KR102315221B1 - System for testing the effects of fine dust exposure and control method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 대기오염물질이 수용되어 공급되는 오염물질 공급챔버와, 상기 대기오염물질에 청정공기를 혼합하여 공급하기 위한 청정공기 공급장치와, 상기 오염물질 공급챔버에서의 대기오염물질과 상기 청정공기 공급장치에서의 청정공기를 혼합한 혼합대기의 오염농도를 제어하기 위한 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에서 임의의 오염농도로 제어되는 혼합대기를 공급받아 상기 대기오염물질에 실험동물을 노출하여 임의의 실험조건으로 위해성을 테스트하는 테스트 챔버와, 상기 테스트 챔버 내부의 대기오염 농도를 감지하는 농도감지센서와, 상기 농도감지센서에서 감지하는 데이터를 통해 테스트 챔버 내부의 대기오염 농도 조절을 모니터링하는 모니터링 유닛과, 상기 모니터링 유닛에 전송된 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 포함함으로써, 미세먼지의 위해성 피폭환경을 실제 상태와 유사하게 모사한 시스템을 구축하고, 이에 대한 실험동물의 위해성 억제능을 평가할 수 있다. The present invention relates to a system and a control method for testing the effect of exposure to fine dust, a pollutant supply chamber in which air pollutants are accommodated and supplied, and a clean air supply device for mixing and supplying clean air to the air pollutants and a controller for controlling the pollutant concentration of the mixed atmosphere in which the air pollutants in the pollutant supply chamber and the clean air in the clean air supply device are mixed; A test chamber that receives the supply and exposes experimental animals to the air pollutants to test the risk under arbitrary experimental conditions, a concentration sensor for detecting the concentration of air pollution inside the test chamber, and data detected by the concentration sensor By including a monitoring unit that monitors the control of air pollution concentration in the test chamber through the monitoring unit, and a data storage unit that stores the data transmitted to the monitoring unit, a system that simulates the hazardous exposure environment of fine dust similar to the actual state is constructed and , it is possible to evaluate the risk suppression ability of experimental animals.
Description
본 발명은 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세먼지의 위해성 피폭환경을 실제 상태와 유사하게 모사한 시스템을 구축하고, 이에 대한 실험동물의 위해성 억제능을 평가하기 위한 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템 및 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system and a control method for testing the effect of exposure to fine dust, and more particularly, to construct a system that simulates the hazardous exposure environment of fine dust to the actual state, and to reduce the risk of laboratory animals. It relates to a system and control method for testing the effects of exposure to fine dust for evaluation.
일반적으로 미세먼지는 대기중에 떠다니는 입경 10㎛ 이하의 미세한 오염물질로서, 근래에 들어 대기중 미세먼지의 농도가 증가함에 따라 인체의 건강을 악화시키고 있다.In general, fine dust is a fine pollutant with a particle diameter of 10 μm or less floating in the air, and in recent years, as the concentration of fine dust in the air increases, the health of the human body is deteriorated.
미세먼지로 인한 문제로는 대기오염에 민감한 노인의 사망률이 증가하거나, 임산부와 태아에게 악영향을 줄 수 있고, 천식과 같은 호흡기질환, 두통, 아토피 등과 같은 다양한 질병을 유발하는 것을 대표적으로 예를 들 수 있다.Problems caused by fine dust include, for example, an increase in the mortality rate of the elderly who are sensitive to air pollution, adverse effects on pregnant women and fetuses, and various diseases such as respiratory diseases such as asthma, headache, and atopy. can
따라서, 이러한 미세먼지로 인한 문제점을 해결하기 위한 노력으로, 실험용 쥐의 비부흡입을 통해 미세먼지와 같은 유해물질이 생체에 미치는 영향을 연구하고 있다.Therefore, in an effort to solve the problems caused by fine dust, the effect of harmful substances such as fine dust on the living body through nasal inhalation of laboratory mice is being studied.
종래의 미세먼지를 이용한 시험장치의 경우, 고농도 미세먼지를 먼저 발생시킨 다음 희석장치를 통해 그 농도를 줄여나가는 방식으로 조절이 이루어져 왔었다.In the case of a conventional test apparatus using fine dust, control has been made in such a way that high concentration of fine dust is first generated and then the concentration is reduced through a dilution device.
그러나 희석장치를 거치기 이전에 고농도 미세먼지의 입자끼리 충돌 및 결합에 의해 의도하지 않은 크기의 미세먼지가 생성되고 스크리닝과정에서 손실이 발생하기 때문에 이를 보완하기 위해 복잡한 설비가 필요하며, 미세먼지의 입자크기나 농도를 효율적이고 정밀하게 조절할 수 없는 문제점이 있었다.However, fine dust of unintended size is generated by collision and bonding between particles of high-concentration fine dust before going through the dilution device and loss occurs in the screening process. There was a problem that the size or concentration could not be efficiently and precisely controlled.
또한, 동물연구의 경우 침습적으로 기관지에 미세먼지를 부착시키거나 비강을 통한 기관지 강제 주입을 하는 방법으로 미세먼지 연구를 하였는데, 이러한 종래의 방법은 피폭된 정도를 확인할 수 없는 강제 흡입방식으로서, 미세먼지 노출이 현실과 차이가 발생하며, 노출 시간에 따른 먼지 농도 유지를 제어하거나 생체적용시간 등의 객관적 지표가 부족한 한계가 있었다. In addition, in the case of animal studies, fine dust research was conducted by invasively attaching fine dust to the bronchial tubes or forcibly injecting the bronchial tubes through the nasal passages. Dust exposure differs from reality, and there are limitations in controlling the maintenance of dust concentration according to exposure time or lack of objective indicators such as bio-application time.
이에, 본 발명은 상기와 같은 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 미세먼지의 위해성 피폭환경을 실제 상태와 유사하게 모사한 시스템을 구축하여 미세먼지 노출에 대한 피폭영향을 테스트할 수 있는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and it is possible to test the exposure effect on fine dust exposure by building a system that simulates the hazardous exposure environment of fine dust similar to the actual state. The purpose is to provide a system that has
또한, 미세먼지 노출 시간과 미세먼지 농도를 일정한 정도로 제어하여 시간(Time) 동기화 기반 미세먼지 분포 농도의 상관관계에 대한 객관적 지표가 될 수 있는 데이터 확보 및 설계를 할 수 있는 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, by controlling the fine dust exposure time and the fine dust concentration to a certain degree, it provides a control method for securing and designing data that can be an objective indicator for the correlation of the time synchronization-based fine dust distribution concentration. There is a purpose.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 대기오염물질이 수용되어 공급되는 오염물질 공급챔버와, 상기 대기오염물질에 청정공기를 혼합하여 공급하기 위한 청정공기 공급장치와, 상기 오염물질 공급챔버에서의 대기오염물질과 상기 청정공기 공급장치에서의 청정공기를 혼합한 혼합대기의 오염농도를 제어하기 위한 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에서 임의의 오염농도로 제어되는 혼합대기를 공급받아 상기 대기오염물질에 실험동물을 노출하여 임의의 실험조건으로 위해성을 테스트하는 테스트 챔버와, 상기 테스트 챔버 내부의 대기오염 농도를 감지하는 농도감지센서와, 상기 농도감지센서에서 감지하는 데이터를 통해 테스트 챔버 내부의 대기오염 농도 조절을 모니터링하는 모니터링 유닛과, 상기 모니터링 유닛에 전송된 데이터를 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템를 제공한다.In order to achieve the above objects, in the present invention, a pollutant supply chamber in which air pollutants are accommodated and supplied, a clean air supply device for mixing and supplying clean air to the air pollutants, and the pollutant supply chamber A controller for controlling the pollution concentration of the mixed atmosphere in which the air pollutants in the air pollutants are mixed with the clean air in the clean air supply device; A test chamber for exposing experimental animals to test risks under arbitrary experimental conditions, a concentration sensor for detecting the concentration of air pollution inside the test chamber, and air pollution inside the test chamber through data detected by the concentration sensor Provided is a system for testing the effect of exposure to fine dust including a monitoring unit for monitoring concentration control, and a data storage unit for storing data transmitted to the monitoring unit.
본 발명에 있어서, 상기 대기오염물질은 미세먼지, 초미세먼지, 황사 중 어느 하나로 이루어지거나 상기 미세먼지, 초미세먼지, 황사 중 적어도 둘 이상을 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있다. In the present invention, the air pollutant may be made of any one of fine dust, ultra-fine dust, and yellow sand, or a mixture containing at least two or more of the fine dust, ultra-fine dust, and yellow sand.
상기 청정공기 공급장치는 테스트에 불필요한 다른 종류의 대기오염물질이 포함되지 않도록 자연대기를 걸러주는 필터가 포함되어, 상기 컨트롤러에 필터를 통과한 청정공기만을 공급하도록 한다.The clean air supply device includes a filter for filtering the natural air so that other types of air pollutants unnecessary for the test are not included, so that only the clean air that has passed through the filter is supplied to the controller.
또한, 본 발명은 상기 테스트 챔버 내부의 혼합대기를 자동적으로 순환시키기 위한 자동순환장치가 더 포함될 수 있다. In addition, the present invention may further include an automatic circulation device for automatically circulating the mixed atmosphere inside the test chamber.
본 발명에서, 상기 자동순환장치는 테스트 챔버 내의 공기를 순환시키기 위한 팬과, 상기 팬에서 발생된 와류에 의해 순환된 공기를 흡입하여 다시 상기 테스트 챔버에 재순환하도록 하는 흡기구와 배기구, 및 상기 흡기구와 배기구가 연통되도록 연결하는 연결관을 포함하여 구성된다.In the present invention, the automatic circulation device includes a fan for circulating air in the test chamber, an intake and exhaust port for sucking air circulated by the vortex generated by the fan and recirculating it back to the test chamber, and the intake port; It is configured to include a connecting pipe for connecting the exhaust port to communicate.
여기서, 상기 팬은 테스트 챔버의 상부와 하부에 설치되고, 상기 팬이 설치되는 테스트 챔버의 상부와 하부에 상기 흡기구와 배기구가 설치되어, 상부의 팬에 의해 바닥에 모아진 대기오염물질을 하부의 팬에 연결된 연결관으로 흡입하여 자동으로 재순환시킴으로써, 테스트 챔버 내부 공간에 대기오염물질이 골고루 분포하도록 농도를 조절할 수 있다. Here, the fan is installed in the upper and lower portions of the test chamber, and the intake and exhaust ports are installed in the upper and lower portions of the test chamber in which the fan is installed, so that air pollutants collected on the floor by the upper fan are removed from the lower fan. By automatically recirculating by suction through a connection pipe connected to the
한편, 상기 테스트 챔버는 바닥에 철망이 위치하고 상기 철망 하부에 실험동물의 분변을 수거하는 수거부를 설치하여, 분변에 의한 테스트 환경의 오염을 방지하고, 테스트 환경에서의 실험동물의 분변 내 변화양상을 연구에 응용할 수 있다. On the other hand, in the test chamber, a wire mesh is located on the floor and a collection unit for collecting feces of laboratory animals is installed under the wire mesh to prevent contamination of the test environment by feces, and changes in the feces of laboratory animals in the test environment can be applied to research.
또한, 상기 농도감지센서는 복수개가 구비되어, 상기 테스트 챔버의 내부 공간에 일정간격 또는 일정높이로 위치하도록 설치된다. In addition, a plurality of the concentration sensor is provided, and is installed to be positioned at a predetermined interval or at a predetermined height in the inner space of the test chamber.
아울러, 상기 테스트 챔버 내부에는 정전기 방지 코팅을 하여 먼지가 테스트 챔버에 붙는 것을 방지할 수 있도록 구성된다. In addition, an antistatic coating is applied inside the test chamber to prevent dust from adhering to the test chamber.
또한, 상기 실험동물의 피부에 부착되는 패치타입의 시료 부착방식 기반 대기오염물질 노출환경에서의 농도별, 노출시간별 영향을 테스트하여 상관관계 데이터를 구축할 수 있다. In addition, correlation data can be constructed by testing the effect of each concentration and exposure time in the air pollutant exposure environment based on the patch-type sample attachment method attached to the skin of the experimental animal.
한편, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 오염물질 공급챔버에서의 대기오염물질과 청정공기 공급장치에서의 청정공기를 혼합한 혼합대기를 컨트롤러에서 임의의 오염농도로 제어하는 제어단계와, 상기 컨트롤러에서 임의의 오염농도로 제어된 혼합대기를 테스트 챔버 내에 공급하는 공급단계와, 상기 테스트 챔버 내에서 상기 대기오염물질에 실험동물을 노출하여 임의의 실험조건으로 위해성을 테스트하는 테스트 단계와, 상기 테스트 챔버 내부의 대기오염 농도를 복수개의 농도감지센서를 이용하여 감지하는 감지단계와, 상기 농도감지센서에서 감지하는 데이터를 통해 테스트 챔버 내부의 대기오염 농도 조절을 모니터링하는 모니터링 단계와, 상기 테스트 챔버 내부의 혼합대기를 자동적으로 순환시키기 위한 자동순환 단계를 포함되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 제어방법이 제공된다. On the other hand, in order to achieve the object of the present invention as described above, in the present invention, the controller controls the mixed atmosphere in which the air pollutants in the pollutant supply chamber and the clean air in the clean air supply device are mixed to an arbitrary pollutant concentration. A control step, a supply step of supplying a mixed atmosphere controlled to a certain contamination concentration by the controller into a test chamber, and exposing an experimental animal to the air pollutant in the test chamber to test the risk under arbitrary experimental conditions A test step, a detection step of detecting the concentration of air pollution inside the test chamber using a plurality of concentration sensors, and a monitoring step of monitoring the control of air pollution concentration inside the test chamber through data detected by the concentration sensor and an automatic circulation step for automatically circulating the mixed atmosphere inside the test chamber.
상기 모니터링 단계는 상기 농도감지센서에서 감지하는 데이터를 컴퓨터 또는 태블릿을 이용하여 테스트 챔버의 팬 속도 조절, 오염물질 공급챔버에서의 대기오염물질 투입속도를 조절하여 테스트 챔버 내부의 오염농도 조절을 모니터링하는 것을 특징으로 한다. The monitoring step monitors the control of the concentration of contamination inside the test chamber by controlling the fan speed of the test chamber and the input speed of air pollutants in the pollutant supply chamber using a computer or tablet for the data detected by the concentration sensor. characterized in that
또한, 상기 자동순환 단계는 테스트 챔버 상부의 팬에 의해 바닥에 모아진 대기오염물질을 하부의 팬에 연결된 연결관으로 흡입하여 자동으로 재순환시킴으로써, 테스트 챔버 내부 공간에 대기오염물질이 골고루 분포하도록 농도를 조절하며, 상기 테스트 단계에서는 실험동물의 피부에 부착되는 패치타입의 시료 부착방식 기반 대기오염물질 노출환경에서의 농도별, 노출시간별 영향을 테스트하여 상관관계 데이터를 구축할 수 있다. In addition, in the automatic circulation step, the air pollutants collected on the floor by the fan at the top of the test chamber are sucked into the connection pipe connected to the fan at the bottom and recirculated automatically, so that the concentration of the air pollutants is uniformly distributed in the space inside the test chamber. In the test step, correlation data can be constructed by testing the effect of each concentration and exposure time in the air pollutant exposure environment based on the sample attachment method of the patch type attached to the skin of the experimental animal.
한편, 상기 테스트 단계에서의 실험조건은 대기오염물질의 종류, 대기오염물질의 농도, 대기오염물질의 유입으로 인한 노출시간 또는 대기오염물질의 미유입으로 인한 미노출시간을 포함하며, 상기 실험조건들을 단계별로 진행하여 데이터를 획득할 수 있다. On the other hand, the experimental conditions in the test step include the type of air pollutant, the concentration of the air pollutant, the exposure time due to the inflow of the air pollutant, or the non-exposure time due to the non-inflow of the air pollutant, and Data can be acquired step by step.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 미세먼지의 위해성 피폭환경을 실제 상태와 유사하게 모사한 시스템을 구축하여 미세먼지 노출에 대한 피폭영향을 테스트할 수 있다. As described above, in the present invention, it is possible to test the effect of exposure to fine dust exposure by building a system that simulates the hazardous exposure environment of fine dust in a similar manner to the actual state.
또한, 미세먼지 뿐 아니라 초미세먼지, 황사 등을 이용하여 대기오염물질의 종류, 대기오염물질의 농도, 대기오염물질의 유입으로 인한 노출시간 또는 대기오염물질의 미유입으로 인한 미노출시간의 실험조건들을 단계별로 진행하여 매우 구체적이고, 실제 상태와 유사한 상태에서의 데이터를 획득할 수 있으며, 시간(Time) 동기화 기반 미세먼지 분포 농도의 상관관계에 대한 객관적 지표가 될 수 있는 데이터 확보 및 설계를 할 수 있다. In addition, the experimental conditions of the type of air pollutants, the concentration of air pollutants, the exposure time due to the inflow of air pollutants or the non-exposure time due to the non-inflow of air pollutants using not only fine dust but also ultrafine dust and yellow sand It is possible to acquire data in a very specific and similar state to the actual state by proceeding step-by-step, and to secure and design data that can be an objective indicator for the correlation of time synchronization-based fine dust distribution concentration. can
도 1은 본 발명의 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템의 제1 실시예를 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템의 제2 실시예를 도시한 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 제어방법을 나타내는 순서도이다. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of a system for testing the effect of exposure to fine dust according to the present invention.
2 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of the system for testing the effect of exposure to fine dust according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a control method for testing the effect of exposure to fine dust according to the present invention.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only this embodiment allows the disclosure of the present invention to be complete, and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art completely It is provided to inform you.
본 발명은 생체의 미세먼지 위해성을 테스트하기 위한 것으로, 미세먼지 피폭환경을 실제 상태와 유사하게 모사한 시스템을 구축하고 이에 대한 실험동물의 위해성 억제능을 평가하고자 하는 것이다. The present invention is to test the risk of fine dust in a living body, and to build a system that simulates a fine dust exposure environment similar to the actual state and evaluate the risk suppression ability of experimental animals.
도 1은 본 발명의 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템의 제1 실시예를 도시한 전체 구성도이다. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of a system for testing the effect of exposure to fine dust according to the present invention.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템은 크게, 오염물질 공급챔버(10), 청정공기 공급장치(20), 컨트롤러(30), 테스트 챔버(40), 농도감지센서(60), 모니터링 유닛(70), 데이터 저장부(80)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the system for testing the effect of exposure to fine dust of the present invention is largely composed of a
상기 오염물질 공급챔버(10)는 대기오염물질이 수용되어 공급되는 챔버로서, 대기오염물질 중에는 미세먼지, 초미세먼지, 황사 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서 상기 대기오염물질은 미세먼지, 초미세먼지, 황사 중 어느 하나로 이루어지거나 상기 미세먼지, 초미세먼지, 황사 중 적어도 둘 이상을 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있다. The
여기서, 미세먼지, 초미세먼지, 황사는 각각의 성분 차이에 의해 인체에 미치는 영향에도 차이가 있으므로, 각각의 성분에 대한 피폭영향과 함께 각각의 성분이 혼합된 혼합물의 조성비에 따른 피폭영향도 테스트할 필요성이 있다. Here, since fine dust, ultrafine dust, and yellow dust have different effects on the human body due to the difference in each component, the exposure effect test according to the composition ratio of the mixture in which each component is mixed together with the exposure effect on each component there is a need to
따라서, 본 발명에서는 일반적인 자연대기와 유사한 상태로 테스트 챔버(40)를 구성할 수 있도록 상기 대기오염물질을 미세먼지, 초미세먼지, 황사의 혼합물로 구성하여 실험을 할 수 있게 한다. Therefore, in the present invention, the air pollutants are composed of a mixture of fine dust, ultrafine dust, and yellow dust so that the
한편, 상기 대기오염물질에 청정공기를 혼합하여 공급하기 위한 청정공기 공급장치(20)가 포함된다. On the other hand, a clean
상기 청정공기 공급장치(20)는 테스트에 불필요한 다른 종류의 대기오염물질이 포함되지 않도록 자연대기를 걸러주는 필터가 포함되어야 한다. 이로 인해, 상기 청정공기 공급장치(20)는 상기 컨트롤러(30)에 필터를 통과한 청정공기만을 공급할 수 있게된다.The clean
상기 필터는 다양한 종류가 적용될 수 있으며, 일반적으로 사용되는 헤파필터를 적용하여도 무방하다. Various types of the filter may be applied, and a commonly used HEPA filter may be applied.
한편, 상기 오염물질 공급챔버(10)에서 공급되는 대기오염물질과 상기 청정공기 공급장치(20)에서 공급되는 청정공기는 일정한 비율로 혼합되어 상기 테스트 챔버(40)에 유입되어야 한다. Meanwhile, the air pollutants supplied from the
이를 위해, 상기 오염물질 공급챔버(10)에서의 대기오염물질과 상기 청정공기 공급장치(20)에서의 청정공기를 혼합한 혼합대기의 오염농도를 제어하기 위한 컨트롤러(30)가 구비된다. To this end, a
상기 컨트롤러(30)는 테스트 챔버(40)에 설치된 농도감지센서(60)의 감지에 따라, 테스트 챔버(40) 내부의 공기오염 농도를 조절할 수 있도록 예컨대, 오염물질 공급챔버(10)의 밸브(미도시) 등을 여닫는 것으로 해서 오염물질의 농도를 조절하도록 제어한다. The
상기 테스트 챔버(40)는 상기 컨트롤러(30)에서 임의의 오염농도로 제어되는 혼합대기를 공급받아 상기 대기오염물질에 실험동물을 노출하여 임의의 실험조건으로 위해성을 테스트한다. The
여기서, 실험동물은 일반적으로 쥐가 사용되며, 쥐를 통해 미세먼지 등의 농도별, 종류별, 노출시간별 위해성을 판단할 수 있다. Here, rats are generally used as experimental animals, and the risk of fine dust by concentration, type, and exposure time can be determined through the rat.
본 발명에서 중요한 점은, 상기 대기오염물질이 테스트 챔버(40) 안에 들어가면 자연대기처럼 대기중에 골고루 분포되어 있는 상태가 유지되어야 한다는 점이다. An important point in the present invention is that when the air pollutants enter the
그러나, 테스트 챔버(40)와 같은 비교적 작은 공간 내에 미세먼지 등을 유입시키게 되면, 미세먼지의 자중에 의해 하부로 떨어지게 되어 자연대기와 같은 상태를 유지하기가 어렵다. However, when fine dust is introduced into a relatively small space such as the
그래서, 본 발명에서는 상기 테스트 챔버(40) 내부의 혼합대기를 자동적으로 순환시키기 위한 자동순환장치가 구비된다. Therefore, in the present invention, an automatic circulation device for automatically circulating the mixed atmosphere inside the
본 발명에서, 상기 자동순환장치는 테스트 챔버(40) 내의 공기를 순환시키기 위한 팬(50)과, 상기 팬(50)에서 발생된 와류에 의해 순환된 공기를 흡입하여 다시 상기 테스트 챔버(40)에 재순환하도록 하는 흡기구와 배기구, 및 상기 흡기구와 배기구가 연통되도록 연결하는 연결관을 포함하여 구성된다.In the present invention, the automatic circulation device includes a
여기서, 상기 팬(50)은 테스트 챔버(40)의 상부와 하부에 설치되고, 상기 팬(50)이 설치되는 테스트 챔버(40)의 상부와 하부에 상기 흡기구와 배기구가 설치되어, 상부의 팬에 의해 바닥에 모아진 대기오염물질을 하부의 팬에 연결된 연결관으로 흡입하여 자동으로 재순환시킴으로써, 테스트 챔버(40) 내부 공간에 대기오염물질이 골고루 분포하도록 농도를 조절할 수 있다. Here, the
한편, 상기 테스트 챔버(40) 내부의 대기오염 농도를 감지하는 농도감지센서(60)가 구비된다. On the other hand, a
상기 농도감지센서(60)는 복수개가 구비되어, 상기 테스트 챔버(40)의 내부 공간에 일정간격 또는 일정높이로 위치하도록 설치된다. 예컨대, 쥐의 머리에 해당되는 위치에도 농도감지센서(60)가 설치되고, 그 하부 및 상부에도 농도감지센서(60)가 설치되어 테스트 챔버(40) 내부에 공간에 미세먼지 등이 균일하게 분포하도록 한다. A plurality of the
상기 농도감지센서(60)에서 감지하는 데이터는 테스트 챔버(40) 내부의 대기오염 농도 조절을 모니터링하는 모니터링 유닛(70)에 전송되어 상기 데이터를 통해 컨트롤러(30)를 제어하도록 한다. The data detected by the
한편, 테스트 챔버(40) 내부의 습도와 온도 조절을 위해, 습도와 온도를 감지하는 습도센서와 온도센서가 더 설치되는 것이 바람직하다. On the other hand, in order to control the humidity and temperature inside the
상기 습도센서 및 온도센서에서 감지하는 습도/온도 데이터는 상기 컨트롤러(30)에 전송되어 상기 데이터를 통해 컨트롤러(30)가 습도/온도를 제어하도록 한다. The humidity/temperature data detected by the humidity sensor and the temperature sensor is transmitted to the
또한, 상기 모니터링 유닛(70)에 전송된 데이터는 상기 데이터 저장부(80)에 저장되도록 한다. Also, the data transmitted to the
한편, 상기 테스트 챔버(40)는 바닥에 철망이 위치하고 상기 철망 하부에 실험동물의 분변을 수거하는 수거부(90)를 설치하여, 분변에 의한 테스트 환경의 오염을 방지하고, 테스트 환경에서의 실험동물의 분변 내 변화양상을 연구에 응용할 수 있게 한다. On the other hand, the
아울러, 상기 테스트 챔버(40) 내부에는 정전기 방지 코팅을 하여 먼지가 테스트 챔버(40)에 붙는 것을 방지할 수 있도록 할 수 있다. In addition, an antistatic coating may be applied inside the
이와 같이 구성되는 본 발명의 제1 실시예 이외에도 상기 실험동물에 대한 미세먼지 피폭영향을 좀더 객관적으로 데이터화하기 위해, 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 테스트 챔버(140)에서의 실험동물을 여러마리 사용할 수도 있다. In addition to the first embodiment of the present invention configured as described above, in order to more objectively dataize the effect of exposure to fine dust on the experimental animals, as shown in FIG. 2 , several experimental animals in the
도 2는 본 발명의 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템의 제2 실시예를 도시한 전체 구성도로서, 다른 구성은 제1 실시예와 동일하고 상기 테스트 챔버(140) 내에 실험동물을 여러마리 수용할 수 있도록 하여 각각의 실험동물에 대한 미세먼지 피폭영향을 실험할 수 있도록 한다. 2 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of a system for testing the effect of exposure to fine dust according to the present invention. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and several experimental animals are placed in the
또한, 상기 실험동물의 피부에 부착되는 패치타입을 적용하여, 시료 부착방식 기반 대기오염물질 노출환경에서의 농도별, 노출시간별 영향을 테스트하여 상관관계 데이터를 구축할 수도 있다. In addition, by applying the patch type attached to the skin of the experimental animal, correlation data can be constructed by testing the effect of each concentration and exposure time in the air pollutant exposure environment based on the sample attachment method.
도 3은 본 발명의 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 제어방법을 나타내는 순서도로서, 상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 제어방법은 다음과 같다. 3 is a flowchart illustrating a control method for testing the effect of exposure to fine dust according to the present invention. The control method of the present invention according to the above configuration is as follows.
먼저, 상기 오염물질 공급챔버(10)에서의 대기오염물질과 청정공기 공급장치(20)에서의 청정공기를 혼합한 혼합대기를 컨트롤러(30)에서 임의의 오염농도로 제어한다(S110). First, the
이후, 상기 컨트롤러(30)에서 임의의 오염농도로 제어된 혼합대기를 테스트 챔버(40) 내에 공급한다(S120). Thereafter, the mixed atmosphere controlled to a certain contamination concentration by the
상기 테스트 챔버(40) 내에서 상기 대기오염물질에 실험동물을 노출하여 임의의 실험조건으로 위해성을 테스트하는 테스트 단계를 수행한다(S130).A test step of exposing the experimental animal to the air pollutants in the
여기서, 상기 테스트 단계에서는 다양한 실험조건을 통해 테스트를 수행할 수 있다. 상기 실험조건은 대기오염물질의 종류, 대기오염물질의 농도, 대기오염물질의 유입으로 인한 노출시간 또는 대기오염물질의 미유입으로 인한 미노출시간을 포함하며, 상기 실험조건들을 단계별로 진행하여 데이터를 획득할 수 있다. Here, in the test step, the test may be performed under various experimental conditions. The experimental conditions include the type of air pollutants, the concentration of air pollutants, exposure time due to the inflow of air pollutants, or non-exposure time due to the non-inflow of air pollutants. can be obtained
예컨대, 상기 대기오염물질의 종류는 미세먼지, 초미세먼지, 황사 중 어느 하나로 이루어지거나 상기 미세먼지, 초미세먼지, 황사 중 적어도 둘 이상을 포함하는 혼합물로 이루어질 수 있으며, 혼합물일 경우 그 조성을 달리하여 진행할 수도 있다. For example, the type of air pollutants may be made of any one of fine dust, ultrafine dust, and yellow sand, or a mixture containing at least two or more of the fine dust, ultrafine dust, and yellow sand. You may proceed with
또한, 대기오염 노출시간과 미노출시간을 사람의 일상생활과 유사하도록 조절하여 실험하는 것도 매우 중요하다. 여기서, 미노출시간이라고 한다면 사람의 수면시간 정도가 가능할 것이며, 1일 당 4시간 내지 8시간 정도의 노출시간을 조절하여 노출시간별로 테스트를 수행하여 이에 대한 피폭영향을 데이터화할 수 있다. In addition, it is very important to experiment by adjusting the exposure time and non-exposure time to air pollution so that it is similar to human daily life. Here, if it is the non-exposure time, it will be possible for a person's sleep time, and by controlling the exposure time of about 4 to 8 hours per day, a test can be performed for each exposure time, and the exposure effect can be dataized.
여기서, 중요한 점은 상기 테스트 단계에서 자연대기와 유사한 상태로 테스트 챔버(40) 내부를 유지하는 것이다. Here, the important point is to maintain the inside of the
이를 위해, 테스트 챔버(40)는 상부 팬으로 챔버 내부에 공기를 순환시키며, 챔버의 바닥과 틈새를 통해 모아진 먼지를 하부의 팬에 연결된 관에 의해 상부로 순환시켜 자동으로 먼지의 농도를 조절하도록 한다. To this end, the
이와 같은 상기 테스트 챔버(40) 내부의 대기오염 농도는 복수개의 농도감지센서(60)를 이용하여 감지한다(S140).The concentration of air pollution inside the
이후, 상기 농도감지센서(60)에서 감지하는 데이터를 통해 테스트 챔버(40) 내부의 대기오염 농도 조절을 모니터링하고, 상기 테스트 챔버 내부의 혼합대기를 자동적으로 순환시키도록 한다.Then, the control of the air pollution concentration inside the
상기 모니터링하는 단계는 농도감지센서에서 감지하는 데이터를 컴퓨터 또는 태블릿을 이용하여 테스트 챔버의 팬 속도 조절, 오염물질 공급챔버에서의 대기오염물질 투입속도를 조절하여 테스트 챔버 내부의 오염농도 조절을 모니터링할 수 있다.In the monitoring step, the control of the concentration of contamination inside the test chamber can be monitored by controlling the fan speed of the test chamber and the input speed of air pollutants in the pollutant supply chamber using a computer or tablet for data detected by the concentration sensor. can
이와 같은 본 발명은 다음과 같은 기능 및 작용을 할 수 있다. As described above, the present invention can perform the following functions and actions.
호흡, 접촉에 따른 미세먼지 노출 영향 테스트 환경 자료수집 등 기초 연구Basic research such as collection of environmental data to test the effects of exposure to fine dust by breathing and contact
- 질병유발 상관관계 영향 추정 미세먼지 표준샘플 자료 연구(피부과 질병, 호흡기 질병 등) - Research on standard sample data for estimating disease-inducing correlation (dermatological diseases, respiratory diseases, etc.)
- 공간내 미세먼지 분포 측정 농도감지센서별 성능 조사 및 분석 연구 - Investigation and analysis of the performance of each concentration sensor to measure the distribution of fine dust in a space
- 공간 미세먼지 농도 가변 테스트 환경 시스템(Mass flow 제어, 데이터 전송, 데이터 저장 등) 구축 요구사항 연구 - Study on requirements for building a spatial fine dust concentration variable test environment system (mass flow control, data transmission, data storage, etc.)
시간 소요에 따른 공간 미세먼지 농도 분포 상관관계 테스트 측정 환경 설계Design of spatial fine dust concentration distribution correlation test measurement environment according to time
- Time Synchronized 기반 공간 미세먼지 농도 분포 테스트 환경 아키텍처 설계 - Time Synchronized based spatial fine dust concentration distribution test environment architecture design
- 테스트 공간 미세먼지 공급 농도 가변 제어 시스템 설계 - Design of variable control system for supply concentration of fine dust in test space
- 시료 미투입 조건하, 테스트 공간 시간대별 미세먼지 분포 농도 측정 시스템 설계 - Design of a system for measuring the concentration of fine dust distribution in each test space under the condition of no sample input
Time 동기화 기반 공간 미세먼지 분포 농도 상관관계 DB 확보/설계Securing/designing the correlation DB of spatial fine dust distribution and concentration based on time synchronization
- 멀티 포인트 미세먼지 측정값 데이터 기반 공간 분포 대푯값 산출 및 변환 방법 연구 - Study on the calculation and conversion method of spatial distribution representative value based on multi-point fine dust measurement data
- Time Synchronized 기반 미세먼지 분포 농도 측정 및 데이터 저장 기술 연구 - Time Synchronized-based fine dust distribution concentration measurement and data storage technology research
- 테스트 공간 환경에서의 시간대별 미세먼지 농도 상관관계 DB 구축 및 분석 - Establishment and analysis of correlation DB of fine dust concentration by time in the test space environment
시료(쥐 등) 공간 투입 기반 미세먼지 호흡기 질병 영향 테스트 환경 구축/설계Establishment/design of test environment for fine dust respiratory disease effect based on sample (rat, etc.) space input
- 시료 투입에 따른 테스트 공간 미세먼지 노출 영향 테스트 환경 구축 - Establishment of test environment for exposure to fine dust in test space according to sample input
- 시료 투입 기반 미세먼지 분포 농도별, 노출시간별 테스트 및 데이터 셋 구축 및 분석 - Test and data set construction and analysis by sample input-based fine dust distribution concentration and exposure time
- 피부 부착방식 미세먼지 노출 영향 테스트 측정 환경 설계 - Skin attachment method, fine dust exposure effect test, measurement environment design
시료(쥐 등) 피부 부착방식 미세먼지 피부 질병 영향 테스트 환경 구축/설계Sample (rat, etc.) skin attachment method Fine dust skin disease effect test environment establishment/design
- Patch 타입의 시료 부착방식 기반 미세먼지 노출환경 히스토리 데이터 수집 시스템 구축 - Establishment of history data collection system for fine dust exposure environment based on patch-type sample attachment method
- 시료 피부 부착방식 기반 미세먼지 농도별, 노출시간별 영향 테스트 및 상관관계 DB 구축 - Test the effect of each concentration of fine dust and exposure time based on the sample skin attachment method and build a correlation DB
본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.In the present specification, the present invention has been described with reference to limited embodiments, but various embodiments are possible within the scope of the present invention. In addition, although not described, it will be said that equivalent means are also combined with the present invention as it is. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.
10: 오염물질 공급챔버 20: 청정공기 공급장치
30: 컨트롤러 40: 테스트 챔버
50: 팬 60: 농도감지센서
70: 모니터링 유닛 80: 데이터 저장부10: pollutant supply chamber 20: clean air supply device
30: controller 40: test chamber
50: fan 60: concentration sensor
70: monitoring unit 80: data storage unit
Claims (15)
상기 대기오염물질에 청정공기를 혼합하여 공급하기 위한 청정공기 공급장치;
상기 오염물질 공급챔버에서의 대기오염물질과 상기 청정공기 공급장치에서의 청정공기를 혼합한 혼합대기의 오염농도를 제어하기 위한 컨트롤러;
상기 컨트롤러에서 임의의 오염농도로 제어되는 혼합대기를 공급받아 상기 대기오염물질에 실험동물을 노출하여 임의의 실험조건으로 위해성을 테스트하는 테스트 챔버;
상기 테스트 챔버 내부의 대기오염 농도를 감지하는 농도감지센서;
상기 농도감지센서에서 감지하는 데이터를 통해 테스트 챔버 내부의 대기오염 농도 조절을 모니터링하는 모니터링 유닛;
상기 모니터링 유닛에 전송된 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 및
상기 테스트 챔버 내부의 혼합대기를 자동적으로 순환시키기 위한 자동순환장치;
를 포함하고,
상기 자동순환장치는 테스트 챔버 내의 공기를 순환시키기 위해 테스트 챔버의 상부와 하부에 설치되는 팬과, 상기 팬에서 발생된 와류에 의해 순환된 공기를 흡입하여 다시 상기 테스트 챔버에 재순환하도록 상기 팬이 설치되는 테스트 챔버의 상부와 하부에 설치되는 흡기구와 배기구와, 상기 흡기구와 배기구가 연통되도록 연결하는 연결관을 포함하며,
상기 테스트 챔버는 바닥에 철망이 위치하고 상기 철망 하부에 실험동물의 분변을 수거하는 수거부를 설치하여, 분변에 의한 테스트 환경의 오염을 방지하고, 테스트 환경에서의 실험동물의 분변 내 변화양상을 연구에 응용하며,
상기 테스트 챔버 내부에는 정전기 방지 코팅을 하여 먼지가 테스트 챔버에 붙는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템.a pollutant supply chamber in which air pollutants are accommodated and supplied;
a clean air supply device for mixing and supplying clean air with the air pollutants;
a controller for controlling a pollutant concentration of the mixed air in which the air pollutants in the pollutant supply chamber and the clean air in the clean air supply device are mixed;
a test chamber for receiving a mixed atmosphere controlled to a certain contamination concentration from the controller and exposing the experimental animals to the air pollutants to test the risk under arbitrary experimental conditions;
a concentration sensor for detecting the concentration of air pollution inside the test chamber;
a monitoring unit for monitoring the control of air pollution concentration in the test chamber through data detected by the concentration sensor;
a data storage unit for storing data transmitted to the monitoring unit; and
an automatic circulation device for automatically circulating the mixed atmosphere inside the test chamber;
including,
The automatic circulation device includes a fan installed at the upper and lower portions of the test chamber to circulate air in the test chamber, and the fan is installed to suck air circulated by the vortex generated by the fan and recirculate it back to the test chamber. Including an intake port and an exhaust port installed in the upper and lower portions of the test chamber, and a connection pipe connecting the intake port and the exhaust port to communicate with each other,
In the test chamber, a wire mesh is located on the floor and a collection unit for collecting feces of laboratory animals is installed under the wire mesh to prevent contamination of the test environment by feces, and changes in the feces of laboratory animals in the test environment are studied. applied to,
A system for testing the effect of exposure to fine dust, characterized in that an antistatic coating is applied inside the test chamber to prevent dust from adhering to the test chamber.
상기 대기오염물질은 미세먼지, 초미세먼지, 황사 중 어느 하나로 이루어지거나 상기 미세먼지, 초미세먼지, 황사 중 적어도 둘 이상을 포함하는 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템. The method according to claim 1,
The air pollutant is made of any one of fine dust, ultra-fine dust, and yellow sand, or a system for testing the effect of exposure to fine dust, characterized in that it consists of a mixture containing at least two or more of the fine dust, ultra-fine dust, and yellow sand .
상기 청정공기 공급장치는 테스트에 불필요한 다른 종류의 대기오염물질이 포함되지 않도록 자연대기를 걸러주는 필터가 포함되어, 상기 컨트롤러에 필터를 통과한 청정공기만을 공급하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템. The method according to claim 1,
The clean air supply device includes a filter that filters the natural air so that other types of air pollutants unnecessary for the test are not included, so that only the clean air that has passed through the filter is supplied to the controller. system for testing.
상기 농도감지센서는 복수개가 구비되어, 상기 테스트 챔버의 내부 공간에 일정간격 또는 일정높이로 위치하도록 설치되고,
상기 테스트 챔버 내의 습도와 온도를 감지하기 위한 습도센서 또는 온도센서가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템.The method according to claim 1,
The concentration sensor is provided in plurality, and is installed to be located at a predetermined interval or at a predetermined height in the inner space of the test chamber,
A system for testing the effect of exposure to fine dust, characterized in that a humidity sensor or a temperature sensor for detecting humidity and temperature in the test chamber is further installed.
상기 실험동물의 피부에 부착되는 패치타입의 시료 부착방식 기반 대기오염물질 노출환경에서의 농도별, 노출시간별 영향을 테스트하여 상관관계 데이터를 구축하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 피폭영향을 테스트하기 위한 시스템.The method according to claim 1,
A system for testing the effect of exposure to fine dust, characterized in that by testing the effect of each concentration and exposure time in the air pollutant exposure environment based on the patch-type sample attachment method attached to the skin of the experimental animal, correlation data is established .
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