KR102474633B1 - 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치 및 이를 이용한 측정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 베타레이 방식의 미세먼지 연속 측정장치를 제공하는 것이고, 또 다른 목적은 베타레이를 이용한 미세먼지 측정 장치의 내부 오염을 제거하기 위한 기술에 관한 것이다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 외부의 대기에서 공기를 유입하여, 상기 공기 중에 포함된 미세입자를 분리하여 미세먼지의 농도를 측정할 수 있도록 미세먼지를 분리하는 미세먼지분리부(200); 및 상기 미세먼지 분리부에서 분리된 측정대상인 미세먼지와 공기를 베타레이측정부로 안내하는 측정공기유입부(210); 및 상기 측정공기유입부를 지나는 상기 미세먼지를 모두 걸러주는 롤타입여지(400); 및 상기 롤타입여지의 하단에 연결되어 상기 공기를 흡입하는 흡입부로 구성되며, 상기 롤타입여지 상기 걸러진 미세먼지를 측정하기 위하여 베타레이를 방출하는 베타레이발생부(300); 및 상기 베타레이발생부(300)에서 발생된 베타레이가 상기 롤타입여지에 걸러진 미세먼지를 투과하여 감소한 베타레이를 측정하는 베타레이측정부(310);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 제공한다. 상기와 같은 구성에 의하여 미세먼지를 연속을 측정할 수 있고, 내부에 구비된 측정부 청소구성에 의하여 베타레이측정부의 신호가 작아지는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 외부의 대기에서 공기를 유입하여, 상기 공기 중에 포함된 미세입자를 분리하여 미세먼지의 농도를 측정할 수 있도록 미세먼지를 분리하는 미세먼지분리부(200); 및 상기 미세먼지 분리부에서 분리된 측정대상인 미세먼지와 공기를 베타레이측정부로 안내하는 측정공기유입부(210); 및 상기 측정공기유입부를 지나는 상기 미세먼지를 모두 걸러주는 롤타입여지(400); 및 상기 롤타입여지의 하단에 연결되어 상기 공기를 흡입하는 흡입부로 구성되며, 상기 롤타입여지 상기 걸러진 미세먼지를 측정하기 위하여 베타레이를 방출하는 베타레이발생부(300); 및 상기 베타레이발생부(300)에서 발생된 베타레이가 상기 롤타입여지에 걸러진 미세먼지를 투과하여 감소한 베타레이를 측정하는 베타레이측정부(310);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 제공한다. 상기와 같은 구성에 의하여 미세먼지를 연속을 측정할 수 있고, 내부에 구비된 측정부 청소구성에 의하여 베타레이측정부의 신호가 작아지는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 베타레이 기반의 미세먼지 측정 장치에 관한 기술로, 보다 구체적으로는 미세먼지가 측정 장치에 쌓이는 것을 방지하기 위한 기술에 관한 것이다.
본 발명은 이전의 선행기술로는 방사선 소스인 베타레이를 이용하여 공기 중의 미세 먼지를 측정하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 가지 종류의 미세먼지를 동시에 측정할 수 있는 베타레이를 이용한 듀얼 미세먼지 측정 장치에 관한 기술이 개시되어 있다. 특히, 이 기술에서는 베타레이를 이용하여, PM10 및 PM2.5를 동시에 측정하는 기술이 개시되어 있다.
또, 다른 선행기술로는 굴뚝 내의 배출가스로부터 미세먼지 시료를 채취하도록 구성되는 시료 채취부; 베타레이 소스 및 베타레이 검출기를 활용하여, 상기 시료 채취부에 의해 채취된 미세먼지 시료에 기초하여 굴뚝 내 미세먼지의 양을 측정하도록 구성되는 시료 측정부; 및 상기 시료 채취부 및 상기 시료 측정부를 상호 단열시키도록 구성되는 단열부를 포함한 기술이 개시되어 있다.
본 발명은 기존의 베타레이를 이용한 미세먼지 측정 장치의 내부 오염을 제거하기 위한 기술에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 베타레이 방식의 미세먼지 연속 측정장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 하기의 과제해결 수단을 제공한다.
외부의 대기에서 공기를 유입하여, 상기 공기 중에 포함된 미세입자를 분리하여 미세먼지의 농도를 측정할 수 있도록 미세먼지를 분리하는 미세먼지분리부(200); 및
상기 미세먼지 분리부에서 분리된 측정대상인 미세먼지와 공기를 베타레이측정부로 안내하는 측정공기유입부(210); 및
상기 측정공기유입부를 지나는 상기 미세먼지를 모두 걸러주는 롤타입여지(400); 및
상기 롤타입여지의 하단에 연결되어 상기 공기를 흡입하는 흡입부로 구성되며,
상기 롤타입여지에 상기 걸러진 미세먼지를 측정하기 위하여 베타레이를 방출하는 베타레이발생부(300); 및
상기 베타레이발생부(300)에서 발생된 베타레이가 상기 롤타입여지에 걸러진 미세먼지를 투과하여 감소한 베타레이를 측정하는 베타레이측정부(310);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 제공한다.
또한, 상기 베타레이측정부 전단과 상기 롤타입여지 사이에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에 상기 측정공기유입부가 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 제공한다.
또한, 상기 베타레이측정부 표면에 미세먼지가 점착되는 것을 방지하기 위하여, 상기 공간부 타측에 청소용공기유입구가 구비되는 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 제공한다.
또한, 상기 청소용공기유입구로 유입되는 공기가 상기 측정공기유입부로 역류하는 것을 막기 위하여 상기 측정공기유입부에 측정공기조절밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 제공한다.
또한, 상기 청소용공기유입구로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위하여 청소용공기조절밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 제공한다.
또한, 상기 측정공기유입부에 구비되는 상기 측정공기조절밸브는 온/오프 밸브인 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 제공한다.
또한, 상기 청소용공기유입구로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위한 청소용공기조절밸브는 PWM 제어가 가능한 밸브인 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 청소구성에 의하여 측정용 미세먼지가 측정기 내부에 쌓여 상기 베타레이측정부의 신호가 작아지는 것을 막을 수 있어, 상대적으로 노이즈 신호가 작은 측정값을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 기존의 베타레이를 이용한 미세먼지 측정 장치의 단면도 이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연속식 베타레이 측정장치의 단면도 이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 베타레이 측정장치에 미세먼지가 침착된 단면도 이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 청소기능이 부가된 연속식 베타레이 측정장치의 단면도 이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연속식 베타레이 측정장치의 단면도 이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 베타레이 측정장치에 미세먼지가 침착된 단면도 이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 청소기능이 부가된 연속식 베타레이 측정장치의 단면도 이다.
본 발명의 작용 효과를 도면을 활용하여 설명하면 하기와 같다.
도 1은 기존의 베타레이를 이용한 미세먼지 측정 장치의 단면도 이다. 상기와 같은 기존의 베타레이를 이용한 미세먼지 측정장치는 미세먼지 측정위치에서 깨끗한 롤타입여지의 베타레이 값을 측정하여 기준값으로 설정하고, 상기 측정된 위치의 롤타입여지를 미세먼지 포집위치에 위치시킨 후 미세먼지를 상기 롤타입여지에 설정된 시간동안 미세먼지를 포집한다. 미세먼지를 포집한 후에 다시 상기 미세먼지 측정위치로 미세먼지가 포집된 롤타입여지를 옮긴 후에 베타레이를 다시 측정하여 상기 기준 값과의 차이를 이용하여 미세먼지의 농도를 계산한다.
위에서 살펴본 바와 같이 기존의 베타레이를 이용한 미세먼지 측정장치는 기준 값을 측정하고, 미세먼지를 포집하고 측정하여 두 값을 비교하는 방식으로 미세먼지 농도의 연속측정이 불가하였다.
또한, 측정을 위하여 기준값을 측정하고 미세먼지를 포집하고 다시 측정위치로 상기 롤타입여지를 옮겨야 하기 때문에 장치의 구조가 복잡한 단점이 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 연속식 베타레이 측정장치의 단면도 이다. 외부의 대기에서 공기를 유입하여, 상기 공기 중에 포함된 미세입자를 분리하여 미세먼지의 농도를 측정할 수 있도록 미세먼지를 분리하는 미세먼지분리부(200)를 구비한다. 상기 미세먼지분리부는 충돌식 미세먼지 분리부 등일 수 있으며, 측정하고자 하는 크기의 미세먼지를 분리하는 구성이다.
상기 미세먼지 분리부에서 분리된 측정대상인 미세먼지와 공기를 베타레이측정부로 안내하는 측정공기유입부(210)가 구비된다. 상기 측정공기유입부는 베타레이측정부의 전단에 롤타입여지 사이에 측정대상인 미세먼지와 공기가 상기 롤타입여지로 흘러 상기 미세먼지가 상기 롤타입여지에 걸러질 수 있도록 공간을 형성하는 공간부를 구성한다.
상기 롤타입여지의 하단에는 상기 외부공기가 유입될 수 있도록 공기를 흡입하여 배출하는 측정공기배출구가 구비된다. 상기 공기를 흡입할 수 있도록 흡입펌프가 상기 측정공기배출구에 더 구비된다.
상기 롤타입여지에 걸러진 미세먼지를 측정하기 위하여 베타레이를 방출하는 베타레이발생부가 상기 공간부의 상기 롤타입여지 아래쪽에 근접하여 구성된다.
상기 베타레이발생부(300)에서 발생된 베타레이가 상기 롤타입여지에 걸러진 미세먼지를 투과하여 감소한 베타레이는 상기 공간부를 투과하여 상기 베타레이측정부에서 신호를 측정한다. 본 발명의 연속식 베타레이 측정장치는 일정시간 간격 또는 일정 유량마다 상기 베타레이측정부에서 측정한 측정값을 시간 또는 유량으로 나누어 미세먼지의 양을 표시하게 된다.
상기 롤타입여지에 미세먼지가 일정량 이상 쌓이면, 상기 베타레이측정부에서 측정되는 신호가 설정 값 이하로 측정되면, 상기 롤타입여지를 깨끗한 부분으로 움직여 사용하게 할 수 있다. 이렇게 함으로써 기존의 비연속식 측정방법에서는 한번 측정시마다 상기 롤타입여지의 새로운 부분을 사용하여야 하였으나, 본 발명에서는 오염되는 정도에 따라 오염이 적은 곳에서는 오래 이용할 수 있는 장점이 있다. 또한, 기존의 베타레이 측정방식의 미세먼지 측정장치가 기준을 잡기위하여 상기 롤타입여지를 움직이고, 다시 미세먼지 여과 또는 포집을 위하여 샘플위치로 움직이고, 다시 여과된 미세먼지를 측정하기 위하여 상기 롤타입여지를 전후방향으로 움직이는 동작이 필요하였으나, 본 발명의 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치를 한 곳에서 기준값도 측정하고, 일정 시간 또는 유량이 통과한 후에 다시 측정값을 측정하는 방식으로 상기 롤타입여지는 한쪽 방향으로만 움직이면 되기 때문에 장치의 구성이 간단한 장점이 있다.
또한, 장기간 사용하는 경우 상기 베타레이측정부가 위치하는 공간부에 미세먼지가 쌓여 상기 베타레이측정부에서 측정되는 신호가 작아질 수 있다.
따라서, 상기 롤타입여지의 깨끗한 부분을 사용하는 경우에는 상기 흡입펌프를 정지하고, 상기 베타레이측정부에서 측정된 신호의 크기를 측정하여, 그 측정값이 일정값 이하인 경우 상기 공간부가 미세먼지로 오염된 것으로 판단한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 베타레이 측정장치에 미세먼지가 침착된 단면도 이다. 도면과 같이 반드시 베타레이측정부에 침착되지는 않지만, 상기 공간부에 침착되어 신호크기가 감소될 수 있다. 특히 여름과 같이 습도가 높은 경우 이러한 가능성이 높다. 그래서 상기 공간부를 가열하는 히터(미도시)를 더 구비할 수 있다. 상기 히터의 동작을 위하여 상기 외기 유입부 등에 온도와 습도 센서를 더 구비할 수 있다. 또한, 상기 히터의 가동과 관계 없이 상기 공간부의 온도를 측정하기위한 온도센서를 공간부에 더 구비할 수 있다.
이렇게 함으로써 상기 외기 유입부의 온습도와 상기 공간부의 온도를 측정하여 상기 공간부에 결로가 생길 수 있는지 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 청소기능이 부가된 연속식 미세먼지 베타레이 측정장치이다. 상기 측정공기유입부와 상기 공간부 사이에 측정공기조절밸브를 더 구비하여, 상기 측정공기유입부로의 공기의 역류를 차단한다. 또한, 상기 공간부의 타측에 외부의 깨끗한 공기를 청소용으로 사용할 수 있도록 청소용공기유입구를 더 구비한다. 상기 청소용공기유입부로 유입되는 공기의 양과 압력 등을 제어할 수 있는 청소용공기조절밸브를 함께 구비한다.
상기 청소용공기조절밸브는 공기의 양과 압력을 제어할 수 있도록 PWM(Pulse With Modulation) 제어를 할 수 있다.
상기한 바와 같이 깨끗한 롤타입여지에서 베타레이측정부에서 베타레이를 측정한 결과 신호의 크기가 일정 크기 이하인 경우 상기 측정공기조절밸브를 잠그고, 상기 청소용공기조절밸브를 통하여 깨끗한 공기가 유입되어 상기 공간부를 청소할 수 있도록 할 수 있다.
상기 청소용공기유입부의 끝단은 노즐을 구비할 수도 있고, 구비하지 않을 수도 있으며, 청소용공기의 유입방향을 수평 또는 상방으로 하여 상기 베타레이측정부를 주로 청소할 수 있도록 설계할 수 있다.
청소시기에는 상기 롤타입여지를 제거하고 청소하는 것이 효율적일 수 있다.
이를 위하여 상기 롤타입여지에 일정 간격으로 상기 공간부에 해당하는 크기의 구멍을 형성하여 청소시기에는 롤타입여지를 이동하여 청소된 공기가 롤타입여지에 걸러지지 않고 배출될 수 있도록 제어할 수 있다.
100 : 연속식 베타레이 측정장치
200 : 미세먼지분리부
210 : 측정공기유입파이프
215 : 측정공기조절밸브
220 : 측정공기배출구
230 : 청소용공기유입구
235 : 청소용공기조절밸브
300 : 베타레이발생부
310 : 베타레이측정부
400 : 롤타입여지
PM : 미세먼지
200 : 미세먼지분리부
210 : 측정공기유입파이프
215 : 측정공기조절밸브
220 : 측정공기배출구
230 : 청소용공기유입구
235 : 청소용공기조절밸브
300 : 베타레이발생부
310 : 베타레이측정부
400 : 롤타입여지
PM : 미세먼지
Claims (4)
- 외부의 대기에서 공기를 유입하여, 상기 공기 중에 포함된 미세입자를 분리하여 미세먼지의 농도를 측정할 수 있도록 미세먼지를 분리하는 미세먼지분리부(200); 및
상기 미세먼지 분리부에서 분리된 측정대상인 미세먼지와 공기를 베타레이측정부로 안내하는 측정공기유입부(210); 및
상기 측정공기유입부를 지나는 상기 미세먼지를 모두 걸러주는 롤타입여지(400); 및
상기 롤타입여지의 하단에 연결되어 상기 공기를 흡입하는 흡입부로 구성되며,
상기 롤타입여지에 상기 걸러진 미세먼지를 측정하기 위하여 베타레이를 방출하는 베타레이발생부(300); 및
상기 베타레이발생부(300)에서 발생된 베타레이가 상기 롤타입여지에 걸러진 미세먼지를 투과하여 감소한 베타레이를 측정하는 베타레이측정부(310); 및
상기 베타레이측정부 전단과 상기 롤타입여지 사이에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에 상기 측정공기유입부가 일측에 연결되며,
상기 베타레이측정부 표면에 미세먼지가 점착되는 것을 방지하기 위하여, 상기 공간부 타측에 청소용공기유입구가 구비되고,
상기 청소용공기유입구로 유입되는 공기가 상기 측정공기유입부로 역류하는 것을 막기 위하여 상기 측정공기유입부에 측정공기조절밸브를 더 구비하고,
상기 청소용공기유입구로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위하여 청소용공기조절밸브를 더 구비하며,
상기 측정공기유입부에 구비되는 상기 측정공기조절밸브는 온/오프 밸브로 구성되고,
상기 청소용공기유입구로 유입되는 공기의 양을 조절하기 위한 청소용공기조절밸브는 PWM 제어 밸브인 것을 특징으로 하는 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치.
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| KR1020200106649A KR102474633B1 (ko) | 2020-08-25 | 2020-08-25 | 연속식 베타레이 미세먼지 측정장치 및 이를 이용한 측정방법 |
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| KR20240008528A (ko) | 2022-07-12 | 2024-01-19 | (주)켄텍 | 듀얼 베타레이방식의 연속식 pm 10 및 pm 2.5 동시측정 장치 |
| KR102615031B1 (ko) | 2022-12-01 | 2023-12-19 | (주)켄텍 | 미세먼지필터 절약기능을 구비한 베타레이 측정 장치 |
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| KR102615019B1 (ko) | 2022-12-01 | 2023-12-19 | (주)켄텍 | 개선된 미세먼지필터 공급부를 구비한 베타레이 미세먼지 측정장치 |
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Citations (1)
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| KR102052733B1 (ko) * | 2019-03-07 | 2019-12-11 | 주식회사 정엔지니어링 | 베타레이 기반의 굴뚝 내 미세먼지 측정 장치 |
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| KR101545319B1 (ko) * | 2013-10-30 | 2015-08-19 | 동의대학교 산학협력단 | 미세 먼지 농도 결정 시스템 및 방법 |
| KR20190057636A (ko) * | 2017-11-20 | 2019-05-29 | 엘지전자 주식회사 | 먼지 측정 장치 |
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-
2020
- 2020-08-25 KR KR1020200106649A patent/KR102474633B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR102052733B1 (ko) * | 2019-03-07 | 2019-12-11 | 주식회사 정엔지니어링 | 베타레이 기반의 굴뚝 내 미세먼지 측정 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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