KR20070113180A - 공기필터 교환시기 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기필터 교환시기 검출장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 공기필터 교환시기 검출장치는, 광이 없는 곳에 배치되고 복수의 필터면들을 구비한 상기 공기필터의 적어도 하나의 특정 필터면에, 자외선 또는 가시광선을 포함하는 광을 발생하여 조사하는 발광소자와; 상기 발광소자에서 발광되어 상기 공기필터의 적어도 하나의 특정 필터면을 투과하거나 반사되는 광을 수광하고 이에 대응되는 출력신호를 발생하는 수광소자와; 상기 수광소자로부터 출력되는 출력신호의 레벨과 미리 정의된 기준레벨을 비교하고 그 결과를 비교신호로써 출력하는 비교기를 구비한다. 본 발명에 따르면, 가시광선 또는 자외선을 이용하여 공기필터의 먼지량을 검출할 수 있으며, 자외선을 이용하는 경우에는 살균효과를 얻을 수도 있다.

공기필터, 가시광선, 자외선, 비교기,먼지

Description

공기필터 교환시기 검출장치{Changing time detector of air filter}

본 발명은 공기필터 교환시기 검출장치에 관한 것으로, 저비용 및 고효율 구조로써 간단하게 공기필터의 교환시기나 청소시기를 알 수 있는 공기필터 교환시기 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기를 필터링하는 공기필터(air filter)는 에어콘, 공기청정기, 자동차 등 다양한 장치나 기기에 사용되고 있다.

특히 자동차의 경우에는, 운전석에 부착된 공기세기 조절장치와 온도조절장치를 통하여, 자동차 내부에 찬 공기 또는 따뜻한 공기를 공급하여 자동차 내부의 온도를 일정하게 유지하고 있다. 이때 외부에서 차내로 흡입되는 공기는 도 1에 도시된 공기 흡입 경로를 통하여 흡입된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 외부에서 차내로 흡입되는 공기는 흡입펌프(30)에 의하여 자동차 내부로 공기이동통로(40)를 통하여 이동된다. 흡입되는 공기에는 인체에 유해한 먼지나 분진들이 들어 있으므로 이를 제거하기 위하여 외부 공기흡입구와 흡입펌프(30)사이에 공기이동통로(40)에 공기 필터(50)가 사용된다.

그러나 공기필터를 오래 사용하여 먼지나 분진 등이 많이 쌓이면 펌프의 흡 입력이 떨어져 냉난방 성능이 저하될 뿐만 아니라 곰팡이 등이 자라서 지저분한 냄새가 난다. 이를 방지하기 위해서는 먼지나 분진 등이 일정량이상 축적되면 공기필터를 교체해야 한다.

상기 공기필터를 교체하기 위해서는 공기필터의 먼지량이나 수명을 측정할 수 있어야 한다.

상기 공기필터의 먼지량을 측정하는 방법으로는 적외선을 이용하여 광의 산란을 이용하는 방법, 공기필터 전후의 압력차를 측정하는 방법, 공기필터를 통과한 바람의 속도를 측정하는 방법 및 흡입모터가 소비하는 전력을 측정하는 방법 등이 제안되어 왔다. 그러나 이러한 방법이외에도 저비용이면서 간단하게 공기필터의 먼지량 즉 먼지 집진정도를 측정하는 장치의 대한 요구는 계속되어 왔다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 공기필터 교환시기 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 공기필터에 쌓인 먼지나 분진의 양을 측정할 수 있는 공기필터 교환시기 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기필터의 교체시기 또는 청소시기를 알려주는 공기필터 교환시기 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기필터의 먼지집진정도를 간단하면서도 저비용으로 측정할 수 있는 공기필터 교환시기 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 광이 없는 장소에 구비되는 공기필터의 먼지량을 검출할 수 있는 공기필터 교환시기 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기필터의 교환시기의 검출 뿐 아니라 공기필터의 살균효과를 가져올 수 있는 공기필터 교환시기 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가시광선 또는 자외선을 이용하여 공기필터의 먼지량을 검출할 수 있는 공기필터 교환시기 검출장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 살균효과를 얻을 수 있는 공기필터 교환시기 검출장치를 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 공기필터 교환시기 검출장치는, 광이 없는 곳에 배치되고 복수의 필터면들을 구비한 상기 공기필터의 적어도 하나의 특정 필터면에, 자외선 또는 가시광선을 포함하는 광을 발생하여 조사하는 발광소자와; 상기 발광소자에서 발광되어 상기 공기필터의 적어도 하나의 특정 필터면을 투과하거나 반사되는 광을 수광하고 이에 대응되는 출력신호를 발생하는 수광소자와; 상기 수광소자로부터 출력되는 출력신호의 레벨과 미리 정의된 기준레벨을 비교하고 그 결과를 비교신호로써 출력하는 비교기를 구비한다.

상기 발광소자와 상기 수광소자는, 상기 복수의 필터면들이 주름구조의 구성을 가지는 공기필터에서, 공기가 필터링되어 유출되는 쪽의 필터면들 중 서로 인접되고 마주보는 두개의 필터면들 사이의 V자 공간을 사이에 두고 배치되며, 상기 V 자공간의 광투과율변화에 따른 상기 수광소자의 출력신호의 레벨변화에 따라 공기필터 교환시기를 검출할 수 있다.

상기 발광소자와 상기 수광소자는, 상기 발광소자와 상기 수광소자를 연결하며, 광을 전달하지 못하는 재질을 가지는 고정대에 의해 고정되며 부착될 수 있다.

상기 발광소자는 상기 공기필터로 외부공기가 유입되는 쪽에 배치하고, 상기 수광소자는 상기 공기필터에서 공기가 필터링되어 유출되는 쪽에 배치되며, 광의 투과량에 따른 상기 수광소자의 출력신호의 레벨변화에 따라 공기필터 교환시기를 검출할 수 있다.

상기 발광소자 및 상기 수광소자는 상기 공기필터에서 공기가 필터링되어 유출되는 쪽에 배치되며, 상기 공기필터의 필터면에서 반사되는 광의 반사율에 따른 상기 수광소자의 출력신호의 레벨변화에 따라 공기필터 교환시기를 검출할 수 있다.

상기 발광소자는 가시광선을 발생하는 전구 또는 LED이며, 상기 수광소자는 CdS 셀 또는 CdSe 셀일 수 있다.

상기 발광소자는 가시광선을 발생하는 전구 또는 LED이며, 상기 수광소자는 광트랜지스터일 수 있다.

상기 발광소자는 자외선 LED이며, 상기 수광소자는 자외선 센서일 수 있다.

본 발명에 따르면, 공기필터에 쌓인 먼지나 분진의 양을 측정할 수 있으며, 공기필터의 교체시기 또는 청소시기를 자동으로 알 수 있다. 또한, 공기필터의 먼 지집진정도를 간단하면서도 저비용으로 측정할 수 있다. 그리고, 광이 들어오지 않는 곳에 위치하는 공기필터의 먼지량을 가시광선을 이용하여 측정할 수 있다. 한편, 자외선을 이용하는 경우에는 자외선의 살균작용에 의해 공기필터의 살균효과를 가져온다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도 2는 일반적인 공기필터(50)의 내부 구조를 나타낸 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 공기필터(50)는 자바라 형태 즉 주름구조(또는 접이식 구조)로 연결되는 복수의 필터면(다른 용어로 '집진면' 이라는 용어가 있으나, 이하에서는 필터면으로 통일함)들로 구성된다. 따라서 상기 복수의 필터면들 중 서로 인접되는 필터면들은, 다른 필터면들과 만나는 접힘선에서 서로 인접되는 두개의 필터면들이 만나는 접힘선으로 갈수록 좁아지는 구조를 가지게 된다. 즉 서로 인접되는 두개의 필터면들의 단면은 'V'자 구조 또는 'V'와 유사한 형태의 구조를 가지게 된다. 또한 서로 인접되는 두개의 필터면들은 정확한 각도는 아니지만 마주보는 형태의 구조를 가진다.

여기서, 상기 서로 인접되는 두개의 필터면들 사이의 'V'자 구조의 공간에 외부에서 유입된 먼지나 기타 이물질 등(이하 '먼지' 로 통일함)이 쌓이게 된다. 즉, 공기에 포함된 먼지나 분진은 공기필터(50)에서 걸러지게 되고, 먼지는 공기필 터(50)의 외부쪽면 즉 외부 공기가 들어오는 쪽의 두 개의 필터면들이 만나는 공간인 V자 공간에 쌓이게 된다.

본 발명에서는 상기 공기필터의 교환시기 검출을 위해 발광소자와 수광소자를 이용한다. 즉 본발명의 실시예들에 따른 공기필터 교환시기 검출장치는, 발광소자, 수광소자 및 비교기를 구비한다.

상기 발광소자는 복수의 필터면들을 구비한 상기 공기필터의 적어도 하나의 특정 필터면에, 자외선 또는 가시광선을 포함하는 광을 발생하여 조사한다.

상기 수광소자는 상기 발광소자에서 발광되어 상기 공기필터의 적어도 하나의 특정 필터면을 투과하거나 반사되는 광을 수광하고 이에 대응되는 출력신호를 발생한다.

상기 비교기는 상기 수광소자로부터 출력되는 출력신호의 레벨과 미리 정의된 기준레벨을 비교하고 그 결과를 비교신호로써 출력한다.

상기 공기필터에 먼지량이 많은 경우에는 상기 발광소자에서 조사된 광의 투과량 및 반사량은 적을 것이고, 상기 공기필터에 먼지량이 적은 경우에는 상기 발광소자에서 조사된 광의 투과량 및 반사량은 많을 것이다. 광의 투과를 이용하는 경우에는 먼지로 인하여 광이 막히거나 흡수되어 투과율이 줄어들고, 광의 반사를 이용하는 경우에는 먼지가 빛을 흡수하여 반사량이 줄어들게 된다.

따라서, 광의 투과율을 이용하는 경우에는 광의 투과율이 낮을수록 공기필터의 교환시기가 임박한 것으로 판단하고, 광의 반사율을 이용하는 경우에도 광의 반사율이 낮을수록 공기필터의 교환시기가 임박한 것으로 판단할 수 있다.

이하 본 발명의 실시예들은 광이 없는 곳에 공기필터가 배치되는 경우에 필터교환시기를 검출하는 것이 유용할 수 있다

이하 본 발명의 실시예들에 따른 공기필터 교환시기 검출장치에 이용되는 발광소자와 수광소자의 구체적 설치예들 및 구성예들을 알아본다.

도 3 내지 도 5는 상기 공기필터(50)에 상기 발광소자 및 수광소자의 배치구조의 다양한 예들을 도시한 것이다.

도 3은 광투과율을 이용하기 위한 것으로 발광소자와 수광소자가 공기필터의 필터면들에 인접하여 내부에 배치되는 경우의 예이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 발광소자(60a)와 수광소자(70a)는 상기 복수의 필터면들이 주름구조의 구성을 가지는 공기필터(50)에서, 공기가 필터링되어 유출되는 쪽의 필터면들 (52a,52b,52c,52d)중 서로 인접되고 마주보는 두개의 필터면들(52b,52c) 사이의 V자 공간을 사이에 두고 배치된다.

즉, 상기 필터면들(54a,54b,54c,54d) 중 필터면(54a)와 필터면(54b) 사이의 공간에 상기 발광소자(60a)가 구비되고, 필터면(54c)과 필터면(54d) 사이의 공간에 상기 수광소자(70a)가 구비되고, 상기 발광소자(60a)와 상기 수광소자(70a)를 상기 고정대(65)가 고정 연결하는 구조를 가질 수 있다.

상기 발광소자(60a)와 수광소자(70a)는 상기 고정대(65)에 의해 고정 부착되는 구조를 가진다. 상기 고정대(65)는 광을 전달하지 못하는 재질을 가질 수 있다. 일반적으로 플라스틱이나 금속재질이 이용될 수 있다.

상술한 바와 같은 배치구성을 가지는 경우 상기 공기필터(50)의 교환시기 검 출은 상기 V자공간의 광투과율변화에 따른 상기 수광소자(70a)의 출력신호의 레벨변화에 의해 수행될 수 있다.

예를 들어 상기 V자공간에 먼지가 없을 경우에는 상기 발광소자(60a)에서 발광되어 상기 V 자공간을 투과하여 상기 수광소자(70a)에 도달하는 광의 양이 많을 것이고, 상기 V자 공간에 먼지가 많을 경우에는 상기 V 자 공간을 투과하여 상기 수광소자(70a)에 도달하는 광의 양이 적을 것이다. 따라서 광투과율변화에 따른 상기 수광소자(70a)의 출력신호의 레벨변화에 의해 공기필터의 교환시기를 검출할 수 있다.

가시광선을 이용하는 경우에는 상기 발광소자(60a)는 전구나 LED(발광다이오드, 적색, 녹색, 노랑색 등)이 사용될 수 있으며, 상기 수광소자(70a)로는 CdS 셀. CdSe 셀이나 광트랜지스터가 사용될 수 있다. 상기 CdS 셀 또는 상기 CdSe 셀은 광의 양에 따라 저항이 변화하는 성질을 가지고 있으며, 광트랜지스터는 광의 양에 따라 흐르는 전류가 변화하는 성질을 가진다.

그리고 자외선을 이용하는 경우에는 상기 발광소자(60a)로는 자외선 LED가 이용될 수 있으며, 상기 수광소자(70a)로는 자외선 센서가 이용될 수 있다. 여기서 자외선을 이용하는 경우에는 자외선에 의한 공기필터의 살균효과를 기대할 수 있다.

도 4는 광투과율을 이용한 것으로 공기가 유입되는 쪽에 발광소자가 배치되고, 공기가 유출되는 쪽에 수광소자가 배치되는 경우의 예이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(60b)는 공기필터(50)의 외부의 상 기 공기필터(50)로 외부공기가 유입되는 쪽에 배치된다. 상기 수광소자(70b)는 상기 공기필터(50)에서 공기가 필터링되어 유출되는 쪽에 배치된다.

상술한 바와 같은 배치구성을 가지는 경우 상기 공기필터(50)의 교환시기 검출은 광의 투과량에 따른 상기 수광소자(70b)의 출력신호의 레벨변화에 따라 수행될 수 있다.

예를 들어 상기 공기필터(50) 먼지가 없을 경우에는 상기 발광소자(60b)에서 발광되어 상기 공기필터(50)를 투과하여 상기 수광소자(70b)에 도달하는 광의 양이 많을 것이고, 상기 공기필터(50)에 먼지가 많을 경우에는 상기 공기필터(50)를 투과하여 상기 수광소자(70b)에 도달하는 광의 양이 적을 것이다. 따라서 따라서 광투과율변화에 따른 상기 수광소자(70b)의 출력신호의 레벨변화에 의해 공기필터의 교환시기를 검출할 수 있다.

가시광선을 이용하는 경우에 상기 발광소자(60b)로는 전구나 LED(발광다이오드, 적색, 녹색, 노랑색 등)이 사용될 수 있으며, 상기 수광소자(70b)로는 CdS 셀. CdSe 셀이나 광트랜지스터가 사용될 수 있다. 상기 CdS 셀 또는 상기 CdSe 셀은 광의 양에 따라 저항이 변화하는 성질을 가지고 있으며, 광트랜지스터는 광의 양에 따라 흐르는 전류가 변화하는 성질을 가진다.

그리고 자외선을 이용하는 경우에는 상기 발광소자(60b)로는 자외선 LED가 이용될 수 있으며, 상기 수광소자(70b)로는 자외선 센서가 이용될 수 있다. 여기서 자외선을 이용하는 경우에는 자외선에 의한 공기필터의 살균효과를 기대할 수 있다.

도 5는 광반사율을 이용한 것으로, 발광소자(60c) 및 수광소자(70c)가 공기필터의 한쪽에 배치되는 경우이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자(60c) 및 상기 수광소자(70c)는 상기 공기필터(50)에서 공기가 필터링되어 유출되는 쪽에 배치된다.

상술한 바와 같은 배치구성을 가지는 경우 상기 공기필터(50)의 교환시기 검출은, 상기 공기필터(50)의 필터면에서 반사되는 광의 반사율에 따른 상기 수광소자(70c)의 출력신호의 레벨변화에 따라 수행될 수 있다.

예를 들어 상기 공기필터(50) 먼지가 없을 경우에는 상기 발광소자(60b)에서 발광되고 상기 공기필터(50)를 반사하여 상기 수광소자(70b)에 도달하는 광의 양이 많을 것이다. 이는 대부분의 공기필터(50)의 면이 광의 반사가 잘되는 흰색계통으로 이루어져 있어 광을 잘 반사하기 때문이다. 그리고 상기 공기필터(50)에 먼지가 많을 경우에는 상기 공기필터(50)를 투과하여 상기 수광소자(70b)에 도달하는 광의 양이 적을 것이다. 일반적으로 먼지가 많을 경우 공기필터면이 검은색으로 변하므로 반사율이 그만큼 떨어지기 때문이다. 따라서 광반사율 변화에 따른 상기 수광소자(70c)의 출력신호의 레벨변화에 의해 공기필터의 교환시기를 검출할 수 있다.

가시광선을 이용하는 경우에 상기 발광소자(60c)로는 전구나 LED(발광다이오드, 적색, 녹색, 노랑색 등)이 사용될 수 있으며, 상기 수광소자(70c)로는 CdS 셀. CdSe 셀이나 광트랜지스터가 사용될 수 있다. 상기 CdS 셀 또는 상기 CdSe 셀은 광의 양에 따라 저항이 변화하는 성질을 가지고 있으며, 광트랜지스터는 광의 양에 따라 흐르는 전류가 변화하는 성질을 가진다.

그리고 자외선을 이용하는 경우에는 상기 발광소자(60c)로는 자외선 LED가 이용될 수 있으며, 상기 수광소자(70c)로는 자외선 센서가 이용될 수 있다. 여기서 자외선을 이용하는 경우에는 자외선에 의한 공기필터의 살균효과를 기대할 수 있다.

도 6 내지 도 8은 도 4와 같이 발광소자 및 수광소자가 배치되는 경우를 하나의 예로 하여 발광소자와 수광소자의 종류를 달리한 본 발명의 공기필터 교환시기 검출장치의 구성예들을 도시한 것이다.

도 6은 발광소자(62)로는 전구나 LED를 사용하고, 수광소자(72)로는 CdS 셀을 사용하는 경우이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 공기필터 교환시기 검출장치는 발광소자(62), 수광소자(72), 저항(R11,R21), 및 비교기(82)를 구비한다.

상기 발광소자(62)는 공기필터(50)의 외부의 상기 공기필터(50)로 외부공기가 유입되는 쪽에 배치된다. 상기 수광소자(72)는 상기 공기필터(50)에서 공기가 필터링되어 유출되는 쪽에 배치된다.

상기 저항(R11)은 상기 발광소자(62)의 광의 밝기를 조절하기 위한 것으로 전원전압단자(VCC)와 상기 발광소자(62) 사이에 배치되고, 상기 저항(R21)은 상기 수광소자(72)와의 전압분배를 위한 것으로 상기 전원전압단자(VCC)와 상기 수광소자(72)사이에 배치된다.

상기 비교기(82)는 기준레벨과 입력신호(V11)를 비교하여 비교신호(V21)를 출력한다.

상기 수광소자(72)의 출력신호 즉 상기 비교기(82)의 입력신호(V11)은 다음과 같이 주어진다. 즉 'V11=(VCC*Rs)/(R21+Rs)' 로 주어진다.

상기 수광소자(72)인 CdS는 광이 많은 경우에는 저항이 작아지고 광의 적어지면 저항이 증가하는 성질을 가진다. 따라서 상기 수광소자(72)의 저항 'Rs'는 상기 공기필터면을 통과하는 광의 세기에 의해 그 값이 결정된다.

상기 저항 'Rs'는 공기필터(50)면을 통과하는 광의 양이 많을수록 그 값이 감소하고, 광의 양이 적을수록 그 값이 증가한다. 따라서 상기 공기필터(50)에 먼지가 없는 경우에는 빛의 양이 증가하므로 저항 Rs가 감소하여 상기 비교기(82)의 입력이 되는 상기 수광소자(72)의 출력신호(V11)의 레벨은 작아지지만, 먼지가 많은 경우에는 광의 양이 감소하므로 저항 'Rs' 값이 증가하여 상기 비교기(82)의 입력이 되는 상기 수광소자(72)의 출력신호(V11)의 레벨은 커지게 된다.

따라서 상기 수광소자(72)의 출력신호(V11)의 레벨이 일정기준레벨 이상으로 커지게되면, 그 때를 공기필터 교환시기로써 검출할 수 있게 된다.

예를 들어, 비교기(82)의 기준전압은 먼지량을 고려하여 결정하고, 상기 기준전압보다 큰 전압이 입력되면 먼지량이 기준치보다 증가한 상태라고 인식하고, 먼지가 작아서 로우(low) 상태를 출력하고 있던 상기 비교기(82)에서는 하이(high) 상태의 비교신호(V21)를 출력하게 된다. 상기 비교신호(V21)는 자동차의 경우에는, 자동차의 뇌 역할을 수행하는 전자제어장치(ECU ; Electronic Control Unit)등의 제어장치에 전송하여 자동차에서 공기필터의 교환을 알리는 신호를 발생하도록 할 수 있다.

도 7은 발광소자(64)로는 전구나 LED를 사용하고, 수광소자(74)로는 광트랜지스터를 사용하는 경우이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 공기필터 교환시기 검출장치는 발광소자(64), 수광소자(74), 저항(R12,R22), 및 비교기(84)를 구비한다.

상기 발광소자(64)는 공기필터(50)의 외부의 상기 공기필터(50)로 외부공기가 유입되는 쪽에 배치된다. 상기 수광소자(74)는 상기 공기필터(50)에서 공기가 필터링되어 유출되는 쪽에 배치된다.

상기 저항(R12)은 상기 발광소자(64)의 광의 밝기를 조절하기 위한 것으로 전원전압단자(VCC)와 상기 발광소자(64) 사이에 배치되고, 상기 저항(R22)은 상기 수광소자(74)와의 전압분배를 위한 것으로 상기 전원전압단자(VCC)와 상기 수광소자(74)사이에 배치된다.

상기 비교기(84)는 기준레벨과 입력신호(V12)를 비교하여 비교신호(V22)를 출력한다.

상기 공기필터(50)에 먼지가 없는 경우에는 광이 잘 투과되어 상기 수광소자(74)인 광트랜지스터에 흐르는 전류(I12)가 증가하지만, 먼지가 많아질수록 광이 차단되므로 상기 광트랜지스터(74)에 흐르는 전류(I12)는 감소한다.

이때 상기 비교기(84)의 입력신호(V12)는 다음과 같이 주어진다. 즉 'V12=VCC-R22*I12' 로 주어진다.

상기 수광소자(74)인 광트랜지스터에 흐르는 전류 'I12' 는 공기필터(50)면을 통과하는 광의 세기에 의하여 결정된다. 전류 'I12' 는 공기필터면(50)을 통과 하는 광의 양이 많을수록 전류량이 증가하고, 광의 양이 적을수록 전류량이 감소한다. 따라서 필터면에 먼지가 없는 경우에는 광의 양이 증가하므로 전류 'I12'가 증가하여 상기 비교기(84)의 입력신호(V12)의 레벨이 작아지지만, 먼지가 많은 경우에는 광의 양이 감소하므로 전류' I12'가 감소하여 상기 비교기(84)의 입력신호(V12)의 레벨이 증가하게 된다. 따라서 상기 비교기(84)의 입력신호(V12)의 레벨 값을 중심으로 먼지의 양을 판단할 수 있다.

예를 들어, 비교기(84)의 기준전압은 먼지량을 고려하여 결정하고, 상기 기준전압보다 큰 전압(V12)이 입력되면 먼지량이 기준치보다 증가한 상태라고 인식하고, 먼지가 작아서 로우(low) 상태를 출력하고 있던 상기 비교기(84)에서는 하이(high) 상태의 비교신호(V22)를 출력하게 된다. 상기 비교신호(V22)는 자동차의 경우에는, 자동차의 뇌 역할을 수행하는 전자제어장치(ECU ; Electronic Control Unit)등의 제어장치에 전송하여 자동차에서 공기필터의 교환을 알리는 신호를 발생하도록 할 수 있다.

도 8은 발광소자(66)로는 자외선 LED를 사용하고, 수광소자(76)로는 자외선 센서를 사용하는 경우이다. 여기서 자외선을 이용하는 경우에는 자외선에 의한 공기필터의 살균효과를 기대할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 공기필터 교환시기 검출장치는 발광소자(66), 수광소자(76), 저항(R13,R23), 및 비교기(86)를 구비한다.

상기 발광소자(66)는 공기필터(50)의 외부의 상기 공기필터(50)로 외부공기가 유입되는 쪽에 배치된다. 상기 수광소자(76)는 상기 공기필터(50)에서 공기가 필터링되어 유출되는 쪽에 배치된다.

상기 저항(R13)은 상기 발광소자(66)의 광의 밝기를 조절하기 위한 것으로 전원전압단자(VCC)와 상기 발광소자(66) 사이에 배치되고, 상기 저항(R23)은 상기 수광소자(76)와의 전압분배를 위한 것으로 상기 전원전압단자(VCC)와 상기 수광소자(76)사이에 배치된다.

상기 비교기(86)는 기준레벨과 입력신호(V13)를 비교하여 비교신호(V23)를 출력한다.

상기 공기필터(50)에 먼지가 없는 경우에는 자외선광이 잘 투과되어 상기 수광소자(74)인 자외선센서에 흐르는 전류(I13)가 증가하지만, 먼지가 많아질수록 자외선 광이 차단되므로 상기 수광소자(76)에 흐르는 전류(I13)는 감소한다.

이때 상기 비교기(86)의 입력신호(V13)는 다음과 같이 주어진다. 즉 'V13=VCC-R23*I13' 로 주어진다.

상기 수광소자(76)인 자외선 센서에 흐르는 전류 'I13' 는 공기필터(50)면을 통과하는 광의 세기에 의하여 결정된다. 자외선 센서에 흐르는 전류 'I13' 는 공기필터면(50)을 통과하는 광의 양이 많을수록 전류량이 증가하고, 광의 양이 적을수록 전류량이 감소한다.

따라서 필터면(50)에 먼지가 없는 경우에는 광의 양이 증가하므로 전류 'I12'가 증가하여 상기 비교기(86)의 입력신호(V13)의 레벨이 작아지지만, 먼지가 많은 경우에는 광의 양이 감소하므로 전류' I13'가 감소하여 상기 비교기(86)의 입력신호(V13)의 레벨이 증가하게 된다. 따라서 상기 비교기(86)의 입력신호(V13)의 레벨 값을 중심으로 먼지의 양을 판단할 수 있다.

예를 들어, 비교기(86)의 기준전압은 먼지량을 고려하여 결정하고, 상기 기준전압보다 큰 전압(V13)이 입력되면 먼지량이 기준치보다 증가한 상태라고 인식하고, 먼지가 작아서 로우(low) 상태를 출력하고 있던 상기 비교기(86)에서는 하이(high) 상태의 비교신호(V22)를 출력할 수 있다. 상기 비교신호(V22)는 자동차의 경우에는, 자동차의 뇌 역할을 수행하는 전자제어장치(ECU ; Electronic Control Unit)등의 제어장치에 전송되어 자동차에서 공기필터의 교환을 알리는 신호를 발생하도록 할 수 있다.

도 6 내지 도 8에서는 발광소자 및 수광소자가 도 4와 같은 배치구조를 갖는 경우에 적용되는 공기필터 교환시기 검출장치의 구현예들을 설명하고 있다. 그러나 도 3 및 도 5와 같이 발광 소자 및 수광소자가 배치되는 경우에도, 도 6 내지 도 8에서 설명한 바와 같은 동일한 원리에 의해 다양한 공기필터 교환시기 검출장치의 구현예들을 구성할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 당연한 것이다.

상술한 공기필터 교환시기 검출장치는, 에이콘, 공기청정기, 자동차를 포함하여, 공기필터를 채용하는 모든 장치나 기기에 이용될 수 있음은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 자명한 것이다. 또한 상기 공기필터 교환시기 검출장치는, 필터의 교환시기 뿐 아니라 청소시기를 알릴 수도 특정 먼지양을 측정할 수도 있다.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조 로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

도 1은 자동차의 공기 흡입 경로를 나타낸 도면이고,

도 2는 일반적인 공기필터의 구조를 나타낸 도면이고,

도 3 내지 도 5는 발광소자 및 수광소자의 배치구조를 나타낸 도면들이고,

도 6 내지 도 8은 발광소자와 수광소자의 종류를 달리한 본 발명의 공기필터 교환시기 검출장치의 구성예들을 도시한 것이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

50 : 공기필터 62 : 발광소자

72 : 수광소자 R11,R21 : 저항

82 : 비교기

Claims (8)

1. 공기필터 교환시기 검출장치에 있어서:

   광이 없는 곳에 배치되고 복수의 필터면들을 구비한 상기 공기필터의 적어도 하나의 특정 필터면에, 자외선 또는 가시광선을 포함하는 광을 발생하여 조사하는 발광소자와;

   상기 발광소자에서 발광되어 상기 공기필터의 적어도 하나의 특정 필터면을 투과하거나 반사되는 광을 수광하고 이에 대응되는 출력신호를 발생하는 수광소자와;

   상기 수광소자로부터 출력되는 출력신호의 레벨과 미리 정의된 기준레벨을 비교하고 그 결과를 비교신호로써 출력하는 비교기를 구비함을 특징으로 하는 공기필터 교환시기 검출장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 발광소자와 상기 수광소자는,

   상기 복수의 필터면들이 주름구조의 구성을 가지는 공기필터에서, 공기가 필터링되어 유출되는 쪽의 필터면들 중 서로 인접되고 마주보는 두개의 필터면들 사이의 V자 공간을 사이에 두고 배치되며, 상기 V자공간의 광투과율변화에 따른 상기 수광소자의 출력신호의 레벨변화에 따라 공기필터 교환시기를 검출함을 특징으로 공기필터 교환시기 검출장치.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 발광소자와 상기 수광소자는, 상기 발광소자와 상기 수광소자를 연결하며, 광을 전달하지 못하는 재질을 가지는 고정대에 의해 고정되며 부착됨을 특징으로 하는 공기필터 교환시기 검출장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 발광소자는 상기 공기필터로 외부공기가 유입되는 쪽에 배치하고, 상기 수광소자는 상기 공기필터에서 공기가 필터링되어 유출되는 쪽에 배치되며, 광의 투과량에 따른 상기 수광소자의 출력신호의 레벨변화에 따라 공기필터 교환시기를 검출함을 특징으로 하는 공기필터 교환시기 검출장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 발광소자 및 상기 수광소자는 상기 공기필터에서 공기가 필터링되어 유출되는 쪽에 배치되며, 상기 공기필터의 필터면에서 반사되는 광의 반사율에 따른 상기 수광소자의 출력신호의 레벨변화에 따라 공기필터 교환시기를 검출함을 특징으로 하는 공기필터 교환시기 검출장치.
6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 발광소자는 가시광선을 발생하는 전구 또는 LED이며, 상기 수광소자는 CdS 셀 또는 CdSe 셀임을 특징으로 하는 공기필터 교환시기 검출장치.
7. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 발광소자는 가시광선을 발생하는 전구 또는 LED이며, 상기 수광소자는 광트랜지스터임을 특징으로 하는 공기필터 교환시기 검출장치.
8. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 발광소자는 자외선 LED이며, 상기 수광소자는 자외선 센서임을 특징으로 하는 공기필터 교환시기 검출장치.

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