KR20050102347A - 오염 공기 감지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부유 먼지 및 유독 가스 검출을 위한 센서를 동시에 구비함으로써, 부유 먼지 및 독성 가스를 동시에 검출 할 수 있도록 하기 위한, 오염 공기 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명은 오염 공기 감지 장치에 있어서, 부유 먼지를 감지하기 위한 먼지 감지부(110); 독성 가스를 감지하기 위한 가스 감지부 (120); 상기 먼지 감지부와 가스 감지부로부터 전송된 감지 정보를 분석하는 한편 분석 정보에 따라 각종 장치를 제어하기 위한 제어부(130); 상기 제어부 구동에 필요한 각종 정보를 입력하기 위한 입력부(140); 상기 입력부를 통해 입력된 정보 또는 상기 먼지 감지부와 가스 감지부로부터 전송된 정보들을 저장하기 위한 저장부(160); 상기 제어부의 제어에 따라 각종 정보를 출력하기 위한 출력부(150); 및 상기 제어부의 제어 신호를 외부 장치로 전송해 주기 위한 인터페이스(170)를 포함한다.

Description

오염 공기 감지 장치{Apparatus For Sensing A Polluted Air}
본 발명은 오염 공기 감지 장치에 관한 것으로써, 특히 가스센서와 먼지센서를 내장한 오염 공기 감지 장치에 관한 것이다.
도 1 은 종래의 오염 공기 감지 장치의 일실시예 내부 구성도로써, 특히 먼지와 같은 오염 물질을 감지하기 위한 장치의 구성을 나타낸 것이다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이 먼지 센서를 이용한 종래의 오염 공기 감지 장치는, 발광소자와 구동회로로 구성된 발광부 및 수광소자, 증폭회로와 파형정형회로로 구성된 수광부를 포함하여 구성되어 있으며, 상기 발광부는 항상 발광을 하게 되고, 발광된 빛은 먼지 및 연기에 산란되어 수광부로 유입되어 신호를 증폭하고 파형을 정형화하여 출력이 되도록 하고 있다.
한편, 종래의 오염 공기 감지 장치로는 도 1 에 도시된 바와 같이 먼지 센서를 이용하는 것뿐만 아니라, 가스센서를 이용한 것도 널리 이용되고 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 오염 공기 감지 장치들은, 먼지 센서 또는 가스센서를 개별적으로 탑재한 독립된 장치로써만 구현되고 있기 때문에 먼지와 가스를 동시에 감지할 수 없다는 문제점이 있다.
즉, 가스센서는 인체에 유해한 유독 가스만을 검지하는 부품으로서 제품의 인쇄회로 기판에 실장 되어 사용되어야 하기 때문에 단품으로서는 쉽게 적용이 불가능할 뿐만 아니라, 인체에 유독한 부유 먼지는 검지가 불가능하며, 먼지센서는 부유 먼지만을 검지하는 모듈화된 제품으로 구성되어 있어서, 인체에 유해한 독성 가스는 검지가 불가능하기 때문에, 현재와 같이 가스센서 또는 먼지센서만을 탑재한 오염 공기 감지 장치로는 유독성 가스와 부유 먼지를 동시에 감지할 수 없음에도 불구하고 아직까지 가스센서와 먼지센서를 모두 구비한 오염 공기 감지 장치는 제공되지 못하고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 부유 먼지 및 유독 가스 검출을 위한 센서를 동시에 구비함으로써, 부유 먼지 및 독성 가스를 동시에 검출 할 수 있도록 하기 위한, 오염 공기 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오염 공기 감지 장치에 있어서, 부유 먼지를 감지하기 위한 먼지 감지부(110); 독성 가스를 감지하기 위한 가스 감지부 (120); 상기 먼지 감지부와 가스 감지부로부터 전송된 감지 정보를 분석하는 한편 분석 정보에 따라 각종 장치를 제어하기 위한 제어부(130); 상기 제어부 구동에 필요한 각종 정보를 입력하기 위한 입력부(140); 상기 입력부를 통해 입력된 정보 또는 상기 먼지 감지부와 가스 감지부로부터 전송된 정보들을 저장하기 위한 저장부(160); 상기 제어부의 제어에 따라 각종 정보를 출력하기 위한 출력부(150); 및 상기 제어부의 제어 신호를 외부 장치로 전송해 주기 위한 인터페이스(170)를 포함하되, 상기 먼지 감지부(110)는, 발광소자(111), 상기 발광소자를 구동시키기 위한 구동회로(112), 수광소자(113), 상기 수광소자를 통해 입력된 광 정보를 증폭하기 위한 증폭회로(114) 및 파형정형회로(115)를 포함하며, 상기 가스 감지부(120)는, 유독가스를 검지하기위한 가스(GAS) 검출소자(121) 및 상기 가스 검출소자로부터 검출된 가스 정보를 판단하기 위한 검출신호 판단회로(122)를 포함한다.
즉, 본 발명은 일상적인 생활에서의 인체에 유해한 실내공기의 오염 물질을 감지하기 위한 것으로써, 실내 공기의 오염을 제어하기 위한 제반 설비(에어컨, 공기 청정기, 환기 팬, 차량용 청정기 등)를 제어하거나 또는 상기 제반 설비의 일부분을 이루는 오염 공기 감지 장치에 관한 것이다. 이때, 본 발명에 따른 오염 공기 감지 장치는 특히 가스센서 및 먼지센서가 일체화되어 구성된 것으로써, 본 발명을 적용함으로써, 제품의 소형화 및 원가 절감을 이룰 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 오염 공기 감지 장치의 일실시예 내부 구성도이다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 오염 공기 감지 장치는, 부유 먼지를 감지하기 위한 먼지 감지부(110), 독성 가스를 감지하기 위한 가스 감지부(120), 상기 먼지 감지부와 가스 감지부로부터 전송된 감지 정보를 분석하는 한편 분석 정보에 따라 각종 장치를 제어하기 위한 제어부(130), 상기 제어부 구동에 필요한 각종 정보를 입력하기 위한 입력부(140), 상기 입력부를 통해 입력된 정보 또는 상기 먼지 감지부와 가스 감지부로부터 전송된 정보들을 저장하기 위한 저장부(160), 상기 제어부의 제어에 따라 각종 정보를 출력하기 위한 출력부(150) 및 상기 제어부의 제어 신호를 외부 장치로 전송해 주기 위한 인터페이스(170)를 포함하여 구성되어 있다.
먼저, 상기 인터페이스(170)와 접속되는 외부 장치로는 에어컨, 공기 청정기, 환기 팬, 차량용 청정기 등이 될 수 있다. 이때, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 오염 공기 감지 장치는 상기 외부 장치들과 개별적인 장치로 구현될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 외부 장치의 일부분으로 존재할 수도 있다. 예를 들어, 상기 제어부(130)는 상기 인터페이스(170)와 접속되어 있는 공기 청정기(외부 장치)를 제어하기 위한 것일 수도 있으며, 또는 공기 청정기 자체를 제어하기 위한 것일 수도 있다. 이때, 후자의 경우에 있어서, 상기 인터페이스(170)와 연결되는 것은 공기 청정기 내에서 실질적으로 청정 공기를 발생하는 구성요소가 될 것이다.
다음으로, 상기 먼지 감지부(110)는 도면에 도시된 바와 같이, 발광소자(111), 상기 발광소자를 구동시키기 위한 구동회로(112), 수광소자(113), 상기 수광소자를 통해 입력된 광 정보를 증폭하기 위한 증폭회로(114) 및 파형정형회로(115)를 포함하여 구성되어 있으며, 상기 파형정형회로(115)는 상기 제어부(130)와 접속되어 있어 상기 수광소자(113)를 통해 입력된 광 정보를 상기 제어부(130)로 전송하는 기능을 수행한다.
다음으로, 상기 가스 감지부(120)는 도면에 도시된 바와 같이 유독가스를 검지하기위한 가스(GAS) 검출소자(121) 및 상기 가스 검출소자로부터 검출된 가스 정보를 판단하기 위한 검출신호 판단회로(122)를 포함하여 구성되어 있다.
즉, 상기 발광소자(111)는 항상 발광을 하게 되고, 발광된 빛이 먼지 및 연기에 산란되어 수광소자(113)로 유입되면, 상기 증폭회로가 입력된 광 신호를 증폭하고, 증폭된 신호의 파형을 파형 정형 회로(115)가 정형화하여 상기 제어부(130)로 전송하게 된다. 이와 동시에 실시간으로 실내의 유독 가스를 검지하기위한 가스검출소자(121)를 통해 유독가스가 유입되면, 상기 검출신호판단회로(122)가 유독 가스 유입을 판단하여 출력신호를 상기 먼지 감지부(110)의 신호와 별개의 신호로 상기 제어부(120)로 전송하게 되며, 이를 통해 상기 제어부(130)는 부유 먼지와 유독 가스를 동시에 검출할 수 있게 되는 것이다.
다음으로, 상기 출력부(140)는 부유 먼지에 대한 신호와 유독 가스에 대한 신호를 수신한 상기 제어부(130)의 제어에 따라 각종 정보를 출력하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 출력부(140)는 액정표시장치(LCD), 램프 또는 스피커 등을 통해 구현될 수 있으며, 상기 제어부(130)의 제어에 따라 부유 먼지의 수치 또는 유독 가스에 대한 수치 등 해당 정보를 출력하게 된다.
다음으로, 상기 입력부(140)는 상기와 같은 제어부(130)의 기능에 필요한 각종 정보를 입력하는 기능을 수행한다.
마지막으로, 상기 저장부(160)는 상기한 바와 같이 각종 정보를 저장하는 기능을 수행한다.
한편, 상기 먼지 감지부(110)의 검출입자 크기는 최소 1um 에 해당하는 것이며, 그 동작 전압으로는 DC5V 가 사용될 수 있다. 또한, 상기 제어부(130)로 정보를 전송하는 방식으로는 상기 수광소자(113)를 통해 입력된 광 신호량에 대하여 선형성을 가진 전압을 출력하는 방식이 이용될 수 있다. 또한, 상기 발광소자(111)와 수광소자(113)에는 렌즈(Lens)가 부착되어 있어, 발광 또는 수광의 효과를 증대시키도록 할 수도 있다.
이때, 상기 먼지 감지부(110)의 구성 및 기능에 대하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 본 발명에 따른 먼지 감지부(110)의 발광소자(111) 및 수광소자(113)는 노이즈에 대한 영향을 덜 받을 수 있도록 도전성 수지제의 케이스 내에 수용되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 발광소자(111)의 전면에는, 출력되는 펄스 빛을 극대화시키기 위한 집광렌즈가 부착될 수 있으며, 상기 수광소자(113)의 전면에도 발광소자와 같이 집광렌즈가 부착될 수 있다. 즉, 상기와 같은 집광렌즈에 의해 발광소자(111)로부터의 펄스 빛의 빔 확대에 의한 영향 및 케이스 내부의 모든 방향으로부터의 불요 반사광에 의한 영향을 억제할 수가 있어 검출 영역(A)에 먼지나 연기가 존재하지 않을 때의 검출 레벨(백그라운드 레벨)을 작게 할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도면으로 도시되어 있지는 않지만 상기 구동회로(112)는 상기 제어부(130)와 접속되어 있어, 상기 제어부(130)로부터 펄스 신호를 공급받게 되며, 이것에 의해 상기 발광소자(111)가 펄스 주기(T) 및ㅇ펄스폭을 갖는 펄스빛을 출력 해, 그 출력 펄스빛이 검출 영역(A)에 조사되는 것이다. 또한, 상기 펄스 빛의 조사에 의해, 검출 영역(A)으로부터 발생하는 반사광(즉, 피검출물(먼지나 연기 입자)에 의해 반사된 반사 펄스 빛)이 수광소자(113)로 검출되는 것이다.
이때, 상기 수광소자(113)의 출력 신호는 매우 약한 신호이고, 그 미약한 신호를 상기 제어부(130)가 읽어낼 수 있는 레벨까지 증폭시키기 위하여, 상기 수광소자(113)에는 증폭회로(114)가 접속되어 있다.
한편, 상기 제어부(130)는, 상기 수광소자(113)로부터의 펄스 신호(증폭 후)를, 상기 발광소자(111)의 출력 펄스 빛의 펄스 주기와 동기시킨 타이밍과 비교함으로써, 피검출물인 먼지나 연기의 유무를 판정 하게 되는 것이다. 또한, 먼지나 연기가 존재하는 경우, 상기 수광소자(113)로부터의 펄스 신호에 근거해, 먼지나 연기의 농도를 측정할 수도 있다. 즉, 상기와 같은 농도 측정은, 수광소자(113)의 출력 펄스 신호의 레벨이 먼지나 연기 입자의 반사광량에 비례하여 변하는 성질을 이용한 것이다.
다음으로, 상기 가스 감지부(120)의 구성 및 기능에 대하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 상기 가스검출소자(121)는 가스센서를 말하는 것으로써, 가스센서란 메탈 가스와 프로판 가스 등의 가연성 가스 또는 CO와 유화, 수소 등의 독성 가스 외에 프론과 알콜 등 각종 가스 농도를 검출하는 센서를 말한다. 이러한 가스센서의 종류로는 접촉 연소식 가스센서, 반도체식 가스센서, 전기 화학식 가스센서 및 열전도식 가스센서 등이 있으며, 본 발명에 따른 오염 공기 감지 장치가 설치되는 장소의 특성에 따라 적당한 가스센서를 선택하여 사용할 수 있다.
이상의 본 발명은 상기에서 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
상기와 같은 본 발명은 먼지로 인하여 산업용설비가 고장을 일으킬 수 있는 영향을 줄여 산업생산의 안정을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 인간이 더욱더 청정한 환경에서 생활할 수 있도록 한다는 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 먼지 센서와 가스 센서를 일체화함으로써 제품의 소형화 및 원가를 절감시킬 수 있다는 우수한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 실내공기의 오염을 제어하기 위한 제반 설비(에어컨, 공기 청정기, 환기 팬, 차량용 청정기 등)에 활용됨으로써, 상기 제반 설비의 기능을 극대화 시킬 수 있다는 우수한 효과가 있다.
도 1 은 종래의 오염 공기 감지 장치의 일실시예 내부 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 오염 공기 감지 장치의 일실시예 내부 구성도.

Claims (4)

  1. 오염 공기 감지 장치에 있어서,
    부유 먼지를 감지하기 위한 먼지 감지부(110);
    독성 가스를 감지하기 위한 가스 감지부(120);
    상기 먼지 감지부와 가스 감지부로부터 전송된 감지 정보를 분석하는 한편 분석 정보에 따라 각종 장치를 제어하기 위한 제어부(130);
    상기 제어부 구동에 필요한 각종 정보를 입력하기 위한 입력부(140);
    상기 입력부를 통해 입력된 정보 또는 상기 먼지 감지부와 가스 감지부로부터 전송된 정보들을 저장하기 위한 저장부(160);
    상기 제어부의 제어에 따라 각종 정보를 출력하기 위한 출력부(150); 및
    상기 제어부의 제어 신호를 외부 장치로 전송해 주기 위한 인터페이스(170)
    를 포함하되,
    상기 먼지 감지부(110)는, 발광소자(111), 상기 발광소자를 구동시키기 위한 구동회로(112), 수광소자(113), 상기 수광소자를 통해 입력된 광 정보를 증폭하기 위한 증폭회로(114) 및 파형정형회로(115)를 포함하며,
    상기 가스 감지부(120)는, 유독가스를 검지하기위한 가스(GAS) 검출소자(121) 및 상기 가스 검출소자로부터 검출된 가스 정보를 판단하기 위한 검출신호 판단회로(122)
    를 포함하는 오염 공기 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자(111)는 항상 발광을 하게 되고, 발광된 빛이 먼지 및 연기에 산란되어 수광소자(113)로 유입되면, 상기 증폭회로(114)가 입력된 광 신호를 증폭하고, 증폭된 신호의 파형을 파형 정형 회로(115)가 정형화하여 상기 제어부(130)로 전송하는 한편, 실내의 유독 가스를 검지하기위한 가스검출소자(121)를 통해 유독가스가 유입되면, 상기 검출신호판단회로(122)가 유독 가스 유입을 판단하여 출력신호를 상기 먼지 감지부(110)의 신호와 별개의 신호로 상기 제어부(120)로 전송하게 되며, 이를 통해 상기 제어부(130)가 부유 먼지와 유독 가스를 동시에 검출할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 오염 공기 감지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터페이스(170)와 접속되는 외부 장치는 에어컨, 공기 청정기, 환기 팬, 차량용 청정기 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 오염 공기 감지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 오염 공기 감지 장치는, 에어컨, 공기 청정기, 환기 팬, 차량용 청정기 중 적어도 어느 하나의 장치의 내부 구성요소로써, 상기 인터페이스(170)와 접속되는 외부 장치는 상기 장치의 또 다른 내부 구성요소인 것을 특징으로 하는 오염 공기 감지 장치.
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