KR102227028B1

KR102227028B1 - 미세먼지 측정장치

Info

Publication number: KR102227028B1
Application number: KR1020200156099A
Authority: KR
Inventors: 최제석
Original assignee: 주식회사 필라스크리에이션
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2021-03-15

Abstract

본 발명은 미세먼지 측정장치에 관한 것으로서, 흡기되는 공기에 대한 미세먼지 또는 초미세 먼지 등의 농도를 명확하고, 균일하게 측정하도록 하여, 먼지농도의 측정값에 대한 신뢰성을 향상시키도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위해 본 발명은, 하우징과; 상기 하우징의 일단에 구성되는 회로기판과; 상기 회로기판의 일측에 구성되어 공기에 포함된 먼지 농도를 측정하는 먼지농도 측정센서; 및 상기 하우징의 일측에서 타측으로 공기가 유동되도록 하여 상기 먼지농도 측정센서를 통해 먼지의 농도가 원활하게 측정되도록 유도하는 흡기팬을 포함하고; 상기 하우징과 회로기판 및 먼지농도 측정센서는 조립 및 고정상태를유지할 수 있도록 후크에 의한 착탈방식;을 채택하는 것을 특징으로 한다.

Description

미세먼지 측정장치{Apparatus for Measuring Fine Dust}

본 발명은 미세먼지 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 흡기되는 공기에 대한 미세먼지 또는 초미세 먼지 등의 농도를 명확하고, 균일하게 측정하도록 하여, 먼지농도의 측정값에 대한 신뢰성을 향상시키도록 하는 미세먼지 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 미세먼지 등의 증가로 인한 공기 오염의 심화에 따라 공기의 질에 대한 관심이 증가되고 있다. 이를 반영하여, 공기의 질을 확인하기 위한 각종 장치가 제시되고 있다. 또한, 공기의 질은 측정되는 공기 중의 유해가스나 미세먼지 등의 농도에 의하여 정량적으로 표시된다.

종래기술의 일례를 살펴보면, 대한민국 공개특허 제10-2016-134023호의 복합 환경센서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 가스센서부(10) 및 미세먼지 측정센서부(21)(22)가 하우징(30)의 내부를 유동하는 공기 중의 각종 가스의 농도 및 미세먼지의 농도를 각각의 센서가 측정한다. 이때, 가스센서부(10)는 상대적으로 입구측에서 공기 중의 가스 농도를 측정하고, 미세먼지 측정센서부(21)(22)는 상대적으로 출구측에서 공기 중의 미세먼지 농도를 측정한다.

그런데, 일반적으로 가스 센서의 경우에 유동하는 공기 중의 가스 입자와의 접촉에 의하여 공기 중의 가스 농도를 감지한다.

따라서, 공기의 유동속도가 과도하게 높은 구역에 가스 센서가 위치되면, 가스센서와 가스 입자의 접촉이 원활하게 이루어지지 못함으로써, 정확하고 균등한 가스 농도를 측정하지 못하게 되는 문제점이 있다.

한편, 광을 이용하는 미세먼지 센서의 경우에는 공기를 향하여 조사되는 광에 의해 공기 중의 미세먼지 또는 초미세먼지 등에 의하여 산란광량 또는 공기 중의 미세먼지 또는 초미세먼지 등에 의한 광투과량 등으로 공기 중의 미세먼지의 농도를 측정하게 된다. 따라서, 공기의 유동속도가 과도하게 낮은 구역에 미세먼지 센서가 위치되면 해당영역에 광 조사속도보다 낮은 속도로 유동되는 잔류의 미세먼지 등에 의한 중첩으로 인해 산란광량 또는 과투과량 등이 일률적이지 않고 가변됨으로써, 장확하게 균등한 미세먼지 등의 농도를 측정하지 못하는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 종래기술의 다른 일례를 살펴보면, 대한민국 특허 제10-2105604호의 공기 상태 감지 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기가 입출되는 흡기구(110)와 배기구(120) 및 상기 흡기구(110)와 배기구(120)를 통하여 입출되는 공기가 유동되는 유로(130)가 형성되는 하우징(100)과, 상기 유로(130)를 유동하는 공기의 흐름을 형성하는 팬 유닛(200)과, 상기 유로(130)를 유동하는 공기 중의 가스 농도를 측정하는 가스 농도 측정유닛(300), 및 상기 유로(130)를 유동하는 공기 중의 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 농도 측정 유닛(400)을 포함한다.

그러나, 종래기술은 구성요소 들간의 결합관계가 명확하지 않고, 또한 접착식 또는 체결나사 등을 통한 체결식으로 구성관계가 이루어짐으로써, 조립작업이 용이하지 않고, 이러한 조립의 난해성 및 지연으로 제조단가가 상승될 수 밖에 없다는 문제점이 있다.

또한, 작업자의 숙련도에 따라 조립의 불량을 야기할 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 공기 중에는 주변환경 또는 계절적 요인 등에 의해 수분입자 등이 포함됨에 따라 유해가스 농도, 특히 광을 이용한 먼지 농도 등을 측정할 때 광의 굴절을 초래함으로써, 농도 측정값에 대한 오차를 발생시킴으로써, 제품 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있다.

대한민국 특허 제10-1045337호(2011.06.30. 공고) 대한민국 공개특허 제10-2019-91231호(2019.08.05. 공개) 대한민국 특허 제10-2105604호(2020.04.28. 공고)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 흡기되는 공기에 대한 미세먼지 또는 초미세 먼지 등의 농도를 명확하고, 균일하게 측정하도록 하여, 먼지농도의 측정값에 대한 신뢰성을 향상시키도록 하는 미세먼지 측정장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하우징과, 상기 하우징의 일단에 구성되는 회로기판과, 상기 회로기판의 일측에 구성되어 공기에 포함된 먼지 농도를 측정하는 먼지농도 측정센서, 및 상기 하우징의 일측에서 타측으로 공기가 유동되도록 하여 상기 먼지농도 측정센서를 통해 먼지의 농도가 원활하게 측정되도록 유도하는 흡기팬을 포함하는 공기 상태 감지장치에 있어서, 상기 하우징은, 흡기팬의 흡기력에 의해 공기가 최초로 진입됨을 안내하는 흡기부와; 상기 흡기부를 통해 흡기된 공기가 먼지농도 측정센서를 통해 먼지 농도의 측정이 원활하게 수행되도록 지지하는 유로; 및 상기 유로를 통과한 공기가 외부로 배기되도록 하는 배기부를 포함하고; 상기 흡기부의 일측에는, 진입되는 공기를 건조시켜, 상기 공기에 포함된 수분에 의해 상기 먼지농도 측정센서의 측정값이 간섭됨을 방지하여 정확하고 균일한 먼지측정이 이루어지도록 유도하는 히터;를 포함하는 것을 특징으로한다.
본 발명에 있어서, 히터는, 외부에서 제공되는 전원에 의해 열을 발산하는 열선 히팅방식이고; 상기 히터의 발열온도는, 50 ~ 80℃;인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 흡기부는, 최초로 진입된 공기의 가속시켜 1차 가속된 공기가 유로로 진입될 수 있도록 상광하협 형상으로 형성되고; 공기가 최초로 진입되는 부분의 상기 흡기부 단면적과 유로로 최초 진입되는 유로 단면적은 1 : 0.5 ~ 0.8 단면적 비율;로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 유로는, 흡기부를 통해 진입된 공기가 포집된 상태로 진입되도록 하는 포집진입부와; 상기 포집진입부를 통해 진입된 공기가 가속되도록 하는 협곡부; 및 상기 협곡부를 통해 가속된 공기를 확산시켜 공기입자 및 먼지입자의 확산으로 먼지농도 측정센서에서 정확하고 균일한 먼지 농도 측정이 이루어지도록 지지하는 확산부를 포함하고; 상기 흡기부를 통해 공기가 최초로 진입되는 부분의 포집진입부 단면적과 확산부로 배기되는 부분의 협곡부 단면적은 1 : 0.2 ~ 0.5비율로 형성되며; 상기 배기부에는 상기 유로를 통해 배기되고 먼지농도의 측정이 완료된 공기를 포집시킨 상태로 배기될 수 있도록 지지하는 포집배기공간을 포함하고; 상기 포집배기공간은, 공기가 배기되는 유로의 단면적과 배기부에 구성된 흡기팬으로 배기되는 배기공 진입되기 전 단면적이 1 : 2 ~ 5 단면적 비율;로 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 하우징의 일측에는, 공기가 흡기부로 진입되기 전에 공기에 대한 유해가스의 포함여부 및 유해가스 농도를 측정할 수 있도록 하는 가스농도 측정센서;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

본 발명에 의하면, 흡기되는 공기에 대한 미세먼지 또는 초미세 먼지 등의 농도를 명확하고, 균일하게 측정하도록 하여, 먼지농도의 측정값에 대한 신뢰성을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 일례를 보인 복합 환경 센서의 개략적인 구성도.
도 2는 종래의 다른 일례를 보인 공기 상태 감지 장치의 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명의 제1실시 예에 따른 미세먼지 측정장치의 분해사시도.
도 4는 본 발명의 제1실시 예에 따른 미세먼지 측정장치의 배면 분해사시도.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 미세먼지 측정장치의 하우징 분해사시도.
도 6은 본 발명의 제1실시 예에 따른 미세먼지 측정장치의 사시도.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 미세먼지 측정장치의 정면도.
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 미세먼지 측정장치의 평면도.
도 9는 도 7의 A-A선 단면도.
도 10은 도 9의 B부 확대도.
도 11은 본 발명의 제1실시 예에 따른 먼지농도 측정센서와 흡기팬과 제어스위치 및 히터의 결합관계 보인 평면도.
도 12는 본 발명의 제1실시 예에 따른 하우징의 정면 사시도.
도 13은 본 발명의 제1실시 예에 따른 하우징의 배면 사시도.
도 14는 본 발명의 제1실시 예에 따른 하우징의 배면도.
도 15는 본 발명의 제1실시 예에 따른 공기 유동상태를 도시한 하우징의 배면도.
도 16은 본 발명의 제1실시 예에 따른 흡기부에서 공기가 1차 가속되는 상태를 보인 일부 확대도.
도 17은 본 발명의 제1실시 예에 따른 유로에서 공기가 2차 가속되는 상태를 보인 일부 확대도.
도 18은 본 발명의 제1실시 예에 따른 배기부의 포집배기공간으로 통한 공기 포집상태를 보인 일부 확대도.
도 19는 본 발명의 제2실시 예에 따른 미세먼지 측정장치의 사시도.
도 20은 본 발명의 제2실시 예에 따른 미세먼지 측정장치의 평면도.
도 21은 본 발명의 제2실시 예에 따른 가스농도 측정센서를 통한 가스농도 측정상태를 보인 작용도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

<제1실시 예>

제1실시 예의 미세먼지 측정장치는, 흡기되는 공기에 대한 미세먼지 또는 초미세 먼지 등(이하 '먼지'라 통칭 함)의 농도를 명확하고, 균일하게 측정하도록 하여, 먼지농도의 측정값에 대한 신뢰성을 향상시키도록 한다.

상기 미세먼지 측정장치는, 도 3 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 하우징(10)과, 회로기판(20)과, 먼지농도 측정센서(30)와, 흡기팬(40)과, 제어스위치(50), 및 히터(60)를 포함한다.

상기 하우징(10)은 내측에 공기가 유동되는 유로가 구성되어, 상기 공기에 대한 먼지 등에 대한 측정이 원활하게 이루어지도록 공간을 형성하는 기능을 수행한다.

상기 하우징(10)은 함체 형상으로 형성되고, 일단이 개구되어, 상기 개구로 회로기판(20)이 밀착되어, 전체적으로 밀폐된 형상을 이루도록 한다. 이 경우, 상기 하우징(10)은 회로기판(20)의 일단에 접착제 또는 양면테이프 등으로 접착, 고정된다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 하우징(10)은 회로기판(20)에 후크에 의한 착탈방식 또는 체결나사를 통한 체결방식으로 고정될 수 있으며, 접착제, 착탈방식 또는 체결방식 등이 복수로 혼용되어 사용될 수 있는 것으로서, 상기 하우징(10)의 개구에 회로기판(20)이 안정적으로 고정될 수 있도록 하는 방식이면 어느 것이든 사용 가능하다.

예컨대, 상기 하우징(10)의 일측에 적어도 하나 이상의 체결용보스(12)를 구성하고, 상기 체결용보스(12)에는 체결나사가 삽입되어 회로기판(20)을 체결에 의해 고정되도록 하는 제1체결공(13)을 포함한다.

또한, 상기 하우징(10)의 하단에는 일정높이 돌출되는 제1후크(14)를 포함하여, 상기 제1후크(14)의 후크결합에 의해 상기 하우징(10)에 회로기판(20)이 고정되도록 한다.

상기 제1후크(14)는 하우징(10)의 하단에서 일정길이 돌출되는 지지대(142)와, 상기 지지대(144)의 일단에 형성되어 타 요소 예컨대, 회로기판(20)에 삽입되는 삽입면(144), 및 상기 지지대(142)와 삽입면(144) 사이에 평면을 형성하여, 실질적인 결합력을 제공하는 안착면(146)을 포함한다. 이 경우, 상기 삽입면(144)은 일정각도 경사지게 형성되어 타 요소에 삽입이 원활하게 수행되도록 한다.

이 경우, 상기 회로기판(20)에는 상기 제1체결공(13) 및 제1후크(14)와 대응되는 위치에 체결 또는 착탈이 용이하도록 하는 체결공이 형성된다.

또한, 상기 하우징(10)은 흡기부(110)와, 유로(120), 및 배기부(130)를 포함한다.

상기 흡기부(110)는 공기가 최초 진입되는 공간을 제공하는 기능을 수행한다.

상기 흡기부(110)에는 히터(60)가 안착되는 안착홈(112)을 포함한다.

상기 안착홈(112)은 상기 히터(60)가 안정적으로 안착될 수 있는 공간을 형성한다. 이 경우, 상기 안착홈(112)은 상기 히터(60)의 형상과 대응되는 형상으로 일정깊이로 형성되거나, 또는 평면으로 형성되어 상기 히터(60)가 안착된 상태를 유지하도록 한다.

또한, 상기 안착홈(112)에는 상기 히터(60)가 하우징(10)에 안정적으로 고정된 상태를 유지하도록 지지하는 제2체결공(114)을 포함한다.

상기 제2체결공(114)은 상기 안착홈(112)에 일정깊이로 형성되어, 상기 안착홈(112)에 안착된 히터(60)가 체결방식으로 확고하게 고정되도록 한다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 안착홈(112)에 히터(60)가 안정적으로 안착 및 고정된 상태를 유지할 수 있도록 구성이면 어느 것이든 채택 가능하다. 예컨대, 접착제 또는 양면테이프 등이 사용될 수 있다.

유로(120)는 상기 하우징(10)의 흡기부(110)와 배기부(130) 사이에 구성되어, 상기 흡기부(110)를 통해 흡기된 공기 등의 기체를 상기 배기부(130)로 유동되도록 안내하면서, 상기 하우징(10)의 일측에 구성된 먼지농도 측정센서(30)를 통해 공기에 포함된 먼지 농도의 측정이 명확하고, 균등하게 이루어질 수 있도록 유도하는 기능을 수행한다.

상기 유로(120)는 포집진입부(122)와, 협곡부(124), 및 확산부(126)를 포함한다.

상기 포집진입부(122)는 흡기부(110)를 통해 진입되는 공기가 히터(60)를 통과한 공기를 협곡부(124)로 진입시키기 위한 통로 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 흡기부(110)와 포집진입부(122) 사이에는 상기 흡기부(110)를 통해 진입되는 공기가 포집진입부(122)로 진입되는 공기의 유속을 증가시켜 상대적으로 압력을 저하시키도록 상광하협 형태의 1차 가속구간을 포함한다.

예컨대, 상기 흡기부(110)로 최초 진입되는 단면적과 포집진입부(122)가 시작되는 단면적은 1 : 0.5 ~ 0.8 단면적 비율로 형성된다.

상기 협곡부(124)는 상기 포집진입부(122)로 진입된 공기에 대한 유속을 증가시켜 확산부(126)로의 공기 압력이 저하되도록 유도하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 포집진입부(122)와 협곡부(124) 사이에는 상기 포집진입부(122)를 통해 진입되는 공기가 협곡부(124)로 진입되는 공기의 유속을 최대로 증가시켜 상대적으로 압력을 저하시키도록 상광하협 형태의 2차 가속구간을 포함한다.

예컨대, 상기 포집진입부(122)로 최초 진입되는 단면적과 협곡부(124)를 통해 확산부(126)로 배기되는 시점의 단면적은 1 : 0.2 ~ 0.5 단면적 비율로 형성된다.

상기 확산부(126)는 상기 협곡부(124)를 통해 최대의 유속을 가지는 공기가 배기됨에 따라 급격한 압력 저하로 공기의 분포도를 증가시켜 먼지농도 측정센서(30)에서 먼지의 농도 측정이 명확하고 균일하게 이루어지도록 지지하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 확산부(126)의 일측에는 확산된 공기에 대한 먼지농도를 측정하는 먼지농도 측정센서(30)가 구성된다.

상기 하우징(10)에는 상기 먼지농도 측정센서(30)가 삽입, 고정된 상태를 유지하도록 지지하는 삽입홈(16)이 형성된다. 상기 삽입홈(16)은 확산부(126)와 근접된 위치에 구성된다.

한편, 상기 포집진입부(122)와 협곡부(124) 및 확산부(126)에 대한 작용은 베르누이 원리에 의해 쉽게 이해될 수 있고, 상기 베르누이 원리를 이용하여 형상 또는 모양을 형성한다.

배기부(130)는 상기 유로(120)의 일측방에 구성되어, 상기 유로(120)를 통과한 공기를 외부로 배기시키도록 하는 통로 기능을 수행한다.

상기 배기부(130)는 하우징(10)에 구성된 흡기팬(40)에서 제공되는 흡기력에 의해 공기의 배기가 이루어지도록 하는 배기공(132)을 포함한다.

또한, 상기 배기부(130)에는 상기 흡기팬(40)이 하우징(10)에 안정적으로 고정된 상태를 유지할 수 있도록 체결나사 등으로 체결시키도록 하는 제3체결공(134)을 포함한다.

상기 제3체결공(134)은 상기 배기공(132)이 형성된 주변에 복수로 형성되어, 하우징(10)에 흡기팬(40)이 안정적으로 고정된 상태를 유지하도록 하는 기능을 수행한다.

또한, 상기 배기부(130)에는 확산부(126)와 배기공(132) 사이에 형성되어, 상기 확산부(126)를 통해 최대의 유속으로 배기되는 공기에 대한 유속을 감속시킴에 따라 상대적인 압력을 증가로 공기의 포집 확대로 인한 공기 배기량이 증가되도록 유도하는 포집배기공간(136)을 포함한다.

예컨대, 상기 확산부(126)의 최종 배기시점 단면적과 배기공(132)으로 최종 배기시점 단면적은 1 : 2 ~ 5 단면적 비율로 형성된다.

상기 회로기판(20)은 각 요소 예컨대, 먼지농도 측정센서(30)와 흡기팬(40) 및 히터(60) 등의 제어를 위한 회로가 구성되는 기능을 수행한다.

또한, 상기 회로기판(20)은 상기 하우징(10)의 하단에 안착되도록 구성된다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 회로기판(20)은 상기 하우징(10)의 일측에 구성되어 각 요소들을 안정적으로 제어할 수 있는 구조 또는 구성이나 형상이면 어느 것이든 변경 가능하다.

또한, 상기 회로기판(20)에는 각 요소들에 구성되는 후크가 삽입되어 결합력을 유지하도록 하는 적어도 하나 이상의 안착공(210) 또는 체결나사에 의해 각 요소들에 대한 체결력을 유지하도록 하는 적어도 하나 이상의 제4체결공(220)을 포함한다. 이 경우, 상기 안착공(210) 및 제4체결공(220)은 병행하여 사용될 수 있다. 경우에 따라서, 상기 회로기판(20)에 접착제 또는 양면테이프를 이용하여 요소들을 고정시키도록 할 수도 있다.

먼지농도 측정센서(30)는 하우징(10)의 일측에 구성되어, 확산부(126)를 최대의 유속 및 최저의 압력으로 확산된 공기에 포함된 먼지의 농도를 측정하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 먼지농도 측정센서(30)는 광 생성부(310), 및 광 검출부(320)를 포함한다.

상기 광 생성부(310)는 먼지 농도를 측정하기 위해 광을 생성하는 기능을 수행한다. 이 경우, 상기 광 생성부(310)는 하우징(10)의 삽입홈(16)에 삽입되어 고정되고, 확산부(126)를 통해 배기되는 공기에 광 조사가 이루어지도록 상기 확산부(126)의 근접된 구간에 형성된다.

상기 광 검출부(320)는 광 생성부(310)에서 생성된 광이 확산부(126)를 통해 확산 배기되는 공기 중의 미세먼지에 의하여 산란되어 형성되는 산란광을 검출하는 기능을 수행한다.

이 경우, 상기 광 생성부(310)와 광 검출부(320)는 공기가 확산부(126)를 통해 배기되는 방향에 직교되는 방향으로 상호 대응되게 구성된다.

또한, 상기 먼지농도 측정센서(30)에는 광 가이드(330)를 포함한다.

상기 광 가이드(330)는 광 생성부(310)에 의하여 광이 확산부(126)를 배기되는 공기를 향하도록 안내하는 기능을 수행한다. 예컨대, 상기 광 가이드(330)는 일단이 확산부(126)로 광의 조사가 이루어지는 일단이 중공의 다면체 형상으로 형성된다.

또한, 상기 먼지농도 측정센서(30)의 하단에는 회로기판(20)에 확고한 고정 및 용이한 탈락에 의한 조립, 교체가 용이하도록 지지하는 적어도 하나 이상의 제2후크(340)를 포함한다.

상기 제2후크(340)는 상기 먼지농도 측정센서(30)의 하단에 복수로 구성되어, 상기 회로기판(20)과의 조립 및 탈락이 안정적으로 이루어지도록 한다. 이 경우, 상기 제2후크(340)는 상술된 하우징(10)의 제1후크(14)와 동일 또는 유사한 형상 또는 구조를 채택하고 있음으로서, 여기에서 상세한 설명은 생략한다.

흡기팬(40)은 하우징(10)의 배기부(130) 일측에 구성되어, 흡기부(110)로 공기의 진입과 함께 유로(120)를 통과한 공기가 외부로 배기되도록 흡기력을 기능을 수행한다.

상기 흡기팬(40)은 외부에서 제공되는 전원에 의해 회전력을 발생하는 모터, 및 상기 모터에서 발생된 회전력에 의해 회전되어 흡기력을 발생하도록 하는 팬을 포함하고, 상기 흡기팬(40)은 모터와 팬이 일체로 이루어지는 모듈형인 것이 바람직하다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 흡기팬(40)은 하우징(10)의 배기부(130) 일측에 구성되어 흡기부(110)로 공기의 진입이 원활하게 이루어지도록 흡기력을 제공하는 구성 또는 구조이면 어느 것이든 사용 가능하다.

또한, 상기 흡기팬(40)은 상기 배기부(130)에 형성된 제3체결공(134)과 대응되는 위치에 체결공을 형성하고, 상기 체결공을 통해 체결나사에 의해 체결됨으로써, 상기 흡기팬(40)이 하우징(10)의 배기부(130)에 안정적으로 체결 및 고정된 상태를 유지하게 된다.

제어스위치(50)는 상기 회로기판(20)의 일측에 구성되어, 상기 회로기판(20)에 제어를 받는 요소, 예컨대 먼지농도 측정센서(30), 흡기팬(40) 또는 히터(60)의 작동여부 또는 초기화시키도록 하는 기능을 수행한다. 물론, 경우에 따라서, 상기 제어스위치(50)는 생략 가능하다.

또한, 상기 제어스위치(50)는 미세먼지 측정장치가 물품 또는 제품의 일측에 부속으로 구성될 때 전기적 또는 전자적 연결이 가능하도록 전선, 또는 단자 등으로 변경 배치될 수 있다.

히터(60)는 하우징(10)의 일측에 구성되어, 상기 하우징(10)으로 흡기되는 공기에 포함된 수분을 건조시켜, 먼지농도 측정센서(30)에서 광을 조사할 때 수분에 의한 간섭으로 측정 오류가 발생됨을 방지하여, 정확하고 명확하면서 균일한 측정값을 얻을 수 있도록 지지하는 기능을 수행한다.

상기 히터(60)는 상기 하우징(10)의 흡기부(110)에 구성된 안착홈(112)에 안착, 고정된다. 이 경우, 상기 안착홈(112)에 형성된 제2체결공(114)과 대응되는 위치에 구성되어, 체결나사를 통해 상기 안착홈(112)에 히터(60)가 안정적으로 고정되도록 제5체결공(610)을 포함한다.

또한, 상기 히터(60)는 상기 흡기부(110)의 전체 면에 형성되어, 흡기되는 공기에 포함된 수분의 건조 효율성을 향상시키도록 한다. 이 경우, 상기 히터(60)는 표면이 상광하협의 모양으로 형성된다.

또한, 상기 히터(60)는 외부에서 제공되는 전원에 의해 열을 발산하는 열선히팅 방식을 채택한다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 히터(60)는 흡기부(110)를 통해 흡기되는 공기의 유동에 간섭되지 않으면서 상기 공기에 포함된 수분을 효과적으로 건조시킬 수 있는 구성 또는 수단이면 어느 것이든 사용 가능하다.

또한, 상기 히터(60)는 공기에 포함된 수분의 신속한 건조가 이루어지도록 50 ~ 80℃의 발열온도를 유지함이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 미세먼지 측정장치의 작용상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 하우징(10)의 배기부(130)에 구성된 흡기팬(40)에서 흡기력이 발생되면, 상기 흡기력에 의해 상기 하우징(10)의 흡기부(110)를 통해 공기가 흡기된다.

이때, 상기 흡기부(110)에는 일정온도로 발열되는 히터(60)가 구성됨에 따라, 상기 히터(60)의 발열에 의해 상기 흡기부(110)로 흡기되는 공기에 포함된 수분이 건조된다.

계속해서, 상기 히터(60)를 통해 건조된 공기는 유로(120)를 통해 배기부(130)로 위치되면서, 상기 유리(120)와 배기부(130) 사이에 장착된 먼지농도 측정센서(30)를 통해 건조된 공기에 포함된 먼지 농도를 측정하게 된다.

이 경우, 상기 흡기부(110)가 상광하협 형상으로 형성되어, 흡기부(110)로 최초 흡기되는 공기는 유로(120)의 포집진입부(122)로 진입되기 전에 유속이 1차 가속된 상태를 이루게 된다.

그리고, 상기 포집진입부(122)로 진입된 공기는 협곡부(124)의 구조적 형상에 의해 1차 가속에 의한 유속과 동일 또는 가일층 증폭된 유속을 가지는 2차 가속이 이루어진다.

아울러, 상기 협곡부(124)에 의해 2차 가속된 공기는 상기 협곡부(124)의 끝점 즉, 확산부(126)의 시작점에서 최대의 가속상태에서 단면적이 확대된 확산부(126)에 위치되는 순간, 급격한 유속 감소와 함께 저압상태를 이룸으로써, 상기 확산부(126)에 공기의 확산이 이루어진다.

이에, 상기 확산부(126)에 의한 공기의 확산으로 상기 공기에 포함된 먼지 또한 확산이 이루어지게 된다.

그러므로, 상기 확산부(126)에 의한 공기 및 먼지의 확산으로, 상기 확산부(126)의 일측에 구성된 먼지농도 측정센서(30)를 통해 공기의 단위면적당 먼지의 잔존량을 원활하게 측정할 수 있음으로써, 정확하고 균일한 먼지농도의 측정이 이루어진다.

<제2실시 예>

제1실시 예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2실시 예의 미세먼지 측정장치에는, 도 19 내지 도 21에 도시된 바와 같이, 하우징(10)의 흡기부(110)로 흡기되는 공기에 포함된 유해가스 등의 포함 또는 농도를 측정할 수 있도록 하는 가스농도 측정센서(70)를 포함한다.

상기 가스농도 측정센서(70)는 흡기부(110)로 진입되는 공기에 포함된 유해가스 등을 측정할 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 이 경우, 상기 가스농도 측정센서(70)는 상기 흡기부(110)에 구성된 히터(60)에 의해 공기의 건조가 이루어지기 전의 위치에 구성됨이 바람직하다.

이는, 상기 히터(60)에 공기가 건조되면, 상기 공기에 포함된 유해가스 등이 휘발됨에 따라 상기 가스농도 측정센서(70)를 통해 공기 중에 포함된 유해가스 등에 대한 정확하고 균일한 가스농도 측정이 이루어지지 않을 수 있다.

이상에서 설명한 것은 미세먼지 측정장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 하우징 12: 체결용 보스
13: 제1체결공 14: 제1후크
142: 지지대 144: 삽입면
146: 안착면 16: 삽입홈
110: 흡기부 112: 안착홈
114: 제2체결공 120: 유로
122: 포집진입부 124: 협곡부
126: 확산부 130: 배기부
132: 배기공 134: 제3체결공
136: 포집배기공간 20: 회로기판
210: 안착공 220: 제4체결공
30: 먼지농도 측정센서 310: 광 생성부
320: 광 검출부 330: 광 가이드
340: 제2후크 40: 흡기팬
50: 제어스위치 60: 히터
610: 제5체결공 70: 가스농도 측정센서

Claims

하우징과, 상기 하우징의 일단에 구성되는 회로기판과, 상기 회로기판의 일측에 구성되어 공기에 포함된 먼지 농도를 측정하는 먼지농도 측정센서, 및 상기 하우징의 일측에서 타측으로 공기가 유동되도록 하여 상기 먼지농도 측정센서를 통해 먼지의 농도가 원활하게 측정되도록 유도하는 흡기팬을 포함하는 미세먼지 측정장치에 있어서, 상기 하우징은,
흡기팬의 흡기력에 의해 공기가 최초로 진입됨을 안내하는 흡기부와;
상기 흡기부를 통해 흡기된 공기가 먼지농도 측정센서를 통해 먼지 농도의 측정이 원활하게 수행되도록 지지하는 유로; 및
상기 유로를 통과한 공기가 외부로 배기되도록 하는 배기부를 포함하고;
상기 흡기부의 일측에는, 진입되는 공기를 건조시켜, 상기 공기에 포함된 수분에 의해 상기 먼지농도 측정센서의 측정값이 간섭됨을 방지하여 정확하고 균일한 먼지측정이 이루어지도록 유도하는 히터;를 포함하되,
상기 유로는, 흡기부를 통해 진입된 공기가 포집된 상태로 진입되도록 하는 포집진입부와;
상기 포집진입부를 통해 진입된 공기가 가속되도록 하는 협곡부; 및
상기 협곡부를 통해 가속된 공기를 확산시켜 공기입자 및 먼지입자의 확산으로 먼지농도 측정센서에서 정확하고 균일한 먼지 농도 측정이 이루어지도록 지지하는 확산부를 포함하고;
상기 흡기부를 통해 공기가 최초로 진입되는 부분의 포집진입부 단면적과 확산부로 배기되는 부분의 협곡부 단면적은 1 : 0.2 ~ 0.5비율로 형성되며;
상기 배기부에는 상기 유로를 통해 배기되고 먼지농도의 측정이 완료된 공기를 포집시킨 상태로 배기될 수 있도록 지지하는 포집배기공간을 포함하고;
상기 포집배기공간은, 공기가 배기되는 유로의 단면적과 배기부에 구성된 흡기팬으로 배기되는 배기공 진입되기 전 단면적이 1 : 2 ~ 5 단면적 비율;로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 측정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 히터는,
외부에서 제공되는 전원에 의해 열을 발산하는 열선 히팅방식이고;
상기 히터의 발열온도는, 50 ~ 80℃; 인 것을 특징으로 하는 미세먼지 측정장치.
청구항 1에 있어서, 상기 흡기부는,
최초로 진입된 공기의 가속시켜 1차 가속된 공기가 유로로 진입될 수 있도록 상광하협 형상으로 형성되고;
공기가 최초로 진입되는 부분의 상기 흡기부 단면적과 유로로 최초 진입되는 유로 단면적은 1 : 0.5 ~ 0.8 단면적 비율;
로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 측정장치.
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청구항 1에 있어서, 상기 하우징의 일측에는,
공기가 흡기부로 진입되기 전에 공기에 대한 유해가스의 포함여부 및 유해가스 농도를 측정할 수 있도록 하는 가스농도 측정센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 측정장치.
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