KR20190013914A - Pm2.5 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

높은 습도의 공기(damp air)에서 공기 중의 물방울이 2.5μm보다 미세하기 때문에 기존의 광 산란 센서가 잘못된 PM2.5 측정을 얻는, 낮은 측정 정확도의 기술적 문제를 다루는 PM2.5 측정 장치. PM2.5 측정 장치는 하우징(1), 광 산란 센서(2) 및 전기 가열 유닛을 포함한다. 광 산란 센서(2)는 하우징(1) 내에 배치되고, 공기 입구(21)를 가진다. 전기 가열 유닛은 하우징의 공기 입구 및 광 산란 센서(2)의 공기 입구(21) 사이에 배치된다.

Description

PM2.5 측정 장치
본 출원은 2016년 7월 6일자로 중국 특허청에 제출된 "PM2.5 측정 장치"라는 명칭의 중국 특허 출원 제201610532185.X호에 대한 우선권을 주장하며, 그 전체가 본원에 참조로서 포함된다.
본 발명은 공기 질 측정의 기술 분야, 특히 PM 2.5 측정 장치에 관한 것이다.
PM2.5 공기 질 측정은 공공 장소의 환경, 대기 환경 및 실내 공기의 검출에 적용되는 공기의 PM2.5 (초미세먼지) 값의 측정을 의미하고, 또한 공기 정화장치의 정화 효율 평가 및 분석 적용된다.
통상적으로, PM2.5 센서는 기존의 PM2.5 공기 질 측정 방법에 사용된다. PM2.5 센서는 광 산란 원리에 따라 개발된 광 산란 센서에 기초한다. 광 산란 현상은 빛의 조사 하에서 입자 및 분자에 의해 발생되고, 입자 및 분자는 조사 광의 에너지의 일부를 흡수한다. 평행한 단색광의 빔이 측정된 입자 필드에 입사되는 경우, 빛은 입자에 의한 산란 및 흡수로 인해 감쇠된다(attenuated). 측정될 농도 필드를 통과하는 입사광의 상대 감쇠 비율이 획득된다. 측정될 필드의 먼지의 상대적인 농도는 상대적인 감쇠 비율에 대해 실질적으로 선형이다. 광 강도는 광전 변환(photoelectric conversion)에 의해 얻어진 전기 신호의 크기에 정비례한다. 따라서, 상대적인 감쇠 비율은 전기 신호를 측정함으로써 얻어질 수 있고, 또한 측정될 필드의 먼지 농도가 측정될 수 있다.
광 산란 센서를 기반으로 하는 기존의 PM2.5 센서는 적외선 먼지 센서와 레이저 센서를 포함한다.
적외선 먼지 센서는 간단한 구조와 회로를 가진다. 적외선 먼지 센서의 광원은 적외선 LED 광원이다. 레지스터는 뜨거운 공기 유동을 얻기 위해 공기 입구 및 공기 출구에서 열을 발생시키고, 입자가 적외선 먼지 센서를 통과하는 경우 높은 레벨이 출력된다.
레이저 센서는 복잡한 구조 및 회로를 가진다. 레이저 센서의 광원은 레이저 다이오드이다. 샘플 공기는 복잡한 공기 채널을 통과하여 측정되기 위해, 팬이나 에어 블로어에 의해 추진된다. 공기 중의 미세 먼지가 레이저 빔의 영역에 들어갈 경우, 레이저는 산란된다. 산란된 빛은 360도 이상을 조사한다. 광 검출기는 산란된 빛만을 수용하기 위한 적절한 위치에 배치된다. 광 검출기의 광전 효과하에서 전류 신호가 생성되고, 미세 먼지의 농도를 얻기 위해 전류 신호가 회로에 의해 증폭되고 처리된다.
그러나, 상기 광 산란 센서가 습공기의 PM2.5 값을 측정하는 경우, 광 산란 센서는 공기 중 2.5㎛보다 미세한 물방울로 인해 잘못된 측정을 할 수 있고, 이는 낮은 측정 정확도의 기술적인 문제를 초래한다 .
본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 PM2.5 측정 장치는 기존의 광 산란 센서가 습공기의 PM2.5 값을 측정하는 경우에 습공기 중에서 2.5㎛보다 미세한 물방울로 인한 광 산란 센서의 잘못된 측정에 의해 야기되는 낮은 측정 정확도의 기술적인 문제점을 해결하기 위해 제공된다.
본 발명의 실시예에 따라 제공되는 PM2.5 측정 장치는 하우징, 광 산란 센서 및 전기 가열 유닛을 포함한다. 광 산란 센서는 하우징 내에 배치되고 입구를 가진다. 전기 가열 유닛은 하우징의 입구 및 광 산란 센서의 입구 사이에 배치된다.
선택적으로, 베이스는 하우징 내에 배치되고, 광 산란 센서는 베이스 상에 장착된다. 베이스는 통기구를 구비하고 통기구는 광 산란 센서의 입구에 대응한다.
선택적으로, 전기 가열 유닛은 베이스의 통기구를 덮도록 배치된다.
선택적으로, 전기 가열 유닛은 베이스의 통기구의 면적보다 크거나 같은 면적을 가진다.
선택적으로, 전기 가열 유닛은 PTC 히터이다.
선택적으로, PTC 히터는 복수의 구멍을 구비하고, 복수의 구멍 각각의 직경은 2.5㎛ 이상이다.
선택적으로, 베이스 플레이트는 하우징의 바닥에 배치되고, 복수의 흡기 구멍이 베이스 플레이트의 주위에 배치된다.
선택적으로, 주 회로 기판은 하우징 내에 배치되고, 디스플레이 스크린은 하우징의 상부에 배치된다. 주 회로 기판은 광 산란 센서 및 디스플레이 스크린과 전기적으로 연결된다.
선택적으로, PM2.5 측정 장치는 하우징 내에 배치되는 배터리를 더 포함한다.
선택적으로, PM2.5 측정 장치는 하우징 내의 카드 슬롯에 제거 가능하게 플러그되고, 광산란 센서, 전기 가열 유닛 및 배터리와 전기적으로 연결된 부 회로 기판을 더 포함한다.
상기 기술적 해결책으로부터, 본 발명의 실시예는 다음과 같은 이점을 가진다는 것을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 PM2.5 측정 장치는 하우징, 광 산란 센서 및 전기 가열 유닛을 포함한다. 광 산란 센서는 하우징 내에 제공되며 입구를 가진다. 전기 가열 유닛은 하우징의 입구 및 광 산란 센서의 입구 사이에 배치된다. 실시예에서, 하우징의 입구와 광 산란 센서의 입구 사이에 전기 가열 유닛을 배치함으로써, 습공기 내의 물을 부분적으로 또는 완전히 증발시키기 위하여, 습공기는 광 산란 센서에 진입하기 전에 전기 가열 유닛에 의해 가열되고, 그렇게 함으로써, 기존의 광 산란 센서가 습공기의 PM2.5 값을 측정하는 경우에 습공기 중에서 2.5μm 이하의 물방울로 인한 광 산란 센서의 잘못된 측정에 의해 야기되는 낮은 측정 정확도의 기술적 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 실시예 또는 종래 기술의 기술적 해결책을 보다 명확히 설명하기 위해, 이하에서는, 실시예 또는 종래 기술의 설명에서 요구되는 도면이 간단히 소개될 것이다. 명백하게, 다음의 설명에서의 도면은 본 발명의 일부 실시예만을 도시한다. 통상의 기술자라면, 임의의 창의적인 작업 없이도 제공된 도면에 따라 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PM2.5 측정 장치의 개략적인 구조도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PM2.5 측정 장치는 기존의 광 산란 센서가 습공기의 PM2.5 값을 측정하는 경우에 습공기 중에서 2.5㎛보다 미세한 물방울로 인한 광 산란 센서의 잘못된 측정으로 인한 낮은 측정 정확도의 기술적 문제점을 해결한다.
본 발명의 실시예의 기술적 해결책은 본 발명의 실시예의 도면과 관련하여 아래에서 명확하고 완전하게 설명되어, 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 명확하고 쉽게 이해할 수 있게 한다. 이하에 기술되는 실시예는 모든 실시예가 아니라 본 발명의 일부 실시예에 불과하다는 것이 명백하다. 창조적 노력 없이 본 발명의 실시예에 기초하여 통상의 기술자에 의해 획득된 모든 다른 실시예는 본 발명의 보호 범위 내에 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PM2.5 측정 장치는 하우징(1), 광 산란 센서(2) 및 전기 가열 유닛을 포함한다.
광 산란 센서(2)는 하우징(1) 내에 배치되고 입구(21)를 가진다.
전기 가열 유닛은 하우징의 입구와 광 산란 센서(2)의 입구(21) 사이에 배치된다.
또한, 베이스(12)가 하우징 내에 배치되고, 광 산란 센서가 베이스(2) 상에 장착된다. 베이스(12)는 통기구(11)를 구비하고, 통기구(11)는 광 산란 센서의 입구(21)에 대응한다.
또한, 전기 가열 유닛은 베이스(12)의 통기구(11)를 덮도록 배치된다.
또한, 전기 가열 유닛은 베이스(12)의 통기구(11)의 면적보다 크거나 같은 면적을 가진다.
또한, 상기 전기 가열 수단은 PTC 히터(3)이다.
또한, PTC 히터(3)는 복수의 구멍을 구비하고, 복수의 구멍 각각의 직경은 2.5㎛ 이상이다.
또한, 베이스 플레이트(13)는 하우징(1)의 바닥에 배치되고, 복수의 흡기 구멍(131)들이 베이스 플레이트(13)의 주위에 배치된다.
또한, 주 회로 기판(4)이 하우징(1) 내에 배치되고, 디스플레이 스크린(8)이 하우징(1)의 상부에 배치된다. 주 회로 기판(4)은 광 산란 센서(2) 및 디스플레이 스크린(8)과 전기적으로 연결된다.
또한, PM2.5 측정 장치는 하우징(1) 내에 배치된 배터리(6)를 더 포함한다.
또한, PM2.5 측정 장치는 하우징(1)의 카드 슬롯에 제거 가능하게 플러그되고, 광 산란 센서(2), 전기 가열 유닛 및 배터리(6)와 전기적으로 연결된 부 회로 기판(5)을 더 포함한다.
본 실시예에 따른 PM2.5 측정 장치는 리튬 배터리(6)를 더 포함한다. 상부 커버(7)는 주 회로 기판(4) 및 터치 디스플레이 스크린(8) 사이에 배치된다. 전원 공급 잭은 베이스 플레이트(13)의 바닥에 배치된다. 베이스(12)와 베이스 플레이트(13)는 나사를 통해 고정된다. 베이스(12)는 하우징(1)의 알루미늄 쉘에 고정된다.
광 산란 센서(2) 내의 팬이 회전할 때 베이스 플레이트(13)의 바닥 주변에 배치된 흡기 구멍(131)을 통해 외부 공기가 흡입되고, 하우징의 통기구(11)의 외부 모서리에 삽입된 PTC 히터(3)의 복수의 구멍을 통과한다는 것이 이해될 수 있다. 외부 공기 중의 수증기는 PTC 히터(3)에 의해 가열되고 증발되며, 광 산란 센서(2)는 수증기가 이미 가열되고 증발된 공기를 획득하고 측정한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PM2.5 측정 장치는 하우징(1), 광 산란 센서(2) 및 전기 가열 유닛을 포함한다. 광 산란 센서(2)는 하우징(1) 내에 배치되고 입구(21)를 가진다. 전기 가열 유닛은 하우징의 입구와 광 산란 센서(2)의 입구(21) 사이에 배치된다. 실시예에서, 하우징의 입구와 광 산란 센서(2)의 입구(21) 사이에 전기 가열 유닛을 배치함으로써, 습공기 내의 물을 부분적으로 또는 완전히 증발시키기 위하여, 습공기는 광 산란 센서에 진입하기 전에 전기 가열 유닛에 의해 가열되고, 그렇게 함으로써, 기존의 광 산란 센서가 습공기의 PM2.5 값을 측정하는 경우에 습공기 중에서 2.5μm 이하의 물방울로 인한 광 산란 센서의 잘못된 측정에 의해 야기되는 낮은 측정 정확도의 기술적 문제를 해결할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 실시예들은 본 발명의 기술적 해결책을 제한하는 것이 아닌, 본 발명의 기술적 해결책을 설명하기 위한 것이다. 전술한 실시예를 참조하여 기술적 해결책이 상세하게 설명되었지만, 통상의 기술자에게 상기 실시예에 기술된 기술적 해결책에 대한 변형이 이루어지거나, 기술적 해결책의 기술적 구성의 부분에 대한 균등한 치환이 이루어 질 수 있음다는 것이 이해되어야 한다. 변형 및 치환은 기술적 해결책의 본질이 본 발명의 실시예에서 기술적 해결책의 사상 및 범위로부터 벗어나게 하지 않는다.

Claims (10)

  1. 하우징;
    광 산란 센서; 및
    전기 가열 유닛을 포함하고,
    상기 광 산란 센서는 상기 하우징 내에 배치되고 입구를 가지고, 상기 전기 가열 유닛은 상기 하우징의 입구 및 상기 광 산란 센서의 입구 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    베이스는 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 광 산란 센서는 상기 베이스 상에 장착되고, 상기 베이스는 통기구를 구비하고, 상기 통기구는 상기 광 산란 센서의 입구에 대응하는 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전기 가열 유닛은 상기 베이스의 상기 통기구를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전기 가열 유닛은 상기 베이스의 상기 통기구의 면적보다 크거나 같은 면적을 가지는 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 가열 유닛은 PTC 히터인 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 PTC 히터는 복수의 구멍을 구비하고, 상기 복수의 구멍 각각의 직경은 2.5㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    베이스 플레이트는 상기 하우징의 바닥에 배치되고, 복수의 흡기 구멍이 상기 베이스 플레이트의 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    주 회로 기판은 상기 하우징 내에 배치되고, 디스플레이 스크린은 상기 하우징의 상부에 배치되고,
    상기 주 회로 기판은 상기 광 산란 센서 및 상기 디스플레이 스크린과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 내에 배치되는 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하우징 내의 카드 슬롯에 제거 가능하게 플러그되고, 상기 광 산란 센서, 상기 전기 가열 유닛 및 상기 배터리와 전기적으로 연결되는 부 회로 기판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 PM2.5 측정 장치.
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