지 밀도값, No : 먼지 개수농도값)(Co: dust mass concentration value, V: one volume of dust, p: dust density value, and No:
상기 환산식은 먼지의 크기별로 도출되는 것이 바람직하다.The conversion equation is preferably derived for each size of dust.
상기 환산식은 상기 피교정 먼지센서가 위치하는 지역별 및 일정 주기별로 도출되는 것이 바람직하다.It is preferable that the conversion formula is derived for each region and a certain period in which the to-be-cleaned dust sensor is located.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 먼지의 크기와 개수에 따라 상이한 디지털 신호값을 생성하는 센싱부; 디지털 신호값에 대응되는 먼지 개수농도값이 저장되어, 상기 센싱부에서 생성된 특정 디지털 신호값에 대응되는 먼지 개수농도값을 산출하는 개수농도값 산출부; 기상관련 웹사이트의 초기 먼지 질량농도값을 입력받는 초기 질량농도값 입력부; 상기 개수농도값 산출부에서 산출된 먼지 개수농도값과 상기 초기 질량농도값 입력부에 입력된 초기 먼지 질량농도값을 이용하여 먼지 개수농도값을 먼지 질량농도값으로 환산하는 환산식을 도출하는 환산식 도출부; 상기 환산식 도출부에서 도출된 환산식이 저장되고, 상기 개수농도값 산출부에서 산출한 실시간 먼지 개수농도값을 환산식에 대입하여 실시간으로 먼지 질량농도값을 산출하는 질량농도값 산출부; 및 상기 질량농도값 산출부에서 산출된 실시간 먼지 질량농도값을 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 먼지센서가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided an image processing apparatus comprising: a sensing unit for generating digital signal values different depending on the size and number of dusts; A number density value calculation unit for storing a dust density concentration value corresponding to a digital signal value and calculating a dust density concentration value corresponding to a specific digital signal value generated by the sensing unit; An initial mass concentration value input unit for receiving an initial dust mass concentration value of a weather related web site; A conversion equation for converting the dust concentration concentration value into the dust concentration concentration value using the dust concentration concentration value calculated by the water concentration value calculation unit and the initial dust concentration concentration value input to the initial mass concentration value input unit, A derivation unit; A mass concentration value calculation unit for storing the conversion formula derived from the conversion formula deriving unit and calculating the concentration of dust mass in real time by substituting the real-time dust concentration concentration value calculated by the water concentration value calculation unit into the conversion formula; And a display unit for displaying the real-time dust mass concentration value calculated by the mass concentration value calculating unit.
상기 초기 질량농도값 입력부는 입력버튼을 구비할 수 있다.The initial mass density value input unit may include an input button.
본 발명에 의한 먼지센서는 기상관련 웹사이트와 통신하며 기상관련 웹사이트의 초기 먼지 질량농도값을 상기 초기 질량농도값 입력부로 전송하는 통신부를 더 구비하는 것이 바람직하다.The dust sensor according to the present invention may further include a communication unit for communicating with a weather-related website and transmitting an initial dust concentration value of the weather-related website to the initial mass concentration value input unit.
상기 통신부는 일정 주기별로 기상관련 웹사이트의 초기 먼지 질량농도값을 상기 초기 질량농도값 입력부로 전송하는 것이 바람직하다.The communication unit may transmit the initial dust concentration value of the web site related to the weather at regular intervals to the initial mass concentration value input unit.
상기 질량농도값 산출부에서 실시간으로 산출한 먼지 질량농도값은 외부로 전송될 수 있다.The dust concentration value calculated in real time by the mass concentration value calculation unit may be transmitted to the outside.
상기 디스플레이부는 실시간 먼지 질량농도값과 함께 실시간 먼지 개수농도값을 디스플레이할 수 있다.The display unit may display a real-time dust count concentration value together with a real-time dust mass concentration value.
상기 질량농도값 산출부에서 산출된 실시간 먼지 질량농도값을 구간별로 나누어 위험 정도를 판단하고, 판단한 위험 정도를 상기 디스플레이부로 전송하는 위험 정도 판단부를 더 포함하는 것이 바람직하다.And a danger level determining unit for determining the degree of danger by dividing the real-time dust concentration value calculated by the mass concentration value calculating unit by intervals and transmitting the determined risk level to the display unit.
본 발명에 의한 먼지센서 캘리브레이션 방법에 의하면, 교정용 먼지센서로서 매우 고가인 먼지의 질량농도값을 측정하는 센서를 직접 사용하지 않더라도, 피교정 먼지센서를 측정 지역의 상황에 맞추어 정확하게 캘리브레이션 하는 것이 가능하다.According to the dust sensor calibration method of the present invention, it is possible to accurately calibrate the calibrated dust sensor in accordance with the measurement area, even when the sensor for measuring the mass concentration value of the dust, which is very expensive as the calibration dust sensor, is not used directly Do.
또한, 본 발명에 의한 먼지센서는 동작 초기에 먼지센서가 위치하는 지역 대기의 먼지 조성에 맞게 캘리브레이션 되어 먼지 질량농도값을 정확하게 측정하는 것이 가능하다.In addition, the dust sensor according to the present invention can be calibrated according to the dust composition of the local atmosphere where the dust sensor is located at the beginning of the operation, and it is possible to accurately measure the dust mass concentration value.
도 1은 본 발명에 의한 먼지센서 캘리브레이션 방법에 관한 순서도,
도 2는 본 발명에 의한 먼지센서의 개략적인 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 먼지센서의 작동에 관한 설명도,
도 5는 본 발명에 의한 먼지센서의 디스플레이부에 관한 설명도이다.1 is a flow chart of a dust sensor calibration method according to the present invention,
2 is a schematic diagram of a dust sensor according to the present invention,
3 and 4 are explanatory diagrams of the operation of the dust sensor according to the present invention,
5 is an explanatory view of a display unit of a dust sensor according to the present invention.
실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of the embodiments are included in the detailed description and the drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참고하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범위에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will become clearer with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1에는 본 발명에 의한 먼지센서 캘리브레이션 방법에 관한 순서도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a flowchart showing a dust sensor calibration method according to the present invention.
본 발명에 의한 먼지센서 캘리브레이션 방법은 개수농도 대응단계(S10), 먼지밀도 계산단계(S20) 및 환산식 도출단계(S30)를 포함하여 이루어진다.The dust sensor calibration method according to the present invention includes a number density correspondence step (S10), a dust density calculation step (S20), and a conversion formula derivation step (S30).
본 발명에 의한 먼지센서 캘리브레이션 방법이 적용되는 피교정 먼지센서는 광산란 방식의 저가 센서로서, 먼지의 크기와 개수별로 상이한 디지털 신호값을 생성하지만 디지털 신호값이 어떠한 먼지농도에 대응되는지 정확하게 알 수 없기 때문에 캘리브레이션이 필요하다.The calibrated dust sensor to which the dust sensor calibration method according to the present invention is applied is a light-scattering low-cost sensor that generates a digital signal value that differs according to the size and number of dusts, but can not know exactly what dust concentration the digital signal value corresponds to Calibration is required.
상기 피교정 먼지센서를 캘리브레이션 하기 위한 교정용 먼지센서는 피교정 먼지세서와 마찬가지로 광산란 방식으로 먼지농도를 측정하되 이미 먼지의 크기와 개수별 디지털 신호값이 먼지 개수농도(No, 단위:개/㎥)와 정밀하게 대응된 상태의 것을 사용한다.The calibration dust sensor for calibrating the calibrated dust sensor measures the dust concentration in a light scattering manner in the same manner as the calibrating dust sensor, and the digital signal value according to the size and the number of the dust already has a dust concentration number (No, unit: Quot;) " are precisely matched with each other.
개수농도 대응단계(S10)에서는 격리된 챔버 내의 먼지 크기와 농도를 변화시키면서 상기 교정용 먼지센서와 피교정 먼지센서를 함께 동작시킨다. 챔버 내의 먼지 크기와 농도에 따라 피교정 먼지센서에서는 각 먼지 크기와 농도에 대응되는 특정한 디지털 신호값을 생성할 것이고, 교정용 먼지센서에서는 각 먼지 크기와 농도에 대응되는 특정한 먼지 개수농도값을 생성할 것이다. 특정 먼지농도 조건에서 생성된 피교정 먼지센서의 디지털 신호값과 교정용 먼지센서의 먼지 개수농도값은 특정 먼지농도의 다른 표현일 뿐이므로 서로 대응시킬 수 있다. 각 디지털 신호값에 대응되는 먼지 개수농도값은 피교정 먼지센서의 프로세서에 저장되어, 한번 개수농도 대응단계(S10)를 진행한 후에는 피교정 먼지센서를 동작시키는 것만으로 먼지 개수농도값을 산출하는 것이 가능하다.In the number density correspondence step S10, the calibration dust sensor and the calibrated dust sensor are operated together while varying the size and concentration of the dust in the isolated chamber. Depending on the size and concentration of dust in the chamber, the calibrated dust sensor will generate a specific digital signal value corresponding to each dust size and concentration, and the calibration dust sensor will generate a specific dust concentration value corresponding to each dust size and concentration something to do. The digital signal value of the calibrated dust sensor generated at a specific dust concentration condition and the dust count concentration value of the calibration dust sensor are only different expressions of the specific dust concentration and can be matched with each other. The dust density concentration value corresponding to each digital signal value is stored in the processor of the calibration dust sensor, and after the number density handling step S10 is performed, the dust density concentration value is calculated only by operating the calibration dust sensor It is possible to do.
피교정 먼지센서의 디지털 센서값과 교정용 먼지센서의 먼지 개수농도값 대응 작업은 모든 먼지 크기와 농도하에서 피교정 먼지센서와 교정용 먼지센서를 동작시키면서 진행될 수도 있겠으나, 먼지 농도 등을 단계별로 변화시키면서 피교정 먼지센서의 디지털 센서값과 교정용 먼지센서의 먼지 개수농도값을 측정하고 상기 값들 사이의 변환식을 구하는 방법으로 진행될 수도 있다.Correction The digital sensor value of the dust sensor and the dust concentration value of the calibration dust sensor can be operated while operating the calibration dust sensor and the calibration dust sensor under all dust sizes and concentrations, The digital sensor value of the calibrated dust sensor and the dust number density value of the calibration dust sensor may be measured while changing the calibration value, and a conversion formula between the values may be obtained.
개수농도 대응단계(S10)를 진행한 후 피교정 먼지센서에서 산출하는 먼지 개수농도값은 정확하지만 일반적으로 사용하는 먼지 농도인 질량농도(Co, 단위:㎍/㎥)와는 단위가 상이하므로 피교정 먼지센서에서 산출한 먼지의 개수농도값을 질량농도값으로 환산해줄 필요가 있다. 종래에는 먼지센서를 캘리브레이션할 때 격리된 챔버 내에 표준먼지 등을 분사하면서 실험을 진행하여 개수농도값을 질량농도값으로 환산하였으나 표준먼지 등은 실제 대기의 먼지 조성과는 상이하므로 환산된 질량농도값의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있었다.Since the density value of the dust count calculated by the calibrated dust sensor after proceeding to the number density correspondence step (S10) is accurate, the unit differs from the mass concentration (Co, unit: 쨉 g / m 3) It is necessary to convert the density concentration value of the dust calculated by the dust sensor into the mass concentration value. Conventionally, when the dust sensor is calibrated, the experiment is performed while injecting standard dust or the like into the isolated chamber, and the concentration concentration value is converted into the mass concentration value. However, since the standard dust and the like are different from the actual dust composition of the air, There is a problem in that the reliability is low.
본 발명에 의한 먼지센서 캘리브레이션 방법에서는 상기 개수농도 대응단계(S10) 후, 먼지밀도 계산단계(S20) 및 환산식 도출단계(S30)를 진행하여 환산된 질량농도값의 신뢰성을 높인다.In the dust sensor calibration method according to the present invention, after the number density correspondence step (S10), the dust density calculation step (S20) and the conversion formula derivation step (S30) are performed to increase the reliability of the converted mass concentration value.
먼지밀도 계산단계(S20)에서는 피교정 먼지센서를 격리된 챔버가 아닌 실제 대기 중에서 동작시키면서 실제 대기의 먼지 개수농도값을 산출한다. 그리고 지역별 대기질에 관한 정보를 제공하는 기상관련 웹사이트로부터 피교정 먼지센서가 동작중인 지역의 초기 먼지 질량농도값을 제공받는다.In the dust density calculation step S20, the calibrated dust sensor is operated in an actual atmosphere rather than in an isolated chamber, and the actual dust concentration value of the atmosphere is calculated. And an initial dust mass concentration value for the area in which the calibrated dust sensor is operating is provided from a weather-related website providing information on the air quality of each region.
여기에서 '초기 먼지 질량농도값'이라 함은 피교정 먼지센서의 캘리브레이션을 위해 기상관련 웹사이트로부터 제공받는 것으로, 캘리브레이션이 완료된 후 피교정 먼지센서가 산출하게 되는 '먼지 질량농도값'과는 구분된다.Here, the 'initial dust density value' refers to a value obtained from a weather-related website for calibrating a calibrated dust sensor, which is distinguished from a 'dust density value' calculated by the calibrated dust sensor after calibration is completed do.
기상관련 웹사이트에는 예를 들어, 한국환경공단의 에어코리아 웹사이트, 대한민국 기상청 웹사이트, 그리고 상기 에어코리아 웹사이트 등에서 미세먼지에 관한 정보를 제공받는 포털 사이트 등이 있다. 우리나라 외의 지역에서 먼지센서 캘리브레이션을 하는 경우에는 해당 국가의 기상청 웹사이트에서 초기 먼지 질량농도값을 제공받을 수 있다.The weather-related websites include, for example, the Air Korea website of the Korea Environment Corporation, the Korea Meteorological Administration website, and a portal site that provides information on fine dusts on the Air Korea website and the like. For dust sensor calibration outside of Korea, initial dust mass concentration values may be provided on the country's Meteorological Agency website.
기상관련 웹사이트에 저장된 초기 먼지 질량농도값은 매우 정밀한 먼지센서로 측정되어 실제의 대기농도를 정확하게 나타낸다. 피교정 먼지센서는 통신수단과 연계되어 기상관련 웹사이트로부터 실제 대기의 초기 먼지 질량농도값을 입력받을 수도 있고, 입력 버튼을 구비하여 사람이 기상관련 웹사이트의 실제 대기의 초기 먼지 질량농도값을 확인한 후 입력 버튼을 통해 실제 대기의 초기 먼지 질량농도값을 입력해줄 수도 있다.The initial dust mass concentration values stored on weather-related websites are measured with a very precise dust sensor to accurately represent actual atmospheric concentrations. The calibrated dust sensor can receive the initial dust mass concentration value of the actual atmosphere from the weather related web site in association with the communication means and can input the initial dust mass concentration value of the actual atmosphere of the weather related web site After confirming, you can input the initial dust concentration value of the actual atmosphere through the input button.
피교정 먼지센서는 먼지 크기별 먼지 개수농도값을 산출할 수 있으므로 피교정 먼지센서로 먼지 개수농도값을 한번 측정하는 것으로, 피교정 먼지센서의 먼지 개수농도값을 기상관련 웹사이트의 질량농도값으로 환산하는 환산식을 구하는 것이 가능하다. 즉, 아래와 같은 [식 1]을 통해 먼지밀도 계산단계(S20)에서는 실제 대기의 먼지 개수농도값과 초기 먼지 질량농도값으로부터 실제 대기에 존재하는 먼지의 밀도값을 계산할 수 있고, 환산식 도출단계(S30)에서는 실제 대기의 먼지 개수농도값과 먼지 밀도값을 이용하여 실제 대기의 먼지 개수농도값을 질량농도값으로 환산하는 환산식을 도출할 수 있다.Since the calibration sensor for dust calibration can calculate the dust concentration density value by dust size, it measures the dust concentration concentration value once with the calibration dust sensor. It is possible to calculate the dust concentration concentration value of the calibration dust sensor as the mass concentration value of the weather related website It is possible to obtain a conversion equation for conversion. That is, in the dust density calculation step (S20) through the following Equation (1), the density value of the dust present in the actual atmosphere can be calculated from the actual dust concentration value and the initial dust concentration concentration value, (S30), it is possible to derive a conversion equation that converts the dust concentration concentration value of the actual atmosphere into the mass concentration concentration using the actual dust concentration concentration value and the dust concentration value.
[식 1][Formula 1]
ρ = Co1 / (V * No)ρ = Co1 / (V * No)
(ρ : 먼지 밀도값(㎍/㎥), Co1 : 초기 먼지 질량농도값(㎍/㎥), V : 먼지 하나의 부피(㎥/개), No : 먼지 개수농도값(개/㎥)m3), V: dust volume (m3 / g), No: dust density value (g / m3)
상기 식에서 초기 먼지 질량농도값은 기상관련 웹사이트로부터 얻어질 수 있고, 먼지 하나의 부피와 먼지 개수농도값은 피교정 먼지센서로부터 얻어질 수 있으므로, 먼지의 밀도값을 산출하는 것이 가능하다. 먼지의 밀도값은 피교정 먼지센서가 위치하는 지역의 대기 성분의 영향을 받는 것으로서 해당 지역의 환경이 달라지지 않는한 거의 일정하므로 상수로 취급될 수 있다.In the above equation, the initial dust mass concentration value can be obtained from the weather-related website, and one volume of the dust and the dust count concentration value can be obtained from the calibrated dust sensor, so that it is possible to calculate the dust density value. The density value of the dust is affected by the atmospheric composition of the area where the calibrated dust sensor is located and can be treated as a constant because the density is almost constant unless the environment of the area is changed.
먼지의 밀도가 산출된 후에는 아래와 같은 [환산식]을 피교정 먼지센서에 적용하여, 기상관련 웹사이트로부터 초기 먼지 질량농도값을 입력받지 않더라도 피교정 먼지센서를 작동시키는 것만으로 먼지 질량농도값을 구할 수 있다.After calculating the density of the dust, the following conversion formula can be applied to the calibrated dust sensor, so that even if the initial dust mass concentration value is not inputted from the weather related web site, Can be obtained.
[환산식][Conversion formula]
Co = V * ρ * NoCo = V *? * No
(Co : 먼지 질량농도값(㎍/㎥), V : 먼지 하나의 부피(㎥/개), ρ : 먼지 밀도값, No : 먼지 개수농도값(개/㎥)(Co / kg / m3), V: dust volume (m3 / dog), p: dust density value,
이처럼 본 발명에 의한 먼지센서 캘리브레이션 방법에 의하면, 교정용 먼지센서로서 매우 고가인 먼지의 질량농도값을 측정하는 센서를 직접 사용하지 않더라도, 피교정 먼지센서를 측정 지역의 상황에 맞추어 정확하게 캘리브레이션 하는 것이 가능하다.As described above, according to the dust sensor calibration method of the present invention, it is possible to precisely calibrate the calibrated dust sensor according to the situation of the measurement area even if the sensor for measuring the mass concentration value of the dust, which is very expensive, It is possible.
상기 환산식은 먼지의 크기별로 도출되는 것이 바람직하다.The conversion equation is preferably derived for each size of dust.
최근에는 미세먼지뿐만 아니라 초미세먼지에 대한 관심도 높고, 에어코리아 웹사이트에서도 미세먼지 수치와 초미세먼지 수치를 구분하여 개시한다.In recent years, attention has been paid not only to fine dust but also to ultrafine dust, and also to disclose fine dust levels and ultrafine dust levels in the air Korea website.
이에 맞추어 본 발명에 의한 먼지센서 캘리브레이션 방법에서도 먼지의 크기별로 환산식을 구하여 먼지센서가 먼지의 크기별 질량농도값을 산출하도록 할 수 있다.Accordingly, in the dust sensor calibration method according to the present invention, the conversion equation for each dust size is obtained, and the dust sensor can calculate the mass concentration value for each dust size.
먼지의 크기별 환산식이 적용된 먼지센서는 예를 들어 0.3㎛, 1㎛ 및 2.5㎛ 등의 크기를 갖는 먼지의 질량농도값을 각각 보여줄 수도 있고, 특정 크기 이하의 먼지 질량농도값을 합산하여 PM1.0, PM2.5 및 PM10 등의 질량농도값을 보여줄 수도 있다.The dust sensor to which the conversion formula according to the size of dust is applied may show the mass concentration value of dust having a size of 0.3 탆, 1 탆 and 2.5 탆, respectively, for example. , PM2.5 and PM10, and the like.
상기 환산식은 피교정 먼지센서가 위치하는 지역별 및 일정 주기별로 도출될 수 있다.The conversion equation can be derived for each region and a certain period in which the calibrated dust sensor is located.
지역별 환경은 상이하므로 대기 중에 존재하는 먼지의 밀도값 또한 지역별로 달라질 수 있고, 특정 지역에 영향을 미치는 기단 등도 계절 등에 따라 달라질 수 있다.Since the regional environment differs, the density of dust in the atmosphere can also vary by region, and the air masses affecting specific regions can also vary depending on the season.
따라서, 본 발명에 의한 먼지센서 캘리브레이션 방법에서는 지역별 및 일정 주기별로 환산식을 도출하여, 먼지센서가 항상 정확한 먼지 질량농도값을 산출하도록 할 수 있다.Therefore, in the dust sensor calibration method according to the present invention, a conversion formula is derived for each region and a predetermined period, so that the dust sensor can always calculate an accurate dust mass concentration value.
환산식은 피교정 먼지센서로 먼지의 개수농도값을 구하는 것 외에 기상관련 웹사이트에서 해당 지역의 초기 먼지 질량농도값을 입력받는 것만으로 도출이 가능하므로, 지역별 및 일정 주기별로 환산식을 구하는 작업을 용이하게 진행할 수 있다. 다시 말해, 피교정 먼지센서를 지역 등에 따라 다시 캘리브레이션 할 때에는 개수농도 대응단계(S10)를 진행할 필요 없이, 먼지밀도 계산단계(S20) 및 환산식 도출단계(S30)만을 진행하여 피교정 먼지센서를 캘리브레이션 할 수 있다.In addition to calculating the concentration value of the dust with the calibrated dust sensor, the conversion formula can be derived only by inputting the initial dust density value of the region in the weather related website. Therefore, It can easily proceed. In other words, when the to-be-calibrated dust sensor is calibrated again according to the region or the like, only the dust density calculation step (S20) and the calculated derivation step (S30) are performed without proceeding to the number density correspondence step (S10) Calibration is possible.
본 발명에 의한 먼지센서에는 상기한 먼지센서 캘리브레이션 방법이 적용된 다. 즉, 본 발명에 의한 먼지센서는 동작 초기에 먼지센서가 위치하는 지역 대기의 먼지 조성에 맞게 캘리브레이션 되어 먼지 질량농도값을 정확하게 측정하는 것이 가능하다.The above-described dust sensor calibration method is applied to the dust sensor according to the present invention. That is, the dust sensor according to the present invention can be calibrated in accordance with the dust composition of the local atmosphere where the dust sensor is located at the beginning of the operation, and it is possible to accurately measure the dust mass concentration value.
도 2에는 본 발명에 의한 먼지센서(1)의 개략적인 구성도가 도시되어 있다.Fig. 2 shows a schematic configuration diagram of the
본 발명에 의한 먼지센서(1)는 센싱부(10), 개수농도값 산출부(20), 초기 질량농도값 입력부(30), 환산식 도출부(40), 질량농도값 산출부(50) 및 디스플레이부(60)를 구비한다.The
센싱부(10)는 광산란 방식으로 먼지의 크기와 개수에 따라 상이한 디지털 신호값을 생성한다. 개수농도값 산출부(20)에서는 상기 센싱부(10)에서 생성된 디지털 신호값에 대응되는 먼지 개수농도값이 저장되어 있어, 센싱부(10)에서 생성된 특정 디지털 신호값에 대응되는 먼지 개수농도값을 산출한다. 즉, 개수농도값 산출부(20)는 디지털 신호값을 보다 직관적인 단위를 가지는 값으로 변환한다.The
초기 질량농도값 입력부(30)에서는 기상관련 웹사이트에서 본 발명에 의한 먼지센서가 위치하는 지역의 실시간 질량농도값을 입력받는다.The initial mass concentration
환산식 도출부(40)에서는 개수농도값 산출부(20)에서 산출된 먼지 개수농도값과 초기 질량농도값 입력부(30)에서 입력된 초기 먼지 질량농도값을 이용하여, 먼지 개수농도값을 먼지 질량농도값으로 환산하기 위한 환산식을 도출한다.The conversion
환산식은 상기했던 바와 같이 [식 1]에 의하여 본 발명에 의한 먼지센서가 위치하는 지역의 실제 대기에 존재하는 먼지 밀도값을 계산한 후, 계산된 먼지 밀도값과 개수농도값 산출부(20)에서 산출된 먼지 개수농도값을 이용해 도출될 수 있다. As described above, the calculation formula calculates the dust density value in the actual atmosphere in the region where the dust sensor according to the present invention is located according to
환산식 도출부(40)에서 도출된 환산식은 질량농도값 산출부(50)에 저장된다. 질량농도값 산출부(50)에서는 또한 저장된 환산식에 개수농도값 산출부(20)에서 산출한 실시간 먼지 개수농도값을 대입하여 실시간으로 먼지 질량농도값을 산출한다.The conversion equation derived from the conversion
즉, 먼지센서의 동작 초기에는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 센싱부(10), 개수농도값 산출부(20), 초기 질량농도값 입력부(30) 및 환산식 도출부(40)가 사용되어 먼지센서를 해당 지역 대기의 먼지 조성에 맞게 캘리브레이션 할 수 있고, 한번 캘리브레이션 작업이 진행된 후에는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 센싱부(10), 개수농도값 산출부(20) 및 질량농도값 산출부(50)가 사용되어 기상관련 웹사이트에서 초기 먼지 질량농도값을 입력받지 않고도 실시간으로 정확한 먼지 질량농도값을 산출할 수 있다.3, the
디스플레이부(60)에서는 질량농도값 산출부(50)에서 산출된 실시간 먼지 질량농도값을 디스플레이하여 사람이 먼지 질량농도값을 쉽게 확인할 수 있도록 한다. 디스플레이부(60)는 예를 들어 도 5에 도시되어 있는 바와 같은 형식으로 질량농도값 등을 디스플레이해줄 수 있다.The
본 발명에 의한 먼지센서는 단독으로 사용될 수도 있으나, 공기청정기 등에 장착되어 공기청정기 등을 효율적으로 동작시키기 위해 사용될 수도 있다.The dust sensor according to the present invention may be used alone or may be used for efficiently operating an air cleaner or the like by being installed in an air cleaner or the like.
상기 초기 질량농도값 입력부(30)는 입력버튼(미도시)을 구비하여, 사용자가 스마트폰 등으로 기상관련 웹사이트에서 초기 먼지 질량농도값을 확인한 후 입력버튼을 통해 직접 초기 먼지 질량농도값을 입력해줄 수 있다.The initial mass concentration
또는, 본 발명에 의한 먼지센서가 기상관련 웹사이트와 통신하는 통신부(70)를 더 구비하여, 기상관련 웹사이트의 초기 먼지 질량농도값을 초기 질량농도값 입력부(30)로 전송함으로써 자동으로 초기 질량농도값 입력부(30)에 기상관련 웹사이트의 초기 먼지 질량농도값을 입력시킬 수도 있다.Alternatively, the dust sensor according to the present invention may further include a
먼지센서에 통신부(70)가 구비되는 경우, 먼지센서에 IP주소가 할당되어 먼지센서가 위치하는 지역이 파악될 수 있으므로 사용자가 별도로 먼지센서의 위치를 지정해줄 필요가 없다.When the
통신부(70)는 일정 주기별로 기상관련 웹사이트의 초기 먼지 질량농도값을 초기 질량농도값 입력부(30)로 전송하여 질량농도값 산출부(50)에 저장되는 환산식을 갱신하는 것이 바람직하다. 이 경우, 먼지센서가 위치하는 지역에 영향을 미치는 기단의 변화 등으로 인해 먼지센서가 위치하는 지역 대기의 조성이 달라지더라도 항상 정확한 먼지 질량농도값을 산출하는 것이 가능하다.It is preferable that the
질량농도값 산출부(50)에서 산출한 먼지 질량농도값은 단순히 사용자가 먼지 농도를 확인하는 데 사용될 뿐만 아니라, 예를 들어 공기청정기와 같은 외부 장치로 전송되어 외부 장치를 효율적으로 동작시키는 데 활용될 수도 있다.The dust concentration value calculated by the mass concentration
본 발명에 의한 먼지센서가 공기청정기 등에 장착된 경우에는 케이블을 통해 먼지 질량농도값이 공기청정기 등으로 전송될 수 있고, 본 발명에 의한 먼지센서가 공기청정기 등과 별도로 형성된 경우에는 통신부(70)를 통해 먼지 질량농도값이 공기청정기 등으로 전송될 수 있다.When the dust sensor according to the present invention is installed in an air cleaner or the like, the dust mass concentration value can be transmitted to the air cleaner or the like through the cable. In the case where the dust sensor according to the present invention is formed separately from the air cleaner, The dust mass concentration value can be transmitted to the air cleaner or the like.
디스플레이부(60)에서는 실시간 먼지 질량농도값과 함께 개수농도값 산출부(20)에서 산출하는 실시간 먼지 개수농도값이 디스플레이될 수 있다.In the
먼지의 농도를 표현하기 위하여 일반적으로 사용되는 단위는 질량농도(단위:㎍/㎥)이지만, 비전문가에게는 개수농도(단위:개/㎥)가 더 직관적으로 느껴지는 단위일 수 있다. 따라서, 디스플레이부(60)에 먼지 질량농도값과 함께 먼지 개수농도값을 디스플레이 한다.Typical units used for expressing the concentration of dust are the mass concentration (unit: / / ㎥), but for non-experts, the number concentration (unit: ㎥ / ㎥) can be a more intuitive unit. Accordingly, the dust amount concentration value is displayed on the
본 발명에 의한 먼지센서는 위험 정도 판단부(80)를 더 포함할 수 있다.The dust sensor according to the present invention may further include a danger level determining unit (80).
비전문가들은 단순히 먼지 질량농도값을 확인하는 것으로는 해당 값이 위험한 정도인지 아닌지 판단하는 것이 쉽지 않다.It is not easy for non-experts to determine whether the value is dangerous or not by simply checking the dust mass concentration value.
따라서, 위험 정도 판단부(80)에서는 질량농도값 산출부(50)에서 산출된 먼지 질량농도값을 구간별로 나누어 위험 정도를 판단하고 판단한 위험 정도를 디스플레이부(60)로 전송하여, 사용자가 먼지 농도의 위험 정도를 매우 용이하게 판단하도록 할 수 있다.Accordingly, the danger
먼지 질량농도값의 위험 정도는 예를 들어 '좋음', '보통' 및 '나쁨'의 세 단계로 나누어지거나, '매우 좋음', '좋음', '보통', '나쁨' 및 '매우 나쁨'의 다섯 단계로 나누어질 수 있다.The degree of danger of the dust mass concentration value is divided into three stages, for example, 'good', 'normal' and 'bad', or 'very good', 'good', 'normal', ' And the like.
위험 정도는 디스플레이부(60)에서 문자, 색상 또는 표정이 나타난 그림으로 표현될 수 있다.The degree of danger may be represented by a picture in which characters, colors, or facial expressions appear on the
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
1 : 먼지센서
10 : 센싱부 20 : 개수농도값 산출부
30 : 초기 질량농도값 입력부 40 : 환산식 도출부
50 : 질량농도값 산출부 60 : 디스플레이부
70 : 통신부 80 : 위험 정도 판단부
S10 : 개수농도 대응단계 S20 : 먼지밀도 계산단계
S30 : 환산식 도출단계1: Dust sensor
10: sensing unit 20: number density value calculating unit
30: Initial mass concentration value input unit 40: Conversion formula derivation unit
50: Mass concentration value calculating unit 60:
70: communication unit 80: danger degree judging unit
S10: corresponding to the number density Step S20: calculation of dust density Step
S30: Conversion formula derivation step
Claims (11)
먼지의 크기에 따른 먼지 개수농도값을 측정하는 교정용 먼지센서와 상기 피교정 먼지센서를 격리된 챔버 내에서 함께 동작시키면서, 상기 피교정 먼지센서의 디지털 신호값과 상기 교정용 먼지센서의 먼지 개수농도값을 대응시키는 개수농도 대응단계;
상기 피교정 먼지센서를 실제 대기 중에서 동작시키면서 실제 대기의 먼지 개수농도값을 산출하고, 기상관련 웹사이트로부터 상기 피교정 먼지센서가 위치하는 지역의 초기 먼지 질량농도값을 입력받아, 실제 대기의 먼지 개수농도값과 초기 먼지 질량농도값으로부터 실제 대기에 존재하는 먼지의 밀도값을 계산하는 먼지밀도 계산단계; 및
실제 대기의 먼지 개수농도값과 먼지 밀도값을 이용하여 실제 대기의 먼지 개수농도값을 먼지 질량농도값으로 환산하는 환산식을 도출하고, 상기 환산식을 상기 피교정 먼지센서에 저장하는 환산식 도출단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 먼지센서 캘리브레이션 방법.
A method of calibrating a calibrated dust sensor that produces different digital signal values depending on the size and number of dusts,
A calibration dust sensor for measuring a concentration value of dust according to the size of the dust and a calibration dust sensor for measuring the concentration of the dust in the calibration chamber, A number density corresponding step of associating the density values;
Calculating an actual dust concentration concentration value of the actual air while operating the air sensor to be calibrated in actual atmosphere and inputting an initial dust mass concentration value of an area where the air sensor is located from the weather related web site, A dust density calculation step of calculating a density value of dust present in the actual atmosphere from the number density value and the initial dust mass concentration value; And
A conversion equation for converting the dust concentration concentration value of the actual air into the dust concentration concentration value is derived using the dust concentration density value and the dust density value of the actual atmosphere and the conversion formula for storing the conversion formula in the calibration dust sensor is calculated The method comprising the steps of:
상기 환산식은 하기와 같은 것을 특징으로 하는 먼지센서 캘리브레이션 방법.
[환산식]
Co = V * ρ * No
(Co : 먼지 질량농도값, V : 먼지 하나의 부피, ρ : 먼지 밀도값, No : 먼지 개수농도값)
The method according to claim 1,
Wherein the conversion formula is as follows.
[Conversion formula]
Co = V *? * No
(Co: dust mass concentration value, V: one volume of dust, p: dust density value, and No:
상기 환산식은 먼지의 크기별로 도출되는 것을 특징으로 하는 먼지센서 캘리브레이션 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the conversion formula is derived for each size of the dust.
상기 환산식은 상기 피교정 먼지센서가 위치하는 지역별 및 일정 주기별로 도출되는 것을 특징으로 하는 먼지센서 캘리브레이션 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the conversion formula is derived for each region and a predetermined period in which the to-be-cleaned dust sensor is located.
디지털 신호값에 대응되는 먼지 개수농도값이 저장되어, 상기 센싱부에서 생성된 특정 디지털 신호값에 대응되는 먼지 개수농도값을 산출하는 개수농도값 산출부;
기상관련 웹사이트의 초기 먼지 질량농도값을 입력받는 초기 질량농도값 입력부;
상기 개수농도값 산출부에서 산출된 먼지 개수농도값과 상기 초기 질량농도값 입력부에 입력된 초기 먼지 질량농도값을 이용하여 먼지 개수농도값을 먼지 질량농도값으로 환산하는 환산식을 도출하는 환산식 도출부;
상기 환산식 도출부에서 도출된 환산식이 저장되고, 상기 개수농도값 산출부에서 산출한 실시간 먼지 개수농도값을 환산식에 대입하여 실시간으로 먼지 질량농도값을 산출하는 질량농도값 산출부; 및
상기 질량농도값 산출부에서 산출된 실시간 먼지 질량농도값을 디스플레이하는 디스플레이부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 먼지센서.
A sensing unit which generates different digital signal values depending on the size and number of the dusts;
A number density value calculation unit for storing a dust density concentration value corresponding to a digital signal value and calculating a dust density concentration value corresponding to a specific digital signal value generated by the sensing unit;
An initial mass concentration value input unit for receiving an initial dust mass concentration value of a weather related web site;
A conversion equation for converting the dust concentration concentration value into the dust concentration concentration value using the dust concentration concentration value calculated by the water concentration value calculation unit and the initial dust concentration concentration value input to the initial mass concentration value input unit, A derivation unit;
A mass concentration value calculation unit for storing the conversion formula derived from the conversion formula deriving unit and calculating the concentration of dust mass in real time by substituting the real-time dust concentration concentration value calculated by the water concentration value calculation unit into the conversion formula; And
And a display unit for displaying the real-time dust mass concentration value calculated by the mass concentration value calculating unit.
상기 초기 질량농도값 입력부는 입력버튼을 구비하는 것을 특징으로 하는 먼지센서.
6. The method of claim 5,
Wherein the initial mass density value input unit includes an input button.
기상관련 웹사이트와 통신하며 기상관련 웹사이트의 초기 먼지 질량농도값을 상기 초기 질량농도값 입력부로 전송하는 통신부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 먼지센서.
6. The method of claim 5,
And a communication unit communicating with the weather related web site and transmitting the initial dust concentration value of the weather related web site to the initial mass concentration value input unit.
상기 통신부는 일정 주기별로 기상관련 웹사이트의 초기 먼지 질량농도값을 상기 초기 질량농도값 입력부로 전송하는 것을 특징으로 하는 먼지센서.
8. The method of claim 7,
Wherein the communication unit transmits the initial dust concentration concentration value of the weather-related web site to the initial mass concentration value input unit at regular intervals.
상기 질량농도값 산출부에서 실시간으로 산출한 먼지 질량농도값은 외부로 전송되는 것을 특징으로 하는 먼지센서.
6. The method of claim 5,
And the dust concentration value calculated in real time by the mass concentration value calculation unit is transmitted to the outside.
상기 디스플레이부는 실시간 먼지 질량농도값과 함께 실시간 먼지 개수농도값을 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 먼지센서.
6. The method of claim 5,
Wherein the display unit displays a real-time dust count concentration value together with a real-time dust mass concentration value.
상기 질량농도값 산출부에서 산출된 실시간 먼지 질량농도값을 구간별로 나누어 위험 정도를 판단하고, 판단한 위험 정도를 상기 디스플레이부로 전송하는 위험 정도 판단부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지센서.
6. The method of claim 5,
Further comprising a danger level determining unit for determining a danger level by dividing the real-time dust density concentration value calculated by the mass concentration value calculating unit by intervals and transmitting the determined danger level to the display unit.
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| KR1020180036491A KR101991059B1 (en) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | Dust sensor calibrating method and Dust sensor |
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