KR20160149898A - 입자상 물질 센서 - Google Patents

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이용성
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Abstract

입자상 물질 센서에 관한 것이다.
입자상 물질 센서는 기판 상에 이격 배치되는 제1 및 제2전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2전극 사이에 축적되는 입자상 물질의 양에 대응하여 커패시턴스를 발생시키는 입자상 물질 감지부, 상기 커패시턴스에 의해 공진 주파수가 결정되는 주파수 신호를 발생시키는 신호 발생부, 그리고 상기 주파수 신호에서 기 설정된 기준 주파수에서의 신호 크기를 검출하고, 상기 신호 크기의 변화를 토대로 상기 입자상 물질의 배출 수준을 판별하는 감지결과 처리부를 포함할 수 있다.

Description

입자상 물질 센서{PARTICULATE MATTER SENSOR}
본 발명은 입자상 물질 센서에 관한 것이다.
최근 차량의 배기가스 규제가 EURO6 단계로 강화되면서, 배기가스 배출에 대한 규제가 더욱 엄격해졌다. 예를 들어, 대표적 기준인 질소산화물(NOx)은 0.4g/㎾h로 허용치가 감소하였다.
일반적으로 디젤 엔진은 가변량의 입자상 물질(Particulate Matter, PM)을 포함하는 배기류(exhaust flow)를 생성한다. 이에 따라, 더욱 강화된 EURO6의 배기가스 규제에 대응하기 위해, 디젤 엔진을 장착하는 차량에는 배기류에 의한 매연을 감소시키기 위한 디젤매연필터(Diesel Particulate Fiter, DPF)와, DPF의 오작동을 감지하는 OBD(On-Board Diagnostics)의 장착이 의무화되는 추세이다.
OBD 센서는, DPF 등 고장 시 배기가스 배출에 영향을 미치게 되는 차량 부품의 고장을 감지하여 사용자에게 통보하기 위한 센서이다. OBD 센서로는, 광대역 온도센서, 차압센서, 산소센서, NOx 센서, 입자상 물질(Particulate Matter, PM) 센서 등이 있다.
EURO6에서 권장하는 PM의 배출량은 PM < 0.009g/km이다. 따라서, 기존에 PM 배출량을 모니터링하기 위해 사용되던 차압센서만으로는 EURO6를 만족시키는 PM 모니터링이 어려운 현실이며, PM 배출량을 정밀하게 측정할 수 있는 PM 센서의 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 실시 예를 통해 해결하려는 과제는, 입자상 물질의 배출량을 정밀하게 측정할 수 있는 입자상 물질 센서를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자상 물질 센서는 기판 상에 이격 배치되는 제1 및 제2전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2전극 사이에 축적되는 입자상 물질의 양에 대응하여 커패시턴스를 발생시키는 입자상 물질 감지부, 상기 커패시턴스에 의해 공진 주파수가 결정되는 주파수 신호를 발생시키는 신호 발생부, 그리고 상기 주파수 신호에서 기 설정된 기준 주파수에서의 신호 크기를 검출하고, 상기 신호 크기의 변화를 토대로 상기 입자상 물질의 배출 수준을 판별하는 감지결과 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 입자상 물질 배출량을 감지하기 위한 감지시간은 줄이면서, 감도를 향상시킨 입자상 물질 센서를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서의 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 감지부의 개략적인 사시도이다.
도 3은 도 2의 입자상 물질 감지부를 제1방향으로 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서에서 입자상 물질 감지부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서에서 신호 발생부를 구성하는 공진회로의 예들을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서의 입자상 물질 감지 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서에서 입자상 물질의 농도에 따라 신호 발생부에서 출력되는 주파수 신호의 주파수 특성이 변경되는 일 예를 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서(Particulate Matter sensor)에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서의 개략적인 구조도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 감지부의 개략적인 사시도이고, 도 3은 도 2의 입자상 물질 감지부를 제1방향으로 자른 단면도이다. 도 4는 도 2의 입자상 물질 감지부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 발생부를 구성하는 공진회로의 예들을 도시한 것이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서(10)는, 입자상 물질 감지부(11), 신호 발생부(12), 주파수 변환부(13), 메모리(14), 감지결과 처리부(15), 감지결과 출력부(16) 등을 포함할 수 있다.
입자상 물질 감지부(11)는 차량의 배기라인에 설치되어, 배기가스에 포함된 입자성 물질의 양(농도)에 대응하는 전기신호를 발생시킨다. 즉, 입자상 물질 감지부(11)는 배기가스에 포함된 입자상 물질의 농도에 대응하여 커패시턴스(capacitance)의 변화를 발생시킨다.
도 2 및 도 3를 참고하면, 입자성 물질 감지부(11)는 기판(310), 제1 및 제2전극(321, 322), 그리고 보호기판(330)을 포함할 수 있다.
기판(310)은 절연물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(310)은 실리콘, 수정, 유리 등 다양한 절연물질로 형성될 수 있다.
기판(310)의 일면에는 제1 및 제2전극(321, 322)이 배치된다.
제1 및 제2전극(321, 322)은 기판(310)의 일면으로부터 돌출 형성된다. 제1 및 제2전극(321, 322)은 배기라인에서 배기가스가 흐르는 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장 형성된다. 제1 및 제2전극(321, 322)은 서로 교번 배치되며, 서로 소정 간격 이격되어 배치된다.
제1 및 제2전극(321, 322) 사이에는 그루브 형상의 홈(311)이 형성된다. 제1 및 제2전극(321, 322) 사이에 형성된 홈(311)에는 배기가스 내에 포함된 입자상 물질이 포집되어 쌓인다.
기판(310)과, 기판(310) 상에 형성되는 제1 및 제2전극(321, 322)은, 멤스(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS) 기술을 이용하여 형상화되고 패턴화된 멤스 구조물일 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(310)의 일면에는 멤스 기술을 이용한 미세 가공을 통해 소정 간격 이격되는 복수의 홈(311)과 이를 둘러싸는 복수의 돌출부(312)가 형성된다. 제1 및 제2전극(321, 322)은 기판(310) 상에 형성된 돌출부(312)들을 커버하도록 도전층을 형성함으로써 마련된다. 이 경우, 기판(310)의 일면에서 각 홈(311)의 저면을 제외한 나머지 부분에 도전층이 형성되어, 소정 간격 이격 배치되는 전극들(321, 322)을 형성한다.
또한, 예를 들어, 제1 및 제2전극(321, 322)은, 멤스 기술을 이용한 미세가공을 통해 기판(310)의 평탄면 상에 소정 두께를 가지는 도전패턴을 형성함으로써 마련될 수도 있다.
한편, 멤스 구조물(기판(310)과 제1 및 제2전극(321, 322))을 외부의 충격으로부터 보호하기 위해, 기판(310)에서 제1 및 제2전극(321, 322)이 배치되는 면과 대향하는 면에는 보호기판(330)이 결합될 수 있다.
보호기판(330)은 세라믹(ceramic) 등 소정 레벨 이상의 강도를 가지는 재질로 마련되며, 멤스 구조물을 외부의 충격으로부터 보호하기 위해 소정 두께 이상 형성될 수 있다.
전술한 구조의 입자상 물질 감지부(11)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2전극(321, 322)과, 제1 및 제2전극(321, 322) 사이의 홈(311)에 축적되는 입자상 물질(PM)에 의해 커패시터(capacitor)가 형성된다. 제1 및 제2전극(321, 322) 사이의 커패시턴스(capacitance)는 제1 및 제2전극(321, 322) 사이에 축적되는 입자상 물질(PM)의 양에 따라서 변화한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서(10)에서는 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322) 사이의 커패시턴스를 토대로 배기가스 내 입자상 물질의 농도를 검출할 수 있다.
다시, 도 1을 보면, 신호 발생부(12)는 입자상 물질 감지부(11)에서 발생하는 커패시턴스를 이용하여 주파수 신호를 발생시킨다.
신호 발생부(12)는 입자상 물질 감지부(11)에서 발생하는 커패시턴스를 이용한 공진회로를 포함하며, 이를 이용하여 주파수 신호를 발생시킬 수 있다.
도 5a를 참고하면, 신호 발생부(12)를 구성하는 공진회로(50A)는 교류 전원을 공급하는 구동부(E)와, 구동부(E)로부터 공급되는 교류 전원으로부터 자기장을 발생시키는 코일(L), 그리고 코일(L)과 연결되어 자기장의 진동 주파수(공진 주파수)를 결정하는 커패시터(C)를 포함한다. 공진회로(50A)에서 공진 주파수를 결정하는 커패시터(C)는 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322)에 의해 생성되는 커패시터가 사용된다.
공진회로(50A)의 공진 주파수는 코일(L)의 인덕턴스와 커패시터(C)의 커패시턴스에 따라서 달라진다. 따라서, 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322) 사이의 커패시턴스가 변경되면, 신호 발생부(12)를 구성하는 공진회로(50A)의 공진 주파수가 변경되며, 이에 따라, 신호 발생부(12)에 의해 발생되는 주파수 신호의 진동 주파수가 변경된다.
도 5b를 참고하면, 신호 발생부(12)를 구성하는 공진회로(50B)는 송신측 공진회로(510)와 수신측 공진회로(520)를 포함한다. 또한, 각 공진회로(510, 520)는 코일(L1, L2)과 커패시터(C1, C2)를 포함한다. 송신측 공진회로(510)를 구성하는 커패시터(C1)는 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322)에 의해 생성되는 커패시터가 사용된다.
송신측 공진회로(510)의 진동 주파수(공진 주파수)는 코일(L1)의 인덕턴스와 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322)에 의해 생성되는 커패시터(C1)의 커패시턴스에 따라서 달라진다. 따라서, 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322) 사이의 커패시턴스가 변경되면, 송신측 공진회로(510)에서 발생하는 자기장의 진동 주파수가 변경된다. 이에 따라, 유도결합(inductive coupling)에 의해 송신측 공진회로(510)의 자기장에 반응하여 공진을 발생시키는 수신측 공진회로(520)의 공진 주파수가 변경되고, 이는 신호 발생부(12)의 출력단으로 출력된다.
신호 발생부(12)는 입자상 물질 감지부(11)에서 발생하는 커패시턴스를 이용한 LC 발진회로를 포함하며, 이를 이용하여 주파수 신호를 발생시킬 수도 있다. LC 발진회로는 LC 공진을 이용한 발진 회로이다. LC 발진회로의 발진 주파수는, LC 공진을 발생시키는 코일의 인덕턴스와 커패시터의 커패시턴스에 의해 결정된다. 신호 발생부(12)가 LC 발진회로를 포함하는 경우, 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322)에 의해 생성되는 커패시터를 LC 공진을 위한 커패시터로 사용할 수 있다. 따라서, 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322) 사이의 커패시턴스가 변경되면, 신호 발생부(12)를 구성하는 LC 발진회로의 공진 주파수가 변경되며, 이에 따라, 신호 발생부(12)에 의해 발생되는 주파수 신호의 주파수 특성이 변경된다.
전술한 바에 따르면, 신호 발생부(12)는 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322) 사이의 커패시턴스를 이용한 공진회로 또는 발진회로를 포함하며, 제1 및 제2전극(321, 322) 사이의 커패시턴스에 따라서 주파수 특성이 변경되는 주파수 신호를 출력할 수 있다.
다시, 도 1을 보면, 주파수 변환부(13)는 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 통해 신호 발생부(12)에서 출력되는 주파수 신호를 주파수 영역으로 변환한다. 즉, 주파수 변환부(13)는 신호 발생부(12)에서 출력되는 주파수 신호를 주파수 성분들로 분해한다. 각 주파수 성분은, 신호 크기(magnitude)와 위상으로 표현될 수 있다.
메모리(14)는 기 설정된 기준 주파수에서의 초기 신호 크기(M0)를 저장한다. 여기서, 기준 주파수는 초기화 단계에서 신호 발생부(12)를 통해 발생하는 주파수 신호의 공진 주파수 또는 발진 주파수를 나타낸다. 또한, 초기 신호 크기는, 초기화 단계에서 신호 발생부(12)를 통해 발생하는 주파수 신호의 공진 주파수 또는 발진 주파수에서의 신호 크기를 나타낸다. 또한, 초기화 단계는, 차량이 배기가스를 배출하지 않는 아이들(idle) 상태에서 입자상 물질 센서(10)를 구동하는 단계를 나타낸다.
감지결과 처리부(15)는 주파수 변환부(13)로부터 주파수 변환된 결과를 수신하며, 이를 분석하여 입자상 물질의 배출 정도를 판단한다. 또한, 입자상 물질의 배출 정도에 따라서 감지결과 출력부(16)의 동작을 제어한다.
감지결과 출력부(16)는 배출가스제어장치의 고장이나 열화에 의해 입자상 물질의 배출이 증가하는 경우, 이를 사용자에게 경고하기 위한 고장지시램프(Malfunction Indicating Lamp, MIL) 등을 포함할 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서(10)에서 입자상 물질을 감지하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서의 입자상 물질 감지 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서에서 입자상 물질의 농도에 따라 신호 발생부에서 출력되는 주파수 신호의 주파수 특성이 변경되는 일 예를 도시한 것이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서(10)는 기준 주파수(f0)에서의 초기 신호 크기(M0)를 획득한다(S100).
상기 S100 단계에서, 입자상 물질 센서(10)는 차량이 배기가스를 배출하지 않는 아이들(idle) 상태에서, 신호 발생부(12)를 통해 발생하는 주파수 신호의 공진 주파수를 기준 주파수(f0)로 획득할 수 있다.
상기 S100 단계에서, 입자상 물질 센서(10)는 아이들 상태에서 신호 발생부(12)를 통해 출력되는 신호로부터, 기준 주파수(f0)에서의 신호 크기를 획득하고, 이를 기준 주파수(f0)에서의 초기 신호 크기(f0)로 설정한다.
상기 S100 단계에서 획득한, 기준 주파수(f0) 및 기준 주파수(f0)에서의 초기 신호 크기(M0)는 메모리(14)에 저장될 수 있다.
입자상 물질 센서(10)는 차량이 운행하여 배기가스가 배출됨에 따라, 입자상 물질 감지부(11)와 신호 발생부(12)를 통해 입자상 물질 배출량에 따른 주파수 신호를 발생시킨다(S101).
상기 S101 단계에서, 배기가스가 배기라인을 흐름에 따라 배기라인에 설치된 입자상 물질 감지부(11)의 제1 및 제2전극(321, 322) 사이의 홈(311)에는 입자상 물질이 포집되어 축적된다. 또한, 제1 및 제2전극(321, 322) 사이에는 입자상 물질의 축적량에 따른 커패시턴스가 발생하고, 신호 발생부(12)는 입자상 물질 감지부(11)에서 발생하는 커패시턴스에 대응하여 주파수 신호를 발생시킨다. 신호 발생부(12)는 공진회로 또는 LC 발진회로를 포함하며, 공진회로 또는 LC 발진회로에서의 공진 주파수를 결정하는 커패시턴스로 입자상 물질 감지부(11)에서 발생하는 커패시턴스를 사용한다. 이에 따라, 신호 발생부(12)는 입자상 물질 감지부(11)에서 발생하는 커패시턴스에 의해 진동 주파수가 결정되는 주파수 신호를 발생시킬 수 있다.
한편, 입자상 물질 감지부(11)의 홈(311)에 축적되는 입자상 물질의 양은 배기가스 내 입자상 물질의 농도에 따라서 달라진다. 또한, 입자상 물질 감지부(11)에서 발생하는 커패시턴스는 배기가스 내 입자상 물질의 농도에 따라서 달라진다. 따라서, 신호 발생부(12)에 의해 발생되는 주파수 신호의 주파수 특성은, 배기가스 내 입자성 물질의 농도에 따라서 달라질 수 있다.
주파수 변환부(13)는 신호 발생부(12)로부터 출력되는 주파수 신호를 고속푸리에변환(Fast Fourier Transform, FFT)을 통해 주파수 변환한다(S102). 감지결과 처리부(15)는 주파수 변환부(13)에서 출력되는 주파수 변환 결과로부터 기 설정된 기준 주파수(f0)에서의 신호 크기(M1)을 획득한다 (S103).
다음으로, 감지결과 처리부(15)는 S103 단계에서 획득한 신호 크기(M1)와 상기 S100 단계를 통해 획득한 초기 신호 크기(M0) 간의 차이값(M1-M0)과, 차이값(M1-M0)의 누적 평균을 산출한다(S105).
다음으로, 감지결과 처리부(15)는 입자상 물질의 배출 수준을 판별하기 위해 상기 S105 단계를 통해 산출된 차이값(M1-M0)의 평균을 기 설정된 임계값(Mc)과 비교한다(S106).
상기 S106 단계에서, 감지결과 처리부(15)는 차이값(M1-M0)의 평균이 임계값(Mc) 이상인 경우, 입자상 물질의 배출량이 경고 수준으로 증가한 것으로 판단한다. 이에 따라, 감지결과 처리부(15)는 입자상 물질의 배출량 증가를 경고하는 경고 출력을 출력하도록 감지결과 출력부(16)를 제어한다(S107).
반면에, 상기 S106 단계에서, 감지결과 처리부(15)는 차이값(M1-M0)의 평균이 임계값(Mc)보다 작은 경우, 입자상 물질의 배출량이 문제가 없는 수준인 것으로 판단한다. 이에 따라, 감지결과 처리부(15)는 다음번 누적 평균 산출을 위해 차이값(M1-M0)의 평균을 메모리(14)에 저장하고, 입자상 물질 센서(10)는 상기 S101 단계 내지 S106 단계를 재 수행한다.
한편, 입자상 물질 센서(10)는 입자상 물질의 감지를 시작한 이후 기 설정된 시간이 경과하면, 리셋되어 입자상 물질 감지부(11)에 축적된 입자상 물질이 제거된다(S108, S109). 입자상 물질 센서(10)의 리셋은, 히터(미도시) 등을 이용하여 입자상 물질 감지부(11)에 열을 가함으로써 제1 및 제2전극(321, 322) 사이에 축적된 입자상 물질을 제거하는 과정을 의미한다. 이러한 리셋 과정은 입자상 물질 감지부(11)에 입자상 물질이 장시간 축적됨에 따라, 입자상 물질 센서(10)에서 입자상 물질의 배출량을 경고 수준으로 오인하는 오류를 방지하기 위한 것이다.
입자상 물질 센서(10)는 리셋 과정을 통해 입자상 물질 감지부(11)에 축적된 입자상 물질이 제거되면, 상기 S100 단계를 재 수행하여 기준 주파수(f0)와 기준 주파수(f0)에서의 초기 신호 크기(M1)을 획득한다. 그리고, 상기 S101 단계 내지 S106 단계를 통해 입자상 물질 감지 동작을 지속적으로 수행한다.
전술한 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서(10)는 입자상 물질의 포집량에 따른 커패시턴스의 변화를 공진 주파수의 변화로 변환하고, 공진 주파수가 변함에 따라 기 설정된 기준 주파수에서의 신호 크기가 변화하는 정도를 토대로 입자상 물질의 배출 수준을 판별한다. 도 7을 참고하면, 입자상 물질의 포집량이 변동되어 입자상 물질 감지부(11)의 커패시턴스가 변동되는 경우, 신호 발생부(12)를 통해 출력되는 신호는 그 공진 주파수(f0, f1)와 특정 주파수(f0)에서의 신호 크기(M0, M1)가 변동된다. 이때, 신호 크기(M0, M1)의 변동폭(ΔM)은 공진 주파수(f0, f1)의 변동폭(Δf)에 비해 상대적으로 크게 나타난다. 즉, 공진 주파수(f0, f1)가 작은 폭으로 변화하더라도, 특정 주파수(f0)에서의 신호 크기(M0, M1)는 큰 폭으로 변동된다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 입자상 물질 센서(10)는 주파수 변화가 아닌 아닌 특정 주파수(f0)에서의 신호 크기(M0, M1) 변화를 토대로 입자상 물질의 배출 수준을 판별함으로써, 입자상 물질을 정밀하게 측정하는 것이 가능하여 그 감도가 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 입자상 물질 감지 방법은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 기능 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, DVD_ROM, DVD_RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.

Claims (10)

  1. 기판 상에 이격 배치되는 제1 및 제2전극을 포함하며, 상기 제1 및 제2전극 사이에 축적되는 입자상 물질의 양에 대응하여 커패시턴스를 발생시키는 입자상 물질 감지부,
    상기 커패시턴스에 의해 공진 주파수가 결정되는 주파수 신호를 발생시키는 신호 발생부, 그리고
    상기 주파수 신호에서 기 설정된 기준 주파수에서의 신호 크기를 검출하고, 상기 신호 크기의 변화를 토대로 상기 입자상 물질의 배출 수준을 판별하는 감지결과 처리부
    를 포함하는 입자상 물질 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입자상 물질 감지부는,
    상기 기판,
    상기 기판의 제1면에 이격 배치되는 상기 제1 및 제2전극, 그리고
    상기 제1 및 제2전극 사이에 형성되며, 상기 입자상 물질이 축적되는 홈을 포함하며,
    상기 제1 및 제2전극, 그리고 상기 제1 및 제2전극 사이에 축적되는 상기 입자상 물질에 의해 상기 커패시턴스가 발생하는 입자상 물질 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입자상 물질 감지부는 멤스(Micro Electro Mechanical Systems, MEMS) 구조물인 입자상 물질 센서.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 입자상 물질 감지부는 상기 기판의 제2면에 결합하는 보호기판을 더 포함하는 입자상 물질 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 발생부는,
    상기 커패시턴스에 의해 상기 공진 주파수가 결정되는 공진회로를 포함하며, 상기 공진회로를 통해 상기 주파수 신호를 발생시키는 입자상 물질 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 발생부는,
    상기 커패시턴스에 의해 상기 공진 주파수가 결정되는 LC 발진회로를 포함하며, 상기 LC 발진회로를 통해 상기 주파수 신호를 발생시키는 입자상 물질 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호 발생부와 상기 감지결과 처리부 사이에 연결되며, 상기 주파수 신호를 주파수 영역으로 변환하는 주파수 변환부를 더 포함하는 입자상 물질 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 감지결과 처리부는,
    상기 신호 크기와 상기 기준 주파수에서의 초기 신호 크기 간의 차이값을 산출하고, 상기 차이값의 누적 평균을 기 설정된 임계값과 비교하여 상기 입자상 물질의 배출 수준을 판별하는 입자상 물질 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 감지결과 처리부는, 아이들(idle) 상태에서 상기 신호 발생부를 통해 출력되는 주파수 신호로부터 상기 기준 주파수에서의 초기 신호 크기를 획득하는 입자상 물질 센서.
  10. 제8항에 있어서,
    감지결과 출력부를 더 포함하며,
    상기 감지결과 처리부는, 상기 차이값의 누적 평균이 상기 임계값 이상이면, 상기 입자상 물질의 배출량 증가를 경고하는 출력을 출력하도록 상기 감지결과 출력부를 제어하는 입자상 물질 센서.
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