KR20120124738A - 먼지센서용 테스트 베드 - Google Patents

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KR20120124738A
KR20120124738A KR1020110042571A KR20110042571A KR20120124738A KR 20120124738 A KR20120124738 A KR 20120124738A KR 1020110042571 A KR1020110042571 A KR 1020110042571A KR 20110042571 A KR20110042571 A KR 20110042571A KR 20120124738 A KR20120124738 A KR 20120124738A
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경희대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 먼지센서가 먼지량과 유속을 정확하게 측정하는지 평가할 수 있는 먼지센서용 테스트 베드에 관한 것이다. 본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드는, 검사대상 먼지센서의 먼지량 검출 정확도를 평가하기 위한 것으로, 내부에 공기가 순환할 수 있는 순환 유로가 마련된 폐회로관, 순환 유로 내에서 공기를 강제 순환시키기 위해 순환 유로 내에 설치되는 송풍기, 순환 유로에서 순환하는 공기 중에 함유된 먼지의 기준 먼지량을 검출하기 위한 먼지량 검출센서, 먼지량 검출센서 및 검사대상 먼지센서로부터 감지 신호를 수신하여 처리하는 제어기, 검사대상 먼지센서를 폐회로관에 착탈 가능하게 장착하기 위한 장착장치를 포함한다. 본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드는 검사대상 먼지센서의 측정 정확도를 신속하고 간단하게 평가할 수 있다.

Description

먼지센서용 테스트 베드{Test bed for dust sensor}
본 발명은 먼지센서용 테스트 베드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흡입 공기 중에 함유된 먼지를 검출하기 위해 진공청소기에 설치되는 먼지센서의 측정 정확도를 평가할 수 있는 먼지센서용 테스트 베드에 관한 것이다.
진공청소기는 진공모터를 이용하여 강한 흡입력을 발생시켜 피청소면에 있는 먼지나 오물을 빨아들임으로써 피청소면을 청소하는 장치이다. 진공청소기는 크게 청소기의 흡입구를 통해 먼지를 흡입하고 집진된 먼지봉투를 교환하는 일반 방식과 진공모터로 빨아들인 공기를 내부에서 회전시켜 원심력으로 먼지를 분리함으로써 먼지봉투가 필요없는 싸이클론 방식으로 구분할 수 있다. 또한 진공청소기는 구조에 따라 실린더형 진공청소기, 업라이트형 진공청소기, 포트형 진공청소기, 스틱형 진공청소기, 휴대형 진공청소기, 로봇 진공청소기 등으로 구분하기도 한다.
진공청소기로 피청소면을 청소할 때, 비교적 큰 먼지나 눈에 잘 띄는 오염물로 더럽혀진 구역에서는 사용자가 피청소면의 먼지 유무를 파악하기 쉬어 피청소면을 쉽게 청소할 수 있지만, 눈에 잘 띄지 않는 미세한 먼지로 더럽혀진 구역에서는 먼지를 남겨두기 쉽다.
이러한 문제를 해결하기 위해 흡입되는 공기 중의 먼지를 감지하여 피청소면의 먼지 유무를 사용자에게 알려주는 먼지센서가 장착된 진공청소기가 출시되고 있다. 먼지센서는 청소시 공기와 함께 흡입되는 먼지나 오물을 감지하여 먼지의 흡입 여부를 발광램프 등의 표시장치를 통해 사용자에게 알리도록 구성된다. 사용자는 청소시 표시장치에 표시되는 먼지 유무, 또는 먼지량을 확인하면서 눈에 잘 띄지 않는 미세 먼지나 오염물을 제거할 수 있고, 청소 완료 여부를 결정할 수 있다. 먼지센서로는 빛을 발생하는 발광부와 발광부의 빛을 수광하는 수광부를 포함하는 광학센서가 주로 이용되며, 수광부로 입사되는 빛의 세기에 따라 먼지량을 출력하게 된다.
흡입되는 공기 중에 함유된 먼지를 감지함에 있어서 흡입 공기의 유속을 고려하지 않으면 먼지량에 대한 정확한 정보를 사용자에게 제공할 수 없다. 예컨대, 동일한 피청소면을 청소한다고 할 때, 흡입 공기의 유속이 빠르면 먼지 센서가 단위 시간 동안 검출하는 먼지량이 많고, 흡입 공기의 유속이 느리면 먼지 센서가 단위 시간 동안 검출하는 먼지량이 상대적으로 적어진다. 따라서, 동일한 피청소면에 대해서 진공청소기가 고속으로 작동될 때 검출되는 먼지량이 저속으로 작동할 때보다 상대적으로 많게 나타나 사용자가 피청소면에 대한 오염 정도를 잘못 판단할 수 있다. 이러한 이유로 흡입 공기 중에 함유된 먼지량에 대한 정보를 정확하게 제공하기 위해서 먼지센서는 먼지량 뿐만 아니라 공기의 유속도 검출하여 유속을 고려한 먼지량을 사용자에게 제공할 필요가 있다.
진공청소기의 작동시 먼지량뿐만 아니라 공기의 유속을 검출하더라도 먼지량과 유속을 제대로 측정하지 못하면 먼지량에 대한 정확한 정보를 사용자에게 제공할 수 없다. 따라서, 먼지센서에 있어 무엇보다 중요한 것은 먼지량과 유속을 정확하게 측정하는 것이며, 이를 위해서는 먼지센서의 개발시 만들어진 먼지센서가 정확한 먼지량과 유속을 측정하는지 평가할 필요가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 먼지센서가 먼지량과 유속을 정확하게 측정하는지 평가할 수 있는 먼지센서용 테스트 베드를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 먼지센서용 테스트 베드는, 검사대상 먼지센서의 먼지량 검출 정확도를 평가하기 위한 것으로, 내부에 공기가 순환할 수 있는 순환 유로가 마련된 폐회로관, 상기 순환 유로 내에서 공기를 강제 순환시키기 위해 상기 순환 유로 내에 설치되는 송풍기, 상기 순환 유로에서 순환하는 공기 중에 함유된 먼지의 기준 먼지량을 검출하기 위한 먼지량 검출센서, 상기 먼지량 검출센서 및 상기 검사대상 먼지센서로부터 감지 신호를 수신하여 처리하는 제어기, 상기 검사대상 먼지센서를 상기 폐회로관에 착탈 가능하게 장착하기 위한 장착장치를 포함한다.
본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드는, 상기 순환 유로에서 순환하는 공기의 기준 유속을 측정하기 위한 유속계를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 유속계로부터 감지 신호를 수신하여 처리할 수 있다.
상기 폐회로관은 내부에 유로가 마련된 몸체 및 상기 몸체의 양쪽 끝단에 배치되는 플랜지부를 갖는 중공관이 복수로 연결되어 이루어지고, 상기 복수의 중공관 중에서 서로 이웃하는 두 개의 중공관은 각각의 끝단에 배치된 플랜지부에 고정되는 고정장치에 의해 상호 분리 가능하게 결합될 수 있다.
상기 장착장치는 상기 복수의 중공관 중에서 서로 이웃하는 두 개의 중공관 사이에 개재되는 장착 지그를 포함하고, 상기 장착 지그는 상기 중공관의 유로와 함께 상기 순환 유로를 구성하는 연결 유로 및 상기 연결 유로와 연결되는 연결홈을 갖는 지그 몸체를 구비하며, 상기 검사대상 먼지센서는 상기 연결홈을 통해 상기 순환 유로 중으로 노출될 수 있다.
상기 먼지량 검출센서는 상기 연결홈을 통해 상기 순환 유로 중으로 노출될 수 있다.
본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드는 상기 연결홈에 결합되어 상기 검사대상 먼지센서를 상기 순환 유로 내에 위치하도록 지지하는 지지부재를 더 포함할 수 있다.
상기 장착장치는 상기 복수의 중공관 중에서 서로 이웃하는 두 개의 중공관 사이에 개재되는 장착 지그를 포함하고, 상기 장착 지그는 상기 중공관의 유로와 함께 상기 순환 유로를 구성하는 연결 유로를 갖는 지그 몸체 및 상기 검사대상 먼지센서를 상기 순환 유로의 중간에 배치하기 위해 상기 검사대상 먼지센서를 지지할 수 있도록 상기 지그 몸체의 내부에 구비되는 지지대를 포함할 수 있다.
상기 지그 몸체에는 나사 구멍이 마련되고, 상기 나사 구멍에는 상기 지지대에 놓이는 검사대상 먼지센서를 가압하여 고정하기 위한 가압부재가 나사 결합될 수 있다.
상기 지지대는 상기 검사대상 먼지센서가 놓이는 지지판 및 상기 지지판에 놓이는 상기 검사대상 먼지센서를 고정하기 위한 파지부를 포함할 수 있다.
상기 플랜지부에는 상기 유로를 둘러싸도록 수용홈이 마련되고, 상기 수용홈에는 서로 접촉하는 두 개의 플랜지부 사이를 실링하기 위한 실링부재가 수용될 수 있다.
상기 플랜지부에는 관통구멍이 마련되고, 상기 고정장치는 상기 플랜지부의 관통구멍에 결합되는 볼트 및 상기 볼트의 끝단에 나사 결합되는 너트를 포함할 수 있다.
상기 폐회로관은 투명할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 먼지센서용 테스트 베드는, 검사대상 먼지센서의 먼지량 검출 정확도를 평가하기 위한 것으로, 유로를 갖는 몸체 및 상기 몸체의 양쪽 끝단에 배치되는 플랜지부를 갖는 중공관이 복수로 연결되어 내부에 공기가 순환할 수 있는 순환 유로가 마련된 폐회로관, 상기 순환 유로 내에서 공기를 강제 순환시키기 위해 상기 순환 유로 내에 설치되는 송풍기, 상기 순환 유로 내에서 순환하는 공기 중에 함유된 먼지의 기준 먼지량을 검출하기 위한 먼지량 검출센서, 상기 먼지량 검출센서 및 상기 검사대상 먼지센서로부터 감지 신호를 수신하여 처리하는 제어기, 상기 중공관을 서로 연결하기 위한 복수의 고정장치를 포함하고, 상기 복수의 중공관 중에서 적어도 어느 하나의 외면에는 상기 순환 유로와 연결되는 연결홈이 형성된 장착부가 마련되고, 상기 먼지량 검출센서 및 상기 검사대상 먼지센서는 상기 장착부에 장착된다.
본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드는 상기 장착부에 장착되어 상기 순환 유로에서 순환하는 공기의 기준 유속을 측정할 수 있는 유속계를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 유속계로부터 감지 신호를 수신하여 처리할 수 있다.
본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드는 검사대상 먼지센서의 측정 정확도를 신속하고 간단하게 평가할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드는 구조가 간단하여 저비용으로 검사대상 먼지센서의 측정 정확도를 평가할 수 있다.
또한 본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드는 조립식으로 이루어짐으로써 부품의 수리나 교체가 용이하고, 관리가 편하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 중요부를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 폐회로관 연결부를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 장착 지그를 통해 먼지량 검출센서가 장착된 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 장착 지그를 통해 유속계가 장착된 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 장착 지그에 마개가 결합된 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 장착 지그의 변형예를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 장착 지그를 통해 검사대상 먼지센서가 장착된 상태를 나타낸 것이다.
도 9는 검사대상 먼지센서를 장착하기 위한 장착 지그의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 10은 검사대상 먼지센서를 장착하기 위한 장착 지그의 변형예를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 중공관을 발췌하여 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 중공관에 먼지량 검출센서가 장착된 상태를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 중공관에 유속계가 장착된 상태를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 중공관에 검사대상 먼지센서가 장착된 상태를 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드를 개략적으로 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 중요부를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 폐회로관 연결부를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 장착 지그를 통해 먼지량 검출센서가 장착된 상태를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드의 장착 지그를 통해 유속계가 장착된 상태를 나타낸 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드(100)는 검사대상 먼지센서(134)의 먼지량 검출 정확도 및 유속 검출 정확도를 평가하기 위한 것으로, 내부에 공기가 순환할 수 있는 순환 유로(111)가 마련된 폐회로관(110), 순환 유로(111) 내에서 공기를 강제 순환시키기 위한 송풍기(124), 순환 유로(111)에서 순환하는 공기 중에 함유된 먼지의 기준 먼지량을 검출하기 위한 먼지량 검출센서(126), 순환 유로(111)에서 순환하는 공기의 기준 유속을 측정하기 위한 유속계(128), 테스트 시의 전체적인 동작을 제어하는 제어기(130)를 포함한다. 제어기(130)는 먼지량 검출센서(126), 유속계(128) 및 검사대상 먼지센서(134)로부터 감지 신호를 수신하여 이를 처리하고, 송풍기(124)나 디스플레이(132)의 동작을 제어한다. 제어기(130)가 수신하는 감지 신호나 데트스 베드(100)의 동작에 대한 각종 정보는 디스플레이(132)에 표시될 수 있다.
도 3에 도시된 것과 같이, 폐회로관(110)은 복수의 중공관(112)이 연결되어 이루어진 것으로, 중공관(112)은 내부에 유로(114)가 마련된 몸체(113) 및 몸체(113)의 양쪽 끝단에 배치되는 플랜지부(115)를 구비한다. 플랜지부(115)는 몸체(113)의 끝단 둘레에 배치되며, 한쪽 플랜지부(115)에서 다른 쪽 플랜지부(115)까지 연장된다. 중공관(112)은 유리나 플라스틱 등 투명한 소재로 이루어지는 것이 좋다. 중공관(112)이 투명한 소재로 이루어져 폐회로관(110)이 전체적으로 투명하면, 실험자가 순환 유로(111)를 따라 순환하는 공기 중의 먼지 농도를 육안으로 직접 확인할 수 있다.
중공관(112)은 유로(114)가 직선으로 이루어진 직선형과 유로(114)가 곡선으로 이루어진 곡선형으로 구분할 수 있다. 곡선형의 중공관(112)은 완만한 곡률을 갖는 형상으로 이루어지며, 그 내부를 따라 유동하는 공기가 난류 발생없이 원활하게 유동 방향을 바꿀 수 있도록 공기를 가이드한다. 복수의 중공관(112) 중에서 서로 이웃하는 두 개의 중공관(112)은 각각의 끝단에 배치된 플랜지부(115)에 고정되는 고정장치(120)에 의해 상호 분리 가능하게 결합된다.
플랜지부(115)는 유로(114)의 외측에 배치되는 수용홈(116)과 수용홈(116)의 외측에 배치되는 복수의 관통구멍(117)을 갖는다. 수용홈(116)은 실링부재(119)를 수용하기 위한 것으로 플랜지부(115)의 일면에 유로(114)를 둘러싸도록 배치된다. 복수의 관통구멍(117)은 수용홈(116)의 둘레에 일정한 간격으로 배치된다. 고정장치(120)는 플랜지부(115)의 관통구멍(117)에 삽입되는 볼트(121)와 볼트(121)의 끝단에 나사 결합되는 너트(122)를 포함한다.
서로 이웃하는 두 개의 중공관(112) 각각의 플랜지부(115)가 접한 상태에서 볼트(121)가 한쪽 플랜지부(115)의 관통구멍(117)을 관통하여 다른 쪽 플랜지부(115)의 관통구멍(117)에 삽입된 후, 볼트(121)의 끝단에 너트(122)가 나사 결합됨으로써 두 개의 중공관(112)이 견고하게 결합될 수 있다. 그리고 서로 접하는 두 개의 플랜지부(115) 사이에는 실링부재(119)가 개재되어 이웃하는 두 중공관(112) 사이의 틈새를 막게 된다.
본 발명에 있어서, 서로 이웃하는 두 개의 중공관(112)을 결합하기 위한 고정장치(120)는 도시된 것과 같은 볼트-너트 구조로 한정되지 않는다. 즉 서로 이웃하는 두 개의 중공관(112)은 다른 구조의 고정장치에 의해 다양한 방법으로 분리 가능하게 결합될 수 있다.
순환 유로(111) 내의 공기를 강제 순환시키기 위한 송풍기(124)는 순환 유로(111) 내에 배치된다. 먼지량 검출센서(126), 유속계(128), 검사대상 먼지센서(134)로 순환 유로(111) 내의 먼지량이나 유속을 측정할 때, 순환 유로(111) 내의 유속은 전체적으로 일정할 필요가 있다. 이를 위해 송풍기(124)는 순환 유로(111) 내에 복수가 일정한 간격으로 배치되는 것이 좋다. 송풍기(124)로는 순환 유로(111)의 중앙에 배치되어 공기를 강제 유동시키는 축류 송풍기가 이용될 수 있으나, 그 종류나 배치 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 것과 같이, 순환 유로(111) 내의 기준 먼지량을 검출하기 위한 먼지량 검출센서(126)나 순환 유로(111) 내의 기준 유속을 측정하기 위한 유속계(128)는 장착 지그(136)에 의해 폐회로관(110)에 장착된다. 장착 지그(136)는 폐회로관(110)을 구성하는 복수의 중공관(112) 중에서 서로 이웃하는 두 개의 중공관(112) 사이에 개재된다.
장착 지그(136)는 중공관(112)의 플랜지부(115)에 대응하는 디스크 형상으로 이루어지는 지그 몸체(137)와 지그 몸체(137)의 형성된 연결홈(140)에 결합되는 고정부재(143)를 포함한다. 지그 몸체(137)는 중공관(112)의 유로(114) 및 관통구멍(117)에 대응하는 연결 유로(138)와 관통구멍(139)을 갖는다. 연결 유로(138)는 중공관(112)의 유로(114)와 함께 순환 유로(111)를 구성한다.
지그 몸체(137)의 둘레에는 연결 유로(138)와 연결되는 복수의 연결홈(140)이 구비된다. 연결홈(140)은 고정부재(143)가 삽입되는 제 1 홈(140a), 연결 유로(138)와 제 1 홈(140a)을 연결하는 제 2 홈(140b)으로 이루어지며, 복수가 지그 몸체(137)의 둘레에 서로 마주보도록 배치된다. 지그 몸체(137)의 양쪽 면에는 플랜지부(115)의 수용홈(116)에 대응하는 수용홈(141)이 마련된다. 지그 몸체(137)가 플랜지부(115)와 접할 때 지그 몸체(137)와 플랜지부(115) 사이에는 실링부재(119)가 개재되어 이들 사이의 틈새를 막는다.
고정부재(143)는 연결홈(140)에 결합되는 먼지량 검출센서(126)나 유속계(128)를 연결홈(140) 내에 고정시키기 위한 것으로, 먼지량 검출센서(126)나 유속계(128)의 몸체가 삽입될 수 있는 삽입홈(144)과 삽입홈(144)과 연결되는 연결 구멍(145)을 갖는다. 연결 구멍(145)은 먼지량 검출센서(126)나 유속계(128)에 연결된 케이블(127)(129)을 외부로 인출하기 위한 것이다.
도 4에 도시된 것과 같이, 먼지량 검출센서(126)의 발광유닛(126a)과 수광유닛(126b)은 지그 몸체(137)의 서로 마주보도록 배치되는 두 연결홈(140)에 각각 결합된다. 발광유닛(126a)은 그 몸체가 고정부재(143)의 삽입홈(144)에 수용되고 몸체에서 돌출된 부분이 제 2 홈(140b)에 삽입되어 연결 유로(138) 중으로 노출된다. 수광유닛(126b) 역시 그 몸체가 고정부재(143)의 삽입홈(144)에 수용되고 몸체에서 돌출된 부분이 제 2 홈(140b)에 삽입되어 연결 유로(138) 중으로 노출된다. 따라서, 발광유닛(126a)에서 발생된 빛은 연결 유로(138)를 수직으로 통과하여 수광유닛(126b)에 입사되며, 수광유닛(126b)는 입사되는 빛의 세기에 따라 감지신호를 발생하여 제어기(130)에 전송한다.
순환 유로(111)를 따라 순환하는 공기 중에 포함된 먼지의 기준 먼지량을 정확하게 측정하기 위해 먼지량 검출센서(126)는 장착 지그(136)에 복수가 배치되는 것이 좋다. 이 경우 복수의 먼지량 검출센서(126)가 검출한 먼지량의 평균값을 기준 먼지량으로 설정할 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같이, 유속계(128)는 장착 지그(136)의 연결홈(140)에 삽입되어 순환 유로(111)를 따라 유동하는 공기의 유속을 측정한다. 이때, 고정부재(143)가 연결홈(140)에 삽입되어 유속계(128)를 고정한다. 유속계(128)는 그 몸체가 고정부재(143)의 삽입홈(144)에 수용되고 몸체에서 돌출된 부분이 제 2 홈(140b)을 통해 연결 유로(138) 중으로 노출된다. 순환 유로(111)를 따라 순환하는 공기의 유속을 정확하게 측정하기 위해 유속계(128)는 장착 지그(136)에 복수가 배치되는 것이 좋으며, 이 경우 복수의 유속계(128)가 검출한 유속의 평균값을 기준 유속으로 설정할 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 것과 같이, 장착 지그(136)에 먼지량 검출센서(126)나 유속계(128)가 장착되지 않는 경우, 장착 지그(136)의 연결홈(140)에는 마개(147)가 결합되는 것이 좋다. 연결홈(140)이 개방된 상태에서 순환 유로(111)에서 공기가 순환하면 공기가 연결홈(140)을 통해 외부로 누출되거나, 외부 공기가 연결홈(140)을 통해 순환 유로(111)로 유입되어 먼지량이나 유속에 대한 정확한 측정값을 얻기 어렵게 된다.
도면에는 먼지량 검출센서(126)와 유속계(128)의 외관 구조가 비슷한 것으로 도시하여 하나의 장착 지그(136)로 먼지량 검출센서(126)와 유속계(128)를 폐회로관(110)에 장착할 수 있는 것으로 설명하였으나, 먼지량 검출센서(126)를 장착하기 위한 장착 지그와 유속계(128)를 장착하기 위한 장착 지그가 따로 구비될 수도 있다. 그리고 장착 지그의 구체적인 구조나 플랜지부(115)와의 결합 구조는 다양하게 변경될 수 있다.
도 7은 장착 지그의 변형예를 나타낸 것이다. 도 7에 도시된 장착 지그(150)는 먼지량 검출센서(126) 또는 유속계(128)를 지그 몸체(151)의 연결홈(152)에 고정하기 위한 고정부재(154)가 지그 몸체(151)에 나사 결합되는 구조로 이루어진 것이다. 연결홈(152)은 제 1 홈(152a)과 제 2 홈(152b)으로 이루어지며, 제 1 홈(152a)의 둘레에는 암나사산(153)이 마련되고, 고정부재(154)의 외주면에는 수나사산(155)이 마련된다.
검사대상 먼지센서(134)는 별도의 장착 지그(160)에 의해 폐회로관(110)에 장착된다. 도 8에 도시된 것과 같이, 검사대상 먼지센서(134)를 장착하기 위한 장착 지그(160)는 중공관(112)의 플랜지부(115)에 대응하는 디스크 형상으로 이루어지는 지그 몸체(161)와 지그 몸체(161)의 형성된 연결홈(164)에 결합되는 지지부재(166)를 포함한다. 지그 몸체(161)는 중공관(112)의 유로(114) 및 관통구멍(117)에 대응하는 연결 유로(162)와 관통구멍(163)을 갖는다. 또한 지그 몸체(161)에는 연결 유로(162)와 연결되는 연결홈(164)이 구비된다. 지그 몸체(161)의 양쪽 면에는 플랜지부(115)의 삽입홈(116)에 대응하는 삽입홈(165)이 마련된다. 지그 몸체(161)가 플랜지부(115)와 접할 때 지그 몸체(161)와 플랜지부(115) 사이에는 실링부재(119)가 개재되어 이들 사이의 틈새를 막는다.
지지부재(166)는 검사대상 먼지센서(134)를 연결 유로(162) 중에 놓이도록 지지한다. 지지부재(166)의 끝단에는 검사대상 먼지센서(134)를 고정하기 위한 파지부(167)가 마련된다. 검사대상 먼지센서(134)는 파지부(167)에 의해 지지부재(166)의 끝단에 고정된다. 지지부재(166)가 연결홈(164)에 삽입되면 검사대상 먼지센서(134)는 연결 유로(162) 중에 놓이게 된다. 지지부재(166)의 내부에는 안내 구멍(168)이 마련되며, 파지부(167)에 의해 고정되는 검사대상 먼지센서(134)에 연결된 케이블(135)은 안내 구멍(168)을 통해 외부로 노출될 수 있다.
검사대상 먼지센서(134)는 진공청소기에 장착되어 진공청소기 내부로 흡입되는 공기 중에 함유된 먼지의 먼지량과 흡입 공기의 유속을 측정하기 위한 것으로, 중간에 공기가 통과할 수 있는 구멍(134a)을 갖는 구조로 이루어진다. 물론, 검사대상 먼지센서(134)는 도시된 것 이외의 다양한 구조의 것이 테스트될 수 있다. 따라서, 검사대상 먼지센서(134)를 장착하기 위한 장착 지그(160)는 검사대상 먼지센서(134)의 구조에 맞게 다양하게 변경될 수 있다.
도 9 및 도 10은 검사대상 먼지센서를 장착하기 위한 장착 지그의 변형예를 나타낸 것이다.
도 9 및 도 10에 도시된 것과 같이, 검사대상 먼지센서(134)를 장착하기 위한 장착 지그(170)는 중공관(112)의 플랜지부(115)에 대응하는 디스크 형상으로 이루어지는 지그 몸체(171), 지그 몸체(171)의 내부에 구비되는 지지대(176), 지그 몸체(171)에 수직으로 결합되는 가압부재(181)를 포함한다. 지그 몸체(171)는 플랜지부(115)의 유로(114) 및 관통구멍(117)에 대응하는 연결 유로(172)와 관통구멍(173), 가압부재(181)의 결합을 위한 나사 구멍(174)을 갖는다. 지그 몸체(171)의 양쪽 면에는 플랜지부(115)의 삽입홈(116)에 대응하는 삽입홈(175)이 마련된다. 지그 몸체(171)가 플랜지부(115)와 접할 때 지그 몸체(171)와 플랜지부(115) 사이에는 실링부재(119)가 개재되어 이들 사이의 틈새를 막는다.
지지대(176)는 검사대상 먼지센서(134)가 놓이는 지지판(177), 지그 몸체(171)의 내면으로부터 돌출되어 지지판(177)을 지지하는 지지기둥(178), 지지판(177)에 놓이는 검사대상 먼지센서(134)를 고정하기 위한 파지부(179), 검사대상 먼지센서(134)의 케이블(135)이 삽입될 수 있도록 지지판(177)에서 지지기둥(178)까지 연장된 안내 구멍(180)을 포함한다. 지지기둥(178)은 지그 몸체(171)를 관통하여 그 안내 구멍(180)이 외부로 노출되며, 검사대상 먼지센서(134)의 케이블(135)은 안내 구멍(180)을 통해 외부로 노출될 수 있다.
가압부재(181)는 지그 몸체(171)의 나사 구멍(174)에 나사 결합되는 스크류축(182)과 스크류축(182)의 끝단에 결합되는 손잡이(183)를 포함한다. 가압부재(181)는 그 끝단이 지지대(176)에 놓인 검사대상 먼지센서(134)의 상면에는 압착됨으로써 검사대상 먼지센서(134)를 더욱 견고하게 고정할 수 있다. 실험자는 손잡이(183)를 돌려 가압부재(181)를 지지대(176) 쪽으로 하강시키거나 지지대(176)와 멀어지는 방향으로 상승시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드를 이용하여 검사대상 먼지센서의 측정 정확도를 평가하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 폐회로관(110)의 순환 유로(111) 내에 일정량의 먼지를 넣고 장착 지그(136)를 이용하여 먼지량 검출센서(126)나 유속계(128)를 폐회로관(110)에 장착한다. 이후, 송풍기(124)를 작동시켜 순환 유로(111) 내의 공기를 강제 순환시킨다. 순환 유로(111) 내의 공기가 일정한 속도로 안정화되고, 먼지가 공기 중에 균일하게 확산되면, 먼지량 검출센서(126)나 유속계(128)를 작동시켜 공기 중에 함유된 먼지의 기준 먼지량이나 공기의 기준 유속을 측정한다. 그리고 먼지량 검출센서(126)에 의해 측정된 기준 먼지량과 유속계(128)에 의해 측정된 기준 유속에 대한 데이터를 저장한다.
여기에서, 먼지량 검출센서(126)와 유속계(128)의 장착 순서는 상관이 없다. 즉 먼지량 검출센서(126)가 먼저 장착 지그(136)에 장착되어 기준 먼지량을 측정한 후, 유속계(128)가 장착 지그(136)에 장착되어 기준 유속을 측정할 수 있도 있고, 유속계(128)가 기준 유속을 측정한 후 먼지량 검출센서(126)가 기준 먼지량을 측정할 수도 있다. 또는 먼지량 검출센서(126)와 유속계(128)가 동시에 장착 지그(136)에 장착되어 기준 먼지량과 기준 유속을 동시에 측정할 수도 있다.
먼지량의 경우 폐회로관(110)의 부피와 순환 유로(111) 내에 투입된 먼지량을 알고 있으므로, 먼지량 검출센서(126)를 통과하는 먼지량을 수학적으로 구할 수 있다. 먼지량 검출센서(126)를 통과하는 먼지량은 다음의 수학식1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
(Gp: 먼지량 검출센서를 통과하는 먼지량, Gt: 폐회로관에 투입된 전체 먼지량, Vt: 폐회로관 전체 부피, Vp: 먼지량 검출센서가 작동하는 부분의 부피)
이러한 수학식으로 산출한 먼지량은 참고 데이터로 이용할 수 있으며, 실제 먼지센서의 정확도를 평가하기 위한 기준 먼지량은 먼지량 검출센서(126)로 실제 측정한 데이터를 이용한다.
공기 중에 함유된 먼지의 기준 먼지량과 공기의 기준 유속에 대한 데이터를 얻고나면, 검사대상 먼지센서(134)를 장착 지그(160)를 이용하여 폐회로관(110)에 장착한다. 이후, 송풍기(124)를 작동시켜 순환 유로(111) 내의 공기를 강제 순환시키고, 순환 유로(111) 내의 공기가 일정한 속도로 안정화되고 먼지가 공기 중에 균일하게 확산되면, 검사대상 먼지센서(134)를 작동시킨다. 그리고 검사대상 먼지센서(134)가 측정하는 먼지량과 유속을 기록하고, 이들을 기준 먼지량과 기준 유속과 비교함으로써 검사대상 먼지센서(134)가 먼지량과 유속을 정확하게 측정하는지 평가할 수 있다.
본 발명에 있어서, 먼지량 검출센서(126), 유속계(128), 검사대상 먼지센서(134)는 하나의 장착장치로 폐회로관(110)에 장착될 수도 있다. 이 경우 장착장치에 먼지량 검출센서(126)와 유속계(128)를 순서대로 장착하여 기준 먼지량과 기준 유속을 측정한 후, 검사대상 먼지센서(134)를 장착장치에 장착하여 검사대상 먼지센서(134)의 먼지량 및 유속 검출 정확도를 평가할 수 있다.
그리고 본 발명에 의한 먼지센서용 테스트 베드(100)는 검사대상 먼지센서가 먼지량 검출 기능만 구비한 경우, 검사대상 먼지센서의 먼지량 검출 정확도를 판단하는 용도로 이용할 수도 있다. 이 경우 테스트시 먼지량 검출센서(126)를 이용하여 폐회로관(110) 내의 공기에 대한 기준 먼지량을 검출한 후, 검사대상 먼지센서를 장착하여 검사대상 먼지센서의 먼지량 검출 정확도를 판단할 수 있다.
한편, 도 11 내지 도 15는 본 발명의 다른 실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드를 나타낸 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드(200)는 상술한 본 발명의 일실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드(100)와 대부분의 구성이 같다. 이하에서, 상술한 것과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 먼지센서용 테스트 베드(200)는, 내부에 공기가 순환할 수 있는 순환 유로(211)가 마련된 폐회로관(210), 순환 유로(211) 내의 공기를 강제 순환시키기 위한 송풍기(124), 순환 유로(211)에서 순환하는 공기 중에 함유된 먼지의 기준 먼지량을 검출하기 위한 먼지량 검출센서(126), 순환 유로(211)에서 순환하는 공기의 기준 유속을 측정하기 위한 유속계(128), 테스트 시의 전체적인 동작을 제어하는 제어기(130), 제어기(130)가 수신하는 감지 신호나 테스트 베드(200)의 동작에 대한 각종 정보를 표시하는 디스플레이(132)를 포함한다.
폐회로관(210)은 복수의 중공관(212)이 연결되어 이루어진 것으로, 중공관(212)은 내부에 유로(214)가 마련된 몸체(213) 및 몸체(213)의 양쪽 끝단에 배치되는 플랜지부(215)를 구비한다. 중공관(212)은 유로(214)가 직선으로 이루어진 직선형과 유로(214)가 곡선으로 이루어진 곡선형으로 구분할 수 있다. 복수의 중공관(212) 중에서 서로 이웃하는 두 개의 중공관(212)은 각각의 끝단에 배치된 플랜지부(215)에 고정되는 고정장치(120)에 의해 상호 분리 가능하게 결합된다.
복수의 중공관(212) 중에서 하나는 먼지량 검출센서(126), 유속계(128), 검사대상 먼지센서(134)를 장착하기 위한 구조를 갖는다. 도 12에 도시된 것과 같이, 이러한 중공관(212)은 몸체(213)의 중간에 복수의 장착부(216)가 일정한 간격으로 구비된다. 장착부(216)에는 유로(214)와 연결되는 연결홈(217)이 마련되고, 이 연결홈(217)에 먼지량 검출센서(126), 유속계(128), 검사대상 먼지센서(134)가 장착된다. 장착부(216)에 먼지량 검출센서(126), 유속계(128), 검사대상 먼지센서(134)가 장착되지 않을 때, 장착부(216)에는 마개(218)와 고정부재(219)가 결합되어 연결홈(217)을 막는다. 고정부재(219)는 연결홈(217)의 제 1 홈(217a)에 대응하는 형상으로 이루어지고, 마개(218)는 연결홈(217)의 제 2 홈(217b)에 삽입되는 돌기를 갖는 구조로 이루어진다.
도 13은 장착부(216)에 먼지량 검출센서(126)가 장착된 상태를 나타낸 것으로, 먼지량 검출센서(126)의 발광유닛(126a)과 수광유닛(126b)은 서로 마주보도록 배치되는 두 장착부(216)에 각각 결합된다. 발광유닛(126a)은 그 몸체가 연결홈(217)의 제 1 홈(217a)에 수용되고 몸체에서 돌출된 부분이 제 2 홈(217b)에 삽입되어 유로(214) 중으로 노출된다. 발광유닛(126a)이 결합된 장착부(216)에는 고정부재(219)가 결합되어 발광유닛(126a)을 고정한다. 이때, 발광유닛(126a)의 케이블(127)은 고정부재(219)의 연결 구멍(220)을 통해 외부로 노출된다. 수광유닛(126b) 역시 그 몸체가 연결홈(217)의 제 1 홈(217a)에 수용되고 몸체에서 돌출된 부분이 제 2 홈(217b)에 삽입되어 유로(214) 중으로 노출된다. 수광유닛(126b)이 결합된 장착부(216)에도 고정부재(219)가 결합되며, 수광유닛(126b)의 케이블(127)은 고정부재(219)의 연결 구멍(220)을 통해 외부로 노출된다.
도 14는 장착부(216)에 유속계(128)가 장착된 상태를 나타낸 것으로, 유속계(128)는 장착부(216)에 결합되어 순환 유로(211)를 따라 유동하는 공기의 유속을 측정한다. 유속계(128)가 결합된 장착부(216)에는 고정부재(219)가 결합되어 유속계(128)를 고정하고, 유속계(128)의 케이블(129)은 고정부재(219)의 연결 구멍(220)을 통해 외부로 노출된다. 유속계(128)는 그 몸체가 연결홈(217)의 제 1 홈(217a)에 수용되고 몸체에서 돌출된 부분이 연결홈(217)의 제 2 홈(217b)을 통해 유로(214) 중으로 노출된다.
도 15는 검사대상 먼지센서(134)가 지지대(222)에 의해 중공관(212)의 유로(214) 중에 장착된 상태를 나타낸 것이다. 지지대(222)는 검사대상 먼지센서(134)가 놓이는 지지판(223), 지지판(223)을 지지하기 위한 지지 기둥(224), 지지판(223)에 놓인 검사대상 먼지센서(134)를 고정하기 위한 파지부(225)를 포함한다. 지지판(223)과 지지 기둥(224)에는 지지판(223)에 놓이는 검사대상 먼지센서(134)의 케이블(135)을 외부로 안내하기 위한 안내 구멍(226)이 마련된다. 지지 기둥(224)은 장착부(216)의 제 2 홈(217b)에 삽입되며, 장착부(216)의 제 1 홈(217a)에 삽입되는 고정부재(228)에 의해 고정된다. 고정부재(219)는 지지 기둥(224)이 삽입될 수 있는 고정구멍(229)을 갖는다.
이러한 본 발명이 다른 실시에에 의한 먼지센서용 테스트 베드(200)는 폐회로관(210)을 구성하는 중공관(212)에 장착부(216)를 마련함으로써 별도의 장착 지그를 사용하지 않고 먼지량 검출센서(126), 유속계(128), 검사대상 먼지센서(134)를 장착할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
100, 200 : 먼지센서용 테스트 베드 110, 210 : 폐회로관
111, 211 : 순환 유로 112, 212: 중공관
114, 214 : 유로 115, 215 : 플랜지부
119 : 실링부재 120 : 고정장치
121 : 볼트 122 : 너트
124 : 송풍기 126 : 먼지량 검출센서
128 : 유속계 130 : 제어기
132 : 디스플레이 134 : 검사대상 먼지센서
136, 150,160, 170 : 장착 지그 138,162, 172 : 연결 유로
140, 152, 164, 217 : 연결홈 143,154, 219, 228 : 고정부재
166 : 지지부재 167, 179, 225 : 파지부
176, 222 : 지지대 177, 223 : 지지판
178, 224 : 지지기둥 181 : 가압부재
182 : 스크류축 183 : 손잡이

Claims (14)

  1. 검사대상 먼지센서의 먼지량 검출 정확도를 평가하기 위한 먼지센서용 테스트 베드에 있어서,
    내부에 공기가 순환할 수 있는 순환 유로가 마련된 폐회로관;
    상기 순환 유로 내에서 공기를 강제 순환시키기 위해 상기 순환 유로 내에 설치되는 송풍기;
    상기 순환 유로에서 순환하는 공기 중에 함유된 먼지의 기준 먼지량을 검출하기 위한 먼지량 검출센서;
    상기 먼지량 검출센서 및 상기 검사대상 먼지센서로부터 감지 신호를 수신하여 처리하는 제어기; 및
    상기 검사대상 먼지센서를 상기 폐회로관에 착탈 가능하게 장착하기 위한 장착장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 순환 유로에서 순환하는 공기의 기준 유속을 측정하기 위한 유속계를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 유속계로부터 감지 신호를 수신하여 처리할 수 있는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐회로관은 내부에 유로가 마련된 몸체 및 상기 몸체의 양쪽 끝단에 배치되는 플랜지부를 갖는 중공관이 복수로 연결되어 이루어지고,
    상기 복수의 중공관 중에서 서로 이웃하는 두 개의 중공관은 각각의 끝단에 배치된 플랜지부에 고정되는 고정장치에 의해 상호 분리 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 장착장치는 상기 복수의 중공관 중에서 서로 이웃하는 두 개의 중공관 사이에 개재되는 장착 지그를 포함하고,
    상기 장착 지그는 상기 중공관의 유로와 함께 상기 순환 유로를 구성하는 연결 유로 및 상기 연결 유로와 연결되는 연결홈을 갖는 지그 몸체를 구비하며,
    상기 검사대상 먼지센서는 상기 연결홈을 통해 상기 순환 유로 중으로 노출되는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 먼지량 검출센서는 상기 연결홈을 통해 상기 순환 유로 중으로 노출되는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 연결홈에 결합되어 상기 검사대상 먼지센서를 상기 순환 유로 내에 위치하도록 지지하는 지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 장착장치는 상기 복수의 중공관 중에서 서로 이웃하는 두 개의 중공관 사이에 개재되는 장착 지그를 포함하고,
    상기 장착 지그는 상기 중공관의 유로와 함께 상기 순환 유로를 구성하는 연결 유로를 갖는 지그 몸체 및 상기 검사대상 먼지센서를 상기 순환 유로의 중간에 배치하기 위해 상기 검사대상 먼지센서를 지지할 수 있도록 상기 지그 몸체의 내부에 구비되는 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지그 몸체에는 나사 구멍이 마련되고,
    상기 나사 구멍에는 상기 지지대에 놓이는 검사대상 먼지센서를 가압하여 고정하기 위한 가압부재가 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지대는 상기 검사대상 먼지센서가 놓이는 지지판 및 상기 지지판에 놓이는 상기 검사대상 먼지센서를 고정하기 위한 파지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 플랜지부에는 상기 유로를 둘러싸도록 수용홈이 마련되고,
    상기 수용홈에는 서로 접촉하는 두 개의 플랜지부 사이를 실링하기 위한 실링부재가 수용되는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 플랜지부에는 관통구멍이 마련되고,
    상기 고정장치는 상기 플랜지부의 관통구멍에 결합되는 볼트 및 상기 볼트의 끝단에 나사 결합되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐회로관은 투명한 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  13. 검사대상 먼지센서의 먼지량 검출 정확도를 평가하기 위한 먼지센서용 테스트 베드에 있어서,
    유로를 갖는 몸체 및 상기 몸체의 양쪽 끝단에 배치되는 플랜지부를 갖는 중공관이 복수로 연결되어 내부에 공기가 순환할 수 있는 순환 유로가 마련된 폐회로관;
    상기 순환 유로 내에서 공기를 강제 순환시키기 위해 상기 순환 유로 내에 설치되는 송풍기;
    상기 순환 유로 내에서 순환하는 공기 중에 함유된 먼지의 기준 먼지량을 검출하기 위한 먼지량 검출센서;
    상기 먼지량 검출센서 및 상기 검사대상 먼지센서로부터 감지 신호를 수신하여 처리하는 제어기; 및
    상기 중공관을 서로 연결하기 위한 복수의 고정장치;를 포함하고,
    상기 복수의 중공관 중에서 적어도 어느 하나의 외면에는 상기 순환 유로와 연결되는 연결홈이 형성된 장착부가 마련되고, 상기 먼지량 검출센서 및 상기 검사대상 먼지센서는 상기 장착부에 장착되는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 장착부에 장착되어 상기 순환 유로에서 순환하는 공기의 기준 유속을 측정할 수 있는 유속계를 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 유속계로부터 감지 신호를 수신하여 처리할 수 있는 것을 특징으로 하는 먼지센서용 테스트 베드.
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