KR20200033619A - 미세먼지 감지 센서 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세먼지가 광원이나 수광소자에 먼지가 부착으로 인하여 출력값이 저하되는 현상을 방지하고, 주기적으로 부착된 먼지를 제거하지 않아도 되는 미세먼지 감지 센서 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리는, 외부로부터 유입된 공기가 유동하는 공기유로(11a)가 형성되는 하우징(11)과, 외부로부터 상기 공기유로(11a)로 공기를 유입시키고, 상기 하우징(11)의 내부에 장착되는 팬모터(15)와, 상기 공기유로(11a)를 유동하는 공기와 교차하도록 빛을 조사(照射)하는 광원(21)과, 상기 공기유로(11a)를 통과중인 공기에 포함된 먼지에 의해 산란된 광을 수광하는 수광센서(25)를 포함하고, 상기 공기유로(11a)는 외부로부터 유입되는 부위는 상기 광원(21)으로부터 조사된 빛과 교차하는 부위보다 단면적이 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

미세먼지 감지 센서 어셈블리{SENSOR ASSEMBLY FOR PARTICULATE MATTER}
본 발명은 공기에 포함된 미세먼지의 농도를 감지하는 미세먼지 감지 센서에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광원이나 수광소자에 먼지가 부착되는 것을 방지하여, 먼지의 부착으로 출력값이 저하되는 현상을 방지하고, 주기적으로 부착된 먼지를 제거하지 않아도 되는 미세먼지 감지 센서 어셈블리에 관한 것이다.
대기중에 분포하는 미세먼지는 각종 호흡기 질환을 유발할 수 있으므로, 공기 중에 포함된 미세먼지를 적정수준 이하로 관리되어야 한다.
특히, 최근에는 직경 2.5 ㎛ 이하의 초미세먼지(PM 2.5)의 유해성이 널리 알려지면서, 대기 중의 미세먼지에 대한 관심은 더욱 고조되고 있다.
차량의 실내와 같이, 밀폐된 공간에서는 실내 공기 중의 미세먼지의 농도를 감지하고, 공기청정기로 공기를 정화하여 미세먼지의 농도를 관리할 수 있다.
도 1에는 종래기술에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리(100)가 도시되어 있다. 하우징(111)에 외부로부터 유입구(111a)를 통하여 유입된 공기가 유동하는 통로가 형성되고, 상기 하우징(111)으로 공기를 유입하는 팬모터(115)가 구비되어, 상기 팬모터(115)가 작동하면, 외부로부터 먼지가 포함된 공기가 유입되도록 한다. 또한, 상기 하우징(111)의 내부에는 광원(121)과 상기 광원(121)으로부터 조사된 적외선을 수광하는 수광센서(125)가 구비된다. 상기 광원(121)으로부터 조사된 적외선은 유동중인 공기를 통과하면서, 상기 공기에 포함된 먼지에 의해 산란된다. 상기 먼지에 의해 산란된 적외선은 자외선과 가시광선를 통과시키지 않는 밴드 패스 필터(123)를 통과한 후, 집광렌즈(124)에 의해 집광된 후 상기 수광센서(125)에 수광된 적외선을 연산하여, 공기중의 미세먼지의 농도를 측정한다.
그러나 상기와 같은 종래기술에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리(100)는 장시간 사용시, 유동 중인 공기와 접하는 부품, 예컨대 상기 광원(121)을 보호하는 클리어 플레이트(122), 상기 밴드 패스 필터(123) 등에 미세먼지가 부착되는 문제점이 있다.
이러한 미세먼지의 부착으로 인하여 상기 수광센서(125)에 수광되는 광량이 줄어들어 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(100)의 감지성능이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 미세먼지의 부착으로 인한 문제점을 해결하기 위해서는 주기적으로 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(100)를 분해하여 미세먼지를 제거해야 하는 불편함이 있었다.
한편, 하기의 선행기술문헌에는 '광전식 연기감지기의 점검장치'에 관한 기술이 개시되어 있다.
KR 10-2010-0114300 A
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 내부를 유동하는 공기에 포함된 미세먼지가 부착되는 것을 방지하고, 장시간 사용후에도 감도를 유지할 수 있도록 한 미세먼지 감지 센서 어셈블리를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리는, 외부로부터 유입된 공기가 유동하는 공기유로가 형성되는 하우징과, 외부로부터 상기 공기유로로 공기를 유입시키고, 상기 하우징의 내부에 장착되는 팬모터와, 상기 공기유로를 유동하는 공기와 교차하도록 빛을 조사하는 광원과, 상기 공기유로를 통과중인 공기에 포함된 먼지에 의해 산란된 광을 수광하는 수광센서를 포함하고, 상기 공기유로는 외부로부터 유입되는 부위는 상기 광원으로부터 조사된 빛과 교차하는 부위보다 단면적이 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 공기유로는, 정해진 길이만큼 정해진 단면적으로 형성되고 외부로부터 공기가 유입되는 유입부와, 상기 유입부에 연결되고, 상기 유입부보다 작은 단면적으로 형성되며, 상기 광원으로부터 조사된 빛과 교차하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 내부에는 상기 광원으로부터 조사된 빛이 상기 공기유로로 조사되도록 상기 공기유로와 연통되는 광경로부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 공기유로는 상기 유입부가 상기 감지부에 연결되는 넥부에서 상기 공기의 유동 방향이 상기 하우징의 폭방향에서 높이방향으로 전환되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 넥부는 상기 하우징의 외곽에 인접한 부위 쪽으로 단면적이 감소되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 감지부는 상기 공기의 유동방향을 따라 단면적이 좁아지다가 넓어지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 공기유로는 상기 광경로부와 연통되는 부위의 단면적이 최소인 것을 특징으로 한다.
상기 광경로부에는 상기 광경로부와 수직한 방향으로 공간이 형성되는 먼지포집부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 먼지포집부는 상기 광경로부를 따라 간격으로 두고 복수로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 먼지포집부들은 서로 단면적이 다르게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 먼지포집부는 상기 광원으로부터 멀어질수록 단면적이 감소되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광경로부와 동축상에는 상기 공기유로를 통과하는 빛을 내부로 입사시켜 소멸시키는 광소멸부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 광소멸부는, 상기 공기유로를 통과한 빛을 상기 광소멸부의 내부로 반사시키는 반사면과, 상기 반사면에서 반사된 빛이 소멸되도록 반복되게 형성되는 복수의 경사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수광센서는 상기 광경로부와 수직한 방향에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 광원은 상기 공기유로를 유동중인 공기로 레이저빔을 조사하는 것을 특징으로 한다.
상기 수광센서는 상기 공기유로를 유동중인 먼저에 의해 산란된 빛을 수광하는 포토다이오드이고, 상기 수광센서에서 출력된 신호를 처리하여 먼지농도를 연산하는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징에는 상기 하우징의 내부를 페쇄하는 커버가 구비되고, 상기 커버에는 상기 공기유로와 연통되어 외부로부터 상기 공기유로로 공기가 유입되도록 하는 유입구가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 커버에는 조화된 공기를 상기 차량의 실내로 송풍하는 에어벤트로부터 상기 하우징으로 공기를 유동시키는 공기도입구가 상기 하우징이 기밀되도록 하는 밀착패드가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기 하우징의 일측에는 상기 하우징을 체결시키는 체결수단이 관통하는 마운팅홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 체결수단은 체결볼트이고, 상기 에어벤트에는 체결볼트가 나사결합되는 마운팅부가 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 미세먼지 감지 센서 어셈블리에 따르면, 유입된 먼지 중에서 비교적 직경이 큰 먼지는 더 이상 내부로 유입되지 않아 내부가 먼지로 오염되는 현상을 저감시킬 수 있다. 공기와 함께 유동하는 먼지는 공기 유동의 최적화로 광경로 상으로 이동하는 것이 최대한 차단되어 광원 또는 수광센서가 먼지로 인하여 오염되는 현상이 줄어든다. 또한, 일부가 광원 쪽으로 이동하더라도, 먼지 포집부에 의해 광원이 오염되는 현상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 상기 광원과 수광센서의 오염이 저감됨으로써, 주기적으로 내부를 청소해야하는 불편함이 없어지므로, 내부 청소에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
한편, 광원으로부터 조사된 빛 중 수광센서로 조사되지 않는 빛은 소멸되도록 함으로써, 상기 수광센서의 정확성을 높일 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리의 내부를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블의 내부 도 2의 Ⅰ-Ⅰ의 선에 따라 도시한 단면도.
도 4는 도 3의 Ⅱ- Ⅱ선에 따른 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리의 내부에서 공기가 유동하는 경로를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리의 내부로 공기가 유입되는 상태를 도시한 단면도.
도 7은 도 6의 Ⅲ- Ⅲ-선에 따른 도시한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리에서 공기의 유동과 적외선이 교차하는 부분을 상세히 도시한 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리에서 먼지가 먼지 포집부에 포집되는 과정과 광소멸부에서 빛이 소멸되는 상태를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리가 차량의 일측에 설치된 일례를 도시한 단면도.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)는 외부로부터 유입된 공기가 유동하는 공기유로(11a)가 형성되는 하우징(11)과, 외부로부터 상기 공기유로(11a)로 공기를 유입시키고, 상기 하우징(11)의 내부에 장착되는 팬모터(15)와, 상기 공기유로(11a)를 유동하는 공기와 교차하도록 빛을 조사(照射)하는 광원(21)과, 상기 공기유로(11a)를 통과중인 공기에 포함된 먼지에 의해 산란된 광을 수광하는 수광센서(25)를 포함한다.
하우징(11)은 내부에 공기가 유동하는 있는 공기유로(11a)가 형성되고, 후술되는 다른 구성요소가 장착된다.
상기 하우징(11)에 외부로부터 유입된 공기가 유동할 수 있도록 공기유로(11a)가 형성된다. 상기 공기유로(11a)는 외부로부터 공기가 유입되는 유입부(11aa), 상기 공기유로(11a)를 유동하는 공기에 포함된 먼지를 감지하는 감지부(11ab), 상기 유입부(11aa)와 상기 감지부(11ab)를 연결하는 넥부(11ac)를 포함한다.
상기 유입부(11aa)는 외부로부터 유입된 공기가 상기 유입부(11aa)의 내부에서 와류가 형성되어 비교적 큰 입자의 먼지는 감지부(11ab)로 유입되지 않도록 한다. 상기 유입부(11aa)는 상기 하우징(11)의 일방향을 따라 정해진 길이만큼 정해진 단면적으로 형성된다. 이후, 상기 유입부(11aa)는 단면적이 감소하고 상기 유입부(11aa)와 수직한 방향으로 공기의 유동 방향을 전환시키는 넥부(11ac)를 통하여 감지부(11ab)로 연결된다. 상기 유입부(11aa)는 상기 하우징(11)의 높이방향으로 유입된 공기를 상기 하우징(11)의 높이방향을 따라 유입된 공기는 상기 유입부(11aa)에서 상기 하우징(11)의 폭방향으로 전환된다.
상기 유입부(11aa)보다 상기 유입부(11aa)에 연결되는 넥부(11ac)의 단면적이 작고, 상기 넥부(11ac)가 상기 공기유로(11a)의 방향을 상기 하우징(11)의 폭방향에서 높이방향으로 전환되도록 한다. 이에 따라 상기 유입부(11aa)에서는 외부로부터 유입된 공기의 흐름에 와류가 발생하여, 비교적 직경이 큰 먼지(대략 10 ㎛ 이상)는 상기 유입부(11aa)의 내부에 남아 있고, 직경이 작은 먼지가 상기 넥부(11ac)를 통하여 감지부(11ab)로 이동하게 된다.
이와 같이, 상기 유입부(11aa)에서 입자가 큰 먼지를 1차적으로 차단하므로, 입자가 큰 먼지에 의해 광원(21) 또는 수광센서(25)가 오염되는 것을 차단하여, 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 유입부(11aa)에서 입자가 큰 먼지를 제거하여 입자가 작은 먼지만 감지부(11ab)로 유입되도록 함으로써, 상기 감지부(11ab)에서 측정할 수 있는 먼지 입자의 크기를 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 유입부(11aa)에서 PM 10 이상의 먼지를 차단함으로써, 상기 감지부(11ab)에서는 PM 2.5와 같이 초미세먼지의 농도를 측정할 수 있다.
상기 감지부(11ab)는 상기 유입부(11aa)와 넥부(11ac)를 통하여 연결된다. 상기 감지부(11ab)는 상기 공기유로(11a)를 유동중인 공기에 포함된 먼지를 감지하기 위해, 상기 공기가 직선으로 유동하도록 형성된다. 이때, 상기 감지부(11ab)는 후술되는 광원(21)에 먼지가 흡착되는 것을 방지하기 위하여, 광원(21)으로부터 조사된 빛이 투사되는 부위에서는 속도가 최대로 한다. 상기 공기의 유동속도가 빨라지면, 상기 먼지는 유동중인 공기로부터 분리되기 어렵다. 따라서, 상기 공기유로(11a)에서 상기 공기의 유동속도가 빨라지도록 함으로써, 먼지가 광원(21) 쪽으로 이동하는 것을 차단한다. 한편, 상기 공기유로(11a)를 유동중인 공기의 속도가 빨라지도록 하기 위해, 상기 공기유로(11a)의 단면적이 공기의 유동방향을 따라 좁아지다가 넓어지도록 형성되도록 한다. 상기 감지부(11ab)에서 입구와 출구보다 중간부분의 단면적이 작아지면, 중간부분에서 속도가 빨라지게 되어 먼지가 광원(21)쪽으로 이동하는 것을 차단할 수 있다. 즉, 상기 감지부(11ab)의 단면적은 상기 유입부(11aa)로부터 공기가 유동하는 방향을 따라 작아지다가 광원(21)에서 조사된 빛과 교차되는 부위에서 최소가 되고, 이후 다시 커지도록 형성된다. 상기 감지부(11ab)에서 공기가 유동하면, 상기 공기는 면적이 가장 최소인 부위에서 속도를 최대가 되므로, 상기 공기유로(11a)로부터 광원(21)으로 먼지가 이동하는 것을 방지할 수 있다.
넥부(11ac)는 상기 유입부(11aa)의 단면적이 작아지도록 변함과 더불어 상기 공기유로(11a)의 방향이 변환된다. 상기 넥부(11ac)는 상기 공기유로(11a)를 상기 하우징(11)의 폭방향에서 높이방향으로 전환되도록 한다. 또한 상기 넥부(11ac)에서 단면적이 좁아져 상기 감지부(11ab)로 연결된다. 상기 넥부(11ac)에서 단면적이 감소할 때, 상기 하우징(11)의 외곽에 인접한 부위 쪽으로 단면적이 감소되도록 형성된다. 즉, 상기 넥부(11ac)에서 상기 공기유로(11a)는 외측단은 단순히 상기 하우징(11)의 폭방향에서 높이방향으로 전환되지만, 상기 공기유로(11a)의 내측단은 상기 하우징(11)의 외측으로 전환된 후, 상기 하우징(11)의 폭방향에서 높이방향으로 전환된다.
커버(12)는 상기 하우징(11)에 체결되어 상기 하우징(11)의 내부를 폐쇄한다. 상기 커버(12)의 일측에는 외부로부터 상기 공기유로(11a)로 공기를 도입하기 위해 상기 커버(12)를 관통하도록 유입구(12a)가 형성된다.
밀착패드(13)는 본 발명의 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)의 장착시 공기가 유입되는 부분을 기밀키시키기 위해 상기 커버(12)에 구비된다.
팬모터(15)는 상기 하우징(11)에서 공기유로(11a)의 출구 측에 설치되어 외부로부터 상기 공기유로(11a)로 공기가 유입되도록 한다.
상기 하우징(11)의 일측에는 상기 광원(21)과 상기 팬모터(15)의 작동에 필요한 전원을 공급하고, 수광센서(25)로부터 출력된 측정값 또는 상기 연산된 미세먼지의 농도값을 출력하는 커넥터(17)가 형성된다.
광원(21)은 상기 하우징(11)의 내부에 장착되어 미세먼지를 감지하는데 사용되는 빛을 조사(照射)한다. 본 발명에서는 상기 광원(21)으로 레이저빔을 조사하는 레이저모듈을 채택하여, 상기 레이저빔이 상기 공기유로(11a)에서 미세먼지에 산란되면, 상기 산란광을 측정함으로써, 공기중에 포함된 미세먼지를 감지하게 된다.
광경로부(22)는 상기 광원으로부터 조사된 빛이 조사되는 경로가 된다. 상기 광경로부(22)는 상기 하우징(11)에 상기 공기유로(11a)와 수직한 방향으로 형성되고, 상기 광경로부(22)의 단부는 상기 공기유로(11a)에 연통된다. 이때, 상기 광경로부(22)가 상기 공기유로(11a)와 연통되는 부위의 직경이 상기 광원(21)에서 조사된 빛은 통과하면서, 상기 광원(21)쪽으로의 공기유동이 형성되지 않도록 형성된다. 예컨대, 상기 광경로부(22)가 상기 공기유로(11a)와 연통되는 부위의 직경을 1mm 정도로 형성함으로써, 상기 광원(21)에서 조사된 빛은 상기 공기유로(11a)로 통과하지만, 상기 광경로부(22)에서 상기 공기유로(11a)로부터 상기 광원(21)쪽으로 공기유동을 발생되지 함으로써, 유동중인 공기에 포함된 먼지가 상기 광원으로 유입되는 현상을 방지한다.
먼지포집부(23)는 상기 광경로부(22)에 상기 광경로부(22)와 수직한 방향으로 형성된다. 상기 먼지포집부(23)는 상기 광경로부(22)의 축과 수직한 방향으로 형성되는 공간으로써, 상기 광경로부(22)로 미세먼지가 유입되더라도, 상기 먼지포집부(23)에 축적되어 상기 광원(21)으로 미세먼지가 이동하는 것을 방지한다.
상기 먼지포집부(23)는 상기 광경로부(22)의 길이방향을 따라 간격을 두고, 복수로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 먼지포집부(23)가 상기 광경로부(22)에 복수로 형성되어 있기 때문에, 상기 광경로부(22)와 상기 먼지포집부(23)에 의해서, 상기 광원(21)과 상기 공기유로(11a) 사이는 단면이 반복적으로 가변되는 구조이므로, 상기 공기유로(11a)로부터 먼지가 상기 광경로부(22)로 유입되더라도, 상기 먼지포집부(23)의 내부에 포집되어, 상기 광원(21)으로 유동하는 먼지가 없도록 한다.
광소멸부(24)는 상기 광경로부(22)와 동축상에 형성된다. 상기 공기유로(11a)에서 상기 광경로부(22)로 연통되는 부위의 반대편에 내부에 공간이 형성된 광소멸부(24)가 형성된다. 상기 광소멸부(24)는 상기 공기유로(11a)를 통과한 빛이 상기 광소멸부(24)의 내부에서 소멸되도록 함으로써, 먼지에 의해 산란되지 않은 빛이 반사되어 수광센서(25)로 입사되면, 수광센서(25)의 측정값에 오차가 발생한다. 따라서, 상기 광소멸부(24)는 미세먼지에 의해 산란되지 않아 상기 공기유로(11a)를 통과한 빛이 반사되어 수광센서(25)로 입사되지 않도록 상기 광소멸부(24)의 내부에서 소멸되도록 한다.
상기 광소멸부(24)의 내부구조를 보면(도 9 참조), 상기 광소멸부(24)는 상기 공기유로(11a)를 통과한 빛을 상기 광소멸부(24)의 내부로 반사하는 반사면(24a)과 상기 반사면(24a)에서 반사된 빛을 소멸시키는 경사면(24b)을 포함한다. 상기 반사면(24a)는 상기 광경로부(22)에 대하여 경사지게 형성된다. 상기 광경로부(22)를 통과한 빛은 상기 반사면(24a)에서 반사되어 상기 광소멸부(24)의 내측으로 상기 광원(21)에서 조사된 빛이 반사되도록 한다. 경사면(24b)은 상기 광소멸부(24)의 내부에 반복되게 형성된다. 상기 경사면(24b)은 높이가 높지 않게 형성되고, 이러한 구조가 반복되게 형성되도록 한다. 반복되게 형성된 경사면(24b)은 단면이 톱날과 같은 형태로 형성되어 있어서, 상기 광소멸부(24)로 입사된 빛은 상기 광소멸부(24)의 내부에서 소멸됨으로써, 수광센서(25)로 반사된 빛이 입사되는 것을 방지한다.
여기서, 상기 반사면(24a)과 상기 경사면(24b)의 표면은 거울처럼 매끄럽게 형성되지 않는 것이 바람직하다. 상기 광소멸부(24)는 내부에서 빛을 소멸시키는 것이므로, 상기 광소멸부(24)의 내부가 굳이 거울과 같이 매끄럽게 형성되지 않아도 된다.
수광센서(25)는 상기 하우징(11)의 내부에 설치된다. 상기 수광센서(25)는 빛을 감지하면 전기적인 신호를 출력하는 포토다이오드로 이루어질 수 있다. 상기 수광센서(25)는 상기 광경로부(22)와 수직한 방향에 설치되어(도 4 참조), 상기 공기유로(11a)를 유동중인 공기에 포함된 미세먼지에 의해 상기 산란된 빛이 입사되면, 이에 비례하는 신호를 출력한다.
상기 수광센서(25)에서 출력된 신호는 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)의 내부에 장착된 제어부(30)에서 신호처리되고, 이를 이용하여 상기 공기유로(11a)를 유동중인 공기에 포함된 미세먼지의 농도(㎍/㎥)를 연산하여, 이를 커넥터(17)를 통하여 출력한다. 한편, 상기와 같이, 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)에서 신호처리 및 연산을 하여 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)로부터 미세먼지 농도가 출력될 수도 있으나, 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)에서는 상기 수광센서(25)의 신호를 그대로 출력한 후, 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)가 장착되는 기기의 제어부(30)에서 신호처리, 연산하여 미세먼지의 농도를 구할 수도 있다.
도 10에는 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)가 차량의 설치되어 상기 차량의 내부로 공급되는 공기에 포함된 미세먼지를 감지하는 예가 도시되어 있다.
차량의 실내 전방에 설치되는 크러쉬 패드(41)의 내부에는 상기 차량의 내부로 공기를 공급하는 에어벤트(42)가 설치되어 있다. 상기 에어벤트(42)의 후면에 본 발명에 따른 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)가 장착되도록 함으로써, 상기 차량의 실내로 공급되는 공기에 포함된 미세먼지의 농도를 측정한다.
상기 에어벤트(42)는 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)로 공기가 유입되도록 하는 공기도입구(42a)가 형성되어 있는데, 상기 공기도입구(42a)와 상기 유입구(12a)가 연통되도록 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)를 배치한다. 이때, 상기 밀착패드(13)가 상기 공기도입구(42a)와 상기 유입구(12a) 사이에 끼워져 있어, 상기 공기도입구(42a)와 상기 유입구(12a)가 연결되는 부위를 통하여 공기가 누설되거나, 공기가 유입되는 것을 방지한다.
이후, 체결수단, 예컨대 체결볼트(43)를 이용하여, 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)를 상기 에어벤트(42)에 체결시킨다. 상기 체결볼트(43)가 상기 마운팅홀(11b)을 관통한 후, 상기 마운팅부(42b)에 나사결합됨으로써, 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)는 차량에서 에어벤트(42)의 내부에 체결될 수 있다.
이와 같이, 상기 미세먼지 감지 센서 어셈블리(1)가 에어벤트(42)에 체결되어 있으면, 필요시마다 상기 차량의 실내로 공급되는 공기에 포함된 미세먼지의 농도를 측정할 수 있다.
상기 미세먼지의 농도를 측정하여, 차량의 실내의 미세먼지의 농도가 기준치보다 높다면, 상기 차량을 외기가 도입되는 것을 차단하고, 상기 차량의 내부에 장착된 공기청정기를 작동시켜, 상기 차량 내부의 공기의 질을 관리할 수 있다.
1 : 미세먼지 감지 센서 어셈블리
11 : 하우징 11a : 공기유로
11aa : 유입부 11ab : 감지부
11ac : 넥부 11b : 마운팅홀
12 : 커버 12a : 유입구
13 : 밀착패드 15 : 팬모터
17 : 커넥터 21 : 광원
22 : 광경로부 23 : 먼지포집부
24 : 광소멸부 24a : 반사면
24b : 경사면 25 : 수광센서
30 : 제어부 41 : 크러시패드
42 : 에어벤트 42a : 공기도입구
42b : 마운팅부 43 : 체결볼트
100 : 미세먼지 감지 센서 어셈블리
111 : 하우징 111a : 유입구
115 : 팬모터 117 : 커넥터
121 : 광원 122 : 클리어 플레이트
123 : 밴드 패스 필터 124 : 집광렌즈
125 : 수광센서

Claims (20)

  1. 외부로부터 유입된 공기가 유동하는 공기유로가 형성되는 하우징과,
    외부로부터 상기 공기유로로 공기를 유입시키고, 상기 하우징의 내부에 장착되는 팬모터와,
    상기 공기유로를 유동하는 공기와 교차하도록 빛을 조사(照射)하는 광원과,
    상기 공기유로를 통과중인 공기에 포함된 먼지에 의해 산란된 광을 수광하는 수광센서를 포함하고,
    상기 공기유로는 외부로부터 유입되는 부위는 상기 광원으로부터 조사된 빛과 교차하는 부위보다 단면적이 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기유로는,
    정해진 길이만큼 정해진 단면적으로 형성되고 외부로부터 공기가 유입되는 유입부와,
    상기 유입부에 연결되고, 상기 유입부보다 작은 단면적으로 형성되며, 상기 광원으로부터 조사된 빛과 교차하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는 상기 광원으로부터 조사된 빛이 상기 공기유로로 조사되도록 상기 공기유로와 연통되는 광경로부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공기유로는 상기 유입부가 상기 감지부에 연결되는 넥부에서 상기 공기의 유동 방향이 상기 하우징의 폭방향에서 높이방향으로 전환되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 넥부는 상기 하우징의 외곽에 인접한 부위 쪽으로 단면적이 감소되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 감지부는 상기 공기의 유동방향을 따라 단면적이 좁아지다가 넓어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 공기유로는 상기 광경로부와 연통되는 부위의 단면적이 최소인 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 광경로부에는 상기 광경로부와 수직한 방향으로 공간이 형성되는 먼지포집부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 먼지포집부는 상기 광경로부를 따라 간격으로 두고 복수로 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 먼지포집부들은 서로 단면적이 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 먼지포집부는 상기 광원으로부터 멀어질수록 단면적이 감소되게 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 광경로부와 동축상에는 상기 공기유로를 통과하는 빛을 내부로 입사시켜 소멸시키는 광소멸부가 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광소멸부는,
    상기 공기유로를 통과한 빛을 상기 광소멸부의 내부로 반사시키는 반사면과,
    상기 반사면에서 반사된 빛이 소멸되도록 반복되게 형성되는 복수의 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 수광센서는 상기 광경로부와 수직한 방향에 설치되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 상기 공기유로를 유동중인 공기로 레이저빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 수광센서는 상기 공기유로를 유동중인 먼저에 의해 산란된 빛을 수광하는 포토다이오드이고,
    상기 수광센서에서 출력된 신호를 처리하여 먼지농도를 연산하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 하우징의 내부를 페쇄하는 커버가 구비되고,
    상기 커버에는 상기 공기유로와 연통되어 외부로부터 상기 공기유로로 공기가 유입되도록 하는 유입구가 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 커버에는 조화된 공기를 상기 차량의 실내로 송풍하는 에어벤트로부터 상기 하우징으로 공기를 유동시키는 공기도입구가 상기 하우징이 기밀되도록 하는 밀착패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 하우징의 일측에는 상기 하우징을 체결시키는 체결수단이 관통하는 마운팅홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 체결수단은 체결볼트이고,
    상기 에어벤트에는 체결볼트가 나사결합되는 마운팅부가 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 감지 센서 어셈블리.

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