KR20190094736A - Device and system for identifying fine dust - Google Patents

Device and system for identifying fine dust Download PDF

Info

Publication number
KR20190094736A
KR20190094736A KR1020180014227A KR20180014227A KR20190094736A KR 20190094736 A KR20190094736 A KR 20190094736A KR 1020180014227 A KR1020180014227 A KR 1020180014227A KR 20180014227 A KR20180014227 A KR 20180014227A KR 20190094736 A KR20190094736 A KR 20190094736A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fine
fine dust
dusts
sensor
housing
Prior art date
Application number
KR1020180014227A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
제민규
이상엽
신수환
김동익
Original Assignee
한국과학기술원
재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단
주식회사 알앤에스랩
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원, 재단법인 다차원 스마트 아이티 융합시스템 연구단, 주식회사 알앤에스랩 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020180014227A priority Critical patent/KR20190094736A/en
Publication of KR20190094736A publication Critical patent/KR20190094736A/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
    • G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means, e.g. by light scattering, diffraction, holography or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
    • G01N2015/1021—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N2015/1043—Measuring mass of individual particles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N2015/1486—Counting the particles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N2015/1493—Particle size

Abstract

The present invention relates to a fine dust identification system which comprises: an optical measuring unit which emits light to fine dust to detect light scattered from the fine dust and transmitted light passing through the fine dust; a weight measuring unit for measuring the weight of the fine dust; and a processing unit calculating the size of each of the fine dust based on the scattered light and the transmitted light, calculating the weight of the fine dust based on the weight of the fine dust, and calculating the composition ratio of a group consisting of the fine dust and the type of the fine dust by using the number of the fine dust, the size of each of the fine dust, and the weight of the fine dust.

Description

미세먼지 식별 디바이스 및 시스템{DEVICE AND SYSTEM FOR IDENTIFYING FINE DUST}DEVICE AND SYSTEM FOR IDENTIFYING FINE DUST}

이하, 실시예들은 미세먼지 식별 디바이스 및 시스템에 관한 것이다.The embodiments below relate to fine dust identification devices and systems.

미세먼지란 눈에 보이지 않을 만큼 미세한 입자의 먼지로, 일반적으로 지름 10㎛ 이하의 먼지를 말한다. 미세먼지에 대한 사회적인 관심이 크게 증가함에 따라, 미세먼지를 분석하여 미세먼지의 특성을 산출하는 장치 및 시스템이 개발되고 있다. 예를 들어, 한국공개특허공보 제10-2011-0013951호는 미세먼지 감지장치 및 이를 이용한 미세먼지 검출방법을 개시하고 있다.Fine dust is dust of particles that are invisible to the eye and generally refers to dust having a diameter of 10 μm or less. As social interest in fine dust has increased greatly, devices and systems for analyzing fine dust and calculating the characteristics of fine dust have been developed. For example, Korean Patent Laid-Open No. 10-2011-0013951 discloses a fine dust detection device and a fine dust detection method using the same.

일 실시예에 따른 목적은 미리 설정된 밀도 예측값을 사용하지 않고, 미세먼지들의 각각의 크기, 미세먼지들의 개수 및 미세먼지들의 질량을 모두 측정하여 직접적으로 미세먼지들의 밀도를 획득함으로써 미세먼지들의 특성 정보를 분석하는 미세먼지 식별 디바이스 및 시스템을 제공하는 것이다.An object according to an embodiment is to measure the size of each fine dust, the number of fine dusts, and the mass of fine dusts without using a preset density prediction value, thereby directly obtaining the density of fine dusts so as to obtain characteristic information of the fine dusts. It is to provide a fine dust identification device and system for analyzing.

일 실시예에 따른 미세먼지 식별 시스템은 미세먼지들에 광을 방출함으로써, 미세먼지들로부터 산란되는 산란광과, 미세먼지들을 투과하는 투과광을 검출하는 광학 측정부; 미세먼지들의 중량을 측정하는 중량 측정부; 및 상기 산란광과 상기 투과광에 기초하여 상기 미세먼지들의 개수와 상기 미세먼지들의 각각의 크기를 계산하고, 상기 미세먼지들의 중량에 기초하여 상기 미세먼지들의 질량을 계산하고, 상기 미세먼지들의 개수와, 상기 미세먼지들의 각각의 크기와, 상기 미세먼지들의 질량을 이용하여 상기 미세먼지들의 종류와 상기 미세먼지들이 이루는 군의 조성비를 산출하는 처리부를 포함할 수 있다.According to one or more exemplary embodiments, a fine dust identification system includes: an optical measuring unit configured to detect scattered light scattered from fine dusts and transmitted light passing through fine dusts by emitting light to the fine dusts; Weight measuring unit for measuring the weight of the fine dust; And calculating the number of the fine dusts and the size of each of the fine dusts based on the scattered light and the transmitted light, calculating the mass of the fine dusts based on the weight of the fine dusts, the number of the fine dusts, It may include a processing unit for calculating the type of the fine dust and the composition ratio of the group of the fine dust by using the size of each of the fine dust, the mass of the fine dust.

상기 처리부는 상기 미세먼지들의 질량과 상기 미세먼지들의 각각의 크기를 이용하여 상기 미세먼지들의 밀도를 계산하고, 계산된 미세먼지들의 밀도에 기초하여 상기 미세먼지들의 종류와 상기 미세먼지들이 이루는 군의 조성비를 산출할 수 있다.The processing unit calculates the density of the fine dusts using the mass of the fine dusts and the respective sizes of the fine dusts, and calculates the type of the fine dusts and the group of the fine dusts based on the calculated density of the fine dusts. The composition ratio can be calculated.

상기 중량 측정부는 센서를 포함하고, 상기 센서는 미세먼지들이 상기 센서에 놓이기 전후의 주파수 변화량을 감지할 수 있다.The weight measuring unit may include a sensor, and the sensor may detect an amount of change in frequency before and after fine dust is placed on the sensor.

상기 미세먼지 식별 시스템은 미세먼지들이 유입하는 유입구와, 미세먼지들이 유출하는 유출구를 구비하는 하우징을 더 포함하고, 상기 하우징에는 상기 하우징의 외부의 미세먼지들이 상기 유입구로 유입하고 상기 광학 측정부와 상기 중량 측정부를 차례로 거쳐 상기 유출구로 유출하는 유동 경로가 규정될 수 있다.The fine dust identification system further includes a housing having an inlet through which fine dust flows in and an outlet through which fine dust flows out, wherein the fine dust outside the housing flows into the inlet, and the optical measuring unit includes: A flow path that flows out to the outlet through the weighing unit in turn may be defined.

상기 유입구는 상기 하우징의 상단에 형성되고, 상기 센서는 상기 하우징의 하단에 설치되고, 상기 센서는 상기 하우징의 상단으로부터 상기 하우징의 하단으로 낙하하여 상기 센서에 놓이는 미세먼지들의 중량을 감지할 수 있다.The inlet is formed on the upper end of the housing, the sensor is installed on the lower end of the housing, the sensor can detect the weight of the fine dust placed on the sensor by falling from the upper end of the housing to the lower end of the housing. .

일 실시예에 따른 미세먼지 식별 디바이스는 미세먼지들이 유입하는 유입구와, 미세먼지들이 유출하는 유출구를 구비하는 하우징으로서, 상기 유입구가 상기 하우징의 상단에 형성된 하우징; 상기 하우징의 일 측에 설치되고 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 유동하는 미세먼지들로 광을 방출하는 광 방출기와, 상기 하우징의 타 측에 설치되고 미세먼지들로부터 산란되는 산란광과 미세먼지들을 투과하는 투과광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 광학 측정부; 미세먼지들이 놓이는 표면을 구비하는 센서를 포함하고 상기 하우징의 하단에 설치되는 중량 측정부로서, 상기 센서는 상기 센서의 표면에 미세먼지가 놓이기 전후의 주파수 변화량을 감지하는 중량 측정부; 및 상기 산란광과, 상기 투과광과, 상기 주파수 변화량에 기초하여 미세먼지들의 특성 정보를 산출하는 처리부를 포함할 수 있다.According to one or more exemplary embodiments, a device for identifying fine dust includes a housing having an inlet through which fine dust flows in and an outlet through which fine dust flows out, wherein the inlet is formed on an upper end of the housing; A light emitter installed at one side of the housing and emitting light to fine dusts flowing between the inlet and the outlet; An optical measuring unit including a light detector for detecting transmitted light; A weight measuring unit including a sensor having a surface on which fine dust is placed, the weight measuring unit being installed at a lower end of the housing, the sensor comprising: a weight measuring unit sensing a frequency change amount before and after the fine dust is placed on the surface of the sensor; And a processing unit calculating characteristic information of fine dusts based on the scattered light, the transmitted light, and the frequency change amount.

상기 중량 측정부는 상기 센서가 주파수 변화량을 감지하면 미세먼지들이 상기 센서로부터 상기 유출구로 유동하도록 가이드하는 진동자를 더 포함할 수 있다.The weight measuring unit may further include a vibrator for guiding fine dust to flow from the sensor to the outlet when the sensor detects a frequency change amount.

상기 중량 측정부는 상기 센서로부터 상기 유출구로의 미세먼지들의 유동을 가속화하는 히터를 더 포함할 수 있다.The weight measuring unit may further include a heater that accelerates the flow of fine dust from the sensor to the outlet.

상기 처리부는 상기 산란광과 상기 투과광에 기초하여 미세먼지들의 각각의 크기를 계산하고, 상기 주파수 변화량에 기초하여 미세먼지들의 질량을 계산하고, 계산된 미세먼지들의 각각의 크기와 계산된 미세먼지들의 질량을 이용하여 미세먼지들의 밀도를 계산하고, 미세먼지들의 밀도에 기초하여 미세먼지들의 종류와 상기 미세먼지들이 이루는 군의 조성비를 산출할 수 있다.The processing unit calculates the size of each of the fine dusts based on the scattered light and the transmitted light, calculates the mass of the fine dusts based on the frequency change amount, and calculates the size of each of the calculated fine dusts and the mass of the calculated fine dusts. The density of the fine dusts may be calculated using the method, and the type of the fine dusts and the composition ratio of the group of the fine dusts may be calculated based on the density of the fine dusts.

일 실시예에 따른 미세먼지 식별 디바이스 및 시스템은 미세먼지들의 각각의 크기, 미세먼지들의 개수 및 미세먼지들의 질량을 모두 측정할 수 있으므로, 미세먼지들의 각각의 밀도와 미세먼지들이 이루는 군의 성분을 분석할 수 있다.The fine dust identification device and system according to an exemplary embodiment may measure all the sizes of the fine dusts, the number of the fine dusts, and the mass of the fine dusts, so that each density of the fine dusts and the components of the group consisting of the fine dusts are determined. Can be analyzed.

일 실시예에 따른 미세먼지 식별 디바이스 및 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the fine dust identification device and system according to one embodiment are not limited to those mentioned above, other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 일 실시예에 따른 미세먼지 식별 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 미세먼지 식별 디바이스를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a block diagram schematically illustrating a fine dust identification system according to an embodiment.
2 is a view schematically showing a fine dust identification device according to an embodiment.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiment, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but between components It will be understood that may be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, the description in any one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions thereof will be omitted in the overlapping range.

도 1은 일 실시예에 따른 미세먼지 식별 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a fine dust identification system according to an embodiment.

도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 미세먼지 식별 시스템(100)은 미세먼지들의 각각의 크기, 미세먼지들의 개수 및 미세먼지들의 질량에 관한 정보를 획득하여 미세먼지들의 밀도를 계산하고, 계산된 미세먼지들의 밀도에 기초하여 미세먼지들의 종류와 미세먼지들이 이루는 군의 성분을 포함하는 미세먼지들의 특성 정보를 산출할 수 있다. 미세먼지 식별 시스템(100)은 광학 측정부(110), 중량 측정부(120) 및 처리부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the fine dust identification system 100 according to an embodiment obtains information on the size of each fine dust, the number of fine dusts, and the mass of fine dusts, and calculates and calculates the density of the fine dusts. Based on the density of the fine dust, characteristic information of the fine dust including the type of the fine dust and the components of the group of the fine dust may be calculated. The fine dust identification system 100 may include an optical measuring unit 110, a weight measuring unit 120, and a processing unit 130.

광학 측정부(110)는 미세먼지들에 광을 방출(emit)함으로써, 미세먼지들로부터 산란되는 산란광과 미세먼지들을 투과하는 투과광을 검출할 수 있다. 일 예에서, 광은 레이저(laser)일 수 있다. 일 실시예에서, 광학 측정부(110)는 광을 방출하는 광학 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 디바이스는 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함할 수 있다. 광학 측정부(110)가 미세먼지들에 광을 방출하면, 미세먼지들로부터 산란되는 산란광의 양과 미세먼지들을 투과하는 투과광의 양은 미세먼지들의 크기와 미세먼지들의 개수에 따라 결정된다.The optical measuring unit 110 may detect scattered light scattered from the fine dusts and transmitted light passing through the fine dusts by emitting light to the fine dusts. In one example, the light may be a laser. In one embodiment, the optical measuring unit 110 may include an optical device that emits light. For example, the optical device may include a light emitting diode. When the optical measuring unit 110 emits light to the fine dusts, the amount of scattered light scattered from the fine dusts and the amount of transmitted light passing through the fine dusts are determined according to the size of the fine dusts and the number of the fine dusts.

중량 측정부(120)는 미세먼지들의 중량을 측정할 수 있다. 중량 측정부(120)는 설정 크기를 구비하는 공간으로 미세먼지들을 포함하는 공기를 흡입한 후, 미세먼지들의 중량을 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 중량 측정부(120)는 공기를 흡입하는 펌프를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 중량 측정부(120)는 미세먼지들을 포함하는 공기로부터 기체 성분과 입자 성분을 분리하는 분리기를 포함할 수 있다. 분리기는 미세먼지의 크기를 기준으로 복수 개일 수 있다. 예를 들어, 분리기는 약 10㎛ 이상의 미세먼지를 공기로부터 분리하는 제1분리기 및 약 2.5㎛ 이상의 미세먼지를 공기로부터 분리하는 제2분리기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 중량 측정부(120)는 흡입하는 공기의 유량을 측정하는 유량계를 포함할 수 있다.The weight measuring unit 120 may measure the weight of the fine dust. The weight measuring unit 120 may suck the air including the fine dust into a space having a set size, and then measure the weight of the fine dust. In one embodiment, the weight measuring unit 120 may include a pump for sucking air. In one embodiment, the weight measurement unit 120 may include a separator that separates the gas component and the particle component from the air containing fine dust. There may be a plurality of separators based on the size of the fine dust. For example, the separator may include a first separator that separates fine dust of about 10 μm or more from air and a second separator that separates fine dust of about 2.5 μm or more from air. In one embodiment, the weight measuring unit 120 may include a flow meter for measuring the flow rate of the inhaled air.

처리부(130)는 미세먼지들의 개수와, 미세먼지들의 각각의 크기와, 미세먼지들의 중량에 기초하여 미세먼지들의 밀도를 계산할 수 있다. 처리부(130)는 광학 측정부(110)에서 검출되는 산란광의 양과 투과광의 양에 따라 미세먼지들의 개수와, 미세먼지들의 각각의 크기를 결정할 수 있다. 또한, 처리부(130)는 중량 측정부(120)에서 측정되는 미세먼지들의 중량과 중력가속도 값을 이용하여 미세먼지들의 질량을 결정할 수 있다.The processor 130 may calculate the density of the fine dusts based on the number of the fine dusts, the size of each of the fine dusts, and the weight of the fine dusts. The processor 130 may determine the number of fine dusts and the size of each of the fine dusts according to the amount of scattered light and the amount of transmitted light detected by the optical measuring unit 110. In addition, the processor 130 may determine the mass of the fine dust using the weight of the fine dust and the gravity acceleration value measured by the weight measuring unit 120.

처리부(130)는 계산된 미세먼지들의 밀도에 기초하여 미세먼지들의 종류와, 미세먼지들이 이루는 군의 조성비를 산출할 수 있다. 종래의 미세먼지 측정 기기들은 미세먼지들의 개수와, 미세먼지들의 각각의 크기만을 계산하는 방식 또는 미세먼지들의 중량에 기초하여 미세먼지들의 질량을 계산하는 방식 중 어느 하나의 방식만을 사용하고 있어, 미세먼지들의 밀도를 직접적으로 구하지 않고 통계학적으로 산출된 미세먼지들의 밀도의 기대값을 사용하였다. 일 실시예에 따른 미세먼지 식별 시스템(100)은 통계학적으로 산출된 미세먼지들의 밀도값에 전혀 의존하지 않고 직접적으로 미세먼지들의 밀도를 계산함으로써 미세먼지들의 종류와 미세먼지들이 이루는 군의 조성비를 정확하게 산출할 수 있다.The processor 130 may calculate the types of the fine dusts and the composition ratio of the group of the fine dusts based on the calculated density of the fine dusts. Conventional fine dust measuring devices use only one method of calculating the number of fine dusts, the size of each of the fine dusts, or the method of calculating the mass of fine dusts based on the weight of the fine dusts. Instead of directly calculating the density of dusts, the expected value of the density of statistically calculated fine dusts was used. The fine dust identification system 100 according to an embodiment calculates the density of the fine dusts directly without relying on the density values of the statistically calculated fine dusts to determine the types of fine dusts and the composition ratio of the group of the fine dusts. Can be calculated accurately.

도 2는 일 실시예에 따른 미세먼지 식별 디바이스를 개략적으로 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing a fine dust identification device according to an embodiment.

도 2를 참고하면, 도 2에 일 실시예에 따른 미세먼지 식별 디바이스(200)가 도시된다. 미세먼지 식별 디바이스(200)는 하우징(202), 광학 측정부(210), 중량 측정부(220) 및 처리부(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the fine dust identification device 200 according to an embodiment is shown in FIG. 2. The fine dust identification device 200 may include a housing 202, an optical measuring unit 210, a weight measuring unit 220, and a processing unit 230.

하우징(202)은 미세먼지(D)를 포함하는 공기가 유입하는 유입구(204)와, 미세먼지(D)를 포함하는 공기가 유출하는 유출구(206)를 구비할 수 있다.The housing 202 may include an inlet 204 through which air containing fine dust D flows, and an outlet 206 through which air including fine dust D flows out.

광학 측정부(210)는 미세먼지(D)들에 광을 방출함으로써, 미세먼지(D)들로부터 산란되는 산란광과 미세먼지(D)들을 투과하는 투과광을 검출할 수 있다. 여기서, 검출되는 산란광과 투과광은 미세먼지(D)들의 각각의 크기와, 미세먼지(D)들의 개수를 계산하는 데 사용된다.The optical measuring unit 210 may detect light scattered from the fine dusts D and transmitted light passing through the fine dusts D by emitting light to the fine dusts D. Here, the detected scattered light and transmitted light are used to calculate the size of each of the fine dusts D and the number of the fine dusts D.

광학 측정부(210)는 광 방출기(212) 및 광 검출기(214)를 포함할 수 있다. 광 방출기(212)는 하우징(202) 안으로 유입된 공기에 포함된 미세먼지(D)들에 광을 방출할 수 있다. 일 예에서, 광은 레이저일 수 있다. 광 검출기(214)는 광 방출기(212)가 미세먼지(D)들에 광을 방출함에 따라 미세먼지(D)들로부터 산란되는 산란광과 미세먼지(D)들을 투과하는 투과광을 검출할 수 있다. 검출되는 산란광의 양, 투과광의 양 또는 산란광과 투과광의 양의 비율 등에 기초하여 미세먼지(D)들의 각각의 크기와, 미세먼지(D)들의 개수가 결정될 수 있다.The optical measuring unit 210 may include a light emitter 212 and a light detector 214. The light emitter 212 may emit light to the fine dusts D included in the air introduced into the housing 202. In one example, the light may be a laser. As the light emitter 212 emits light to the fine dusts D, the light detector 214 may detect scattered light scattered from the fine dusts D and transmitted light passing through the fine dusts D. The size of each of the fine dusts D and the number of the fine dusts D may be determined based on the amount of scattered light detected, the amount of transmitted light, or the ratio of the amount of scattered light and transmitted light.

광 검출기(214)는 투과광 센서(2141)와 산란광 센서(2142)를 포함할 수 있다. 투과광 센서(2141)는 광 방출기(212)가 미세먼지(D)들에 광을 방출함에 따라 미세먼지(D)들로부터 산란되는 산란광을 검출할 수 있다. 산란광 센서(2142)는 광 방출기(212)가 미세먼지(D)들에 광을 방출함에 따라 미세먼지(D)들을 투과하는 투과광을 검출할 수 있다. 일 예에서, 투과광 센서(2141)는 하우징(202)을 기준으로 광 방출기(212)의 맞은편의 하우징(202)에 설치될 수 있다. 일 예에서, 산란광 센서(2142)는 투과광 센서(2141)의 주위로 광 방출기(212)의 맞은편의 하우징(202)에 설치될 수 있다.The photo detector 214 may include a transmitted light sensor 2141 and a scattered light sensor 2142. The transmitted light sensor 2141 may detect scattered light scattered from the fine dusts D as the light emitter 212 emits light to the fine dusts D. The scattered light sensor 2142 may detect the transmitted light passing through the fine dusts D as the light emitter 212 emits light to the fine dusts D. In one example, the transmitted light sensor 2141 may be installed in the housing 202 opposite the light emitter 212 relative to the housing 202. In one example, the scattered light sensor 2142 may be installed in a housing 202 opposite the light emitter 212 around the transmitted light sensor 2141.

중량 측정부(220)는 미세먼지(D)들의 중량을 측정할 수 있다. 여기서, 측정되는 미세먼지(D)들의 중량은 미세먼지(D)들의 질량을 계산하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 미세먼지 식별 디바이스(200)는 미세먼지(D)들의 중량의 변화에 따라 변화하는 주파수의 변화량을 이용하여 미세먼지(D)들의 중량을 측정할 수 있다. 일 예에서, 중량 측정부(220)는 센서(222)를 포함할 수 있다. 센서(222)는 미세먼지(D)들이 놓이는 표면을 구비할 수 있다. 표면에 미세먼지(D)들이 놓이는 동안, 센서(222)는 미세먼지(D)들이 센서(222)의 표면에 놓이는 양에 따라 변화하는 주파수의 변화량을 감지할 수 있다. 일 실시예에서, 센서(222)는 미세먼지(D)들의 질량에 대응하는 공진주파수로 진동할 수 있다. 센서(222)의 표면에 미세먼지(D)들이 놓이는 동안, 센서(222)는 센서(222)의 표면에 놓이는 미세먼지(D)들의 양에 따라 변화하는 공진주파수로 진동한다. 결국, 센서(222)는 센서(222)의 표면에 놓이는 미세먼지(D)들의 양에 따라 서로 다른 공진주파수들로 진동함으로써 공진주파수의 변화량을 감지할 수 있다.The weight measuring unit 220 may measure the weight of the fine dust (D). Here, the weight of the fine dust (D) to be measured may be used to calculate the mass of the fine dust (D). In one embodiment, the fine dust identification device 200 may measure the weight of the fine dust (D) by using a change amount of the frequency that changes according to the change in the weight of the fine dust (D). In one example, the weight measuring unit 220 may include a sensor 222. The sensor 222 may have a surface on which the fine dusts D are placed. While the fine dusts D are placed on the surface, the sensor 222 may detect an amount of change in frequency that varies according to the amount of fine dusts D placed on the surface of the sensor 222. In one embodiment, the sensor 222 may vibrate at a resonant frequency corresponding to the mass of fine dust (D). While the fine dusts D are placed on the surface of the sensor 222, the sensor 222 vibrates at a resonant frequency that varies according to the amount of fine dusts D placed on the surface of the sensor 222. As a result, the sensor 222 may sense an amount of change in the resonance frequency by vibrating at different resonance frequencies according to the amount of fine dust D placed on the surface of the sensor 222.

일 실시예에서, 중량 측정부(220)는 센서(222)를 진동시키는 구조를 포함할 수 있다. 중량 측정부(220)는 진동자(224)(vibrator) 및 엑추에이터(226)를 포함할 수 있다. 진동자(224)는 센서(222)에 연결되어 센서(222)를 설정 공진주파수로 진동시킬 수 있다. 엑추에이터(226)는 센서(222)와 진동자(224)를 구동시킬 수 있다.In one embodiment, the weight measuring unit 220 may include a structure for vibrating the sensor 222. The weight measuring unit 220 may include a vibrator 224 and a actuator 226. The vibrator 224 may be connected to the sensor 222 to vibrate the sensor 222 at a set resonance frequency. The actuator 226 may drive the sensor 222 and the vibrator 224.

일 실시예에서, 센서(222)가 주파수 변화량을 감지하면, 진동자(224)는 설정 주파수로 센서(222)를 진동시켜 센서(222)의 표면에 놓인 미세먼지(D)들을 제거할 수 있다. 제거된 미세먼지(D)들은 유출구(206)로 유동하도록 가이드된다.In one embodiment, when the sensor 222 detects the amount of change in frequency, the vibrator 224 may vibrate the sensor 222 at a set frequency to remove fine dust (D) placed on the surface of the sensor 222. The fine dust (D) removed is guided to flow to the outlet (206).

일 실시예에서, 중량 측정부(220)는 미세먼지(D)들을 포함하는 공기가 센서(222)로부터 유출구(206)로의 유동을 가속화할 수 있다. 일 예에서, 중량 측정부(220)는 히터(228)를 포함할 수 있다. 히터(228)는 센서(222)와 유출구(206) 사이에 배치될 수 있다. 히터(228)는 센서(222)로부터 유출구(206)로 유동하는 공기의 대류를 활발하게 함으로써 하우징(202)의 내부의 공기가 하우징(202)의 외부로 쉽게 빠져나갈 수 있도록 도울 수 있다.In one embodiment, the weighing unit 220 may accelerate the flow of air containing the fine dust (D) from the sensor 222 to the outlet 206. In one example, the weight measuring unit 220 may include a heater 228. The heater 228 may be disposed between the sensor 222 and the outlet 206. The heater 228 may facilitate the convection of air flowing from the sensor 222 to the outlet 206 so that the air inside the housing 202 can easily escape to the outside of the housing 202.

처리부(230)는 산란광과, 투과광과, 주파수 변화량에 기초하여 미세먼지(D)들의 특성 정보를 산출할 수 있다. 여기서, 미세먼지(D)들의 특성 정보는 미세먼지(D)들의 밀도, 미세먼지(D)들의 종류, 미세먼지(D)들이 이루는 군의 성분비 등을 포함할 수 있다.The processor 230 may calculate characteristic information of the fine dusts D based on the scattered light, the transmitted light, and the frequency change amount. Here, the characteristic information of the fine dust (D) may include the density of the fine dust (D), the type of the fine dust (D), the component ratio of the group of the fine dust (D).

처리부(230)는 산란광과 투과광에 기초하여 미세먼지(D)들의 각각의 크기를 계산할 수 있다. 또한, 처리부(230)는 주파수 변화량에 기초하여 미세먼지(D)들의 질량을 계산할 수 있다. 이후, 처리부(230)는 계산된 미세먼지(D)들의 각각의 크기와 미세먼지(D)들의 질량에 기초하여 미세먼지(D)들의 밀도를 계산할 수 있다. 이후, 처리부(230)는 미세먼지(D)들의 밀도에 기초하여 미세먼지(D)의 종류와 미세먼지(D)들이 이루는 군의 성분비를 산출할 수 있다.The processor 230 may calculate the size of each of the fine dusts D based on the scattered light and the transmitted light. In addition, the processor 230 may calculate the mass of the fine dusts D based on the frequency change amount. Thereafter, the processor 230 may calculate the density of the fine dusts D based on the calculated size of each of the fine dusts D and the mass of the fine dusts D. Thereafter, the processor 230 may calculate the component ratio of the type of the fine dust D and the group of the fine dust D based on the density of the fine dust D. FIG.

일 실시예에서, 미세먼지 식별 디바이스(200)는 입자들의 낙하를 이용하는 일련의 미세먼지 식별 방식이 적용된 구조를 포함할 수 있다. 일 예에서, 유입구(204)는 하우징(202)의 상단에 설치될 수 있고, 중량 측정부(220)는 하우징(202)의 하단에 설치될 수 있으며, 광학 측정부(210)는 유입구(204)와 중량 측정부(220) 사이의 하우징(202)의 일 측에 설치될 수 있다. 이에 따라, 하우징(202)의 상단에 설치된 유입구(204)로 미세먼지들을 포함하는 공기가 유입된 후, 유입된 공기는 광학 측정부(210)와 중량 측정부(220)를 통과하고 유출구(206)로 유출된다. 이 과정에서, 미세먼지들은 유입구(204)로부터 광학 측정부(210)를 거쳐 중량 측정부(220)로 차례로 이동할 수 있다. 결국, 미세먼지들은 하우징(202)의 상단으로부터 하우징(202)의 하단으로 낙하하며 광학 측정과 중량 측정이라는 2개의 프로세스를 차례로 겪는다. 또 다른 예에서, 유출구(206)는 하우징(202)의 하부에 설치될 수 있다.In one embodiment, the fine dust identification device 200 may include a structure to which a series of fine dust identification schemes using drops of particles are applied. In one example, the inlet 204 may be installed at the top of the housing 202, the weight measuring unit 220 may be installed at the bottom of the housing 202, the optical measuring unit 210 is the inlet 204 ) And the weight measuring unit 220 may be installed on one side of the housing 202. Accordingly, after the air including fine dust flows into the inlet 204 installed at the upper end of the housing 202, the inflowed air passes through the optical measuring unit 210 and the weight measuring unit 220 and exits the outlet 206. Out). In this process, the fine dust may move from the inlet 204 to the weight measuring unit 220 via the optical measuring unit 210. As a result, fine dust falls from the top of the housing 202 to the bottom of the housing 202 and in turn undergoes two processes, optical measurement and weight measurement. In another example, the outlet 206 may be installed at the bottom of the housing 202.

일 실시예에 따른 미세먼지 식별 디바이스(200)는 일체화된 형태로 제조될 수 있다. 예를 들어, 미세먼지 식별 디바이스(200)는 광학 측정부(210)와, 중량 측정부(220)와, 처리부(230)가 일체화된 통합 센서일 수 있다.The fine dust identification device 200 according to an embodiment may be manufactured in an integrated form. For example, the fine dust identification device 200 may be an integrated sensor in which the optical measuring unit 210, the weight measuring unit 220, and the processing unit 230 are integrated.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the following claims.

Claims (9)

미세먼지들에 광을 방출함으로써, 미세먼지들로부터 산란되는 산란광과, 미세먼지들을 투과하는 투과광을 검출하는 광학 측정부;
미세먼지들의 중량을 측정하는 중량 측정부; 및
상기 산란광과 상기 투과광에 기초하여 상기 미세먼지들의 개수와 상기 미세먼지들의 각각의 크기를 계산하고, 상기 미세먼지들의 중량에 기초하여 상기 미세먼지들의 질량을 계산하고, 상기 미세먼지들의 개수와, 상기 미세먼지들의 각각의 크기와, 상기 미세먼지들의 질량을 이용하여 상기 미세먼지들의 종류와 상기 미세먼지들이 이루는 군의 조성비를 산출하는 처리부;
를 포함하는 미세먼지 식별 시스템.
An optical measuring unit detecting scattered light scattered from the fine dusts and transmitted light passing through the fine dusts by emitting light to the fine dusts;
Weight measuring unit for measuring the weight of the fine dust; And
The number of the fine dusts and the size of each of the fine dusts are calculated based on the scattered light and the transmitted light, the mass of the fine dusts is calculated based on the weight of the fine dusts, the number of the fine dusts, and A processing unit for calculating the type of the fine dust and the composition ratio of the group of the fine dusts by using the size of each fine dust and the mass of the fine dusts;
Fine dust identification system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 처리부는 상기 미세먼지들의 질량과 상기 미세먼지들의 각각의 크기를 이용하여 상기 미세먼지들의 밀도를 계산하고, 계산된 미세먼지들의 밀도에 기초하여 상기 미세먼지들의 종류와 상기 미세먼지들이 이루는 군의 조성비를 산출하는 미세먼지 식별 시스템.
The method of claim 1,
The processing unit calculates the density of the fine dusts using the mass of the fine dusts and the respective sizes of the fine dusts, and calculates the type of the fine dusts and the group of the fine dusts based on the calculated density of the fine dusts. Fine dust identification system for calculating the composition ratio.
제1항에 있어서,
상기 중량 측정부는 센서를 포함하고, 상기 센서는 미세먼지들이 상기 센서에 놓이기 전후의 주파수 변화량을 감지하는 미세먼지 식별 시스템.
The method of claim 1,
The weight measuring unit includes a sensor, and the sensor detects the amount of change in frequency before and after fine dust is placed on the sensor.
제1항에 있어서,
미세먼지들이 유입하는 유입구와, 미세먼지들이 유출하는 유출구를 구비하는 하우징을 더 포함하고,
상기 하우징에는 상기 하우징의 외부의 미세먼지들이 상기 유입구로 유입하고 상기 광학 측정부와 상기 중량 측정부를 차례로 거쳐 상기 유출구로 유출하는 유동 경로가 규정되는 미세먼지 식별 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising a housing having an inlet through which fine dust flows in and an outlet through which fine dust flows out,
And a flow path through which the fine dust external to the housing flows into the inlet, and passes through the optical measuring unit and the weight measuring unit to the outlet.
제4항에 있어서,
상기 유입구는 상기 하우징의 상단에 형성되고, 상기 중량 측정부의 센서는 상기 하우징의 하단에 설치되고,
상기 센서는 상기 하우징의 상단으로부터 상기 하우징의 하단으로 낙하하여 상기 센서에 놓이는 미세먼지들의 중량을 감지하는 미세먼지 식별 시스템.
The method of claim 4, wherein
The inlet is formed at the upper end of the housing, the sensor of the weighing unit is installed at the lower end of the housing,
The sensor is fine dust identification system for detecting the weight of the fine dust placed on the sensor falling from the top of the housing to the bottom of the housing.
미세먼지들이 유입하는 유입구와, 미세먼지들이 유출하는 유출구를 구비하는 하우징으로서, 상기 유입구가 상기 하우징의 상단에 형성된 하우징;
상기 하우징의 일 측에 설치되고 상기 유입구와 상기 유출구 사이에 유동하는 미세먼지들로 광을 방출하는 광 방출기와, 상기 하우징의 타 측에 설치되고 미세먼지들로부터 산란되는 산란광과 미세먼지들을 투과하는 투과광을 검출하는 광 검출기를 포함하는 광학 측정부;
미세먼지들이 놓이는 표면을 구비하는 센서를 포함하고 상기 하우징의 하단에 설치되는 중량 측정부로서, 상기 센서는 상기 센서의 표면에 미세먼지가 놓이기 전후의 주파수 변화량을 감지하는 중량 측정부; 및
상기 산란광과, 상기 투과광과, 상기 주파수 변화량에 기초하여 미세먼지들의 특성 정보를 산출하는 처리부;
를 포함하는 미세먼지 식별 디바이스.
A housing having an inlet through which fine dust flows in and an outlet through which fine dust flows out, the housing having an inlet formed at an upper end of the housing;
A light emitter installed at one side of the housing and emitting light to fine dust flowing between the inlet and the outlet, and transmitting scattered light and fine dust scattered from the fine dust at the other side of the housing; An optical measuring unit including a light detector for detecting transmitted light;
A weight measuring unit including a sensor having a surface on which fine dust is placed, the weight measuring unit being installed at a lower end of the housing, the sensor comprising: a weight measuring unit sensing a frequency change amount before and after the fine dust is placed on the surface of the sensor; And
A processing unit calculating characteristic information of fine dusts based on the scattered light, the transmitted light, and the frequency change amount;
Fine dust identification device comprising a.
제6항에 있어서,
상기 중량 측정부는 상기 센서가 주파수 변화량을 감지하면 미세먼지들이 상기 센서로부터 상기 유출구로 유동하도록 가이드하는 진동자를 더 포함하는 미세먼지 식별 디바이스.
The method of claim 6,
And the weight measuring unit further comprises a vibrator for guiding fine dust to flow from the sensor to the outlet when the sensor senses a frequency change amount.
제7항에 있어서,
상기 중량 측정부는 상기 센서로부터 상기 유출구로의 미세먼지들의 유동을 가속화하는 히터를 더 포함하는 미세먼지 식별 디바이스.
The method of claim 7, wherein
The weighing unit further comprises a heater for accelerating the flow of fine dust from the sensor to the outlet.
제6항에 있어서,
상기 처리부는 상기 산란광과 상기 투과광에 기초하여 미세먼지들의 각각의 크기를 계산하고, 상기 주파수 변화량에 기초하여 미세먼지들의 질량을 계산하고, 계산된 미세먼지들의 각각의 크기와 계산된 미세먼지들의 질량을 이용하여 미세먼지들의 밀도를 계산하고, 미세먼지들의 밀도에 기초하여 미세먼지들의 종류와 상기 미세먼지들이 이루는 군의 조성비를 산출하는 미세먼지 식별 디바이스.The method of claim 6,
The processing unit calculates the size of each of the fine dusts based on the scattered light and the transmitted light, calculates the mass of the fine dusts based on the frequency change amount, and calculates the size of each of the calculated fine dusts and the mass of the calculated fine dusts. And calculating the density of the fine dust and calculating the type of the fine dust and the composition ratio of the group of the fine dust based on the density of the fine dust.
KR1020180014227A 2018-02-05 2018-02-05 Device and system for identifying fine dust KR20190094736A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180014227A KR20190094736A (en) 2018-02-05 2018-02-05 Device and system for identifying fine dust

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180014227A KR20190094736A (en) 2018-02-05 2018-02-05 Device and system for identifying fine dust

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190094736A true KR20190094736A (en) 2019-08-14

Family

ID=67622417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180014227A KR20190094736A (en) 2018-02-05 2018-02-05 Device and system for identifying fine dust

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190094736A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102229385B1 (en) * 2021-01-13 2021-03-18 주식회사 필라스크리에이션 Automatic fine dust measurement device having function of humidity correction through peltier element type dehumidification
KR102256445B1 (en) * 2019-11-22 2021-05-27 (주)와이솔 Dust sensor for dust removal
KR20220008450A (en) * 2020-07-14 2022-01-21 주식회사 다산에스엠 Dual Type Stack Dust Measuring Apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102256445B1 (en) * 2019-11-22 2021-05-27 (주)와이솔 Dust sensor for dust removal
KR20220008450A (en) * 2020-07-14 2022-01-21 주식회사 다산에스엠 Dual Type Stack Dust Measuring Apparatus
KR102229385B1 (en) * 2021-01-13 2021-03-18 주식회사 필라스크리에이션 Automatic fine dust measurement device having function of humidity correction through peltier element type dehumidification

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190094736A (en) Device and system for identifying fine dust
JP4363769B2 (en) Method for detecting particles in a tobacco leaf particle stream
SE454219B (en) SET AND DEVICE TO META THE COAGULATION TIME OF THE BLOOD
CN102428377B (en) The calibration of particle detection and sensor
KR102392601B1 (en) Dust sensor
US9993828B2 (en) Particle precipitator
KR101159762B1 (en) Paticle Measurement Apparatus
JP5443787B2 (en) A device that counts fibers in the air with high accuracy
JP2014530736A5 (en)
KR20170097391A (en) Sensor device for sensing fine dust
JP2012189483A (en) Particle measuring apparatus
US20140356078A1 (en) Powder Flow Monitor and Method for In-flight Measurement of a Flow of Powder
JP2012073070A (en) Fine particle measuring device
JP5326120B2 (en) Apparatus and method for measuring particle mass concentration in fluid, and apparatus and method for measuring particle density in fluid
JPH08159949A (en) Particle detection device
CN108426806A (en) particulate matter measuring apparatus and its operating method
US6005662A (en) Apparatus and method for the measurement and separation of airborne fibers
US20230021225A1 (en) Method and aerosol measuring device for determining the particle velocity of an aerosol
US6122054A (en) Device for measuring the concentration of airborne fibers
JP2006153709A (en) Floating-particle analyzer and floating-particle analytical method
JP5524305B2 (en) Parts counting device
US9459243B2 (en) Ultrasonic transducers in aspirating smoke detectors for transport time measurement
JP6153127B2 (en) Dust sensor
JP3193670B2 (en) Smoke detector
JP2022057774A (en) Particle detection sensor and particle detection device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment