KR102159941B1 - Electronic particle analyzer comprising quartz crystal microbalance sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기식 입자 집적기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 비교적 구조가 간단한 전기식 입자 분석 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 입자 집적기를 이용하여 집적한 입자를 QCM 센서를 이용하여 분석도 가능한 전기식 입자 분석 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric particle aggregator, and more particularly, to an electric particle analysis apparatus having a relatively simple structure, and more particularly, an electric particle analysis apparatus capable of analyzing the particles accumulated using a particle aggregator using a QCM sensor. It is about.
공기 중에 존재하는 입자 등을 수집하기 위한 방법 중 전기식 집진기(electrostatic precipitator)를 들수 있다.An electrostatic precipitator is a method for collecting particles present in the air.
상기 방식은 공기 중의 미세 입자를 대전시키고, 상기 미세 입자를 포함하는 공기를 별도의 전기장을 포함하는 집진기 내부로 유도시켜 미세 입자를 포집하는 것으로 현재 많이 연구되고 있다. 그러나 이들 전기집진기 형태의 미세 입자 채집기는 입자를 채집할 전극의 크기가 상대적으로 넓어 입자 채집에는 유리한 측면이 있으나 채집된 입자의 농축에는 불리한 측면이 있다.The method is currently being studied for collecting fine particles by charging fine particles in air and guiding air including the fine particles into a dust collector including a separate electric field. However, these electrostatic precipitator-type fine particle collectors have an advantage in collecting particles because the size of an electrode to collect particles is relatively wide, but there is a disadvantage in concentrating the collected particles.
공개특허 제2007-0026653에는 공기 중 입자 채집 장치에 대한 구성이 개시되어 있다. 상기 구성은 공기 중 입자의 대전을 위한 별도의 장치를 구비하여 대전의 효율성을 향상시키고, 포집된 입자들을 추출하여 별도로 액체에 침전시켜 분석하는 방식이다.Patent Publication No. 2007-0026653 discloses a configuration of an apparatus for collecting airborne particles. In the above configuration, a separate device for charging particles in the air is provided to improve charging efficiency, and the collected particles are extracted and separately precipitated in a liquid for analysis.
상기와 같은 방식은 전기식 입자 채집 장치의 특성들이 잘 구현되는 구조이며, 공기 중에 포함된 입자들을 수집하는 것에서 높은 효율을 나타낸다. 즉, 공기 중의 포함된 입자의 제거에 높은 효율을 나타낸다 할 수 있다.The above method has a structure in which the characteristics of the electric particle collection device are well realized, and exhibits high efficiency in collecting particles contained in air. That is, it can be said to exhibit high efficiency in removing particles contained in the air.
그러나 공기 중의 미세 입자들의 종류를 감지하고 분석하기 위해서는 미세 입자의 채집 뿐만 아니라 채집된 입자로부터 미세 입자의 종류를 구별하기 위한 별도의 후속 절차가 필요하다. 공기 중의 미세 입자의 농도가 일반적으로 아주 작은 점을 고려할 때, 공기중의 미세 입자를 효과적으로 감지하기 위해서는 채집된 미세 입자의 농도를 높이는 것이 꼭 필요하다.However, in order to detect and analyze the types of fine particles in the air, a separate follow-up procedure is required not only to collect fine particles, but also to distinguish the types of fine particles from the collected particles. Considering that the concentration of fine particles in the air is generally very small, it is necessary to increase the concentration of the collected fine particles in order to effectively detect the fine particles in the air.
상기와 같은 방식의 전기 집진기를 이용하여 공기 중의 미세 입자를 수집하는 경우에는 미세 입자의 분석을 위하여 농도를 증가시키기 위한 별도의 조작이 필요하여 미세 입자의 분석에 효율성이 떨어지는 단점이 있다.In the case of collecting fine particles in the air using the electrostatic precipitator of the above method, a separate operation to increase the concentration is required for analysis of the fine particles, and thus there is a disadvantage in that the efficiency of analyzing the fine particles is inferior.
따라서, 공기 중에 포함된 미세 입자의 효율적인 채집과 함께 채집된 입자의 농도를 증가시켜 후속 공정에서 입자의 특성이 빠른 시간 내에 파악될 수 있는 별도의 전기식 입자 집적기가 필요한 실정이었다.Accordingly, there is a need for a separate electric particle aggregator capable of efficiently collecting fine particles contained in the air and increasing the concentration of the collected particles so that the characteristics of the particles can be quickly identified in a subsequent process.
한편, 공기 중에 존재하는 미세 입자들의 분석을 위해서는, 공기 중에 존재하는 미세 입자를 채집한 후 채집된 입자를 별도의 검출 센서를 이용하여 감지하는 작업을 수행하여 왔다. 이 과정에서 숙련자의 별도의 시간 투자 및 고가의 장비가 필요로 되어 그 효율이 떨어지는 문제가 있었다. On the other hand, in order to analyze the fine particles existing in the air, after collecting the fine particles existing in the air, a task of detecting the collected particles using a separate detection sensor has been performed. In this process, a separate investment of time and expensive equipment of the skilled person were required, and the efficiency was reduced.
이러한 집적 및 분석 장치는 최근 공기 중 미세먼지의 농도가 점점 더 높아지면서 미세먼지 농도를 측정하고 미세먼지에 포함되어 있는 성분들을 분석하기 위하여 그 필요성이 더욱 부각되었다. 이러한 공기 중의 미세 입자의 채집 및 감지를 동시에 수행할 수 있는 간단하면서도 효과적인 방법은 현재까지도 제공되지 않고 있는 실정이었다.As the concentration of fine dust in the air has become increasingly higher in recent years, the necessity of such an integration and analysis device has become more prominent in order to measure the concentration of fine dust and to analyze components contained in the fine dust. A simple yet effective method capable of simultaneously collecting and detecting fine particles in the air has not been provided until now.
본 발명의 목적은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비교적 간단한 구조올 높은 집적 효율을 나타내는 전기식 입자 집적기와 그에 구비된 QCM 센서를 이용하여 높은 집적 효율로 신속하고 정밀하게 공기 중의 미세 입자 및 미세먼지 농도를 감지할 수 있는 센서 장치를 제공할 수 있다.An object of the present invention is to solve the above-described problems, and by using an electric particle aggregator that exhibits high integration efficiency with a relatively simple structure and a QCM sensor provided therein, fine particles in the air and A sensor device capable of detecting the concentration of fine dust may be provided.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the problems mentioned above, and other problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.
본 발명의 일 측에서 제공하는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치는, 상부 유입구 및 상부 유출구를 포함하는 상면과, 측면으로 구성되고 내부 공간을 형성하는 원통형 몸체; 상기 원통형의 몸체의 내부 공간으로 일부가 삽입 형성되어 상기 원통형 몸체를 지지하는 하부 지지체; 및 상기 하부 지지체에 장착되어 전기식으로 미세먼지를 포집하는 QCM 센서;를 포함하고, 공기를 유입시켜 공기 중의 대전된 미세먼지를 포집하고 분석하는 것이다.An electric particle analysis apparatus including a QCM sensor provided in one aspect of the present invention includes: a cylindrical body consisting of an upper surface including an upper inlet and an upper outlet and a side surface and forming an inner space; A lower support body that is partially inserted into the inner space of the cylindrical body to support the cylindrical body; And a QCM sensor that is mounted on the lower support and electrically collects fine dust, and collects and analyzes charged fine dust in the air by introducing air.
일 실시예에 따르면, 상기 하부 지지체는 중앙에 상기 내부 공간을 향해 돌출되는 중공형의 센서 홀더부를 포함하고, 상기 QCM 센서는 상기 센서 홀더부에 삽입 장착되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the lower support may include a hollow sensor holder portion protruding toward the inner space at a center, and the QCM sensor may be inserted and mounted on the sensor holder portion.
일 실시예에 따르면, 상기 QCM 센서는 포집된 미세먼지 내 미립자를 분석하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the QCM sensor may analyze particulates in the collected fine dust.
일 실시예에 따르면, 상기 상부 유입구는, 상기 몸체 상면의 중앙에 하나 형성되는 것이고, 상기 상부 유출구는, 상기 몸체 상면의 상기 유입구 주위에 복수 개 형성되는 것일 수 있다.According to an embodiment, one upper inlet may be formed in the center of the upper surface of the body, and a plurality of upper outlet may be formed around the inlet on the upper surface of the body.
일 실시예에 따르면, 상기 QCM 센서는, 일 방향으로 개구가 형성된 하우징; 상기 하우징에 구비되는 하나 이상의 센서 지지부; 상기 센서 지지부에 의해 지지되는 센서 플레이트; 및 상기 센서 플레이트 상부에 형성되는 센서 캡;을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the QCM sensor includes: a housing having an opening formed in one direction; At least one sensor support provided in the housing; A sensor plate supported by the sensor support; And a sensor cap formed on the sensor plate.
일 실시예에 따르면, 상기 센서 캡은 캡 유입구 및 캡 유출구를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the sensor cap may include a cap inlet and a cap outlet.
일 실시예에 따르면, 상기 캡 유입구는 상기 상부 유입구와 연결되는 유로를 형성하고, 상기 캡 유출구는 상기 상부 유출구와 연결되는 유로를 형성하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the cap inlet may form a flow path connected to the upper inlet, and the cap outlet may form a flow path connected to the upper outlet.
일 실시예에 따르면, 상기 QCM 센서 주위에 형성되는 에어로졸 분사장치;를 더 포함하고, 상기 에어로졸 분사장치는 상기 QCM 센서를 향해 에어로졸을 분사하여 QCM 센서를 세척하는 것일 수 있다.According to an embodiment, an aerosol injector formed around the QCM sensor may be further included, and the aerosol injector may be to clean the QCM sensor by injecting an aerosol toward the QCM sensor.
일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 분사장치는, 이산화탄소 에어로졸을 분사하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the aerosol injector may inject carbon dioxide aerosol.
일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 분사장치는, 상기 QCM 센서를 기준으로 30 도 내지 45도 각도로 에어로졸을 분사하도록 형성된 분사 노즐을 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment, the aerosol injector may include a spray nozzle formed to inject an aerosol at an angle of 30 to 45 degrees with respect to the QCM sensor.
일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 분사장치는, 상기 원통형 몸체의 측면을 관통하여 외부와 연결되어, 상기 전기식 입자분석 장치의 외부로부터 에어로졸을 도입하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the aerosol injector may be connected to the outside through a side surface of the cylindrical body to introduce an aerosol from the outside of the electric particle analyzer.
본 발명의 다른 일 측에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 이용한 공기 중에 포함된 미립자의 분석 방법은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 전기식 입자 분석 장치를 이용한 것이고, PM 2.5 ㎛ 이하의 크기를 가지는 미립자를 측정 및 분석할 수 있는 것이다.A method for analyzing particulates contained in air using an electric particle analysis device including a QCM sensor according to another aspect of the present invention is using the electric particle analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, and PM 2.5 µm or less. It is possible to measure and analyze fine particles having a size.
본 발명의 또 다른 일 측에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 이용한 무인식 공기 중 미립자 측정 시스템은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 전기식 입자 분석 장치를 포함하고, 특정 장소에 구비되어 상기 전기식 입자 분석 장치를 통하여 공기 중에 포함된 미립자를 분석하고 특정 농도를 초과하면 알람을 사용자에게 전달하는 것이다.An unmanned air particle measurement system using an electric particle analysis apparatus including a QCM sensor according to another aspect of the present invention includes an electric particle analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, and is provided at a specific location. The electric particle analysis device analyzes particulates contained in the air and transmits an alarm to a user when a specific concentration is exceeded.
본 발명의 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치는, 수십 나노 이하의 작은 입자들로부터 수 마이크로미터에 이르기까지 다양한 크기의 공기 중 미세 입자들에 대해 간단한 기기장치로 높은 감도 및 빠른 시간 내의 효과적 채집과 정밀한 분석이 동시에 가능한 효과가 있다. 또한, 민감한 미세 입자의 안전한 채집이 가능하며, 낮은 압력강하로 전력소모가 적어 휴대용 제작이 가능한 측면이 있다. The electric particle analysis device including the QCM sensor according to an embodiment of the present invention is a simple device for fine particles in air of various sizes ranging from small particles of several tens of nanometers or less to several micrometers. There is an effect that enables effective collection and precise analysis in a short time. In addition, safe collection of sensitive fine particles is possible, and power consumption is low due to a low pressure drop, so portable manufacturing is possible.
또한, 채집된 미세 입자의 별도의 추출 및 샘플 제작 과정의 필요 없이 직접 채집 및 감지가 가능하여 숙련자 및 고가의 장비가 필요 없는 효과가 있다.In addition, it is possible to directly collect and detect the collected fine particles without the need for a separate extraction and sample preparation process, thereby eliminating the need for skilled workers and expensive equipment.
또한, 일 실시예에 따르면, 타 사용 장치들에 비해 특이적으로 형성된 입자의 집진을 위한 구조적 배치에 의해 유전 영동 및 전기장의 최적의 조합을 이용하여 센서 주위에서 공기 중 미세 입자를 비교적 오랜 시간동안 균질하게 집적할 수 있게 함으로써, 집적 시간에 따른 균질한 선형성(집적량)을 확보할 수 있다.In addition, according to an embodiment, by using the optimal combination of dielectrophoresis and electric field by a structural arrangement for dust collection of particles formed specifically compared to other devices used, fine particles in the air are removed for a relatively long time around the sensor. By making it possible to integrate homogeneously, it is possible to ensure homogeneous linearity (integration amount) according to the integration time.
또한, 일 실시예에 따르면 에어로졸 분사장치가 구비됨으로써 측정 후 QCM 센서를 수작업으로 청소하는 등의 번거로운 작업이 필요치 않으며, 표면에 부착되는 미세 입자들도 잔류물 없이 깨끗이 자체적으로 세정되어, 무인으로 연속적인 측정 작업까지도 가능해지는 효과를 기대할 수 있다.In addition, according to an embodiment, since the aerosol spraying device is provided, there is no need for cumbersome work such as manually cleaning the QCM sensor after measurement, and fine particles attached to the surface are cleaned by themselves without residues, so that they are continuously unattended. It can be expected that even a typical measurement operation becomes possible.
도 1은, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치에 포함된 각 구성들의 결합관계를 도시한 개략도이다.
도 2는, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치에 포함된 원통형 몸체의 상부 유입구 및 상부 유출구의 위치가 도시된 개략도이다.
도 3은, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 구성하는 각 부품들의 결합관계를 도시한 개략도이다.
도 4는, 일 실시예에 따르는 하부 지지체에 장착된 QCM 센서의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치에 구비된 에어로졸 분사장치의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 6은, 일 실시에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 구동할 수 있는 각 장치들 간의 연결관계가 구성된 공정도이다.
도 7은, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 이용하여 측정된 미세입자 질량 분석 민감도를 확인할 수 있는 그래프이다.
도 8은, 본 발명의 비교예로서, 시중에 통용되고 있는 미세먼지 측정용 전기식 집진기와 QCM 센서를 따로 이용하였을 경우 측정된 미세입자 질량 분석 민감도를 확인할 수 있는 그래프이다.1 is a schematic diagram showing a coupling relationship between components included in an electric particle analysis apparatus including a QCM sensor according to an embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram showing positions of an upper inlet and an upper outlet of a cylindrical body included in an electric particle analysis apparatus including a QCM sensor according to an embodiment.
3 is a schematic diagram showing a coupling relationship between components constituting a QCM sensor according to an embodiment.
4 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a QCM sensor mounted on a lower support according to an embodiment.
5 is a schematic diagram showing the structure of an aerosol injection device provided in an electric particle analysis device including a QCM sensor according to an embodiment.
6 is a process diagram of a connection relationship between devices capable of driving an electric particle analysis device including a QCM sensor according to an exemplary embodiment.
7 is a graph for confirming the sensitivity of mass spectrometry of fine particles measured using an electric particle analyzer including a QCM sensor according to an embodiment.
8 is a graph for confirming the sensitivity of mass spectrometry of fine particles measured when separately using an electric dust collector and a QCM sensor for measuring fine dust, which are commonly used on the market, as a comparative example of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various changes may be made to the embodiments described below. The embodiments described below are not intended to be limited to the embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes for them.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the embodiments. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치에 포함된 각 구성들의 결합관계를 도시한 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a coupling relationship between components included in an electric particle analysis apparatus including a QCM sensor according to an embodiment.
도 2는, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치에 포함된 원통형 몸체의 상부 유입구 및 상부 유출구의 위치가 도시된 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram showing positions of an upper inlet and an upper outlet of a cylindrical body included in an electric particle analysis apparatus including a QCM sensor according to an embodiment.
도 3은, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 구성하는 각 부품들의 결합관계를 도시한 개략도이다.3 is a schematic diagram showing a coupling relationship between components constituting a QCM sensor according to an embodiment.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에서 제안하는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치의 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, each configuration of the electric particle analyzer including the QCM sensor proposed by the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
본 발명의 일 측에서 제공하는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치는, 상부 유입구(5) 및 상부 유출구(4)를 포함하는 상면과, 측면으로 구성되고 내부 공간을 형성하는 원통형 몸체(1); 상기 원통형의 몸체의 내부 공간으로 일부가 삽입 형성되어 상기 원통형 몸체를 지지하는 하부 지지체(3); 및 상기 하부 지지체에 장착되어 전기식으로 미세먼지를 포집하는 QCM 센서(2);를 포함하고, 공기를 유입시켜 공기 중의 대전된 미세먼지를 포집하고 분석하는 것이다.The electric particle analysis device including the QCM sensor provided by one side of the present invention comprises a top surface and a side surface including an
상기 원통형 몸체는 내부에 공간이 형성되는 원통 형상으로 구성될 수 있다. 상기 원통형 몸체는 상면 및 측면을 포함하도록 구성될 수 있다. 상면과 측면으로 구성된 원통형 몸체는 아래를 향해 열린 내부 공간을 포함하는 구조로 구성될 수 있다. The cylindrical body may be configured in a cylindrical shape with a space formed therein. The cylindrical body may be configured to include an upper surface and a side surface. A cylindrical body composed of an upper surface and a side surface may be composed of a structure including an inner space open downward.
상기 상면에는 상면을 관통하도록 형성되어 공기를 내부로 유입하는 상부 유입구와, 역시 상면을 관통하도록 형성되어 공기를 외부로 유출하는 상부 유출구가 구비될 수 있다.The upper surface may be provided with an upper inlet through which air is introduced into the upper surface, and an upper outlet through which air is also formed through the upper surface to flow out.
상기 원통형 몸체의 열린 내부 공간은 상기 하부 지지체에 결합됨으로써 닫힌 공간을 형성할 수 있다. 상기 하부 지지체는 원통형 몸체의 측면과 연결되어 상기 원통형 몸체를 하부에서 지지하는 구조를 형성할 수 있다.The open inner space of the cylindrical body may be coupled to the lower support to form a closed space. The lower support may be connected to a side surface of the cylindrical body to form a structure supporting the cylindrical body from the lower side.
상기 하부 지지체에는 QCM 센서가 포함되며, 상기 QCM 센서는 공기 중에서 대전된 입자를 채집하여 질량에 따라 입자를 분석하는 역할을 수행할 수 있다. 본 발명에서 상기 QCM 센서의 특징은 특별히 한정하지 아니하며, 본 발명의 하부 지지체에 장착되어 공기 중의 미세입자를 분석 가능한 QCM 센서라면 제한없이 이용될 수 있다.The lower support includes a QCM sensor, and the QCM sensor collects charged particles in air and analyzes the particles according to their mass. In the present invention, the characteristics of the QCM sensor are not particularly limited, and any QCM sensor mounted on the lower support of the present invention and capable of analyzing fine particles in air may be used without limitation.
일 실시예에 따르면, 상기 하부 지지체는 중앙에 상기 내부 공간을 향해 돌출되는 중공형의 센서 홀더부를 포함하고, 상기 QCM 센서는 상기 센서 홀더부에 삽입 장착되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the lower support may include a hollow sensor holder portion protruding toward the inner space at a center, and the QCM sensor may be inserted and mounted on the sensor holder portion.
상기 하부 지지체의 중앙에는 내부로 돌출되는 중공형 원통 형상의 센서 홀더부가 형성될 수 있다. 상기 QCM 센서는 하부 지지체의 돌출되어 있는 센서 홀더부에 장착될 수 있다.A sensor holder portion having a hollow cylindrical shape protruding inward may be formed at the center of the lower support. The QCM sensor may be mounted on the sensor holder protruding from the lower support.
상기 센서 홀더부의 내부로 돌출되는 높이는 공기 중 미세입자의 집적도에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 상기 센서 홀더부의 내부로 돌출되는 높이는 상기 원통형 몸체 높이의 5 % 내지 15 %로 형성하는 것이 바람직할 수 있다. The height protruding into the sensor holder may directly affect the degree of integration of fine particles in the air. It may be preferable that the height protruding into the sensor holder part is 5% to 15% of the height of the cylindrical body.
상기 센서 홀더부의 높이가 원통형 몸체 높이의 5 % 미만인 경우에는 원통형 몸체 내부의 공기의 유동이 통상의 원통 유동과 유사하여 입자의 집적 효과가 미미해지는 문제가 발생할 수 있고, 상기 센서 홀더부의 높이가 원통형 몸체 높이의 15%를 초과하는 경우에는 센서 홀더부의 돌출된 구조가 공기의 내부 유동을 방해하고 센서에 도달하는 입자의 속도가 빨라서 입자의 집적도가 떨어지는 문제가 생길 수 있다.When the height of the sensor holder part is less than 5% of the height of the cylindrical body, the flow of air inside the cylindrical body is similar to the normal cylindrical flow, so that the effect of collecting particles may be negligible, and the height of the sensor holder part is cylindrical. If the height of the body exceeds 15%, the protruding structure of the sensor holder may interfere with the internal flow of air, and the speed of particles reaching the sensor may be high, resulting in a problem that the degree of integration of particles decreases.
일 예로서, 상기 원통형 몸체의 상면, 측면 및 상기 하부 지지체는 각각 금속 재질로 구성될 수 있고, 일 예로서 동일한 금속 재질일 수 있으며, 전기적으로는 그라운드에 접지되도록 구성될 수 있다.As an example, the upper surface, the side surface, and the lower support of the cylindrical body may each be made of a metal material, as an example, may be made of the same metal material, and may be configured to be electrically grounded to the ground.
상기 센서 홀더부에는 QCM 센서가 장착되는데, 상기 센서 홀더부는 '+' 전극에 연결될 수 있다.A QCM sensor is mounted on the sensor holder part, and the sensor holder part may be connected to a'+' electrode.
상기 센서 홀더부의 직경은 상기 원통형 몸체 직경의 1/5 내지 1/3이 바람직할 수 있다. 상기 센서 홀더부의 직경이 원통형 몸체 직경의 1/5 미만인 경우에는 집적부로의 채집 성능이 떨어지는 문제가 생길 수 있고, 원통형 몸체 직경의 직경의 1/3를 초과하는 경우에는 입자의 집적밀도가 떨어지는 문제가 생길 수 있다.The diameter of the sensor holder may be preferably 1/5 to 1/3 of the diameter of the cylindrical body. If the diameter of the sensor holder part is less than 1/5 of the diameter of the cylindrical body, there may be a problem that the collecting performance of the collecting part is deteriorated. Can occur.
일 실시예에 따르면, 상기 QCM 센서는 포집된 미세먼지 내 미립자를 분석하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the QCM sensor may analyze particulates in the collected fine dust.
상기 QCM(Quartz Crystal Microbalance) 센서는 본 발명에서 제안하는 전기식 집진 장치의 역할을 수행하는 원통형 몸체 내부에 장착될 수 있다. 상기 QCM 센서는 질량에 따라 직접적으로 미세 입자를 판별할 수 있으며, 얇게 형성된 금속 증착층을 양 평면 상에 포함하는 센서 플레이트(얇은 수정(quartz) 크리스탈 평면)를 포함할 수 있다. 상기 금속 증착층은 일 예로서, 금을 포함하는 증착층일 수 있다.The QCM (Quartz Crystal Microbalance) sensor may be mounted inside a cylindrical body that serves as an electric dust collector proposed in the present invention. The QCM sensor may directly discriminate fine particles according to mass, and may include a sensor plate (thin quartz crystal plane) including a thinly formed metal deposition layer on both planes. The metal deposition layer may be, as an example, a deposition layer containing gold.
상기 QCM 센서는 전극들 사이에 전압이 가해지면, 압전 특성과 수정의 결정 구조로 인하여 수정 내부에 전단 변형을 야기할 수 있다. 이 때, 상기 QCM 센서는 공진 주파수 이동(resonance frequency shift)과 전극 표면에 증착되는 질량들 사이의 상관관계를 수식에 의해 계산함으로써 미세입자의 분석을 가능하게 할 수 있다.When a voltage is applied between the electrodes, the QCM sensor may cause shear deformation in the crystal due to piezoelectric properties and a crystal structure of the crystal. In this case, the QCM sensor may enable analysis of fine particles by calculating a correlation between a resonance frequency shift and masses deposited on the electrode surface by an equation.
일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치는 샘플링 공정 중에 정전기력을 이용하여 입자의 집진, 채집 효율을 향상시킬 뿐 아니라, 통용되는 QCM 센서의 전극 표면에서 발행하는 문제 중 하나인 입자의 바운싱(bouncing)현상을 방지할 수 있어서 종래의 입자 채집 및 분석을 위한 QCM 센서에 비해 훨씬 효과적으로 미세입자를 채집 및 분석할 수 있다.The electric particle analysis apparatus including a QCM sensor according to an embodiment not only improves the dust collection and collection efficiency of particles by using electrostatic force during the sampling process, but also improves the efficiency of particles, which is one of the problems that occur on the electrode surface of a commonly used QCM sensor Since bouncing can be prevented, microparticles can be collected and analyzed much more effectively than conventional QCM sensors for particle collection and analysis.
일 예에 따르면, 상기 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치는 QCM 센서 외에도, 온도, 압력 및 습도 중 하나 이상을 확인할 수 있는 추가적인 센서를 포함할 수 있다. 상기 추가적인 센서는 상기 하부 지지체의 일 측에 장착되는 것일 수 있다.According to an example, the electric particle analysis apparatus including the QCM sensor may include an additional sensor capable of checking at least one of temperature, pressure, and humidity in addition to the QCM sensor. The additional sensor may be mounted on one side of the lower support.
일 예에 따르면, 상기 하부 지지체에는 상기 하부지지체를 관통하는 홀이 형성될 수 있고, 상기 홀을 통해서 상기 추가적인 센서들은 외부의 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 홀은 전기적 연결부재(전선)가 통과하는 공간일 수 있다.According to an example, a hole through the lower support may be formed in the lower support, and the additional sensors may be electrically connected to an external power source through the hole. The hole may be a space through which an electrical connection member (wire) passes.
일 실시예에 따르면, 상기 상부 유입구는, 상기 몸체 상면의 중앙에 하나 형성되는 것이고, 상기 상부 유출구는, 상기 몸체 상면의 상기 유입구 주위에 복수 개 형성되는 것일 수 있다.According to an embodiment, one upper inlet may be formed in the center of the upper surface of the body, and a plurality of upper outlet may be formed around the inlet on the upper surface of the body.
상기 원통형 몸체 상면에는, 원형 형상이며, 중앙에 원형의 단일 개의 상부 유입구가 형성되어 음전하로 대전된 미세 입자(나노 입자, 미세먼지, 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등)를 포함하는 공기가 유입되며, 별도의 배관을 통하여 상기 상부 유입구로 공급되어 상기 원통형 몸체 내부 공간으로 유입될 수 있다.Air containing negatively charged fine particles (nano particles, fine dust, viruses, bacteria, fungi, etc.) is introduced into the upper surface of the cylindrical body, which has a circular shape and has a single circular upper inlet in the center. It may be supplied to the upper inlet through the pipe of and introduced into the inner space of the cylindrical body.
또한, 상기 상면에는 상기 상부 유입구를 중심으로 동일한 반경으로 이격 형성되는 2개 이상의 상부 유출구가 형성될 수 있다. 즉, 상기 상부 유입구를 통하여 유입되는 미세입자를 포함하는 공기는 상기 원통형 몸체의 내부 공간을 유동한 후 상부 유입구 인근에 위치하는 상부 출구를 통하여 외부로 배출될 수 있다.In addition, two or more upper outlets spaced apart from each other with the same radius around the upper inlet may be formed on the upper surface. That is, air including fine particles introduced through the upper inlet may flow through the inner space of the cylindrical body and then be discharged to the outside through an upper outlet located near the upper inlet.
상기 상부 유출구 및 상기 상부 유입구는 동일한 직경으로 형성될 수 있다.The upper outlet and the upper inlet may have the same diameter.
또한 상기 상부 유출구는 상기 상부 유입구를 중심으로 동일한 반경을 이루며, 상부 유입구를 중심으로 대칭을 이루는 복수 개로 구성될 수 있다.In addition, the upper outlet may have the same radius around the upper inlet and may be formed of a plurality of symmetrical elements around the upper inlet.
상기 상부 유출구를 상기 상부 유입구와 동일한 면적으로, 복수 개로 구성하는 경우, 공기의 배출 면적이 유입 면적에 비하여 증가하므로, 원통형 몸체 내부 공간에서 입자의 운동 속도가 줄어들게 되고, 이는 입자의 집적 및 채집 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다. 필요한 경우 상기 상부 유출구는 8개, 16개, 32개 등과 같이 구성될 수도 있다.When the upper outlet has the same area as the upper inlet and is composed of a plurality of pieces, since the discharge area of air increases compared to the inflow area, the movement speed of particles in the inner space of the cylindrical body decreases, which is the efficiency of particle accumulation and collection. There is an advantage that can increase If necessary, the upper outlet may be configured as 8, 16, 32, etc.
도 4는, 일 실시예에 따르는 하부 지지체에 장착된 QCM 센서의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a QCM sensor mounted on a lower support according to an embodiment.
하기에서는 도 4를 참조하여 하부 지지체에 장착되는 QCM 센서의 세부 구조에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a detailed structure of the QCM sensor mounted on the lower support will be described in detail with reference to FIG. 4.
일 실시예에 따르면, 상기 QCM 센서는, 일 방향으로 개구가 형성된 하우징(14); 상기 하우징에 구비되는 하나 이상의 센서 지지부(15); 및 상기 센서 지지부에 의해 지지되는 센서 플레이트(17); 및 상기 센서 플레이트 상부에 형성되는 센서 캡(11);을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the QCM sensor includes: a
일 예로서, 상기 센서캡은 상기 하우징의 뚜껑 역할을 수행하는 것일 수 있고, 상기 센서캡과 상기 하우징 사이에는 하나 이상의 링 구조체(12)를 포함할 수 있다. 상기 센서캡, 상기 하우징, 상기 링 구조체 중 하나 이상은 플라스틱 소재를 포함할 수 있다. 상기 센서 지지부들은 상기 하우징 내부에 삽입되는 PCB 패널(13) 상에 고정되도록 형성되는 것일 수 있다. As an example, the sensor cap may serve as a lid of the housing, and at least one
QCM 센서는 일 예로서, 하우징 내부에 PCB 패널이 위치하고, PCB 패널에 고정된 센서 지지부들이 센서 플레이트를 떠받치고, 센서 플레이트 상부에 O형의 링 구조체가 구비되고, 그 상부에 센서 캡이 덮이는 구조일 수 있다. As an example of a QCM sensor, a PCB panel is located inside a housing, sensor supports fixed to the PCB panel support the sensor plate, an O-shaped ring structure is provided on the sensor plate, and a sensor cap is covered on the top of the sensor plate. Can be a structure.
일 실시예에 따르면, 상기 센서 캡은 캡 유입구(미도시) 및 캡 유출구(미도시)를 포함하는 것일 수 있다. 이 때, 상기 캡 유입구 및 캡 유출구는 상기 QCM 센서로 미세입자를 가이드하여 유입 및 유출을 돕는 역할을 수행하는 것일 수 있다. 상기 캡 유입구 및 캡 유출구를 통해서 미세입자의 집적 및 채집 효율을 더욱 높일 수 있다.According to an embodiment, the sensor cap may include a cap inlet (not shown) and a cap outlet (not shown). In this case, the cap inlet and the cap outlet may serve to guide fine particles to the QCM sensor to help inflow and outflow. Through the cap inlet and the cap outlet, it is possible to further increase the efficiency of collecting and collecting fine particles.
일 실시예에 따르면, 상기 캡 유입구는 상기 상부 유입구와 연결되는 유로를 형성하고, 상기 캡 유출구는 상기 상부 유출구와 연결되는 유로를 형성하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the cap inlet may form a flow path connected to the upper inlet, and the cap outlet may form a flow path connected to the upper outlet.
상기 원통형 몸체의 상면의 상부 유입구를 통해 원통형 몸체 내부로 유입된 공기는 전기력에 의해 상기 캡 유입구까지 연결되는 미세입자의 유동(유로)을 형성할 수 있고, 캡 유입구를 통해 QCM 센서로 유도되어 분석된 미세입자는 캡 유출구를 통해 배출되어 다시 상부 유출구까지 연결되는 미세입자의 유동(유로)을 형성할 수 있다. 상기 캡 유출구 및 캡 유입구는 일 예로서 상기 상부 유출구에 대응되도록 복수 개 형성될 수 있다.The air introduced into the cylindrical body through the upper inlet of the upper surface of the cylindrical body can form a flow (flow path) of fine particles connected to the cap inlet by electric force, and is guided to the QCM sensor through the cap inlet for analysis. The fine particles are discharged through the cap outlet to form a flow (channel) of fine particles that are connected to the upper outlet again. The cap outlet and the cap inlet may be formed in plural to correspond to the upper outlet.
도 5는, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치에 구비된 에어로졸 분사장치의 구조를 나타내는 개략도이다.5 is a schematic diagram showing the structure of an aerosol injection device provided in an electric particle analysis device including a QCM sensor according to an embodiment.
일 실시예에 따르면, 상기 QCM 센서 주위에 형성되는 에어로졸 분사장치(18);를 더 포함하고, 상기 에어로졸 분사장치는 상기 QCM 센서를 향해 에어로졸을 분사하여 QCM 센서를 세척하는 것일 수 있다.According to an embodiment, an
상기 에어로졸 분사장치는 극저온의 에어로졸을 분사하는 것일 수 있다. 상기 에어로졸 분사장치를 구비함으로써 QCM 센서를 이용할 때마다 센서 플레이트에 집적된 미세입자들을 적절히 제거할 수 있다. 상기 에어로졸 분사장치를 이용하여 종래 한 회 측정 시마다 수작업으로 세척 작업을 수행하고 다음 회 측정을 해야 했던 QCM 센서를 무인식으로도 구동할 수도 있다.The aerosol injector may be for injecting an aerosol at a cryogenic temperature. By providing the aerosol injection device, it is possible to appropriately remove the microparticles accumulated in the sensor plate whenever the QCM sensor is used. By using the aerosol injector, the QCM sensor, which had to be manually cleaned and measured the next time, may be driven unattended.
일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 분사장치는, 이산화탄소 에어로졸을 분사하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the aerosol injector may inject carbon dioxide aerosol.
일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 분사장치는, 상기 QCM 센서를 기준으로 30 도 내지 45도 각도로 에어로졸을 분사하도록 형성된 분사 노즐을 포함하는 것일 수 있다. According to an embodiment, the aerosol injector may include a spray nozzle formed to inject an aerosol at an angle of 30 to 45 degrees with respect to the QCM sensor.
상기 각도가 45도를 초과하면 QCM 센서로부터 분리된 미세 입자가 다시 QCM 센서에 내려앉는 문제가 생길 수 있고, 상기 각도가 30도 미만일 경우 QCM 센서의 내부 구조(센서 플레이트 등의 위치)를 고려할 때, QCM 센서 밖으로 미세 입자가 효과적으로 제거되지 않는 것일 수 있다.If the angle exceeds 45 degrees, there may be a problem that the fine particles separated from the QCM sensor settle down on the QCM sensor again.If the angle is less than 30 degrees, when considering the internal structure of the QCM sensor (position of the sensor plate, etc.) , It may be that fine particles are not effectively removed outside the QCM sensor.
일 실시예에 따르면, 상기 에어로졸 분사장치는, 상기 원통형 몸체의 측면을 관통하여 외부와 연결되어, 상기 전기식 입자분석 장치의 외부로부터 에어로졸을 도입하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the aerosol injector may be connected to the outside through a side surface of the cylindrical body to introduce an aerosol from the outside of the electric particle analyzer.
도 6은, 일 실시에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 구동할 수 있는 각 장치들 간의 연결관계가 구성된 설계도이다.6 is a design diagram in which a connection relationship between devices capable of driving an electric particle analysis device including a QCM sensor according to an embodiment is configured.
도 6은 본 발명의 일 실시예로서 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치의 구동이 가능하도록 각 장비를 연결하여 설치한 설계도이며, 이를 참고하여 QCM 센서를 효과적으로 구동할 수 있다.FIG. 6 is a design diagram in which each equipment is connected and installed to enable driving of an electric particle analysis device including a QCM sensor as an embodiment of the present invention, and the QCM sensor can be effectively driven by referring to this.
본 발명의 다른 일 측에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 이용한 공기 중에 포함된 미립자의 분석 방법은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 전기식 입자 분석 장치를 이용한 것이고, PM 2.5 ㎛ 이하의 크기를 가지는 미립자를 측정 및 분석할 수 있는 것이다.A method for analyzing particulates contained in air using an electric particle analysis device including a QCM sensor according to another aspect of the present invention is using the electric particle analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, and PM 2.5 µm or less. It is possible to measure and analyze fine particles having a size.
본 발명의 또 다른 일 측에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 이용한 무인식 공기 중 미립자 측정 시스템은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 전기식 입자 분석 장치를 포함하고, 특정 장소에 구비되어 상기 전기식 입자 분석 장치를 통하여 공기 중에 포함된 미립자를 분석하고 특정 농도를 초과하면 알람을 사용자에게 전달하는 것이다.An unmanned air particle measurement system using an electric particle analysis apparatus including a QCM sensor according to another aspect of the present invention includes an electric particle analysis apparatus according to an embodiment of the present invention, and is provided at a specific location. The electric particle analysis device analyzes particulates contained in the air and transmits an alarm to a user when a specific concentration is exceeded.
이하에서는 본 발명에서 제안하는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 제조하여, 그에 따른 미세입자를 집적, 채집 후 그 질량 분석한 내용에 대하여 설명한다.Hereinafter, an electric particle analyzer including the QCM sensor proposed in the present invention is manufactured, and the microparticles are collected and collected, followed by mass analysis.
도 7은, 일 실시예에 따르는 QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 이용하여 측정된 미세입자 질량 분석 민감도를 확인할 수 있는 그래프이다.7 is a graph for confirming the sensitivity of mass spectrometry of fine particles measured using an electric particle analyzer including a QCM sensor according to an embodiment.
도 8은, 본 발명의 비교예로서, 시중에 통용되고 있는 미세먼지 측정용 전기식 집진기와 QCM 센서를 따로 이용하였을 경우 측정된 미세입자 질량 분석 민감도를 확인할 수 있는 그래프이다.8 is a graph for confirming the sensitivity of mass spectrometry of fine particles measured when separately using an electric dust collector and a QCM sensor for measuring fine dust, which are commonly used on the market, as a comparative example of the present invention.
도 8의 비교예에 비해 도 7의 실시예의 그래프는 보다 직선형으로 나타나는 것을 확인할 수 있다. Compared to the comparative example of FIG. 8, the graph of the example of FIG. 7 is more linear.
도 7에서 이용한 본 발명의 실시예의 경우, 다른 상용화되고 있는 장치들에 비해, 채집부분 (EPC)에서 입자를 비교적 오랜 시간동안 uniform하게 집적 및 채집이 가능해지는 효과가 있다(채집량 (혹은 채집시간)에 따른 선형성이 확연히 드러남). 이로 인해 다른 장치를 이용하는 경우에 비해 오랜 시간 센서의 청소 없이도 사용 가능한 이점이 있다. 이는 본 발명에서 제공하는 전기식 입자 분석 장치의 구조에 따른 효과로서, 정전기적 유동 및 전기장을 최적의 조합으로 구성함으로써 구현되는 효과이다.In the case of the embodiment of the present invention used in FIG. 7, compared to other commercially available devices, there is an effect of uniformly accumulating and collecting particles in the collection part (EPC) for a relatively long time (collection amount (or collection time) ), the linearity is clearly revealed). This has the advantage that it can be used without cleaning the sensor for a long time compared to the case of using other devices. This is an effect according to the structure of the electric particle analysis device provided by the present invention, and is an effect realized by configuring an electrostatic flow and an electric field in an optimal combination.
반면, 도 8에 나타난 것과 같은 상용화되는 일반적인 장치들은 아주 짧은 시간동안만 미세입자를 채집 가능하고, 채집 후 매번 QCM 센서 부분을 수작업으로 액체로 청소할 필요가 발생한다. 이에 비해 본 장치는 에어로졸 분사 노즐을 구비할 수 있어 QCM 센서 표면에 붙어있는 4-5 마이크론 이하의 입자도 기체 상에서 잔류물 없이 깨끗이 제거할 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 무인으로 연속적인 미세입자 분석 작업이 가능함을 확인하였다.On the other hand, commercially available general devices such as those shown in FIG. 8 can collect fine particles only for a very short time, and it is necessary to manually clean the QCM sensor part with a liquid after each collection. On the other hand, it was confirmed that the device can be equipped with an aerosol spray nozzle, so that particles of 4-5 microns or less attached to the QCM sensor surface can be removed cleanly without any residue in the gas phase. Through this, it was confirmed that continuous microparticle analysis work was possible without an unattended operation.
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 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited embodiments and drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, even if the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or the described components are combined or combined in a form different from the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and claims and equivalents fall within the scope of the claims to be described later.
Claims (13)
상기 원통형의 몸체의 내부 공간으로 일부가 삽입 형성되어 상기 원통형 몸체를 지지하는 하부 지지체; 및
상기 하부 지지체에 장착되어 전기식으로 미세먼지를 포집하는 QCM 센서;를 포함하고,
공기를 유입시켜 공기 중의 대전된 미세먼지를 포집하고 분석하는 것이고,
상기 상부 유입구는, 상기 몸체 상면의 중앙에 하나 형성되는 것이고,
상기 상부 유출구는, 상기 몸체 상면의 상기 유입구 주위에 복수 개 형성되는 것이고,
상기 QCM 센서 주위에 형성되는 에어로졸 분사장치;를 더 포함하고,
상기 에어로졸 분사장치는 상기 QCM 센서를 향해 에어로졸을 분사하여 QCM 센서를 세척하는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치.
A cylindrical body comprising an upper surface and a side surface including an upper inlet and an upper outlet and forming an inner space;
A lower support body that is partially inserted into the inner space of the cylindrical body to support the cylindrical body; And
Including; a QCM sensor mounted on the lower support to collect fine dust electrically,
It is to collect and analyze charged fine dust in the air by introducing air,
One upper inlet is formed in the center of the upper surface of the body,
The upper outlet is formed in a plurality around the inlet on the upper surface of the body,
Further comprising; an aerosol injector formed around the QCM sensor,
The aerosol injector is to clean the QCM sensor by injecting an aerosol toward the QCM sensor,
Electric particle analysis device with QCM sensor.
상기 하부 지지체는 중앙에 상기 내부 공간을 향해 돌출되는 중공형의 센서 홀더부를 포함하고,
상기 QCM 센서는 상기 센서 홀더부에 삽입 장착되는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치.
The method of claim 1,
The lower support includes a hollow sensor holder portion protruding toward the inner space in the center,
The QCM sensor is inserted and mounted in the sensor holder,
Electric particle analysis device with QCM sensor.
상기 QCM 센서는 포집된 미세먼지 내 미립자를 분석하는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치.
The method of claim 1,
The QCM sensor is to analyze particulates in the collected fine dust,
Electric particle analysis device with QCM sensor.
상기 QCM 센서는,
일 방향으로 개구가 형성된 하우징;
상기 하우징에 구비되는 하나 이상의 센서 지지부;
상기 센서 지지부에 의해 지지되는 센서 플레이트; 및
상기 센서 플레이트 상부에 형성되는 센서 캡;을 포함하는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치.
The method of claim 1,
The QCM sensor,
A housing having an opening formed in one direction;
At least one sensor support provided in the housing;
A sensor plate supported by the sensor support; And
Including; a sensor cap formed on the sensor plate,
Electric particle analysis device with QCM sensor.
상기 센서 캡은 캡 유입구 및 캡 유출구를 포함하는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치.
The method of claim 5,
The sensor cap comprises a cap inlet and a cap outlet,
Electric particle analysis device with QCM sensor.
상기 캡 유입구는 상기 상부 유입구와 연결되는 유로를 형성하고,
상기 캡 유출구는 상기 상부 유출구와 연결되는 유로를 형성하는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치.
The method of claim 6,
The cap inlet forms a flow path connected to the upper inlet,
The cap outlet to form a flow path connected to the upper outlet,
Electric particle analysis device with QCM sensor.
상기 에어로졸 분사장치는, 이산화탄소 에어로졸을 분사하는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치.
The method of claim 1,
The aerosol injector is to inject carbon dioxide aerosol,
Electric particle analysis device with QCM sensor.
상기 에어로졸 분사장치는, 상기 QCM 센서를 기준으로 30 도 내지 45도 각도로 에어로졸을 분사하도록 형성된 분사 노즐을 포함하는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치.
The method of claim 1,
The aerosol injector comprises a spray nozzle formed to inject an aerosol at an angle of 30 degrees to 45 degrees based on the QCM sensor,
Electric particle analysis device with QCM sensor.
상기 에어로졸 분사장치는,
상기 원통형 몸체의 측면을 관통하여 외부와 연결되어, 상기 전기식 입자분석 장치의 외부로부터 에어로졸을 도입하는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치.
The method of claim 1,
The aerosol injection device,
It is connected to the outside through the side of the cylindrical body to introduce an aerosol from the outside of the electric particle analysis device,
Electric particle analysis device with QCM sensor.
PM 2.5 ㎛ 이하의 크기를 가지는 미립자를 측정 및 분석할 수 있는,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 이용한 공기 중에 포함된 미립자의 분석 방법.
Any one of claims 1 to 3, 5 to 7, and 9 to 11 using the electric particle analysis device,
PM 2.5 μm or less capable of measuring and analyzing fine particles,
A method of analyzing particulates contained in air using an electric particle analyzer including a QCM sensor.
특정 장소에 구비되어 상기 전기식 입자 분석 장치를 통하여 공기 중에 포함된 미립자를 분석하고 특정 농도를 초과하면 알람을 사용자에게 전달하는 것인,
QCM 센서를 포함하는 전기식 입자 분석 장치를 이용한 무인식 공기 중 미립자 측정 시스템.
Claims 1 to 3, 5 to 7, comprising any one of the electric particle analysis device of any one of claims 9 to 11,
It is provided in a specific place to analyze the particulates contained in the air through the electric particle analysis device and deliver an alarm to the user when the specific concentration exceeds,
Unmanned airborne particle measurement system using an electric particle analysis device including a QCM sensor.
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