KR200415138Y1 - 전처리부를 구비한 악취 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전처리부를 구비한 악취 측정 장치에 관한 것이다.

본 고안에 의한 전처리부가 구비된 악취 측정 장치는, 시료 공기가 유입되는 메인 유입부와, 시료 공기가 외부로 배출되는 메인 배출부와, 상기 메인 유입부와 상기 메인 배출구 사이에 위치하며 시료 공기의 악취 상태를 측정하는 악취 측정부와, 상기 메인 유입부의 후방에 위치하며 상기 악취 측정부로 유입되는 시료 공기를 원하는 상태로 전처리하는 전처리부를 포함하되, 상기 악취 측정부는, 내부에 설치되는 악취 감지 센서와; 상기 악취 감지 센서의 측정값을 분석하는 수치 분석부를; 포함하며, 상기 전처리부는, 시료 공기의 상태를 측정하는 상태 측정부와; 시료 공기의 상태를 보정하는 상태 보정부와; 상기 상태 측정부의 측정값을 기초로 상기 상태 보정부의 작동을 콘트롤 하는 제어부를; 포함한다.

전처리, 악취, 향질

Description

전처리부를 구비한 악취 측정 장치{Apparatus for detecting an odor with a pre-treatment device}

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 전처리부가 구비된 악취 측정 장치의 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

100 : 메인 유입부 200 : 전처리부

210 : 상태 측정부 211 : 온도 센서

212 : 습도 센서 220 : 상태 보정부

221 : 온도 보정부 222 : 습도 보정부

223 : 청정공기 공급부 224 : 혼합기

230 : 제어부 231 : 제어 표시부

300 : 정량 펌프 400 : 악취 측정부

410 : 흡입구 420 : 배출구

430a: 제1 악취 감지 센서 430b: 제2 악취 감지 센서

500 : 수치 분석부 501 : 수치 분석 표시부

본 고안은 전처리부를 구비한 악취 측정 장치에 관한 것이다.

악취(냄새)의 강도와 향질은 사람의 후각에 의해 인지되어 왔으나, 최근 반도체 기술을 적용한 악취(냄새) 감지 센서의 발전과 분석기술의 객관화로, 악취인지에 있어 기계적 악취측정장치가 널리 사용되고 있다. 그러나 이러한 악취 감지센서를 장착한 측정장치들로 측정되는 악취의 강도와 향질은, 후각에 의해 측정되는 경우와 비교할 때 상당한 차이를 보이고 있어, 측정의 신뢰성에 문제가 제기되고 있으며, 설정 조건에서의 악취 예측이 용이하지 않다는 문제가 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 시료 공기의 상태를 미리 설정된 특정 조건(예를 들면 사람의 후각에 의해 악취가 인지되는 조건)으로 보정한 후 악취를 측정함으로써, 상기 조건에서의 정확한 악취(예를 들면 사람의 후각이 느끼는 악취) 측정이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 악취 센서 내부로 청정공기를 공급함으로써, 악취측정장치에 내장된 센서들의 히스테리현상을 제거하며, 원하는 배율로 시료 공기를 희석하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 전처리부가 구비된 악취측정장치는, 시료 공기가 유입되는 메인 유입부와, 시료 공기가 외부로 배출되는 메인 배출부와, 상기 메인 유입부와 상기 메인 배출구 사이에 위치하며 시료 공기의 악 취 상태를 측정하는 악취 측정부와, 상기 메인 유입부의 후방에 위치하며 상기 악취 측정부로 유입되는 시료 공기를 원하는 상태로 전처리하는 전처리부를 포함하되, 상기 악취 측정부는, 내부에 설치되는 악취 감지 센서와; 상기 악취 감지 센서의 측정값을 분석하는 수치 분석부를; 포함하며, 상기 전처리부는, 시료 공기의 상태를 측정하는 상태 측정부와; 시료 공기의 상태를 보정하는 상태 보정부와; 상기 상태 측정부의 측정값을 기초로 상기 상태 보정부의 작동을 콘트롤 하는 제어부를; 포함한다.

상기 상태 측정부는 온도 센서 및 습도 센서를 포함하며, 상기 상태 보정부는 온도 보정부 및 습도 보정부를 포함할 수 있다.

상기 전처리부는, 청정 공기를 공급하는 청정 공기 공급부를 더 포함할 수 있다.

상기 메인 유입부와 상기 전처리부와 상기 메인 배출부를 차례로 지나는 메인 유로가 형성되며, 상기 악취 측정부는, 상기 메인 유로에 병렬로 연결될 수 있다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 전처리부가 구비된 악취 측정 장치의 개략도이다.

본 고안에 의한 악취측정장치는, 공기가 유입되도록 하는 메인 유입부(100), 상기 메인 유입부(100)를 통해 유입된 시료 공기의 상태를 측정하고 측정치를 기초로 전처리를 수행하는 전처리부(200), 상기 전처리부에서 전처리된 공기가 유입되 며, 전처리된 공기의 악취 상태 및 정도를 측정하는 악취 측정부(400), 악취 측정부(400)의 측정값에 대한 수치를 분석하는 수치 분석부(500), 상기 수치분석부의 분석값을 출력하는 수치분석 표시부(501), 상기 전처리부의 전방 또는 후방에 설치되어 전처리부(200)로 일정량의 공기가 유입되도록 하는 정량 펌프(300), 상기 악취 측정장치의 최 후방에 위치하며 공기가 악취 측정장치 외부로 빠져 나가는 통로 역할을 하는 메인 배출부를 포함한다.

이하 상기 악취 측정 장치를 구성하는 각각의 구성요소들을 좀 더 자세히 설명한다.

상기 메인 유입부(100)는 측정될 시료 공기가 유입되도록 하는 구성 요소이다. 상기 메인 유입부(100)는 도 1에서는 전처리부(200) 외부에 설치되었으나, 전처리부(200)의 내부에 위치하여 전처리부(200)에 포함될 수도 있다.

상기 정량 펌프(300)는 상기 전처리부의 전방 또는 후방에 설치될 수 있으며, 메인 유입부(100)에 내장되거나, 또는 전처리부(200)에 내장될 수 있다. 도 1에서는 전처리부의 후방에 설치되어 있으나, 공기가 전처리부를 통과하도록 하는 역할을 수행하기만 하면 그 위치는 어디라도 상관없으며, 전처리부의 전방 및 후방에 각각 하나씩 설치될 수도 있다.

상기 전처리부(200)는 메인 유입부(100)를 통해 유입되는 시료 공기의 전처리를 수행하는 구성요소로서, 시료 공기의 온도, 습도 등의 상태를 측정하는 상태 측정부(210), 시료 공기의 온도, 습도 등의 상태를 보정하는 상태 보정부(220), 상기 상태 측정부(210)의 측정값을 기초로 상기 상태 보정부(220)의 작동을 조절하는 제어부(230), 상태 측정부(210)와 상태 보정부(220)의 전기적 신호를 표시하는 제어 표시부(231)를 포함할 수 있다.

상기 상태 측정부(210)는 온도를 측정하기 위한 온도 센서(211) 및 습도를 측정하기 위한 습도센서(212)를 포함할 수 있으며, 메인 유입부(100)를 통해 유입된 시료 공기의 상태를 측정한다.

상기 상태 보정부(220)는 온도를 보정하기 위한 온도 보정부(221), 습도를 보정하기 위한 습도 보정부(222) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 온도를 보정하기 위한 수단 및 습도를 보정하기 위한 수단 자체는 당업자가 용이하게 선택할 수 있는 것이므로, 상기 온도 보정부(221) 및 상기 습도 보정부(222) 자체의 구성에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기 상태 보정부(220)는 청정공기 공급부(223) 및/또는 혼합기(224)를 더 포함할 수 있다. 상기 청정공기 공급부(223)는 전처리부 내부에 악취가 없는 청정공기를 공급하여 전처리부를 정화함으로써, 각종 센서의 히스테리 현상을 제거하며, 측정의 정확도를 높일 수 있게 하며, 상기 혼합기(224)는 시료 공기와 청정공기가 잘 혼합될 수 있도록 한다.

상기 제어부(230)는 마이크로프로세서, 메모리, 기타 관련 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수 있으며, 상태 측정부(210)의 측정값을 기초로 상태 보정부(220)의 작동을 제어하는 역할을 한다.

상태 측정부(210)에서 시료 공기의 상태가 측정되면, 이러한 정보는 제어부(230)로 전달되며, 상기 제어부(230)는 전달받은 시료 공기의 상태에 대한 정보를 기초로 하여, 시료 공기가 원하는 상태로 보정되도록 상기 상태 보정부(220)를 제어한다.

상기 제어 표시부(231)는 상기 상태 측정부(210)의 측정값 및 상태 보정부(220)의 작동 상태 등을 표시하는 모니터나 기타 디스플레이장치일 수 있다.

상기 악취 측정부(400)는 악취 감지 센서(430a, 430b)를 포함하며, 공기가 흡입되는 흡입구(410) 및 공기가 배출되는 배출구(420)를 포함한다. 상기 흡입구(410) 또는 배출구(420)에는 악취 측정부로 공기를 흡입하거나, 악취 측정부로 부터 공기를 배출시키기 위한 펌프가 위치할 수 있다.

상기 악취 측정부(400)는 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 여기서 병렬로 연결된다는 말의 의미는, 도 1에서 메인 유입부(410), 전처리부(200), 상기 전처리부 후방의 메인 배출부를 차례로 거치는 시료 공기의 이동경로를 메인 유로라 하고, 상기 악취 측정부(400)의 흡입구(410), 악취 측정부(400) 내부, 악취 측정부(400)의 배출구(420)를 지나는 유로를 측정 유로라 할 때, 상기 측정 유로가 상기 메인 유로에 병렬로 연결된다는 것이며, 메인 유로로의 공기 흐름에 상관없이 측정 유로를 선택적으로 개폐할 수 있다는 것을 의미한다.

이러한 구성을 통하여, 시료 공기가 계속적으로 전처리부(200)를 통과하더라도, 악취 측정부(400)는 악취 측정이 필요한 경우에만 통과하도록 하는 것이 가능하다. 즉, 메인 유로를 통과하는 공기가, 필요한 경우에만 측정 유로를 통과하도록 할 수 있다는 것이다.

상기 악취 측정부(400)에는 악취 감지 센서가 내장된다. 본 실시예에서는, 상기 악취 측정부(400)에는 2개의 제1 악취 감지 센서(430a)와 2개의 제2 악취 감지 센서(430b)가 포함된다. 동일한 종류의 센서가 2개씩 설치되는 것은 평균값을 계산하여 정확도를 높이기 위함이다. 상기 악취 센서로는 악취 가스의 전기적 성분에 따라 저항값이 변하는 반도체 센서, 악취 가스의 화학적 성분에 따라 특성값이 변하는 화학반응 센서, 악취 가스의 흡광 특성에 의한 광센서 등이 사용될 수 있다.

한편, 제1 악취 감지 센서(430a)와 제2 악취 감지 센서(430b)는 서로 상반된 특성을 갖는 센서로 구성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 제1 악취 감지 센서(430a)는 알카리성에 반응하는 화학센서 또는 P형 반도체 센서를, 제2 악취 감지 센서는 산성에 반응하는 화학센서 또는 N형 반도체 센서를 사용할 수 있다.

제1 악취 감지 센서(430a) 또는 제2 악취 감지 센서(430b)에 나타나는 결과치는 모두 전기적인 저항값으로 측정될 수 있으며, 측정 시점의 시료 공기의 성분(특성, 농도, 향질)에 따라 제1 악취 감지 센서와 제2 악취 감지 센서의 전기적인 저항치는 각각 다르게 나타난다.

이러한 센서들의 측정값을 이용하면, 원하는 조건에서의 악취 측정값과, 현재 상태에서의 악취 측정값 사이의 괴리도를 산출할 수 있으며, 공기 희석배율에 따른 예상 악취 정도를 측정할 수 있다.

상기 수치 분석부(500)는 상기 악취 측정부(400)의 센서에서 측정한 전기적 신호를 분석하며, 이를 기초로 하여 악취의 정도를 산출한다. 이러한 악취의 정도는 일정 기준치에 대한 상대적인 값으로 표현될 수 있으며, 전술한 바와 같이 특 성, 농도, 향질 등을 종합적으로 고려하여 표현될 수 있다.

수치 분석부(500)의 산출값은 수치 분석 표시부(501)에 의해 표시될 수 있으며, 이 때 수치 분석 표시부(501)는 각종 모니터 또는 기타 디스플레이장치일 수 있다.

상기 수치 분석부(500)는 마이크로프로세서, 메모리, 기타 관련 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수 있으며, 상기 제어부(230)와 통합되어 하나의 장치로서 사용될 수 있다.

상기 메인 배출부(미도시)는 본 고안에 의한 악취 측정장치의 최 후방, 즉 메인유로의 최 후방에 위치하며, 전처리부를 통과한 공기가 메인 유로를 통해 악취측정장치 외부로 빠져 나가도록 하는 통로 역할을 한다. 따라사 상기 메인 배출부는, 전처리부에 포함될 수도 있으며, 개폐가능한 별개의 장치로 전처리부의 후방에 별도로 위치할 수도 있다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 악취 측정 장치의 작동 방법을 설명한다.

상기 정량 펌프(300)가 작동하면 시료 공기는 메인 유입부(100)를 통해 악취 측정 장치 내부로 유입된다. 유입된 시료 공기는 전처리부(200)로 유입되며, 전처리부의 상태 측정부(210)는 시료 공기의 온도, 습도 등의 상태를 측정한다.

그리고, 제어부(230)는 이렇게 측정된 값을 설정값과 비교한다. 상기 설정값은 용도에 따라 각각 다르게 설정될 수 있으나, 본 실시예에서는 상기 설정값을 악취가 사람의 후각에 의해 인지되기 이전 자율 신경에 의해 온도 및 습도 등이 조절된 공기의 상태값으로 하여 설명한다. 외부에서 전처리부로 유입된 공기의 상태(온 도, 습도 등)에 대한 측정값과 상기 설정값 사이에 차이가 존재하면, 제어부(230)는 상기 상태 보정부(220)를 작동시킨다. 상태 보정부(220)는 시료 공기의 습도, 온도 등의 상태가 설정값과 동일해지도록 시료 공기를 보정 한다.

이렇게 상기 제어부(230)가 상기 상태 보정부(220)를 제어하여 시료 공기를 인간의 후각에 의해 인지되는 조건과 유사한 조건으로 만든 다음, 보정된 공기의 악취를 측정한다면, 인간이 느낄 수 있는 수준의 정확한 악취 상태를 측정할 수 있다.

다시 말하면, 악취가 사람의 후각신경에 의해 인지되기 전에 공기의 온도 및 습도 등이 자율신경에 의해 조절되므로, 시료 공기가 악취 감지 센서에 도달하기 전에 시료공기의 온도, 습도 등을 이와 유사한 상태로 조절한다면, 악취 감지 센서에 의해 측정되는 값과 사람의 후각에 의해 인지되는 값 사이에 유사성을 부여할 수 있는 것이다.

이러한 구성에 의하면, 계절적, 환경적 변화에 따른 결과치도 재현할 수 있다. 동일한 악취 성분을 포함하는 공기라 할지라도, 이를 인지하는 사람의 처한 계절적, 환경적 조건에 따라, 사람이 인지하는 악취의 강도 및 향질은 조금씩 달라질 수 있는데, 공기의 상태를 보정함으로써, 원하는 특정 조건하에서의 악취의 강도 및 향질을 예측할 수 있도록 하는 것이다.

이렇게 보정된 공기는 흡입구(410)를 통해 악취 측정부(400)로 유입된다. 이 때, 공기의 흡입은 보정이 완료된 상태에서 시작될 수도 있으며, 보정 시작부터 보정완료 후까지 계속해서 이루어질 수도 있다. 후자의 경우에는 후술하는 희석배율 에 따른 예상 악취 정도를 산출하는 경우와 같이 측정치의 변화 과정에 대한 전체 데이터가 필요한 경우이다.

상기 악취 측정부(400) 내부로 공기가 유입되는 경우, 악취 측정부(400)의 흡입구(410) 또는 배출구(420)에 펌프가 위치하여, 전처리부의 공기를 악취 측정부(400) 내부로 강제로 흡입할 수도 있다. 악취 측정부(400) 내부로 공기가 흡입되면, 악취 감지 센서(430a, 430b)가 작동하여, 보정된 시료 공기의 악취 측정에 기초가 되는 여러 값들은 측정한다. 만일, 전처리부의 설정값이 사람의 후각이 느끼는 상태의 값인 경우, 악취 감지부에서 측정되는 값은 사람의 후각이 악취를 감지하는 상태와 동일한 상태에서의 악취 측정값을 구할 수 있다.

측정된 공기는 배출구(420)를 통해 다시 전처리부로 들어가며, 전처리부 외부로 배출된 후 메인 배출구를 통해 악취 측정장치 외부로 배출 된다. 이 때 악취 측정부의 배출구(420)는 반드시 전처리부로 연결되야만 하는 것은 아니며, 직접 전처리부 외측, 메인 배출구 전방으로 연결될 수도 있다.

한편, 상기 악취 측정부는 메인유로와 병렬적으로 연결되므로, 악취 측정이 필요하지 않은 경우에는 유입구(410) 및 배출구(420)를 차단할 수 있다. 이 경우 시료 공기는 악취 측정부(400)를 거치지 않고 메인 유로만을 통해 직접 전처리부(200) 외부로 배출된다.

일반적으로 악취 측정이 이루어지는 경우에는 악취 센서에 오염물질이 부착되는데, 전처리부를 통과하는 공기가 항상 악취 측정부(400)를 통과할 경우, 악취 센서가 빨리 오염되며, 세정 주기도 짧아지게 되어, 악취를 장기간 지속적으로 측 정해야 하는 무인화 측정에 있어서는 매우 심각한 문제를 발생시키게 된다.

따라서 이를 방지하고자, 악취 센서를 병렬로 연결함으로써, 세정주기를 연장시킴은 물론, 무인화측정에 유용하도록 하는 것이다.

본 고안에 의한 효과를 요약하면 다음과 같다.

첫째, 시료 공기의 상태를 원하는 상태로 전처리한 후 악취 요소를 측정하므로써, 원하는 조건하에서의 악취 정도를 산출할 수 있으며, 특히 사람의 후각이 인지하는 것과 동일한 악취 요소를 측정할 수 있다.

둘째, 전처리부에 청정공기 공급부가 구비되면, 센서를 세정하여 악취 센서의 히스테리 현상을 교정할 수 있으며, 원하는 배율로 시료 공기를 희석할 수 있다.

셋째, 악취 측정부가 전처리부와 병렬로 연결되면, 악취 측정이 필요하지 않은 경우에는 악취 측정부로의 시료 공기 유입을 차단함으로써, 악취 감지 센서의 오염을 방지하고, 세정 주기를 연장시킬 수 있으며, 특히 세정주기가 연장됨으로 인해 잦은 세정의 부담이 없어지므로 무인화 장비에 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (4)

1. 시료 공기가 유입되는 메인 유입부와,

   시료 공기가 외부로 배출되는 메인 배출부와,

   상기 메인 유입부와 상기 메인 배출구 사이에 위치하며 시료 공기의 악취 상태를 측정하는 악취 측정부와,

   상기 메인 유입부의 후방에 위치하며 상기 악취 측정부로 유입되는 시료 공기를 원하는 상태로 전처리하는 전처리부를 포함하되,

   상기 악취 측정부는,

   내부에 설치되는 악취 감지 센서와;

   상기 악취 감지 센서의 측정값을 분석하는 수치 분석부를; 포함하며,

   상기 전처리부는,

   시료 공기의 상태를 측정하는 상태 측정부와;

   시료 공기의 상태를 보정하는 상태 보정부와;

   상기 상태 측정부의 측정값을 기초로 상기 상태 보정부의 작동을 콘트롤 하는 제어부를;

   포함하는 전처리부가 구비된 악취 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 상태 측정부는 온도 센서 및 습도 센서를 포함하며,

   상기 상태 보정부는 온도 보정부 및 습도 보정부를 포함하는 전처리부가 구비된 악취 측정 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 전처리부는,

   청정 공기를 공급하는 청정 공기 공급부를 더 포함하는 전처리부가 구비된 악취 측정 장치.
4. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 메인 유입부와 상기 전처리부와 상기 메인 배출부를 차례로 지나는 메인 유로가 형성되며,

   상기 악취 측정부는,

   상기 메인 유로에 병렬로 연결되는 악취 측정 장치.

Images