KR102506969B1 - 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
부연하면, 사람으로부터 배출된 후 실내공기 중에 포함된 바이오 에어로졸을, 누구나 쉽고 빠르며 간편한 방법으로 검출할 수 있는, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 2개의 광학입자카운터(OPC) 센서만으로, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 검출할 수 있도록 하는 원리로서, 시중에서 저렴하게 구매할 수 있는 OPC센서를 이용하므로 저렴하게 구축 가능한, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
부연하면, 사람으로부터 배출된 후 실내공기 중에 포함된 바이오 에어로졸을, 누구나 쉽고 빠르며 간편한 방법으로 검출할 수 있는, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 2개의 광학입자카운터(OPC) 센서만으로, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 검출할 수 있도록 하는 원리로서, 시중에서 저렴하게 구매할 수 있는 OPC센서를 이용하므로 저렴하게 구축 가능한, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
부연하면, 사람으로부터 배출된 후 실내공기 중에 포함된 바이오 에어로졸을, 누구나 쉽고 빠르며 간편한 방법으로 검출할 수 있는, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 2개의 광학입자카운터(OPC) 센서만으로, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 검출할 수 있도록 하는 원리로서, 시중에서 저렴하게 구매할 수 있는 OPC센서를 이용하므로 저렴하게 구축 가능한, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
호흡기 바이러스의 사람 대 사람 전염의 주요 경로는, 첫째 감염된 피험자와의 직접 또는 간접 접촉, 둘째 감염되지 않은 피험자에게 도달할 수 있는 기침/스니징에 의해 방출되는 큰 물방울, 셋째 공기 중에 남아 있는 작은 공기 중 입자의 흡입이다(Domingo et al., 2020; Kutter et al., 2021; Qu et al., 2020).
과거 많은 인명피해를 끼쳤던 SARS-CoV-2와 같은 바이러스는 물론, 근래 전세계적인 피해를 야기하고 경제마비까지 불러 일어켰던 Covid-19, 즉 코로나 바이러스는, 기침, 재채기, 말하기 등과 같은 인간의 호기에서 방출되는 호흡 방울을 통해 전염될 수 있다고 보고되었다(Acuti Martellucci et al., 2020; Morawska et al., 2020; Qian et al., 2021; US EPA, 2021; WHO, 2021a).
감염된 사람으로부터의 직접 전염이 에어로졸과 액적의 주요 원인이지만, 의료 절차, 수술, 빠르게 흐르는 수돗물 및 화장실 플러시와 같은 다른 시나리오도 감염 병원체로 오염된 에어로졸을 생성한다.
에어로졸 전파를 통해 호흡기에 감염을 일으키는 가장 일반적인 바이러스는 인플루엔자 바이러스, 코뿔소 바이러스, 코로나바이러스, 호흡기 세포융합 바이러스(RSV), 파라인플루엔자 바이러스이다(Jayaweera et al., 2020; Morawska et al., 2020).
이러한 물방울을 바이오 에어로졸이라고 한다.
공기역학 및 스캐닝 이동성 입자 크기와 같은 에어로졸 측정 기술의 발전은, 내쉬는 에어로졸의 대부분이 5μm보다 작으며 호흡, 대화 및 기침 중에 생성되는 에어로졸을 포함한 대부분의 호흡 활동에 대해 큰 부분이 1μm 미만임을 알게 해주었다.
감염된 개인에 의해 생성된 에어로졸은 감염성 바이러스를 포함할 수 있으며, 연구에 따르면 바이러스는 작은 에어로졸(<5 mm)에서 농축된다 (Wang et al., 2021).
바이오 에어로졸의 특성은 [표 1]과 같다. 바이오 에어로졸의 운반은 [표 2] 및 [표 3]에 나와 있다.
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※ Detailed information of droplets and aerosols generated from human expiratory activities (Jayaweera et al., 2020)
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[표 2]에서와 같이, 감염된 환자의 비말과 에어로졸 궤적(a) 비말을 사용한 재채기 사건(b) 비말을 사용한 기침 사건(b) 비말을 사용한 기침 사건(c)에서 2m를 사용한 비말을 사용한 호흡이 1초 내에 1m/s의 속도로 1m를 이동했다(Jayaweera et al., 2020).
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또한, 대부분의 사람들은 실내 환경에서 약 90%의 시간을 보내기 때문에(da Costa Filho and Vilar, 2020; Kruza et al., 2020), 대부분의 환자들은 실내 공기 중에서 감염되었으며, 이는 전체 감염 사례 중 약 80%를 차지하였다(Morawska et al., 2020; Qian et al., 2021).
따라서 실내 공기질의 개선은 중추적인 문제이다(Morawska et al., 2020; WHO, 2021b). 감염률을 낮추기 위해서는 환기법과 공조법이 필요하다(Morawska et al., 2020; WHO, 2021b).
이러한 방법들의 주된 기능은 공기 중의 바이오에어로졸의 양을 줄이거나 바이오에어로졸의 세균을 불활성화시키는 것이다(Buising et al., 2021; Morawska et al., 2020; Ren et al., 2020; WHO, 2021b).
에너지 절약 때문에 항상 환기를 할 필요는 없다. 따라서 실내 공기 중에 바이오 에어로졸이 나타나면 환기를 하면 된다.
그러나 기존의 방법으로는 바이오에어로졸을 신속하게 검출하기가 쉽지 않다. 바이오에어로졸 검출을 위한 가장 일반적인 실시간 기술 중 하나는 레이저(또는 빛) 유도 형광(LIF)의 사용이다.
이러한 기술은 일반적으로 단색광(연속 또는 펄스)을 사용하여 기기를 통해 공기 중으로 흐르는 개별 입자의 형광 특성을 조사한다. 그런 다음 충분한 강도의 결과 형광 신호는 특정 대역의 형광 분자 소스에 대해 만들어진 일반적인 가정에 따라 광범위하게 해석된다 (Huffman et al., 2020).
한편, 형광만으로는 유해한 바이오에어로졸과 양성 바이오에어로졸을 구별할 수 없기 때문에, 이러한 RT 방법은 프론트엔드 또는 트리거로 지칭되며, 보다 구체적인 광학 검출 기법을 켜야 할 시기를 결정하거나 특정 에이전트(예: 항체 또는 핵산 시퀀스 사용)의 식별을 위한 추가 분석을 사용하는 데 사용된다(Huffman et al., 2020).
또한, 그을음과 같은 간섭 요인의 영향으로 인해 바이오에어로졸을 모니터링하기 위한 복잡한 기술을 사용하게 되었다 (Huffman et al., 2020). 개별 기구는 바이오에어로졸 등급의 극히 일부에만 민감하며 달성할 수 있는 특수성이 다르다.
일부 계측기 등급의 경우 검출된 에어로졸은 계측기 응답(즉, 총 바이오에어로졸의 일부 부분에 대한 프록시로서의 형광 에어로졸) 측면에서 정의될 수 있다 (Huffman et al., 2020).
이러한 원리를 이용하는 바이오 에어로졸의 모니터링 장비는 다수 개발되고 있다.
그러나, 감염성 바이러스 에어로졸은 일반적으로 너무 작아서 논의된 기술에 의해 공기 중에서 개별적으로 검출될 수 없다.
따라서 RT에서 바이러스 입자를 감지하기 위한 도구의 개발은 상당한 공동체의 필요성을 나타낸다. 감염성 또는 독성 세균성 에어로졸이나 곰팡이성 에어로졸은 종종 검출될 수 있지만, 잠재적으로 유해한 종 또는 균주로 식별하기에 충분한 분류학적 품질을 가진 RT에서 구별하는 것은 훨씬 더 복잡하다.
여러 유형의 분석을 쌍으로 구성하는 탐지 기술은 성공률이 높아졌지만 비용이 많이 들고 상업적으로 이용할 수 없는 경우가 많다(Huffman et al., 2020).
때문에, 상술된 종래의 바이오에어로졸 모니터링 장비는 학술 연구에 널리 사용되어 왔으며 (Huffman et al., 2020), 높은 비용과 복잡한 운영 및 유지보수 때문에 거실, 심지어 카페룸과 같은 개인적인 용도에 널리 사용되지 못하고 있다.
이에 따라, 본 출원인은 실내 환경에서 사람으로부터 배출되는 바이오에어로졸을 검출하여 누구나 사용할 수 있도록 신속하고 간편하며 저렴한 바이오에어로졸 검출 기술을 제안하고자 한다.
종래의 바이오 에어로졸 검출 장치로서, 등록특허공보 제10-0871938호의 공기중의 바이오에어로졸 입자 검출 및 식별방법 및 장치가 기재되어 있다.
상기 기술은, 공기중의 바이오에어로졸 입자를 검출하고 식별하는 방법에서, 입자의 흐름속에 있는 바이오에어로졸 입자가 형광 분석법에 의해 ATOFMS(aerosol time-of-flight mass spectrometer)에서 선택되고, 예를 들어 MALDI(matrix assisted laser desorption/ionization)에 기초하여 선택된 바이오에어로졸 입자만이 이온화되고, 그 후 결과 이온이 검출되고 바이오에어로졸 입자가 식별된다. 바이오에어로졸 입자의 선택은 바이오에어로졸 입자의 특정 물질에서 형광성을 초래하는 파장으로 제1레이저장치에 의해 생성된 레이저 방사에 의해 이루어지고, 그 후 형광 검출기에 의해 바이오에어로졸 입자가 선택되며, 제2레이저장치가 형광 검출기만에 의해 선택된 바이오에어로졸 입자의 이온화를 초래하는 파장의 빛을 방사하기 위해 트리거된다.
또한, 등록특허공보 제10-1522665호에는 바이오에어로졸 검출장치 및 검출방법이 기재되어 있다.
상기 기술은, 바이오에어로졸 검출장치 및 검출방법은 대기 중에 존재하는 바이오에어로졸을 관성충돌을 이용하여 포집함으로써 관성력 차이에 따라 입자크기를 효과적으로 분리할 수 있으며, 원하는 입자크기의 바이오에어로졸을 선택하여 검출할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 바이오에어로졸 검출장치 및 검출방법은 바이오에어로졸을 포집함과 동시에 실시간으로 검출이 가능하다.
본 발명의 목적은, 사람으로부터 배출된 후 실내공기 중에 포함된 바이오 에어로졸을, 누구나 쉽고 빠르며 간편한 방법으로 검출할 수 있는, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 2개의 광학입자카운터(OPC) 센서만으로, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 검출할 수 있도록 하는 원리로서, 시중에서 저렴하게 구매할 수 있는 OPC센서를 이용하므로 저렴하게 구축 가능한, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법을 제공하는데 있다.
상술된 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법은, 2개의 광학입자카운터(OPC) 센서와; 상기 2개의 센서에서 측정된 측정값을 비교하고, 비교 결과를 기반으로 실내공기 내에 바이오에어로졸의 존재여부를 검출하는 제어부;를 포함하는 시스템을 이용하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법은,
2개의 광학입자카운터(OPC) 센서를 설치하고, 실내공기를 측정하는 제1 단계와; 설치된 광학입자카운터(OPC) 센서 중, 제1 OPC센서의 입구에 열은 인가하는 제2 단계와; 상기 제2 단계 후, 측정된 2개의 센서값을 비교하는 제3 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3 단계는,
설치된 광학입자카운터(OPC) 센서 중, 제1 OPC센서와 제2 OPC센서의 비교값이 일정값을 초과하는지 여부에 따라, 미만인 경우 바이오에어로졸이 실내공기 상에 없는 것으로 판단하고, 일정값 이상의 비교값을 가지는 경우, 실내공기 상에 바이오에어로졸이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 의하면, 사람으로부터 배출된 후 실내공기 중에 포함된 바이오 에어로졸을, 누구나 쉽고 빠르며 간편한 방법으로 검출할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 의하면, 2개의 광학입자카운터(OPC) 센서만으로, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 검출할 수 있도록 하는 원리로서, 시중에서 저렴하게 구매할 수 있는 OPC센서를 이용하므로 저렴하게 구축 가능한 장점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법을 수행하기 위해 구비된 장치의 일예를 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 장치 중 제1 OPC센서를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 제1 OPC센서에 구비된 발열부를 센서에 고정하는 고정부의 일예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 6은 도 5의 센서값 측정 및 비교를 위한 세부 단계를 흐름도로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1의 장치 중 제1 OPC센서를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 제1 OPC센서에 구비된 발열부를 센서에 고정하는 고정부의 일예를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 6은 도 5의 센서값 측정 및 비교를 위한 세부 단계를 흐름도로 나타낸 것이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
본 발명은 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
부연하면, 사람으로부터 배출된 후 실내공기 중에 포함된 바이오 에어로졸을, 누구나 쉽고 빠르며 간편한 방법으로 검출할 수 있는, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 2개의 광학입자카운터(OPC) 센서만으로, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 검출할 수 있도록 하는 원리로서, 시중에서 저렴하게 구매할 수 있는 OPC센서를 이용하므로 저렴하게 구축 가능한, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 관한 것이다.
상술된 본 발명에 따른 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법을 수행하기 위한 장비는 첨부된 도면의 도 1 내지 도 4를 참조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법을 수행하기 위해 구비된 장치의 일예를 나타낸 것이다.
첨부된 도면을 참조히면, 본 발명에 따른 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법의 수행을 위한 검출장치는 OPC센서로서, 실내 일측에 2개 설치된다. 본 발명에서는 이러한 OPC센서 2개를 제1 OPC센서 및 제2 OPC센서로 지칭하도록 한다.
도 1에서의 1번 및 2번의 표기가 그 예이다.
부연하면, 바이오에어로졸도 공기 중 입자의 일종이기 때문에 OPC센서가 바이오에어로졸을 감지할 수 있다.
이러한, OPC 센서는 공기 중의 바이오에어로졸과 정상 입자를 분류할 수는 없지만, 적어도 바이오에어로졸의 존재는 검출할 수 있다.
이러한 바이오에어로졸은 사람으로부터 방출되는 물방울이기 때문에, 주요 성분은 물이고, 본 발명에서는 바이오에어로졸을 제거하기 위해 열을 사용하도록 한다. 구체적으로는, 제1 OPC센서의 입구를 80~110℃까지 가열해 바이오에어로졸을 모두 제거한다. 즉, 제1 OPC센서는 바이오에어로졸이 제거되어 존재하지 않는 공기를 입구로 유입시킨다.
제2 OPC센서의 입구는 실온이다. 따라서, 제2 OPC센서는 바이오에어로졸이 포함된 공기를 입구로 유입시킨다.
이에 따라, 공기 중에 바이오에어로졸이 없는 정상 상태에서는 두 센서 간의 차이 값이 소정의 값(15%) 미만이 될 것이고, 바이오에어로졸이 공기 중에 존재할 경우 뜨거운 흡입구로 인해 제1 OPC센서가 제2 OPC센서 보다 낮은 값을 가질 것이므로, 이들 차이 값이 소정의 값(15%) 이상이 될 것이다.
두 OPC 센서 사이의 질량 균형은 아래 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
C1 + Cbio = C2
(C1은 OPC 센서 1에 의해 감지된 입자 농도(또는 개수 계수)이고, C2는 OPC 센서 2에 의해 감지된 입자 농도(또는 개수 계수)이고, Cbio는 보이에로졸의 농도(또는 개수 계수임)
비록 이 방법은 위와 같은 첨단 기구들처럼 어떤 종류의 바이오에어로졸과 그 독성을 결정할 수는 없지만, 이 방법은 바이오에어로졸의 존재를 신속하게 감지할 수 있기 때문에 우리는 방이나 건물에서 인간의 건강을 보호하기 위해 이들 바이오에어로졸을 미리 제거할 수 있다.
만약 이 바이오에어로졸들이 독성이 있다면, 그것들을 제거하는 것은 인간의 건강을 보호하는 데 도움이 된다. 반대로, 이러한 바이오에어로졸들이 무독성인 경우, 이들을 제거하는 것은 미세먼지 오염 측면에서도 실내 환경 개선에 도움이 된다. 즉 바이오에어로졸의 독성 자체가 중요한 것이 아니라, 공기 중에 바이오에어로졸이 존재하는지 여부와 이를 제거할 수 있는 사전의 인지가 중요한 것이다.
사전 실험을 진행하였다.
실험 설정은 [표 4]와 같이 구성하였고, 두 개의 동일한 OPC 센서(11-A, Grimm Aerosol Technik GmbH & Co., Germany)를 사용하여 입자 농도를 분석했다. 생물 에어로졸을 생성하기 위해 분무기(에어로졸 제너레이터)를 사용했다.
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제1 OPC센서와 제2 OPC센서ㄴ,s 정상 상태에서 작동할 때 15% 미만의 차이로 실내 입자를 분석했다([표 5, 6, 7] 참조).
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※ [표 5]는, 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-10 농도는 생물학적 에어로졸이 없는 경우와 S1이 없는 경우에 대한 것임.
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※ [표 6]은, 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-2.5 농도는 생물학적 에어로졸이 없는 경우와 S1이 없는 경우에 대한 것임.
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※ [표 7]은, 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-1 농도는 생물학적 에어로졸이 없는 경우와 S1이 없는 경우에 대한 것임.
또한, 제1 OPC센서와 제2 OPC센서가 정상 상태에서 작동하고 제1 OPC센서의 입구가 100°C까지 가열되었을 때 15% 미만의 차이로 실내 입자를 분석했습니다([표 8, 9, 10] 참조).
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※ [표 8]은, 바이오 에어로졸이 없는 경우와 입구 가열이 있는 S1에 대한 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-10 농도.
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※ [표 9]는, 입구 가열이 있는 S1 및 생체 에어로졸이 없는 경우에 대한 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-2.5 농도.
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※ [표 10]은, 바이오 에어로졸이 없는 경우와 입구 가열이 있는 S1에 대한 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-1 농도.
공기 중에 바이오 에어로졸이 나타나고 제1 OPC센서의 입구가 가열되지 않은 경우(즉, 실온), 두 센서의 결과는 상당한 차이를 보였다([표 11, 12, 13] 참조).
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※ [표 11]은, 입구 가열이 없는 바이오 에어로졸 및 S1에 대한 제1 OPC센서 (S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-10 농도.
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※ [표 12]는, 입구 가열이 없는 생물학적 에어로졸 및 S1에 대한 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-2.5 농도.
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※ [표 13]은, 입구 가열이 없는 생물학적 에어로졸 및 S1에 대한 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-1 농도
또한, 바이오에어로졸이 공기 중에 나타나고 제1 OPC센서의 입구가 100°C까지 가열되었을 때 두 센서의 결과는 유사한 결과를 보였다([표 14, 15, 16] 참조).
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※ [표 14]는, 입구 가열이 있는 바이오 에어로졸 및 S1에 대한 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM10 농도.
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※ [표 15]는, 입구 가열이 있는 바이오 에어로졸 및 S1에 대한 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC센서(S2)의 다양한 PM-2.5 농도.
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※ [표 16]은, 입구 가열이 있는 바이오 에어로졸 및 S1에 대한 제1 OPC센서(S1) 및 제2 OPC 센서(S2)의 다양한 PM-1 농도.
참고사항. 다양한 실험 조건에서 제1 OPC센서와 제2 OPC센서 사이의 상대적 백분율 차이 요약([표 17] 참조).
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이러한 실험결과를 가지는 검출장비는 아래의 방법으로 검출을 수행할 수 있으며, 방법 진행 중 분석 및 비교를 수행하는 제어부를 더 포함할 수 있고, 이는 검출시스템으로 지칭된다.
도 5는 본 발명에 따른 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법을 흐름도로 나타낸 것이고, 도 6은 도 5의 센서값 측정 및 비교를 위한 세부 단계를 흐름도로 나타낸 것이다.
첨부된 도면을 참조한 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법은, OPC센서를 2개 설치하고, 실내공기를 측정하는 제1 단계와; 2개의 설치된 OPC센서 중 제1 OPC센서의 입구에 열은 인가하는 제2 단계와; 상기 제2 단계 후, 측정된 2개의 센서값을 비교하는 제3 단계;를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 제3 단계는 첨부된 도면의 도 6과 같이, 제1 OPC센서와 제2 OPC센서의 비교값이 일정값(예컨대, 15%)을 초과하는지 여부에 따라, 미만인 경우 바이오에어로졸이 실내공기 상에 없는 것으로 판단하고, 일정값 이상의 비교값을 가지는 경우, 실내공기 상에 바이오에어로졸이 존재하는 것으로 판단한다.
이러한 판단은 상술된 제어부를 통해 이루어진다.
한편, 본 발명의 다른 실시조건에 따라서는, 제1 OPC센서를 첨부된 도면의 도 2 내지 도 4와 같이 구성할 수 있다.
도 2는 도 1의 장치 중 제1 OPC센서를 나타낸 것이다.
또한, 도 3 및 도 4는 도 1의 제1 OPC센서에 구비된 발열부를 센서에 고정하는 고정부의 일예를 나타낸 것이다.
첨부된 도면을 참조하면, 제1 OPC센서의 입구에는 발열부가 끼워져 삽입될 수 있다.
이때, 상기 발열부는 원통형상을 가지며, 내부에 관통홀을 포함하여 제1 OPC센서의 입구가 관통되도록 한다.
이러한 발열부는 내부에 중공 형상의 삽입홀을 포함하되, 상기 삽입홀은 다층으로 구성되되 각 층의 것이 연통된 구조를 가지며, 이러한 삽입홀을 통해 발열체가 내삽된다. 이러한 발열체는 열선 등 종래 열을 인가할 수 있는 수단이면 모두 적용될 수 있다.
다만, 발열부는 그 재질이 열전도가 우수한 재질을 사용하되, 그 외면(도 2의 외곽 해칭면)에는 열전도율이 낮은 재질로 코팅을 수행하도록 한다.
또한, 이러한 삽입홀을 발열부의 상단일측으로 형성되도록 하며 하단부는 삽입홀이 형성되지 않도록 하여 발열부의 내면에 열전도율이 낮은 재질을 이용하여 코팅을 수행하도록 한다.
이에 따라, 코팅이 이루어진 발열부의 일면은 열의 전도성이 낮으므로, 발열체의 인가되는 열이 입구를 제외한 제1 OPC센서로 인가되는 것을 절감하고,
발열부가 제1 OPC센서의 입구에 결합되는 구조물에 열을 지나치게 인가하는 것을 방지한다.
이러한 발열부의 견고한 결합을 위하여, 발열부의 관통홀의 내면과, 제1 OPC센서의 입구 외면 사이에는 고정부가 위치된다.
고정부는 첨부된 도면의 도 3 및 도 4를 참조할 수 있다.
첨부된 도면의 도 3에 따르면, 고정부는 'U'자 형상을 가지며, 일단부가 발열부의 관통홀 내면 중 일측에 결합되어 고정되고, 타단부는 발열부의 관통홀의 내면과, 제1 OPC센서의 입구 외면 사이에 위치된다.
이때, 상기 고정부의 타단부에는 장볼트가 결합되기 위한 볼트홀이 포함되고, 상기 장볼트는, 발열부 일측에 형성된 홀(도면부호 미표시)을 관통하여 단부가 고정부의 타단부에 형성된 볼트홀에 결합되고, 다른 단부는 발열부의 외측으로 노출되도록 한다.
이때, 상기 발열부의 장볼트가 관통되는 홀은 장볼트에 비하여 넓은 폭을 가지도록 형상한다. 다만 상기 홀의 높이는 장볼트의 높이와 동일한 높이를 가지도록 한다.
높이를 동일하게 하는 이유는, 장볼트를 회전이 가능하도록 하기 위함이고, 이러한 장볼트의 회전으로 인해 고정부의 볼트홀이 형성된 타단부가 도 3을 기준으로 끌어올려지면서 제1 OPC센서의 입구를 견고하게 고정할 수 있도록 하는 것이고, 반대로 장볼트를 회전시키는 경우, 고정부의 타단부에 가해지는 힘이 제거되면서 제1 OPC센서의 입구를 고정하는 힘을 다소 제거하도록 하는 것이다.
이때, 상기 고정부는 80~110℃ 바람직하게는 100℃의 온도에서 형상이 변환되도록 가공된 형상기억합금을 사용할 수 있으며, 이때, 형상기억합금으로 된 고정부는 도 3과 같은 'U'자 형태에서 형상이 기억되도록 위 온도범위에서 가공을 한 후, 도 4와 같이 다소 벌어진 'U'자 형태가 되도록 변형시킨다.
이에 따라, 제1 OPC센서에서 열이 인가되는 동안은 도 3과 같이 고정부의 형상이 유지되고, 열의 인가가 없는 경우, 도 4와 같이 고정부의 형상이 유지됨으로써, 일시적인 고정은 가능한 한편, 발열부의 제거에도 용이하도록 할 수 있는 장점을 가진다.
상기에서 도면을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도면의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.
Claims (3)
- 2개의 광학입자카운터(OPC) 센서와;
상기 2개의 센서에서 측정된 측정값을 비교하고, 비교 결과를 기반으로 실내공기 내에 바이오에어로졸의 존재여부를 검출하는 제어부를 포함하는 시스템을 이용하는, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법에 있어서,
상기 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법은,
2개의 광학입자카운터(OPC) 센서를 설치하고, 실내공기를 측정하는 제1 단계와;
설치된 광학입자카운터(OPC) 센서 중, 제1 OPC센서의 입구에 열은 인가하는 제2 단계와;
상기 제2 단계 후, 측정된 2개의 센서값을 비교하는 제3 단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 제3 단계는,
설치된 광학입자카운터(OPC) 센서 중, 제1 OPC센서와 제2 OPC센서의 비교값이 일정값을 초과하는지 여부에 따라, 미만인 경우 바이오에어로졸이 실내공기 상에 없는 것으로 판단하고, 일정값 이상의 비교값을 가지는 경우, 실내공기 상에 바이오에어로졸이 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 실내공기 중의 바이오 에어로졸을 신속하게 검출하는 방법.
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