KR20200025571A - A drone for detecting the density of the fine dust - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 미세먼지 탐지 드론에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자유롭게 상공을 비행하면서 비행 추력에 의한 방해 없이 미세먼지 및 휘발성 유기화합물의 농도를 실시간으로 감지할 수 있는 미세먼지 탐지 드론에 관한 것이다. The present invention relates to a fine dust detection drone, and more particularly, to a fine dust detection drone capable of detecting the concentration of fine dust and volatile organic compounds in real time without interference by flight thrust while flying freely.
최근 국내는 물론 이웃 나라인 중국의 급격한 산업화에 따라 공기 중의 미세먼지 농도가 큰 사회적 이슈가 되고 있다. 즉, 1년 중 상당 기간이 미세먼지 농도가 위험 수준 이상을 유지할 정도로 우리나라의 대기 중 미세먼지 고농도 문제는 심각하다. Recently, with the rapid industrialization of China as well as the neighboring country, the concentration of fine dust in the air has become a big social issue. In other words, the problem of high concentration of fine dust in the air in Korea is serious enough that a considerable amount of dust remains at a dangerous level for more than a year.
그러나 현재는 미세먼지의 발생 원인 및 그 이동 경로 등에 대한 명확한 규명이 없어서 이를 줄일 수 있는 대책 마련이 늦어지고 있다. 미세먼지의 발생 원인 및 그 이동 경로에 대한 명확한 규명을 위해서는 장기간에 걸쳐서 다양한 위치에 대한 미세먼지의 농도를 탐지하고 감시할 필요성이 있다. However, at present, there is no clear identification of the cause of the fine dust and its movement path, so it is delayed to prepare a countermeasure for reducing the dust. It is necessary to detect and monitor the concentration of fine dust at various locations over a long time in order to clarify the cause of the fine dust and its migration path.
그런데 종래에는 지표면 근처 또는 건물 옥상 등 에서만 미세먼지 농도를 측정할 수 있었으므로 그 실효성에 상당한 문제점이 있다. 따라서 다양한 위치로 자유롭게 이동하면서 미세먼지의 농도를 측정할 수 있는 기술의 개발이 절실하게 요구되고 있다. However, in the related art, since the fine dust concentration could be measured only near the ground surface or on the roof of a building, there is a significant problem in its effectiveness. Therefore, the development of a technology that can measure the concentration of fine dust while moving freely to various locations is urgently required.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 자유롭게 상공을 비행하면서 비행 추력에 의한 방해 없이 미세먼지 및 휘발성 유기화합물의 농도를 실시간으로 감지할 수 있는 미세먼지 탐지 드론을 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide a fine dust detection drone that can detect the concentration of the fine dust and volatile organic compounds in real time without interference by flight thrust while flying freely.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 미세먼지 탐지 드론은, 탐지 지역의 상공을 비행하는 기체; 상기 기체로부터 측방으로 방사 형상으로 뻗어나간 위치에서 비행 추진력을 발생시키는 추력장치; 상기 기체의 하방으로 뻗어나간 위치에 수평 방향으로 설치되며, 상기 기체의 착륙시 지면과 접촉하는 착지관; 상기 착지관의 일측 말단에 삽입되어 설치되며, 주변 공기를 흡입하여 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 농도 측정부; 상기 착지관의 타측 말단에 삽입되어 설치되며, 주변 공기를 흡입하여 휘발성유기화합물의 농도를 측정하는 VOC 농도 측정부;를 포함한다. The fine dust detection drone according to the present invention for solving the above technical problem, the gas flying over the detection area; A thrust device for generating flight propulsion at a position extended radially laterally from the gas; A landing tube installed in a horizontal direction at a position extended downward of the gas and contacting the ground when the gas is landed; A fine dust concentration measuring unit inserted into one end of the landing tube and measuring fine dust concentration by sucking ambient air; It is inserted into the other end of the landing tube is installed, the VOC concentration measuring unit for measuring the concentration of volatile organic compounds by sucking the ambient air.
그리고 본 발명에서 상기 착지관은 상기 기체 측면에 상단이 결합되는 설치 로드의 하단에 중앙 부분이 결합되어 설치되는 것이 바람직하다. And in the present invention, the landing tube is preferably installed in the center portion is coupled to the lower end of the installation rod is coupled to the upper side to the gas side.
또한 본 발명에 따른 미세먼지 탐지 드론에는, 상기 설치 로드와 착지관의 결합 위치에 설치되며, 상기 착지관을 상기 설치 로드에 대하여 회동시키는 회동 결합부가 더 구비되는 것이 바람직하다. In addition, the fine dust detection drone according to the present invention is preferably provided at a coupling position of the installation rod and the landing tube, the rotation coupling portion for rotating the landing tube with respect to the installation rod is preferably provided.
또한 본 발명에서 상기 미세먼지 농도 측정부는, 상기 착지관의 일측 말단을 차단하여 설치되며, 미세 기공을 가지는 미세먼지 흡입부; 상기 미세먼지 흡입부의 내측면에 증착되어 설치되며, 일정한 간격을 가지는 미세먼지 유입 공간에 정전용량을 형성하는 전극부; 상기 전극부에 형성되는 정전용량의 변화를 측정하여 미세먼지의 농도를 측정하는 측정부;를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, the fine dust concentration measuring unit in the present invention, is installed by blocking one end of the landing pipe, fine dust suction unit having fine pores; An electrode unit which is deposited on the inner surface of the fine dust suction unit and forms capacitance in the fine dust inflow space having a predetermined interval; It is preferable to include a; measuring unit for measuring the concentration of the fine dust by measuring the change in the capacitance formed in the electrode unit.
또한 본 발명에서 상기 VOC 농도 측정부는, 상기 착지관의 타측 말단을 차단하여 설치되는 먼지 거름 필터; 상기 먼지 거름 필터 내측에 설치되며, 휘발성유기화합물 기체와 반응하여 가역적으로 굴절률이 변화되는 물질을 이용하여 상기 먼지 거름 필터를 통과한 공기 중에 존재하는 휘발성유기화합물 기체의 농도를 측정하는 농도 측정 센서;를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, the VOC concentration measuring unit, a dust filter installed to block the other end of the landing pipe; A concentration sensor installed inside the dust filter and measuring a concentration of the volatile organic compound gas present in the air passing through the dust filter by using a material that reversibly changes the refractive index by reacting with the volatile organic compound gas; It is preferable to include.
또한 본 발명에 따른 미세먼지 탐지 드론에는, 상기 착지관의 중앙 부분에는 상기 착지관을 관통하여 배출공이 형성되고, 상기 착지관의 중앙 내부에는 상기 착지관의 양측 말단에서 중앙 방향으로 기체를 흡입하는 기체 흡입 펌프가 구비되는 것이 바람직하다. In addition, in the fine dust detection drone according to the present invention, a discharge hole is formed in the center portion of the landing tube through the landing tube, and inside the center of the landing tube, the gas is sucked from both ends of the landing tube to the center direction. Preferably, a gas suction pump is provided.
본 발명의 미세먼지 탐지 드론에 의하면 자유롭게 상공을 비행하면서 비행 추력에 의한 방해 없이 미세먼지 및 휘발성 유기화합물의 농도를 실시간으로 감지할 수 있는 현저한 효과를 달성할 수 있다. According to the fine dust detection drone of the present invention, it is possible to achieve a remarkable effect that can detect the concentration of fine dust and volatile organic compounds in real time without interference by flight thrust while flying freely.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 탐지 드론의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 로드와 착지관의 결합 상태를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 농도 측정부 및 VOC 농도 측정부의 설치 상태를 도시하는 도면이다.
도 4, 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 농도 측정부의 구조를 도시하는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 VOC 농도 측정부의 구조를 도시하는 도면이다. 1 is a perspective view showing the configuration of a fine dust detection drone according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a coupling state of the installation rod and the landing tube according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating an installation state of the fine dust concentration measuring unit and the VOC concentration measuring unit according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are views showing the structure of the fine dust concentration measurement unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a structure of a VOC concentration measuring unit according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a specific embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 미세먼지 탐지 드론(100)은, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 기체(110), 추력장치(120), 착지관(130), 미세먼지 농도 측정부(160) 및 VOC 농도 측정부(170)를 포함하여 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 1 to 3, the fine
먼저 상기 기체(110)는 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 탐지 드론(100)의 몸체를 이루는 부분으로서, 탐지 지역의 상공을 자유롭게 비행하는 구성요소이다. 상기 기체(110)에는 다른 구성요소들의 설치 및 결합을 위한 공간 및 구성요소들이 설치되며, 필요에 따라 배터리, GPS 모듈, 무선통신 모듈 및 제어부 등이 더 구비될 수 있다. First, as shown in FIG. 1, the
다음으로 상기 추력장치(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 기체(110)로부터 측방으로 방사 형상으로 뻗어나간 위치에서 비행 추진력을 발생시키는 구성요소이다. 상기 추력장치(120)는 상기 기체(110)와 연결시키는 연결봉(122)과, 회전하면서 추력을 발생시키는 날개부(124)를 포함하여 구성될 수 있다. 물론 상기 날개부(124)에는 회전력을 발생시키는 로터가 구비된다. Next, as shown in FIG. 1, the
다음으로 상기 착지관(130)은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 기체(110)의 하방으로 뻗어나간 위치에 수평 방향으로 설치되며, 상기 기체(110)의 착륙시 지면과 접촉하는 구성요소이다. 본 실시예에서 상기 착지관(130)은 상기 기체(110)의 하면과 평행하게 설치되며, 2개 이상의 착지관이 나란하게 설치되는 것이 바람직하다. Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the
그리고 본 실시예에서 상기 착지관(130)은 단면 형상이 원형 또는 다각형 형상을 가지되, 내부에 빈 공간이 형성된 관 형상을 가진다. 이러한 착지관(130)은 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 설치 로드(140)에 의하여 상기 기체(110) 측면에 결합된다. 즉, 수직으로 기립되어 설치되는 상기 설치 로드(140)의 상단이 상기 기체(110)의 측면에 결합되고, 상기 설치 로드(140)의 하단이 상기 착지관(130)의 중앙 부분에 결합되는 결합관계를 가지는 것이다. In addition, in the present embodiment, the
특히, 상기 설치 로드(140)와 상기 착지관(130)의 결합 부분에는 상기 착지관(130)을 상기 설치 로드(140)에 대하여 회전시킬 수 있는 회동 결합부(150)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 상기 회동 결합부(150)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 설치 로드(140)와 착지관(130)의 결합 위치에 설치되며, 상기 착지관(130)을 상기 설치 로드(140)에 대하여 회동시켜, 상기 설치 로드(140)와 동일한 방향으로 기립시키는 것이다. In particular, the coupling portion of the
이렇게 상기 회동 결합부(150)에 의하여 상기 착지관(130)이 기립되면, 상기 착지관(130)의 일측 단부는 상기 기체(110) 및 추력장치(120)로부터 멀어지면서 하측을 향한다. 이러한 상태가 되면 상기 착지관(130)의 말단에 설치되는 미세먼지 농도 측정부(160) 또는 VOC 농도 측정부(170)는 상기 추력장치(120)에 의하여 발생되는 기류에 의하여 영향을 받지 않고 주변 공기를 흡입할 수 있는 장점이 있다. When the
다음으로 상기 미세먼지 농도 측정부(160)는 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 상기 착지관(130)의 일측 말단에 삽입되어 설치되며, 주변 공기를 흡입하여 미세먼지 농도를 측정하는 구성요소이다. 즉, 상기 미세먼지 농도 측정부(160)는 상기 착지관(130)의 내부 공간에 설치되어 주변 공기의 미세먼지 농도를 측정하는 것이며, 드론(100)의 착지관(130) 등에 설치되므로 매우 작은 부피와 무게를 가지는 것이 바람직하다. Next, the fine dust
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 미세먼지 농도 측정부(160)를 구체적으로 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이, 미세먼지 흡입부(162), 전극부(164) 및 측정부(166)로 나누어 구성한다. 먼저 상기 미세먼지 흡입부(162)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 착지관(130)의 일측 말단을 차단하여 설치되며, 미세 기공을 가지는 재료로 이루어진다. 따라서 상기 미세먼지 흡입부(162)를 통해서는 큰 부피를 가지는 먼지나 이물질은 걸러지면서도 상기 미세먼지 흡입부(162)의 기공 크기보다 작은 미세먼지는 흡입된다. To this end, in the present exemplary embodiment, the fine dust
이때 상기 기공 크기 미세먼지 기준인 10㎛나 초미세먼지 기준인 2. 5㎛ 중 어느 하나로 정해질 수 있다. At this time, the pore size may be set to any one of 10 μm based on fine dust or 2.5 μm based on ultrafine dust.
이때 상기 미세먼지 흡입부(162)는 상기 착지관(130)의 내면에 억지끼움 방식으로 끼워지도록 상기 착지관(130)의 내면과 일치하는 형상 및 크기를 가진다. At this time, the fine
다음으로 상기 전극부(164)는 도 4, 5에 도시된 바와 같이, 상기 미세먼지 흡입부(162)의 내측면에 증착되어 설치되며, 일정한 간격을 가지는 미세먼지 유입 공간에 정전용량을 형성하는 구성요소이다. 즉, 상기 전극부(164)는 상기 미세먼지 흡입부(162)의 내측면에 서로 마주보도록 한 쌍의 전극(164a, 164b)으로 설치되되, 서로 접촉 영역이 극대화되도록 도 4에 도시된 바와 같이, 지그재그 형상을 가지는 것이 바람직하다. Next, as shown in FIGS. 4 and 5, the
이러한 구조를 가지는 상기 전극부(164)는 양측 전극(164a, 164b)에 각각 전원이 인가되면 그 사이 영역에 정전용량이 형성된다. In the
다음으로 상기 측정부(166)는 상기 전극부(164)에 형성되는 정전용량의 변화를 측정하여 미세먼지의 농도를 측정하는 구성요소이다. 전술한 바와 같이, 상기 전극부9164)를 이루는 양측 전극(164a, 164b) 사이의 공간으로 미세먼지가 통과하면 이미 형성되어 있던 정전용량에 변화가 발생하고 이 변화의 크기를 측정하여 미세먼지의 농도를 측정하는 것이다. Next, the
이러한 방식에 의하여 미세먼지 농도를 측정하면 매우 작고 간단한 구성으로 미세먼지 농도를 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다. By measuring the fine dust concentration by this method, there is an advantage that the fine dust concentration can be accurately measured in a very small and simple configuration.
다음으로 상기 VOC 농도 측정부(170)는 도 3, 6에 도시된 바와 같이, 상기 착지관(130)의 타측 말단에 삽입되어 설치되며, 주변 공기를 흡입하여 휘발성유기화합물의 농도를 측정하는 구성요소이다. 즉, 상기 VOC 농도 측정부(170)는 상기 미세먼지 농도 측정부(160)의 반대편에 설치되며, 상기 미세먼지 농도 측정부9160)와 함께 공기질 악화의 원인이 되는 휘발성 유기 화합물 기체(VOC)의 농도를 측정하는 것이다. Next, the VOC
이를 위하여 본 실시예에서는 상기 VOC 농도 측정부(170)를 구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 먼지 거름 필터(도면에 미도시)와 농도 측정 센서로 구성할 수 있다. 상기 먼지 거름 필터는 상기 착지관(130)의 말단에 상기 착지관(130)의 내부 공간을 차단하여 설치되며, 일정한 크기 이상의 먼지 및 이물질이 통과하는 것을 차단한다. To this end, in this embodiment, the VOC
다음으로 상기 농도 측정센서는 상기 먼지 거름 필터 내측에 설치되며, 휘발성유기화합물 기체와 반응하여 가역적으로 굴절률이 변화되는 물질을 이용하여 상기 먼지 거름 필터를 통과한 공기 중에 존재하는 휘발성유기화합물 기체의 농도를 측정하는 구성요소이다. 이를 위하여 상기 농도 측정 센서(170)는 도 6에 도시된 바와 같이, 구체적으로 상기 착지관 내부에 상기 착지관(130)과 나란하게 설치되며, 내부로 일정한 파장의 빛이 투과되는 광섬유(172), 상기 광섬유(172)의 일측면을 갈아낸 후 그 면에 부착되어 설치되는 굴절률 변화부(174)를 포함하여 구성될 수 있다. Next, the concentration sensor is installed inside the dust filter, the concentration of the volatile organic compound gas present in the air passing through the dust filter using a material that reversibly changes the refractive index in response to the volatile organic compound gas Is a component that measures. To this end, as shown in FIG. 6, the
따라서 상기 착지관(130)을 통과하는 공기 중에 휘발성 유기화합물이 존재하면 상기 굴절률 변화부(174)의 굴절률이 변화되고 이에 의하여 상기 굴절률 변화부(174)를 통과하는 빛의 변화된 굴절률을 이용하여 휘발성 유기 화합물의 농도를 측정하는것이다. Therefore, when the volatile organic compound is present in the air passing through the
한편 본 실시예에 따른 미세먼지 탐지 드론(100)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 기체 흡입 펌프(180)와 배출공(136)이 더 구비되는 것이 바람직하다. 먼저 상기 기체 흡입 펌프(180)는 상기 착지관(130)의 중앙 내부에 설치되며, 상기 착지관(130)의 양측 말단에서 중앙 방향으로 기체를 흡입하는 구성요소이다. 이 기체 흡입 펌프(180)에 의하여 상기 추력장치(120)에 의한 기류와 상관없이 상기 미세먼지 농도 측정부(160)와 상기 VOC 농도 측정부(170)를 가로질러서 주변 공기가 강제적으로 유입된다. Meanwhile, as shown in FIG. 3, the fine
그리고 상기 기체 흡입 펌프(180)에 의하여 유입되고, 농도 측정이 완료된 공기는 상기 배출공(136)을 통하여 외부로 배출된다. 이를 위하여 상기 배출공(136)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 착지관(136)의 중앙 부분에 상기 착지관을 관통하여 다수개가 형성된다. In addition, the air introduced by the
100 : 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 탐지 드론
110 : 기체 120 : 추력장치
130 : 착지관 140 : 설치 로드
150 : 회동 결합부 160 : 미세먼지 농도 측정부
170 : VOC 농도 측정부 180 : 공기 흡입 펌프100: fine dust detection drone according to an embodiment of the present invention
110: gas 120: thrust device
130: landing tube 140: installation rod
150: rotation coupling unit 160: fine dust concentration measurement unit
170: VOC concentration measuring unit 180: air intake pump
Claims (4)
상기 기체로부터 측방으로 방사 형상으로 뻗어나간 위치에서 비행 추진력을 발생시키는 추력장치;
상기 기체의 하방으로 뻗어나간 위치에 수평 방향으로 설치되며, 상기 기체의 착륙시 지면과 접촉하는 착지관;
상기 착지관의 일측 말단에 삽입되어 설치되며, 주변 공기를 흡입하여 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지 농도 측정부;
상기 착지관의 타측 말단에 삽입되어 설치되며, 주변 공기를 흡입하여 휘발성유기화합물의 농도를 측정하는 VOC 농도 측정부;를 포함하는 미세먼지 탐지 드론.A gas flying over the detection zone;
A thrust device for generating flight propulsion at a position extended radially laterally from the gas;
A landing tube installed in a horizontal direction at a position extended downward of the gas and contacting the ground during landing of the gas;
A fine dust concentration measurement unit inserted into one end of the landing tube and measuring fine dust concentration by sucking ambient air;
And a VOC concentration measuring unit inserted into the other end of the landing tube and measuring the concentration of the volatile organic compound by inhaling ambient air.
상기 기체 측면에 상단이 결합되는 설치 로드의 하단에 중앙 부분이 결합되어 설치되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 탐지 드론. According to claim 1, wherein the landing tube,
The fine dust detection drone, characterized in that the center portion is coupled to the lower end of the installation rod is coupled to the upper side of the gas installation.
상기 설치 로드와 착지관의 결합 위치에 설치되며, 상기 착지관을 상기 설치 로드에 대하여 회동시키는 회동 결합부;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 탐지 드론.
The method of claim 2,
And a rotation coupling part installed at a coupling position of the installation rod and the landing tube and rotating the landing tube with respect to the installation rod.
상기 착지관의 일측 말단을 차단하여 설치되며, 미세 기공을 가지는 미세먼지 흡입부;
상기 미세먼지 흡입부의 내측면에 증착되어 설치되며, 일정한 간격을 가지는 미세먼지 유입 공간에 정전용량을 형성하는 전극부;
상기 전극부에 형성되는 정전용량의 변화를 측정하여 미세먼지의 농도를 측정하는 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 탐지 드론. The method of claim 1, wherein the fine dust concentration measuring unit,
A fine dust suction unit installed to block one end of the landing tube and having fine pores;
An electrode unit which is deposited on the inner surface of the fine dust suction unit and forms capacitance in the fine dust inflow space having a predetermined interval;
And a measurement unit for measuring a concentration of fine dust by measuring a change in capacitance formed in the electrode unit.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180103149A KR20200025571A (en) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | A drone for detecting the density of the fine dust |
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ID=69800905
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| KR (1) | KR20200025571A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102505776B1 (en) * | 2022-04-22 | 2023-03-06 | (주)와우미래기술 | Apparatus and System for Measuring Air Quality |
-
2018
- 2018-08-31 KR KR1020180103149A patent/KR20200025571A/en unknown
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