KR20190067516A - Dust sensor and filter having it - Google Patents

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KR20190067516A
KR20190067516A KR1020170167535A KR20170167535A KR20190067516A KR 20190067516 A KR20190067516 A KR 20190067516A KR 1020170167535 A KR1020170167535 A KR 1020170167535A KR 20170167535 A KR20170167535 A KR 20170167535A KR 20190067516 A KR20190067516 A KR 20190067516A
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Abstract

The present invention relates to a dust sensor and a filter comprising the same. More particularly, the present invention relates to a dust sensing sensor for the filter and the filter equipped with the dust sensor. The filter equipped with the dust sensor according to the present invention comprises the filter having grooves on a surface thereof and the dust sensor inserted into a groove of the filter, wherein the dust sensor has a light-transmitting portion in which dust is accumulated, comprises a housing inserted into the groove of the filter, a light emitting element for irradiating light to the light-transmitting portion, and a light receiving element for receving reflected light incident through the light-transmitting portion that is reflected by dust laminated on the light-transmitting portion, and measures amount of dust laminated to the filter by using amount of reflected light.

Description

먼지 감지 센서 및 이를 부착한 필터{DUST SENSOR AND FILTER HAVING IT} DUST SENSOR AND FILTER HAVING IT}

본 발명은 먼지 센서 및 이를 포함하는 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 필터용 먼지 감지 센서와 이러한 먼지 센서가 장착된 필터에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dust sensor and a filter including the same, and more particularly, to a dust sensor for a filter and a filter equipped with such a dust sensor.

종래 먼지센서들의 구조는 보통 수광소자로 Photo Diode, Photo transistor, 발광소자에는 LED 혹은 Laser Diode의 조합으로 이루어져 있다. 보통 수광소자는 발광소자로부터 발생된 평행광이 미세먼지에 맞고 반사되는 산란광을 수광하여 대기 중의 먼지의 농도를 측정한다. Conventionally, the structure of a dust sensor is usually composed of a photodiode as a light receiving element, a phototransistor as a light receiving element, and an LED or a laser diode as a light emitting element. Usually, the light receiving element receives the scattered light reflected by the parallel light generated from the light emitting element and measures the concentration of dust in the air.

예를 들어, 대한민국 실용신안 등록 제0372496호에서는 수광센서 및 발광센서, 먼지에 의해 산란된 빛을 집광하는 렌즈 및 가시광필터로 구성된 광학부, 수광부의 아나로그 출력신호를 증폭하는 증폭부, 증폭전 수광부 광센서 에미터 신호, 에미터신호 및 증폭신호를 입력받아 센서의 감도를 보정하고 출력하고, 센서의 감도분산을 보정하기위한 감도보정 입력회로부 및 신호를 알고리즘 처리하는 마이컴으로 구성된 광학식 먼지센서를 제공한다. For example, Korean Utility Model Registration No. 0372496 discloses a light receiving sensor and a light emitting sensor, an optical part composed of a lens for collecting light scattered by dust and a visible light filter, an amplifying part for amplifying an analog output signal of the light receiving part, Photodetector Photodetector Photodetector An optical dust sensor composed of an emitter signal, an emitter signal and an amplified signal to correct and output the sensitivity of the sensor, a sensitivity correction input circuit for correcting the sensitivity dispersion of the sensor, and a microcomputer for processing the signal. to provide.

대한민국 특허 공개 제10-2015-0113575호에서는 마이컴이 기준신호의 발생 기능을 수행하는 기준신호 발생부를 포함함으로써 먼지센서 감도의 자가 진단 및 보상이 가능하도록 하는 광학식 먼지 센서를 제공한다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0113575 provides an optical dust sensor capable of self-diagnosis and compensation of dust sensor sensitivity by including a reference signal generator for performing a function of generating a reference signal.

대한민국 특허 출원 10-2016-0068998호에서는 수광소자에서 하나의 칩에 광전류를 발생시키는 포토다이오드와 상기 광전류를 1000배 이상 증폭시켜 2586K 광원 5 Lux 에서 20~50mA 범위의 전류를 출력하는 원칩형 수광소자이며, 먼지 농도 측정을 위한 재증폭이 필요하지 않는 것을 특징으로 하는 소형화된 먼지 센서를 개시한다. Korean Patent Application No. 10-2016-0068998 discloses a photodiode for generating a photocurrent on one chip in a light receiving element and a one-chip type light receiving element for amplifying the photocurrent by 1000 times or more and outputting a current in a range of 20 to 50 mA at a luminance of 2586K , And does not require re-amplification for measuring the dust concentration.

하지만, 이러한 먼지 센서는 대기중 먼지 센서를 측정할 수 있으며, 필터의 표면에 형성된 먼지의 양을 측정하기 어렵다는 문제가 있다. However, such a dust sensor can measure an atmospheric dust sensor, and it is difficult to measure the amount of dust formed on the surface of the filter.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 필터의 표면에 축적된 먼지의 양을 측정하는 수 있는 먼지센서를 포함하는 먼지 필터를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a dust filter including a dust sensor capable of measuring the amount of dust accumulated on a surface of a filter.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 필터의 표면에 축적된 먼지의 양을 측정 할 수 있는 필터용 먼지 센서를 제공하는 것이다. A problem to be solved by the present invention is to provide a filter dust sensor capable of measuring the amount of dust accumulated on the surface of a filter.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 먼지필터는 According to an aspect of the present invention, there is provided a dust filter comprising:

표면에 홈이 형성된 필터; 및A filter having grooves on its surface; And

상기 필터의 홈에 삽입된 먼지 센서;를 포함하고, And a dust sensor inserted in the groove of the filter,

여기서, 먼지 센서는 Here, the dust sensor

먼지가 쌓이는 투광부를 가지며, 필터의 홈에 삽입되는 하우징와, A housing having a light transmitting portion on which dust is accumulated and inserted into a groove of the filter,

상기 투광부에 광을 조사하는 발광 소자와, A light emitting element for emitting light to the transparent portion,

투광부에 적층된 먼지에 반사되어 투광부를 통해서 입사되는 반사광을 수광하는 수광소자를 포함하고, 반사되는 광량을 이용하여 필터에 적층된 먼지량을 측정하는 것을 특징으로 한다. And a light receiving element which is reflected by the dust deposited on the transparent portion and receives the reflected light incident through the transparent portion, and measures the amount of dust deposited on the filter by using the amount of reflected light.

이론적으로 한정된 것은 아니지만, 먼지 센서가 필터의 표면에 위치하므로, 먼지센서에서 투광부를 통해서 반사되는 광량은 필터에 적층되는 먼지량에 비례하게 되고, 반사되는 광량이 소정 기준에 도달할 경우, 필터의 청소 및/또는 교환시기를 알 수 있게 된다. Although not theoretically limited, since the dust sensor is located on the surface of the filter, the amount of light reflected from the dust sensor through the light transmitting portion becomes proportional to the amount of dust deposited on the filter, and when the amount of reflected light reaches a predetermined standard, And / or the exchange time.

본 발명에 있어서, 상기 필터는 주름진 표면을 가지는 먼지 필터일 수 있다. 예를 들어, 단면이 나사산 형태의 요철 구조를 가지도록 주름진 먼지 필터일 수 있다. In the present invention, the filter may be a dust filter having a corrugated surface. For example, it may be a corrugated dust filter having a cross-section of a thread-like concavo-convex structure.

본 발명에 있어서, 상기 먼지 센서의 하우징은 외면은 경사진 필터 홈에 밀착될수 있도록, 아래로 갈수록 좁아지는 대향하는 한쌍의 경사진 측면을 가질 수 있다. In the present invention, the outer surface of the housing of the dust sensor may have a pair of opposing inclined side surfaces that are narrowed downward so as to be in close contact with the inclined filter grooves.

본 발명에 있어서, 상기 먼지 센서는 발광된 광을 투광부 표면의 먼지에 집광시킬 수 있도록 발광 소자와 투광부 사이의 광경로에 발광용 집광렌즈를 가질 수 있다. In the present invention, the dust sensor may have a condenser lens for light emission in an optical path between the light emitting device and the light projecting part so as to condense the emitted light onto the dust on the surface of the transparent part.

본 발명에 있어서, 상기 먼지 센서는 먼지에 반사된 후 투광부를 통해서, 하우징 내부로 입사된 광을 수광 소자로 집광시킬 수 있도록, 투광부와 수광 소자 사이의 광경로에 수광용 집광렌즈를 가질 수 있다.In the present invention, the dust sensor may have a light-collecting lens for receiving light in an optical path between the light-transmitting unit and the light-receiving unit so that light incident on the housing through the light- have.

일 측면에 있어서, 본 발명은 In one aspect,

먼지가 적층되는 투광부를 가지는 하우징과, A housing having a light transmitting portion in which dust is deposited,

상기 하우징의 내부에서 실장되고, 투광부의 하부에서 투광부에 적층된 먼지로 광을 조사하는 발광 소자와, 및 A light emitting element which is mounted inside the housing and irradiates light to the dust deposited on the transparent portion at the lower portion of the transparent portion,

상기 하우징의 내부에 실장되고, 상기 투광부에 적층된 먼지에 반사되어 입사된 광을 수광하고, 하우징 내부에 실장된 수광 소자를 포함하고, And a light receiving element mounted inside the housing and receiving light reflected by the dust deposited on the transparent portion and receiving the light,

여기서, 상기 수광 소자에 입사된 광량을 이용하여 투광창에 적층된 먼지량을 측정하는 것을 특징으로 하는 먼지센서를 제공한다. Here, the amount of dust deposited on the light transmitting window is measured using the amount of light incident on the light receiving element.

본 발명에 있어서, 상기 하우징은 먼지 필터의 홈에 삽입될 수 있는 외형을 가진다. In the present invention, the housing has an outer shape that can be inserted into the groove of the dust filter.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 먼지 센서의 하우징은 투광부가 형성되는 상부면과, 발광 소자와 수광 소자가 실장되는 하부면과, V자 형태의 단면을 가지는 청소기 필터 표면에 삽입되고 고정될 수 있도록, 상부면에서 하부면으로 갈수록 폭이 좁아드는 대향하는 경사진 한 쌍의 측면과, 실질적으로 폭이 일정한 수직하는 한쌍의 측면으로 이루어질 수 있으며, 내부는 렌즈를 삽착할 수 있도록 소정 형태의 공간을 가진다. In the embodiment of the present invention, the housing of the dust sensor may include an upper surface on which the light transmitting portion is formed, a lower surface on which the light emitting element and the light receiving element are mounted, and a vacuum cleaner filter having a V- A pair of opposed sloped side surfaces that are narrower in width from the upper surface to the lower surface and a pair of vertical side surfaces that are substantially constant in width and the inside has a predetermined shape space for inserting the lens I have.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 먼지 센서의 하우징은 투광부가 형성되는 상부면과 발광 소자와 수광 소자가 실장되는 하부면에 개구가 형성되며, 내부 공간을 통해서 상하로 연통되며, 상부 개구에는 투광성 덮개가 삽착되어 밀폐되며, 하부 개구에는 발광 소자와 수광 소자가 실장된 인쇄회로기판이 삽착되어 밀폐된다.In the embodiment of the present invention, the housing of the dust sensor is formed with an opening in an upper surface on which a light transmitting portion is formed, a lower surface on which a light emitting element and a light receiving element are mounted, and is vertically communicated through an inner space, And a printed circuit board on which a light emitting element and a light receiving element are mounted is inserted and sealed in a lower opening.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 내부 공간은 중간 높이, 예를 들어, 전체 높이의 30~70%에 렌즈가 위치하여, 상부 격실과 하부 격실로 구분되며, 하부 격실에는 바닥에서부터 렌즈가 위치하는 높이까지 수직하는 격벽이 있어서, 2개의 격실을 이루며, 격벽의 하단은 인쇄회로기판의 표면에 밀착되며, 각각의 격실에 인쇄회로기판에 실장된 발광 소자과 수광 소자가 각각 배치되며, 상호간의 광 간섭을 방지하게 된다.In a preferred embodiment of the present invention, the inner space is located at an intermediate height, for example, 30 to 70% of the total height, with the lens being divided into an upper compartment and a lower compartment, And the lower ends of the barrier ribs are in close contact with the surface of the printed circuit board and the light emitting elements and the light receiving elements mounted on the printed circuit board are disposed in the respective compartments, .

본 발명에 있어서, 상기 렌즈는 직사각형 형태의 판재에 발광 렌즈와 수광렌즈가 형성된 판재형 렌즈 부재일 수 있다. 상기 판재형 렌즈 부재는 판재 일측에 발광 소자용 발광 렌즈가 형성되고, 중간에 수광 소자용 수광 렌즈가 형성되며, 타측에는 판재형 지지부가 형성된다. 상기 판재형 렌즈부재는 상기 발광 렌즈는 제1 격벽의 상부에 위치하며, 발광 렌즈와 수광 렌즈는 제2 격벽의 상부에 위치하며, 발광 렌즈와 수광 렌즈 사이가 격실의 상부에 지지되고, 판재형 지지부가 상부 격실과 하부 격실 사이의 단턱에 지지된다. 바람직하게는 판재형 지지부에 홀이 형성되어, 단턱에 나사 고정될 수 있다.In the present invention, the lens may be a plate-shaped lens member having a light-emitting lens and a light-receiving lens formed on a rectangular plate. The plate-shaped lens member has a luminous lens for a light-emitting element formed on one side of the plate, a light-receiving lens for a light-receiving element in the middle, and a plate-like support on the other side. The light emitting lens and the light receiving lens are located on the upper part of the second partition, the space between the light emitting lens and the light receiving lens is supported on the upper part of the compartment, A support is supported on the step between the upper compartment and the lower compartment. Preferably, a hole is formed in the plate-like support portion and can be screwed to the step.

본 발명에 있어서, 상기 먼지센서의 투광판에는 적층되는 먼지는 광의 난반사를 야기하여 수광 센서에 도달하는 광량을 저하시키게 되므로, 수광 소자에 집광되는 광량을 증가시킬 수 있도록, 집광된 광을 다시 집광하는 다단 집광이 바람직하다. In the present invention, the dust deposited on the transparent plate of the dust sensor causes irregular reflection of light to lower the amount of light reaching the light receiving sensor, so that the condensed light is condensed again so as to increase the amount of light condensed on the light receiving element Multistage condensation is preferred.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 다단 집광을 위해서 광 경로에 2개의 수광 렌즈를 배치할 수 있으며, 바람직하게는 센서의 좁은 영역에서 2개의 수광 렌즈를 배치할 수 있도록 판재형 렌즈부재의 상면과 하면에 제1 수광 렌즈와 제2 수광 렌즈를 각각 형성하는 것이 좋다. In the practice of the present invention, two light receiving lenses can be disposed in the optical path for the multi-stage condensing, and preferably two light receiving lenses can be disposed in a narrow area of the sensor. The first light receiving lens and the second light receiving lens may be respectively formed.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 수광 렌즈는 집광성을 높일 수 있도록, 상면과 하면에 형성된 제1 수광 렌즈와 제2 수광 렌즈 중심축이 판재에 경사지 형성될 수 있다. 보다 바람직하게는, 상기 제1 수광렌즈와 제2 수광렌즈는 구면의 볼록 렌즈이다.In a preferred embodiment of the present invention, the first light receiving lens and the second light receiving lens center axis formed on the upper surface and the lower surface of the light receiving lens may be inclined on the plate so as to increase the light condensing property. More preferably, the first light receiving lens and the second light receiving lens are spherical convex lenses.

본 발명에 의해서, 필터의 표면에 장착되어 먼지에 직접 접촉하여, 먼지량을 측정하는 새로운 타입의 먼지 센서가 제공되었다. 이를 통해서, 필터의 교체 시기, 오염도 등을 알려줄 수 있다.According to the present invention, there is provided a new type of dust sensor mounted on the surface of a filter to directly contact dust and measure the amount of dust. Through this, it is possible to inform the replacement timing of the filter, the degree of contamination, and the like.

또한, 본 발명에 의해서, 먼지 센서가 장착되어 필터에 누적된 먼지량을 전자적으로 확인할 수 있는 새로운 필터가 제공되었다. Further, according to the present invention, there is provided a new filter which is equipped with a dust sensor and can electronically confirm the accumulated amount of dust in the filter.

도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 먼지센서가 필터에 장착된 상태를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명에 일 실시에 따른 먼지 센서의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에 따른 먼지 센서의 단면을 도시한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에 따른 먼지 센서에 설치되는 렌즈의 도면들이며 (a)단면도, (b)평면도, (c)저면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시에 따른 먼지 센서에서, 먼지량에 따라서 수광량이 변화하는 것을 보여주는 시뮬레이션 결과이다.
1 is a view for explaining a state where a dust sensor according to an embodiment of the present invention is mounted on a filter.
2 is an exploded perspective view of a dust sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a side cross-sectional view showing a cross section of a dust sensor according to one embodiment of the present invention.
4 is a view of a lens installed in a dust sensor according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a sectional view, FIG. 4B is a plan view, and FIG.
5 is a simulation result showing that the amount of received light changes according to the amount of dust in the dust sensor according to one embodiment of the present invention.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 먼지 센서(100)는 주름진 표면을 가지는 필터(10)의 필터홈(11)에 삽입된 상태로 고정된다.As shown in FIG. 1, the dust sensor 100 according to the present invention is fixedly inserted into the filter groove 11 of the filter 10 having a corrugated surface.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 먼지센서(100)는 필터(10)의 필터홈(11)에 삽입되는 하우징(110)을 가진다. 2 to 4, the dust sensor 100 according to the present invention has a housing 110 to be inserted into the filter groove 11 of the filter 10.

상기 하우징(110)은 불투광성 부재, 예를 들어, 검은색 플라스틱 수지 또는 에폭시 수지로 이루어지며, 전체적으로 상면(111)과 하면(112)이 평행하고, 대향하는 한 쌍의 측면은 V자 형태의 단면을 가지는 필터 홈(11)에 밀착될 수 있도록, 상부면에서 하부면으로 갈수록 폭이 좁아지는 경사 측면(113)을 이루며, 대향하는 다른 한 쌍의 측면은 실질적으로 상부 폭과 하부 폭이 일정하게 형성된 수직 측면(114)를 이루어, 전체적으로 역 사다리꼴 형상의 외형을 가진다. The housing 110 is made of an opaque member such as a black plastic resin or an epoxy resin and has a top surface 111 and a bottom surface 112 as a whole and a pair of opposed side surfaces as a V- (113) having a narrower width from the upper surface to the lower surface so as to be in close contact with the filter groove (11) having a cross section, and the other pair of opposite surfaces are formed to have a substantially constant width And has an inverted trapezoidal outline as a whole.

상기 경사 측면(113)의 중간에는 먼지 센서(100)가 과다하게 필터 홈(11)에 삽입되는 것을 방지할 수 있도록, 양측으로 돌출된 스토퍼(115)를 가진다. 또한, 상기 수직 측면(114)의 하단에는 먼지 센서를 외부에 연결할 수 있도록 커넥터용 개구(118)이 형성된다. The stopper 115 protrudes from both sides of the inclined side surface 113 to prevent the dust sensor 100 from being inserted into the filter groove 11 excessively. In addition, a connector opening 118 is formed at the lower end of the vertical side surface 114 so as to connect the dust sensor to the outside.

상기 하우징(110)의 내부에는 상면(111)의 상부 개구(116)에서 하면(112)의 하부 개구(117)로 이어지는 공간(120)이 형성된다. 상기 내부 공간(120)은 렌즈 상부에 형성되는 상부 격실(121)과 렌즈 하부에 형성되는 하부 격실(122)로 구분되고, 상기 하부 격실은 하면에서부터 렌즈까지 수직하게 연장되는 수직 격벽(123)에 의해서 제1 격실(122')과 제2 격실(122")으로 구분된다. 외관상 아래로 갈수록 폭이 좁아지므로, 하부 격실(122)의 폭은 상부 격실(121)의 폭보다 좁게 되며, 양측에 단턱(124)이 형성된다.A space 120 is formed in the housing 110 to extend from the upper opening 116 of the upper surface 111 to the lower opening 117 of the lower surface 112. The inner space 120 is divided into an upper compartment 121 formed at an upper portion of the lens and a lower compartment 122 formed at a lower portion of the lens. The lower compartment includes a vertical partition 123 extending vertically from a lower surface to a lens The width of the lower compartment 122 is narrower than the width of the upper compartment 121 and the width of the lower compartment 122 is narrower than the width of the upper compartment 121. As a result, A step 124 is formed.

상부 개구(116)에는 투광판(130)이 삽착되어 밀폐되며, 하부 개구(117)에는 인쇄회로기판(140)이 삽착되어 밀폐된다. 인쇄회로기판(140)의 상면은 수직 격벽(123)의 하단에 밀착되고, 제1 격실(122')의 하면을 이루는 인쇄회로기판(140)의 표면에는 발광 소자(141)가 실장되고, 제2 격실(122")의 하면을 이루는 인쇄회로기판(140)의 표면에는 수광 소자(142)와 먼지 센서(100)가 외부와 전기적 신호를 교환할 수 있는 커텍터(143)가 실장된다. The transparent plate 130 is attached to the upper opening 116 to be sealed and the printed circuit board 140 is attached to the lower opening 117 to be sealed. The upper surface of the printed circuit board 140 is in close contact with the lower end of the vertical partition 123 and the light emitting device 141 is mounted on the surface of the printed circuit board 140 constituting the lower surface of the first compartment 122 ' A light receiving element 142 and a connector 143 for exchanging electrical signals with the outside are mounted on the surface of the printed circuit board 140 constituting the lower surface of the second compartment 122 ".

상기 인쇄회로기판(140)에는 발광 소자(141)와 수광 소자(142)외에도 제어용 IC, 본딩용 와이어, 증폭용 앰프, 전압 단자, 접지 단자들(도시되지 않음)을 더 포함하며, 이러한 기술들은 공지되어 있다. The printed circuit board 140 further includes control ICs, bonding wires, amplifying amplifiers, voltage terminals, and grounding terminals (not shown) in addition to the light emitting device 141 and the light receiving device 142, Lt; / RTI >

판재형 렌즈 부재(150)는 격실(120) 내부의 단턱(124)과 수직 격벽(123)에 의해 지지되며, 상부 격실(121)과 하부 격실(122)을 구분한다. 제1 격실(122')의 상부에 상응하는 위치에는 발광 렌즈(151)가 위치하여, 발광 소자(141)로부터 출사되어, 제1 격실(122')을 통과한 광을 집광하여 상부 격실(121)을 지나 투광판(130)으로 보내게 된다. 제2 격실(122")의 상부에 상응하는 위치에는 수광 렌즈(152)가 위치하며, 투광판(130)에 적층된 먼지에서 난반사되어 상부 격실(121)로 들어온 광을 집광하고, 제2 격실(122")을 통해서 수광 소자(142)로 집광시키게 된다.The plate member type lens member 150 is supported by the step 124 and the vertical partition 123 in the compartment 120 to separate the upper compartment 121 and the lower compartment 122 from each other. A light emitting lens 151 is positioned at a position corresponding to the upper part of the first compartment 122 'and is emitted from the light emitting element 141 to condense light passing through the first compartment 122' And then sent to the transparent plate 130. A light receiving lens 152 is located at a position corresponding to the upper portion of the second compartment 122 and condenses light that has been reflected by the dust accumulated in the transparent plate 130 and has entered the upper compartment 121, Is condensed to the light receiving element 142 through the light receiving element 122 ".

판재형 렌즈 부재(150)의 발광 렌즈(151)는 하향하여 볼록하게 돌출되고, 렌즈의 중심축이 지지판(153)에 수직한 구면 렌즈이며, 수광 렌즈(152)는 상향하여 볼록하게 돌출되고, 렌즈의 중심축이 지지판(153)에 경사지게 형성된 구면 또는 비구면 렌즈인 제1 수광 렌즈(152')과 하향하여 볼록하게 돌출되고, 렌즈의 중심축이 지지판(153)에 경사지게 형성된 구면 또는 비구면 렌즈인 제2 수광 렌즈(152'')으로 이루어진 다단 렌즈로 이루어져, 제1 수광렌즈(152')에서 집광된 광을 다시 집광하는 다단 집광이 이루어진다.The luminous lens 151 of the plate-shaped lens member 150 is a spherical lens protruding downward and convexly and the center axis of the lens being perpendicular to the support plate 153. The light-receiving lens 152 protrudes upward and convex, The first light receiving lens 152 ', which is a spherical or aspherical lens, has a central axis of the lens inclined with respect to the support plate 153. The first light receiving lens 152' is a spherical or aspherical lens that is convexly protruded downward and whose center axis is inclined to the support plate 153 And a multi-stage lens composed of a second light receiving lens 152 '', so that multi-stage condensing is performed to condense the light condensed by the first light receiving lens 152 '.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼지 센서(100)를 필터의 필터홈(11)에 장착한 후, 사용 시간에 따라서 표면에 먼지가 쌓이는 것을 가정하여, 광경로를 계산하는 시뮬레이션을 실시하였다. 광원의 세기(1W)로 설정 후 지름이 1㎛인 3차원 구형의 입자를 0.1mm 간격으로 배치 후 시뮬레이션을 진행하여 먼지가 적게 쌓였을 경우를 확인하고, 두 번째, 기존과 동일한 조건에서, 구형 입자의 간격만 0.03mm으로 줄여 먼지가 많이 쌓였을 경우를 시뮬레이션하였다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 먼지의 양이 늘어나면서, 수광 소자로 입사되는 광량이 늘어나는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 5, a simulation was performed to calculate an optical path on the assumption that dust was accumulated on the surface after the dust sensor 100 was mounted on the filter groove 11 of the filter. After setting the intensity of the light source to 1 W, three-dimensional spherical particles having a diameter of 1 탆 were arranged at intervals of 0.1 mm, and the simulation was performed to confirm that dust was accumulated to a small extent. Secondly, To 0.03 mm, and simulates a case where a lot of dust is accumulated. As shown in Fig. 5, it can be seen that the quantity of dust is increased, and the amount of light incident on the light receiving element is increased.

10: 필터
100: 먼지 센서
110: 하우징
120: 격실
130: 투광판
140: 인쇄회로기판
150: 판재형 렌즈부재
10: Filter
100: Dust sensor
110: Housing
120: compartment
130: Transparent plate
140: printed circuit board
150: plate member type lens member

Claims (10)

표면에 홈이 형성된 필터; 및
상기 필터의 홈에 삽입된 먼지 센서;를 포함하고,
여기서, 먼지 센서는
먼지가 쌓이는 투광부를 가지며, 필터의 홈에 삽입되는 하우징와,
상기 투광부에 광을 조사하는 발광 소자와,
투광부에 적층된 먼지에 반사되어 투광부를 통해서 입사되는 반사광을 수광하는 수광소자를 포함하고, 반사되는 광량을 이용하여 필터에 적층된 먼지량을 측정하는 것을 특징으로 하는 먼지 필터.
A filter having grooves on its surface; And
And a dust sensor inserted in the groove of the filter,
Here, the dust sensor
A housing having a light transmitting portion on which dust is accumulated and inserted into a groove of the filter,
A light emitting element for emitting light to the transparent portion,
And a light receiving element which is reflected by the dust deposited on the transparent portion and receives the reflected light incident through the transparent portion, and measures the amount of dust deposited on the filter by using the amount of reflected light.
제1항에 있어서, 상기 필터는 주름진 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 먼지 필터.The dust filter according to claim 1, wherein the filter has a corrugated surface. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 먼지 센서는 반사되는 광량을 전기적 신호로 변환시키고, 반사되는 광량이 소정의 기준을 초과할 경우, 교환 및/또는 청소시기를 결정하는 것을 특징으로 하는 먼지 필터.The dust sensor according to claim 1 or 2, wherein the dust sensor converts the amount of reflected light into an electrical signal, and determines the time of replacement and / or cleaning when the amount of reflected light exceeds a predetermined standard filter. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 먼지 센서는 경사진 필터 홈에 밀착될수 있도록, 아래로 갈수록 좁아지는 대향하는 한쌍의 경사진 측면을 가지는 하우징을가지는 것을 특징으로 하는 먼지 필터.3. The dust filter according to claim 1 or 2, wherein the dust sensor has a housing having a pair of opposing inclined side faces that become narrower downward so as to be in close contact with the inclined filter groove. 제4항에 있어서, 상기 먼지 센서는 발광된 광을 투광부 표면의 먼지에 집광시킬 수 있도록 발광 소자와 투광부 사이의 광경로에 발광용 집광렌즈와, 먼지에 반사된 후 투광부를 통해서, 하우징 내부로 입사된 광을 수광 소자로 집광시킬 수 있도록, 투광부와 수광 소자 사이의 광경로에 수광용 집광렌즈를 가지는 것을 특징으로 하는 먼지 필터.The dust sensor according to claim 4, wherein the dust sensor comprises: a condensing lens for light emission in an optical path between the light emitting element and the light projecting part so as to condense the emitted light onto dust on the surface of the light projecting part; And a light collecting lens for light reception is provided in an optical path between the light transmitting portion and the light receiving element so that the light incident into the inside can be converged by the light receiving element. 먼지가 적층되는 투광부를 가지는 하우징과,
상기 하우징의 내부에서 실장되고, 투광부의 하부에서 투광부에 적층된 먼지로 광을 조사하는 발광 소자와, 및
상기 하우징의 내부에 실장되고, 상기 투광부에 적층된 먼지에 반사되어 입사된 광을 수광하고, 하우징 내부에 실장된 수광 소자를 포함하고,
여기서, 상기 수광 소자에 입사된 광량을 이용하여 투광창에 적층된 먼지량을 측정하는 것을 특징으로 하는 먼지 센서.
A housing having a light transmitting portion in which dust is deposited,
A light emitting element which is mounted inside the housing and irradiates light to the dust deposited on the transparent portion at the lower portion of the transparent portion,
And a light receiving element mounted inside the housing and receiving light reflected by the dust deposited on the transparent portion and receiving the light,
Wherein the amount of dust deposited on the light transmitting window is measured using the amount of light incident on the light receiving element.
제6항에 있어서, 상기 먼지 센서는 발광 소자와 투광부 사이의 광경로에 위치하는 발광용 집광렌즈와 투광부와 수광 소자 사이의 광경로에 사이에 위치하는 수광용 집광렌즈를 가지는 것을 특징으로 하는 먼지 센서. The dust sensor according to claim 6, wherein the dust sensor has a light collecting lens located in an optical path between the light emitting element and the light projecting part, and a light collecting lens for light receiving between the light projecting part and the light receiving element, Dust sensor. 제7항에 있어서, 상기 수광용 집광 렌즈는 다단 집광형 렌즈인 것을 특징으로 하는 먼지 센서.8. The dust sensor according to claim 7, wherein the light-collecting lens for light-receiving is a multi-stage light-converging lens. 제8항에 있어서, 상기 다단 집광형 렌즈는 판재의 상부에 1차 집광을 위한 제1 수광렌즈가 형성되고, 판재의 하부에 2차 집광을 위한 제2 수광렌즈가 형성된 판재형 렌즈 부재인 것을 특징으로 하는 먼지 센서.The multi-stage light-converging lens according to claim 8, wherein the multi-stage light-converging type lens is a plate-shaped lens member having a first light receiving lens for primary light condensing formed on an upper portion of a plate member and a second light receiving lens for secondary light condensing on a lower portion of the plate Dust sensor features. 제9항에 있어서, 상기 판재형 렌즈 부재는 상면과 하면에 형성된 제1 수광 렌즈와 제2 수광 렌즈 중심축이 판재에 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 먼지 센서.The dust sensor according to claim 9, wherein the plate-shaped lens member has a first light receiving lens and a second light receiving lens center axis formed on an upper surface and a lower surface thereof inclined to the plate material.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023193916A1 (en) * 2022-04-07 2023-10-12 Robert Bosch Gmbh Filter arrangement, air management system, method for determining a contamination of a filter material, and method for controlling an air quality

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012154620A (en) * 2004-08-11 2012-08-16 Koninkl Philips Electronics Nv Air pollution sensor system
JP5526973B2 (en) * 2010-04-23 2014-06-18 国立大学法人名古屋大学 Filter evaluation method and evaluation apparatus
JP2015111129A (en) * 2008-08-22 2015-06-18 コーニング インコーポレイテッド Method for detecting defect in ceramic filter body
KR20160028136A (en) * 2014-09-03 2016-03-11 레이트론(주) Apparatus and Method For Measuring Contamination of Filter
KR20160040746A (en) * 2014-09-26 2016-04-15 에브리봇 주식회사 Dust sensor, dust measurement apparatus, robot cleaner and control method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012154620A (en) * 2004-08-11 2012-08-16 Koninkl Philips Electronics Nv Air pollution sensor system
JP2015111129A (en) * 2008-08-22 2015-06-18 コーニング インコーポレイテッド Method for detecting defect in ceramic filter body
JP5526973B2 (en) * 2010-04-23 2014-06-18 国立大学法人名古屋大学 Filter evaluation method and evaluation apparatus
KR20160028136A (en) * 2014-09-03 2016-03-11 레이트론(주) Apparatus and Method For Measuring Contamination of Filter
KR20160040746A (en) * 2014-09-26 2016-04-15 에브리봇 주식회사 Dust sensor, dust measurement apparatus, robot cleaner and control method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023193916A1 (en) * 2022-04-07 2023-10-12 Robert Bosch Gmbh Filter arrangement, air management system, method for determining a contamination of a filter material, and method for controlling an air quality

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