KR102490311B1 - Dust sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 먼지 센서는, 유입구를 통해 유입되는 공기가 통과하는 경로 중에서 검출 공간에 빛을 방사하는 발광부; 발광부가 방사하여 유입되는 공기에 포함된 입자에서 산란되는 산란광을 수광하여 광량에 비례하는 전기 신호로 출력하기 위한 수광부; 유입되는 공기를 외부로 유출하도록 흡입력을 생성하기 위한 팬; 및 검출 공간과 팬 사이에 분리 가능하도록 배치되고 공기 중에 포함된 입자 일부를 모으기 위한 집진 기구물을 포함하여 구성될 수 있다. 팬은 유입구와 검출 공간을 연장하는 직선에서 벗어난 곳에 배치되고, 집진 기구물에는 유입구를 통해 유입되어 검출 공간을 지나는 공기를 팬을 향하도록 경로를 바꾸는 경사면이 구부러지고 오목하게 형성되고, 경사면에 규칙적인 간격으로 다수 개의 엠보싱이 형성될 수 있다. 따라서, 팬이 오염되는 속도를 줄이게 되고, 집진 기구물을 세척하여 다시 장착할 수 있어서, 먼지 센서의 수명을 향상시킬 수 있게 된다.A dust sensor according to the present invention includes a light emitting unit for emitting light to a detection space in a path through which air introduced through an inlet passes; a light receiving unit for receiving scattered light scattered from particles included in the air introduced by the light emitting unit and outputting an electrical signal proportional to the amount of light; a fan for generating a suction force to discharge the introduced air to the outside; And it may be configured to include a dust collection mechanism for collecting some of the particles contained in the air is disposed to be separable between the detection space and the fan. The fan is disposed away from the straight line extending the inlet and the detection space, and the dust collecting mechanism has a curved and concave inclined surface that changes the path of the air flowing in through the inlet and passing through the detection space toward the fan. A plurality of embossings may be formed at intervals. Accordingly, the speed at which the fan is contaminated is reduced, and the dust collector can be washed and re-installed, so that the life of the dust sensor can be improved.
Description
본 발명은 먼지 센서에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 내부에 분리 가능한 집진 기구물이 장착된 먼지 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a dust sensor, and more particularly, to a dust sensor equipped with a detachable dust collecting mechanism therein.
인구가 밀집되고 차량이 늘어남에 따라 대기 오염이 심해지면서, 먼지에 대한 관심이 커지고 있고, 공기 청정기 수요도 늘고 있다. 능동적인 공기 청정을 위해서, 공기 청정기는 공기의 오염 정도 즉, 공기 중 먼지 농도를 측정하기 위한 먼지 센서를 필요로 한다.As air pollution worsens as the population is densely populated and the number of vehicles increases, interest in dust is growing, and demand for air purifiers is also increasing. For active air cleaning, the air purifier requires a dust sensor for measuring the degree of contamination of the air, that is, the concentration of dust in the air.
먼지 센서로는, 주로 광전식 먼지 센서가 사용되고 있는데, 도 1은 광전식 먼지 센서가 먼지를 센싱 하는 원리를 개념적으로 도시한 것이다.As the dust sensor, a photoelectric dust sensor is mainly used, and FIG. 1 conceptually illustrates a principle in which the photoelectric dust sensor senses dust.
광전식 먼지 센서는, 하우징에 공기 유입부와 유출부를 형성하고, 유입부로부터 유입되는 공기를 공기 통과 경로를 지나가게 하여 유출부를 통해 배출시키고, 공기 통과 경로에 배치된 발광부가 빛을 검출 공간에 방출하고 공기 통과 경로에 배치된 수광부가 발광부가 방사하여 먼지에 의해 산란된 산란광을 집광하고, 수광부의 전기 신호를 이용하여 공기에 포함된 먼지의 농도를 측정한다.The photoelectric dust sensor forms an air inlet and an outlet in a housing, passes air introduced from the inlet through an air passage and discharges it through the outlet, and a light emitting unit disposed in the air passage passes light into the detection space. The light emitter emits light and the light receiver disposed in the passage through the air collects scattered light emitted by the emitter and scattered by dust, and measures the concentration of dust contained in the air by using the electric signal of the light receiver.
공기에 포함된 먼지의 농도를 검출하는 검출 공간은, 공기가 유입되는 유입부의 출구와 공기가 유출되는 유출부의 입구 사이의 공기 통과 경로 중 발광부와 수광부가 배치되는 공간으로, 발광부가 방사한 빛이 산란되는 공간이다.The detection space for detecting the concentration of dust contained in the air is a space in which the light emitting unit and the light receiving unit are disposed in the air passing path between the outlet of the inlet through which air flows in and the inlet of the outlet through which air flows out, and the light emitted by the light emitting unit is This is the scattering space.
공기 통과 경로를 통과하는 공기에 먼지나 연기가 없으면 발광부로부터 방사되는 거의 모든 빛이 검출 공간을 통과해서 수광부가 배치되지 않은 차광 영역에 도달하기 때문에, 수광부의 수광량이 매우 작아진다. 반면, 공기 통과 경로를 통과하는 공기에 먼지나 연기가 있으면 발광부로부터 방사되는 빛의 일부가 검출 공간의 먼지나 연기에 의해 산란되어 수광부에 입사하여, 수광부의 수광량이 상승한다.If there is no dust or smoke in the air passing through the air passage, almost all of the light emitted from the light emitting portion passes through the detection space and reaches the light-shielding area where the light receiving portion is not disposed, so that the amount of light received by the light receiving portion is very small. On the other hand, if there is dust or smoke in the air passing through the air passage, part of the light emitted from the light emitting unit is scattered by the dust or smoke in the detection space and enters the light receiving unit, increasing the amount of light received by the light receiving unit.
이에, 수광부에 포함된 수광 소자(또는 포토 디텍터)의 출력 변동에 기초하여 공기 통과 경로를 통과하는 먼지나 연기의 존재/부존재를 검출할 수 있고, 또한 포토 디텍터의 출력 레벨에 기초하여 공기 통과 경로를 통과하는 먼지나 연기의 농도를 검출할 수 있다.Accordingly, the presence/absence of dust or smoke passing through the air passage can be detected based on the output variation of the light receiving element (or photo detector) included in the light receiving unit, and also the air passage passage based on the output level of the photo detector. It can detect the concentration of dust or smoke passing through.
먼지 센서는, 유입구를 통해 공기 통과 경로로 공기가 쉽게 유입되거나 유출구를 통해 유출되도록 흡입력을 생성하기 위한 팬을 더 포함한다. 센서 내부로 유입된 먼지가 검출 공간을 통과한 후 여과 없이 팬을 통과하면서 팬에 쌓이고 팬을 오염시킨다. 이로 인해 팬이 제대로 동작하지 않게 되고 센서의 농도 측정이 불가능하게 된다.The dust sensor further includes a fan for generating a suction force so that air easily flows into the air passing path through the inlet or out through the outlet. The dust introduced into the sensor passes through the detection space and passes through the fan without filtering, accumulating in the fan and contaminating the fan. As a result, the fan does not operate properly and the concentration measurement of the sensor becomes impossible.
수명 관점에서 볼 때, 먼지 센서에 포함된 부품 중에서 팬이 가장 취약하고, 팬의 고장으로 모듈 전체의 사용 수명이 단축된다.From the viewpoint of lifespan, the fan is the most vulnerable among the parts included in the dust sensor, and the failure of the fan shortens the lifespan of the entire module.
본 발명은 이러한 상황을 감안한 것으로, 본 발명의 목적은 수명 향상을 위한 먼지 센서 구조를 제공하는 데 있다.The present invention has been made in view of this situation, and an object of the present invention is to provide a dust sensor structure for improving lifespan.
본 발명의 일 실시예에 따른 먼지 센서는, 유입구를 통해 유입되는 공기가 통과하는 경로 중에서 검출 공간에 빛을 방사하는 발광부; 발광부가 방사하여 유입되는 공기에 포함된 입자에서 산란되는 산란광을 수광하여 광량에 비례하는 전기 신호로 출력하기 위한 수광부; 유입되는 공기를 외부로 유출하도록 흡입력을 생성하기 위한 팬; 및 검출 공간과 팬 사이에 분리 가능하도록 배치되고 공기 중에 포함된 입자 일부를 모으기 위한 집진 기구물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.A dust sensor according to an embodiment of the present invention includes a light emitting unit emitting light to a detection space in a path through which air introduced through an inlet passes; a light receiving unit for receiving scattered light scattered from particles included in the air introduced by the light emitting unit and outputting an electrical signal proportional to the amount of light; a fan for generating a suction force to discharge the introduced air to the outside; And it is characterized in that it is configured to include a dust collection mechanism for collecting some of the particles included in the air and disposed to be separable between the detection space and the fan.
일 실시예에서, 팬은 유입구와 검출 공간을 연장하는 직선에서 벗어난 곳에 배치될 수 있다.In one embodiment, the fan may be positioned off a straight line extending the inlet and detection volume.
일 실시예에서, 집진 기구물에는 유입구를 통해 유입되어 검출 공간을 지나는 공기를 팬을 향하도록 경로를 바꾸는 경사면이 형성될 수 있다.In one embodiment, an inclined surface may be formed on the dust collector to change a path of air flowing in through the inlet and passing through the detection space toward the fan.
일 실시예에서, 경사면은 구부러진 형상일 수 있다.In one embodiment, the inclined surface may have a curved shape.
일 실시예에서, 경사면은 오목하게 형성될 수 있다.In one embodiment, the inclined surface may be concave.
일 실시예에서, 경사면에 규칙적인 간격으로 다수 개의 엠보싱이 형성될 수 있다.In one embodiment, a plurality of embossings may be formed at regular intervals on the inclined surface.
일 실시예에서, 발광부는 빛을 방사하는 광원 및 광원에서 방사되는 빛을 평행광으로 변환하기 위한 광원 렌즈를 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the light emitting unit may include a light source for emitting light and a light source lens for converting light emitted from the light source into parallel light.
일 실시예에서, 먼지 센서는 발광부가 방사하여 먼지에서 산란되는 일부 빛을 가두기 위한 미로를 더 포함하여 구성될 수 있다.In one embodiment, the dust sensor may further include a labyrinth for confining some light emitted from the light emitting unit and scattered from dust.
일 실시예에서, 발광부가 빛을 방사하는 제1 방향, 유입구에서 공기가 유입되는 제2 방향, 및 수광부가 빛을 수광하는 표면에 수직인 제3 방향이 서로 수직일 수 있다.In an embodiment, a first direction in which the light emitting unit emits light, a second direction in which air is introduced from the inlet, and a third direction perpendicular to a surface through which the light receiving unit receives light may be perpendicular to each other.
일 실시예에서, 팬은 제3 방향으로 공기를 배출할 수 있다.In one embodiment, the fan may exhaust air in a third direction.
따라서, 먼지 센서의 수명이 향상될 수 있다.Thus, the lifespan of the dust sensor can be improved.
도 1은 광전식 먼지 센서가 먼지를 센싱 하는 구성을 개념적으로 도시한 것이고,
도 2는 종래 광전식 먼지 센서의 구조를 도시한 것이고,
도 3은 먼지 센서의 광원이 방사하는 광 펄스를 도시한 것이고,
도 4는 먼지 농도를 검출하는 수광부가 출력하는 신호를 도시한 것이고,
도 5는 산란광을 이용하는 방식의 먼지 센서에서 먼지와 신호와의 관계를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명에 따른 먼지 센서에 분리 가능하도록 내장하는 집진 기구물을 도시한 것이고,
도 7는 도 6의 기구물의 표면 구조를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명에 따른 집진 기구물을 포함하는 먼지 센서의 구조를 도시한 것이다.1 conceptually illustrates a configuration in which a photoelectric dust sensor senses dust,
2 shows the structure of a conventional photoelectric dust sensor,
3 shows a light pulse emitted by a light source of a dust sensor,
4 shows a signal output by a light receiver for detecting dust concentration;
5 shows the relationship between dust and signals in a dust sensor using scattered light;
6 shows a dust collecting mechanism detachably built into the dust sensor according to the present invention,
Figure 7 shows the surface structure of the instrument of Figure 6,
8 shows the structure of a dust sensor including a dust collection mechanism according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numbers throughout the specification indicate substantially the same elements. In the following description, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
광전식 먼지 센서는 공기 중에 포함된 먼지와 같은 미세 입자에서 산란되어 발생하는 산란광을 포토 디텍터가 수광하고 이를 전기적 신호로 출력하여 먼지에 대한 밀집도를 측정하는 장치이다.A photoelectric dust sensor is a device that measures the density of dust by receiving scattered light generated by scattering from fine particles such as dust included in the air with a photo detector and outputting it as an electrical signal.
도 2는 종래 광전식 먼지 센서의 구조를 도시한 것이다.2 shows the structure of a conventional photoelectric dust sensor.
광전식 먼지 센서는, 센서 내부의 공기 통과 경로에 빛을 방사하기 위한 발광부 및 공기 통과 경로를 흐르는 공기에 포함된 먼지에 의해 산란된 빛을 집광하기 위한 수광부를 포함하여 구성되고, 공기 통과 경로로 공기가 유입구를 통해 유입되어 유출구를 통해 배출되도록 흡입력을 생성하기 위한 팬을 더 포함하여 구성된다.The photoelectric dust sensor includes a light emitting unit for emitting light on an air passage path inside the sensor and a light receiving unit for condensing light scattered by dust included in air flowing through the air passage path. It is configured to further include a fan for generating a suction force so that air is introduced through the inlet and discharged through the outlet.
또한, 먼지 센서는 발광부가 조사하여 먼지 또는 입자에 부딪히지 않고 수광부의 검출 범위를 통과한 빛이 검출 공간을 구성하는 벽면에 반사되어 수광부나 발광부로 되돌아 가는 것을 막기 위해 빛을 가두기 위한 미로를 더 포함할 수 있다. 미로는 발광부와 마주보도록 배치될 수 있다.In addition, the dust sensor irradiates the light emitting unit and does not collide with dust or particles, and the light passing through the detection range of the light receiving unit is reflected on the wall constituting the detection space and returns to the light receiving unit or the light emitting unit. can do. The maze may be disposed to face the light emitting unit.
먼지 센서는 먼지 센서의 동작을 제어하기 위한 제어부와 연결하기 위한 커넥터(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 먼지 센서는, 커넥터를 통해, 제어부로부터 발광부, 수광부, 팬을 구동하기 위한 제어 신호를 수신하고, 수광부의 출력 신호를 제어부에 전송한다.The dust sensor may further include a connector (not shown) for connection with a control unit for controlling an operation of the dust sensor. The dust sensor receives a control signal for driving the light emitting unit, the light receiving unit, and the fan from the control unit through a connector, and transmits an output signal of the light receiving unit to the control unit.
발광부는 소정 대역의 빛을 방사하기 위한 광원과 광원에서 방사되는 빛을 평행광으로 변환하기 위한 광원 렌즈를 포함하여 구성될 수 있는데, 광원은 레이저 다이오드(LD)나 LED가 될 수 있고, 광원 렌즈는 발산광을 평행광으로 변환하는 콜리메이트 렌즈나 평행광을 수렴광으로 변환하는 볼록 렌즈가 될 수 있다.The light emitting unit may include a light source for emitting light of a predetermined band and a light source lens for converting light emitted from the light source into parallel light. The light source may be a laser diode (LD) or an LED, and the light source lens may be a collimating lens that converts diverging light into collimated light or a convex lens that converts collimated light into converging light.
수광부는, 입사되는 빛의 양에 비례하는 전기 신호를 생성하는 포토 디텍터로, 입사되는 빛을 포토 디텍터에 집광하기 위한 수광 렌즈를 더 포함하여 구성될 수 있다.The light receiving unit is a photo detector that generates an electrical signal proportional to an amount of incident light, and may further include a light receiving lens for condensing incident light into the photo detector.
발광부는 검출 공간에 빛을 방사하는데, 발광부에서 방사되는 빛이 수광부에 직접 빛이 수신되지 않도록, 발광부와 수광부는 서로 직각을 이루도록 배치될 수도 있는데, 이 경우 발광부가 빛을 방사하는 방향(X 방향)과 수광부가 빛을 수광하는 표면에 수직한 방향(Z 방향)이 서로 직각을 이룰 수 있다. 즉, 발광부가 빛을 방사하는 방향(X 방향), 유입구에서 공기가 유입되는 방향(Y 방향), 및 수광부 표면에 수직인 방향(Z 방향)이 모두 서로 수직일 수 있다.The light emitting unit emits light into the detection space, and the light emitting unit and the light receiving unit may be arranged to form a right angle to each other so that the light emitted from the light emitting unit is not directly received by the light receiving unit. In this case, the direction in which the light emitting unit emits light ( X direction) and a direction perpendicular to the surface of the light receiving unit (Z direction) may form a right angle to each other. That is, a direction in which the light emitter emits light (X direction), a direction in which air is introduced from the inlet (Y direction), and a direction perpendicular to the surface of the light receiver (Z direction) may all be perpendicular to each other.
도 2에서, 발광부가 유입구에서 공기가 유입되어 흘러가는 방향(Y 방향)과 수직 방향(X 방향)으로 검출 공간을 향해 빛을 방사하고, 포토 디텍터는 위를 향해 노출되어 포터 디텍터의 위쪽 검출 공간을 지나는 공기에 포함된 입자에서 산란되어 포토 디텍터가 차지하는 영역을 향하여 아래 방향(Z 방향)으로 진행하는 빛을 받아 입사되는 빛의 세기에 비례하는 전기 신호로 변환한다.In FIG. 2, the light emitting unit radiates light toward the detection space in the direction (Y direction) and vertical direction (X direction) in which air flows from the inlet, and the photo detector is exposed upward to the upper detection space of the port detector. It receives light scattered from particles included in the air passing through and proceeds downward (Z direction) toward the area occupied by the photodetector, and converts it into an electrical signal proportional to the intensity of the incident light.
팬은, 제어부의 제어에 따라 구동되어, 공기 통과 경로에 일정한 속도 또는 압력으로 공기가 흐르도록 흡입력을 발생시키는데, 공기 통과 경로의 끝, 즉 공기 배출구 부근에 배치될 수 있다.The fan is driven under the control of the controller to generate a suction force so that air flows at a constant speed or pressure in the air passage, and may be disposed at an end of the air passage, that is, near an air outlet.
발광부는, 도 3과 같이 주기적인 펄스 형태로 빛을 방사할 수 있고, 수광부는 도 4와 같이 포토 디텍터에 입사되는 산란광의 광량에 비례하는 전기 신호를 생성하여 출력한다.The light emitting unit may emit light in a periodic pulse form as shown in FIG. 3 , and the light receiving unit generates and outputs an electrical signal proportional to the amount of scattered light incident on the photo detector as shown in FIG. 4 .
광전식 먼지 센서에서는, 공기 통과 경로를 통과하는 공기에 먼지가 없더라도 발광부로부터 방사되는 빛이 본체 내에서 난반사되어 소량의 빛이 수광부에 수광되기 때문에, 먼지가 없더라도 포토 디텍터의 출력 신호의 레벨이 일정한 값을 갖게 되고, 포토 디텍터는 공기 통과 경로를 통과하는 공기에 포함된 먼지 입자의 크기 또는 부피에 어느 정도 비례하여 레벨이 변동하는 신호를 출력한다.In the photoelectric dust sensor, even if there is no dust in the air passing through the air passage, the light emitted from the light emitting part is diffusely reflected inside the main body and a small amount of light is received by the light receiving part. It has a constant value, and the photo detector outputs a signal whose level fluctuates in proportion to the size or volume of dust particles included in the air passing through the air path.
먼지 농도는 단위 부피에 포함된 먼지 입자의 총 무게로 정의된다.Dust concentration is defined as the total weight of dust particles contained in a unit volume.
포토 디텍터에 입사되는 산란광은 검출 공간에 포함된 먼지 입자들의 크기 또는 부피에 비례하고, 포토 디텍터의 출력 신호의 레벨도 먼지 입자들의 부피에 비례하므로, 큰 부피의 입자가 통과할 때 포토 디텍터의 출력 신호의 레벨이 커지고 작은 부피의 입자가 통과할 때 포토 디텍터의 출력 신호의 레벨이 작아진다.Since the scattered light incident on the photo detector is proportional to the size or volume of the dust particles included in the detection space, and the level of the output signal of the photo detector is proportional to the volume of the dust particles, the output of the photo detector when a large particle passes through The level of the output signal of the photo detector decreases when the signal level increases and a small volume of particles passes through.
그래서, 먼지 센서는 포토 디텍터의 출력 신호를 통해 먼지 입자가 차지하는 부피를 확인하고 이를 먼지 농도로 환산하는데, 포토 디텍터의 출력 신호를 소정 레벨의 문턱 전압으로 잘라 문턱 전압 이상의 출력 신호가 차지하는 시간 비중을 계산하여 공기 통과 경로를 통과하는 공기 중에 포함된 먼지 입자가 차지하는 전체 부피를 결정하고, 전체 부피에 먼지 입자의 밀도를 곱하여 먼지 농도를 계산할 수 있다.So, the dust sensor checks the volume occupied by dust particles through the output signal of the photo detector and converts it into dust concentration. It is calculated to determine the total volume occupied by the dust particles contained in the air passing through the air passage, and the dust concentration can be calculated by multiplying the total volume by the density of the dust particles.
도 5는 산란광을 이용하는 방식의 먼지 센서에서 먼지와 신호와의 관계를 도시한 것으로, 포토 디텍터의 출력 신호를 소정 레벨의 문턱 전압으로 잘라 로직 하이(High)와 로직 로우(Low)로 출력한 결과를 도시하고 있다.FIG. 5 shows the relationship between dust and signals in a dust sensor using scattered light. As a result of outputting a logic high and a logic low by cutting the output signal of the photo detector to a threshold voltage of a predetermined level, FIG. is showing
먼지 센서는, 소정 동작 시간(Top) 동안, 예를 들어 5~30초 동안, 포토 디텍터의 출력 신호를 문턱 전압으로 자른 결과에서 로직 하이가 되는 구간의 시간 길이의 합(도 5에서 T1+T2++T8)을 구하고, 이를 동작 시간(Top)으로 나누어 공기 통과 경로를 지나는 공기와 공기에 포함된 먼지의 부피 비율(S)를 구하고, 여기에 먼지 입자의 밀도를 곱하여 먼지 농도를 구할 수 있다.The dust sensor, for a predetermined operating time (T op ), for example, for 5 to 30 seconds, the result of cutting the output signal of the photo detector by the threshold voltage is the sum of the time lengths of the sections that become logic high (T1+ in FIG. 5). T2++T8), and divide it by the operating time (T op ) to obtain the volume ratio (S) of the air passing through the air passage and the dust contained in the air, and multiply this by the density of dust particles to obtain the dust concentration. can
동작 시간(Top) 동안 주입되는 공기의 부피를 알 수 있고, 출력 신호로부터 동작 시간(Top) 동안 주입된 공기에 포함된 먼지 입자의 전체 부피를 알 수 있기 때문에, 단위 부피에 포함된 먼지 입자의 부피 비율을 계산할 수 있다.Since the volume of air injected during the operation time (T op ) can be known, and the total volume of dust particles included in the air injected during the operation time (T op ) can be known from the output signal, the dust contained in the unit volume The volume fraction of the particles can be calculated.
본 발명에서는, 먼지 센서의 주요 부품 중에서 수명 관점에서 가장 취약한 팬의 오염을 막기 위해, 센서 내부 공기 통과 경로에서 팬의 앞단에 분리가 가능한 먼지 포집 기구물을 배치하고, 이를 통해 공기 통과 경로를 지나는 먼지의 일부를 모아 팬으로 유입되는 먼지의 양을 최소화하여, 먼지 센서 모듈의 제품 수명 향상을 꾀할 수 있다.In the present invention, in order to prevent contamination of the fan, which is the most vulnerable in terms of lifespan among the main parts of the dust sensor, a detachable dust collection mechanism is placed at the front end of the fan in the air passage path inside the sensor, and through this, dust passing through the air passage path It is possible to improve the product life of the dust sensor module by minimizing the amount of dust flowing into the fan by collecting a part of the dust sensor module.
도 6은 본 발명에 따른 먼지 센서에 분리 가능하도록 내장할 집진 기구물을 도시한 것이고, 도 7는 도 6의 기구물의 표면 구조를 도시한 것이다.FIG. 6 shows a dust collecting device to be detachably embedded in the dust sensor according to the present invention, and FIG. 7 shows the surface structure of the device shown in FIG. 6 .
도 2의 먼지 센서 구조에서, 팬은 유입구와 검출 공간을 연결하는 직선에서 벗어난 곳에 배치되는데, 유입구를 통해 위쪽으로부터(-Y 방향) 유입되어 포토 디텍터가 배치된 검출 공간을 통과한 공기는 팬이 배치된 유출구를 통해 페이지를 뚫고 나오는 방향(Z 방향)으로 배출된다.In the dust sensor structure of FIG. 2, the fan is disposed outside the straight line connecting the inlet and the detection space, and the air introduced from the top (-Y direction) through the inlet and passing through the detection space where the photo detector is disposed is Through the arranged outlet, the paper is discharged in the direction (Z direction) of penetrating the page.
유출구를 유입구와 검출 공간을 연장한 방향에 배치하면, 위쪽으로 개구가 형성된 유입구를 통해 바닥에 수평하게 Y 방향으로 유입되는 공기가 페이지 전면으로 형성된 유출구로 Z 방향으로 바로 배출되기 때문에, 검출 공간에서 공기 흐름에 Z 방향 성분이 발생하게 되어, 검출 공간에서의 산란광 검출 성능이 저하될 우려가 있다. 또한, 팬에서 날개가 회전하면서 와류가 발생하고 와류가 검출 공간의 공기 흐름에 영향을 미쳐 먼지 검출에 간섭을 줄 우려가 있다.If the outlet is arranged in the direction extending the inlet and the detection space, the air flowing in the Y direction horizontally to the bottom through the inlet with an opening formed upward is directly discharged in the Z direction through the outlet formed on the front surface of the page. A component in the Z direction is generated in the airflow, and there is a possibility that the performance of detecting scattered light in the detection space is deteriorated. In addition, as the blades rotate in the fan, vortexes are generated, and the vortexes affect the air flow in the detection space, which may interfere with dust detection.
이러한 점을 고려하면, 도 2와 같이, 유입구와 검출 공간을 연장한 직선에서 빗겨난 곳, 즉 유입구와 검출 공간을 연장한 직선으로부터 X 방향으로 옵셋을 두어 팬을 배치하는 것이 유리할 수 있다.Considering this point, as shown in FIG. 2, it may be advantageous to dispose the fan at an offset from the straight line extending the inlet and the detection space, that is, offset in the X direction from the straight line extending the inlet and the detection space.
도 2에서, 유입구를 통해 먼지 센서 내부로 유입되어 주로 Y 방향 성분만을 갖고 이동하는 공기는, 검출 공간을 통과한 후, 진행 방향을 꺾어 주로 X 방향 성분만을 갖고 오른쪽 아래에 마련된 팬을 향해 진행하고, 팬 날개의 회전력에 의해 Z 방향으로 진행 방향을 바꾸어 먼지 센서 외부로 유출된다.In FIG. 2, the air flowing into the dust sensor through the inlet and moving mainly with only the Y-direction component passes through the detection space, and then bends the traveling direction to have only the X-direction component and proceeds toward the fan provided at the bottom right , the direction of movement is changed to the Z direction by the rotational force of the fan blades, and the dust is discharged to the outside of the sensor.
본 발명에서는, 공기 통과 경로 중에서 검출 공간과 팬 사이 공기 흐름이 Y 방향에서 X 방향으로 바뀌는 공간에 도 6과 같은 형태의 집진 기구물을 배치하되 이를 먼지 센서로부터 분리 가능할 수 있는 형태로 한다.In the present invention, the dust collecting mechanism of the form shown in FIG. 6 is disposed in the space where the air flow between the detection space and the fan changes from the Y direction to the X direction among the air passing paths, but in a form that can be separated from the dust sensor.
또한, 집진 기구물에서 검출 공간을 지난 공기에 포함된 입자가 부딪히는 면을 경사면으로 형성하여 공기의 흐름이 Y 방향에서 X 방향으로 바뀔 수 있도록 하되, 경사면을 구부러진 형상으로 하여 공기의 진행 방향을 자연스럽게 바꾸고, 또한 경사면을 오목하게 하여 부딪힌 입자가 진입한 방향으로 다시 되돌아가지 않도록 한다.In addition, the surface on which the particles contained in the air passing through the detection space in the dust collecting mechanism collide is formed as an inclined surface so that the air flow can be changed from the Y direction to the X direction, but the inclined surface is bent to naturally change the direction of air flow , and also concave the inclined surface so that the colliding particles do not return to the direction in which they entered.
또한, 집진 기구물에서 공기 진행 방향을 바꾸는 면의 표면에 다수 개의 엠보싱을 형성하여 해당 면에 부딪힌 입자 일부가 튕겨 나가지 않고 엠보싱 사이에 쌓이게 하여, 팬으로 유입되는 먼지 입자의 수를 줄일 수 있다. 즉, 도 7과 같이, 집진 기구물의 표면에 규칙적인 간격으로 엠보싱을 형성하여, 엠보싱 사이에 먼지 입자가 쌓일 수 있도록 한다.In addition, by forming a plurality of embossings on the surface of the surface of the air moving direction in the dust collector, some of the particles colliding with the surface do not bounce off and accumulate between the embossings, thereby reducing the number of dust particles flowing into the fan. That is, as shown in FIG. 7, embossing is formed on the surface of the dust collector at regular intervals so that dust particles can be accumulated between the embossings.
집진 기구물은, 먼지 센서로부터 분리가 가능하도록 하여, 집진 기구물 표면에 먼지 입자가 많이 쌓이면 주기적으로 이를 분리하여 먼지를 제거한 후 다시 장착할 수 있다.The dust collecting device can be separated from the dust sensor, so that when a lot of dust particles accumulate on the surface of the dust collecting device, it can be periodically separated to remove the dust and then installed again.
도 8은 본 발명에 따른 집진 기구물을 포함하는 먼지 센서의 구조를 도시한 것이다.8 shows the structure of a dust sensor including a dust collection mechanism according to the present invention.
도 8에서, 도 2의 종래 먼지 센서 구조에서 검출 공간, 즉 포토 디텍터(210)가 배치된 공간과 팬(30) 사이에 집진 기구물(50)이 분리 가능하도록 장착되어, 유입구(41)를 통해 들어와 검출 공간을 지나 Y 방향으로 진행하는 공기가 집진 기구물(50)의 경사면에 의해 경로를 X 방향으로 바꾸어 팬(30)을 향해 진행하게 된다.In FIG. 8, in the conventional dust sensor structure of FIG. 2, a
유입구(41)로 들어온 공기에 포함된 먼지 입자 중 일부는 집진 기구물(50)의 경사면에 부딪혀 팬(30)으로 튕겨 나가고, 일부는 엠보싱 사이에 고착되어 쌓이게 된다. 즉, 집진 기구물(50)의 경사면이 방해판 역할을 하여 공기 중에 포함된 먼지 입자 일부를 모으게 된다.Some of the dust particles included in the air entering through the
따라서, 팬이 오염되는 속도를 줄이게 되고, 집진 기구물을 세척하여 다시 장착할 수 있어서, 먼지 센서의 수명을 향상시킬 수 있게 된다.Accordingly, the speed at which the fan is contaminated is reduced, and the dust collector can be washed and re-installed, so that the life of the dust sensor can be improved.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Through the above description, those skilled in the art will know that various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be determined by the claims.
10: 발광부 11: 광원
12: 광원 렌즈 20: 수광부
21: 포토 디텍터 30: 팬
41: 유입구 42: 유출구
43: 미로 50: 집진 기구물10: light emitting unit 11: light source
12: light source lens 20: light receiving unit
21: photo detector 30: fan
41: inlet 42: outlet
43: maze 50: dust collector
Claims (10)
상기 발광부가 방사하여 상기 유입되는 공기에 포함된 입자에서 산란되는 산란광을 수광하여 광량에 비례하는 전기 신호로 출력하기 위한 수광부;
상기 유입구와 검출 공간을 연장하는 직선에서 벗어난 곳에 배치되어 상기 유입되는 공기를 외부로 유출하도록 흡입력을 생성하기 위한 팬; 및
상기 검출 공간과 팬 사이에 분리 가능하도록 배치되고 상기 공기 중에 포함된 입자 일부를 모으기 위한 집진 기구물을 포함하고,
상기 집진 기구물에는 상기 유입구를 통해 유입되어 상기 검출 공간을 지나는 공기를 상기 팬을 향하도록 경로를 바꾸는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 먼지 센서.a light emitting unit emitting light to a detection space in a path through which air introduced through the inlet passes;
a light receiving unit for receiving scattered light emitted from the light emitting unit and scattered from particles included in the introduced air, and outputting the light as an electrical signal proportional to the amount of light;
a fan disposed away from a straight line extending from the inlet and the detection space to generate a suction force to discharge the incoming air to the outside; and
A dust collection mechanism disposed to be separable between the detection space and the fan and collecting some of the particles contained in the air,
The dust sensor, characterized in that the inclined surface that changes the path of the air flowing in through the inlet and passing through the detection space toward the fan is formed on the dust collector.
상기 경사면은 구부러진 형상인 것을 특징으로 하는 먼지 센서.According to claim 1,
The inclined surface is a dust sensor, characterized in that the curved shape.
상기 경사면은 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 먼지 센서.According to claim 1 or 4,
The inclined surface is a dust sensor, characterized in that formed concave.
상기 경사면에 규칙적인 간격으로 다수 개의 엠보싱이 형성되는 것을 특징으로 하는 먼지 센서.According to claim 1,
A dust sensor, characterized in that a plurality of embossing is formed on the inclined surface at regular intervals.
상기 발광부는 상기 빛을 방사하는 광원 및 상기 광원에서 방사되는 빛을 평행광으로 변환하기 위한 광원 렌즈를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 먼지 센서.According to claim 1,
The dust sensor, characterized in that the light emitting unit is configured to include a light source for emitting the light and a light source lens for converting the light emitted from the light source into parallel light.
상기 발광부가 방사하여 먼지에서 산란되는 일부 빛을 가두기 위한 미로를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 먼지 센서.According to claim 1,
The dust sensor, characterized in that it is configured to further include a labyrinth for confining some of the light emitted by the light emitting unit and scattered from dust.
상기 발광부가 빛을 방사하는 제1 방향, 상기 유입구에서 공기가 유입되는 제2 방향, 및 상기 수광부가 빛을 수광하는 표면에 수직인 제3 방향이 서로 수직인 것을 특징으로 하는 먼지 센서.According to claim 1,
A dust sensor, characterized in that a first direction in which the light emitting unit emits light, a second direction in which air flows in from the inlet, and a third direction perpendicular to a surface through which the light receiving unit receives light are perpendicular to each other.
상기 팬은 상기 제3 방향으로 공기를 배출하는 것을 특징으로 하는 먼지 센서.According to claim 9,
The fan is a dust sensor, characterized in that for discharging air in the third direction.
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