KR20150117092A - 환경상태 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환경상태 표시장치에 관한 것으로, 실내 또는 차량의 생활 환경을 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록, 실내 또는 차량의 온도, 습도, 조도, 전자파, 진동, 소음 등을 측정하는 측정부를 통해, 환경상태를 한눈에 알아보기 용이하여 유아 및 일반인들이 인식하지 못하는 위험 상황에 처했을 때 적시에 대처할 수 있는 효과가 있다.

Description

환경상태 표시장치{environmental status display}

본 발명은 환경상태 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황을 측정하여 환경 상태를 다양한 형태로 표시하기 위한 환경상태 표시장치에 관한 것이다.

인간의 생활 수준이 향상됨에 따라 개인 스스로보다 쾌적한 실내 환경에 대한 요구가 높아지고 있다. 먼저, 인간의 감성 쾌적도와 건강에 큰 영향을 끼치는 실내 온도, 습도는 개인차나 계절에 따라 차이를 보인다.

더불어, 실내 공간에서 학습 및 TV시청, 작업 중 눈의 피로도와 이를 통한 인간의 감성 컨디션에 영향을 미치는 주요 인자로 조명이 있다. 이때, 실내 쾌적 조명에 대한 조도량은 주변환경이나 시간 날씨에 따라 차이를 보인다.

나아가, 산업이 급속도로 발전함에 따라 전자제품에서 발생하는 전자파의 장해, 내성 및 인체에 미치는 영향에 관심이 고조되고 있다. 특히, 이동통신 단말기의 보급확대에 따라 사용자가 항상 휴대하고 다니는 모바일 단말기에서 발생하는 전자파가 인체에 미치는 영향에 대한 관심은 실로 중요한 사안으로 여겨지고 있으며, 이에 따라 정보통신부에서는 정보통신기기의 전자파 장해 및 내성 기준 즉, 전자파 적합등록 기준을 제정하여 시행하고 있다.

더불어, 고속화 도로를 주행하는 차량이나, 지하철 또는 고속 철도를 주행하는 철도 차량은 주행시 일정 이상의 진동이 발생한다. 이러한 진동은 지반을 통하여 주변의 건물에 전파되어 심각한 진동공해를 유발할 수 있다.

또한, 도심에서 대규모 건축물들이 많이 건축되고 있는데, 건축을 위하여 지반을 굴착하거나 항타작업을 할 때 또한 아주 높은 수준의 진동이 발생하고, 공사장 주변의 건물로 전파되어 진동공해를 유발할 수 있다.

특히, 반도체 공장과 같이 진동에 민감한 건축물의 경우는 이렇게 전파되는 진동은 생산물의 수율에 악영향을 미칠 수 있다.

아울러, 장애를 일으키는 소리, 음색이 불쾌한 소리, 음성 등의 청취를 방해하는 소리 등 인간이 원하지 않는 소리나 바람직하지 않은 소리, 인간의 쾌적한 생활 환경을 해치는 소리를 소음이라고 한다. 평상시 자기가 좋아하는 음악도 극도로 피곤하여 휴식을 취하고자 한다면 소음이 된다.

이와 같이 소음은 주관적인 요인을 많이 가지고 있다. 소음의 종류에는 선반 · 프레스 · 압축기 · 송풍기 · 금속 가공 기계 · 방직 기계 등의 공장 소음, 자동차 · 오토바이 · 기차 · 비행기 등의 교통 소음, 종교 단체나 공공 기관 및 행상인의 확성기 소음 · 텔레비전 또는 전축과 청소기 등의 소음 · 공사 현장의 작업 소음 · 자동차 소음 · 유흥업소의 심야 소음 등의 생활 소음 등이 있다.

이러한 소음은 단기적 또는 장기적으로 신체적, 심리적 장애를 일으키며 생활 환경을 악화시킨다. 신체적으로는 심장 박동수가 점차 감소하거나 말초 혈관이 수축된다, 호흡 속도가 감소하면서 호흡이 느려진다. 동맥 장애와 스트레스를 받는 등의 영향이 있다.

심리적 영향으로는 회화 장애 · 수면 장애 및 단순한 짜증과 불쾌감 등을 유발하고, 정서 불안과 스트레스 증가는 생리적 장애로 발전하기 쉬우며, 동일한 소음이라도 연속적인 소음보다는 단속적인 충격음이 더 큰 피해를 준다.

아울러 작업 능률을 저하시키는 한편 건물이나 가구 등을 손상시키기도 한다. 이와 같은 소음을 줄이기 위해서는 일반 주택에서는 이중창과 커튼을 설치하여 소음을 줄일 수 있다. 대형 건물의 콘크리트 바닥에는 카펫을 깔아 걷는 사람의 발자국 소리를 줄이고 있다. 또한 차량 통행이 심한 도로나 철로 주변에서는 방음벽을 설치하여 소음을 줄인다. 그리고 주거 밀집 지역에서는 차의 속도를 제한하고 공장에서는 기계를 적절히 배치하는 등의 방법을 이용하고 있다.

소음은 일시적인 대책으로 어느 정도까지는 줄일 수 있지만 근원적으로 해결하기 위해서는 소음 배출 시설을 주거 외곽 지역으로 이전하고, 새로 건설하는 도로에는 충분한 소음 대비 시설을 하여야 한다. 아울러 소음이 생활에 여러 가지 면에서 나쁜 영향을 미치므로 정부에서는 이러한 소음을 규제하기 위하여 소음 환경 기준을 정하여 시행하고 있다. 이 기준에 따라 공장 · 자동차의 소음이 규제되고, 소음을 발생시키는 곳에는 소음 방지 시설을 갖추도록 하고 있다.

더욱이 최근에는 건축물 실내의 공기 오염에 대한 심각성뿐 아니라, 자동차, 비행기, 선박, 기차 등 사람들이 오랫동안 실내에 머무르게 되는 교통수단에서의 실내 공기의 오염 및 환경에 대한 대책도 시급한 상황이다.

즉, 상기와 같은 실내 환경(온도, 습도, 조도, 전자파, 진동, 소음 등)의 적정량을 손쉽게 알 수가 없었다.

이처럼, 적절치 않은 실내 환경에서 지속적으로 생활하다 보면 본인은 인지하지 못하고 있지만 서서히 신체의 불균형을 겪게 된다.

위와 같은 기능을 수행하는 종래기술은 대한민국 공개실용신안 제20-2007-0001151호에서 보는 바와 같이, 내부에 공간이 형성되고 상부가 개방되는 용기 몸체와, 상기 용기 몸체의 상단에 결합하는 뚜껑으로 구성되는 용기에 있어서; 상기 용기의 외면에는 일정 범위의 온도를 표시하는 온도계 및 일정 범위의 습도를 표시하는 습도계가 장착됨을 특징으로 하는 온도계와 습도계를 구비한 용기로 구성되어 있다.

이러한, 종래 구성은 눈금을 별도로 읽어야 하기 때문에 최적 환경을 손쉽게 읽을 수 없고 환경에 맞추어 수치를 조절할 수 없는 문제점이 있다.

한편, 최근 현대인들은 주택, 사무실, 지하 공간 등의 실내 공간에서 하루 시간의 대부분을 생활하고 있으며, 이처럼 실내에서 대부분의 시간을 보내는 현대인에게 있어 쾌적한 실내 환경은 일의 효율성을 증대시킬 수 있으며, 더 나아가 건강을 유지하는데 매우 중요한 역할을 하게 된다.

일반적으로, 밀폐된 실내의 공기는 내실자의 호흡에 의해 시간이 경과함에 따라 이산화탄소(CO2)의 함량이 증가하고, 또한 사무 자동화와 지가 상승에 따른 조밀화로 인해 사무실내 열부하가 급속히 증가하기 때문에 내실자에게 불쾌감을 유발시키게 된다.

또한 최근에 이슈가 되고 있는 바와 같은 건축자재 또는 생활용품에서 유발되는 포름알데히드에 의한 실내 공기 오염이 심각한 수준이다.

실내 공기의 오염이란 주택, 학교, 사무실, 공공건물, 병원, 지하시설물, 교통수단 등의 다양한 실내 공간에서 공기가 오염된 상태를 말하며, 그 영향은 실내 거주자들의 생명을 위협할 정도는 아닐지라도 분명히 건강에 악영향을 미치고 있다.

그러나 대부분의 사람은 실내 오염에 의한 인체 영향이 실외의 대기오염보다 더욱 심각하다는 사실을 거의 인식하지 못하고 있으며, 실내 오염물질의 성질과 농도에 대해서도 파악하지 못하고 있는 실정이다.

실내 공기의 오염이 대기오염보다 더 심각한 이유는 대기오염은 자연적인 희석률이 크고, 기후의 변화와 함께 자연정화가 가능하며, 최근에 들어 대기오염에 대한 사회적 인식, 각종 규제로 인하여 억제되고 있으나, 실내공기는 한정된 공간 속에서 인공적인 설비를 통하여 오염된 공기가 계속 순환되고 있거나, 아예 그러한 설비 자체가 없는 밀폐지역에서 오랫동안 생활함으로써 각종 오염물질에 무방비 상태로 노출되어 있을 뿐만 아니라 그 오염물질의 농도가 시간이 지날수록 누적되어 점점 증가하고 있는 실정이다.

또한, 에너지 보존을 위한 다양한 산업기술이 만들어 낸 새로운 건축자재가 공공건물뿐만 아니라 일반 주택에도 사용되고 있는데, 이 같은 새로운 건축자재에서 의외의 오염물질이 방출되고 있으며, 다양한 생활용품에서도 뜻밖의 오염물질이 방출되고 있다. 더구나 에너지 절감률을 높이기 위해 건물의 밀폐화가 진행되면서 건물내 거주자들이 일시적 또는 만성적인 건강과 관련된 증상을 호소하는 사례가 증가되고 있다.

위와 같은 기능을 수행하는 종래기술은 대한민국 공개특허 제10-2013-0102500호에서 보는 바와 같이,송풍부와 필터부가 구비되는 하우징; 상기 하우징의 일측에 배치되고, 관통 형성된 개구가 구비되며, 전기적인 신호에 의해 투명상태 또는 불투명상태로 전환되어 상기 필터부의 먼지포집여부의 확인이 가능하도록 마련되는 가시부; 및, 신호가 입력되면 상기 가시부가 투명 또는 불투명으로 전환되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 공기 청정기로 구성되어 있다.

이러한, 공기 청정기는 공기의 오염도를 표시해주는 구성이 존재하긴 오염도의 수준을 한눈에 알아보기 어렵고 환경에 맞추어 수치를 조절할 수 없는 문제점이 있다.

한편, 세계 자동차 산업은 가솔린 및 디젤 내연기관을 중심으로 급속한 성장을 거듭해 왔지만, 환경문제와 에너지 안보 위협, 여기에 화석연료의 고갈 문제까지 맞물리면서 엄청난 변화에 직면하고 있다.

특히, 직면한 환경문제와 화석연료의 고갈 문제를 해결하기 위하여, 각 자동차 제조사들은 연료전지나 하이브리드 차량 등 전기 자동차에 대한 연구를 진행하는 동시에, 기존 내연기관 차량의 연비 극대화에 모든 노력을 기울이고 있으며, 차량 개발에 있어서 연비 극대화에 총력을 기울이고 있는 실정이다.

무엇보다, 현재 연료전지나 하이브리드 차량의 상용화가 이루어지지 않은 상황에서, 각 자동차 제조사들은 내연기관 차량, 즉 일반 엔진 차량에서 엔진 및 각 부품의 개선, 제어기술의 개선, 부품의 컴팩트화 및 경량화 등 연비 향상 개발에 많은 노력을 기울이고 있는 것이 사실이다.

한편, 환경문제 및 연료 고갈의 문제에 대응함에 있어서 연비가 향상된 차량의 개발도 중요하지만, 차량을 운행하는 운전자의 운전습관을 개선하는 것 역시 매우 중요하다.

동일한 차량이나 차종에 대해서도 운전자의 운전습관에 따라 연비가 크게 달라지고, 이러한 운전자의 운전습관이 차량의 연비를 좌우하는 중요한 요소임은 잘 알려진 사실이다.

따라서, 최근 들어 친환경 운전, 즉 에코 드라이브(Eco Drive)의 중요성을 강조 및 홍보하는 운동이 활발히 전개되고 있고, 이에 발맞추어 많은 운전자들이 동참하고 있는 상항이다.

에코 드라이브는 자동차 운전자 스스로 친환경 운전, 안전운전, 경제적 운전 행동을 최적화하여 배기가스 감축, 사고 예방, 차량의 수명 연장, 에너지 절약을 실천하는 신개념의 운전 행동이라 할 수 있다.

특히, 에코 드라이브는 지구환경도 지키면서 기름 값을 절약할 수 있는 친환경 운전 방법으로, 급가속, 급감속의 억제 등 연비를 좋게 하는 경제적 운전 방법이며, 최근 경기침체의 영향으로 차량 운전자들 사이에서 연비에 대한 관심이 높아지면서 주목을 받고 있다.

국제유가의 변동에 따라 등락을 거듭하는 기름값은 어쩔 수 없지만, 차량 연비를 최적화할 수 있는 운전 방법을 익혀 잘 사용하면 기름값을 적잖게 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.

위와 같은 기능을 수행하는 종래기술은 대한민국 공개특허 제10-2011-0100702호에서 보는 바와 같이, 에코 운전 지원 장치에 있어서, 차량에 설치된 다양한 센서와 차량 제어장치를 통해 차량 속도, 가속 페달 조작량, 가속 페달 조작정보, 브레이크 조작정보를 포함하는 차량정보를 수집하는 차량정보 수집장치; 상기 차량정보 수집장치가 수집한 차량정보를 제공받아, 현재 차량 운행 상태에 따라 에코 운전 모드 또는 비에코 운전 모드로 진입하며, 상기 에코 운전 모드로 진입한 상태에서는 상기 차량정보에 포함된 가속 페달 조작량이 상기 차량정보에 포함된 차량속도에 대응되게 미리 설정해둔 가속 페달 조작량 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고, 상기 차량정보에 가속 페달 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 가속 페달 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전 여부를 판별하고, 상기 차량정보에 브레이크 조작정보가 포함되면, 상기 차량정보에 포함된 차량속도가 미리 설정해둔 브레이크 조작에 따른 차량 속도 임계범위에 속하는지 여부를 토대로 에코 운전여부를 판별하고, 상기 에코 운전여부 판별에 따른 안내정보를 생성하는 차량정보 처리장치;상기 차량정보 처리장치로부터의 안내정보를 표시기기로 출력하는 디스플레이 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에코 운전 지원 장치로 구성되어 있다.

이러한, 종래 구성은 에코 드라이빙을 안내하기 위해 복잡한 구성을 갖고 있고 최적의 주행상황을 손쉽게 읽을 수 없고 차량환경에 맞추어 수치를 조절할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 실내 또는 차량의 생활 환경을 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록 하는 데 있다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 실내 또는 차량 공기의 오염도를 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록 하는 데 있다.

더불어, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 차량 주행상황을 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록 하는 데 있다.

덧붙여, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행 환경에 맞추어 수치를 조절할 수 있도록 하는 데 있다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황을 측정하는 측정부와, 상기 측정부를 통해 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 외부로 표시하는 표시부로 이루어진 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 측정부는, 실내 또는 차량의 온도, 습도, 조도, 전자파, 진동, 소음 등을 측정하는 환경센서를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 측정부는, 실내 또는 차량의 이산화탄소, 일산화탄소, 폼알데하이드, 석면, 오전, 휘발성유기화합물, 미세먼지 등을 측정하는 오염센서를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 측정부는, 차량의 가속도, 거리, 연비 등을 측정하는 주행센서를 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 표시부는, 상기 측정부를 통해 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 색상, 소리, 액션, 문자, 부피변화 등으로 외부에 표시하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 상기 표시부에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 측정부에 수납된 메모리부의 설정값을 제어할 수 있도록 한 버튼부를 더 포함한다.

본 발명에 따르면, 상기 측정부에는 유무선 통신이 가능하도록 한 통신부를 더 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 환경상태 표시장치는 실내 또는 차량의 생활 환경을 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록, 실내 또는 차량의 온도, 습도, 조도, 전자파, 진동, 소음 등을 측정하는 측정부를 통해, 환경상태를 한눈에 알아보기 용이하여 유아 및 일반인들이 인식하지 못하는 위험 상황에 처했을 때 적시에 대처할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 환경상태 표시장치는 실내 또는 차량 공기의 오염도를 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록,

실내 또는 차량의 이산화탄소, 일산화탄소, 폼알데하이드, 석면, 오전, 휘발성유기화합물, 미세먼지 등을 측정하는 측정부를 통해, 오염도의 수준을 한눈에 알아보기 용이하여 유아 및 일반인들이 인식하지 못하는 유해한 상황에 처했을 때 적시에 대처할 수 있는 효과가 있다.

더불어, 본 발명의 환경상태 표시장치는 차량 주행상황을 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록, 차량의 가속도, 거리, 연비 등을 측정하는 측정부를 통해, 주행상황을 한눈에 알아보기 용이하여 차량 운행 상태에 적합하게 에코 드라이빙을 지도함으로써 친환경 및 경제적 주행효과를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

덧붙여, 본 발명의 환경상태 표시장치는 측정부에 수납된 메모리부의 설정값을 제어할 수 있도록 한 버튼부를 통해, 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행 환경에 맞추어 수치를 조절할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 환경상태 표시장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명인 환경상태 표시장치의 작동상태를 나타낸 사시도.
도 3 내지 도 5는 본 발명인 환경상태 표시장치의 다른 실시예를 나타낸 정면도.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명인 환경상태 표시장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명인 환경상태 표시장치의 작동상태를 나타낸 사시도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명인 환경상태 표시장치의 다른 실시예를 나타낸 정면도이다.

먼저, 도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 환경상태 표시장치 100의 구성상태를 살펴보면, 측정부 110와 표시부 120로 구성한다.

먼저, 측정부 110는 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황을 측정한다.

특히, 측정부 110는 환경센서 111, 오염센서 113, 주행센서 115가 각각 포함된다.

여기서, 환경센서 111는 실내 또는 차량의 온도, 습도, 조도, 전자파, 진동, 소음 등을 측정한다.

상기와 같이 다양한 환경을 각각 측정하는 센서를 별도로 마련한다.

이때, 실내 또는 차량의 온도를 측정하는 온도 센서는 산업 전반에 걸쳐 다양하게 이용되고 있다. 예를 들어 에어 컨디셔너, 냉장고 등 가전 제품에서 온도 제어를 위하여 이용될 뿐만 아니라 반도체 산업과 같은 정밀 산업 등에서도 제품을 정밀하게 생산하기 위하여 필수적으로 이용되고 있다.

현재 사용되고 있는 온도계를 측정원리에 따라 분류하면 다음과 같다.

먼저, 열팽창을 이용한 온도계가 있다. 여기에는 기체온도계·액체온도계 바이메탈온도계가 있다. 이 중 액체온도계에는 수은이나 등유를 사용하는 온도계가 있다. 액주(液柱)가 붉은 온도계는 옛날에는 대부분 알코올온도계(빨간 물감을 들인 알코올을 사용)이였으나, 액주 상부 공간에 응축이 일어나기 쉬워 지시에 오차가 생길 수 있기 때문에 30년 전부터 등유를 사용하게 되었다. 가정용 한란계와 체온계도 이 액체온도계의 하나이다. 또 이 액체온도계를 사용한 최고최저온도계·베크만 온도계가 있다. 바이메탈온도계는 팽창계수가 다른 2종류의 금속판, 즉 구리와 니켈의 박판 2장을 밀착시킨 바이메탈을 사용한다. 이 바이메탈온도계에서는 구리의 팽창계수가 니켈보다 크기 때문에 고온이 되면 니켈판 쪽으로 구부러지고 저온이 되면 구리판 쪽으로 구부러지는 원리를 이용하여 온도를 표시한다.

다음으로 전기저항의 온도변화를 이용한 열저항성 온도계가 있다. 여기에는 저항온도계가 속하는데, 이것은 금속·반도체의 전기저항값이 온도의존성을 가진다는 점을 이용한 온도계이다.

열전쌍온도계는 2종류의 다른 금속 또는 합금철사 양끝을 접촉시켜 전기가 흐르는 루프모양 회로를 만든다. 이렇게 접촉시킨 양끝에 온도차가 주어지면 그 양끝에 열기전력(熱起電力)이 발생해서 전류가 흐른다. 이것을 펠티에효과(열전기효과)라고 하는데 이를 응용한 온도계가 열전쌍온도계이다. 발생한 열기전력의 측정은 전위차계 또는 내부저항이 큰 밀리볼트계로 측정하며 온도-열기전력 보정에서 온도계측에 가장 널리 이용되고 있다. 그 이유는 감습부(感濕部)인 금속접합부 부피가 대단히 작으므로 열용량에 따른 오차가 적으며 열에 대한 응답성이 뛰어난 데에 있다. 이용되는 열전쌍으로서는 백금선·백금로듐합금선, 구리선·콘스탄탄선 등이 있다.

그리고 빛에 따른 색온도계가 있다. 여기에는 광고온계(optical pyrometer;광학고온계라고도 한다)와 복사고온계가 있다.

광고온계는 피측정체의 색온도를 표준색온도와 비교측정함으로써 구하는 방법인데 700∼2500℃ 정도까지 측정할 수 있다. 복사고온계는 피측정체로부터 복사되는 열에너지를 렌즈 또는 오목거울로 집광하고 초점에 서미스터(주위온도에 민감한 저항기)를 놓아 서미스터의 온도상승에 따른 저항값의 변화를 기준으로 하여 온도를 측정한다. 복사고온계의 하나로서, 적외선에 대한 반도체감온소자를 사용한 서모그래피용 온도계가 있다. 이를 이용하여 인공위성에서 지구의 표면온도 분포나 인체의 피부온도 분포 등을 조사한다.

그 밖에 제게르콘온도계와 서모컬러온도계가 있다. 제게르콘온도계는 규산염과 금속산화물을 개어 만든 높이 10㎝ 정도의 삼각뿔이다. 이것은 노(爐) 안의 각 곳에 배치하고 가열하여 삼각뿔이 녹는 정도를 살펴 노 안의 온도분포를 조사하는 데에 사용된다. 서모컬러온도계는 시온도료(示溫塗料)라고도 불리는 서모컬러가 색이 변하는 원리를 이용한 온도계이다.

주로 코발트·크롬 등 착염(錯鹽)이 온도에 따라 가역적으로 색변화를 일으키는 현상을 이용한 온도계이며 이 재료를 점토와 개어 건조시킨 것을 서모클레이라고 한다. 최근 서모컬러온도계로서 액정(液晶)의 온도특성을 이용한 액정온도계도 나오고 있다

상기와 같은 다양한 방법 중 사용환경에 적합한 온도센서를 적용한다.

아울러, 실내 또는 차량의 온도를 측정하는 습도센서는 습도를 검지하여 전기적 신호로 출력한다. 수분의 물리흡착으로 다공성 세라믹스와 고분자 전해질 등의 전기저항과 전기용량이 변화하는 것을 이용한 것, 압전체의 공진주파수 변화를 이용하는 것, 물의 전기분해를 이용하는 것 등으로 습도를 측정한다.

또한, 실내 또는 차량의 온도를 측정하는 조도센서는 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 등에 사용되는 기판의 제조에 있어서 기판에 전극패턴을 형성하는 방법으로 패턴노광장치의 빛을 패턴이 형성된 마스크를 투영시켜 포토레지스트가 도포된 기판에 조사하여 기판에 마스크의 패턴이 형성되도록 하는 방법이 사용된다.

또한, 실내 또는 차량의 온도를 측정하는 전자파센서는 정보통신기기에서 발생되는 전자파를 수신하여 미세 전류를 발생하는 코일과, 코일에 의해 발생된 미세전류의 세기에 따라 아날로그 전압으로 변환하여 출력하는 소정의 저항값을 가진 저항체로 형성될 수 있다. 정보통신기기에서 발생되는 전자파를 코일이 수신하면, 미세한 전류 변화가 검출된다. 검출된 전류의 변화는 전자파 감지부의 저항체에 의해 아날로그 전압으로 변환되어 출력된다.

또한, 실내 또는 차량의 온도를 측정하는 진동센서는 가속도 검출기는 상기한 힘이라는 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하여 검출하는 기기이다. 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 방식에 따라 가속도 검출기는 압전형, 서보형, 비틀림 게이지형 등으로 구분되는데, 이중에서 압전형 방식이 가속도 센서에서는 가장 널리 사용되는 방식이다.

압전형 가속도 검출기는 검지부에 위치한 압전소자에 외부 힘이 가해져서 변형이 발생하면 그 힘의 크기에 비례하여 전기에너지가 발생하는 압전효과를 이용한 것이다. 압전형 가속도 센서의 주요 구성은 기초구조물, 관성 질량, 검지용 압전체등으로 이루어져 있으며, 검지부에 위치한 압전 소자의 변형발생 방식에 따라 대략 3종류가 있다.

이때, 압축형은 관성질량 M에 힘 F가 가하여지면 관성질량 M과 기초구조물 B 사이에 있는 압전소자 P가 압축되고 압전소자의 분극방향과 같은 방향으로 변형이 발생한다. 그리고 전단형은 압전소자 P를 통해서 장착된 추 M에 힘F가 가하여 진다면, 압전소자 P가 전단력을 받아서 변형이 압전소자 P의 분극방향과 방향이 같은 면에 대한 전단력으로 발생한다. 아울러, 일방지지보형은 압전소자 P가 한쪽이 지지된 형태로 장착되고 그 선단에 장착된 추 M에 대해서 힘 F가 가하여 지면 비틀림이 압전소자의 분극축 방향에 대하여 직각으로 발생한다.

이러한, 여러 가지 방식의 압전형 가속도 센서들은 주파수, 가속도량, 측정범위 등의 조건에 따라 분류되어 사용되게 된다. 일예로, 중고주파의 검출에는 압축형과 전단형이 사용되고 저주파 진동을 감지하기 위해서는 이들 방식보다 검출 감도가 높고 미소진동의 검출이 가능한 일방지지보형이 사용되게 된다.

또한, 실내 또는 차량의 온도를 측정하는 소음센서는 마이크로폰 프리앰프에서 증폭된 전압신호를 토대로 전 주파수 대역의 음압값을 계산하는 소음검출회로로 구성된다. 소음검출회로는 입력된 전압신호의 RMS(Root mean square) 값을 검출하여 전 주파수 대역의 음압값을 계산하고 계산된 음압값을 적당한 단위, 예를들면 dB단위로 횐산하는 RMS검출기로 이루어진다.

이러한 소음측정장치의 동작을 간단히 살펴보면, 무향실내의 측정 대상물에서 발생한 소음은 마이크로폰에 입력되어 음압에 따라 전압신호로 바뀐 후, 마이크로폰 프리앰프에서 증폭된다. 마이크로폰 프리앰프에서 증폭된 전압신호는 소음검출회로에서 전 주파수 대역의 음압값으로 계산된 뒤 그 값이 dB로 환산되고, 디프레이부를 통해 표시된다.

결국, 본 발명의 환경상태 표시장치 100는 실내 또는 차량의 생활 환경을 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록, 실내 또는 차량의 온도, 습도, 조도, 전자파, 진동, 소음 등을 측정하는 측정부 110를 통해, 환경상태를 한눈에 알아보기 용이하여 유아 및 일반인들이 인식하지 못하는 위험 상황에 처했을 때 적시에 대처할 수 있다.

나아가, 오염센서 113는 실내 또는 차량의 이산화탄소, 일산화탄소, 폼알데하이드, 석면, 오전, 휘발성유기화합물, 미세먼지 등을 측정한다.

일반적인 공기청정기의 오염도 검출회로도는 5V가 인가되는 발열되는 히팅코일 및 산화주석(SnO2)이 표면처리된 가스전극을 포함하는 오염감지센서와, 상기 오염감지센서의 출력단에는 감도를 조정하기 위해 직렬로 접속된 저항(R1)(R2)을 통하여 마이크로 컴퓨터에 오염검출신호가 인가되도록 구성되어 있다.

상기와 같은 공기청정기의 오염도 검출회로는 오염감지센서에 +5V 정전압이 인가되면 히팅코일이 가열되어 열이 발생하게 되며, 그 가열된 열이 가스전극에 전달됨으로써 가스전극과 저항(R1)(R2)에는 각각 일정한 전압이 걸리게 되고, 상기 저항(R2)과 그라운드에 사이에 나타나는 출력전압이 마이크로 컴퓨터에 인가됨으로써 공기오염도를 검출하게 된다.

즉, 오염감지센서의 오염감지원리는 가스전극에 표면 처리된 산화주석 (SnO2)에 산소가 흡착될 경우, 상기 산소는 전자친화력이 있으므로 인해 산화주석 (SnO2)중의 자유전자의 흐름을 방해하고 전기저항을 증대시킨다.

이와 같은 환원성가스인 가스(예를 들면 수소)가 센서에 유입되면 산화주석 (SnO2)의 표면에 이러한 가스와 흡착산소와의 산화반응이 일어나게 되며, 그 결과 산화주석(SnO2)의 표면에 흡착하고 있던 산소는 감소하여 전자는 쉽게 이동하게 되고, 전기저항이 감소하게 되는 원리에 의해 대기중에 포함되는 가스의 농도를 저항변화에 의해 검출할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 오염물질이 발생하면 가스전극양단의 전압은 현저히 줄어들게 되고, 상대적으로 저항(R1)(R2)의 양단간 전압은 증가하게 됨으로써 이러한 오염감지센서(1)의 출력전압을 마이크로 컴퓨터에서 디지털신호로 변환하여 얻어진 값과 미리 설정된 데이터를 상호 비교하여 여러 조건별로 송풍팬을 제어하도록 되어 있다.

이러한, 오염감지센서를 이용하여 공기청정기를 제어하는 종래의 방법을 도 1b에 의해 상세히 설명하면 먼저, 실내의 오염상태를 3조건 이상으로 구분하고, 각각의 조건으로 구분된 청정상태에 따라 오염감지센서로부터 출력되는 전압을 미리 마이크로 컴퓨터에 입력하여 저장한다.

가령 예를 들어 실내가 청정상태일 때 오염감지센서(1)의 출력전압이 0.7V라고 가정하고, 실내가 어느 정도 오염되어 공기청정기의 구동이 필요한 상태일 때 출력전압이 1V라고 가정하여 마이크로 컴퓨터에 저장한다.

이러한 상태에서 공기청정기에 전원이 공급되고 자동운전모드로 동작될 경우 약 3분간 워밍업한 후, 오염감지센서의 출력전압(Vo)을 마이크로 컴퓨터에서 읽어들이게 되며, 이 읽어들인 오염감지센서의 출력전압(Vo)이 0.7V이하인 경우에는 청정상태로 판단한다.

특히, 미세먼지를 측정하기 위한 센서는 베타선 흡수법을 이용한 대기질 질량측정기, 이동형 전기이동도 분급장치, 광학입자계수기, 진동수정 마이크로 저울 등을 사용한다.

이러한, 미세먼지 감지장치는 멤스(MEMS) 센서부, 멤스 센서부에 부착되어 멤스 센서부를 공진시키는 구동부 및 멤스 센서부에 흡착된 미세먼지로 인한 멤스 센서부의 변위를 이용하여 미세먼지의 질량 농도를 검출할 수 있는 광 간섭계를 포함할 수 있다. 멤스 센서부는 멤스 구조물 및 멤스 구조물에 부착되어 공급된 전계에 의해 정전기력을 발생시키는 흡착 전극을 포함할 수 있다. 이때, 흡착 전극의 끝 단은 흡착 전극에 전계를 인가할 수 있는 전원 공급부와 연결될 수 있다.

상기 멤스 구조물은 캔티레버(Cantilever), 브리지(Bridge), 사면형 브리지 또는 박막 등의 형상으로 형성될 수 있다. 멤스 구조물은 흡착되는 미세먼지의 질량에 의해 형태가 변화하면서 변위될 수 있다.

결국, 본 발명의 환경상태 표시장치 100는 실내 또는 차량 공기의 오염도를 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록, 실내 또는 차량의 이산화탄소, 일산화탄소, 폼알데하이드, 석면, 오전, 휘발성유기화합물, 미세먼지 등을 측정하는 측정부 110를 통해, 오염도의 수준을 한눈에 알아보기 용이하여 유아 및 일반인들이 인식하지 못하는 유해한 상황에 처했을 때 적시에 대처할 수 있다.

더불어, 주행센서 115는 차량의 가속도, 거리, 연비 등을 측정한다.

상기와 같이 다양한 주행상황을 각각 측정하는 센서를 별도로 마련한다.

먼저, 가속도를 측정하기 위해 일반적으로 사용되는 가속도 센서는 사이즈모 시스템이라 불리는 스프링과 질량으로 되는 시스템의 변위를 측정하는 방식이다. 질량부분의 고유 각진동수에 비하여 측정하는 각진동수가 낮은 경우에 질량 부분의 변위는 거의 가속도에 대응한다. 이런 종류의 가속도 센서로써 가동 코일형, 압전형, 정전용량형, 변형 게이지형, 서보형, 차동 트랜스형 등이 있다.

결국, 본 발명의 환경상태 표시장치 100는 차량 주행상황을 측정하여 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 다양한 형태로 표시하도록, 차량의 가속도, 거리, 연비 등을 측정하는 측정부 110를 통해, 주행상황을 한눈에 알아보기 용이하여 차량 운행 상태에 적합하게 에코 드라이빙을 지도함으로써 친환경 및 경제적 주행효과를 향상시킬 수 있다.

나아가, 사용자의 호흡 또는 동작을 인지하는 센서로 이루어질 수도 있다.

이러한, 측정부 110는 다양한 형태로 존재할 수 있으나 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이 바닥판의 전면에 일부가 노출되는 형태로 설치될 수 있다.

한편, 표시부 120는 측정부 110를 통해 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 외부로 표시한다.

특히, 표시부 120는 상기 측정부 110를 통해 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 색상, 소리, 액션, 문자, 부피변화 등으로 외부에 표시한다.

이때, 표시부 120는 도 2(a)에 도시한 바와 같이 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황이 일정기준보다 높을 경우와 적정기준 및 낮을 경우 각기 다른 색상, 소리, 액션, 문자, 부피변화 등으로 외부에 표시한다.

이러한, 표시부 120는 다양한 색상을 표현하는 전구 121를 배치하여 사용할 수 있다. 아울러, 표시부 120는 스피커 123를 설치하여 다양한 소리로 표현할 수 있다. 나아가, 표시부 120는 다양한 액션으로 표현할 수 있다. 더불어, 표시부 120는 복수개의 LED 127를 배치하여 다양한 문자 또는 기호로 표현할 수 있다. 덧붙여, 표시부 120는 상태에 따라 부피가 변화하여 표현할 수 있다.

특히, 표시부 120의 액션은 회동 125a, 시소 125b, 회전 125c, 승하강 125d, 확개 125e, 표정 125f로 다양하게 표현이 가능하다.

한편, 표시부 120에 전원을 공급하는 전원부 140를 더 포함한다. 이러한, 전원부 140는 배터리 교체형 또는 태양광을 통해 충전하여 사용이 가능하다.

아울러, 측정부 110에 수납되어 데이터 기록 및 보관하는 메모리부 130의 설정값을 제어할 수 있도록 한 버튼부 150를 더 포함한다. 이러한, 메모리부 130와 버튼부 150를 통해 알람 온/오프 기능도 추가할 수 있다.

결국, 본 발명의 환경상태 표시장치 100는 측정부 110에 수납된 메모리부 130의 설정값을 제어할 수 있도록 한 버튼부 150를 통해, 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행 환경에 맞추어 수치를 조절할 수 있다.

상기 측정부 110에는 유무선 통신이 가능하도록 한 통신부 160를 더 포함한다. 이러한, 통신부 160는 유선통신할 수 있도록 한 USB 161를 측정부 110에 마련하고 블루투스 OR WIFI 통신과 같은 무선통신이 가능하도록 한 수신부 163를 마련할 수 있다.

본 발명에 따른 환경상태 표시장치 100에 작용을 살펴보면 다음과 같다.

실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황을 측정하는 측정부 110를 통해 측정하고, 측정부 110를 통해 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 표시부 120를 통해 외부로 표시한다.

즉, 표시부 120의 액션은 도 2에 도시한 바와 같이, 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황이 일정기준보다 높을 경우 빨간불과 플러스 기호 및 고음의 소리로 표현하고, 고개가 앞뒤로 움직이며 눈이 화나는 듯한 표정을 짓는다.

더불어, 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황이 적정할 경우 초록불과 동그라미 기호 및 편안한 음악소리로 표현하고, 날개가 회전하면서 눈이 편안한 표정을 갖는다.

아울러, 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황이 일정기준보다 낮을 경우 노란불과 마이너스 기호 및 저음의 소리로 표현하고, 고개가 좌우로 움직이며 눈이 우는 듯한 표정을 짓는다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황에 따라 표시부 120가 승하강 125d 할 수도 있고, 도 4에 도시한 바와 같이, 표시부 120가 시소 방식으로 좌우로 회동 125b할 수도 있으며, 도 5에 도시한 바와 같이 표시부 120가 확개125e 또는 부피변화 129로 표현할 수 있다.

즉, 환경상태 표시장치 100는 다양한 완구형태 또는 악세사리에 적용이 가능하다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 환경상태 표시장치
110 : 측정부 111 : 환경센서
113 : 오염센서 115 : 주행센서
117 : 호흡센서 119 : 동작센서
120 : 표시부 130 : 메모리부
140 : 전원부 150 : 버튼부
160 : 통신부

Claims (8)

1. 실내 또는 차량 환경과 오염정도 및 차량의 주행상황을 측정하는 측정부와,
   상기 측정부를 통해 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 외부로 표시하는 표시부로 이루어진 것을 특징으로 하는 환경상태 표시장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 측정부는,
   실내 또는 차량의 온도, 습도, 조도, 전자파, 진동, 소음 등을 측정하는 환경센서를 포함하는 환경상태 표시장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 측정부는,
   실내 또는 차량의 이산화탄소, 일산화탄소, 폼알데하이드, 석면, 오전, 휘발성유기화합물, 미세먼지 등을 측정하는 오염센서를 포함하는 환경상태 표시장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 측정부는,
   차량의 가속도, 거리, 연비 등을 측정하는 주행센서를 포함하는 환경상태 표시장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 표시부는,
   상기 측정부를 통해 측정된 정보가 일정기준을 넘어가면 색상, 소리, 액션, 문자, 부피변화 등으로 외부에 표시하는 것을 특징으로 하는 환경상태 표시장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 표시부에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하는 환경상태 표시장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 측정부에 수납된 메모리부의 설정값을 제어할 수 있도록 한 버튼부를 더 포함하는 환경상태 표시장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 측정부에는 유무선 통신이 가능하도록 한 통신부를 더 포함하는 환경상태 표시장치.

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