KR20180072371A - 부유미생물 측정장치 및 이를 포함하는 공기 조화장치 - Google Patents

Abstract

본 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치는 제 1 본체 및 제 2 본체를 포함하는 하우징, 부유미생물을 포함하는 공기가 유동하도록, 상기 제 1 본체와 상기 제 2 본체의 사이에 형성되는 공기통로, 상기 부유미생물을 하전시켜 포집하도록, 상기 공기통로에 배치되는 하전부 및 포집부, 상기 하전부 및 상기 포집부에 고전압을 인가하도록, 상기 제 1 본체에 마련되는 고전압발생장치, 상기 포집부에 포집된 부유미생물에 빛을 조사하여 발생되는 형광신호를 감지하도록, 상기 제 2 본체에 마련되는 발광부 및 수광부를 포함한다.

Description

부유미생물 측정장치 및 이를 포함하는 공기 조화장치 {Optical measuring device and air conditioning device including the same}

본 발명은 부유미생물 측정장치 및 이를 포함하는 공기 조화장치에 관한 것이다.

최근 건물들은 에너지 절감을 위하여 외부 기체의 도입을 최소화하고 기밀화됨에 따라, 실내공기 오염이 점점 심각해지는 추세이다. 이에 따라, 실내 오염 물질에 대한 각종 법적 규제가 점차 강화되고 있다.

상기 실내 오염물질에는, (1) 미세 먼지, 석면 등과 같은 입자상 오염 물질, (2) 이산화탄소, 포름알데히드, 휘발성 유기화합물(VOC, volatile organic comopounds) 등과 같은 기체상 오염 물질, 및 (3) 바이러스, 곰팡이, 박테리아 등의 생물학적 오염 물질이 포함될 수 있다.

특히, 상기 생물학적 오염물질은, 사용자의 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 최근에는, 이러한 생물학적 오염물질의 양을 측정하고, 이에 기초하여 실내공기를 정화하는 기술이 개발되고 있다.

이러한 기술과 관련된 선행문헌 정보는 아래와 같다.

(1) 제 1 선행문헌 : 등록특허 10-1163641 (2012년 7월 2일 등록), 미생물 용해 시스템을 이용한 기상 중 부유미생물 실시간 측정장치 및 측정방법

상기 제 1 선행문헌은, 부유미생물이 포집되며 ATP(Adenosine triphosphate) 반응 발광제가 있는 포집부와, ATP 추출이 가능한 미생물 용해 시스템 및 미생물 용해 시스템에 의해 추출된 ATP가 포집부에서 ATP 반응 발광제와 반응하여 발생된 빛을 검출하도록 하는 수광부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

(2) 제 2 선행문헌 : 등록특허 10-1355301 (2014년 1월 17일 등록), 공기중 생물학적 입자를 검출하기 위한 검출 장치 및 검출 방법

상기 제 2 선행문헌의 검출장치는 발광소자, 형광을 수광하는 수광소자 및 검출장치에 도입된 공기에 발광 소자로부터 방출된 광이 조사될 때 수광 소자에 의해 수광되는 형광 양을 바탕으로 공기 중 부유미생물 입자들의 양을 계산하는 계산 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 선행문헌에 따른 종래의 부유미생물 측정장치에 의하면, 아래와 같은 문제점이 발생한다.

(1) 종래의 부유미생물 측정장치는 다소 복잡한 구조 및 많은 부품이 필요하며, 고가의 레이저 및 렌즈 등을 사용하게 되어 장치를 제작하는 비용이 많이 투입되어야 하는 문제점이 있었다.

(2) 그리고, 종래의 부유미생물 측정장치는 그 부피가 크고, 단일의 장치로서 특정의 장소에 위치되어야 하므로, 특정 가전제품이나 휴대용 기기에 구비하는 것이 제한되는 문제점이 있었다.

(3) 또한, 부유미생물의 양 또는 농도를 측정하기 위하여, 부유미생물에 별도의 형광처리 또는 발광제를 수반해야 하는 공정상의 어려움이 있었다.

(4) 또한, 포집기판에서 빛이 투과되지 못해 노이즈가 발생하여 수광부에서 정확한 형광신호를 측정하지 못하는 문제점이 있었다.

(5) 또한, 포집기판에 포집된 부유미생물을 측정한 후 포집기판을 교체해야 함으로써, 교체시간이 증가하고 비용이 과도하게 증가하는 문제점이 있었다.

본 실시 예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 소형화 및 단순화된 구조로 구현되며 공기 조화장치에 설치될 수 있는 부유미생물 측정장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치는 제 1 본체 및 제 2 본체를 포함하는 하우징, 부유미생물을 포함하는 공기가 유동하도록, 상기 제 1 본체와 상기 제 2 본체의 사이에 형성되는 공기통로, 상기 부유미생물을 하전시켜 포집하도록, 상기 공기통로에 배치되는 하전부 및 포집부, 상기 하전부 및 상기 포집부에 고전압을 인가하도록, 상기 제 1 본체에 마련되는 고전압발생장치, 상기 포집부에 포집된 부유미생물에 빛을 조사하여 발생되는 형광신호를 감지하도록, 상기 제 2 본체에 마련되는 발광부 및 수광부를 포함한다.

상기 하전부 및 상기 포집부는 상기 공기통로의 내부에 이격되어 배치될 수 있다.

상기 하전부는 부유미생물을 하전시키도록, 부유미생물을 포함하는 공기가 유입되는 상기 공기통로의 제 1 개구와 인접하게 배치되고, 상기 포집부는, 상기 하전부에 의해 하전된 부유미생물을 집진시키도록, 상기 공기통로의 제 2 개구와 인접하게 배치될 수 있다.

상기 공기통로는 상기 제 1 개구에서 상기 제 2 개구로 갈수록 점점 좁아질 수 있다.

부유미생물을 포함하는 공기를 상기 공기통로로 강제 유동시키도록 상기 제 2 개구와 인접하게 설치되는 팬을 더 포함할 수 있다.

상기 포집부는, 부유미생물이 포집되도록 상기 고전압 발생장치와 연결되고, 상기 제 1 본체에 접하는 상기 공기통로에 배치되는 포집기판을 포함할 수 있다.

상기 하전부는, 상기 고전압 발생장치와 연결되는 고전압 와이어와, 상기 고전압 와이어를 중심으로 서로 마주보는 한 쌍의 그라운드 판을 포함할 수 있다.

상기 제 2 본체에는 상기 공기통로와 연결되는 입광통로와 수광통로가 각각 형성되고,

상기 입광통로에는 상기 발광부가 배치되고, 상기 수광통로에는 상기 수광부가 배치될 수 있다.

상기 입광통로는 상기 발광부로부터 상기 포집부의 일 지점을 향하는 빛의 제 1 경로를 따라 형성되고, 상기 수광통로는 상기 포집부의 일 지점으로부터 상기 수광부를 향하는 형광신호의 제 2 경로를 따라 형성될 수 있다.

상기 제 1 경로와 상기 제 2 경로는 미리 설정된 경로각도(θ)를 형성할 수 있다.

상기 경로각도(θ)는 55도 이상, 75도 이하의 값을 가질 수 있다.

상기 포집부에 포집된 부유미생물을 제거하도록, 적어도 일부가 상기 제 1 본체에 배치되는 클리닝부를 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 본체는 제 1 공간부 및 제 2 공간부를 가지고, 상기 제 1 공간부에는 상기 고전압 발생장치가 배치되고, 상기 제 2 공간부에는 상기 클리닝부의 적어도 일부가 배치될 수 있다.

상기 제 1 공간부는 상기 하전부와 인접하게 위치하고, 상기 제 2 공간부는 상기 포집부와 인접하게 위치할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치는 제 1 개구 및 제 2 개구가 마련된 하우징, 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 연결되도록, 상기 하우징에 관통되어 형성된 공기통로, 상기 공기통로의 일 측에 구비되어, 상기 공기통로의 적어도 일부와 연결되도록 상기 하우징에 형성된 입광통로 및 수광통로, 상기 공기통로를 따라 이동하는 부유미생물을 집진시키도록, 상기 제 2 개구와 인접한 상기 공기통로에 배치되는 포집부, 상기 입광통로에 배치되어, 상기 포집부를 향하여 미리 설정된 파장영역의 빛을 조사하는 발광부, 상기 수광통로에 배치되어, 상기 부유미생물에 포함되는 리보플라빈에 작용한 빛으로부터 발생되는 형광신호를 감지하는 수광부를 포함한다.

상기 하우징은, 상기 공기통로를 중심으로 양 측에 각각 배치되는 제 1 본체 및 제 2 본체를 포함하고, 상기 제 1 본체에는 상기 포집부에 고전압을 인가하는 고전압발생장치와 상기 포집부에 포집된 부유미생물을 제거하는 클리닝부가 배치되고, 상기 제 2 본체에는 상기 입광통로 및 상기 수광통로가 마련될 수 있다.

상기 제 1 본체는, 상기 제 1 개구와 인접하며 상기 고전압발생장치가 배치되는 제 1 공간부와, 상기 제 2 개구와 인접하며 상기 클리닝부가 배치되는 제 2 공간부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치는 제 1 개구 및 제 2 개구가 마련된 하우징, 상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 연결되도록, 상기 하우징에 관통되어 형성된 공기통로, 상기 제 1 개구를 통해 상기 공기통로로 유입되는 공기 중의 부유미생물을 하전시키도록, 상기 제 1 개구와 인접한 상기 공기통로에 배치되는 하전부, 상기 하전부를 통과하여 상기 공기통로를 따라 이동하는 하전된 부유미생물을 집진시키도록, 상기 제 2 개구와 인접한 상기 공기통로에 배치되는 포집부;를 포함하고, 상기 공기통로의 폭은 상기 제 1 개구에서 상기 제 2 개구로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다.

상기 공기통로의 폭은 4mm이상, 6mm이하로 형성될 수 있다.

또한, 상기 부유미생물 측정장치를 포함하는 공기조화 장치가 더 구비된다.

제안되는 실시 예에 따르면, 소형화된 부유미생물 측정장치가 구비되어 공기 조화장치에 설치될 수 있으며, 상기 공기 조화장치에 흡입되는 공기 중 부유미생물의 농도를 용이하게 측정할 수 있다.

또한, 발광부로부터 포집기판을 향하는 빛의 경로 및 상기 포집기판으로부터 수광부를 향하는 빛의 경로의 길이가 짧게 형성되므로, 부유미생물로부터 발산되는 형광신호의 수집율이 개선될 수 있다는 장점이 있다.

또한, 부유미생물에 별도의 형광처리를 할 필요없이, 부유미생물에 포함되는 리보플라빈의 흡광 또는 발광현상을 이용하여 형광신호를 구현할 수 있으므로, 부유미생물 측정장치를 통한 측정과정이 단순해 질 수 있다는 효과가 있다.

또한, 상기 수광부는 상기 리보플라빈의 발광 파장대 영역만을 검출할 수 있는 소자를 포함하므로, 유동하는 공기에 포함되는 미세 먼지 등의 산란광을 측정하지 않고 이에 따라 부유미생물의 양을 상대적으로 정확하게 측정할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 종래의 광원(발광부)에 비하여 가격이 저렴한 레이저 다이오드를 이용하여 발광부를 구성하므로, 장치의 제작비용이 저렴해 질 수 있다는 장점이 있다.

또한, 포집기판이 전기전도성이 있고 투명한 유리재질로 마련되어 빛의 투과도를 높여 노이즈를 감소시키는 장점이 있다.

또한, 부유미생물이 포집되는 포집기판을 클리닝하는 클리닝부가 구비되어, 반영구적으로 포집기판을 사용할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화장치의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화장치의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치 케이스의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 구성을 간단하게 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 구성을 보여주는 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 발광부 및 수광부의 작용을 보여주는 평면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 팬 및 클리닝부를 보여주는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 클리닝부 작동을 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 제어블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 제어흐름도이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화장치의 구성을 보여주는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공기 조화장치에는, 냉방, 난방 또는 공기 정화운전이 가능한 공기 조화기(10)가 포함된다. 본 실시 예에서는 공기 조화장치로서 공기 조화기(10)를 일례로 들어 설명하나, 이와는 달리 공기 청정기에도 본 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치가 구비될 수도 있을 것이다.

상세히, 상기 공기 조화기(10)에는, 외관을 형성하며 내부에 열교환기(40) 및 송풍팬(60)이 배치되는 케이스(11) 및 상기 케이스(11)의 전방에 결합되며 공기 조화기(10)의 전면 외관을 형성하는 전면 패널(20)이 포함된다.

상기 케이스(11)는, 분리형 공기조화기의 경우 실내에 배치되는 실내기 케이스일 수 있으며, 일체형 공기조화기의 경우 공기조화기 자체의 케이스일 수 있다. 그리고, 넓은 의미에서, 상기 전면 패널(20)은 상기 케이스(11)의 일 구성으로서 이해될 수 있다.

상기 케이스(11)에는, 실내공기가 유입되는 흡입부(12) 및 상기 흡입부(12)를 통하여 유입된 공기가 열교환된 후 실내 공간으로 토출되도록 하는 토출부(15)가 포함된다. 상기 흡입부(12)는 상기 케이스(11)의 상부에서 적어도 일부분이 개구되어 형성되고 상기 토출부(15)는 상기 케이스(11)의 하부에서 적어도 일부분이 개구되어 형성될 수 있다. 그리고, 상기 흡입부(12)에는 이물의 유입을 방지하기 위한 흡입그릴(13)이 형성되고, 상기 토출부(15)에는 토출그릴(미도시)이 구비될 수 있다.

상기 토출부(15)의 일측에는, 상기 토출부(15)를 개방 또는 폐쇄하기 위하여 움직임 가능하게 제공되는 토출 베인(25)이 포함된다. 상기 토출 베인(25)이 개방되면, 상기 케이스(11) 내에서 조화된 공기가 실내 공간으로 배출될 수 있다. 일례로, 상기 토출 베인(25)은, 상기 토출 베인(25)의 하부가 상방으로 회전하여 개방될 수 있다.

상기 케이스(11)의 내부에는, 상기 흡입부(12)에서 흡입된 공기와 열교환 되는 열교환기(40)가 설치된다. 상기 열교환기(40)에는, 냉매가 유동하는 냉매튜브 및 상기 냉매튜브와 결합되어 열교환 면적을 증대시키는 열교환 핀이 포함된다.

상기 열교환기(40)는 송풍팬(60)의 흡입측을 둘러싸도록 배치된다. 일례로, 상기 열교환기(40)에는, 절곡된 다수의 열교환부가 포함될 수 있다.

상기 송풍팬(60)에는, 원주 방향으로 흡입된 공기를 원주 방향으로 토출시키는 횡류팬이 포함된다. 상기 송풍팬(60)에는, 고정부재로서의 팬 본체(61) 및 상기 팬 본체(61)의 일 측에 고정되며 원주 방향으로 이격되어 배치되는 다수의 블레이드(65)가 포함된다. 즉, 상기 다수의 블레이드(65)는 원주 방향을 따라 배열된 형태를 갖는다.

상기 케이스(11)의 내부에는, 상기 송풍팬(60)의 외주면 근처에 배치되어 공기의 흐름을 안내하는 유로 가이드(71,72)가 설치된다. 상기 유로 가이드(71,72)에는, 리어 가이드(71) 및 스테빌라이저(72)가 포함된다.

상기 리어 가이드(71)는, 상기 케이스(11)의 후측에서 상기 송풍팬(60)의 흡입측으로 연장된다. 이러한 리어 가이드(71)는, 상기 송풍팬(60)이 회전될 때 상기 송풍팬(60) 측으로 흡입 공기가 원활하게 안내되도록 한다. 또한, 상기 리어 가이드(71)는, 상기 송풍팬(60)에 의해 유동하는 공기가 상기 송풍팬(60)에서 박리되는 현상을 방지할 수 있다.

상기 스테빌라이저(72)는, 상기 송풍팬(60)의 토출측에 배치된다. 상기 스테빌라이저(72)는, 상기 송풍팬(60)의 외주면과 이격되도록 설치되어 상기 송풍팬(60)에서 토출된 공기가 상기 열교환기(40) 측으로 역류하는 것을 방지한다. 상기 리어 가이드(71)와 스테빌라이저(72)는, 상기 송풍팬(60)의 길이방향을 따라 연장된다.

상기 열교환기(40)의 하측에는, 공기와 냉매의 열교환 과정에서 발생되는 응축수가 저장될 수 있는 드레인부(80)가 제공된다.

상기 케이스(11)의 내부에는, 상기 흡입부(12)를 통하여 흡입된 공기 중 이물을 필터링 하기 위한 필터(30)가 제공된다. 상기 필터(30)는 상기 흡입부(12)의 내측에서, 상기 열교환기(40)를 둘러싸도록 배치된다. 상기 필터(30)에서 필터링 된 공기는 상기 열교환기(40)측으로 유동할 수 있다.

상기 필터(30)의 일 측에는, 부유미생물 측정장치 케이스(90)가 설치될 수 있다. 일례로, 상기 부유미생물 측정장치 케이스(90)는 상기 필터(30)의 출구 측에 설치되며, 이에 따라 상기 필터(30)에서 필터링 된 공기 중 적어도 일부의 공기는 상기 부유미생물 측정장의 케이스(90)로 유입될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치 케이스(90) 구성을 보여주는 도면이다.

상기 부유미생물 측정장치 케이스(90)에는, 상기 필터(30)를 통과한 공기 중 적어도 일부의 공기가 유입되는 유입부(92) 및 배출되는 유출부(94)가 포함된다.

상기 부유미생물 측정장치 케이스(90)의 내부에는 부유미생물 측정장치(100)가 배치된다. 상기 부유미생물 측정장치(100)는, 공기 중 포함되는 부유미생물의 양 또는 농도를 측정할 수 있도록 구성될 수 있다. 이하에서는, 도면을 참조하여 상기 부유미생물 측정장치(100)의 구성을 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치(100)의 구성을 간단하게 보여주는 사시도이다.

상기 부유미생물 측정장치(100)는 각종 장치들이 설치되는 하우징(110)의 형태로 마련된다. 설명의 편의를 위해, 도 4는 상기 하우징(110)에 설치되는 각종 장치들을 제외하고 도시하였다. 또한, 내부구조의 도시를 위해, 도 4를 기준으로, 상기 하우징(110)의 전면을 덮는 커버를 생략하였다.

상기 하우징(110)에는, 제 1 본체(120)와 상기 제 1 본체(120)의 일 측으로 이격된 제 2 본체(130) 및 상기 제 1 본체(120)와 상기 제 2 본체(130)의 사이에 형성되는 공기통로(140)가 포함된다. 도 4를 기준으로, 상기 제 2 본체(130)는 상기 제 1 본체(120)의 상측에 배치될 수 있다.

또한, 상기 하우징(110)에는, 제 1 개구(142)와 상기 제 1 개구(142)와 이격된 제 2 개구(144)가 포함된다. 상기 공기통로(140)는 상기 제 1 개구(142)와 상기 제 2 개구(144)가 연결되도록 상기 하우징(110)에 관통되어 형성된다. 상기 공기통로(140)에는, 상기 필터(30)를 통과한 공기가 유동할 수 있다.

상기 제 1 본체(120)에는, 각종 장치들이 수용될 수 있는 제 1 공간부(122), 제 2 공간부(124) 및 상기 제 1 공간부(122)와 상기 제 2 공간부(124)를 분리시키는 분리벽(126)이 포함된다. 도 4를 기준으로, 상기 제 1 공간부(122)는 상기 제 2 공간부(124)의 우측에 배치될 수 있다.

상기 제 2 본체(130)에는, 상기 공기통로(140)의 적어도 일부와 연결되는 입광통로(131)와 수광통로(136)가 각각 형성된다. 상기 입광통로(131)와 상기 수광통로(136)는 상기 공기통로(140)의 일 측에서 상기 하우징(110)의 외측 일 측으로 관통되어 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 입광통로(131)와 상기 수광통로(136)는 상기 공기통로(140)의 일 측을 중심으로 미리 설정된 경로각도(θ)를 형성할 수 있다. 이에 관하여 자세히 후술한다.

정리하자면, 상기 하우징(110)은 상기 공기통로(140)를 중심으로 양 측에 각각 배치되는 상기 제 1 본체(120) 및 상기 제 2 본체(130)를 포함하고, 상기 제 1 본체(120)에는 상기 제 1 공간부(122) 및 상기 제 2 공간부(124)가 마련되고, 상기 제 2 본체(130)에는 상기 입광통로(131)와 상기 수광통로(136)가 형성된다.

이하, 상기에서 설명한 상기 하우징(110)의 구조를 바탕으로, 상기 하우징(110)에 설치되는 각종 장치들에 관하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치(100)의 구성을 보여주는 평면도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 공기통로(140)에는, 상기 필터(30)를 통과한 부유미생물을 포함하는 공기가 유동할 수 있다. 상기 공기는, 상기 제 1 개구(142)를 통해 상기 공기통로(140)로 유입되고, 상기 제 2 개구(144)를 통해 상기 공기통로(140)에서 배출된다. 즉, 상기 제 1 개구(142)는 공기의 '유입구'이고, 상기 제 2 개구(144)는 공기의 '배출구'이다.

상기 공기통로(140)의 내부에는, 하전부(150)와 상기 하전부(150)와 이격되어 배치되는 포집부(160)가 설치된다. 상기 하전부(150)는, 부유미생물을 하전시키도록, 부유미생물을 포함하는 공기가 유입되는 상기 제 1 개구(142)와 인접하게 배치된다. 또한, 상기 포집부(160)는, 상기 하전부(150)에 의해 하전된 부유미생물을 집진시키도록, 상기 제 2 개구(144)와 인접하게 배치된다. 즉, 상기 포집부(160)는 공기의 유동방향으로 상기 하전부(150)의 후방 측에 배치된다.

이때, 상기 제 1 공간부(122)는 상기 제 1 개구(142)와 인접하고, 상기 제 2 공간부(124)는 상기 제 2 개구(144)와 인접하다. 즉, 상기 제 1 공간부(122)는 상기 하전부(150)와 인접하고, 상기 제 2 공간부(124)는 상기 포집부(160)와 인접하다.

상기 제 1 공간부(122)에는, 상기 하전부(150) 및 상기 포집부(160)에 고전압을 인가하는 고전압발생장치(128)가 배치된다. 상기 고전압 발생장치(128)는 상기 하전부(150)와 상기 포집부(160)에 각각 연결되어 서로 다른 극성의 고전압을 인가할 수 있다.

예를 들어, 상기 고전압 발생장치(128)는 상기 하전부(150)에는 (+)전압을 인가하고, 상기 포집부(160)에는 (-)전압을 인가할 수 있다. 그에 따라, 제 1 개구(142)로 유입된 공기 중 부유미생물은 상기 하전부(150)를 통과하며 (+)극으로 하전되고, (-)전압으로 인가된 상기 포집부(160)에 집진될 수 있다.

자세하게는, 상기 하전부(150)에는, 상기 고전압 발생장치(128)와 연결되는 고전압 와이어(152)와, 상기 고전압 와이어(152)를 중심으로 서로 마주보는 한 쌍의 그라운드 판(ground plate, 154)을 포함할 수 있다.

도 5를 기준으로, 상기 고전압 와이어(152)는 상기 공기통로(140)의 상부에서 하부로 연장되고, 상기 그라운드 판(154)은 상기 고전압 와이어(152)의 양 측에 배치된다. 도 5에서는, 설명의 편의상 상기 고전압 와이어(152)의 전면 측에 배치되는 하나의 그라운드 판(154)을 생략하고 도시하였다.

이는 예시적인 것이고, 상기 고전압 와이어(152)와 상기 그라운드 판(154) 은 다양하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 그라운드 판(154)이 상기 공기통로(140)의 상하부에 각각 배치되고, 상기 고전압 와이어(152)가 상기 공기통로(140)의 양 측면을 연결하도록 연장될 수 있다.

상기 고전압 발생장치(128)에 의해 상기 고전압 와이어(152)에 특정 고전압이 인가되고, 상기 고전압 와이어(152)와 상기 그라운드 판(154) 사이의 전압 차이에 의하여 코로나 방전이 발생될 수 있다. 그리고, 상기 코로나 방전시 발생되는 음이온(-) 또는 양(+)이온은 공기 중 부유미생물과 대전되며, 이에 따라 상기 부유미생물은 하전될 수 있다.

또한, 상기 포집부(160)에는, 상기 고전압 발생장치(128)와 연결되어 상기 하전된 부유미생물이 포집되는 포집기판(162)을 포함한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 포집기판(162)은 상기 제 1 본체(120)에 접하는 상기 공기통로(140)의 일 측에 배치된다.

상기 포집기판(162)에는, 전기전도성이 있는 유리부재가 포함된다. 특히, 상기 포집기판(162)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 코팅된 유리부재일 수 있다. 이러한 ITO 유리부재는 전기 전도도가 높고, 빛 투과성이 높은 특징을 가진다.

상기 포집기판(162)이 투과성이 높은 투명 또는 반투명의 재질로 마련됨에 따라, 후술할 발광부(170)에서 조사된 빛의 일부가 상기 포집기판(162)을 투과할 수 있다. 따라서, 불필요한 빛이 반사되는 비율이 줄어 노이즈가 줄어들고, 보다 정확하게 부유미생물을 측정할 수 있다.

또한, 포집기판(162)에는 사파이어 기판(sapphire wafer)이 포함될 수 있다. 상기 사파이어 기판은 소수성의 성질을 가지므로, 공기 중 포함된 물 성분이 상기 기판(162)에 포집되는 것이 방지될 수 있다. 그리고, 상기 사파이어 기판은 매우 높은 경도를 가지므로, 그 마모가 방지되는 특징을 가진다.

또한, 상기 공기통로(140)의 폭은 상기 제 1 개구(142)에서 상기 제 2 개구(144)로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 개구(142)와 인접한 상기 공기통로(140)의 폭은 6mm로 마련되고, 상기 제 2 개구(144)와 인접한 공기통로(140)의 폭은 4mm로 마련될 수 있다. 즉, 상기 공기통로(140)의 폭은 4mm이상, 6mm이하의 폭으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 개구(142)는 상기 제 2 개구(144)보다 크게 형성될 수 있다.

이러한 상기 공기통로(140)의 구조는 상기 하전부(150)의 하전 효율 및 상기 포집부(160)의 집진 효율을 향상시키기 위한 것이다. 자세하게는, 상기 하전부(150)는 코로나 방전이 발생될 수 있도록 상기 고전압와이어(152) 및 상기 그라운드 판(154) 사이의 소정의 거리가 확보되어야 한다. 또한, 하전된 부유미생물들이 점점 좁아지는 상기 공기통로(140)를 따라 유동하며 모여지고, 그에 따라 상기 포집기판(162)에 보다 효과적으로 포집될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 2 본체(130)에는, 상기 입광통로(131)와 상기 수광통로(136)가 형성된다. 상기 입광통로(131)와 상기 수광통로(136)는 상기 포집부(160)와 연결되도록 상기 공기통로(140)와 연통된다.

자세하게는, 상기 입광통로(131)에는, 상기 포집부(160)에 포집된 부유미생물에 빛을 조사하는 발광부(170)가 배치된다. 즉, 상기 입광통로(131)는 상기 발광부(170)로부터 상기 포집부(160)의 일 지점을 향하는 빛의 제 1 경로(L1)를 따라 형성된다.

상기 발광부(170)에는, 레이저 다이오드(Laser Diode)가 포함된다. 상기 레이저 다이오드는 설정된 파장값 또는 파장영역의 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 상기 광은 405nm이거나, 395nm ~ 415nm의 파장영역을 가질 수 있다.

그리고, 상기 레이저 다이오드의 출력은 설정된 출력 이하의 값을 가질 수 있다. 만약, 상기 레이저 다이오드의 출력이 너무 높아지게 되면, 상기 포집부(160)에 포집된 부유미생물이 측정하기 전에 파괴되는 문제점이 발생할 수 있다. 일례로, 상기 설정된 출력은 20mW일 수 있다.

또한, 상기 입광통로(131)에는, 입광렌즈(174) 및 입광필터(178)가 설치될 수 있다. 상기 입광렌즈(174)와 상기 입광필터(178)는 입광지지부(176)에 의해 상기 입광통로(131)에 지지될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 입광지지부(176)의 일 측에는 상기 입광렌즈(174)가 설치되고, 타 측에는 상기 입광필터(178)가 설치된다. 이는 예시적인 것으로 상기 입광렌즈(174)와 상기 입광필터(178)는 각각 지지부에 의해 지지되거나 상기 입광통로(131)의 내벽에 직접 설치될 수 있다.

상기 입광렌즈(174)는 상기 발광부(170)의 광 출구 측에 설치되어, 상기 발광부(170)에서 조사된 빛을 모아주는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광부(170)에서 조사된 빛은 약 10°정도의 발산 각도를 가지며, 이에 따라 상기 발광부(170)에서 조사된 빛은 상기 포집부(160)를 향하여 이동하는 과정에서 점점 발산되는 경로를 가진다. 따라서, 상기 입광렌즈(174)를 상기 발광부(170)의 출구 측에 설치하여, 상기 빛이 상기 포집부(160)를 향하는 평행광으로 만들어 줄 수 있다.

상기 입광필터(178)는 상기 발광부(170)의 광 출구 측에 설치되어, 상기 발광부(170)로부터 조사된 광으로부터 미리 설정된 파장영역의 빛만 통과시키는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 발광부(170)로부터 미리 설정된 파장영역(395~415nm) 이외의 빛이 조사되는 경우, 상기 빛은 상기 입광필터(178)를 통과하는 과정에서 필터링될 수 있다. 또한, 상기 입광필터(178)의 출구 측에는, 빛의 산란(퍼짐 현상)을 방지하기 위한 퍼짐 방지부(미도시)가 더 구비될 수 있다.

또한, 상기 수광통로(136)에는, 조사된 빛에 의해 상기 포집기판(162)에 포집된 부유미생물에 포함되는 리보플라빈(riboflavin)에서 발생한 형광신호를 감지하는 수광부(180)가 배치된다. 즉, 상기 수광통로(136)는 상기 포집부(160)의 일 지점으로 부터 상기 수광부(180)를 향하는 빛의 제 2 경로(L2)를 따라 형성된다.

이때, 리보플라빈은 부유미생물에 포함되어 있는 조효소로서, 상기 발광부(170)로부터 조사되는 빛에 의해 특정신호를 발생한다. 이를 '형광신호'라 하고, 이러한 형광신호를 감지함에 따라 부유미생물을 측정할 수 있다. 또한, 부유미생물에 포함되어 있는 리보플라빈을 측정함으로서, 별도의 형광처리 없이 부유미생물을 측정할 수 있다.

상기 수광부(180)에는, 상기 리보플라빈의 형광신호를 수신하는 소자이며, 미리 설정된 파장값 또는 파장영역의 빛에 민감도(sensitivity)가 뛰어난 소자가 포함된다. 상기 미리 설정된 파장값 또는 파장영역은, 상기 부유미생물에 포함된 리보플라빈의 발광 파장만을 검출하고, 공기 중에 포함된 미세 먼지의 산란광 등은 측정되지 않도록 결정된 값 또는 영역일 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 설정된 파장값은 565nm이며, 상기 파장영역은 555 ~ 575nm일 수 있다.

또한, 상기 수광부(180)에는, 포토 다이오드(Photo Diode)가 포함되며, 상기 포토 다이오드는 상대적으로 반응시간이 짧은 특성을 가진다.

또한, 상기 수광통로(136)에는, 복수의 수광렌즈(182, 186) 및 수광필터(188)가 설치될 수 있다. 상기 수광렌즈(182, 186)와 상기 수광필터(188)는 상기 수광부(180)와 상기 포집부(160)의 사이에 배치된다. 즉, 상기 수광렌즈(182, 186)와 상기 수광필터(188)는 상기 수광부(180)의 입구 측에 각각 배치될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수광필터(188)는 상기 공기통로(140)와 인접하게 배치될 수 있다. 상기 수광필터(188)는, 상기 부유미생물로부터 얻어지는 형광 신호 중, 처리 가능한 파장영역의 광을 선택적으로 통과시키도록 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 수광필터(188)는, 상기 발광부(170)로부터 조사된 빛의 파장영역이 통과되지 못하도록 기능할 수 있다. 그에 따라, 상기 발광부(170)로부터 조사된 빛 중, 상기 포집부(160)에 반사되어 상기 수광통로(136)로 이동하는 빛은, 상기 수광필터(188)를 지나면서 필터링 될 수 있다.

상기 복수의 수광렌즈(182, 186)는 상기 수광필터(188)의 출구 측, 즉 상기 수광필터(188)를 통과한 형광신호가 통과할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.

상기 복수의 수광렌즈에는, 제 1 수광렌즈(182) 및 제 2 수광렌즈(186)가 포함된다. 그리고, 상기 제 1 수광렌즈(182)와 상기 제 2 수광렌즈(186)는 수광지지부(184)에 의해 상기 수광통로(136)에 지지될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수광지지부(184)의 일 측에는 상기 제 1 수광렌즈(182)가 설치되고, 타 측에는 상기 제 2 수광렌즈(186)가 설치된다. 이는 예시적인 것으로 상기 제 1 수광렌즈(182)와 상기 제 2 수광렌즈(186)는 각각 지지부에 의해 지지되거나 상기 수광통로(136)의 내벽에 직접 설치될 수 있다.

상기 제 1 수광렌즈(182)와 상기 제 2 수광렌즈(186)는, 상기 수광필터(188)를 통과한 형광신호가 집속(focused)될 수 있도록 기능한다.

상기 제 1,2 수광렌즈(182, 186)는 집광 렌즈로서, 동일한 종류의 렌즈로 구성될 수 있다. 상기 수광렌즈가 복수 개로 구비됨으로써, 상기 포집부(160)로부터 상기 수광부(180)를 향하는 형광신호의 집속이 용이하게 이루어질 수 있다. 그에 따라 상기 포집부(160)와 상기 수광부(180) 사이의 간격, 즉 제 2 경로(L2)를 줄일 수 있어 부유미생물 측정장치(100)의 소형화를 이룰 수 있다.

이하, 이상에서 설명한 부유미생물 측정장치(100)의 각종 장치에 의한 부유미생물 측정과정에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치(100)의 발광부(170) 및 수광부(180)의 작용을 보여주는 평면도이다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 1 개구(142)로 부유미생물을 포함한 공기가 유입되어 상기 공기통로(140)로 유동된다. 상기 하전부(150)를 통과하며 하전된 부유미생물은 상기 포집부(160)에서 포집되어 상기 포집기판(162)에 놓여진다.

부유미생물이 포집된 상기 포집기판(162)을 향해 상기 발광부(170)가 빛을 조사한다. 상기 발광부(170)에서 조사된 빛은 상기 발광렌즈(174) 및 상기 발광필터(178)를 통과하는 상기 제 1 경로(L1)로 상기 포집기판(162)으로 이동한다. 상기 빛에 의해 상기 부유미생물은 형광신호를 발생한다. 발생된 형광신호는 상기 수광필터(188) 및 상기 제 1, 2 수광렌즈(182, 186)를 통과하는 상기 제 2 경로(L2)로 상기 수광부(180)로 이동하고, 상기 수광부(180)는 형광신호를 인식한다.

이때, 상기 제 1 경로(L1)와, 상기 제 2 경로(L2)가 이루는 각도를 경로각도(θ)라 이름할 수 있다. 상기 경로각도(θ)는 설정각도를 형성하는 것으로 미리 결정될 수 있다. 달리 말하면, 상기 경로각도(θ)는, 상기 발광부(170)로부터 상기 포집부(160)의 일 지점을 향하여 연장된 제 1 가상선과, 상기 포집부(160)의 일 지점으로부터 상기 수광부(180)를 향하여 연장된 제 2 가상선이 이루는 각도로서 이해될 수 있다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 경로각도(θ)는 상기 입광통로(131)와 상기 수광통로(136)에 의해 형성될 수 있다. 다만, 상기 입광통로(131)와 상기 수광통로(136)는 제조 등의 문제로 구부러진 형태로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 경로각도(θ)는 55도 이상, 75도 이하의 값을 가질 수 있다. 만약, 상기 경로각도(θ)가 75도 보다 큰 경우에는, 상기 발광부(170)로부터 조사된 빛이 상기 포집부(160)에서 반사되어 상기 수광부(180)로 직접 이동하는 경향이 커지게 되어, 상기 리보플라빈으로부터 생성되는 형광신호의 수신이 저감되고 그 정확도가 낮아지는 문제점이 나타나게 된다.

그리고, 상기 경로각도(θ)가 55도 보다 작은 경우에는, 상기 발광부(170)로부터 조사된 빛이 상기 포집부(160)로부터 산란되는 경향이 커지게 되어, 상기 리보플라빈으로부터 생성되는 형광신호의 수신이 저감되고 그 정확도가 낮아지는 문제점이 나타나게 된다.

따라서, 본 실시 예는 상기 경로각도(θ)를 상기 미리 설정된 각도 범위로 제한하여, 상기 형광신호의 수신 감도를 개선할 수 있다는 효과가 있다.

상기 부유미생물 측정장치(100)에는, 부유미생물의 측정을 위한 장치 외에도 다양한 부가장치가 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 부유미생물 측정장치(100)는 상기 공기 조화기(10)에 설치되지 않고 독자적인 장치로 사용될 수 있다. 그에 따라, 공기를 강제유동시키는 팬(190)을 더 포함할 수 있다.

또한, 포집기판(162)에 포집된 부유미생물을 제거하는 클리닝부(200)를 더 포함할 수 있다. 그에 따라, 포집기판(162)을 반복적으로 사용할 수 있고, 재료비 및 측정시간을 감소시키는 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치(100)의 팬(190) 및 클리닝부(200)를 보여주는 사시도이다.

상기 팬(190)은 부유미생물을 포함하는 공기를 상기 공기통로(140)로 강제 유동시키도록 상기 제 2 개구(144)와 인접하게 설치될 수 있다. 자세하게는, 상기 팬(190)은 상기 제 2 개구(144)가 형성된 상기 하우징(110)의 일 측면에 부착될 수 있다.

상기 팬(190)은 공기를 유동시키는 다양한 형태로 마련될 수 있다. 또한, 상기 팬(190)은 상기 포집기판(162)에서 반사된 빛에 방해되지 않도록 설치될 수 있다.

상기 팬(190)이 상기 부유미생물 측정장치(100)에 포함됨에 따라, 상기 부유미생물 측정장치(100)는 독자적인 장치로 사용될 수 있고, 독자적인 장치로서 휴대하여 사용가능하다. 또한, 팬과 같은 장치를 포함하지 않는 다른 장치에도 설치되어 사용될 수 있다는 장점이 있다.

상기 클리닝부(200)는 상기 포집기판(162)과 인접하게 상기 제 2 공간부(124)에 배치될 수 있다. 자세하게는, 상기 클리닝부(200)는 상기 포집기판(162)과 접하여 이동하는 제거부(202)와, 상기 제거부(202)에 동력을 전달하도록 상기 제 2 공간부(124)에 배치되는 모터(204)를 포함한다.

상기 모터(204)는 상기 제 2 공간부(124)의 내부에 설치되도록 소형모터로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 모터(204)에는, 소형 DC 기어드 모터 및 스테핑 모터가 포함된다.

상기 제거부(202)는 상기 제 2 공간부(124)에 설치된 상기 모터(204)와 일 측이 연결되고, 타 측은 상기 공기통로(140)에 배치된 상기 포집기판(162)과 접하도록 배치된다. 즉, 상기 제거부(202)는 제 2 공간부(124)에서 상기 공기통로(140)로 연장되어 배치된다.

상기 제거부(202)는 상기 모터(204)의 구동력에 의해 상기 포집기판(162)의 상면을 따라 회전된다. 또한, 상기 제거부(202)에는, 상기 포집기판(162)의 손상을 최소화하기 위하여, 마모율이 적고 입자 등의 제거 기능이 좋은 소재가 부착된다. 예를 들어, 상기 제거부(202)에는, 고무패브릭이 포함된다. 또한, 상기 제거부(202)의 전체가 고무패브릭으로 마련될 수 있고, 상기 포집기판(162)에 접하는 일부분만 고무패브릭으로 마련될 수 있다. 일례로, 상기 고무패브릭은 니트릴부타디엔 고무(NBR, Nitrile Butadiene Rubber)일 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 클리닝부 작동을 보여주는 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제거부(202)는 상기 포집기판(162)의 제 1 측(164)과 제 2 측(166)을 이동하며 포집된 부유미생물을 제거하도록 배치될 수 있다. 도 8을 기준으로, 상기 제 1 측(164)은 상기 제 2 개구(144)와 인접하게 위치하는 상기 공기통로(140)의 내측이며, 상기 제 2 측(166)은 생략된 상기 하우징(110)의 커버와 인접한 상기 공기통로(140)의 외측에 해당한다.

예를 들어, 상기 제거부(202)는 상기 발광부(170) 및 상기 수광부(180)에 의해 부유미생물이 측정되는 동안에는 이를 방해하지 않도록 상기 제 2 측(166)에 위치된다. 또한, 이때 상기 제거부(202)는 상기 공기통로(140)에서 돌출되도록 위치되어 빛의 경로에 영향을 주지 않는다.

부유미생물이 측정이 끝나고, 상기 제거부(202)는 상기 제 2 측(166)에서 상기 제 1 측(164)으로 이동하거나 상기 제 1 측(164)에서 상기 제 2 측(166)으로 이동하며 측정이 완료된 부유미생물을 제거한다.

또한, 상기 제 1 측(164) 및 상기 제 2 측(166) 중 적어도 일 측에는 상기 제거부(202)에 의해 제거된 부유미생물을 처리하는 처리부(미도시)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 처리부는 내부공간을 갖는 형태로 마련되어, 상기 포집기판(162) 또는 상기 모터(204)의 일 측에 배치될 수 있다.

또한, 상기 제거부(202)에 향균 코팅을 하여 부유미생물의 제거 및 처리를 동시에 수행하도록 마련될 수 있다. 또한, 상기 제거부(202) 또는 상기 포집기판(162)에 UV 등의 광을 조사하여 부유미생물을 제거할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 제어블록도이고, 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치의 제어흐름도이다.

상기 부유미생물 측정장치(100)에는, 이상에서 설명한 각종 장치들을 제어하는 제어부(240)가 더 포함된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(240)의 입력단에는 전원부(210)와, 버튼 등을 구비하는 조작부(220) 및 상기 수광부(180)가 연결된다.

또한, 상기 제어부(240)의 출력단에는 상기 고전압 발생장치(128), 상기 발광부(170), 상기 클리닝부(200) 및 디스플레이 장치(250)가 연결된다.

이때, 상기 제어부(240)는 미리 설정된 시간에 따라 상기 고전압 발생장치(128), 상기 발광부(170) 및 상기 클리닝부(200) 등의 동작을 제어할 수 있다.

상기 전원부(210)는 상기 부유미생물 측정장치(100)에 별도로 마련되거나, 상기 공기 조화기(10)와 같은 설치 장치의 전원일 수 있다. 상기 조작부(220)는 각종 버튼 등이 마련될 수 있고, 사용자의 버튼 누름동작에 의하여 각종 모드 등이 수행될 수 있다.

상기 전원부(210) 및 상기 조작부(220)의 입력에 따라, 상기 제어부(240)는 상기 고전압 발생장치(128)를 제어하여, 상기 하전부(150) 및 상기 포집부(160)에 고전압을 인가한다. 또는, 상기 발광부(170)를 제어하여 특정파장의 빛을 조사하거나, 상기 클리닝부(200)를 제어하여 상기 포집기판(162)을 클리닝할 수 있다.

또한, 상기 수광부(180)로 수신된 대상신호를 증폭하는 회로부(230)가 마련될 수 있다. 회로부(230)에는, 상기 수광부(180)에서 나오는 전기신호를 수만 배에서 수억 배 증폭하여 출력하는 증폭회로가 포함된다. 즉, 상기 수광부(180)에서 나오는 전기신호(A)를 증폭된 전기신호(B)로 변환하는 기능을 한다. 그에 따라, 상기 부유미생물 측정장치(100)의 단순화 및 소형화에 따라 측정이 불가능한 신호의 분석을 가능하게 한다.

상기 제어부(180)는 증폭된 전기신호(B)를 인식하여 상기 포집기판(162)에 수용된 부유미생물의 양 또는 농도를 판단할 수 있다. 이를 판단하여 상기 제어부는 디스플레이 장치(250)에 부유미생물의 양 또는 농도에 관한 정보를 표시하도록 한다.

상기 디스플레이 장치(250)는 부유미생물 측정장치(100)와 별도의 장치로 마련되거나, 부유미생물 측정장치(100)가 설치된 다른 장치에 마련된 디스플레이 장치일 수 있다. 상기 디스플레이 장치(250)는 상기 제어부(180)와 유선 또는 무선으로 연결되어 데이터를 전송받을 수 있다. 상기 디스플레이 장치(250)에 부유미생물에 관한 정보를 가시화하여 사용자가 편리하게 이를 확인할 수 있다.

예를 들어, 상기 디스플레이 장치(250)는 부유미생물 입자의 농도 값 또는 환경 청정도에 따라 다른 색상을 디스플레이할 수 있다. 일례로, 상기 부유미생물의 농도가 낮거나 환경 청정도가 좋은 경우 녹색을 표시하고, 농도 및 청정도가 중간값 정도일 경우 노란색을 표시하고 농도가 높거나 청정도가 나쁜 경우 빨간색으로 표시할 수 있다.

도 10을 바탕으로 일 실시 예에 따른 본 발명의 부유미생물 측정장치(100)의 동작을 설명한다.

전원이 온 되면 공기통로(140)의 제 1 개구(142)를 통해 부유미생물을 포함하는 공기가 유입된다(Sl0). 이때, 전원에는, 공기 조화기(10)와 같은 부유미생물 측정장치(100)가 설치된 장치의 전원이나, 부유미생물 측정장치(100) 자체의 전원이 포함된다. 따라서, 전원의 온 되면, 공기 조화기(10)의 송풍팬(60)의 구동 또는 부유미생물 측정장치(100)의 팬(190)의 구동에 의해 공기가 유동된다.

전원이 온 되면, 상기 제어부(240)는 상기 클리닝부(200)를 제어하여, 상기 포집기판(162)을 클리닝한다(S20). 이때, 상기 클리닝부(200)는 상기 포집기판(162)의 상면을 따라 정해진 횟수만큼 이동하며 상기 포집기판(162)에 남아 있는 부유미생물, 먼지 등을 제거한다. 예를 들어, 상기 제거부(202)는 상기 포집기판(162)을 3회 이동하며 부유미생물 등을 제거할 수 있다.

클리닝이 완료된 후, 상기 제어부(240)는 상기 고전압 발생장치(128)를 제어하여, 상기 하전부(150) 및 상기 포집부(160)에 고접압을 인가한다. 상기 하전부(150)가 유입되는 공기 중 부유미생물을 하전시키고, 상기 포집부(160)에 하전된 부유미생물이 포집된다(S30).

측정이 가능할 정도의 부유미생물을 포집하기 위하여 이러한 포집과정은 정해진 시간만큼 계속될 수 있다. 예를 들어, 적게는 30분에서, 많게는 6시간 정도로 설정된 시간 내에 상기 하전부(150) 및 상기 포집부(160)에 고전압을 인가하여 부유미생물을 포집할 수 있다.

부유미생물의 포집이 완료된 후, 상기 포집부(160)를 향해 상기 발광부(170)에서 미리 설정된 파장영역의 광을 조사한다(S40). 또한, 상기 발광부(170)는 미리 설정된 시간동안 광을 조사할 수 있다. 예를 들어, 빛을 조사하는 시간은 10초에서 60초 사이로 설정될 수 있다.

상기 조사된 빛은 상기 입광렌즈(174) 및 상기 입광필터(178)를 통과하여, 상기 포집부(160)에 전달된다. 상기 전달된 빛은 상기 포집부(160)에 포집된 부유미생물의 리보플라빈에 작용하여 형광신호를 발생시킨다.

상기 리보플라빈에서 발생된 형광신호는 상기 수광필터(188) 및 상기 제 1, 2 수광렌즈(182, 186)을 통과하여 상기 수광부(180)에 전달되고, 상기 수광부(180)는 전달된 형광신호를 감지한다(S50).

상기 수광부(180)에서 감지된 형광신호는 상기 회로부(230)에 의해 증폭되어 상기 제어부(240)로 전달된다. 이를 통해 상기 제어부(240)는 상기 포집부(160)에 포집된 부유미생물의 양 또는 농도를 결정할 수 있다.

예를 들어, 상기 제어부(240)는 상기 포집부(160)에 부유미생물이 포집되지 않은 경우 광을 조사하여 얻어진 측정값과, 상기 포집부(160)에 부유미생물이 포집된 경우 광을 조사하여 얻어진 측정값을 비교할 수 있다. 이러한 측정값 간의 차이가 없거나 정해진 값 미만의 차이가 있는 경우 안전한 상태로 판단하고, 이러한 측정값 간의 차이가 있거나 정해진 값 이상의 차이가 있는 경우 위험한 상태로 판단한다.

상기 제어부(240)는 상기와 같이 판단된 부유미생물의 양 또는 농도에 관한 정보를 상기 디스플레이 장치(250)에 전송하고, 상기 디스플레이 장치(250)는 이를 디스플레이한다. 예를 들어, 상기 제어부(240)가 안전한 상태로 판단한 경우, 상기 디스플레이 장치(250)에는 안전상태를 나타내는 문구 또는 색상이 디스플레이될 수 있다. 또한, 상기 제어부(240)가 위험한 상태로 판단한 경우, 상기 디스플레이 장치(250)에는 위험상태를 나타내는 문구 또는 색상이 디스플레이되고, 공기청정모드가 동작할 수 있다.

이와 같은 제어방법에 의하면, 간단한 구조를 가지는 부유미생물 측정장치가 정해진 시간 간격으로 각 단계가 작동함으로써, 공기 중 부유미생물을 편리하게 측정하고 그에 따라 공기청정을 할 수 있다는 효과가 있다.

10 : 공기 조화기 100 : 부유미생물 측정장치
128 : 고전압 발생장치 131 : 입광통로
136 : 수광통로 140 : 공기통로
150 : 하전부 160 : 포집부
162 : 포집기판 170 : 발광부
180 : 수광부 190 : 팬
200 : 클리닝부 240 : 제어부

Claims (20)

1. 제 1 본체 및 제 2 본체를 포함하는 하우징;
   부유미생물을 포함하는 공기가 유동하도록, 상기 제 1 본체와 상기 제 2 본체의 사이에 형성되는 공기통로;
   상기 부유미생물을 하전시켜 포집하도록, 상기 공기통로에 배치되는 하전부 및 포집부;
   상기 하전부 또는 상기 포집부에 고전압을 인가하도록, 상기 제 1 본체에 마련되는 고전압발생장치;
   상기 포집부에 포집된 부유미생물에 빛을 조사하여 발생되는 형광신호를 감지하도록, 상기 제 2 본체에 구비되는 발광부 및 수광부;
   를 포함하는 부유미생물 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하전부 및 상기 포집부는 상기 공기통로의 내부에 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 하전부는 부유미생물을 하전시키도록, 부유미생물을 포함하는 공기가 유입되는 상기 공기통로의 제 1 개구와 인접하게 배치되고,
   상기 포집부는, 상기 하전부에 의해 하전된 부유미생물을 집진시키도록, 상기 공기통로의 제 2 개구와 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제 1 개구는 상기 제 2 개구보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
5. 제 3 항에 있어서,
   부유미생물을 포함하는 공기를 상기 공기통로로 강제 유동시키도록 상기 제 2 개구와 인접하게 설치되는 팬을 더 포함하는 부유미생물 측정장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 포집부는, 상기 고전압 발생장치와 연결되고, 상기 제 1 본체에 접하는 상기 공기통로에 배치되는 포집기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 하전부는, 상기 고전압 발생장치와 연결되는 고전압 와이어와, 상기 고전압 와이어를 중심으로 서로 마주보는 한 쌍의 그라운드 판을 포함하는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 2 본체에는 상기 공기통로와 연결되는 입광통로와 수광통로가 각각 형성되고,
   상기 입광통로에는 상기 발광부가 배치되고,
   상기 수광통로에는 상기 수광부가 배치되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 입광통로는 상기 발광부로부터 상기 포집부의 일 지점을 향하는 빛의 제 1 경로를 따라 형성되고,
   상기 수광통로는 상기 포집부의 일 지점으로부터 상기 수광부를 향하는 형광신호의 제 2 경로를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 경로와 상기 제 2 경로는 미리 설정된 경로각도(θ)를 형성하는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 경로각도(θ)는 55도 이상, 75도 이하의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 포집부에 포집된 부유미생물을 제거하도록, 적어도 일부가 상기 제 1 본체에 배치되는 클리닝부를 더 포함하는 부유미생물 측정장치.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 본체는 제 1 공간부 및 제 2 공간부를 가지고,
    상기 제 1 공간부에는 상기 고전압 발생장치가 배치되고,
    상기 제 2 공간부에는 상기 클리닝부의 적어도 일부가 배치되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 공간부는 상기 하전부와 인접하게 위치하고, 상기 제 2 공간부는 상기 포집부와 인접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
15. 제 1 개구 및 제 2 개구가 마련된 하우징;
    상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 연결되도록, 상기 하우징에 관통되어 형성된 공기통로;
    상기 공기통로의 일 측에 구비되어, 상기 공기통로의 적어도 일부와 연결되도록 상기 하우징에 형성된 입광통로 및 수광통로;
    상기 공기통로를 따라 이동하는 부유미생물을 집진시키도록, 상기 제 2 개구와 인접한 상기 공기통로에 배치되는 포집부;
    상기 입광통로에 배치되어, 상기 포집부를 향하여 미리 설정된 파장영역의 빛을 조사하는 발광부;
    상기 수광통로에 배치되어, 상기 부유미생물에 포함되는 리보플라빈에 작용한 빛으로부터 발생되는 형광신호를 감지하는 수광부;
    를 포함하는 부유미생물 측정장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하우징은, 상기 공기통로를 중심으로 양 측에 각각 배치되는 제 1 본체 및 제 2 본체를 포함하고,
    상기 제 1 본체에는 상기 포집부에 고전압을 인가하는 고전압발생장치와 상기 포집부에 포집된 부유미생물을 제거하는 클리닝부가 배치되고,
    상기 제 2 본체에는 상기 입광통로 및 상기 수광통로가 마련되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 본체는, 상기 제 1 개구와 인접하며 상기 고전압발생장치가 배치되는 제 1 공간부와, 상기 제 2 개구와 인접하며 상기 클리닝부가 배치되는 제 2 공간부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
18. 제 1 개구 및 제 2 개구가 마련된 하우징;
    상기 제 1 개구와 상기 제 2 개구가 연결되도록, 상기 하우징에 관통되어 형성된 공기통로;
    상기 제 1 개구를 통해 상기 공기통로로 유입되는 공기 중의 부유미생물을 하전시키도록, 상기 제 1 개구와 인접한 상기 공기통로에 배치되는 하전부;
    상기 하전부를 통과하여 상기 공기통로를 따라 이동하는 하전된 부유미생물을 집진시키도록, 상기 제 2 개구와 인접한 상기 공기통로에 배치되는 포집부;를 포함하고,
    상기 공기통로의 폭은 상기 제 1 개구에서 상기 제 2 개구로 갈수록 좁아지도록 형성된 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 공기통로의 폭은 4mm이상, 6mm이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치.
20. 제 1 항 내지 제 19 항에 따른 부유미생물 측정장치를 포함하는 공기조화 장치.

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