KR102452283B1 - Calibration method of scattered light type fine dust measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
본 출원 발명은 산란광 방식의 미세먼지 측정 장치에 있어서, 산란광 방식의 미세먼지 측정 장치의 교정 수단을 제공하고자 하는 것이다. 더욱 자세하게는 먼지 필터를 더 구비하여 산란광 방식으로 먼지를 측정하는 장치의 먼지를 포집하여 먼지의 무게를 별도로 측정함으로써 이결로부터 상기 산란광 방식의 미세먼지 측정 장치를 교정할 수 있는 수단을 제공한다.An object of the present application is to provide a calibration means for the fine dust measuring device of the scattered light type in the fine dust measuring device of the scattered light method. In more detail, a means for calibrating the fine dust measuring device of the scattered light method is provided by further comprising a dust filter to collect the dust of the apparatus for measuring dust in the scattered light method and separately measuring the weight of the dust.
본 출원 발명의 이전의 선행기술로 광원부로부터 제1 광을 방출하는 것, 광변환부에 의해 제1 광을 제2 광으로 변환하는 것, 제2 광의 광량에 관한 데이터를 생성하는 것, 및 제2 광의 광량에 관한 데이터에 기초하여 먼지 센서의 교정 필요성에 관한 데이터를 생성하는 것을 포함하는 기술이 개시되어 있다.Emitting the first light from the light source unit, converting the first light into the second light by the light conversion unit, generating data regarding the amount of light of the second light, and the second light as a prior art prior to the present invention 2 A technique is disclosed that includes generating data regarding a need for calibration of a dust sensor based on data regarding the amount of light.
또 다른 선행기술로는 광학식 미세먼지 측정 센서의 영점 교정 방법에 있어서, 무진상태의 공기 또는 PM 2.5는 10㎍/㎥, PM10은 50㎍/㎥이하의 조건 또는 에어컨, 공기청정기, IAQ Control system의 먼지 필터를 거친 공기를 고무호스를 이용하여 직접 광학식 미세먼지 측정센서(A)의 통기공(H)으로 유입하는 단계; 유입된 공기에 포함된 초미세먼지는 광학식 미세먼지 측정센서의 MCU로부터 발광부에 특정 주파수로 변조(Modulation)하여 구동전압을 인가하고, 광원에 비추어진 초미세먼지에서 반사된 산란광에 의해 초미세먼지가 렌즈와 수광부에 감지되고, 상기 초미세먼지의 산란광이 수광부로 수광되어 수광부에서 신호가 출력되고, 상기 신호는 1차 증폭기로 증폭되고, 외란광을 제거하기 위하여 발광부를 구동한 것과 동일한 특정 주파수 성분만을 통과시키는 대역통과필터를 거쳐 상기 대역통과필터를 통과한 신호를 증폭 및 적분한 신호값을 보내고, 상기 증폭 및 적분한 신호값을 아날로그-디지탈(AD)로 변환하고, 상기 변환된 신호값을 부유하는 미세먼지의 농도값으로 전환하여 MCU에서 출력되는 ADC값을 System MCU로 보내어 일정시간 측정하고 평균값을 System Memory에 저장하는 단계; 영점 교정버튼을 눌러 무진상태 또는 PM 2.5는 10㎍/㎥, PM10은 50㎍/㎥이하의 조건 또는 공기청정기의 먼지 필터를 거친 깨끗한 공기를 고무호스를 이용하여 직접 광학식 미세먼지 센서의 통기공(H)으로 유입시켜 측정한 ADC값과 실제로 측정된 현재 ADC값을 비교하고 저장된 ADC값과 현재 ADC값의 차이를 반영하여 출력되는 농도값을 교정하는 단계; 를 포함하는 기술이 개시되어 있다.As another prior art, in the zero point calibration method of an optical fine dust measurement sensor, dust-free air or PM 2.5 is 10㎍/㎥, PM10 is 50㎍/㎥ or less, or air conditioner, air purifier, IAQ control system Directly introducing the air that has passed through the dust filter into the vent hole (H) of the optical fine dust sensor (A) using a rubber hose; The ultrafine dust contained in the introduced air is modulated with a specific frequency from the MCU of the optical fine dust measuring sensor to the light emitting part to apply a driving voltage. Dust is detected by the lens and the light receiving unit, the scattered light of the ultrafine dust is received by the light receiving unit, and a signal is output from the light receiving unit. A signal value obtained by amplifying and integrating the signal passing through the band pass filter is transmitted through a band pass filter that passes only the frequency component, and the amplified and integrated signal value is converted into analog-digital (AD), and the converted signal converting the value into a concentration value of floating fine dust, sending the ADC value output from the MCU to the system MCU, measuring a predetermined time, and storing the average value in the system memory; When the zero point calibration button is pressed, the dust-free state, PM 2.5 is 10㎍/㎥, PM10 is 50㎍/㎥ or less, or clean air that has passed through the dust filter of the air purifier is directly passed through the vent ( H) comparing the measured ADC value with the actually measured current ADC value and correcting the output concentration value by reflecting the difference between the stored ADC value and the current ADC value; A technique comprising a is disclosed.
본 출원 발명은 광산란 방식의 미세먼지 측정 장치에 있어서, 측정되는 광산란 신호의 크기와 실제 먼지의 양을 교정할 수단이 없기 때문에 그 동안은 먼지 발생기를 구비한 챔버에 광산란 방식의 미세먼지 측정 장치를 넣고 동작시켜 상기 광산란방식의 먼지 측정장치에서 측정된 광산란 신호의 크기와 상기 먼지 발생기에서 발생한 농도를 비교하여 측정신호를 교정하여 왔다. 이렇게 교정하였기 때문에 전수 조사가 쉽지 않았고, 교정을 위한 측정에도 많은 시간이 필요했다. 한편 다시 교정하는 것이 쉽지 않기 때문에 측정부를 교정하는 대신, 교체하는 방법을 많이 사용하고 있어 왔다.In the present invention, in the light scattering type fine dust measuring device, since there is no means for correcting the measured light scattering signal size and the actual amount of dust, the light scattering fine dust measuring device is installed in a chamber equipped with a dust generator. The measured signal has been calibrated by comparing the magnitude of the light scattering signal measured by the light scattering type dust measuring device with the concentration generated by the dust generator. Because of this calibration, it was not easy to conduct a full investigation, and it took a lot of time to measure for calibration. On the other hand, since it is not easy to re-calibrate, the method of replacing the measuring part has been used a lot instead of calibrating it.
본 출원 발명은 이러한 문제를 해결하고자 하는 것이다.The present invention is intended to solve these problems.
본 출원 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 다음의 과제해결 수단을 제공한다.The present invention provides the following problem solving means in order to solve the above problems.
공기유입덕트; 및air inlet duct; and
상기 공기유입덕트 내에 구비되어 유입되는 미세먼지의 양을 측정하기 위하여 상기 미세먼지로부터 산란광을 발생시키기 위한 광원; 및a light source provided in the air inlet duct for generating scattered light from the fine dust in order to measure the amount of the fine dust introduced; and
상기 광원이 미세먼지와 충돌하여 발생하는 산란광을 측정하기 위한 수광센서; 및a light receiving sensor for measuring scattered light generated when the light source collides with fine dust; and
상기 공기유입덕트로 일정량의 공기가 유입되도록 상기 공기유입덕트의 입구 반대쪽에서 음압을 발생시키는 음압발생펌프; 및a negative pressure generating pump for generating a negative pressure from the opposite side of the inlet of the air inlet duct so that a predetermined amount of air is introduced into the air inlet duct; and
상기 음압발생의 크기를 측정하기 위한 입구공기압센서; 및an inlet air pressure sensor for measuring the magnitude of the sound pressure generation; and
상기 음압발생펌프 전단에 구비되는 배출공기압센서; 및an exhaust air pressure sensor provided in front of the negative pressure generating pump; and
상기 배출공기압센서의 전단에 구비되어 배출되는 공기에 포함된 먼지를 제거하여 깨끗한 공기를 배출하기 위한 배출공기 정화필터를 구비한 산란광방식의 미세먼지 측정장치에 있어서,In the scattered light type fine dust measuring device provided at the front end of the exhaust air pressure sensor and having an exhaust air purification filter for removing dust contained in the exhausted air and discharging clean air,
상기 수광센서에서 측정된 전기신호를 미세먼지의 양으로 표시하는 관계식을 만들거나, 이미 만들어진 관계식을 수정하기 위하여 상기 미세먼지 측정을 위한 광원과 수광센서가 구비된 공기유입덕트 아래쪽으로 수평하게 먼지필터를 구비할 수 있는 필터결합홈을 구비하고 상기 필터결합홈에는 탈부착가능한 필터를 구비하여 설정시간동안 구동한 후 상기 탈부착가능한 필터에서 필터링한 미세먼지의 무게를 측정하고, 상기 수광센서에서 측정한 미세먼지의 양을 비교하여 상기 수광센서에 측정된 전기신호를 미세먼지의 양으로 표시하는 관계식을 교정하는 것을 특징으로 하는 산란광방식의 미세먼지 측정장치를 제공한다.In order to create a relational expression that displays the electrical signal measured by the light receiving sensor as the amount of fine dust, or to correct an already created relation, the dust filter horizontally below the air inlet duct provided with the light source and the light receiving sensor for measuring the fine dust A filter coupling groove capable of including There is provided an apparatus for measuring fine dust of a scattered light type, characterized in that by comparing the amount of dust and correcting a relational expression that displays the electrical signal measured by the light receiving sensor as the amount of fine dust.
또한, 상기 탈부착가능한 필터에서 필터링한 미세먼지 양의 시간당 유입량을 계산하기위하여 상기 공기유입덕트에 공기 유량센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 산란광방식의 미세먼지 측정장치를 제공한다.In addition, in order to calculate the hourly inflow of the amount of fine dust filtered by the detachable filter, it provides a scattered light type fine dust measuring device, characterized in that it further includes an air flow sensor in the air inlet duct.
또한, 상기 탈부착가능한 필터는 필터에서 필터링할 수 있는 먼지 사이즈를 PM 2.5um 이하, PM 10um 이하와 같이 선택하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 산란광방식의 미세먼지 측정 장치를 제공한다.In addition, the detachable filter provides a scattered light type fine dust measuring device, characterized in that it can be used by selecting the size of the dust that can be filtered by the filter, such as PM 2.5um or less, PM 10um or less.
또한, 상기 탈부착 가능한 필터를 QCF(Quatrz Crystal Filter)필터로 바꾸어 구비함으로써 실시간으로 미세먼지가 상기 QCF필터에 부착됨에 따라 상기 Quartz의 무게가 미세먼지의 무게에 증가함에 따라 상기 Quartz(진동자)을 무게 증가로 느려지는 공진주파수의 변화를 측정하여 실시간으로 상기 수광센서에서 측정되는 미세먼지의 양과 비교함으로써 상기 수광센서에 측정된 전기신호를 미세먼지의 양으로 표시하는 관계식를 교정하는 것을 특징으로 하는 산란광방식의 미세먼지 측정장치를 제공한다.In addition, by replacing the detachable filter with a QCF (Quatrz Crystal Filter) filter, fine dust is attached to the QCF filter in real time, and as the weight of the quartz increases with the weight of the fine dust, the quartz (vibrator) is weighed Scattered light method, characterized in that by measuring the change in the resonance frequency, which is slowed by increase, and comparing it with the amount of fine dust measured by the light receiving sensor in real time, the relational expression for displaying the electrical signal measured by the light receiving sensor as the amount of fine dust is corrected of fine dust measurement device.
상기와 같은 발명의 구성에 의하여 본 출원 발명은 산란광방식으로 미세먼지를 측정하는 측정장치를 교정할 수 있는 효과가 있는 수단을 제공하는 발명이다.According to the configuration of the invention as described above, the invention of the present application provides an effective means for calibrating a measuring device for measuring fine dust in a scattered light method.
특히, 경로상에 QCF필터를 사용함으로써 실시간으로 필터에 걸러지는 미세먼지의 무게를 측정하여 산란광 방식으로 측정되는 미세먼지 농도를 교정할 수 있는 효과가 있다. 상기 QCF필터 방식은 기존의 QCM 방식을 본 출원 발명에서 변형한 것으로 기존의 QCM(Quartz Crystal Microbalance) 방식은 진동하는 수정 발진자에 박막을 구비하고 상기 박막에 항체 등을 고정하여 상기 항체와 결합하는 항원을 측정하는 기술이지만, 본 출원 발명에서는 상기 박막을 대신하여 필터를 구비하고 상기 필터에 걸러지는 미세먼지양에 따라 상기 수정발진자의 진동이 변화되는 것을 이용한 기술로 정밀하게 미세먼지를 측정할 수 있는 효과가 있다. In particular, by using the QCF filter on the path, it is possible to measure the weight of the fine dust filtered by the filter in real time, thereby correcting the fine dust concentration measured by the scattered light method. The QCF filter method is a modification of the existing QCM method in the present application, and the existing QCM (Quartz Crystal Microbalance) method includes a thin film on a vibrating crystal oscillator, and an antigen that binds to the antibody by fixing an antibody or the like to the thin film However, in the present application, a filter is provided instead of the thin film and the vibration of the crystal oscillator is changed according to the amount of fine dust filtered by the filter. It works.
도 1은 기존의 광산란 방식의 미세먼지 측정 장치를 도시하고 있다.
도 2는 본 출원 발명의 제1실시예에 따른 미세먼지 측정 장치를 도시하고 있다.
도 3은 본 출원 발명의 제2실시예에 사용할 QCF 필터를 도시하고 있다.
도 4는 본 출원 발명의 제2실시예에 따른 미세먼지 측정 장치를 도시하고 있다.1 shows an apparatus for measuring fine dust of a conventional light scattering method.
2 shows a fine dust measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
3 shows a QCF filter to be used in the second embodiment of the present invention.
4 shows a fine dust measuring device according to a second embodiment of the present invention.
본 출원 발명의 작용효과를 도면을 활용하여 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the present invention will be described using the drawings as follows.
도 1은 기존의 산란광 방식의 미세먼지 측정 장치를 도시하고 있다. 공기유입덕트가 구비되고 상기 공기유입덕트의 공기 유입부 반대편에 공기를 빨아 당기는 힘을 발생하는 음압발생펌프가 구비된다. 상기 음압발생펌프에 의하여 빨아 당겨진 공기는 산란광방식으로 공기에 포함된 먼지를 측정하고 배출된다. 배출 시 배출공기정화필터를 통하여 배출함으로써 흡입된 공기를 정화하여 배출한다. 이는 공기를 맑게 하는 이유도 있으나, 먼지 등이 음압발생펌프에 달라붙는 것을 방지하는 효과도 있다. 따라서 상기 배출공기정화필터는 일정 시간을 주기로 교체해 주어야 하며, 여름철과 같이 습도가 높은 경우 습기가 달라붙어 공기 통로를 막을 수 있는 것이어서, 입구공기압센서와 출구공기압센서를 이용하여 공기압을 측정함으로써 상기 배출공기정화필터에 의한 공기흐름이 막히지 않았는지 확인한다. 따라서 도시하지 아니하였으나, 상기 배출공기정화필터주변에 온도와 습도 센서 및 히터를 구비하여 상기 배출공기정화필터를 항상 건조한 상태로 유지할 수 있다. 또한, 유입되는 공기에 포함된 먼지 또는 미세먼지를 측정하기 위하여 광원과 수광센서를 구비한다. 상기 광원에서 나온 광이 상기 공기에 포함된 미세먼지와 충돌하여 산란광을 발생하고, 상기 산란광을 상기 수광센서가 측정한다. 산란광이 많을수록 먼지의 농도가 높고, 적을수록 먼지의 농도가 낮은 것으로 계산한다. 이를 위해서는 상기 공기유입덕트에 외부 먼지가 쌓이지 않고, 자연스럽게 배출되어야 하므로, 공기압력센서 이외에 유량센서 등을 구비하여 공기 흐름의 속도도 일정하게 제어한다. 또한, 계절의 변화에 따라 상기 공기유입덕트가 가열되거나 냉각되어 덕트 안쪽에 먼지 등이 고착되는 것을 방지하기 위하여 상기 공기유입덕트의 외부는 일정온도로 가열하여 계절에 관계없이 건조하고 깨끗한 상태를 유지할 수 있도록 한다. 상기 가열은 면상발열히터 등의 사용이 편리하며, 온도는 40~50℃가 적합하다.1 shows an apparatus for measuring fine dust using a conventional scattered light method. An air inlet duct is provided and a negative pressure generating pump is provided on the opposite side of the air inlet of the air inlet duct to generate a force for sucking air. The air sucked in by the negative pressure generating pump is discharged by measuring the dust contained in the air in a scattered light method. When discharged, it purifies and discharges the inhaled air by discharging it through the exhaust air purification filter. This purifies the air, but also has the effect of preventing dust, etc. from adhering to the negative pressure generating pump. Therefore, the exhaust air purification filter must be replaced at regular intervals, and when the humidity is high, such as in summer, moisture can stick to the air passage and block the air passage. Check that the air flow by the air purification filter is not blocked. Therefore, although not shown, a temperature and humidity sensor and a heater are provided around the exhaust air purification filter to keep the exhaust air purification filter in a dry state. In addition, a light source and a light receiving sensor are provided to measure dust or fine dust contained in the incoming air. The light emitted from the light source collides with fine dust contained in the air to generate scattered light, and the light receiving sensor measures the scattered light. It is calculated that the more scattered light, the higher the dust concentration, and the less the scattered light, the lower the dust concentration. To this end, external dust does not accumulate in the air inlet duct and should be discharged naturally, so that a flow sensor in addition to the air pressure sensor is provided to control the speed of the air flow constantly. In addition, the outside of the air inlet duct is heated to a certain temperature in order to prevent the air inlet duct from being heated or cooled according to the change of seasons to prevent dust from adhering to the inside of the duct to maintain a dry and clean state regardless of the season. make it possible The heating is convenient to use, such as a planar heating heater, the temperature is suitable 40 ~ 50 ℃.
도 2는 본 출원 발명의 제1실시예에 따른 미세먼지 측정 장치를 도시하고 있다. 기존의 산란광 방식의 미세먼지 측정장치를 개량한 것으로 미세먼지 측정장치에서 측정된 미세먼지를 포집하여 무게를 측정함으로써 상기 산란광 방식으로 측정한 측정결과와 비교하고 이를 검사 교정할 수 있도록 탈부착가능한 필터를 더 구비할 수 있는 구조를 제공하는 것이다. 상기 공기유입덕트의 산란광 측정 후단에 상기 탈부착가능한 필터를 더 구비할 수 있도록 필터 결합홈과 상기 필터 결합홈에 결합하는 탈부착 가능한 필터를 구비할 수 있도록 구성하였다. 상기 탈부착가능한 필터를 제거한 경우에는 상기 필터 결합홈을 막아주는 필터결함홈마개(미도시)를 더 구비할 수 있다.2 shows a fine dust measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is an improvement of the existing scattered light method fine dust measuring device. By collecting fine dust measured by the fine dust measuring device and measuring the weight, a detachable filter is installed so that the measurement result measured by the scattered light method can be compared and inspected and corrected. It is to provide a structure that can be further provided. It was configured to include a filter coupling groove and a detachable filter coupled to the filter coupling groove so as to further include the detachable filter at the rear end of the air inlet duct for measuring scattered light. When the detachable filter is removed, a filter defect groove stopper (not shown) for blocking the filter coupling groove may be further provided.
즉, 설정된 시간동안 탈부착 가능한 필터를 상기 필터 결합홈에 결합한 후 미세먼지를 연속측정하고, 상기 연속측정된 결과로부터 미세먼지의 양을 무게로 환산하며, 상기 탈부착가능한 필터의 사용 전과 후의 무게 차이를 측정하여 비교함으로써 상기 산란광방식의 측정 결과가 실제 먼지의 양과 어떠한 차이가 있는지 확인하여 상기 산란광방식의 측정신호를 미세먼지 농도로 표시하는 검량식을 수정할 수 있는 교정 기능을 더 구비한다.That is, after the detachable filter is coupled to the filter coupling groove for a set time, fine dust is continuously measured, the amount of fine dust is converted into weight from the continuous measurement result, and the weight difference between before and after use of the detachable filter is measured. It further includes a calibration function capable of correcting the calibration equation for displaying the measurement signal of the scattered light method as a fine dust concentration by checking the difference between the measurement result of the scattered light method and the actual amount of dust by measuring and comparing.
상기 탈부착가능한 필터는 유리섬유로 구비되며, 통과하는 입자의 크기에 따라 PM10 이상, PM2.5 이상, PM 1 이상의 필터를 사용할 수 있다. 또한 입자의 크기별로 먼지의 양을 계산하기 위하여 상기 통과하는 입자의 크기가 큰 것부터 작은 것으로 일정 간격을 두고 복수 개를 사용할 수 있다. 각각의 필터 사용 전후의 무게를 측정함으로써 입경별 먼지 농도를 측정하고, 이를 산란광 방식과 비교할 수 있다.The detachable filter is provided with glass fiber, and a filter of PM10 or more, PM2.5 or more, PM1 or more may be used depending on the size of particles passing through. In addition, in order to calculate the amount of dust for each particle size, a plurality of particles passing through can be used at a predetermined interval from a large to a small size. By measuring the weight before and after each filter is used, the dust concentration by particle size can be measured, and this can be compared with the scattered light method.
산란광을 측정하는 각도에 따라 다른 입경의 입자에서 발생하는 산란광을 측정할 수 있는 것이어서, 이러한 성질을 이용하여 산란광 측정센서를 다수개 구비하고 측정 각도와 위치를 다르게 함으로써 하나의 측정 장치에서 다른 입자크기의 미세먼지를 측정할 수 있다. 3개의 측정센서를 서로 다른 각도로 설치하고 이를 PM10 필터, PM 2.5 필터 및 PM 1 필터를 상단부터 순서대로 설치하여 필터링 가능한 각 입자의 크기별로 입자의 무게를 측정하고, 상기 3개의 측정센서의 측정값을 이용하여 측정하고자 하는 입자를 3개의 센서별로 교정하여 각각의 검정식을 만들어 입경분리장치 없이 PM10 이상, PM 10 ~ PM 2.5 및 PM 2.5 ~ PM 1 입자의 크기별로 미세먼지를 측정하는 측정장치를 만들고, 검정하고 교정할 수 있다.It is possible to measure scattered light generated from particles of different particle diameters depending on the angle at which the scattered light is measured. By using this property, a plurality of scattered light measuring sensors are provided and the measurement angles and positions are different, so that one measuring device can measure different particle sizes. of fine dust can be measured. Three measuring sensors are installed at different angles, and the PM10 filter, PM 2.5 filter and PM 1 filter are installed in order from the top to measure the weight of each particle that can be filtered by the size of each particle, and measure the three measuring sensors A measuring device that measures fine dust by particle size of PM10 or higher, PM 10 ~ PM 2.5, and PM 2.5 ~ PM 1 without a particle size separator by calibrating the particle to be measured by 3 sensors using the value can be created, tested and corrected.
도 3은 본 출원 발명의 제2실시예에 사용할 QCF필터를 도시하고 있다. 이 도면에서는 상기 탈부착가능한 필터를 대신하여 연속적으로 필터에 부착되는 먼지의 양을 측정하여, 실시간으로 상기 광산란방식으로 측정한 미세먼지의 양을 교정할 수 있는 수단을 제공하고자 한다. 우선 QCR(Quartz Crystal Ring)은 중공형태로 형성된 수정 발진자이다. 특별히 링으로 설명한 것은 상기 링부분에 필터를 부착하여 상기 필터에 부착되는 미세먼지의 무게에 의하여 상기 QCR의 진동 주파수가 미세하게 변화되는 것을 교정에 이용하고자 하는 것이다.3 shows a QCF filter to be used in the second embodiment of the present invention. In this drawing, instead of the detachable filter, it is intended to provide a means for correcting the amount of fine dust measured by the light scattering method in real time by measuring the amount of dust continuously attached to the filter. First, QCR (Quartz Crystal Ring) is a crystal oscillator formed in a hollow shape. In particular, the ring is to attach a filter to the ring part and use it for calibration that the vibration frequency of the QCR is minutely changed by the weight of the fine dust attached to the filter.
상기 필터로는 유리섬유필터를 사용할 수 있고, 거르고자 하는 먼지의 크기에 따라, PM10 이상, PM2.5 이상, PM 1 이상의 필터를 사용할 수 있다. 상기 QCF의 앞부분에 1개 이상의 필터를 더 구비함으로써 측정하고자 하는 특정 크기의 먼지 입자를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 이렇게 모니터링한 결과와 상기 수광센서에서 측정한 결과를 비교하여 특정 크기의 농도만을 모니터링할 수 있는 산란광 방식의 미세먼지 측정 장치를 개발하고 교정할 수 있음은 물론이다.A glass fiber filter may be used as the filter, and a filter of PM10 or more, PM2.5 or more, PM1 or more may be used depending on the size of the dust to be filtered. By further providing one or more filters at the front of the QCF, it is possible to monitor dust particles of a specific size to be measured in real time. Of course, it is possible to develop and calibrate a scattered light type fine dust measuring device capable of monitoring only a concentration of a specific size by comparing the monitoring result with the result measured by the light receiving sensor.
한편 상기한 바와 같이 PM10, PM 2.5 및 PM 1 필터를 상기 QCR 3개에 각각 부착하고 이를 상단부터 PM10, PM 2.5 및 PM 1 순서로 설치하여 실시간으로 각각의 미세먼지 크기에 해당하는 교정신호를 측정하여 산란광측정 센서와 신호를 비교할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, as described above, PM10, PM 2.5 and PM 1 filters are attached to the three QCRs, respectively, and they are installed in the order of PM10, PM 2.5 and PM 1 from the top to measure the calibration signal corresponding to each fine dust size in real time. It goes without saying that the signal can be compared with the scattered light measurement sensor.
상기 QCR은 개개의 QCR마다 가지는 고유진동 주파수가 있으며, 이 주파수에서 동작하는 공진회로를 부가하면 해당 고유진동 주파수로 진동하게 된다. 여기에 필터를 부착하면 필터의 무게만큼 그 진동주파수가 느려지며, 미세먼지가 상기 필터에 결합될 때마다. 진동이 미세하게 느려지게 된다. 이러한 미세한 진동의 차이를 측정하기 위하여 고속의 레이저 진동측정기를 사용할 수 있다. 진동을 측정하고자 하는 물체에 초점을 맞추면 거리의 변화를 이용하여 진동수를 측정하는 방식이다. The QCR has a natural vibration frequency of each QCR, and when a resonance circuit operating at this frequency is added, the QCR vibrates at the corresponding natural vibration frequency. When a filter is attached here, its vibration frequency is slowed by the weight of the filter, and whenever fine dust is combined with the filter. The vibration is slightly slowed down. A high-speed laser vibration meter can be used to measure the difference in these minute vibrations. When you focus on the object you want to measure vibration, the frequency is measured using the change in distance.
도 4는 본 출원 발명의 제2실시예에 따른 미세먼지 측정 장치를 도시하고 있다. 상기의 QCR필터를 상기 도2에 도시된 산란광방식의 미세먼지 측정장치에 적용함으로써 미세먼지를 산란광방식으로 측정한 결과와 QCF필터에서 측정한 결과와 비교함으로써 실시간으로 상기 산란광방식의 미세먼지 측정 결과를 QCF필터 방식의 측정과 비교하여 검정식의 생성 및 검정식을 교정할 수 있다. 이렇게 검정식의 생성과 교정을 위해서는 별도의 컴퓨터 또는 연산부에서 상기 2 가지의 측정결과를 비교하고 검정식을 생성하거나, 검정식 파라메타를 수정하는 교정을 할 수 있다. 이러한 절차가 끝나면, 상기 QCF필터를 제거하고 필터위치를 필터마개로 막고, 산란광방식만으로 미세먼지를 측정하는 측정 장치로 사용가능하다. 본 출원 발명의 공기유입덕트 전반에 먼지를 입경별로 나누는 장치가 연결되면 특정 입경의 미세먼지만을 측정할 수 있고, 그렇지 않는 경우에는 상기 공기유입덕트로 여러 가지 크기의 먼지가 유입되므로 본 출원 발명에서는 먼지와 미세먼지의 용어를 혼용하여 사용하였으나, 이러한 혼용에 의하여 본 출원 발명의 구성과 구성적 외연이 불명확해지는 것은 아니다. 본 출원 발명은 미세먼지와 먼지 모두 측정할 수 있는 장치이기 때문이다. 4 shows a fine dust measuring device according to a second embodiment of the present invention. By applying the QCR filter to the scattered light type fine dust measuring device shown in FIG. 2, the results of measuring fine dust with the scattered light method and the results of the QCF filter are compared with the results of the scattered light method fine dust measurement in real time can be compared with the measurement of the QCF filter method to generate and correct the calibration expression. In order to generate and calibrate the calibration formula in this way, a separate computer or calculation unit may compare the two measurement results and generate a calibration formula or perform calibration by correcting the calibration formula parameters. After this procedure, the QCF filter is removed, the filter position is closed with a filter plug, and it can be used as a measuring device for measuring fine dust only by the scattered light method. When the device for dividing dust by particle size is connected to the overall air inlet duct of the present invention, only fine dust of a specific particle size can be measured. Although the terms dust and fine dust are used interchangeably, the configuration and structural extension of the present invention do not become unclear by such a mixture. This is because the present invention is a device capable of measuring both fine dust and dust.
90 : 기존의 산란광방식의 미세먼지 측정장치
100 : 본 출원 발명의 미세먼지 측정장치
110 : 공기유입덕트
120 : 탈부착가능한필터
130 : 필터결합홈
150 : QCF필터
151 : 크리스탈진동링(QCR)
152 : 유리섬유필터
200 : 수광센서
210 : 광원
300 : 음압발생펌프
310 : 입구공기압센서
320 : 출구공기압센서
330 : 배출공기정화필터90: Existing scattered light method fine dust measuring device
100: fine dust measuring device of the present invention
110: air inlet duct
120: removable filter
130: filter coupling groove
150: QCF filter
151: crystal vibration ring (QCR)
152: glass fiber filter
200: light receiving sensor
210: light source
300: negative pressure generating pump
310: inlet air pressure sensor
320: outlet air pressure sensor
330: exhaust air purification filter
Claims (3)
상기 공기유입덕트 내에 구비되어 유입되는 미세먼지의 양을 측정하기 위하여 상기 미세먼지로부터 산란광을 발생시키기위한 광원; 및
상기 광원이 미세먼지와 충돌하여 발생하는 산란광을 측정하기위한 수광센서; 및
상기 공기유입덕트로 일정량의 공기가 유입되도록 상기 공기유입덕트의 입구 반대쪽에서 음압을 발생시키는 음압발생펌프; 및
상기 음압발생의 크기를 측정하기위한 입구공기압센서; 및
상기 음압발생펌프 전단에 구비되는 배출공기압센서; 및
상기 배출공기압센서의 전단에 구비되어 배출되는 공기에 포함된 먼지를 제거하여 깨끗한 공기를 배출하기위한 배출공기 정화필터를 구비한 산란광방식의 미세먼지 측정장치의 교정방법에 있어서,
상기 수광센서에 측정된 전기신호를 미세먼지의 양으로 표시하는 관계식을 만들거나, 이미 만들어진 관계식을 수정하기 위하여 상기 미세먼지 측정을 위한 광원과 수광센서가 구비된 공기유입덕트 아래쪽으로 수평하게 먼지필터를 구비할 수 있는 필터결합홈을 구비하고 상기 필터결합홈에는 탈부착가능한필터를 구비하여 설정시간동안 구동한 후 상기 탈부착가능한필터에서 필터링한 미세먼지의 무게를 측정하고, 상기 수광센서에서 측정한 미세먼지의 양을 비교하여 상기 수광센서에 측정된 전기신호를 미세먼지의 양으로 표시하는 관계식를 교정하기 위하여,
상기 탈부착 가능한 필터는 QCF(Quatrz Crystal Filter)필터로 구비함으로써 실시간으로 미세먼지가 상기 QCF필터에 부착됨에 따라 상기 Quartz의 무게가 미세먼지의 무게에 증가함에 따라 상기 Quartz(진동자)의 무게 증가로 느려지는 공진주파수의 변화를 측정하여 실시간으로 상기 수광센서에서 측정되는 미세먼지의 양과 비교함으로써 상기 수광센서에 측정된 전기신호를 미세먼지의 양으로 표시하는 관계식를 교정하는 것을 특징으로 하는 산란광방식의 미세먼지 측정장치의 교정방법.air inlet duct; and
a light source provided in the air inlet duct for generating scattered light from the fine dust in order to measure the amount of the fine dust introduced; and
a light receiving sensor for measuring scattered light generated when the light source collides with fine dust; and
a negative pressure generating pump for generating a negative pressure from the opposite side of the inlet of the air inlet duct so that a predetermined amount of air is introduced into the air inlet duct; and
an inlet air pressure sensor for measuring the magnitude of the sound pressure generation; and
an exhaust air pressure sensor provided in front of the negative pressure generating pump; and
In the calibration method of a scattered light type fine dust measuring device provided at the front end of the exhaust air pressure sensor and having an exhaust air purification filter for removing dust contained in the exhausted air and discharging clean air,
In order to create a relational expression that displays the electrical signal measured by the light receiving sensor as the amount of fine dust, or to correct an already created relation, the dust filter horizontally below the air inlet duct provided with the light source and the light receiving sensor for measuring the fine dust A filter coupling groove capable of including In order to correct the relational expression that compares the amount of dust and displays the electrical signal measured by the light receiving sensor as the amount of fine dust,
As the detachable filter is provided as a QCF (Quatrz Crystal Filter) filter, as fine dust is attached to the QCF filter in real time, the weight of the quartz increases with the weight of the fine dust. Scattered light type fine dust, characterized in that by measuring the change in the resonance frequency and comparing it with the amount of fine dust measured by the light receiving sensor in real time, correcting the relational expression that displays the electrical signal measured by the light receiving sensor as the amount of fine dust Calibration method of measuring device.
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160080382A (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-08 | 주식회사 그린솔루스 | Method for measuring dust and apparatus for measuring dust |
| JP2017521646A (en) * | 2014-06-10 | 2017-08-03 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | Aerosol sensor and sensor method |
| KR101912240B1 (en) * | 2018-03-28 | 2018-10-26 | 주식회사 과학기술분석센타 | Fine particle measuring device |
| KR101932945B1 (en) * | 2018-10-25 | 2018-12-27 | 한국산업기술시험원 | Performance evauation method of light scattering type fine dust meter |
| KR101932478B1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-03-20 | 케이앤제이엔지니어링 주식회사 | Particulate Matter Measuring Method |
| JP2019516091A (en) * | 2016-04-11 | 2019-06-13 | ハミルトン アソシエイツ インク | Removable insert for test unit with light source illuminating aerosol sample |
| KR101996899B1 (en) | 2017-08-18 | 2019-07-08 | 경상대학교 산학협력단 | Method for calibrating light-scattering type particle sensor |
| KR102017633B1 (en) | 2017-06-14 | 2019-09-03 | 주식회사동일기연 | Zero calibration method of optical fine particle measuring sensor |
| KR20190142093A (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | (주)공존에스앤티 | Fine dust measure and abatement system for automobile |
-
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017521646A (en) * | 2014-06-10 | 2017-08-03 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． | Aerosol sensor and sensor method |
| KR20160080382A (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-08 | 주식회사 그린솔루스 | Method for measuring dust and apparatus for measuring dust |
| JP2019516091A (en) * | 2016-04-11 | 2019-06-13 | ハミルトン アソシエイツ インク | Removable insert for test unit with light source illuminating aerosol sample |
| KR102017633B1 (en) | 2017-06-14 | 2019-09-03 | 주식회사동일기연 | Zero calibration method of optical fine particle measuring sensor |
| KR101996899B1 (en) | 2017-08-18 | 2019-07-08 | 경상대학교 산학협력단 | Method for calibrating light-scattering type particle sensor |
| KR101932478B1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-03-20 | 케이앤제이엔지니어링 주식회사 | Particulate Matter Measuring Method |
| KR101912240B1 (en) * | 2018-03-28 | 2018-10-26 | 주식회사 과학기술분석센타 | Fine particle measuring device |
| KR20190142093A (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-26 | (주)공존에스앤티 | Fine dust measure and abatement system for automobile |
| KR101932945B1 (en) * | 2018-10-25 | 2018-12-27 | 한국산업기술시험원 | Performance evauation method of light scattering type fine dust meter |
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