KR20150131711A - 이동식 적외선 조사 장치 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체 - Google Patents

이동식 적외선 조사 장치 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체 Download PDF

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KR20150131711A
KR20150131711A KR1020140058815A KR20140058815A KR20150131711A KR 20150131711 A KR20150131711 A KR 20150131711A KR 1020140058815 A KR1020140058815 A KR 1020140058815A KR 20140058815 A KR20140058815 A KR 20140058815A KR 20150131711 A KR20150131711 A KR 20150131711A
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Abstract

이동식 적외선 조사 장치 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체가 개시된다.
이동식 적외선 조사 방법은 실내의 대상체를 선택적으로 가열하는 이동식 적외선 조사 방법으로서, 대상체의 표면온도를 비접촉식으로 센싱하고, 센싱된 표면 온도를 기초로 기준 온도보다 낮은 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하고, 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되도록, 타겟 영역에 적외선을 조사하여 가열한다.
따라서, 기존 온돌 난방 방식 등을 이용한 베이크 아웃을 실시한 이후에도 효과가 미비한 부분이나 새로 설치되는 건축자재에 대하여 선택적으로 적외선을 조사하여 베이크 아웃을 실시할 수 있다.

Description

이동식 적외선 조사 장치 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체{Portable infrared ray transmission device and method using thereof, recording medium for performing the method}
본 발명은 이동식 적외선 조사 장치 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체에 관한 발명으로서, 보다 상세하게는, 이동식으로 대상체에 적외선을 조사하기 위한 이동식 적외선 조사 장치 및 방법, 이를 수행하기 위한 기록매체에 관한 발명이다.
건물에서의 실내공기 오염으로 인한 건강상의 문제들이 밝혀지면서 오염물질의 온도를 저감시키기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 다양한 실내공기 오염물질 중 건축자재나 마감재에서 방출하는 휘발성 유기화합물(VOC), 포름알데히드(HCHO) 등의 화학물질은 매우 낮은 농도만으로도 인체에 큰 악영향을 미치는 것으로 밝혀져 이에 대한 연구가 집중적으로 이루어지고 있다. 이러한 실내공기질(IAQ) 저하 문제를 해결하기 위하여 화학물질 저방출 자재의 사용, 환기설비의 설치 등의 방안이 제시되고 있으나 이러한 해결 방안을 단독으로 시행하여 완벽하게 실내공기질 문제를 해결하는 것에는 한계가 있다.
이러한 배경에서 건축물의 베이크아웃(bake-out) 이 각광을 받고 있다. 베이크 아웃이란, 가열장치를 사용하여 실내의 온도를 평상시보다 높여 벽지나 바닥 등에 스며있는 포름알데히드 등의 인체 유해물질의 발생량을 일시적으로 높인 뒤 환기를 통해 오염물질을 외부로 배출해 내는 것을 말한다.
즉, 실내의 건축자재, 마감재의 온도를 높여 자재 내부의 화학물질을 급속하게 방출시켜 자재의 화학물질 함유량을 낮추는 방법으로서, 이로 인해 추후에는 화학물질의 방출이 줄어들도록 하는 것이다.
종래의 베이크아웃 방법은 일정 시간동안 계속적으로 가열장치를 가동시킨 후 일정 시간동안 계속적으로 환기를 수행하거나, 일정시간동안 계속적으로 가열과 환기를 동시에 수행하는 방법을 사용한다. 여기서, 장시간 가열장치를 가동시킨 후 장시간 환기를 수행하는 경우는 바람직하지 않은데, 이는 가열장치를 가동시키는 동안 실내 공기 중의 화학물질 농도가 높은 수준까지 상승하여 자재 내의 화학물질 방출률이 저하될 뿐만 아니라 방출된 화학물질이 건축자재 또는 가구 표면에 다시 흡착하여 추후에 실내 공기로 재방출될 수 있기 때문이다.
또한, 계속적으로 가열과 환기를 동시에 수행하는 경우는 외기온이 낮은 난방기에 난방 부하를 매우 높게 하여 상당한 에너지 소모를 초래한다. 특히, 난방이 공기조화 설비에 의해 이루어지는 경우, 환기설비 가동에 따라 온도가 저하된 실내공기를 다시 가열해야 하므로 극심한 에너지 소모가 수반된다.
또한, 실내 공간에 대해 베이크아웃을 수행할 수 있는 기간이 입주 전의 기간으로 한정되므로, 리모델링이나 새로운 가구 구입에 따라 발생하는 화학물질 방출에 의한 IAQ 저하에 대처할 수 없다는 문제점이 있다.
KR10-2008-0007737A
본 발명의 일 측면은 실내의 대상체의 표면온도를 비접촉식으로 센싱하고 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되도록 기준온도보다 낮은 표면온도의 영역을 타겟 영역으로 설정하고 상기 타겟 영역에 적외선을 조사하여 가열하는 이동식 적외선 조사 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 대상체의 표면온도를 비접촉식으로 센싱하고, 센싱된 표면 온도가 기준온도보다 낮은 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하고, 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되도록 타겟 영역에 적외선을 조사하여 가열하는 이동식 적외선 조사 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은 베이크 아웃 수행시 실내의 대상체 중 미리 정해진 기준 온도로 가열되지 않은 대상체를 감지하고, 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되도록 대상체의 표면을 가열하는 이동식 적외선 조사 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 이동식 적외선 조사 방법은 실내의 대상체를 선택적으로 가열하는 이동식 적외선 조사 방법으로서, 상기 대상체의 표면온도를 비접촉식으로 센싱하고, 상기 센싱된 표면 온도를 기초로 기준 온도보다 낮은 상기 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하고, 상기 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되도록, 상기 타겟 영역에 적외선을 조사하여 가열한다.
한편, 가열하는 것은, 상기 타겟 영역의 표면온도가 상기 기준 온도 이상이 되도록 가열할 수 있다.
또한, 기준 온도는, 상기 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되게 하는 미리 설정된 하한 온도일 수 있다.
또한, 실내 공기의 온도와 습도를 센싱하고, 상기 센싱된 실내공기의 온도와 습도를 기초로 노점온도를 산출하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 타겟 영역으로 설정하는 것은, 상기 센싱된 표면 온도가 상기 기준 온도 및 상기 노점 온도 중 적어도 하나보다 낮은 상기 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하고, 상기 가열하는 것은, 상기 타겟 영역의 표면온도가 상기 기준 온도 및 상기 노점 온도 이상이 되도록 가열하는 것일 수 있다.
또한, 이동식으로 적외선을 조사하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 이동식 적외선 조사 장치는 실내의 대상체를 선택적으로 가열하는 이동식 적외선 조사 장치로서, 상기 대상체의 표면온도를 비접촉식으로 센싱하는 비접촉 온도 감지부, 상기 센싱된 표면온도를 기초로 기준 온도보다 낮은 상기 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하는 제어부로서, 상기 기준 온도는 상기 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되게 하는 미리 설정된 하한 온도인, 상기 제어부 및 상기 타겟 영역에 적외선을 조사하여 가열하는 적외선 조사부를 포함한다.
한편, 제어부는, 상기 타겟 영역의 표면온도가 상기 기준 온도 이상이 되도록 상기 타겟 영역을 가열하게 할 수 있다.
또한, 실내공기의 온도와 습도를 센싱하는 온/습도 감지부를 더 포함할 수 있다.
또한, 제어부는, 상기 온/습도 감지부에서 센싱된 상기 실내공기의 온도와 습도를 기초로 노점 온도를 산출하고, 상기 센싱된 표면 온도가 상기 기준 온도 및 상기 노점 온도 중 적어도 하나보다 낮은 상기 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하고, 상기 타겟 영역의 표면온도가 상기 기준 온도 및 상기 노점 온도 이상이 되도록 가열하게 할 수 있다.
또한, 비접촉 온도 감지부는, 복수의 픽셀로 이루어진 어레이로 배열된 복수의 적외선 센서칩을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 이동식 적외선 조사 장치는 베이크 아웃이 수행되는 실내에 마련되는 대상체를 선택적으로 가열하는 이동식 적외선 조사 장치으로서, 상기 베이크 아웃 수행시 상기 실내의 대상체 중 미리 정해진 기준 온도로 가열되지 않은 대상체를 감지하는 제어부 및 상기 감지된 대상체의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되도록 상기 대상체의 표면에 적외선을 조사하여 가열하는 적외선 조사부를 포함한다.
상술한 본 발명의 일 측면에 따르면, 기존 온돌 난방 방식 등을 이용한 베이크 아웃을 실시한 이후에도 효과가 미비한 부분이나 새로 설치되는 건축자재에 대하여 선택적으로 적외선을 조사하여 베이크 아웃을 실시할 수 있다.
또한, 고효율의 열을 재료의 표면에 신속하게 전달할 수 있는 적외선을 사용하므로 에너지 소비량이 적고 사용이 간편한 이동식 오염물질 저감 장치를 제공할 수 있다.
또한, 노점 온도 이하의 벽체와 같은 대상체를 감지할 수 있으며, 자동으로 상기 대상체에 적외선 조사를 하여 노점 온도 이상으로 유지시킬 수 있으며, 이로 인해 실내의 표면결로 방지 및 곰팡이 생장을 억제시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치가 적용된 일 예를 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치의 제어 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치의 제어 블록도이다.
도 4a 는 도 3 에 도시된 비접촉 온도 감지부의 형상을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4b 는 도 3 에 도시된 비접촉 온도 감지부의 구성을 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 4c 는 도 3 에 도시된 비접촉 온도 감지부의 동작 원리를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 방법을 도시한 순서도이다.
도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치의 제어블록도이다.
도 7 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 방법을 도시한 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치가 적용된 일 예를 도시한 도면이다.
도 1 을 참조하면, 본 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치(100)는 벽체, 바닥 및 천장으로 구획되는 실내공간에 위치할 수 있다.
한편, 상기 실내 공간은 난방시설을 가동하여 벽체, 바닥 및 천장 내의 건축자재 및 마감재 등의 자재에서 화학물질의 방출을 촉진시키며, 창호를 개방하거나 환기시설을 가동하여 상기 방출된 화학물질을 실외로 배출되도록 하는 베이크 아웃이 수행되는 공간일 수 있다.
본 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치(100)는 상기 실내 공간에서 베이크 아웃이 수행되는 동안에 베이크 아웃 효과가 미비한 대상체에 인접한 위치에서 상기 대상체에 선택적 베이크 아웃을 수행하는 장치일 수 있다. 예컨대, 실내 공간에서 바닥 복사 난방방식의 베이크 아웃이 수행될 경우, 이동식 적외선 조사 장치는 상대적으로 베이크 아웃 효과가 미비한 붙박이장, 싱크대, 가구재 상부 등 실내공간의 상부에 설치된 건축재료, 또는 벽체와 같은 대상체에 적외선을 조사 및 가열할 수 있다.
따라서, 이동식 적외선 조사 장치는 베이크 아웃이 수행되고 있는 실내공간 중 베이크 아웃이 미비한 대상체에 이동식으로 적외선을 조사함으로써 기존의 베이크 아웃 방식을 보완할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치는 베이크 아웃을 수행한 이후에 실내 공간에 건축자재나 가구가 새로이 설치될 경우 상기 새로이 설치된 건축자재나 가구인 대상체에 선택적 베이크 아웃을 수행하는 장치일 수 있다.
따라서, 새로이 건축자재나 가구를 설치할 때마다 전체 난방 시스템을 가동시키지 않고도 적외선을 조사 및 가열하여 선택적으로 베이크 아웃을 수행할 수 있다.
이러한 이동식 적외선 조사 장치의 구체적인 구성은 도 2 와 같다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치의 제어 블록도이다.
도 2 를 참조하면, 본 실시예에 다른 이동식 적외선 조사 장치(100)는 제어부(110), 메모리부(120) 및 적외선 조사부(130)를 포함한다. 도 2 는 다양한 구성요소를 가지고 있는 이동식 적외선 조사 장치(100)를 도시하고 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 이동식 적외선 조사 장치(100)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 이동식 적외선 조사 장치(100)가 구현될 수 있다. 이하, 상술한 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴본다.
제어부(110)는 베이크 아웃이 수행되는 실내의 대상체 중에서 화학물질 방출률이 기준치 미만인 대상체를 선택하고, 상기 선택된 대상체에서의 화학물질 방출률이 기준치 이상이 되도록 대상체의 표면을 가열하게 적외선 조사부(130)를 제어한다.
이때, 대상체는 베이크 아웃이 수행되는 실내의 가구, 건축재료, 벽체 등이 될 수 있으며, 제어부(110)는 상기 실내의 대상체들 중 베이크 아웃 효과가 미비한 대상체를 선택한다. 제어부(110)는 화학물질 방출률을 센싱하여 대상체를 선택할 수도 있고, 사용자의 선택에 따라 대상체를 선택할 수도 있다.
상기 화학물질은 IAQ(Indoor Air Quality:실내공기질) 을 저해하는 오염물질로서, 포롬알데히드(HCCO), 벤젠(benzene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 스티렌(styrene), 디클로로벤젠(dichlorobenzene), 질소산화물(Nox), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 분진, 염화수소(HCl), 라돈(Ra) 등이 있다.
이러한 제어부(110)는 메모리부(120)에 저장된 일정 시간동안 대상체의 표면을 가열하도록 적외선 조사부(130)를 제어한다.
상기 일정 시간은 대상체의 자재의 변형 또는 손상을 방지하도록 자재의 특성 및 열원의 출력특성을 고려한 시간일 수 있다.
또한, 상기 일정 시간은 사용자로부터 입력받을 수 있다. 사용자는 예상되는 외출시간 등을 고려하여 운전 개시시간을 입력하고, 베이크 아웃 수행시간을 입력할 수 있다. 따라서, 제어부(130)는 상기 사용자로부터의 입력에 따라 운전 개시시간에 대상체에 베이크 아웃을 수행하도록 적외선 조사부(130)의 동작을 개시시키고, 상기 베이크 아웃 수행시간동안 상기 동작이 유지되도록 제어한다.
적외선 조사부(130)는 제어부(110)의 제어에 따라 대상체의 일정 영역을 적외선을 조사하여 가열한다. 이때, 적외선 조사부(130)에서 조사하는 적외선은 근적외선(NIR, Near Infrared Ray)일 수 있다. 근적외선은 에너지의 전달방식이 기존의 대류 열전달 방식이 아닌 빛 에너지인 복사열 형태로 전달되기 때문에 85% 이상의 에너지를 조사되는 대상체에 열손실없이 전달할 수 있다. 즉, 근적외선을 이용한 적외선 조사부(130)는 빠른 시간에 고품질의 열을 대상체에 전달할 수 있고, 대상체의 표면 경계 내부에까지 열을 전달할 수 있다. 이로써, 가구재 및 실내 건축자재 등과 같은 대상체에 변형없이 짧은 시간에 고효율의 베이크 아웃이 수행될 수 있다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치의 제어 블록도이다.
도 3 을 참조하면, 본 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치(100)는 비접촉 온도 감지부(110), 메모리부(120), 적외선 조사부(130) 및 제어부(140)를 포함한다. 도 3 은 다양한 구성요소를 가지고 있는 이동식 적외선 조사 장치(100)를 도시하고 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 이동식 적외선 조사 장치(100)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 이동식 적외선 조사 장치(100)가 구현될 수 있다. 이하, 상술한 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴본다.
비접촉 온도 감지부(110)는 대상체의 표면 온도를 비접촉식으로 센싱하여 상기 표면 온도를 제어부(140)에 전송한다.
이러한 비접촉 온도 감지부(110)는 비접촉식 적외선 온도 센서로 구성될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 비접촉 온도 감지부(110)는 온도 검출 대상체에 대한 다수개의 지점의 온도를 비접촉 방식으로 측정할 수 있도록 복수의 센서칩을 포함한 비접촉식 적외선 온도 센서로 구성될 수 있다.
구체적으로, 도 4a 내지 도 4c 를 참조하면, 본 실시예에 따른 비접촉 온도 감지부(110)는 케이스(111), PCB 기판(113), 렌즈 모듈(112), 적외선 센서칩(113-2), 및 연산부(114) 등을 포함한다.
케이스(111)는 내부에 수용 공간이 형성되도록 케이스 본체(111-1)와 케이스 커버(111-2)로 분리 형성되어 상호 결합하도록 구성된다. 케이스 본체(111-1)의 일측에는 별도의 전원 케이블(C) 이 결합되어 케이스(111) 내부에 배치된 PCB 기판(113)과 연결되도록 구성된다. 케이스 커버(111-2)에는 렌즈 모듈(112)이 돌출되게 장착될 수 있도록 관통홀(111-3)이 형성된다.
PCB 기판(113)은 케이스(111) 내부 공간에 배치되도록 케이스 본체(111-1)에 고정 장착되며, 부품 실장면에는 일측에 수광 영역(113-3)이 형성된다. 수광 영역(113-3)은 렌즈 모듈(112)을 통과한 적외선이 수광되는 영역으로 렌즈 모듈(112)은 이러한 수광 영역(113-3)을 내부에 수용하는 형태로 PCB 기판(113)에 결합된다.
렌즈 모듈(112)은 온도 검출 대상체(P)로부터 발생된 적외선이 집광되어 PCB 기판(113)의 수광 영역(113-3)으로 입사되도록 케이스 커버(111-2)의 관통홀(111-3)에 돌출되게 배치된다. 이러한 렌즈 모듈(112)은 도 4b 에 도시된 바와 같이, 렌즈 경통(112-1)과 렌즈 경통(112-1)에 장착되는 렌즈(112-4)로 구성될 수 있다.
렌즈 경통(112-1)은 렌즈(112-4)를 통해 입사되는 적외선이 통과하는 공간으로 외부의 빛이 렌즈 경통(112-1) 내부로 유입되지 못하도록 불투명 재질로 형성된다. 따라서, 중공의 원통형 또는 다각형 기둥 형태로 형성될 수 있으며, 전방면에는 렌즈(112-4)가 삽입 결합되도록 개방된 형태로 형성된다. 이러한 렌즈 경통(112-1)은 일단이 PCB 기판(113)의 수광 영역(113-3)을 감싸도록 PCB 기판(113)에 장착되고, 타단은 케이스(111)의 전방면에 돌출되게 배치되며, 이러한 렌즈 경통(112-1)의 타단에 렌즈(112-4)가 결합된다.
이때, 렌즈 경통(112-1)의 일단에는 플랜지부(112-2)가 형성되고, 플랜지부(112-2)에는 PCB 기판(113)과 결합을 위한 결합홀(112-3)이 형성된다. 이에 대응하여 PCB 기판(113)에도 고정탭(113-1)이 형성되는데, 이러한 고정탭(113-1)은 수광 영역(113-3)의 외부에 위치하도록 형성된다. 따라서, 렌즈 경통(112-1)은 결합홀(112-3)을 관통하는 별도의 결합 스크류(미도시)를 고정탭(113-1)에 스크류 결합하는 방식으로 PCB 기판(113)에 장착될 수 있으며, 이 경우 렌즈 경통(112-1)과 PCB 기판(113)의 결합 부위를 통해 외부의 빛이 수광 영역(113-3) 또는 렌즈 경통(112-1)의 내부 공간으로 입사되지 못하도록 이격 간격없이 밀폐되게 결합되는 것이 바람직하다. 이러한 빛의 차단을 위해 렌즈 경통(112-1)의 플렌지부(112-2)에 탄성력을 갖는 별도의 차단 부재(미도시)가 장착될 수 있다.
렌즈(112-4)는 일반 카메라에 사용되는 렌즈가 사용될 수 있으며, 보다 넓은 영역에서의 적외선이 수광 영역(113-3)으로 입사될 수 있도록 빛을 집광하는 역할을 수행한다. 따라서, 빛을 집광할 수 있도록 볼록 렌즈가 사용되는 것이 바람직하며, 이와 더불어 수광 영역(113-3)에 도달하는 빛의 경로를 더욱 정확하고 다양하게 조절할 수 있도록 다양한 렌즈가 다수 개 더 장착될 수 있다.
적외선 센서칩(113-2)은 렌즈 모듈(112)을 통해 입사된 적외선을 수광할 수 있도록 PCB 기판(113)의 수광영역(113-3)에 복수개 장착될 수 있다. 도 4b 에 도시된 바와 같이, 복수의 적외선 센서칩(113-2)은 복수의 픽셀로 이루어진 어레이로 배열될 수 있다. 이러한 적외선 센서칩(113-2)은 적외선을 수광하여 전기 신호로 변환하는 전자칩으로서, 수광되는 적외선의 양에 따라 서로 다른 크기의 전압을 발생시키도록 구성된다.
연산부(114)는 적외선 센서칩(113-2)의 전기 신호를 인가받아 온도값을 산출하는 구성으로, 도 4b 에 도시된 바와 같이 PCB 기판(113)에 장착되는 별도의 전자칩의 형태로 PCB 기판(113)의 패턴 회로를 통해 적외선 센서칩(113-2)과 연결되도록 구성될 수 있다.
이러한 적외선 센서칩(113-2)과 연산부(114)는 적외선 센서칩(113-2)에 수광되는 적외선의 수광량에 따라 적외선 센서칩(113-2)에서 서로 다른 전압을 갖는 전기 신호를 생성하고, 연산부(114)는 이러한 전기 신호를 보정 연산하여 해당 온도값을 산출하는 방식으로 구성된다. 이러한 구성은 모든 물체의 온도에 따라 서로 다른 양의 적외선이 방출되는 원리를 이용하여 해당 물체의 온도를 측정하기 위한 일반적인 적외선 센서와 동일한 구성이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 실시예에 다른 비접촉 온도 감지부(110)는 상대적으로 넓은 대상체의 영역의 온도를 한번에 검출하기 위해, 다수개의 적외선 센서칩(113-2)을 마련하고, 상기 다수개의 적외선 센서칩(113-2)과 대응하는 자기감지 영역상의 온도를 각각 센싱하도록 구성될 수 있다. 즉, 다수개의 적외선 센서칩(113-2) 각각은 대상체(P)의 온도 검출 대상 영역(Q) 내의 상기 적외선 센서칩(113-2) 각각과 대응되는 자기감지 영역상의 지점으로부터 발생된 적외선을 수광하고, 상기 수광된 적외선을 기초로 자기 감지 영역상의 온도를 검출할 수 있다. 한편, 상기 온도 검출 대상 영역(Q)의 넓이는 비접촉 온도 감지부(110)와 대상체(P)의 이격 거리에 따라 조정될 수 있으며, 이로써, 적외선 센서칩(113-2)의 자기 감지 영역의 넓이도 조절될 수 있다.
도 4c 를 참조하면, 적외선 센서칩(113-2a,113-2b,113-2c,113-2d)이 다수개로 장착되고, 각각의 적외선 센서칩(113-2a,113-2b,113-2c,113-2d)에는 적외선 입사 경로를 따라 각 적외선 센서칩(113-2a,113-2b,113-2c,113-2d)과 대응되는 자기 감지 영역(P1,P2,P3,P4)에서 발생되는 적외선이 각각 수광됨을 알 수 있다. 자기 감지 영역(P1,P2,P3,P4)은 대상체의 온도 검출 영역(Q) 내부에 속한 영역이며, 온도 검출 영역(Q)은 대상체(P)의 일부 영역일 수도 있고, 대상체(P)의 전체영역일 수도 있다.
이와 같이 각각의 적외선 센서칩(113-2a,113-2b,113-2c,113-2d)에 자기 감지 영역(P1,P2,P3,P4)의 적외선이 수광되면, 연산부(114)는 해당 지점의 온도를 각각 산출할 수 있다. 구체적으로, 자기 감지 영역(P1,P2,P3,P4)의 온도에 따라 적외선 방출량이 다르므로, 적외선 센서칩(113-2a,113-2b,113-2c,113-2d)에서 발생되는 전기 신호가 각각 다르게 생성되고, 이에 따라 연산부(114)는 해당 지점의 온도를 각각 산출할 수 있다.
제어부(140)는 이동식 적외선 조사 장치(100)를 전반적으로 제어하는 구성으로서, 특히 본 실시예에 따른 제어부(140)는 비접촉 온도 감지부(110)로부터 대상체의 표면온도를 수신하고, 센싱된 표면온도를 기초로 대상체의 일부 영역을 타겟 영역으로서 설정하며, 상기 타겟 영역에 적외선을 조사하도록 적외선 조사부(130)를 제어한다. 이러한 제어부(140)는 타겟 영역 설정부(141)와 적외선 조사 제어부(142)를 포함한다.
타겟 영역 설정부(141)는 비접촉 온도 감지부(110)로부터의 대상체의 표면온도를 기초로 메모리부(120)에 저장된 기준 온도보다 낮은 대상체의 영역을 타겟 영역으로서 설정한다.
구체적으로, 타겟 영역 설정부(141)는 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되게 하는 하한 온도인 기준 온도보다 낮은 대상체의 영역을 적외선 조사의 타겟 영역으로서 설정한다. 이러한 기준 온도는 약 35~45℃ 로 설정될 수 있다.
타겟 영역 설정부(141)는 비접촉 온도 감지부(110)의 다수개의 적외선 센서칩에서 센싱된 자기 감지 영역상의 온도 각각과 상기 기준 온도를 비교하여 상기 기준 온도보다 낮은 적어도 하나의 자기 감지 영역을 추출하고, 상기 추출된 적어도 하나의 자기 감지 영역을 타겟 영역으로 설정할 수 있다.
적외선 조사 제어부(142)는 타겟 영역 설정부(141)에서 설정된 타겟 영역상에 적외선이 조사될 수 있도록 제어한다.
적외선 조사 제어부(142)는 타겟 영역을 가열하기 시작한 시간으로부터 소정 시간 이후에 비접촉 온도 감지부(110)를 통해 상기 타겟 영역의 온도를 감지하게 하고, 상기 감지된 온도를 기초로 적외선 조사부(130)를 구동시킬 수 있다.
적외선 조사 제어부(142)는 타겟 영역의 표면온도가 기준 온도 이상이 되도록 타겟 영역을 가열하게 제어할 수 있다. 적외선 조사 제어부(142)는 타겟 영역의 표면 온도가 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되게하는 하한치인 기준 온도 이상이 될 때까지 타겟 영역을 가열하되, 대상체의 변형 또는 손상을 방지하게 하는 상한치가 넘지 않도록 상기 타겟 영역을 가열하도록 제어할 수 있다. 한편, 상기 하한치와 상한치는 메모리부(120)에 미리 저장될 수 있다.
또한, 적외선 조사 제어부(142)는 대상체의 자재의 변형 또는 손상을 방지하도록 자재의 특성 및 적외선 조사부의 열원의 출력특성을 고려한 미리 설정된 시간동안 적외선 조사부(130)를 구동시킬 수 있다.
또한, 적외선 조사 제어부(142)는 사용자로부터 입력받은 시간동안 적외선 조사부(130)를 구동시킬 수 있다.
적외선 조사부(130) 와 그 밖의 특징은 도 2 와 동일한바, 이에 대한 설명은 도 2 로 대체한다.
한편, 본 실시예에서는 센싱된 대상체의 표면온도를 기초로 기준 온도 이하인 대상체의 영역을 선택적으로 가열하는 이동식 적외선 조사 장치를 기술하였으나, 대상체의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되도록 대상체에 이동식으로 적외선을 조사하여 가열한다면 모두 본 발명의 범위에 포함된다. 예컨대, IAQ 센서 등 오염물질을 센싱하는 센서를 더 구비하여 일정치 이하의 오염물질이 방출되는 대상체를 센싱하고, 해당 대상체에 적외선을 조사하도록 제어할 수 있는 이동식 적외선 조사 장치도 본 발명의 범위에 포함됨은 물론이다.
도 5 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 방법을 도시한 순서도이다.
도 5 를 참조하면, 본 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 방법은, 먼저, 비접촉식으로 대상체의 표면온도를 센싱한다(210). 이때, 대상체의 표면온도의 센싱(210)은 대상체의 전체 영역 또는 일부 영역에서 이루어질 수 있으며, 본 실시예에서는, 복수의 적외선 센서칩을 통해 대상체 내의 비교적 넓은 영역상의 표면온도를 센싱할 수 있다.
표면온도가 센싱되면(210), 대상체에서 기준온도보다 낮은 표면온도의 영역이 존재하는지 판단하고(220), 존재한다면 해당 영역을 타겟 영역으로 설정하고(230), 설정된 타겟 영역에 적외선을 조사하여 가열한다(240). 한편, 기준온도보다 낮은 표면온도의 영역이 존재하지 않으면 이동(250)하여 대상체의 다른 영역 또는 다른 대상체의 표면온도를 센싱(210)하도록 제어한다.
이때, 타겟 영역 상의 가열은 타겟 영역의 표면 온도가 기준 온도 이상이 되도록 가열하고, 기준 온도는 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되게 하는 미리 설정된 하한 온도이다.
도 6 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치의 제어블록도이다.
도 6 을 참조하면, 본 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치(100)는 비접촉 온도 감지부(110), 온/습도 감지부(120), 메모리부(130), 적외선 조사부 (140)및 노점온도 산출부(151), 타겟 영역 설정부(152) 및 적외선조사 제어부(153)를 포함하는 제어부(150)를 포함한다. 도 6 은 다양한 구성요소를 가지고 있는 이동식 적외선 조사 장치(100)를 도시하고 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 이동식 적외선 조사 장치(100)가 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 이동식 적외선 조사 장치(100)가 구현될 수 있다. 이하, 상술한 구성요소들에 대해 구체적으로 살펴본다.
특히, 본 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치(100)는 도 3 의 이동식 적외선 조사 장치와 비교할 때, 온/습도 감지부(120)와 제어부(150)의 노점 온도 산출부(151)를 더 포함하여 실내 공기의 온도와 습도를 센싱하고, 센싱된 온도와 습도를 기초로 노점 온도를 산출하고, 산출된 노점 온도 이상이 되도록 대상체에 적외선을 조사하는 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 온/습도 감지부(120)는 실내 공기의 온도와 습도를 센싱하고 이를 제어부(150)로 전송하는 구성으로서, 일반적인 형태의 온습도계로 구성될 수 있다.
이렇게 온/습도 감지부(120)에서 실내 공기의 온도와 습도가 센싱되면, 제어부(150)의 노점온도 산출부(151)는 미리 설정된 방법에 따라 상기 센싱된 온도와 습도에 대응하는 노점 온도를 산출한다. 이때, 노점온도 산출부(151)는 습공기선도 알고리즘을 적용하여 현재 실내 온도와 습도에 대응하는 이슬점 온도인 노점 온도를 산출할 수 있다.
타겟영역 설정부(152)는 기준 온도와 노점 온도를 고려하여 대상체의 타겟 영역을 설정한다.
구체적으로, 타겟 영역 설정부(152)는 대상체의 센싱된 표면 온도가 상기 기준 온도 및 노점 온도 중 적어도 하나보다 낮은 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정할 수 있다. 이때, 기준 온도는 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되게 하는 미리 설정된 하한 온도일 수 있다.
즉, 타겟 영역 설정부(152)는 대상체의 표면 온도가 기준 온도와 노점 온도보다 낮은 영역을 타겟 영역으로 설정할 수 있으며, 대상체의 표면 온도가 기준 온도 또는 노점 온도 중 어느 하나보다 낮은 영역도 타겟 영역으로 설정할 수 있다.
적외선 조사 제어부(153)는 타겟 영역의 표면온도가 기준 온도 및 노점 온도 이상이 되도록 적외선 조사부(140)를 제어한다.
적외선 조사 제어부(153)는 타겟 영역이 기준 온도와 노점 온도보다 낮은 영역이면 기준 온도 및 노점 온도 이상이 되도록 적외선을 조사하게 하고, 타겟 영역이 노점 온도보다는 높고 기준 온도보다는 낮은 영역이면, 기준 온도 이상이 되도록 적외선을 조사하게 하며, 타겟 영역이 기준 온도보다는 높고 노점 온도보다는 낮은 영역이면 노점 온도 이상이 되도록 적외선을 조사하게 한다.
따라서, 본 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 장치(100)는 대상체를 가열하여 일정치 이상의 화학물질을 방출하도록 제어할 뿐만 아니라, 노점 온도보다 낮은 대상체의 영역을 센싱하여 가열함으로써 실내 대상체의 표면결로를 방지할 수 있고 곰팡이 생장을 억제시킬 수 있다.
한편, 상술한 노점 온도를 반영한 적외선 조사특징 이외의 구성은 도 2 및 도 3 의 이동식 적외선 조사 장치와 동일한바, 동일한 구성에 대한 설명은 도 2 및 도 3 으로 대체한다.
도 7 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 방법을 도시한 순서도이다.
도 7 을 참조하면, 본 실시예에 따른 이동식 적외선 조사 방법은 실내 공기의 온/습도를 센싱하고(310), 센싱된 실내공기의 온도와 습도를 기초로 미리 설정된 방법으로 이슬점 온도인 노점 온도를 산출한다(320).
또한, 대상체의 표면 온도를 센싱(330)하여 상기 대상체에서 센싱된 표면 온도가 기준 온도 및 상기 산출된 노점 온도 중 적어도 하나보다 낮은 표면 온도를 가진 영역이 존재하는지 판단하고(340), 존재하면 해당 영역을 타겟 영역으로 설정한다(350). 이때, 기준 온도는 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되게 하는 미리 설정된 하한 온도일 수 있다.
또한, 판단 결과 표면 온도가 상기 기준 온도 및 노점 온도 이상이면, 이동식 적외선 조사 장치를 이동(370)하여 대상체의 다른 영역 또는 다른 대상체의 표면 온도를 센싱(330)하고 기준 온도 및 노점 온도 중 낮은 표면온도를 가진 영역이 존재하는지 판단할 수 있다(340).
또한, 타겟 영역이 설정되면(350), 상기 설정된 타겟 영역에 적외선을 조사하여 대상체의 표면온도가 기준 온도 및 노점 온도 이상이 되도록 가열한다(360).
상술한 본 발명의 일 측면에 따르면, 기존 온돌 난방 방식 등을 이용한 베이크 아웃을 실시한 이후에도 효과가 미비한 부분이나 새로 설치되는 건축자재에 대하여 선택적으로 적외선을 조사하여 베이크 아웃을 실시할 수 있다.
또한, 고효율의 열을 재료의 표면에 신속하게 전달할 수 있는 적외선을 사용하므로 에너지 소비량이 적고 사용이 간편한 이동식 오염물질 저감 장치를 제공할 수 있다.
또한, 노점 온도 이하의 벽체와 같은 대상체를 감지할 수 있으며, 자동으로 상기 대상체에 적외선 조사를 하여 노점 온도 이상으로 유지시킬 수 있으며, 이로 인해 실내의 표면결로 방지 및 곰팡이 생장을 억제시킬 수 있다.
이와 같은, 이동식으로 적외선을 대상체에 조사하는 기술은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 이동식 적외선 조사 장치

Claims (12)

  1. 실내의 대상체를 선택적으로 가열하는 이동식 적외선 조사 방법에 있어서,
    상기 대상체의 표면온도를 비접촉식으로 센싱하고,
    상기 센싱된 표면 온도를 기초로 기준 온도보다 낮은 상기 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하고,
    상기 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되도록, 상기 타겟 영역에 적외선을 조사하여 가열하는 이동식 적외선 조사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열하는 것은,
    상기 타겟 영역의 표면온도가 상기 기준 온도 이상이 되도록 가열하는 이동식 적외선 조사 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기준 온도는,
    상기 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되게 하는 미리 설정된 하한 온도인 이동식 적외선 조사 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    실내 공기의 온도와 습도를 센싱하고,
    상기 센싱된 실내공기의 온도와 습도를 기초로 노점 온도를 산출하는 것을 더 포함하는 이동식 적외선 조사 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 타겟 영역으로 설정하는 것은, 상기 센싱된 표면 온도가 상기 기준 온도 및 상기 노점 온도 중 적어도 하나보다 낮은 상기 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하고,
    상기 가열하는 것은, 상기 타겟 영역의 표면온도가 상기 기준 온도 및 상기 노점 온도 이상이 되도록 가열하는 것인 이동식 적외선 조사 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나의 항에 따라 이동식으로 적외선을 조사하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  7. 실내의 대상체를 선택적으로 가열하는 이동식 적외선 조사 장치에 있어서,
    상기 대상체의 표면온도를 비접촉식으로 센싱하는 비접촉 온도 감지부;
    상기 센싱된 표면온도를 기초로 기준 온도보다 낮은 상기 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하는 제어부로서, 상기 기준 온도는 상기 대상체에서의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되게 하는 미리 설정된 하한 온도인, 상기 제어부; 및
    상기 타겟 영역에 적외선을 조사하여 가열하는 적외선 조사부를 포함하는 이동식 적외선 조사 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 타겟 영역의 표면온도가 상기 기준 온도 이상이 되도록 상기 타겟 영역을 가열하게 하는 이동식 적외선 조사 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    실내공기의 온도와 습도를 센싱하는 온/습도 감지부를 더 포함하는 이동식 적외선 조사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온/습도 감지부에서 센싱된 상기 실내공기의 온도와 습도를 기초로 노점 온도를 산출하고,
    상기 센싱된 표면 온도가 상기 기준 온도 및 상기 노점 온도 중 적어도 하나보다 낮은 상기 대상체의 영역을 타겟 영역으로 설정하고,
    상기 타겟 영역의 표면온도가 상기 기준 온도 및 상기 노점 온도 이상이 되도록 가열하게 하는 이동식 적외선 조사 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 비접촉 온도 감지부는,
    복수의 픽셀로 이루어진 어레이로 배열된 복수의 적외선 센서칩을 포함하는 이동식 적외선 조사 장치.
  12. 베이크 아웃이 수행되는 실내에 마련되는 대상체를 선택적으로 가열하는 이동식 적외선 조사 장치에 있어서,
    상기 베이크 아웃 수행시 상기 실내의 대상체 중 미리 정해진 기준 온도로 가열되지 않은 대상체를 감지하는 제어부; 및
    상기 감지된 대상체의 화학물질 방출률이 일정치 이상이 되도록 상기 대상체의 표면에 적외선을 조사하여 가열하는 적외선 조사부를 포함하는 이동식 적외선 조사 장치.
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