KR20190066139A - 이온 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

이온 검출 장치가 개시된다. 본 발명은, 이오나이저에 의해 생성되는 이온을 검출하는 측정 플레이트, 및 측정 플레이트의 경사 각도 및 경사 방향을 조절하는 구동부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 이오나이저로부터 수직 방향으로 공급되는 이온의 공급 방향이 미세 기류로 인해 변동되더라도, 측정 플레이트의 경사 방향이 그에 대응되도록 조절됨으로써 측정 플레이트는 여전히 수직 방향으로 이온을 공급받을 수 있게 되며, 그에 따라 이온 검출 장치의 평가 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

이온 검출 장치{Ion Detecting Device}
본 발명은 이온 검출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이오나이저로부터 수직 방향으로 공급되는 이온의 공급 방향이 미세 기류로 인해 변동되더라도, 측정 플레이트의 경사 방향이 그에 대응되도록 조절됨으로써 측정 플레이트는 여전히 수직 방향으로 이온을 공급받을 수 있게 됨에 따라 이온 검출 장치의 평가 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 이온 검출 장치에 관한 것이다.
이오나이저(ionizer)의 정기적인 점검 및 성능 평가를 위해 이온 검출 장치(Ion Detecting Device)가 널리 사용되고 있다.
구체적으로, 이온 검출 장치는 이오나이저에 의해 생성되는 이온을 측정 플레이트에 의해 검출하고, 이오나이저의 제전(除電) 성능 및 플러스/마이너스의 이온의 이온 밸런스 성능을 평가한다.
보다 구체적으로, 이온 검출 장치는 소정 전압이 미리 인가된 측정 플레이트의 전위가 이온에 의해 소정값까지 감쇠(減衰)하는 감쇠 시간을 측정하는 기능과, 측정 플레이트의 전위에 기초하여 이온 밸런스를 측정하는 기능을 수행한다.
한편, 이를 위해 측정 플레이트의 상부에 이오나이저를 설치함으로써, 이오나이저로부터 공급되는 이온이 측정 플레이트에 수직 방향으로 공급되도록 함이 바람직하다.
그러나, 이오나이저가 설치된 공간 내부에 형성되는 미세 기류로 인해 이오나이저로부터 공급되는 이온이 측정 플레이트에 수직 방향으로 공급되지 않고 미세 기류의 풍향에 따른 경사 방향으로 공급되는 경우가 빈번하게 발생하며, 이는 이온 검출 장치의 평가 품질을 저하시키는 주요한 원인이 되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 이오나이저로부터 수직 방향으로 공급되는 이온의 공급 방향이 미세 기류로 인해 변동되더라도, 측정 플레이트의 경사 방향이 그에 대응되도록 조절됨으로써 측정 플레이트는 여전히 수직 방향으로 이온을 공급받을 수 있게 됨에 따라 이온 검출 장치의 평가 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 이온 검출 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이온 검출 장치는, 이오나이저에 의해 생성되는 이온을 검출하는 측정 플레이트; 및 상기 측정 플레이트의 경사 각도 및 경사 방향을 조절하는 구동부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 이오나이저가 설치된 공간의 풍향 정보에 기초하여 상기 구동부를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부를 더 포함한다.
또한, 상기 이오나이저가 설치된 공간의 풍향 정보에 기초하여 상기 구동부를 제어하기 위한 제어 신호를 외부로부터 수신하는 통신부를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 이오나이저로부터 수직 방향으로 공급되는 이온의 공급 방향이 미세 기류로 인해 변동되더라도, 측정 플레이트의 경사 방향이 그에 대응되도록 조절됨으로써 측정 플레이트는 여전히 수직 방향으로 이온을 공급받을 수 있게 되며, 그에 따라 이온 검출 장치의 평가 품질을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치 관리 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치 관리 방법을 실행하는 관리 서버의 구조를 나타내는 기능 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치의 구조를 나타내는 기능 블록도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치 관리 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도,
도 5는 도 1에서의 풍향 측정 장치의 세부 설치 구조를 나타내는 도면,
도 6은 도 1에서의 풍향 측정 장치의 내부 구성 및 풍향 감지 원리를 설명하는 도면, 및
도 7은 도 1에서의 풍향 측정 장치의 내부 구성도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치 관리 시스템의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치 관리 시스템은 풍향 측정 장치(100), 이온 검출 장치(300), 및 관리 서버(200)를 포함한다.
이온 검출 장치(300)는 이온 검출 장치(300)의 상부에 설치되어 있는 이오나이저로부터 공급되는 이온을 검출하는 측정 플레이트(320)를 구비하고 있으며, 이오나이저의 제전(除電) 성능 및 플러스/마이너스의 이온의 이온 밸런스 성능을 평가하는 기능을 수행한다.
한편, 도 1에서와 같은 사각형 측정 플레이트(320)의 4개의 꼭지점 부근에서 측정 플레이트(320)의 하부면을 각각 독립적으로 지지하고 있는 4개의 구동부(350)는 각각 독립적으로 구동함으로써 4개의 꼭지점 부근에의 측정 플레이트(320)의 지지 높이(이온 검출 장치(300)의 본체로부터 측정 플레이트(320)까지의 수직 방향으로의 이격 거리)를 조절하는 기능을 수행한다.
구체적으로, 4개의 구동부(350)는 이온 검출 장치(300)의 본체의 상부면으로부터의 돌출 길이의 조절이 가능하도록 설치된 나사 형태의 스크류 바(screw bar)로 구현될 수 있을 것이며, 4개의 구동부(350)에 개별 설치된 구동 모터의 회전 정도에 따라 각각의 구동부(350)의 이온 검출 장치(300)의 본체의 상부면으로부터의 돌출 길이가 조절된다.
이와 같이, 본 발명에서는 측정 플레이트(320)의 하부면을 각각 독립적으로 지지하고 있는 4개의 구동부(350)의 돌출 길이가 독립적으로 조절되는 결과, 측정 플레이트(320)의 경사 각도 및 경사 방향을 조절할 수 있게 된다.
한편, 풍향 측정 장치(100)는 이온 검출 장치(300)의 상부에 설치되되, 이오나이저에 인접하여 설치됨으로써, 이온 검출 장치(300)와 이오나이저 사이의 공간에서의 풍향(실내 기류의 방향) 및 풍속을 측정하는 기능을 수행하며, 이와 같은 풍향 측정 장치(100)의 풍향 및 풍속 측정의 원리는 후술하기로 한다.
관리 서버(200)는 풍향 측정 장치(100)로부터 수신된 풍향 정보 및 풍속 정보에 기초하여 이온 검출 장치(300)의 구동부(350)를 제어하기 위한 제어 명령을 생성한다.
구체적으로, 이온 검출 장치(300)에 구비된 4개의 구동부(350)는 측정 플레이트(320)의 중심점을 기준으로 각각 동,서,남,북 방향에 설치되어 있으며, 본 발명을 실시함에 있어서, 관리 서버(200)는 하기 표 1에서와 같이 풍향 측정 장치(100)로부터 실시간으로 수신되는 풍향 정보에 기초하여 각각의 구동부(350)에 대한 제어 명령을 생성할 수 있을 것이다.
풍향정보 구동부(E) 구동부(W) 구동부(S) 구동부(N)
동쪽(E) ON OFF OFF OFF
서쪽(W) OFF ON OFF OFF
남쪽(S) OFF OFF ON OFF
북쪽(N) OFF OFF OFF ON
구체적으로, 관리 서버(200)는 풍향 정보가 동쪽(E)인 경우에는 동쪽에 설치된 구동부(E)가 상향 이동되도록 해당 구동부(350:E)에 구비된 구동 모터의 동작(ON)을 명령하고, 풍향 정보가 서쪽(W)인 경우에는 서쪽에 설치된 구동부(350:W)가 상향 이동되도록 해당 구동부(350:W)에 구비된 구동 모터의 동작(ON)을 명령하며, 풍향 정보가 남쪽(S)인 경우에는 남쪽에 설치된 구동부(350:S)가 상향 이동되도록 해당 구동부(350:S)에 구비된 구동 모터의 동작(ON)을 명령하고, 풍향 정보가 북쪽(N)인 경우에는 북쪽에 설치된 구동부(350:N)가 상향 이동되도록 해당 구동부(350:N)에 구비된 구동 모터의 동작(ON)을 명령한다.
그 결과, 측정 플레이트(320)와 수직 방향으로 공급되어야 하는 이온의 공급 방향이 이오나이저가 설치된 공간 내부에 형성되는 미세 기류로 인해 변동되더라도, 측정 플레이트(320)의 경사 방향이 그에 대응되도록 조절됨으로써 미세 기류로 인한 영향에도 불구하고 이온은 측정 플레이트(320)에 수직 방향으로 상시 공급될 수 있게 된다.
아울러, 본 발명을 실시함에 있어서는, 관리 서버(200)는 상기 표 1에서와 같이 풍향 정보에 따라 대응되는 구동부(350)에 대한 제어 명령을 생성하되, 풍향 측정 장치(100)에 의해 측정된 풍속 정보를 반영하여 제어 명령을 생성함이 바람직할 것이다.
구체적으로, 관리 서버(200)는 상기 표 1에서와 구동부(350)에 대한 제어 명령을 생성하되, 상향 이동되도록 제어하는 구동부(350)의 이동 거리(즉, 구동 모터의 회전수)를 풍속에 비례하여 증가되도록 제어 명령을 생성함이 바람직할 것이다.
이러한 경우에 풍속이 증가됨에 따라 이온의 공급 방향에 있어서, 수평 방향으로의 기울어짐 정도가 증가되더라도, 측정 플레이트(320)의 경사 각도 또한 비례적으로 증가됨으로써 이온의 공급 방향은 측정 플레이트(320)와의 수직 방향을 최대한 유지할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치 관리 방법을 실행하는 관리 서버(200)의 구조를 나타내는 기능 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버(200)는 수신부(210), 저장부(230), 판단부(250), 및 송신부(270)를 포함한다.
먼저, 관리 서버(200)의 수신부(210)는 풍향 측정 장치(100)로부터 이온 검출 장치(300)의 상부에서의 풍향 정보 및 풍속 정보를 수신하며, 이와 같이 수신된 풍향 정보 및 풍속 정보는 저장부(230)에 저장된다.
한편, 관리 서버(200)의 판단부(250)는 풍향 측정 장치(100)로부터 수신된 풍향 정보 및 풍속 정보에 기초하여 이온 검출 장치(300)에 구비된 구동부(350)에 대한 제어 명령을 전술한 방법에 따라 생성하며, 관리 서버(200)의 송신부(270)는 판단부(250)에 의해 생성된 상기 제어 명령을 이온 검출 장치(300)로 송신한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치(300)의 구조를 나타내는 기능 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치(300)는 통신부(310), 제어부(330), 구동부(350), 및 표시부(370)를 포함한다.
이온 검출 장치(300)의 통신부(310)는 관리 서버(200)로부터 구동부(350)에 대한 제어 명령을 수신하며, 제어부(330)는 관리 서버(200)로부터 수신된 제어 명령에 기초하여 해당 구동부(350)에 대한 제어 신호를 생성한다.
이온 검출 장치(300)에 구비된 복수의 구동부(350)는 제어부(330)로부터의 제어 신호에 기초하여 개별 동작함으로써 측정 플레이트(320)의 경사 각도 및 경사 방향을 조절하는 기능을 수행한다.
한편, 본 발명을 실시함에 있어서, 이온 검출 장치(300)의 통신부(310)는 풍향 측정 장치(100)로부터 풍향 정보 및 풍속 정보를 직접 수신할 수도 있을 것이며, 이러한 경우에 이온 검출 장치(300)의 제어부(330)는 풍향 측정 장치(100)로부터 수신된 풍향 정보 및 풍속 정보에 기초하여 구동부(350)에 대한 제어 명령을 직접 생성할 수도 있을 것이다.
즉, 본 발명을 실시함에 있어서 이온 검출 장치(300)는 관리 서버(200)로부터 제어 명령을 수신하지 않고도, 상술한 바와 같은 관리 서버(200)가 제어 명령을 생성하는 방법과 동일한 방법으로 제어 명령을 생성함으로써, 구동부(350)에 대한 제어를 직접 수행할 수도 있을 것이다.
아울러, 이온 검출 장치(300)에 구비된 디스플레이 장치인 표시부(370)에는 풍향 측정 장치(100)로부터 수신된 풍향 정보 및 풍속 정보가 표시될 수 있을 것이며, 구동부(350)의 구동에 따른 측정 플레이트(320)의 경사 각도 및 경사 방향을 포함하는 측정 플레이트(320)의 설치 정보가 표시될 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치(300) 관리 방법의 실행 과정을 설명하는 절차 흐름도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온 검출 장치(300) 관리 방법의 실행 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 관리 서버(200)의 수신부(210)는 풍향 측정 장치(100)로부터 풍향 정보 및 풍속 정보를 실시간으로 수신하며, 수신된 풍향 정보 및 풍속 정보는 저장부(230)에 저장된다(S410).
관리 서버(200)의 판단부(250)는 풍향 측정 장치(100)로부터 수신된 풍향 정보 및 풍속 정보에 기초하여 이온 검출 장치(300)에 구비된 구동부(350)에 대한 제어 명령을 전술한 바와 같이 생성하며, 관리 서버(200)의 송신부(270)는 해당 제어 명령을 이온 검출 장치(300)로 송신한다.
이에 이온 검출 장치(300)의 통신부(310)는 관리 서버(200)로부터 구동부(350)에 대한 제어 명령을 수신하며, 이온 검출 장치(300)의 제어부(330)는 관리 서버(200)로부터 수신된 제어 명령에 기초하여 구동부(350)에 대한 제어 신호를 생성한다(S430).
이와 같이 이온 검출 장치(300)의 제어부(330)는 복수의 구동부(350)에 대한 개별 제어를 실행함으로써(S450), 측정 플레이트(320)의 경사 각도 및 경사 방향을 현재의 풍향 및 풍속에 따라 실시간으로 조절할 수 있게 된다(S470).
한편, 상기와 같은 구동부(350)에 대한 개별 제어를 통해 조절된 측정 플레이트(320)의 경사 각도 및 경사 방향을 포함하는 측정 플레이트(320)의 설치 정보는 이온 검출 장치(300)의 표시부(370)를 통해 사용자에게 출력된다(S490).
도 5는 도 1에서의 풍향 측정 장치(100)의 세부 설치 구조를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에서의 풍향 측정 장치(100)는 천장에 설치되어 있으며, 풍향 측정 장치(100)는 풍향 측정 장치(100)의 중심부에서 아래쪽으로 풍향에 따라 이동되는 자기체(110)를 구비하고 있다.
본 발명을 실시함에 있어서, 자기체(110)는 영구 자석인 네오디움(자기장의 세기는 3φ, 두께는 2mm)을 사용하는 것이 바람직할 것이다. 한편, 자기체(110)는 자성이 없는 재료로 이루어진 연결 로드(120)를 통해 풍향 측정 장치(100)와 연결되어 있다.
즉, 연결 로드(120)와 결합된 자기체(110)는 실내에서의 풍향에 따라 이동을 하게 되며, 풍향 측정 장치(100) 내부에 구비된 복수개의 자기 센서가 자기체(110)가 이동된 위치에서의 자장의 세기를 측정하고, 측정된 자장의 세기를 통해 자기체(110)의 위치 정보를 산출함으로서 풍향 및 풍속을 감지하게 된다.
도 6은 도 1에서의 풍향 측정 장치(100)의 내부 구성 및 풍향 감지 원리를 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에서의 풍향 측정 장치(100)는 4개의 자기 센서(131,132,133,134)를 구비한다.
4개의 자기 센서(131,132,133,134)는 자기체(110)가 이동된 위치에서의 자장의 세기를 각각 측정하여 마이콤부(미도시)에 전송하며, 마이콤부는 4개의 자기 센서(131,132,133,134)로부터의 자장의 세기에 기초하여, 자기장의 세기는 거리의 제곱에 반비례한다는 사실을 이용함으로써 각각의 자기 센서(131,132,133,134)로부터 자기체(110)까지의 거리(R1,R2,R3,R4)를 측정한다.
구체적으로, 자기체(110)로부터 가장 먼 거리에 있는 자기 센서인 센서1(131)을 제외한 나머지 세개의 자기 센서(132,133,134)의 좌표인 (-1,0,0),(1,0,0),(0,-1,0)과 자기체(110)에 결합된 연결 로드(120)가 고정되어 있는 원점(0,0,0)을 각각 4개의 구의 중심점이라고 하고, 각각의 구의 중심점에서 자기체(110)까지의 거리인 R4, R2, R3, L을 구의 반지름이라고 하면, 다음의 수학식에서와 같이 4개의 구의 방정식이 산출되고, 구의 방정식을 통해 구한 방정식의 해인 좌표값 (X, Y, Z)이 현재의 자기체(110)의 위치값이 된다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
즉, 수학식 1은 센서4(134)의 좌표인 (-1,0,0)을 중심점으로 하고 센서4(134)에서 자기체(110)까지의 거리인 R4를 반지름으로 하는 구의 방정식이고, 수학식 2는 센서2(132)의 좌표인 (1,0,0)을 중심점으로 하고 센서2(132)에서 자기체(110)까지의 거리인 R2를 반지름으로 하는 구의 방정식이며, 수학식 3은 센서3(133)의 좌표인 (0,-1,0)을 중심점으로 하고 센서3(133)에서 자기체(110)까지의 거리인 R3를 반지름으로 하는 구의 방정식이고, 수학식 4는 자기체(110)에 결합된 연결 로드(120)가 고정되어 있는 원점인 (0,0,0)을 중심점으로 하고 원점에서부터 자기체(110)까지의 거리인 연결 로드(120)의 길이 L을 반지름으로 하는 구의 방정식이다.
즉, 마이콤부가 수학식 1 내지 수학식 4를 연립하여 계산한 방정식의 해인 좌표값 (X, Y, Z)이 현재의 자기체(110)의 위치가 된다. 여기서, 마이콤부에 의해 산출된 좌표값 중에서 X,Y값은 풍향 정보를 나타내며, Z값은 풍속의 세기 정보를 나타낸다.
이와 같이 마이콤부에 의해 산출된 풍향 정보 및 풍속 정보는 풍향 측정 장치(100)에 구비된 무선 통신 모듈을 통해 관리 서버(200) 및 이온 검출 장치(300)로 실시간으로 송신된다.
도 7은 도 1에서의 풍향 측정 장치(100)의 내부 구성도이다. 도 7을 참조하면, 풍향 측정 장치(100)에서 자기 센서(131,132,133,134)는 자기체(110)가 고정된 원점을 중심으로 동심원을 이루고 있으며, 복수개의 전구(170)가 자기 센서(131,132,133,134)의 바깥쪽에서 동심원을 이루고 있다. 한편, 마이콤부(미도시)는 산출된 자기체(110)의 위치로부터 가장 가까운 거리에 있는 전구(170)를 점등함으로써, 풍향 정보를 표시할 수도 있을 것이다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 풍향 측정 장치, 200: 관리 서버,
300: 이온 검출 장치, 320: 측정 플레이트,
350: 구동부, 370: 표시부.

Claims (3)

  1. 이오나이저에 의해 생성되는 이온을 검출하는 측정 플레이트(320); 및
    상기 측정 플레이트(320)의 경사 각도 및 경사 방향을 조절하는 구동부(350)
    를 포함하는 이온 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이오나이저가 설치된 공간의 풍향 정보에 기초하여 상기 구동부(350)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어부(330)를 더 포함하는 이온 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이오나이저가 설치된 공간의 풍향 정보에 기초하여 상기 구동부(350)를 제어하기 위한 제어 신호를 외부로부터 수신하는 통신부(310)를 더 포함하는 이온 검출 장치.
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