KR102313019B1 - 파티클 측정 장비 - Google Patents

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Abstract

파티클 측정 장비가 개시된다. 본 발명은, 파티클 측정용 프로브를 통해 파티클 측정 대상면으로 분사되는 에어를 파티클 측정용 프로브로 공급하는 유로에 설치되어 파티클 측정용 프로브로의 에어 공급량을 제어하는 제1 유량 제어기, 및 파티클 측정용 프로브가 흡입한 에어를 파티클 카운터로 공급하는 유로로부터 분기된 유로에 설치되어 파티클 카운터로의 에어 공급량을 제어하는 제2 유량 제어기를 구비한다. 본 발명에 따르면, 파티클 측정용 프로브가 측정 대상면으로 분사하는 에어량이 증가하더라도 파티클 카운터로는 상시 일정한 에어량만이 공급됨에 따라 파티클 측정의 정확도를 크게 높일 수 있게 된다.

Description

파티클 측정 장비{Particle Measuring Equipment}
본 발명은 파티클 측정 장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파티클 측정용 프로브가 측정 대상면으로 분사하는 에어량이 증가하더라도 파티클 카운터로는 상시 일정한 에어량만이 공급됨에 따라 파티클 측정의 정확도를 크게 높일 수 있도록 하는 파티클 측정 장비에 관한 것이다.
일반적으로 파티클 카운터는 측정 대상면에 분사되는 에어에 의해 측정 대상면으로부터 분리된 파티클이 포함된 에어를 파티클 측정용 프로브를 통해 흡입한 다음, 흡입된 에어에 포함되어 있는 파티클의 수를 카운팅하는 방식으로 동작한다.
한편, 이와 같은 종래 기술에 따른 파티클 카운터는 유입된 에어에 포함된 파티클의 수를 카운팅함으로써 파티클의 농도를 측정하기 때문에 파티클 측정용 프로브를 통해 흡입됨으로써 파티클 카운터로 유입되는 에어의 유량이 일정한 값(예를 들면, 1CFM)으로 유지되어야만 한다.
이에 보다 정확한 측정을 위해서 측정 대상면으로부터 분리되지 않는 파티클이 최소화되도록 측정 대상면에 분사되는 에어량을 증가시키는 경우에 파티클 카운터로 유입되는 에어의 유량도 함께 증가하게 되어 파티클 농도의 정확한 측정이 오히려 어렵게 된다는 기술적 한계가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 파티클 측정용 프로브가 측정 대상면으로 분사하는 에어량이 증가하더라도 파티클 카운터로는 상시 일정한 에어량만이 공급됨에 따라 파티클 측정의 정확도를 크게 높일 수 있도록 하는 파티클 측정 장비를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파티클 측정 장비는, 파티클 측정용 프로브를 통해 파티클 측정 대상면으로 분사되는 에어를 상기 파티클 측정용 프로브로 공급하는 유로에 설치되어 상기 파티클 측정용 프로브로의 에어 공급량을 제어하는 제1 유량 제어기; 및 상기 파티클 측정용 프로브가 흡입한 에어를 파티클 카운터로 공급하는 유로로부터 분기된 유로에 설치되어 상기 파티클 카운터로의 에어 공급량을 제어하는 제2 유량 제어기를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제2 유량 제어기는 상기 제1 유량 제어기를 통한 에어 공급량 중 소정의 기준 공급량을 초과하는 에어 공급량이 상기 분기된 유로로 이송되도록 상기 분기된 유로에서의 에어 이송량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 파티클 카운터는 상기 제1 유량 제어기를 통한 에어 공급량에 대한 설정값이 입력되는 입력부, 및 상기 설정값에 기초하여 상기 제1 유량 제어기 및 상기 제2 유량 제어기를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 파티클 측정용 프로브가 측정 대상면으로 분사하는 에어량이 증가하더라도 파티클 카운터로는 상시 일정한 에어량만이 공급됨에 따라 파티클 측정의 정확도를 크게 높일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정 장비에 구비된 파티클 측정용 프로브의 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정 장비의 동작 원리를 설명하는 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 카운터의 구조를 나타내는 기능 블록도, 및
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정 장비의 동작 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정 장비에 구비된 파티클 측정용 프로브의 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정용 프로브(100)에서의 파티클 측정 대상면을 대향하는 측정 단부면에는 에어 분사구(110), 에어 흡입구(130), 거리 측정부(150), 및 살균 램프(170)가 구비되어 있다.
에어 분사구(110)는 파티클 측정용 프로브(100)의 원형 단부면의 원주 방향을 따라 단부면에 복수개가 형성되어 있으며, 에어 펌프(500)로부터 파티클 측정용 프로브(100)에 공급되는 에어는 에어 분사구(110)를 통해 측정 대상면에 분사됨으로써 파티클이 측정 대상면으로부터 분리되도록 한다.
에어 흡입구(130)는 파티클 측정용 프로브(100)의 원형 단부의 중앙에 형성되어 있으며, 파티클 측정용 프로브(100)에 연결 설치된 에어 펌프(500)의 흡입압이 에어 흡입구(130)에 인가됨에 따라, 측정 대상면으로부터 분리된 파티클을 포함하는 에어가 에어 흡입구(130)를 통해 흡입되게 된다.
파티클 측정용 프로브(100)의 측정 단부면에 설치되어 있는 초음파 센서, 적외선 센서 등의 거리 측정 센서를 포함하는 거리 측정부(150)는 파티클 측정용 프로브(100)의 단부면으로부터 파티클 측정 대상면까지의 이격 거리를 측정한다.
살균 램프(170)는 파티클 측정용 프로브(100)의 측정 단부면에 설치된 상태에서 측정 대상면에 자외선을 조사하는 자외선 램프가 될 수 있으며, 이와 같은 살균 램프(170)는 파티클 측정 전에 측정 대상면에 대한 살균 처리를 함으로써 보다 정확한 파티클 측정이 가능토록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정 장비의 동작 원리를 설명하는 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정 장비는 파티클 측정용 프로브(100), 파티클 카운터(200), 제1 유량 제어기(300), 제2 유량 제어기(400), 에어 펌프(500), 및 필터부(600)를 포함한다.
파티클 측정용 프로브(100)에는 에어 펌프(500)로부터 공급되는 에어를 파티클 측정용 프로브(100)로 공급하는 유로인 배기 유로와, 파티클 측정용 프로브(100)에 의해 흡입된 파티클이 포함된 에어를 파티클 카운터(200)로 이송하는 유로인 흡기 유로가 각각 연결 설치되어 있다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 파티클 카운터(200)는 파티클 측정용 프로브(100)에 의해 흡입된 에어에 포함된 파티클을 광 산란 방식 등을 통해 카운팅함으로써 파티클의 농도를 측정할 수 있을 것이다.
아울러, 본 발명을 실시함에 있어서, 파티클 카운터(200)는 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정 장비에 일체로서 구비될 수도 있고, 파티클 측정 장비의 외부에 별도로 연결 설치될 수도 있을 것이다.
제1 유량 제어기(300)는 파티클 측정용 프로브(100)를 통해 측정 대상면으로 분사되는 에어를 파티클 측정용 프로브(100)로 공급하는 유로인 배기 유로 상에 설치되며, 이와 같은 제1 유량 제어기(300)는 에어 펌프(500)로부터 파티클 측정용 프로브(100)로의 에어 공급 유량(즉, 파티클 측정용 프로브(100)에서의 측정 대상면으로의 에어 분사 유량)을 제어한다.
한편, 제2 유량 제어기(400)는 파티클 측정용 프로브(100)가 흡입한 에어를 파티클 카운터(200)로 공급하는 유로인 흡기 유로로부터 분기된 유로인 분기 유로 상에 설치되며, 이와 같은 제2 유량 제어기(400)는 분기 유로에서의 유량을 제어함으로써 파티클 측정용 프로브(100)가 흡입한 에어 중 분기 유로로 유입됨으로써 파티클 카운터(200)로 유입되지 않는 에어의 유량을 제어함으로써, 파티클 측정용 프로브(100)가 흡입한 에어량과 무관하게 파티클 카운터(200)로는 상시 일정한 에어량(예를 들면, 1CFM[Cubic Feet per Minute])만이 공급되도록 한다.
구체적으로, 파티클 카운터(200)는 제1 유량 제어기(300)를 통해 파티클 측정용 프로브(100)로 공급되는 에어량에 대한 설정값과, 파티클 카운터(200)로 유입되어야 하는 단위 시간당 에어량에 대한 설정값(예를 들면, 1CFM)에 기초하여 제1 유량 제어기(300)와 제2 유량 제어기(400)의 동작을 제어한다.
한편, 도 2에서와 같이 에어 펌프(500)의 토출구에는 배기 유로의 시작단이 연결 설치되어 있고, 배기 유로의 종료단에는 파티클 측정용 프로브(100)가 연결 설치되어 있으며, 흡기 유로의 시작단에는 파티클 측정용 프로브(100)가 연결 설치되어 있고, 흡기 유로의 종료단에는 에어 펌프(500)의 흡입구가 연결 설치된다.
한편, 분기 유로는 흡기 유로의 시작단 부근에서 흡기 유로로부터 분기되며, 흡기 유로의 종료단 부근에서 흡기 유로에 합류하게 되고, 흡기 유로의 경로 중앙부에는 파티클 카운터(200)가 설치되어 있다.
아울러, 본 발명에 따른 파티클 측정 장비는 에어 펌프(500)의 토출구를 통해 배기 유로로 공급되는 에어 유량과 에어 펌프(500)의 흡입구를 통해 흡기 유로로부터 흡입되는 에어 유량이 동일한 에어 순환 구조를 형성하게 된다.
필터부(600)는 도 2에서와 같이 배기 유로 상에 설치되어 배기 유로를 통해 이송되는 에어로부터 이물질 등의 각종 파티클을 필터링하여 제거하여 파티클 측정용 프로브(100)로부터 측정 대상면으로 분사되는 에어에 파티클이 포함되어 있지 않도록 함으로써 보다 정확한 파티클의 측정을 가능하게 한다. 한편, 이와 같은 필터부(600)는 헤파 필터를 포함할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 카운터의 구조를 나타내는 기능 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 카운터(200)는 입력부(210), 제어부(230), 표시부(250) 및 통신부(270)를 포함한다.
파티클 카운터(200)의 입력부(210)에는 파티클 측정용 프로브(100)의 측정 단부의 측정 대상면으로부터의 기준 이격 거리에 대한 설정값, 제1 유량 제어기(300)를 통한 파티클 측정용 프로브(100)로의 에어 공급 유량에 대한 설정값, 파티클 측정용 프로브(100)로부터 파티클 카운터(200)로 공급되는 에어 공급 유량에 대한 설정값 등과 같이 파티클 측정 장비의 동작을 위해 사용자가 결정한 각종 설정값이 입력된다. 이와 같은 입력부(210)는 터치식 디스플레이 장치를 포함할 수 있을 것이다.
파티클 카운터(200)의 제어부(230)는 입력부(210)를 통해 입력된 파티클 측정 장비에 대한 상기와 같은 각종 설정값에 기초해서 에어 펌프(500), 제1 유량 제어기(300) 및 제2 유량 제어기(400)의 동작을 제어한다.
디스플레이 장치 등의 표시부(250)는 파티클 측정용 프로브(100)에 구비된 거리 측정부(150)가 측정한 측정 대상면까지의 이격 거리 정보와 파티클 카운터(200)에서 측정한 파티클 카운팅값을 표시한다.
한편, 파티클 카운터(200)의 통신부(270)는 파티클 측정용 프로브(100)에 구비된 거리 측정부(150)가 측정한 측정 대상면까지의 이격 거리 정보를 거리 측정부(150)로부터 수신하며, 사용자가 스마트 폰 등의 사용자 단말기에 입력한 상기와 같은 각종 설정값 정보를 사용자 단말기로부터 수신할 수도 있을 것이다.
이러한 경우에 파티클 카운터(200)의 제어부(230)는 사용자 단말기로부터 수신된 설정값에 기초하여 파티클 측정 장비의 동작을 제어할 수도 있을 것이다.
또한, 본 발명을 실시함에 있어서, 파티클 카운터(200)의 통신부(270)는 파티클 측정용 프로브(100)의 거리 측정부(150)로부터 수신한 측정 대상면까지의 이격 거리 정보와, 파티클 카운터(200)가 측정한 파티클 카운팅값을 사용자 단말기로 송신할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정 장비의 동작 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 측정 장비의 동작 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 사용자는 파티클 측정 장비의 사용 매뉴얼을 참고하여 파티클의 정확한 측정을 위한 파티클 측정용 프로브(100)의 측정 단부와 측정 대상면과의 기준 이격 거리에 대한 설정값(예를 들면, 5cm)을 파티클 카운터(200)의 입력부(210)를 통해 입력할 수 있을 것이다(S710).
또한, 사용자는 제1 유량 제어기(300)를 통한 파티클 측정용 프로브(100)로의 에어 공급 유량에 대한 설정값인 제1 유량 설정값(예를 들면, 2CFM)과, 파티클 측정용 프로브(100)로부터 파티클 카운터(200)로 공급되는 에어 공급 유량에 대한 설정값인 제2 유량 설정값(예를 들면, 1CFM)을 파티클 카운터(200)의 입력부(210)를 통해 입력할 수 있을 것이다(S720).
이후 사용자가 파티클 측정용 프로브(100)를 손으로 파지한 상태에서 측정 대상면에 파티클 측정용 프로브(100)의 측정 단부를 접근시킴에 따라 파티클 측정용 프로브(100)에 구비된 거리 측정부(150)는 파티클 측정용 프로브(100)의 측정 단부와 측정 대상면 사이의 이격 거리를 측정하고, 측정된 이격 거리 정보를 파티클 카운터(200)의 통신부(270)로 송신한다(S730).
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 파티클 카운터(200)의 통신부(270)가 수신한 이격 거리 정보가 파티클 카운터(200)의 표시부(250)를 통해 표시될 수 있으며, 이에 사용자는 이격 거리 정보를 표시부(250)를 통해 확인함으로써 파티클 측정용 프로브(100)의 측정 단부와 측정 대상면 사이의 이격 거리가 일정하게 유지되도록 파티클 측정용 프로브(100)를 조작할 수 있게 됨에 따라 파티클 측정의 정확도를 높일 수 있게 된다.
아울러, 파티클 카운터(200)의 제어부(230)는 파티클 측정용 프로브(100)로부터 수신된 이격 거리값이 전술한 S710 단계에서 설정된 기준 이격 거리값과 일치하는지 여부를 판단하며(S740), 양자가 일치하는 경우에 에어 펌프(500)를 구동시킴으로써 파티클 측정 장비의 동작을 개시할 수 있을 것이다(S750).
이와 같이 본 발명에 의하면, 파티클 측정용 프로브(100)의 측정 단부와 측정 대상면이 소정의 기준 이격 거리를 형성한 상태에서 파티클의 측정이 실행됨에 따라 파티클 측정의 정확도를 높일 수 있게 된다.
전술한 S750 단계에서 파티클 측정 장비의 동작이 개시됨에 따라 파티클 카운터(200)의 제어부(230)는 제1 유량 제어기(300)를 제어함으로써 전술한 S720 단계에서의 상기 제1 유량 설정값(예를 들면, 2CFM)에 따른 공급 유량이 제1 유량 제어기(300)를 통해 파티클 측정용 프로브(100)로 공급되도록 한다(S760).
또한, 파티클 카운터(200)의 제어부(230)는 전술한 S720 단계에서의 상기 제2 유량 설정값(예를 들면, 1CFM)에 따른 공급 유량이 파티클 카운터(200)로 공급될 수 있도록, 제2 유량 제어기(400)를 제어함으로써 흡기 유로로부터 분기된 유로인 분기 유로로 상기 제1 유량 설정값(예를 들면, 2CFM)과 상기 제2 유량 설정값(예를 들면, 1CFM)의 차이 만큼의 유량(예를 들면, 2CFM-1CFM)이 유입되도록 한다.
이에 파티클 카운터(200)는 전술한 S720 단계에서의 상기 제2 유량 설정값(예를 들면, 1CFM)에 따라 파티클 측정용 프로브(100)로부터 공급되는 에어에 포함된 파티클을 측정하게 된다(S780).
이와 같이 본 발명에 의하면, 측정 대상면에서의 파티클의 정확한 측정을 위해서 측정 대상면으로부터 분리되지 않는 파티클이 최소화되도록 파티클 측정용 프로브(100)가 측정 대상면으로 분사하는 에어 유량을 증가시킨 경우라도, 파티클 카운터(200)로는 상시 일정한 에어량(예를 들면, 1CFM)만이 공급됨으로써 파티클 측정의 정확도를 크게 높일 수 있게 된다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 대한민국 등록 특허 제1149443호에서의 파티클 샘플링 장치의 구조 및 동작 원리를 본 발명에 따른 파티클 카운터(200)에 적용할 수도 있을 것이며, 이에 대한민국 등록 특허 제1149443호의 특허 공보에 포함된 내용은 본 명세서의 일부를 구성한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 파티클 측정용 프로브, 110: 에어 분사구,
130: 에어 흡입구, 150: 거리 측정부,
170: 살균 램프, 200: 파티클 카운터,
210: 입력부, 230: 제어부,
250: 표시부, 270: 통신부,
300: 제1 유량 제어기, 400: 제2 유량 제어기,
500: 에어 펌프, 600: 필터부.

Claims (3)

  1. 파티클 측정용 프로브(100)를 통해 파티클 측정 대상면으로 분사되는 에어를 상기 파티클 측정용 프로브(100)로 공급하는 유로인 배기 유로에 설치되어 상기 파티클 측정용 프로브(100)로의 에어 공급량을 제어하는 제1 유량 제어기(300);
    상기 파티클 측정용 프로브(100)가 흡입한 에어를 파티클 카운터(200)로 공급하는 유로인 흡기 유로로부터 분기 형성된 유로인 분기 유로에 설치되어 상기 파티클 카운터(200)로의 에어 공급량을 제어함으로써, 상기 파티클 측정용 프로브(100)가 흡입한 에어량과 무관하게 상기 파티클 카운터(200)로는 소정의 기준 공급량이 상시 일정하게 공급되도록 하는 제2 유량 제어기(400); 및
    상기 파티클 측정용 프로브(100)에서의 에어 분사압과 에어 흡입압을 인가하는 에어 펌프(500)
    를 포함하며,
    상기 분기 유로가 합류되는 상기 흡기 유로의 종료단에 상기 에어 펌프(500)의 흡입구가 연결 설치되고, 상기 배기 유로의 시작단에 상기 에어 펌프(500)의 토출구가 연결 설치되며,
    상기 에어 펌프(500)의 토출구를 통해 상기 배기 유로로 공급되는 에어 유량과 상기 에어 펌프(500)의 흡입구를 통해 상기 흡기 유로로부터 흡입되는 에어 유량이 동일한 에어 순환 구조가 형성되는 것인 파티클 측정 장비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유량 제어기(400)는 상기 제1 유량 제어기(300)를 통한 에어 공급량 중 상기 소정의 기준 공급량을 초과하는 에어 공급량이 상기 분기된 유로로 이송되도록 상기 분기된 유로에서의 에어 이송량을 제어하는 것인 파티클 측정 장비.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파티클 카운터(200)는 상기 제1 유량 제어기(300)를 통한 에어 공급량에 대한 설정값이 입력되는 입력부(210), 및 상기 설정값에 기초하여 상기 제1 유량 제어기(300) 및 상기 제2 유량 제어기(400)를 제어하는 제어부(230)를 포함하는 것인 파티클 측정 장비.
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