KR20190020262A - measuring apparatus for suspended particulates - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미세먼지 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fine dust measuring device.
눈에 보이지 않는 아주 작은 물질이 대기 중에 오랫동안 떠다니거나 흩날려 내려오는 직경 10㎛ 이하의 입자상 물질을 미세먼지라 한다. 미세먼지는 석탄, 석유 등의 화석연료가 연소될 때 또는 제조업, 자동차 매연 등의 배출가스 등에서 나온다. 미세먼지는 기관지를 거쳐 폐에 흡착되어 각종 폐질환을 유발하는 대기오염물질이다.Particulate matter with a diameter of 10 µm or less, in which very small invisible matter floats or scatters in the air for a long time, is called fine dust. Fine dust comes from the burning of fossil fuels such as coal and petroleum, or from emissions from manufacturing and automobile soot. Fine dust is an air pollutant that is adsorbed to the lungs through the bronchus and causes various lung diseases.
일반적으로, 먼지는 입자의 크기에 따라 총먼지(지름이 10㎛ 이상), 지름이 10㎛ 이하인 미세먼지(PM 10), 지름이 2.5㎛ 이하(PM 2.5)인 초미세먼지로 나뉜다. 이들 중 미세먼지는 질산염(NO3-), 암모늄(NH4+), 황산염(SO42-) 등의 이온 성분과 탄소화합물(carbon compounds), 금속(elements) 화합물 등으로 이루어져 있다. 세계보건기구(WHO)는 미세먼지 중 디젤에서 배출되는 BC(black carbon)을 1급 발암물질로 지정한 바 있다. 장기간 미세먼지에 노출될 경우 면역력이 급격히 저하되어 감기, 천식, 기관지염 등의 호흡기 질환은 물론 심혈관 질환, 피부질환, 안구질환 등 각종 질병에 노출될 수 있다. 특히 직경 2.5㎛ 이하의 초미세먼지는 인체 내 기관지 및 폐 깊숙한 곳까지 침투하기 쉬워 기관지, 폐 등에 붙어 각종 질환을 유발한다.In general, dust is divided into total dust (diameter of 10 μm or more), fine dust of 10 μm or less (PM 10), and ultrafine dust of 2.5 μm or less (PM 2.5), depending on the size of the particles. Among them, fine dust is composed of ionic components such as nitrate (NO3-), ammonium (NH4 +), sulfate (SO42-), carbon compounds, and metal compounds. The World Health Organization (WHO) has designated black carbon (BC) from diesel as a first-class carcinogen. When exposed to fine dust for a long time, the immunity is rapidly lowered and can be exposed to various diseases such as cardiovascular disease, skin disease, eye disease, as well as respiratory diseases such as cold, asthma and bronchitis. In particular, ultrafine dust having a diameter of 2.5 μm or less easily penetrates deep into the bronchus and lungs in the human body and causes various diseases in the bronchus and lungs.
한편, 환경부는 2017년 3월 우리나라와 국제적으로 사용하는 미세먼지에 대한 용어가 달라 혼란스럽다는 지적에 따라 미세먼지(PM10)는 부유먼지, 초미세먼지(PM2.5)는 미세먼지로 각각 변경한다고 발표하였다. 또 부유먼지와 미세먼지를 함께 아우르는 용어는 흡입성 먼지로 정하고, PM2.5에 붙여온 초미세라는 표현은 앞으로 PM2.5보다 작은 PM1.0이나 PM0.1 등에 사용할 수 있게 남겨두기로 했다.Meanwhile, the Ministry of Environment pointed out that in March 2017, the terminology for the fine dust used in Korea and internationally was confusing. Announced. In addition, the term encompassing both floating dust and fine dust is defined as inhalable dust, and the term superfine added to PM2.5 is intended to be used for PM1.0 and PM0.1 smaller than PM2.5.
이와 같은 대기 중의 부유된 미세먼지를 측정하는 방법은, 중량법(소용량공기포집법, 저용량공기포집법), 광 산란법, 베타선측정법 등이 있다.Such fine dust suspended in the air includes a gravimetric method (small capacity air collection method, low capacity air collection method), light scattering method, beta ray measuring method and the like.
소용량공기포집법은 여과지에 먼지를 채취하여 중량법으로 질량농도 측정(유량: 2 내지 7 L/min)한다. 저용량공기포집법은 여과지에 먼지를 채취하여 중량법으로 질량농도 측정(유량: 1.2 내지 1.7 m3/min)한다. 광 산란법은 입자상물질에 빛을 조사하면 빛이 산란하는 원리를 이용하여 산란광의 양을 측정하고 그 값으로부터 먼지의 농도를 구한다. 베타선 측정법은 여과지에 먼지를 채취하여 베타선을 투과시켜 여과지 위에 채취된 먼지를 통과할 때 흡수 소멸되는 베타선의 차를 이용하여 질량농도를 연속적으로 측정한다.In the small capacity air collection method, dust is collected on the filter paper and the mass concentration is measured by gravimetric method (flow rate: 2 to 7 L / min). In low-capacity air collection, dust is collected on the filter paper and the mass concentration is measured by gravimetric method (flow rate: 1.2 to 1.7 m 3 / min). In the light scattering method, the amount of scattered light is measured using the principle that light is scattered when the particulate matter is irradiated with light, and the concentration of dust is obtained from the value. The beta ray measurement method continuously measures the mass concentration by using the difference between beta rays that are absorbed and extinguished when dust is collected on the filter paper, and the beta rays are transmitted through the dust collected on the filter paper.
중량법은 미세먼지의 질량을 저울로 직접 측정하는 방식으로 이용되며 베타선 측정법은 방사선을 이용해 미세먼지 양을 측정, 광 산란법은 빛의 물리적 특성을 이용하는 방식으로 각각 이뤄진다. Gravimetric method is used to measure the mass of fine dust directly with the balance. Beta-ray method is used to measure the amount of fine dust using radiation, and light scattering is performed by using the physical properties of light.
세 가지 측정방법 중 중량법과 베타선 측정법은 미세먼지량의 정확한 측정이 가능하다는 장점과 미세먼지를 직접 포집해 측정해야 하기 때문에 실시간 측정이 어렵다는 단점을 함께 갖는다. 그리고 광 산란법은 실시간 측정이 가능하지만 측정된 수치에 정확도가 떨어지는 한계를 갖는다.Among the three measurement methods, the weight method and the beta ray measurement method have the advantages of accurate measurement of fine dust amount and the disadvantage of real-time measurement because it is required to collect and measure fine dust directly. In addition, the light scattering method can measure in real time, but the accuracy of the measured value is inferior.
본 발명은 미세먼지를 측정함에 있어 광 산란법과 중량법을 동시에 진행하여 미세먼지량을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 기술을 제공한다.The present invention provides a technique capable of accurately measuring the amount of fine dust in real time by simultaneously performing a light scattering method and a weight method in measuring fine dust.
본 발명의 한 실시예에 따른 미세먼지 측정장치는, 유동하는 공기 중에 포함된 미세먼지를 측정하는 광 산란 측정부, 상기 광 산란 측정부를 통과한 공기 중에 포함된 미세먼지가 걸리는 중량 측정부, 상기 광 산란 측정부 및 상기 중량 측정부와 전기적으로 연결된 제어부, 공기가 상기 광 산란 측정부와 상기 중량 측정부를 유동하도록 상기 공기를 흡입하는 펌프 및 상기 제어부와 연결된 전원부를 포함한다.The fine dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, the light scattering measuring unit for measuring the fine dust contained in the flowing air, the weight measuring unit is applied to the fine dust contained in the air passing through the light scattering measuring unit, A light scattering measuring unit and a control unit electrically connected to the weight measuring unit, a pump for sucking the air so that air flows through the light scattering measuring unit and the weight measuring unit and a power supply unit connected to the control unit.
상기 광 산란 측정부는, 유동유로가 형성된 광 산란 몸체, 상기 광 산란 몸체 일측에 배치되어 있고 상기 유동유로로 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드, 상기 광 산란 몸체 타측에 배치되어 상기 레이저 다이오드와 마주하는 반사부 및 상기 레이저 다이오드와 상기 반사부 사이에 위치하고 상기 유동유로에서 산란되는 레이저 빛을 측정하는 검출부를 포함할 수 있으며, 상기 레이저 다이오드 및 상기 검출부는 상기 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.The light scattering measuring unit may include a light scattering body having a flow path formed therein, a laser diode disposed on one side of the light scattering body and generating a laser through the flow path, and a reflector disposed on the other side of the light scattering body to face the laser diode. And a detector disposed between the laser diode and the reflector to measure laser light scattered from the flow path, wherein the laser diode and the detector may be electrically connected to the controller.
상기 중량 측정부는, 상기 유동유로를 연장한 연장공간이 형성된 지지부재, 상기 필터 지지부재와 상기 몸체 사이에 배치된 필터부, 상기 지지부재와 상기 몸체를 연결하는 결합수단 및 상기 결합수단에 배치되어 있고 상기 지지부재를 상기 몸체 방향으로 가압하는 탄성부재를 포함할 수 있으며, 상기 펌프의 구동으로 상기 유동유로의 공기는 상기 필터부를 통과하여 상기 연장공간으로 유입될 수 있다.The weight measuring unit is disposed in a support member having an extension space extending the flow passage, a filter unit disposed between the filter support member and the body, coupling means for connecting the support member and the body, and the coupling means. And it may include an elastic member for pressing the support member in the body direction, the air of the flow passage by the drive of the pump may be introduced into the extension space through the filter unit.
상기 필터부는, 상기 유동유로와 상기 연장공간 사이에 위치하여 상기 미세먼지가 걸릴 수 있는 필터, 상기 필터 가장자리 지지하는 고정부재, 상기 고정부재와 상기 중량 측정부 사이에 배치된 제1 실링 및 상기 고정부재와 상기 광 산란 측정부 사이에 배치된 제2 실링을 포함할 수 있으며, 상기 지지부재가 상기 광 산란 측정부에서 멀어지는 방향으로 가압되면 상기 필터부는 상기 광 산란 측정부와 상기 중량 측정부 사이에서 이탈될 수 있다.The filter unit, a filter which is located between the flow passage and the extension space may be caught by the fine dust, the fixing member for supporting the filter edge, the first sealing and the fixing disposed between the fixing member and the weight measuring unit And a second seal disposed between the member and the light scattering measuring unit, wherein the filter unit is pressed between the light scattering measuring unit and the weight measuring unit when the supporting member is pressed in a direction away from the light scattering measuring unit. Can be disengaged.
상기 미세먼지 측정장치는, 상기 펌프와 상기 중량 측정부 사이에 배치되어 있는 공기유동모듈을 더 포함할 수 있다.The fine dust measuring apparatus may further include an air flow module disposed between the pump and the weight measuring unit.
상기 미세먼지 측정장치는, 상기 광 산란 측정부의 유동유로와 연결된 공기유입부를 더 포함할 수 있다.The fine dust measuring apparatus may further include an air inlet connected to the flow path of the light scattering measuring unit.
상기 공기유입부는, 유입구가 형성되어 있고 상기 유동유로와 연결된 배치공간이 형성된 유입몸체, 상기 배치공간에 배치된 제1 필터, 상기 배치공간에 배치되어 상기 제1 필터와 접하고 상기 유입구와 연결된 유입공간을 가지며 바닥에 복수의 배기홀이 형성된 수용몸체, 상기 수용몸체와 접하며 중앙에 유입홀이 형성된 제2 필터, 상기 배치공간에 배치되어 상기 제2 필터를 지지하며 복수의 홀이 형성된 유입캡 및 상기 배치공간에 배치되어 상기 제1 필터, 상기 수용몸체, 상기 제2 필터 및 상기 유입캡을 고정하며 상기 광 산란 측정부와 상기 유입캡 사이 기밀을 유지하는 실링부재를 포함할 수 있다.The air inlet, the inlet body is formed in the inlet body and the arrangement space connected to the flow passage, the first filter disposed in the placement space, the inlet space disposed in the placement space and in contact with the first filter and the inlet And a receiving body having a plurality of exhaust holes formed at a bottom thereof, a second filter contacting the receiving body and having an inlet hole formed at the center thereof, disposed in the arrangement space to support the second filter and having a plurality of holes formed therein; Is disposed in the arrangement space may include a sealing member for fixing the first filter, the receiving body, the second filter and the inlet cap and maintains the airtight between the light scattering measuring unit and the inlet cap.
상기 미세먼지 측정장치는, 상기 광 산란 측정부, 상기 중량 측정부, 상기 제어부, 상기 펌프, 상기 공기유입부의 일부분이 위치하는 배치공간을 갖는 케이스를 더 포함할 수 있다.The fine dust measuring apparatus may further include a case having an arrangement space in which the light scattering measuring unit, the weight measuring unit, the control unit, the pump, and the air inlet unit are located.
본 발명의 실시예에 따르면, 광 산란 측정부를 통해 실시간으로 미세먼지의 사이즈, 개수 등을 측정하고, 중량 측정부를 이용하여 미세먼지의 중량을 측정하게 되면서 미세먼지를 실시간으로 측정하는 동시에 그 양을 정확하게 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the size and the number of fine dusts are measured in real time through a light scattering measuring unit, and the weight of the fine dusts is measured using a weight measuring unit while measuring the amount of fine dust in real time and the amount thereof. It can be measured accurately.
본 발명의 실시예에 따르면, 미세먼지를 측정하는 광 산란 측정법과 중량 측정법 미세먼지 측정장치를 통해 동시에 실시할 수 있으므로 미세먼지를 정확하게 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the light scattering measuring method and the gravimetric fine dust measuring apparatus for measuring the fine dust can be performed at the same time, it is possible to accurately measure the fine dust.
본 발명의 실시예에 따르면, 제어부의 포트를 통해 수집된 미세먼지의 정보가 출력되므로 측정자는 정확한 정보를 획득할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the fine dust information collected through the port of the controller is output, the measurer can obtain accurate information.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 미세먼지 측정장치의 케이스를 분해한 사진.
도 2는 도 1의 케이스를 나타낸 평면도.
도 3은 도 2의 광 산란 측정부와 중량 측정부 결합 사시도.
도 4는 도 3의 분해 사시도.
도 5는 도 2를 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면도.
도 6은 도 2를 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 자른 단면도.
도 7은 도 6의 중량 측정부 확대도.
도 8은 도 7의 지지부재가 후퇴한 상태를 나타낸 개략도.
도 9는 도 1의 공기유입부 분해 사시도.Figure 1 is an exploded photograph of the case of the fine dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a plan view showing the case of FIG.
3 is a perspective view of the light scattering measuring unit and the weight measuring unit of FIG.
4 is an exploded perspective view of FIG. 3.
FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 2 taken along the line VV. FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI of FIG. 2.
7 is an enlarged view of the weight measurement unit of FIG. 6;
8 is a schematic view showing a state in which the supporting member of FIG. 7 is retracted.
9 is an exploded perspective view of the air inlet of FIG.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 미세먼지 측정장치에 대하여 도 1 내지 도 9를 참고하여 설명한다.Then, the fine dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 미세먼지 측정장치의 케이스를 분해한 사진이며, 도 2는 도 1의 케이스를 나타낸 평면도이고, 도 3은 도 2의 광 산란 측정부와 중량 측정부 결합 사시도이며, 도 4는 도 3의 분해 사시도이고, 도 5는 도 2를 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 자른 단면도이며, 도 6은 도 2를 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 자른 단면도이고, 도 7은 도 6의 중량 측정부 확대도이며, 도 8은 도 7의 지지부재가 후퇴한 상태를 나타낸 개략도이고, 도 9는 도 1의 공기유입부 분해 사시도이다.1 is an exploded photograph of a case of a fine dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view illustrating the case of FIG. 1, and FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 3, FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 2 taken along the line V-V, FIG. 6 is a cross-sectional view of FIG. 2 taken along the line VI-VI, and FIG. 8 is an enlarged view of a weight measuring unit, and FIG. 8 is a schematic view showing a state in which the supporting member of FIG. 7 is retracted, and FIG. 9 is an exploded perspective view of the air inlet of FIG.
도 1 내지 도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 미세먼지 측정장치(1)는 케이스(10), 공기유입부(20), 광 산란 측정부(30), 중량 측정부(40), 공기유동모듈(50), 펌프(60), 제어부(80) 및 전원부(90)를 포함하며 광 산란법 측정법과 중량법 측정법을 동시에 진행할 수 있도록 한다.1 to 9, the fine
케이스(10)는 하우징(11)과 덮개(12)를 포함하며 미세먼지 측정장치(1)의 외형을 형성한다. 하우징(11)과 덮개(12)는 볼트와 걸림고리 및 걸림홈으로 분리할 수 있게 결합되어 있으며 하우징(11) 내부에는 광 산란 측정부(30), 제어부(80), 공기유동모듈(50) 및 펌프(60)가 배치되어 있으며 덮개(12)의 내부에는 전원부(90)가 배치되어 있다. 공기유입부(20)는 하우징(11) 외부에 위치하며 적어도 일부분이 하우징(11) 내부에 위치하여 결합되어 있다. 한편 전원부(90)와 공기유동모듈(50) 사이에는 격벽(70)이 배치되어 있다. 그러나 케이스(10)는 생략될 수 있다. 한편, 케이스(10)가 생략된 경우 광 산란 측정부(30), 제어부(80), 공기유동모듈(50), 펌프(60) 및 전원부(90)는 하나의 모듈로 배치될 수 있다.The
공기유입부(20)는 유입몸체(21), 제1 필터(24), 수용몸체(23), 제2 필터(24), 유입캡(25) 및 실링부재(26)를 포함하며 유입되는 공기 중에 포함된 총먼지 따위를 여과하며 공기가 광 산란 측정부(30)로 유입되도록 유도한다.The
유입몸체(21)는 원통형으로 형성되어 있으며 하면은 광 산란 측정부(30)와 접하며 내부에는 하면 방향으로 개방된 배치공간(212)이 형성되어 있다. 유입몸체(21) 상부 둘레에는 배치공간(212)과 연결된 유입구(211)가 형성되어 있다. 유입몸체(21)의 하부둘레에는 플랜지(213)가 형성되어 있고 배치공간(212)의 상부측에는 안착턱(214)이 형성되어 있으며, 안착턱(214)은 유입구(211)보다 아래에 위치한다.The
제1 필터(24)는 배치공간(212)에 위치하며 가장자리가 안착턱(214)에 접하여 걸려 있다. 제1 필터(24)는 안착턱(214)에 의해 유입구(211)로 이탈하지 않는다. 제1 필터(24)는 금속으로 형성되어 있으며 공기가 통과할 수 있도록 복수의 구멍(221)이 형성되어 있다.The
수용몸체(23)은 원통형으로 형성되어 있으며 배치공간(212)에 배치되어 상면이 제1 필터(24)와 접해 있다. 수용몸체(23) 내부에는 상면 방향으로 개방된 수용공간(231)이 형성되어 있다. 수용몸체(23)의 내부 바닥 가장자리에는 제1 필터(24)의 구멍(221) 보다 작은 구멍(232)이 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 수용몸체(23)의 내부에는 구멍(232)보다 큰 먼지가 수용될 수 있다.The receiving
제2 필터(24)는 배치공간(212)에 배치되어 수용몸체(23)와 접하며, 제2 필터(24)의 중앙에는 구멍(232)을 통과한 공기가 통과하는 구멍(241)이 형성되어 있다. 제2 필터(24)의 상면 중앙 부분과 수용몸체(23)의 하면 중앙 부분은 간격을 두고 떨어져 있고 가장자리 부분은 서로 접해 있다.The
유입캡(25)은 배치공간(212)에 배치되어 제2 필터(24)와 접한다. 유입캡(25)에는 구멍(241)을 통과한 공기가 통과하는 복수의 구멍(251)이 형성되어 있다. 구멍(251)은 유입캡(25)의 중앙에서 이격되어 가장자리에 근접하여 형성되어 있다. 이에 구멍(241)을 통과한 공기는 유입캡(25)의 중앙과 접한 후 가장자리로 유도되어 구멍(251)을 통해 배출될 수 있다. 유입캡(25)의 하부측 외부둘레에는 원주방향을 따라 수용부(253)가 형성되어 있고 수용부(253)를 이루는 유입캡(25)의 하부측 외부둘레와 배치공간(212)의 둘레는 간격을 두고 마주한다.The
실링부재(26)는 수용부(253)와 배치공간(212) 둘레 사이에 위치하여 압축되어 있다. 실링부재(26)는 배치공간(212)의 둘레와 유입캡(25)의 외부둘레 사이로 공기가 통과하지 못하도록 차단하면서 유입캡(25)이 배치공간(212)에서 이탈하지 않도록 고정된다.The sealing
그러나 위와 같은 공기유입부(20)는 생략될 수 있다.However, the
광 산란 측정부(30)는 광 산란 몸체(31), 레이저 다이오드(33), 반사부(34) 및 검출부(35)를 포함하며 공기유입부(20)를 통해 유입된 공기 중에 포함된 미세먼지를 광 산란으로 측정한다.The light
광 산란 몸체(31)는 유입몸체(21)의 하면과 수직한 방향(X)으로 배치되어 있으며 중앙 부분에는 내부를 관통한 유동유로(311)가 형성되어 있다. 배치공간(212)과 유동유로(311)는 연결되어 있다. 유입캡(25)의 구멍(251)을 통과한 공기는 유동유로(311)를 유동하면서 통과할 수 있다. 광 산란 몸체(31)에는 유동유로(311)의 중심과 수직한 방향(X)으로 유동유로(311)와 연결된 레이저 공간(312)이 형성되어 있다. 광 산란 몸체(31)에는 레이저 공간(312)의 중심과 수직한 방향(Z)으로 배치홀(313)이 형성되어 있으며, 배치홀(313)은 유동유로(311)와 연결되어 있으며 렌즈(32)가 배치되어 있다.The
광 산란 몸체(31)의 상면은 하우징(11)의 내부 둘레와 접하며 볼트로 고정되어 있다. 한편, 광 산란 몸체(31)의 상면과 유입몸체(21)의 하면은 서로 접하여 배치공간(212)과 유동유로(311)이 연결되며 광 산란 몸체(31)와 유입몸체(21)는 볼트로 결합되어 있다. 볼트의 머리 부분이 플랜지(213)에 걸려 고정된다. 볼트의 머리에는 플랜지(213)와 접촉면적을 증가시키기 위해 와셔가 결합되어 있다.The upper surface of the
레이저 다이오드(33)는 광 산란 몸체(31) 일측에 배치되어 있으며 광 산란 몸체(31)의 타측을 향해 레이저를 출력할 수 있다. 레이저는 유동유로(311)를 통과할 수 있다.The
반사부(34)는 광 산란 몸체(31)의 타측에 배치되어 있으며 출력된 레이저를 유동유로(311)를 향해 반사할 수 있다. 유동유로(311)를 통과하는 레이저 중 일부는 유동유로(311)를 유동하는 공기 중에 포함된 미세먼지에 부딪혀 산란될 수 있다.The
검출부(35)는 렌즈(32) 위에 배치되어 있으며 레이저가 미세먼지와 부딪히면서 산란되어 발생되는 빛의 크기, 개수 등을 통해서 미세먼지의 사이즈, 개수 등을 검출할 수 있다. 검출부(35)는 램프(351)를 포함하며, 램프(351)는 미세먼지 검출 여부 등에 따라 발광할 수 있다.The
한편, 공기유입부(20)가 생략된 경우 미세먼지 측정장치(1)의 외부공기는 배치공간(212)로 바로 유입될 수 있다.On the other hand, when the
중량 측정부(40)는 지지부재(41), 결합수단(44), 탄성부재(45) 및 필터부(43)를 포함하며 걸러진 미세먼지를 중량법으로 측정한다.The
지지부재(41)는 유입몸체(21)의 하면과 간격을 두고 마주하며 유동유로(311)를 연장하는 연장공간(411)가 형성되어 있다. 연장공간(411)은 지지부재(41) 상면으로 개방되어 있다. 연장공간(411)의 바닥에는 제1 배출홀(412)과 제2 배출홀(413)이 형성되어 있다. 유동유로(311)의 공기는 연장공간(411)으로 유입되어 제1 배출홀(412)과 제2 배출홀(413)을 통해 배출될 수 있다. 제1 배출홀(412)에는 분기관(42)이 배치되어 있다. 분기관(42)은 제1 분기부(421) 및 제2 분기부(422)를 포함한다.The
지지부재(41)의 양측에는 관통홀(414)이 형성되어 있다. 관통홀(414)의 둘레에는 단턱(415)이 형성되어 있다.Through-
결합수단(44)은 볼트로 형성되어 있으며 관통홀(414)을 통해 광 산란 몸체(31) 하면에 결합되어 있다.The coupling means 44 is formed of a bolt and is coupled to the bottom surface of the
탄성부재(45)는 관통홀(414)에 위치하여 단턱(415)과 볼트의 머리 사이에 배치되어 있다. 탄성부재(45)는 지지부재(41)가 광 산란 몸체(31) 방향으로 이동할 수 있도록 탄성력을 가한다.The
필터부(43)는 고정부재(432), 필터(431), 제1 실링(433) 및 제2 실링(434)을 포함하며 광 산란 몸체(31)와 지지부재(41) 사이에 배치되어 유동유로(311)에서 연장공간(411)으로 유입된 공기 중에 포함된 미세먼지가 걸리도록 한다.The
고정부재(432)는 원판 형태로 형성되어 있으며 중앙 부분이 관통되어 있다. 고정부재(432)는 플라스틱 따위로 만들어질 수 있다.The fixing
필터(431)는 고정부재(432)의 중앙에 배치되어 있으며 가장자리 부분이 고정부재(432)에 고정되어 있다. 필터(431)는 공기는 통과하고 공기 중에 포함된 미세먼지는 통과하지 못하고 걸릴 수 있다. 필터(431)는 1.0㎛이하의 초미세먼지를 거를 수 있다. 필터(431)는 불소수지 따위로 만들어질 수 있다.The
제1 실링(433)은 고정부재(432)와 광 산란 몸체(31) 사이에 배치되어 기밀을 유지하고, 제2 실링(434)은 고정부재(432)와 지지부재(41) 사이에 배치되어 기밀되어 있다.The
탄성부재(45)의 탄성력에 의해 고정부재(432)는 광 산란 몸체(31) 방향으로 밀착되어 고정부재(432)와 지지부재(41) 사이에 고정되며 제1 실링(433)과 제2 실링(434)은 압착될 수 있다. 이에 광 산란 몸체(31)와 고정부재(432) 사이 고정부재(432)와 지지부재(41) 사이가 긴밀한 상태를 유지할 수 있다. 유동유로(311)에서 필터(431)를 통과하여 연장공간(411)로 유입되는 공기는 제1 실링(433)과 제2 실링(434)에 의해 누출되지 않으며 또한 공기가 광 산란 몸체(31)와 고정부재(432) 사이, 고정부재(432)와 지지부재(41) 사이를 통해 유동유로(311)와 연장공간(411) 사이로 유입되지 않는다. 따라서, 유입구(211)를 통해 유입된 공기만이 연장공간(411)으로 유입될 수 있다.The fixing
한편, 지지부재(41)가 광 산란 몸체(31)로부터 멀어지는 방향으로 가압되면 탄성부재(45)는 압축되며 지지부재(41)와 고정부재(432)는 이격될 수 있다. 이에 지지부재(41)와 광 산란 몸체(31) 사이에 유격이 발생하여 필터(431)가 결합된 고정부재(432)가 지지부재(41)와 광 산란 몸체(31) 사이에서 인출될 수 있다. 추출된 고정부재(432)에 고정된 필터(431)에 걸린 미세먼지의 질량을 저울로 직접 측정할 수 있다.On the other hand, when the
공기유동모듈(50)은 중량 측정부(40)와 펌프(60)를 연결한다. 공기유동모듈(50)은 제1 유동라인(51), 제2 유동라인(52) 및 배출라인(53)을 포함 한다.The
제1 유동라인(51)은 제1 분기부(421)와 펌프(60)의 유입홀(61)을 연결하며, 제2 유동라인(52)은 제2 배출홀(413)과 제2 분기부(422)를 연결한다. 여기서, 제1 유동라인(51)은 제1 센서(511)를 경유하며 제2 유동라인(52)은 제2 센서(521)를 경유한다. 제1 센서(511)는 공기 흐름을 감지하며, 제2 센서(521)는 공기 질을 감지할 수 있다. 아울러, 제1 센서(511)와 제2 센서(521)는 공기의 압력, 습도, 유량 등을 측정할 수도 있다. 제1 센서(511) 및 제2 센서(521)는 설계에 따라 측정하는 것이 다양하게 변경될 수 있다. 이에 제1 센서(511) 및 제2 센서(521)가 측정하는 것을 압력, 습도, 유량, 공기 질, 공기 흐름 등으로 한정하지 않는다.The
배출라인(53)은 펌프(60)의 배출홀(62)과 연결되어 있다. 배출라인(53)은 제1 센서(511)를 경유하며, 제1 센서(511)의 내부는 제1 유동라인(51)이 경유하는 공간과 배출라인(53)이 경유하는 공간이 구획되어 있다. 즉, 제2 센서(521)의 내부에는 제1 유동라인(51)이 연결된 제1 공간(도시하지 않음)과 배출라인(53)이 연결된 제2 공간(도시하지 않음)으로 구획되어 있다.The
그러나 공기유동모듈(50)은 생략될 수 있다.However, the
펌프(60)는 제1 유동라인(51)이 연결된 유입홀(61)과 배출라인(53)이 연결된 배출홀(62)이 형성되어 있으며 펌프(60)의 구동으로 케이스(10) 외부공기가 공기유입부(20)를 통해 유입되어 유동유로(311), 필터(431) 및 연장공간(411)으로 유입된다. 연장공간(411)의 공기는 제1 유동라인(51) 및 제2 유동라인(52)을 따라 유동하여 유입홀(61)로 유입되어 배출홀(62)을 통해 배출라인(53)으로 배출될 수 있다.The
한편, 공기유동모듈(50)이 생략된 경우 펌프(60)의 유입홀(61)은 제1 배출홀(412)과 연결되며 제2 배출홀(413)은 생략될 수 있다.On the other hand, when the
제어부(80)는 미세먼지 측정에 따른 프로그램이 설계된 회로부를 포함하며 레이저 다이오드(33), 검출부(35), 제1 센서(511), 제2 센서(521), 펌프(60) 및 전원부(90)와 전기적으로 연결되어 있고 레이저 다이오드(33), 검출부(35), 제1 센서(511), 제2 센서(521) 로부터 검출 신호를 받고 펌프(60)를 제어한다. 제어부(80)는 검출된 데이터를 출력하고 정보를 입력 받는 포트(도시하지 않음), 온 오프 스위치(도시하지 않음) 등을 더 포함할 수 있다.The
전원부(90)는 건전지로 구성되어 있으며 제어부(80)에 전원을 공급한다. 전원부(90)가 건전지로 구성되어 미세먼지 측정장치(1)는 휴대성이 높아질 수 있다.The
다음은 위에서 설명한 미세먼지 측정장치의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the fine dust measuring apparatus described above will be described.
제어부(80)의 온 오프 스위치 작동 시 펌프(60)는 작동하고, 레이저 다이오드(33)는 유동유로(311)를 향해 레이저를 출력한다. 펌프(60)의 구동으로 미세먼지 측정장치(1)의 외부 공기는 유입구(211)를 통해 유입몸체(21) 내부로 유입되어 제1 필터(24), 수용몸체(23), 제2 필터(24) 및 유입캡(25) 들의 구멍(221)들을 통과할 수 있다. 이때 공기 중에 포함된 총먼지 등은 유입몸체(21) 내에서 걸러질 수 있다.The
유입몸체(21)를 통과한 공기는 유동유로(311)로 유입되어 유동한다. 이때 레이저가 유동유로(311)를 유동하는 공기 중에 포함된 미세먼지에의 산란될 수 있다. 검출부(35)는 산란되어 발생되는 빛의 크기, 개수 등을 통해서 미세먼지의 사이즈, 개수 등을 검출할 수 있다. 이렇게 검출된 데이터는 제어부(80)의 출력 포트를 통해 출력되어 측정자에게 제공될 수 있다. 광 산란 측정부(30)에 의해 실시간으로 미세먼지를 측정할 수 있다.Air passing through the
유동유로(311)의 공기는 필터(431)를 통과하여 연장공간(411)으로 유입된다. 공기가 필터(431)를 통과할 때 1.0㎛이하의 초미세먼지 등이 걸러질 수 있다. 연장공간(411)의 공기는 제1 배출홀(412)을 통해 분기관(42)으로 유입되어 제1 분기부(421)를 통해 제1 유동라인(51)을 유동한다. 또한 연장공간(411)의 공기는 제2 배출홀(413)을 통해 제2 유동라인(52)을 유동하여 제2 센서(521)를 경유하여 제2 분기부(422)를 통해 제1 유동라인(51)을 유동한다. 제1 유동라인(51)의 공기는 제1 센서(511)의 제1 공간을 경유하여 펌프(60)의 유입홀(61)로 유입되어 배출홀(62)을 통해 배출라인(53)으로 배출된다. 배출라인(53)의 공기는 제1 센서(511)의 제2 공간을 경유하여 외부로 배출된다.Air in the
제1 센서(511)와 제2 센서(521)는 공기의 압력, 습도 등을 측정하며 측정된 데이터는 제어부(80)로 제공되어 출력 포트를 통해 측정자에게 제공될 수 있다.The
한편, 미세먼지를 실시간으로 측정한 후 미세먼지량을 정확하게 측정하기 위해 필터(431)를 지지부재(41)와 광 산란 몸체(31) 사이에서 인출할 수 있다. 필터(431)를 인출하기 위해 하우징(11)과 덮개(12)를 분리한다. 그리고 지그를 이용하여 지지부재(41)가 광 산란 몸체(31)로부터 멀어지도록 외력을 가한다. 지그는 하우징(11)의 상면과 광 산란 몸체(31)를 관통하여 지지부재(41)를 가압할 수 있다. 지지부재(41)가 광 산란 몸체(31)로부터 멀어지는 방향으로 밀리어 탄성부재(45)는 압축되고 광 산란 몸체(31)와 지지부재(41) 사이에 유격이 발생할 수 있다. 이에 필터(431)가 결합된 고정부재(432)를 지지부재(41)와 광 산란 몸체(31) 사이에서 인출할 수 있다. 필터(431)를 중량을 측정하여 미세먼지량을 측정할 수 있다.On the other hand, after measuring the fine dust in real time in order to accurately measure the amount of fine dust can be taken out between the
이와 같이, 광 산란 측정부(30)를 통해 실시간으로 미세먼지의 사이즈, 개수 등을 측정하고, 중량 측정부(40)를 이용하여 미세먼지의 중량을 측정하게 되면서 미세먼지를 실시간으로 측정하는 동시에 그 양을 정확하게 측정할 수 있다.As such, by measuring the size and number of the fine dust in real time through the light
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.
1: 미세먼지 측정장치 10: 케이스
11: 하우징 12: 덮개
20: 공기유입부 21: 유입몸체
211: 유입구 212: 배치공간
213: 플랜지 214: 안착턱
22: 제1 필터 221: 구멍
23: 수용몸체 231: 수용공간
232: 구멍 24: 제2 필터
241: 구멍 25: 유입캡
251: 구멍 253: 수용부
26: 실링부재 30: 광 산란 측정부
31: 광 산란 몸체 311: 유동유로
312: 레이저 공간 313: 배치홀
32: 렌즈 33: 레이저 다이오드
34: 반사부 35: 검출부
351: 램프 40: 중량 측정부
41: 지지부재 411: 연장공간
412: 제1 배출홀 413: 제2 배출홀
414: 관통홀 415: 단턱
42: 분기관 421: 제1 분기부
422: 제2 분기부 43: 필터부
431: 필터 432: 고정부재
433: 제1 실링 434: 제2 실링
44: 결합수단 45: 탄성부재
50: 공기유동모듈 51: 제1 유동라인
511: 제1 센서 52: 제2 유동라인
521: 제2 센서 53: 배출라인
60: 펌프 61: 유입홀
62: 배출홀 70: 격벽
80: 제어부 90: 전원부1: fine dust measurement device 10: case
11: housing 12: cover
20: air inlet 21: inlet body
211: Inlet 212: Placement Space
213: flange 214: mounting jaw
22: first filter 221: hole
23: receiving body 231: receiving space
232: hole 24: second filter
241: hole 25: inlet cap
251: hole 253: receiving portion
26: sealing member 30: light scattering measuring unit
31: light scattering body 311: flow path
312: laser space 313: placement hole
32: lens 33: laser diode
34: reflector 35: detector
351: lamp 40: weight measuring unit
41: support member 411: extension space
412: first discharge hole 413: second discharge hole
414: through hole 415: step
42: branch pipe 421: first branch portion
422: second branch portion 43: filter portion
431: filter 432: fixing member
433: first seal 434: second seal
44: coupling means 45: elastic member
50: air flow module 51: the first flow line
511: first sensor 52: second flow line
521: second sensor 53: discharge line
60: pump 61: inlet hole
62: discharge hole 70: partition wall
80: control unit 90: power supply
Claims (8)
상기 광 산란 측정부를 통과한 공기 중에 포함된 미세먼지가 걸리는 중량 측정부,
상기 광 산란 측정부 및 상기 중량 측정부와 전기적으로 연결된 제어부,
공기가 상기 광 산란 측정부와 상기 중량 측정부를 유동하도록 상기 공기를 흡입하는 펌프 및
상기 제어부와 연결된 전원부
를 포함하는 미세먼지 측정장치.Light scattering measuring unit for measuring the fine dust contained in the flowing air,
Gravimetric unit that takes the fine dust contained in the air passing through the light scattering measuring unit,
A controller electrically connected to the light scattering measuring unit and the weight measuring unit;
A pump for sucking the air such that air flows through the light scattering measuring unit and the weight measuring unit;
A power supply unit connected to the control unit
Fine dust measuring apparatus comprising a.
상기 광 산란 측정부는,
유동유로가 형성된 광 산란 몸체,
상기 광 산란 몸체 일측에 배치되어 있고 상기 유동유로로 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드,
상기 광 산란 몸체 타측에 배치되어 상기 레이저 다이오드와 마주하는 반사부 및
상기 레이저 다이오드와 상기 반사부 사이에 위치하고 상기 유동유로에서 산란되는 레이저 빛을 측정하는 검출부
를 포함하며,
상기 레이저 다이오드 및 상기 검출부는 상기 제어부와 전기적으로 연결된
미세먼지 측정장치.In claim 1,
The light scattering measuring unit,
A light scattering body in which a flow path is formed,
A laser diode disposed on one side of the light scattering body and generating a laser to the flow channel;
A reflector disposed on the other side of the light scattering body and facing the laser diode;
A detector positioned between the laser diode and the reflector to measure laser light scattered from the flow channel
Including;
The laser diode and the detector are electrically connected to the controller.
Fine dust measuring device.
상기 중량 측정부는,
상기 유동유로를 연장한 연장공간이 형성된 지지부재,
상기 필터 지지부재와 상기 몸체 사이에 배치된 필터부,
상기 지지부재와 상기 몸체를 연결하는 결합수단 및
상기 결합수단에 배치되어 있고 상기 지지부재를 상기 몸체 방향으로 가압하는 탄성부재
를 포함하며,
상기 펌프의 구동으로 상기 유동유로의 공기는 상기 필터부를 통과하여 상기 연장공간으로 유입되는
미세먼지 측정장치.In claim 2,
The weight measuring unit,
A support member having an extension space extending the flow passage;
A filter unit disposed between the filter support member and the body;
Coupling means for connecting the support member and the body and
An elastic member disposed on the coupling means and urging the support member toward the body;
Including;
Air of the flow channel is driven into the extension space through the filter unit driven by the pump
Fine dust measuring device.
상기 필터부는,
상기 유동유로와 상기 연장공간 사이에 위치하여 상기 미세먼지가 걸릴 수 있는 필터,
상기 필터 가장자리 지지하는 고정부재,
상기 고정부재와 상기 중량 측정부 사이에 배치된 제1 실링 및
상기 고정부재와 상기 광 산란 측정부 사이에 배치된 제2 실링
을 포함하며,
상기 지지부재가 상기 광 산란 측정부에서 멀어지는 방향으로 가압되면 상기 필터부는 상기 광 산란 측정부와 상기 중량 측정부 사이에서 이탈될 수 있는
미세먼지 측정장치. In claim 3,
The filter unit,
A filter which is located between the flow passage and the extension space to catch the fine dust,
Fixing member for supporting the filter edge,
A first seal disposed between the fixing member and the weight measuring unit;
A second seal disposed between the fixing member and the light scattering measuring unit;
Including;
When the support member is pressed in a direction away from the light scattering measuring unit, the filter unit may be separated between the light scattering measuring unit and the weight measuring unit.
Fine dust measuring device.
상기 펌프와 상기 중량 측정부 사이에 배치되어 있는 공기유동모듈을 더 포함하는 미세먼지 측정장치.In claim 1,
Fine dust measuring device further comprises an air flow module disposed between the pump and the weighing unit.
상기 광 산란 측정부의 유동유로와 연결된 공기유입부를 더 포함하는 미세먼지 측정장치.In claim 1,
Fine dust measuring device further comprises an air inlet connected to the flow path of the light scattering measuring unit.
상기 공기유입부는,
유입구가 형성되어 있고 상기 유동유로와 연결된 배치공간이 형성된 유입몸체,
상기 배치공간에 배치된 제1 필터,
상기 배치공간에 배치되어 상기 제1 필터와 접하고 상기 유입구와 연결된 유입공간을 가지며 바닥에 복수의 배기홀이 형성된 수용몸체,
상기 수용몸체와 접하며 중앙에 유입홀이 형성된 제2 필터,
상기 배치공간에 배치되어 상기 제2 필터를 지지하며 복수의 홀이 형성된 유입캡 및
상기 배치공간에 배치되어 상기 제1 필터, 상기 수용몸체, 상기 제2 필터 및 상기 유입캡을 고정하며 상기 광 산란 측정부와 상기 유입캡 사이 기밀을 유지하는 실링부재
를 포함하는
미세먼지 측정장치.In claim 1,
The air inlet,
An inlet body having an inlet formed therein and having an arrangement space connected to the flow passage;
A first filter disposed in the arrangement space;
An accommodating body disposed in the arrangement space and in contact with the first filter and having an inflow space connected to the inlet, and having a plurality of exhaust holes formed at a bottom thereof;
A second filter in contact with the receiving body and having an inlet hole in the center thereof;
An inlet cap disposed in the placement space to support the second filter and having a plurality of holes;
A sealing member disposed in the arrangement space to fix the first filter, the receiving body, the second filter, and the inflow cap and to maintain airtightness between the light scattering measuring unit and the inflow cap;
Containing
Fine dust measuring device.
상기 광 산란 측정부, 상기 중량 측정부, 상기 제어부, 상기 펌프, 상기 공기유입부의 일부분이 위치하는 배치공간을 갖는 케이스를 더 포함하는 미세먼지 측정장치.In claim 7,
And a case having an arrangement space in which the light scattering measuring unit, the weight measuring unit, the control unit, the pump, and the air inlet unit are located.
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