KR200249033Y1 - 파티클 센서 - Google Patents

Abstract

본고안은 공기중에 포함된 미세한 입자(Particle)의 수와 크기등을 측정하는 파티클 센서에 관한 것으로, 공기중에 포함된 파티클의 수와 크기 등의 정보를 에어콘, 공기정화기, 공기조화기등의 공기관련기계에 제공하여 측정상태에 따라 공기관련기계의 운전상태를 조정토록 하여 보다 쾌적한 공기를 공급하게 할 뿐만아니라 공기관련 기계의 수명을 연장할 수 있도록 하는 것으로, 본고안은 크게 레이저 빔을 발진하는 광원부와 파티클을 검출하는 검출부로 구성되며, 광원부에는 레이저 빔 발진기와 레이저 빔의 크기 및 강도를 조절하기 위해 여러개의 렌즈가 부착되며, 파티클 검출부에는 공기흡입구 및 배출구를 가지며, 그 내측에는 파티클에 의해 산란된 빔을 모아 반사하는 집광 반사경과 이를 검출하는 검출기를 갖도록 한 것이다.

Description

파티클 센서{Particle senser}

본고안은 공기중에 포함된 미세한 입자의 수와 크기등을 측정하는 파티클 센서(particle sensor)에 관한 것이다.

공기를 취급하는 기계장치로는 에어콘, 공기정화기, 공기조화기등을 예로 들 수 있다. 이와 같은 공기관련 기계장치들은 공기를 흡입하여 공기중의 이물질을 필터등으로 제거하며, 공기를 가열 또는 냉각, 가습 또는 제습하여 원하는 상태의 온도나 습도로 공기를 만들어 배출하게 된다.

이와 같이 공기관련 기계장치에 본고안을 부착하여 공기중의 미립자의 수와 크기등을 파악하여 공기관련 기계장치를 효과적으로 작동되게 할 수 있도록 하는 것이다.

종래 공기중의 미립자를 측정하는 파티클 센서는 특수한 용도에만 사용되었으며, 그 기계구조가 복잡하고 가격이 비쌀 뿐만아니라 외형이 커서 일반 공기 관련 기계에는 적용하지 못했다.

그러나, 본고안에 의한 파티클센서는 그 크기가 작고 가격이 저렴해서 공기 관련 기계장치에 용이하게 부착하게 할 뿐만아니라 센서의 출력데이타를 이용해 공기 관련 기계장치의 가동여부를 조절하므로 공기관련 기계장치의 효율 증대 뿐만아니라 보다 쾌적한 환경을 제공토록 할 수 있게 한 것이다.

본고안은 공기중에 포함된 미세한 입자의 수와 크기를 파악하여 공기의 현재 오염상태를 측정하고 그 측정치를 공기 관련 기계로 제공하면, 공기관련 기계는 제공되는 측정치를 이용하여 운전상태를 자동 또는 수동으로 조절하여 기계의 효율을 높이고 보다 쾌적한 상태의 공기를 얻을 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 공기중의 미세한 입자(particle)을 측정하는 센서를 구성함에 있어 소형으로 이를 구성하여 공기관련 기계에 용이하게 부착되도록 하며, 파티클에 대한 정확한 자료를 검출하기 위하여 광학적 기술과 검출된 결과를 데이터화하는 전자공학적 기술을 복합한 것이다.

특히, 광학적인 기술을 도입함에 있어 레이저빔을 방사하는 레이저 발생장치를 구비하며, 공기중에 포함된 미립자와 레이저 빔과의 반응에 의해 산란된 빔의 양을 통해 공기중의 오염 분진수와 크기를 측정할 수 있도록 하였다.

이러한, 본고안은 그 크기가 작아 가격이 저렴하며, 레이저빔에 의해 공기중의 파티클을 정확히 측정토록 한 것이다.

도1 - 본고안의 사시도.

도2 - 본고안의 종단면도.

도3 - 본고안의 횡단면도.

본고안은 일측에 반도체 레이저(12)가 삽치되며, 그 내측에는 여러개의 렌즈(13)(14)로 구성된 렌즈군이 삽치되는 레이저 빔 발생부인 광원부(11)를 가지며, 이에 맞접합된 파티클 검출부(21) 그 내측에는 일정한 공간부(22) 레이저 빔 흡수판(23)이 레이저 발생기 맞은편에 삽치되며, 상,하면에는 각각 공기배출구(24), 공기흡입구(25)가 각각 부착되며, 일측면 내측에는 검출기(26)가 삽치되며, 타측면 내측에는 집광 반사경(27)이 삽치되도록 한 것이다.

상기 레이저 빔 광원부(11) 내측에 삽치되는 여러개의 렌즈(13)(14)는 여러종류 렌즈의 조합으로 구성되며, 상기 렌즈는 이를 고정하는 렌즈케이스(15)와 결합되어 광원부(11)에 삽치되어지게 된다.상기 여러개의 렌즈(13)(14)는 레이저(12)로 발생되는 레이저빔의 촛점을 조절토록 하는 것으로, 비구면렌즈, 오목렌즈, 볼록렌즈, 실린더리컬렌즈 등의 렌즈를 하나 또는 그 이상으로 조합토록 하는 것으로, 레이저(12)로부터 발생되는 레이저빔을 파티클 검출부(21)에 위치하는 검출기(26)가 공기중에 포함된 파티클을 용이하게 검출할 수 있는 레이저로 그 촛점거리를 조절하게 된다.따라서, 레이저(12) 앞에 위치하는 렌즈는 하나의 렌즈 즉, 비구면렌즈를 사용할 수도 있으나, 하나 이상의 렌즈를 조합 복합 구성할 때 렌즈 사이의 거리를 조절함으로 인해 원하는 레이저 빔을 얻을 수가 있게 된다.

이와 같은 구조를 갖는 본고안은 공기 흡입구(25)를 통해 파티클검출부(21) 내측의 공간부(22)로 공기를 유입하게 되며, 공기배출구(24)를 통해 배출되어지게 된다.

이와 같이 파티클 검출부(21) 내측의 공간부(22)로 유입된 공기중에 포함된 미세한 입자는 레이저(12)에 의해 발진된 레이저 빔과 반응하여 산란빔을 발생하게 되며, 발생된 산란빔은 집광반사경(27)에 의해 반사되어 집광반사경(27) 맞은편에 위치한 검출기(26)로 산란빔을 접속시켜 산란빔에 의해 공기중에 포함된 미세한 입자의 수와 크기를 파악하여 이에 대한 정보를 판독기(도면중 도시없음)로 보내게 되는 것이다.

또한, 레이저(12)에 의해 발진된 레이저빔은 레이저(12) 맞은편에 위치한 레이저빔흡수판(23)에 의해 흡수 제거 되어지게 된다.

상기와 같이 레이저 빔을 발진하는 레이저는 헬륨 네온, 레이저발진기, 반도체 레이저 발진기, 아르곤 레이저 발진기등 여러 종류의 레이저 발생기가 있으나, 본고안에 있어서는 가격이 저렴하며, 그 크기가 작은 반도체 레이저 발진기(반도체 다이오드 레이저 발생기)를 사용하였다.

또한, 이와 같이 레이저(12) 앞에는 발진된 레이저 빔의 모양과 초점거리를 조정하기 위해 여러종류의 렌즈(13)(14)를 조합하여 렌즈 케이스(15)에 결합하는 렌즈군을 구성하였다.

공기를 대상으로 하는 종래 에어콘, 공기정화기, 공기조화기등의 공기관련 기계에 있어서는 실내공기를 가열하거나 냉각하여 온도를 조절하거나 가습 또는 제습등의 습도조절을 주된 목적으로 개발되었다.

그러나, 본고안과 같이 공기중에 포함된 미세한 입자를 많고 적음을 인식할 때 공기관련 기계에 있어서는 가열, 냉각, 가습, 제습등의 기본용도 이외에 공기를 정화하는 기능을 별도로 선택적으로 수행할 수 있어 실내의 공기를 보다 쾌적한 상태의 공기로 만들 수 있으며, 공기관련 기계를 전부 가동하지 않고, 공기 정화 작동등과 같은 부분적인 작동만을 수행할 수 있도록 기계를 조작할 수 있어 기계의 수명연장을 꽤할 수 있으며, 보다 쾌적한 실내공기를 만들 수 있게 되는 것이다.

특히, 본고안은 그 크기가 작고 저렴하여 어떤 공기관련 기계에도 부착이 용이하며, 간단한 조작으로 공기관련 기계의 성능을 향상시킬 수 있게 되는 아주 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 일측에 레이저(12)가 삽치되며, 그 내측에 여러개의 렌즈(13)(14)로 구성된 렌즈군이 삽치되는 광원부(11)를 가지며, 이에 맞 접합된 파티클 검출부(21)는 그 내측에 일정한 공간부(22)와 레이저 빔 흡수판(23)이 레이저 발생기 맞은편에 삽치되며, 상,하면에는 각각 공기배출구(24), 공기흡입구(25)가 각각 부착되며, 일측면 내측에는 검출기(26)가 삽치되며, 타측면 내측에는 집광반사경(27)이 삽치되도록 한 것을 특징으로 하는 파티클 센서.
2. 제1항에 있어서, 광원부(11) 내측에 삽치되는 렌즈군은 여러종류의 렌즈(13)(14)의 조합으로 구성되며, 이들은 렌즈케이스(15) 내측에 삽치되도록 한 것을 특징으로 하는 파티클 센서.
3. 제1항에 있어서, 파티클검출부(21) 내부의 공간부(22)에서 미립자와 레이저 빔과의 반응에 의해 산란된 빔을 집광 반사경(27)에 의해 검출기(26)로 보내는 것을 특징으로 하는 파티클 센서.