KR20100091779A - 역류방지구가 형성된 매연 측정기의 샘플링 셀 - Google Patents

역류방지구가 형성된 매연 측정기의 샘플링 셀 Download PDF

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Abstract

본 발명은 승용차, 트럭 또는 오토바이의 배기관에서 배출되는 배기가스의 오염도를 측정하는 매연 측정기에 관한 것으로서 특히, 매연 측정기의 샘플링 셀에 역류 방지구를 구성함으로써 배기가스의 오염도를 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 구성된 매연 측정기의 샘플링 셀에 관한 것이다.
본 발명은 중앙에 유입관이 형성된 관 형태의 유동관과; 상기 유동관의 일측에 형성되고, 내부에 발광구가 설치되며, 에어블로우 홀 및 배출구가 형성된 발광파트와; 상기 유동관의 타측에 형성되고, 내부에 렌즈와 센서가 장착되며, 에어블로우 홀 및 배출구가 형성된 수광파트와; 상기 발광파트의 에어블로우 홀 내측 유동관 입구에 형성된 막음구;를 포함하여 구성됨으로써, 압축공기가 유동관 내부로 유입되지 않기 때문에 보다 정밀한 배기가스의 오염도 측정이 가능하다.
매연, 매연측정, 샘플링 유니트, 샘플링 셀

Description

역류방지구가 형성된 매연 측정기의 샘플링 셀 {Air backward flow preventor device for smoke tester}
본 발명은 승용차, 트럭 또는 오토바이의 배기관에서 배출되는 배기가스의 오염도를 측정하는 매연 측정기에 관한 것으로서 특히, 매연 측정기의 샘플링 셀에 역류 방지구를 구성함으로써 배기가스의 오염도를 보다 정밀하게 측정할 수 있도록 구성된 매연 측정기의 샘플링 셀에 관한 것이다.
산업사회가 고도로 발달함에 따라 교통수단이 발달하게 되고, 그에 따라 여러 가지 운송수단이 사용되고 있다. 대표적인 운송수단으로서 승용차, 버스, 트럭, 기차 및 배가 사용되고 있고 이러한 운송수단은 대부분 내연기관을 작동에 의해 운행되어 지고 있다.
내연기관은 밀폐된 실린더 속에 연료와 공기의 혼합기(混合氣)를 가두고, 압축 점화하여 연료 속의 탄소를 급속히 연소시켜 발생하는 폭발력으로 동력을 발생시키는 것으로서 이 과정에서 여러 가지 오염물질을 다량 배출하고 있고, 이러한 오염물질이 현대의 가장 큰 환경오염의 원인이 되고 있다.
따라서, 여러 국가에서는 내연기관에서 배출되는 오염물질의 양을 규제하고 있고, 이를 위해 내연기관에서 배출되는 배기가스의 오염물질을 측정하는 매연 측적장치가 사용되고 있다.
도 1은 광 투과식 매연 측정장치를 이용하여 자동차에서 배출되는 매연가스의 오염도를 측정하고 있는 도면이다. 자동차의 배기관(4)으로부터 배출되는 배기가스를 호스(3)를 통해 샘플링유니트(2)에 포집하고, 샘플링유니트(2)에서 매연가스의 오염도를 측정하여 전기신호를 분석기(1)에 송신하면 매연가스의 오염도를 측정하는 것이다.
상기 샘플링유니트(2)의 내부에 도 2에 도시한 바와 같은 샘플링 셀(10)이 장착되어 상기 샘플링 셀(10)에서 매연가스의 오염도를 측정한다.
상기 샘플링 셀(10)은 도 2에 도시한 바와 같이 중앙에 유입관(21)이 형성된 유동관(20)과, 상기 유동관(20)의 일측에 형성된 발광파트(30)와, 상기 유동관(20)의 타측에 형성된 수광파트(40)로 구성된다.
이러한 샘플링 셀(10)의 내부 구조를 상세히 살펴보면, 도 3에 도시한 바와 같이, 발광파트(30)의 내부에 LED등의 발광구(33)가 설치되고, 수광파트(40)의 내부에는 렌즈(43)와 센서(44)가 설치된다.
상기 샘플링 셀(10)의 유입관(21)으로 배기가스가 유입되면, 배기가스는 유동관(20)의 양측으로 유동하며 각각 발광파트(30)와 수광파트(40)의 배출구(32)(42)로 배출되고 이때, 발광파트(30)의 발광구(33)에서 방사된 빛이 배 기가스가 유동하고 있는 유동관(20)을 통해 수광파트(40)의 렌즈(43)를 통해 센서(44)에 도달하게 되며, 상기 센서(44)에서는 도달한 빛의 강도를 계산하여 전기신호를 분석기(1)에 송신함으로써 배기가스의 오염도를 측정하는 것이다.
이때, 배기가스가 유입관(21)을 통해 유입되어 발광파트(30)와 수광파트(40)의 배출구(32)(42)로 배출되는 과정에서 배기가스의 오염물질이 발광구(33) 또는 렌즈(43)의 표면에 묻어 배기가스의 정확한 오염 측정값을 측정할 수 없게 되는 것을 방지하기 위하여 도 3에 도시한 바와 같이 발광파트(30)와 수광파트(40)의 에어블로우 홀(31)(41)로 압축공기를 분사하여 유입관(21)으로 유입된 배기가스의 오염물질이 발광구(33)와 렌즈(43)의 표면에 묻지 않고 발광파트(30)와 수광파트(40)의 각 배출구(32)(42)로 배출되도록 한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 샘플링 셀(10)은 에어블로우 홀(31)(41)로 분사된 압축공기의 일부가 유동관(20)의 내부로 유입되면서 배기가스의 정밀한 오염도 측정이 힘들고, 심한 측정오차가 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 샘플링 셀의 발광파트와 수광파트의 에어블로우 홀로 분사된 압축공기가 유동관 내부로 유입되지 않도록 하여 배기가스의 정밀한 오염도 측정이 가능한 샘플링 셀을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 매연측정기의 샘플링 셀은 중앙에 유입관이 형성된 관 형태의 유동관과; 상기 유동관의 일측에 형성되고, 내부에 발광구가 설치되며, 에어블로우 홀 및 배출구가 형성된 발광파트와; 상기 유동관의 타측에 형성되고, 내부에 렌즈와 센서가 장착되며, 에어블로우 홀 및 배출구가 형성된 수광파트와; 상기 발광파트의 에어블로우 홀 내측 유동관 입구에 형성된 막음구;를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 수광파트의 에어블로우 홀 내측 유동관 입구에 형성된 막음구를 더 포함하여 구성된다.
또한, 상기 막음구의 단면 형상은 원형, 사각형 또는 곡률을 지닌 판형 중 어느 하나로 형성될 수 있고, 상기 유동관의 외부에는 발열필름이 권취되어 구성될 수 있으며, 상기 에어블로우 홀에 분사되는 압축공기는 소정 온도 이상 가열되어 분사되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 발광파트와 수광파트의 유동관 입구측에 압축공기가 유입되지 않도록 막음구를 구성함으로써, 압축공기가 유동관 내부로 유입되지 않기 때문에 보다 정밀한 배기가스의 오염도 측정이 가능하다.
이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명에 의한 샘플링 셀을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 샘플링 셀의 내부를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 샘플링 셀의 내부 흐름을 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 샘플링 셀을 도시한 사시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 샘플링 셀(100)은 유입관(121)이 형성된 유동관(120)과, 상기 유동관(120)의 일측에 형성되어 내부에 발광구(133)가 설치된 발광파트(130)와, 상기 유동관(120)의 타측에 형성되어 내부에 렌즈(143)와 센서(144)가 설치된 수광파트(144)로 구성된다.
상기 유동(120)관의 유입구(121)로 측정할 배기가스가 유입되고, 유입된 배기가스는 유동관(120)의 양측으로 분배되어 흐르면서 상기 발광구(133)의 빛에 의해 오염도가 측정되는 것이다.
상기 유동관(120)의 일측에 형성된 발광파트(130)는 내부에 LED 등의 발광구(133)가 설치되고, 발광파트(130)의 일측에는 에어블로우 홀(131)이 형성되 며, 발광파트(130)의 타측에는 배출구(132)가 형성되며, 상기 발광파트(130)의 에어블로우 홀(131) 내부의 유동관(120) 입구 측에는 도 4에 도시한 바와 같이 막음구(134)가 형성된다.
그리고, 상기 유동관(120)의 타측에 형성된 수광파트(140)는 내부에 렌즈(143)와 센서(144)가 설치되고, 수광파트(140)의 일측에는 에어블로우 홀(141)이 형성되며, 수광파트(140)의 타측에는 배출구(142)가 형성되고, 상기 수광파트(140)의 에어블로 홀(141) 내부의 유동관(120) 입구 측에는 도 5에 도시한 바와 같이 막음구(145)가 형성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작동을 상세히 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이 유동관(120)의 유입관(121)을 통해 유입된 배기가스는 양측으로 갈라져 유동관(120) 내부를 충전하며 유동하여 발광파트(130)와 수광파트(140)의 배출구(132)(142)를 통해 배출된다. 이때, 발광파트(130)의 발광구(133)에서 빛이 방사되어 배기가스가 충전된 유동관(120)을 통해 수광파트(140)의 렌즈(143)에 의해 굴절되어 센서(144)에 집중되고, 상기 센서(144)는 수광된 빛의 강도를 측정하여 이를 전기신호로 변환하여 송신한다.
상기 발광구(133)는 통상 LED가 주로 사용되고 있고, 센서(144)는 포토다이오드가 주로 사용되고 있다.
그리고, 유동관(120) 내부의 배기가스가 배출구(132)(142)로 배출되는 과정에서 발광구(133)와 렌즈(143)의 표면에 오염물질이 접촉하여 퇴적되는 것을 방지 하기 위하여, 발광파트(130)와 수광파트(140)의 에어블로우 홀(131)(141)을 통해 압축공기를 분사함으로써 분사된 압축공기와 배기가스가 배출구(135)(142)를 통해 샘플링 셀(100)의 외부로 배출하도록 한다.
이때, 에어블로우 홀(131)(141)을 통해 분사된 압축공기가 유동관(120) 내부로 유입되어 배기가스의 오염도를 정확하게 측정하지 못하는 것을 방지하기 위하여, 발광파트(130)와 수광파트(140)의 에어블로우 홀(131)(141)의 내부 유동관(120) 입구측에 봉 형태의 막음구(134)(145)를 형성함으로써, 분사된 압축공기가 유동관(120) 내부로 유입되는 것을 방지한다.
상기 막음구(134)(145)는 발광파트(130) 또는 수광파트(140) 중 어느 한 쪽에만 설치하여도 무방하지만, 보다 정확한 배기가스의 오염도 측정을 위해서는 발광파트(130)와 수광파트(140) 모두 설치하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 봉 형태의 막음구(134)(145)는 단면형상이 원형, 사각형 또는 곡률이 있는 판형태로도 가능하다.
상기 샘플링 셀(100)을 이용하여 추운 겨울날 매연을 측정할 때는 샘플링 셀(100)의 내부에 결로현상이 생기는 것을 방지하기 위하여 도 6에 도시한 바와 같이 발열필름(150)을 유동관(120)에 권취함으로써 추운 겨울날 유동관(120)의 내부에 결로현상의 발생을 방지하여 정확한 배기가스의 오염을 측정할 수 있는 것이다.
즉, 추운 겨울날 매연을 측정하기 전에 상기 발열필름(150)에 전원을 인가하여 샘플링 셀(100)의 유동관(120) 온도를 60℃ 이상으로 가열한 후 배기가스의 오염도를 측정함으로써 결로현상을 방지하여 정확한 측정이 가능하다. 또한 봉 형태 의 열선을 사용하는 것보다 필름 형태의 열선을 유동관(120)에 권취하는 구성이 유동관(120)을 고르게 가열할 수 있기 때문에 보다 정확한 배기가스의 오염 측정에 유리하다.
또한, 추운겨울에는 에어블로우 홀(131)(141)에 분사하는 압축공기도 가열하여 60℃ 이상의 압축공기를 분사함으로써 발광파트(130)의 발광구(133)와 수광파트(140)의 렌즈(143) 표면에 결로현상이 생기는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
도 1은 매연 측정기의 사용상태를 도시한 상태도.
도 2는 샘플링 셀의 사시도.
도 3은 종래 샘플링 셀의 내부를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 샘플링 셀의 내부를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 샘플링 셀의 내부 흐름을 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 샘플링 셀을 도시한 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 샘플링 셀
120 : 유동관
121 : 유입관
130 : 발광파트
131,141 : 에어블로우 홀
132,142 : 배출구
133 : 발광구
134,145 : 막음구
140 : 수광파트
143 : 렌즈
144 : 센서

Claims (5)

  1. 중앙에 유입관(121)이 형성된 관 형태의 유동관(120)과;
    상기 유동관(120)의 일측에 형성되고, 내부에 발광구(133)가 설치되며, 에어블로우 홀(131) 및 배출구(132)가 형성된 발광파트(130)와;
    상기 유동관(120)의 타측에 형성되고, 내부에 렌즈(143)와 센서(144)가 장착되며, 에어블로우 홀(141) 및 배출구(142)가 형성된 수광파트(140)와;
    상기 발광파트(130)의 에어블로우 홀(131) 내측 유동관(120) 입구에 형성된 막음구(134);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 역류 막음구가 형성된 매연 측정기의 샘플링 셀.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수광파트(140)의 에어블로우 홀(141) 내측 유동관(120) 입구에 형성된 막음구(145)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 역류 막음구가 형성된 매연 측정기의 샘플링 셀.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 막음구(134)(145)의 단면 형상은 원형, 사각형 또는 곡률을 지닌 판형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 역류 막음구가 형성된 매연 측정기의 샘플링 셀.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 유동관(120)의 외부에는 발열필름(150)이 권취된 것을 특징으로 하는 역류 막음구가 형성된 매연 측정기의 샘플링 셀.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 에어블로우 홀(131)(141)에 분사되는 압축공기는 소정 온도 이상 가열되어 분사되는 압축공기인 것을 특징으로 하는 역류 막음구가 형성된 매연 측정기의 샘플링 셀.
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