KR102470182B1 - 공기중 입자 측정기의 동작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 광학 센서(light scattering sensor)의 교정 방법을 수행하는 공기중 입자 측정기의 동작 방법에 관한 것이다.

Description

공기중 입자 측정기의 동작 방법{OPERATION METHOD OF AIR PARTICLE DETECTOR}

본 발명의 실시예들은 광학 센서(light scattering sensor)의 교정 방법을 수행하는 공기중 입자 측정기의 동작 방법에 대한 것이다.

미세먼지는 대기안에 장기간 떠다니는 입자중 PM10미만의 미세한 먼지를 미세먼지라고 칭한다. PM(Particulate Matter)10 이라는 단위는 10um 미만의 미세먼지를 칭하는 단위이다. 즉 10 마이크로미터 미만의 미세한 먼지를 미세먼지라고 칭한다. 초미세먼지는 PM2.5(2.5um 미만)크기의 먼지들을 초미세먼지라고 칭한다.

미세먼지 측정 방법 중 하나는 대기에 광원(laser 빛, 적외선)을 쏘아 미세먼지에 반사되는 빛을 감지하는 방법이다. 산란광이 전기 신호를 발생시키게 되고, 전기신호의 빈도, 길이, 세기 등을 통해 미세먼지의 크기 및 개수 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.

위 방법은 광학센서를 통한 미세먼지 측정 방법이고, 다른 방법은 비용이 매우 비싸다. 광학센서를 통한 미세먼지 측정 방법은 장시간 사용 시 오염으로 인해 센서 청소 주기가 너무 짧아, 센서 데이터 신뢰도를 위한 자가 교정 기능이 필요할 수 있으며, 실시간 측정이 가능한 반면 장비간의 편차가 심하여 같은 장소에서 측정을 하여도 다른 값을 가르켜 고가장비에 비해 신뢰도가 많이 떨어지는 수준이다.

본 발명의 실시예들은, 공기중 입자 측정기 및 그 동작 방법을 제공할 수 있다. 미세먼지 농도 측정 장비 간의 편차를 줄이기 위해 중심채널을 적용한 교정을 할 수 있다.

실시예들에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 다양한 실시예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.

적어도 하나의 공기중 입자 측정기에서 수행되는 광학 센서((light scattering sensor))의 교정 방법에 있어서, 입자 발생기로부터 발생된 표준입자에 빛을 조사하는 단계; 상기 표준입자에 의해 산란된 빛의 개수와 산란광량을 기초로 상기 표준입자에 포함된 입자들의 크기 별 개수를 검출하는 단계; 상기 입자들의 크기 별 개수를 기초로, 중심 채널을 결정하는 단계; 및 상기 중심 채널이 미리 설정된 채널 값을 갖도록 상기 광학 센서를 교정하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 입자들의 크기는 254개의 채널로 분류될 수 있다.

여기서, 상기 중심 채널은, 상기 미리 설정된 채널과 미리 설정된 제1 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 후보 채널들 중에서 입자 개수가 가장 많은 제1 채널을 기초로 결정될 수 있다.

여기서, 상기 중심 채널이 미리 설정된 채널 값을 갖도록 상기 광학 센서를 교정하는 단계는, 상기 미리 설정된 채널과 상기 중심 채널의 차이 값을 계산하는 단계; 및 상기 광학 센서가 검출하는 입자 크기를 상기 차이 값만큼 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 미리 설정된 채널은 상기 표준입자의 크기를 기초로 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 공기중 입자 측정기에 있어서, 프로세서(processor); 광학 센서(optical sensor); 및 메모리(memory); 를 포함하고, 상기 프로세서는: 입자 발생기로부터 발생된 표준입자에 빛을 조사하고; 상기 표준입자에 의해 산란된 빛의 개수와 산란광량을 기초로 상기 표준입자에 포함된 입자들의 크기 별 개수를 검출하고; 상기 입자들의 크기 별 개수를 기초로, 중심 채널을 결정하고; 그리고 상기 중심 채널이 미리 설정된 채널 값을 갖도록 상기 광학 센서를 교정하도록 설정될 수 있다.

여기서, 상기 입자들의 크기는 254개의 채널로 분류될 수 있다.

여기서, 상기 중심 채널은, 상기 미리 설정된 채널과 미리 설정된 제1 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 후보 채널들 중에서 입자 개수가 가장 많은 제1 채널을 기초로 결정될 수 있다.

여기서, 상기 프로세서는, 상기 미리 설정된 채널과 상기 중심 채널의 차이 값을 계산하고; 그리고 상기 광학 센서가 검출하는 입자 크기를 상기 차이 값만큼 이동시키도록 더 설정될 수 있다.

여기서, 상기 미리 설정된 채널은 상기 표준입자의 크기를 기초로 결정될 수 있다.

실시예들에 따르면, 중심 채널의 개념을 정의할 수 있고, 중심 채널을 기준으로 광학 센서들을 교정할 수 있다. 중심 채널을 기준으로 광학 센서들을 교정하게 되면, 기존의 채널 질량 값을 이용한 교정 보다 더 나은 교정 결과를 얻을 수 있다. 중심 채널을 이용한 교정으로 장비 간 편차를 획기적으로 줄일 수 있는 더 나은 교정 결과를 얻을 수 있다.

실시예들로부터 얻을 수 있는 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 이하의 상세한 설명을 기반으로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다.

실시예들에 대한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함된, 첨부 도면은 다양한 실시예들을 제공하고, 상세한 설명과 함께 다양한 실시예들의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 센서를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기중 입자 측정기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 공기중 입자 측정기 동작 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 광학 센서가 입자를 검출하는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 동일한 표준 입자를 측정한 광학 센서들의 측정 결과를 도시한 도면이다.
도 6은 채널 질량 값을 이용한 교정 결과의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 표준입자 중심 채널의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 중심 채널 교정을 실시한 장비와 실시하지 않은 결과의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 중심 채널 교정을 실시한 결과의 일 실시예를 도시한 도면이다.

이하의 실시예들은 실시예들의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 다양한 실시예들을 구성할 수도 있다. 다양한 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 다양한 실시예들의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 다양한 실시예들을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

이하, 다양한 실시예들에 따른 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 다양한 실시예들의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 다양한 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 다양한 실시예들의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 다양한 실시예들의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 센서((light scattering sensor))는 공기 중의 먼지에 의해 산란되는 빛이 생성되도록 하되 촛점을 맞추기 위한 렌즈를 구비하는 레이저와, 상기 레이저가 공기 중에 부유중인 먼지에 부딪쳐 산란되면서 발생되는 빛의 크기와 개수를 통해서 부유입자의 사이즈와 개수를 센싱하는 디텍터가 내장되는 본체로 구성될 수 있다. 상기 광학 센서는, 소정의 두께를 가지는 판 형상의 본체와, 상기 본체의 일측 면을 커버하기 위한 일면 덮개와, 상기 본체의 타측 면을 커버하기 위한 타면 덮개와, 상기 본체의 일측에 설치되어 본체 내부로 공기를 흡입하기 위한 공기흡입부와. 상기 공기흡입부와 연통되는 먼지측정공간부와, 상기 먼지측정공간부 일측에 설치되는 레이저와, 상기 먼지측정공간부의 내측 면에 부착되는 디텍터와, 상기 먼지측정공간부와 연통되고 상기 레이저와 대향되도록 위치하는 빛소멸부를 포함할 수 있다.

상기 광학 센서는 입자에 빛을 조사할 수 있고, 입자로부터 산란되는 산란광량에 따른 전압 레벨에 기초하여 입자의 크기를 검출할 수 있다.

상기 먼지측정공간부는 유입된 외부 공기에 포함된 먼지를 측정하는 공간으로, 렌즈를 통과한 레이저 빛이 먼지측정공간부에 부유하는 먼지입자에 부딪쳐 산란하게 되고, 이때 산란된 빛을 디텍터로 검출하여 센싱되도록 하기 위한 것이다. 상기 디텍터는 레이저가 먼지입자를 만나 빛을 산란시킬 때에 발생되는 빛의 크기와 개수를 통해서 부유입자의 사이즈와 개수를 감지하는 역할을 한다. 이때 디텍터는 먼지측정공간부 내에서 산란되는 빛의 센싱을 위해 먼지측정공간부의 내측 면에 1개 이상 설치되되 레이저를 간섭하지 않는 범위내에서 레이저와 최대한 인접하도록 구성함이 센싱의 정확성을 높이기 위해 필요하다. 이는 직진성향의 레이저 빔의 특성상 빛의 진행방향의 반대방향으로 가장 많은 빛의 반사가 이루어지기 때문에 측정이 가장 정확하기 이루어질 수 있는 위치이기 때문이다.

상기 광학 센서 교정 방법은 CD(Compact Disc) 또는 USB(Universal Serial Bus) 메모리 등과 같은 기록매체에 기록된 상태에서 PC 등과 같은 컴퓨팅 장치에 삽입되어 상기 컴퓨팅 장치의 액세스 동작을 통해서 수행되거나 상기 기록매체로부터 컴퓨팅 장치의 저장공간에 저장된 후 컴퓨팅 장치의 액세스 동작을 통해서 수행될 수도 있다.

한편 상기 컴퓨팅 장치 또는 휴대용 단말기가 인터넷에　연결된 서버에 접속가능한 경우, 상기　광학 센서 교정 방법은 컴퓨팅 장치 또는 휴대용 단말기의 요청에 따라 광학 센서에서 실행될 수 있다.

이하에서 상기　광학 센서 교정 방법이 실행되는 컴퓨팅 장치, 휴대용 단말기 또는 서버 등을 통칭하여 미세먼지 농도 측정 장치라고 칭할 수 있다.

공기중 입자 측정기는 도 2에 예시된　미세먼지 농도 측정 장치와 동일한 구성을 가질 수 있으며, 상기　미세먼지 농도 측정 장치는 도 1에 도시된　미세먼지 농도 측정 장치에 국한되지 않을 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기중 입자 측정기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 공기중 입자 측정기(200)는 통신부(210), 프로세서(220) 및 DB(230)를 포함할 수 있다. 도 2의 서버(200)에는 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 당해 기술분야의 통상의 기술자라면 이해할 수 있다.

통신부(210)는 단말들 간 유선/무선 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(210)는, 근거리 통신부(미도시), 이동 통신부(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 공기중 입자 측정기(200)에서 통신부(210)는 필수 요소가 아닐 수 있고, 생략될 수 있다.

일례로, DB(230)와 같은 기록 장치에 저장된 프로그램 코드에 따라 생성한 요청이 통신부(210)의 제어에 따라 네트워크를 통해 단말로 전달될 수 있다. 역으로, 단말의 프로세서의 제어에 따라 제공되는 제어 신호나 명령, 컨텐츠, 파일 등이 네트워크를 거쳐 통신부(210)을 통해 서버(200)로 수신될 수 있다. 예를 들어, 통신부(210)를 통해 수신된 서버(200)의 제어 신호나 명령, 컨텐츠 및 파일 등은 프로세서(220)로 전달되거나 DB(230)로 전달되어 저장될 수 있다.

DB(230)는 서버(200) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 프로세서(220)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있다.

DB(230)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), CD-ROM, 블루레이 또는 다른 광학 디스크 스토리지, HDD(hard disk drive), SSD(solid state drive), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. DB(230)는 메모리라고 나타낼 수도 있다.

프로세서(220)는 서버(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 프로세서(220)는 DB(230)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 입력부(미도시), 디스플레이(미도시), 통신부(210), DB(230) 등을 전반적으로 제어할 수 있다. 프로세서(220)는, DB(230)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 외부 서버(200)의 동작을 제어할 수 있다.

통신부(210)는, 서버(200)가 다른 장치(미도시) 및 서버(미도시)와 통신을 하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 다른 장치(미도시)는 서버(200)와 같은 컴퓨팅 장치이거나, 센싱 장치일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 통신부(210)는 네트워크를 통해, 다른 전자 장치로부터의 사용자 입력을 수신하거나, 외부 장치로부터 외부 장치에 저장된 데이터를 수신할 수 있다.

DB(230)는, 프로세서(220)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 예를 들어, DB(230)는 서비스 제공을 위한 인스트럭션(instruction)을 저장할 수 있다. 또한 DB(230)는 프로세서(220)에서 생성된 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, DB(230)는 프로세서(220)가 제공하는 광학 센서 교정 방법과 관련된 정보를 저장할 수 있다. DB(230)는 서버(200)로 입력되거나 서버(200)로부터 출력되는 정보를 저장할 수도 있다.

프로세서(220)는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

DB(230)는 프로세서(220)를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하고 있을 수 있다. 적어도 하나의 명령은 입자 발생기로부터 발생된 표준입자에 빛을 조사하고; 상기 표준입자에 의해 산란된 빛의 개수와 산란광량을 기초로 상기 표준입자에 포함된 입자들의 크기 별 개수를 검출하고; 상기 입자들의 크기 별 개수를 기초로, 중심 채널을 결정하고; 그리고 상기 중심 채널이 미리 설정된 채널 값을 갖도록 상기 광학 센서를 교정하도록 설정될 수 있다.

여기서, 상기 입자들의 크기는 254개의 채널로 분류될 수 있다.

여기서, 상기 중심 채널은, 상기 미리 설정된 채널과 미리 설정된 제1 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 후보 채널들 중에서 입자 개수가 가장 많은 제1 채널을 기초로 결정될 수 있다.

여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 미리 설정된 채널과 상기 중심 채널의 차이 값을 계산하고; 그리고 상기 광학 센서가 검출하는 입자 크기를 상기 차이 값만큼 이동시키도록 더 설정될 수 있다.

여기서, 상기 미리 설정된 채널은 상기 표준입자의 크기를 기초로 결정될 수 있다.

도 3은 공기중 입자 측정기 동작 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 공기중 입자 측정기는 표준입자에 빛을 조사할 수 있다(S300). 예를 들어, 공기중 입자 측정기는 입자 발생기로부터 발생된 표준입자에 빛을 조사할 수 있다.

공기중 입자 측정기는 입자들의 크기 별 개수를 검출할 수 있다(S310). 예를 들어, 공기중 입자 측정기는 상기 표준입자에 의해 산란된 빛의 개수와 산란광량을 기초로 상기 표준입자에 포함된 입자들의 크기 별 개수를 검출할 수 있다.

입자 발생기는 특정한 크기(예를 들어, 3um)의 입자를 발생시킬 수 있다. 다만, 입자 발생기가 3 마이크로미터의 입자를 발생시키도록 설정되었다 하더라도, 입자 발생기는 3 마이크로미터의 입자만 발생시키는 것은 아니고, 3 마이크로미터를 기준으로 더 크거나 더 작은 입자들을 발생시킬 수 있다.

공기중 입자 측정기는 입자 발생기로부터 발생한 입자들에 빛을 조사할 수 있다. 입자들에 빛이 조사되면, 입자들에 조사된 빛이 산란될 수 있다. 공기중 입자 측정기는 입자들로부터 산란된 빛의 산란광량을 측정할 수 있다. 입자의 크기가 클수록 산란광량이 많아질 수 있고, 따라서 입자의 크기가 클수록 산란광량에 따른 전압 레벨이 높아질 수 있다. 따라서 공기중 입자 측정기는 산란광량을 기초로 입자의 크기를 측정할 수 있다. 공기중 입자 측정기는 각 입자들의 크기를 측정할 수 있고, 크기 별 입자의 개수를 기록할 수 있다.

예를 들어, 상기 입자들의 크기는 254개의 채널로 분류될 수 있다. 예를 들어, 측정되는 입자들 중 가장 작은 입자는 1채널, 가장 큰 입자는 254채널로 분류될 수 있다.

도 4는 광학 센서가 입자를 검출하는 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 광학 센서(즉, 공기중 입자 측정기)는 입자에 빛을 조사할 수 있고, 산란광량을 측정하여 입자의 크기를 측정할 수 있다. 광학 센서는 각 입자들의 크기를 측정하여 입자들의 크기 별 개수 정보를 획득할 수 있다.

도 5는 동일한 표준 입자를 측정한 광학 센서들의 측정 결과를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 동일한 표준입자를 측정하더라도, 광학 센서들마다 오차가 발생할 수 있다. 예를 들어, 센서1, 센서2, 센서3, 센서4는 모두 3um의 표준입자를 측정할 수 있다. 센서1 내지 센서4가 측정한 표준입자는 모두 동일한 크기의 표준 입자이지만, 각 센서마다 측정되는 입자의 전압 크기가 다를 수 있다. 즉, 각 센서들에서 측정 오차가 발생할 수 있다.

따라서, 광학 센서들의 오차를 교정할 필요가 있다.

도 6은 채널 질량 값을 이용한 교정 결과의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 센서에서 측정된 입자들의 채널 질량 값을 기준으로 센서를 교정할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 센서들의 각 채널에서 입자들의 질량이 유사한 패턴을 가지도록 질량 펙터로 교정될 수 있다. 다만, 이러한 채널 질량 값을 이용한 보정은 완벽한 교정이 이루어지기 힘들다.

기존의 먼지측정기는 질량 펙터로만 교정을 수행한다. 특정 장소에서 질량 펙터로만 교정을 했을 때 특정 장소의 입자 조성(예를 들어, 큰입자에서 작은입자까지의 다양한 사이즈 별 입자 개수)이 달라지면 각기 센서가 가지는 표준입자 고유 전압 값을 교정하지 않았기에 각 센서 편차는 다시 발생한다.

따라서, 이하에서는 본 명세서에서 제안하는 입자측정 사이즈채널을 맞추는 새로운 교정 방법이 설명된다.

다시 도 3을 참조하면, 공기중 입자 측정기는 중심 채널을 결정할 수 있다(S320). 예를 들어, 공기중 입자 측정기는 상기 입자들의 크기 별 개수를 기초로, 중심 채널을 결정할 수 있다.

중심 채널이란, 본 명세서에서 광학 센서들의 교정을 위해 정의하는 개념으로서, 각 센서들의 중심 채널을 일치시키는 것으로 각 센서들을 효과적으로 교정할 수 있게 된다.

중심 채널은, 센서가 표준입자를 측정했을 때, 입자들의 분포 경향을 기초로 결정되는 채널으로서, 센서들의 중심 채널을 이론 상 계산되는 중심 채널과 일치하도록 이동시킴으로써 센서들을 교정할 수 있다.

예를 들어, 상기 중심 채널은, 미리 설정된 채널과 미리 설정된 제1 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 후보 채널들 중에서 입자 개수가 가장 많은 제1 채널을 기초로 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 미리 설정된 채널은 상기 표준입자의 크기를 기초로 결정될 수 있다.

도 7은 중심 채널의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 채널 43이 중심채널이 될 수 있다. 표준 입자를 측정하게 되면, 도 7과 같이 작은 입자들이 많이 발생하게 되어, 입자 크기가 작은 채널들에서의 입자 개수가 매우 높게 측정되는 경향이 있다. 중심 채널을 측정할 때에는 크기가 작은 입자들은 무시하고, 표준 입자 크기 근처의 채널들을 관찰할 수 있다. 예를 들어, 3um 크기의 표준 입자를 발생시킨 경우, 3um에 해당하는 채널의 근처에서 중심 채널을 찾을 수 있다.

센서들이 표준 입자 크기를 측정하는 경우, 입자 크기에 따른 입자 개수 분포는 크기가 작은 입자들로 인한 노이즈 이후 표준 입자 크기의 채널 근처에서 다시 입자 개수가 늘어나다가 다시 줄어드는 경향성을 가진다. 입자 크기에 따른 입자 개수가 증가하다가 입자 크기에 따른 입자 개수가 감소하면서 생기는 봉우리의 최고점을 중심 채널로 정의할 수 있다. 즉, 도 7에서는 채널 43이 중심 채널이 될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 공기중 입자 측정기는 광학 센서를 교정할 수 있다(S330). 예를 들어, 공기중 입자 측정기는 상기 중심 채널이 미리 설정된 채널 값을 갖도록 상기 광학 센서를 교정할 수 있다.

예를 들어, 공기중 입자 측정기는 상기 미리 설정된 채널과 상기 중심 채널의 차이 값을 계산할 수 있고, 상기 광학 센서가 검출하는 입자 크기를 상기 차이 값만큼 이동시킬 수 있다.

즉, 미리 설정된 채널은 이론 상 계산된 중심 채널의 값일 수 있다. 따라서, 광학 센서가 표준 입자를 측정하면 상기 광학 센서의 중심 채널을 찾을 수 있고, 상기 광학 센서의 중심 채널을 이론 상의 중심 채널과 일치하도록 교정시키면 상기 광학 센서가 교정될 수 있다.

광학 센서의 표준 입자 측정 결과를 기초로 중심 채널을 결정하는 단계는 다음과 같은 일련의 단계들을 포함할 수 있다.

1. 미리 설정된 채널과 미리 설정된 제1 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 후보 채널들 중에서 입자 개수가 가장 많은 제1 채널을 특정하는 단계.

예를 들어, 미리 설정된 채널(즉, 이론 상 중심 채널 값)이 채널 43인 경우, 미리 설정된 제1 임계값(예를 들어, 20개의 채널) 이내의 크기 차이가 나는 후보 채널들(즉, 채널 23부터 채널 63) 중에서 입자 개수가 가장 많은 채널을 제1 채널(예를 들어, 채널 26)로 특정할 수 있다.

2. 상기 제1 채널과 미리 설정된 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제1 검증 채널들 중에서 상기 제1 채널의 입자 개수가 가장 많은 지 여부를 확인하는 단계.

예를 들어, 제1 채널(예를 들어, 채널 26)과 제2 임계값(예를 들어, 10개의 채널) 이내의 크기가 차이나는 제1 검증 채널(예를 들어, 채널 16부터 채널 36) 중에서 제1 채널의 입자 개수가 제1 검증 채널에 포함된 다른 채널(예를 들어, 채널 16)의 입자 개수보다 작을 수 있다. 여기서, 제1 채널의 입자 개수가 제1 검증 채널에 포함된 다른 채널들의 입자 개수 중에서 가장 큰 경우 제1 채널이 중심 채널이 된다.

3. 상기 제1 채널과 미리 설정된 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제1 검증 채널들 중에서 상기 제1 채널의 입자 개수가 가장 많지 않음을 기초로, 상기 후보 채널들 중에서 입자 개수가 2번째로 많은 제2 채널을 결정하는 단계.

예를 들어, 제1 검증 채널(예를 들어, 채널 16부터 채널 36) 중에서 제1 채널(예를 들어, 채널 16)에서의 입자 개수가 가장 많지 않으므로, 후보 채널(즉, 채널 23부터 채널 63) 중에서 2번째로 입자 개수가 많은 제2 채널(예를 들어, 채널 36)이 결정될 수 있다.

4. 상기 제2 채널과 상기 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제2 검증 채널들 중에서 상기 제2 채널의 입자 개수가 가장 많은 지 여부를 확인하는 단계.

예를 들어, 제2 채널(예를 들어, 채널 36)과 제2 임계값(예를 들어, 10개의 채널) 이내의 크기가 차이가 나는 제2 검증 채널(예를 들어, 채널 26부터 채널 46) 중에서 상기 제2 채널(예를 들어, 채널 36)의 개수가 가장 많을 수 있다.

5. 상기 제2 채널과 상기 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제2 검증 채널들 중에서 상기 제2 채널의 입자 개수가 가장 많음을 기초로 상기 제2 채널을 상기 중심 채널로 결정하는 단계.

예를 들어, 제2 채널(예를 들어, 채널 36)의 개수가 상기 제2 검증 채널 중에서 입자 개수가 가장 많으므로 제2 채널(예를 들어, 채널 36)이 중심 채널로 결정될 수 있다.

이 후, 공기중 입자 측정기는 상기 중심 채널(즉, 채널 36)이 미리 설정된 채널 값(즉, 채널 43)을 갖도록 상기 광학 센서를 교정할 수 있다.

예를 들어, 공기중 입자 측정기는 상기 미리 설정된 채널과 상기 중심 채널의 차이 값(즉, 7개 채널)을 계산할 수 있고, 상기 광학 센서가 검출하는 입자 크기를 상기 차이 값(즉, 7개 채널)만큼 이동시킬 수 있다.

즉, 공기중 입자 측정기의 입자 크기 별 입자 개수 측정 결과 값은 모두 7개 채널 값만큼 오른쪽으로 스위칭될 수 있다. 즉, 공기중 입자 측정기의 입자 크기는 모두 7개 채널만큼 더 크게 교정될 수 있다. 예를 들어, 공기중 입자 측정기의 입자 크기가 채널 36으로 측정되는 경우 실제로는 채널 43의 입자 크기인 것으로 고려될 수 있다.

도 8은 중심 채널 교정을 실시한 장비와 실시하지 않은 결과의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 9는 중심 채널 교정을 실시한 결과의 일 실시예를 도시한 도면이다.

도 8과 도 9를 참조하면, 중심 채널을 이용한 교정 결과 각 센서들의 미세먼지 측정 시 결과가 매우 유사한 결과값을 가지도록 교정되었음을 알 수 있다. 즉, 본 명세서의 중심 채널 교정 방법이 수행된 광학 센서들은 동일한 환경에 노출되었을 때, 거의 유사한 결과를 얻을 수 있도록 교정되었음을 알 수 있다.

도 3의 일례에 표시된 세부 단계 중 일부는 필수 단계가 아닐 수 있고, 생략될 수 있다. 도 3에 도시된 단계 외에 다른 단계가 추가될 수 있고, 상기 단계들의 순서는 달라질 수 있다. 상기 단계들 중 일부 단계가 독자적 기술적 의미를 가질 수 있다.

적어도 하나의 공기중 입자 측정기에서 수행되는 광학 센서의 교정 방법에 있어서, 입자 발생기로부터 발생된 표준입자에 빛을 조사하는 단계; 상기 표준입자에 의해 산란된 빛의 개수와 산란광량을 기초로 상기 표준입자에 포함된 입자들의 크기 별 개수를 검출하는 단계; 상기 입자들의 크기 별 개수를 기초로, 중심 채널을 결정하는 단계; 및 상기 중심 채널이 미리 설정된 채널 값을 갖도록 상기 광학 센서를 교정하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 입자들의 크기는 254개의 채널로 분류될 수 있다.

여기서, 상기 중심 채널은, 상기 미리 설정된 채널과 미리 설정된 제1 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 후보 채널들 중에서 입자 개수가 가장 많은 제1 채널을 기초로 결정될 수 있다.

여기서, 상기 중심 채널이 미리 설정된 채널 값을 갖도록 상기 광학 센서를 교정하는 단계는, 상기 미리 설정된 채널과 상기 중심 채널의 차이 값을 계산하는 단계; 및 상기 광학 센서가 검출하는 입자 크기를 상기 차이 값만큼 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 미리 설정된 채널은 상기 표준입자의 크기를 기초로 결정될 수 있다.

여기서, 상기 중심 채널을 결정하는 단계는, 상기 제1 채널과 미리 설정된 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제1 검증 채널들 중에서 상기 제1 채널의 입자 개수가 가장 많은 지 여부를 확인하는 단계; 상기 제1 채널과 미리 설정된 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제1 검증 채널들 중에서 상기 제1 채널의 입자 개수가 가장 많지 않음을 기초로, 상기 후보 채널들 중에서 입자 개수가 2번째로 많은 제2 채널을 결정하는 단계; 상기 제2 채널과 상기 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제2 검증 채널들 중에서 상기 제2 채널의 입자 개수가 가장 많은 지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 제2 채널과 상기 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제2 검증 채널들 중에서 상기 제2 채널의 입자 개수가 가장 많음을 기초로 상기 제2 채널을 상기 중심 채널로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서의 실시예에 따른 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.

실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

상술한 다양한 실시예들은 그 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 다양한 실시예들의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 다양한 실시예들의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 다양한 실시예들의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.

Claims (1)

1. 적어도 하나의 공기중 입자 측정기에서 수행되는 광학 센서(light scattering sensor)의 교정 방법에 있어서,
   입자 발생기로부터 발생된 표준입자에 빛을 조사하는 단계;
   상기 표준입자에 의해 산란된 빛의 개수와 산란광량을 기초로 상기 표준입자에 포함된 입자들의 크기 별 개수를 검출하는 단계;
   미리 설정된 채널과 미리 설정된 제1 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 후보 채널들 중에서 입자 개수가 가장 많은 제1 채널을 결정하는 단계;
   상기 제1 채널과 미리 설정된 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제1 검증 채널들 중에서 상기 제1 채널의 입자 개수가 가장 많은 지 여부를 확인하는 단계;
   상기 제1 채널과 미리 설정된 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제1 검증 채널들 중에서 상기 제1 채널의 입자 개수가 가장 많지 않음을 기초로, 상기 후보 채널들 중에서 입자 개수가 2번째로 많은 제2 채널을 결정하는 단계;
   상기 제2 채널과 상기 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제2 검증 채널들 중에서 상기 제2 채널의 입자 개수가 가장 많은 지 여부를 확인하는 단계;
   상기 제2 채널과 상기 제2 임계값 이내의 크기가 차이가 나는 제2 검증 채널들 중에서 상기 제2 채널의 입자 개수가 가장 많음을 기초로 상기 제2 채널을 중심 채널로 결정하는 단계; 및
   상기 중심 채널이 상기 미리 설정된 채널 값을 갖도록 상기 광학 센서를 교정하는 단계를 포함하고,
   상기 미리 설정된 채널은 상기 표준입자의 크기를 기초로 결정되는, 광학 센서 교정 방법.

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