KR20200105385A - 미세먼지센서 성능 측정 시스템 및 미세먼지센서 성능 측정 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다양한 방식의 미세먼지센서 성능을 측정할 수 있는 미세먼지센서 성능 측정 시스템 및 미세먼지센서 성능 측정 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템은 캐리어 가스(carrier gas)를 유입받고, 상기 유입받은 캐리어 가스의 유량을 조절하는 미세먼지 유량조절기; 상기 미세먼지 유량조절기로부터 상기 유량이 조절된 캐리어 가스를 유입받아 저장된 미세먼지를 일정한 유량으로 이동시키는 미세먼지 공급기; 상기 미세먼지 공급기로부터 미세먼지를 유입받아 미세먼지센서의 성능을 측정하는 센서 측정부; 및 상기 센서 측정부를 통과한 미세먼지를 외부로 배출하는 미세먼지 배출부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템은 캐리어 가스(carrier gas)를 유입받고, 상기 유입받은 캐리어 가스의 유량을 조절하는 미세먼지 유량조절기; 상기 미세먼지 유량조절기로부터 상기 유량이 조절된 캐리어 가스를 유입받아 저장된 미세먼지를 일정한 유량으로 이동시키는 미세먼지 공급기; 상기 미세먼지 공급기로부터 미세먼지를 유입받아 미세먼지센서의 성능을 측정하는 센서 측정부; 및 상기 센서 측정부를 통과한 미세먼지를 외부로 배출하는 미세먼지 배출부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 미세먼지센서 성능 측정 시스템 및 미세먼지센서 성능 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다양한 측정 방식의 미세먼지센서의 성능을 측정할 수 있는 미세먼지센서 성능 측정 시스템 및 미세먼지센서 성능 측정 방법에 관한 것이다.
대기 중의 부유 먼지는 0.1μm 내지 100μm 입경 크기를 갖는 다분산 분포를 하고 있을 뿐만 아니라 다양한 종류의 화학적 조성을 갖는 미립자이며, 특히, 미세먼지는 인체에 직접 및 간접적으로 영향을 주는 바, 대기환경 개선을 위해서 미세먼지에 대한 관리의 중요성이 높아지고 있다. 미세먼지 관리를 위해서 대기 중에 포함된 미세먼지 및 초미세먼지 분석 및 감지를 위한 미세먼지센서가 사용되고 있다.
현재 미세먼지센서 성능 측정 시스템의 경우 광학기반의 센서들에 국한되어 있으며 보통의 경우 공기청정기 안에 들어가는 센서에 한하여 한국공기청정협회에서 성능시험 방법이 고시되어 있는 상황이다.
미세먼지센서는 광학식 이외에도 다양한 방법들의 연구가 진행되고 있으나 그 센서들에 대한 성능평가에 기준이 없는 실정이며 그로 인해 대학이나 연구소에서의 개발에서도 성능에 대한 정확한 척도와 신뢰도를 가지기 힘든 상황이다. 중량법의 경우도 여과지 방식 등의 방법이 국가 기준으로 사용되고 있으나 측정시간이 매우 길고 일반 사용자들이 사용하기 어렵다. 따라서, 향후 휴대용 센서 개발에 있어 소비자들이 신뢰할 수 있는 성능평가를 할 수 있는 시스템이 절실히 필요한 상황이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 한 것으로, 작동 방식이 상이한 다양한 미세먼지센서의 성능 측정이 가능한 미세먼지센서 성능 측정 시스템 및 미세먼지센서 성능 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 정확하고 신뢰성 있는 성능 평가가 이루어질 수 있는 미세먼지센서 성능 측정 시스템 및 미세먼지센서 성능 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 상술된 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템은 캐리어 가스(carrier gas)를 유입받고, 상기 유입받은 캐리어 가스의 유량을 조절하는 미세먼지 유량조절기; 상기 미세먼지 유량조절기로부터 상기 유량이 조절된 캐리어 가스를 유입받아 저장된 미세먼지를 일정한 유량으로 이동시키는 미세먼지 공급기; 상기 미세먼지 공급기로부터 미세먼지를 유입받아 미세먼지센서의 성능을 측정하는 센서 측정부; 및 상기 센서 측정부를 통과한 미세먼지를 외부로 배출하는 미세먼지 배출부를 포함할 수 있다.
상기 미세먼지 공급기는, 상기 미세먼지 유량조절기로부터 상기 캐리어 가스를 유입받는 캐리어 가스 유입관; 및 미세먼지를 저장하는 미세먼지 저장부를 포함할 수 있다.
상기 캐리어 가스 유입관은 상기 미세먼지 저장부와 연결되고, 상기 캐리어 가스 유입관은 상기 미세먼지 저장부 내부에서 하방으로 연장되다가 꺾여 하방으로 연장될수록 상기 캐리어 가스 유입관이 연결된 상기 미세먼지 저장부의 내벽으로부터 멀어지도록 경사지게 형성될 수 있다.
상기 센서 측정부는, 상기 유입받은 미세먼지를 센싱하는 참조 센서 및 측정 대상 센서; 상기 참조 센서 및 측정 대상 센서로부터 전달된 센서 신호를 입력받는 신호 입력부; 상기 입력된 신호를 센서 결과 출력에 이용하도록 데이터화하고 저장하는 신호 가공부; 상기 데이터화된 신호를 이용하여 상기 센서 결과를 수치화하는 연산부; 및 상기 센서 결과를 시각화하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.
상기 미세먼지센서 성능 측정 시스템은, 상기 미세먼지 유량조절기에 연결된 제1 바이패스(bypass) 유로를 더 포함할 수 있다.
상기 미세먼지 성능 측정 시스템은, 상기 미세먼지 공급기에 연결된 제2 바이패스 유로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 방법은 미세먼지 유량조절기가 캐리어 가스를 유입받고, 상기 캐리어 가스를 일정한 유량으로 조절하여 미세먼지 공급기로 유입시키는 단계; 상기 유입된 캐리어 가스를 통해 상기 미세먼지 공급기의 미세먼지를 일정한 유량으로 센서 측정부로 이동시키는 단계; 상기 센서 측정부의 참조 센서 및 측정 대상 센서가 미세먼지를 센싱하는 단계; 상기 참조 센서 및 측정 대상 센서의 성능을 평가하는 단계; 및 상기 참조 센서 및 측정 대상 센서를 통과한 미세먼지를 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 성능을 평가하는 단계는, 상기 참조 센서 및 측정 대상 센서의 측정값을 비교하여 상기 측정 대상 센서를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 미세먼지를 배출하는 단계 이후에, 상기 센서 측정부를 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유입시키는 단계는, 상기 미세먼지 유량조절기가 상기 캐리어 가스를 유입받은 후, 상기 캐리어 가스를 외부로 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 이동시키는 단계는, 상기 미세먼지 공급기가 상기 미세먼지 유량조절기로부터 상기 캐리어 가스를 유입받은 후, 상기 유입받은 캐리어 가스 및 미세먼지를 외부로 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템은 캐리어 가스의 유량을 조절하여 미세먼지센서에 유입되는 미세먼지의 양을 조절할 수 있는 바, 정확한 성능 측정이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템은 다양한 측정 방식의 미세먼지센서에 적용 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템은 시스템 내부에서 미세먼지가 응집하는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템은 각 센서의 동시비교가 가능하여 미세먼지센서 성능의 절대평가 및 상대평가가 동시에 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템은 미세먼지의 공급과 세척이 유기적으로 이루어져 시스템의 유지 및 관리가 용이하다는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템의 미세먼지 공급기의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템의 센서 측정부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템의 미세먼지 공급기의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템의 센서 측정부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 즉, 구성요소들을 상기 용어들에 의해 한정하고자 함이 아니다.
본 명세서에서 '포함하다' 라는 표현으로 언급되는 구성요소, 특징, 및 단계는 해당 구성요소, 특징 및 단계가 존재함을 의미하며, 하나 이상의 다른 구성요소, 특징, 단계 및 이와 동등한 것을 배제하고자 함이 아니다.
본 명세서에서 단수형으로 특정되어 언급되지 아니하는 한, 복수의 형태를 포함한다. 즉, 본 명세서에서 언급된 구성요소 등은 하나 이상의 다른 구성요소 등의 존재나 추가를 의미할 수 있다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함하여, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의하여 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다.
즉, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템(10)은 미세먼지 유량조절기(100), 미세먼지 공급기(200), 센서 측정부(300) 및 미세먼지 배출부(400)를 포함할 수 있다.
미세먼지 유량조절기(100)는 캐리어 가스(carrier gas)를 유입받고, 유입받은 캐리어 가스의 유량을 조절할 수 있다. 미세먼지 유량조절기(100)는 캐리어 가스의 유량을 조절함으로써 미세먼지센서 성능 측정 시스템(10)의 정확한 성능 측정을 가능토록 할 수 있다. 예컨대, 미세먼지 유량조절기(100)는 일반적으로 사용되는 flow meter일 수 있다.
일 실시예에서, 캐리어 가스는 아르곤, 질소, 수소, 헬륨 등의 비활성가스, 공기, 산소 등을 포함할 수 있고, 수증기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 미세먼지센서 성능 측정 시스템(10)은 제1 바이패스(bypass) 유로(110)를 더 포함할 수 있다.
제1 바이패스 유로(110)는 미세먼지 유량조절기(100)에 연결되어 미세먼지 유량조절기(100)에 유입된 캐리어 가스를 외부로 배출할 수 있다.
미세먼지 유량조절기(100)에 유입된 캐리어 가스는 유량이 조절되어 미세먼지 공급기(200)로 유입될 수 있는데, 초기에 미세먼지 유량조절기(100)로 유입된 캐리어 가스의 경우 그 유량이 안정화되기 까지의 시간이 필요하다. 이 때, 캐리어 가스의 유량이 안정화될 수 있도록 제1 바이패스 유로(110)를 통해 유입된 캐리어 가스를 배출하고 유량이 안정화되면 미세먼지 공급기(200)로 캐리어 가스를 유입할 수 있다. 또한, 제1 바이패스 유로(110)를 통해 캐리어 가스를 배출하는 과정을 거침으로써 미세먼지센서 성능측정에 방해가 되는 불순물을 제거할 수 있다.
즉, 제1 바이패스 유로(110)를 미세먼지 유량조절기(100)에 연결함으로써 캐리어 가스의 유량을 제어함과 동시에 불순물을 제거할 수 있는 효과를 가져올 수 있는 것이다.
일 실시예에서, 제1 바이패스 유로(110) 및 미세먼지 유량조절기(100)와 미세먼지 공급기(200)를 연결하는 관에는 밸브(valve)가 설치되어 사용자는 밸브를 통해 캐리어 가스의 유동을 조절할 수 있다.
미세먼지 공급기(200)는 미세먼지 유량조절기(100)로부터 유량이 조절된 캐리어 가스를 유입받고, 미세먼지를 일정한 유량으로 센서 측정부(300)로 이동시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템의 미세먼지 공급기의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지 공급기(200)는 캐리어 가스 유입관(210) 및 미세먼지 저장부(220)를 포함할 수 있다.
캐리어 가스 유입관(210)은 미세먼지 유량조절기(100)로부터 유량이 조절된 캐리어 가스를 유입받을 수 있으며, 미세먼지가 저장되어 있는 미세먼지 저장부(220)와 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 캐리어 가스 유입관(210)은 미세먼지 저장부(220) 내부에서 하방으로 연장되다가 꺾여 하방으로 연장될수록 캐리어 가스 유입관(210)이 연결된 미세먼지 저장부(220)의 내벽으로부터 멀어지도록 경사지게 형성될 수 있다.
캐리어 가스 유입관(210)이 하방으로 연장되도록 형성되는 경우, 즉, 캐리어 가스 유입관(210)이 일직선으로 형성되는 경우 미세먼지가 미세먼지 저장부(200)의 바닥에 응집되는 현상이 발생하여 미세먼지의 유동이 원활하지 않을 수 있다. 이를 보완하기 위하여, 캐리어 가스 유입관(210)의 말단부에 각도를 형성하여, 즉, 말단부가 하방으로 연장될수록 미세먼지 저장부(220)의 내벽으로부터 멀어지도록 경사지게 형성하여 미세먼지 저장부(220) 내부에서 미세먼지의 대류가 원활하게 일어날 수 있도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 캐리어 가스 유입관(210)의 말단부 각도는 미세먼지 저장부(220)의 내벽과 0도 내지 90도의 각도를 이룰 수 있다.
일 실시예에서, 캐리어 가스 유입관(210)의 말단부는 미세먼지 저장부(220) 내부에 적층된 미세먼지의 상부 또는 적층된 미세먼지 내부로 개방될 수 있다.
미세먼지 저장부(220)는 미세먼지 유량제어기(100)로부터 공급받은 유량이 조절된 캐리어 가스를 통해 미세먼지 저장부(220) 내부에 저장된 미세먼지를 일정한 유량으로 센서 측정부(300)로 이동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 미세먼지 저장부(220)는 PM 1, PM 2.5, PM 10 등 일정한 크기의 미세먼지 입자들을 포함할 수 있다. 즉, 일정한 크기의 미세먼지 입자를 포함하는 미세먼지 저장부(220)를 설치하여 성능을 평가하고자 하는 센서가 어느 정도 크기의 미세먼지를 측정할 수 있는지 확인할 수 있는 것이다. 예컨대, 사용자는 PM 1 크기의 미세먼지를 포함하는 미세먼지 저장부(220)를 설치하여 PM 1 크기의 미세먼지에 대한 센서 측정을 완료한 후, PM 2.5 크기의 미세먼지를 포함하는 미세먼지 저장부(220)로 교체 설치하여 PM 2.5 크기의 미세먼지에 대한 센서의 측정을 수행할 수 있는 것이다. 즉, 미세먼지 입자의 크기에 따른 선택적 측정이 가능하다. 미세먼지 저장부(220)가 포함하는 미세먼지 입자의 크기는 상기에 기재된 크기에 제한되지는 않는다.
일 실시예에서, 미세먼지센서 성능 측정 시스템(10)은 제2 바이패스 유로(230)를 더 포함할 수 있다.
제2 바이패스 유로(230)는 미세먼지 저장부(220)와 연결되어 캐리어 가스 및 미세먼지를 외부로 배출할 수 있다.
미세먼지 유량조절기(100)의 제1 바이패스 유로(110)와 마찬가지로, 미세먼지 공급기(200)에 일정한 유량의 캐리어 가스가 유입되어 미세먼지가 일정한 유량으로 미세먼지 공급기(200)로부터 빠져나가는 과정에서도 초기에는 유량이 안정화되기 까지의 시간이 필요하다. 이 때, 제2 바이패스 유로(230)를 통해 캐리어 가스 및 미세먼지를 외부로 배출하고, 유량이 안정화되면 센서 측정부(300)로 미세먼지를 이동시킬 수 있다.
즉, 제2 바이패스 유로(230)를 미세먼지 공급기(200)에 연결함으로써 센서 측정부(300)로 공급되는 캐리어 가스 및 미세먼지의 유량을 안정화하여 일정하게 조절할 수 있는 것이다.
일 실시예에서, 제2 바이패스 유로(230) 및 미세먼지 공급기(200)와 센서 측정부(300)를 연결하는 관에는 밸브가 설치되어, 사용자는 밸브를 통해 유동하는 캐리어 가스 및 미세먼지를 조절할 수 있다.
종래에는 미세먼지 공급기로부터 미세먼지를 미세먼지 유량조절기로 이동시켜 미세먼지가 일정한 유량으로 센서를 통과할 수 있게 하였다. 이 경우, 미세먼지가 미세먼지 유량조절기 내에서 응집하여 미세먼지 유량조절기의 흐름을 원활하지 못하게 하는 현상이 발생할 수 있다. 본 발명의 경우, 이를 보완하기 위하여 미세먼지 유량조절기(100)로부터 유량이 조절된 캐리어 가스를 미세먼지 공급기(200)가 유입받는 바, 미세먼지 입자의 응집으로 인한 유동 막힘 현상을 방지할 수 있다.
센서 측정부(300)는 미세먼지 공급기(200)로부터 전달받은 미세먼지를 미세먼지센서에 통과시키고 미세먼지센서의 센싱 결과를 출력할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 시스템의 센서 측정부를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 측정부(300)는 참조 센서(미도시), 측정 대상 센서(미도시) 및 연결부(feedthrough)(310)를 포함할 수 있다. 또한, 센서 측정부(300)는 신호 입력부(미도시), 신호 가공부(미도시), 연산부(미도시) 및 디스플레이부(320)를 더 포함할 수 있다.
참조 센서는 측정 대상 센서의 성능을 측정하기 위한 비교대상이 되는 센서로 일반적으로 상용되는 광학식 센서일 수 있으나 이에 한정되지 않고 미세먼지센서라면 제한 없이 적용될 수 있다. 측정 대상 센서 또한, 미세먼지센서라면 제한 없이 적용될 수 있다. 예컨대, 참조 센서 및 측정 대상 센서는 광학식, 광원, 레이저, 강자성 또는 표면탄성파를 이용한 중량법 방식으로 미세먼지를 감지하는 센서일 수 있다.
센서 측정부(300)는 미세먼지 공급기(200)로부터 전달받은 일정한 유량의 미세먼지를 참조 센서 및 측정 대상 센서에 통과시키고, 센서의 측정 결과를 출력함으로써 사용자가 센서의 성능을 측정, 평가할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 센서 측정부(300)는 단일 또는 복수 개의 동일하거나 상이한 참조 센서 및 측정 대상 센서를 포함할 수 있고, 동일하거나 상이한 방식의 미세먼지센서의 성능을 동시에 평가하거나, 절대평가 또는 비교평가를 수행할 수 있다. 참조 센서 및 측정 대상 센서는 센서 측정부(300) 내부에 마련될 수 있다.
신호 입력부는 참조 센서 및 측정 대상 센서로부터 센서 신호를 입력받을 수 있다. 즉, 참조 센서 및 측정 대상 센서로부터 미세먼지 측정을 통해 발생한 센서 신호를 입력받는 것이다.
일 실시예에 있어서, 센서 신호는 광학신호, RF(radio frequency) 신호 등으로 발생할 수 있으며, 이 신호를 받기 위하여 Network Analyzer와 같은 측정 시스템이 적용될 수 있도록, 센서 측정부(300)는 연결부(feedthrough, 피드스루)(310)를 일측면에 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 연결부(310)는 센서 측정부(300)의 양측면에 마련되어 Network Analyzer와 같은 측정 시스템, 전력을 공급하는 전원 등이 센서 측정부(300)에 연결될 수 있다.
신호 가공부는 신호 입력부를 통해 입력된 센서 신호를 센서 결과 출력에 이용하도록 데이터화하여 저장할 수 있다. 이러한 과정에서 Network Analyzer와 같은 측정 시스템이 이용될 수 있다. 센서의 측정값을 연결부(310)를 통해 실시간으로 Network Analyzer와 같은 측정 시스템으로 읽어 들일 수 있는 것이다.
또한, 일 실시예에 있어서 연결부(310)를 통해 DC 전원이 연결되어 참조 센서 및 측정 대상 센서를 포함하는 센서 측정부(300)에 전원을 공급할 수 있다. 즉, 센서 측정부(300) 내부에서의 별도의 전원 인가 및 연결 없이 전원을 연결부(310)를 통해 공급할 수 있는 것이다.
연산부는 신호 가공부에서 획득한 데이터화된 신호를 이용하여 센서의 측정 결과를 수치화할 수 있다. 예컨대, 연산부는 Network Analyzer 등을 이용할 수 있고, 인쇄, 무선 송신 등으로 센서 측정 결과를 전달할 수 있다.
디스플레이부(320)는 센서 측정부(300)의 상부에 위치하여 신호 가공부 또는 연산부로부터 전달받은 센서 측정 결과를 시각화할 수 있다. 사용자는 디스플레이부(320)에 시각화된 결과를 바탕으로 미세먼지 측정 결과를 확인하고 센서의 성능을 평가할 수 있는 것이다.
미세먼지 배출부(400)는 센서 측정부(300)를 통과한 미세먼지를 최종적으로 외부로 배출하는 역할을 수행할 수 있다. 센서 측정부(300)를 통과한 미세먼지는 센서 측정부(300)로부터 외부로 형성된 관을 통해 배출될 수 있으며, 이 또한 밸브가 설치되어 사용자가 밸브를 통해 캐리어 가스 및 미세먼지의 유동을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 미세먼지 배출부(400)는 펌프(410)를 포함할 수 있다. 펌프(410)는 미세먼지센서의 성능 측정이 완료된 후, 센서 측정부(300)를 세척하는 역할을 수행할 수 있다.
미세먼지 입자들이 센서 측정부(300) 내부에 적층되거나 응집됨으로써 다음 측정에 방해가 되는 현상을 보완하기 위하여 펌프(410)를 가동하여 센서 측정부(300)를 세척할 수 있다. 즉, 미세먼지 배출부(400)는 미세먼지를 외부로 배출시켜 기체의 유동을 유도하고, 펌프(410)를 통해 센서 측정부(300) 내부에 미세먼지가 쌓여 측정에 방해되는 현상을 방지하여 미세먼지센서 성능 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 방법은 미세먼지 유량조절기가 캐리어 가스를 유입받고, 캐리어 가스를 일정한 유량으로 조절하여 미세먼지 발생기로 유입시키는 단계(S401), 미세먼지 공급기의 미세먼지를 일정한 유량으로 센서 측정부로 이동시키는 단계(S402), 센서 측정부의 참조 센서 및 측정 대상 센서가 미세먼지를 센싱하는 단계(S403), 참조 센서 및 측정 대상 센서의 성능을 평가하는 단계(S404) 및 미세먼지를 배출하는 단계(S405)를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세먼지센서 성능 측정 방법은 센서 측정부를 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.
미세먼지 유량조절기가 캐리어 가스를 유입받고, 캐리어 가스를 일정한 유량으로 조절하여 미세먼지 발생기로 유입시키는 단계(S401)는 미세먼지 유량조절기(100)가 캐리어 가스를 유입받고, 유입받은 캐리어 가스를 일정한 유량으로 조절하여 미세먼지 공급기(200)로 유입시키는 단계이다.
여기서, S401 단계는 미세먼지 유량조절기(100)가 캐리어 가스를 유입받은 후, 캐리어 가스를 외부로 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 캐리어 가스를 유입받은 초기 단계에서는 유량이 안정화되기 까지 시간이 필요하므로 제1 바이패스 유로(110)를 통해 캐리어 가스를 외부로 배출하는 단계를 거친 후, 미세먼지 공급기(200)로 캐리어 가스를 유입시킬 수 있다.
미세먼지 공급기의 미세먼지를 일정한 유량으로 센서 측정부로 이동시키는 단계(S402)는 미세먼지 공급기(200)가 캐리어 가스를 미세먼지 유량조절기(100)로부터 유입받은 후, 유입받은 캐리어 가스를 통해 미세먼지 저장부(220)의 미세먼지를 센서 측정부(300)로 이동시키는 단계이다.
여기서, S402 단계는 미세먼지 공급기(200)가 미세먼지 유량조절기(100)로부터 캐리어 가스를 유입받은 후, 유입받은 캐리어 가스 및 미세먼지를 외부로 배출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 유량이 조절된 캐리어 가스를 유입받은 초기 단계에서는 유량이 안정화되기 까지 시간이 필요하므로 미세먼지 공급기(200)로부터 제2 바이패스 유로(230)를 통해 캐리어 가스 및 미세먼지를 외부로 배출하는 단계를 거친 후, 미세먼지를 일정한 유량으로 센서 측정부(300)로 이동시킬 수 있다.
센서 측정부의 참조 센서 및 측정 대상 센서가 미세먼지를 센싱하는 단계(S403)는 미세먼지 공급기(200)로부터 센서 측정부(300)가 미세먼지를 일정한 유량으로 전달받아 센서 측정부(300)의 참조 센서 및 측정 대상 센서가 미세먼지를 센싱하는 단계이다.
참조 센서 및 측정 대상 센서의 성능을 평가하는 단계(S404)는 센서 측정부(300)의 참조 센서 및 측정 대상 센서가 전달받은 미세먼지를 센싱하고 센서 측정 결과를 통해 참조 센서 및 측정 대상 센서의 성능을 평가하는 단계이다.
여기서, S404 단계는 참조 센서 및 측정 대상 센서의 센서 측정 값을 비교하여 측정 대상 센서를 보정(calibration)하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 측정 대상 센서와 참조 센서의 측정값을 비교하여 절대적 성능평가 또는 상대평가를 실시하고 측정 대상 센서의 측정값을 비교 보정할 수 있다. 참조 센서와의 성능평가를 통해 미세먼지 종류에 따른 최적의 센서를 제작할 수 있다.
미세먼지를 배출하는 단계(S405)는 센서 측정부(300)를 통과한 미세먼지를 외부로 배출하는 단계이다. 센서 측정부(300)를 통과한 미세먼지가 미세먼지 배출부(400)를 통해 외부로 배출됨으로써 미세먼지센서 성능 측정이 최종적으로 완료된다.
일 실시예에서, 미세먼지센서 성능 측정 방법은 센서 측정부를 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다. 미세먼지 배출부(400)가 센서 측정부(300)를 통과한 미세먼지를 외부로 배출한 후, 센서 측정부(300)에 미세먼지가 쌓이는 것을 방지하기 위하여 펌프(410)를 가동시켜 센서 측정부(300) 내부에 남아있는 미세먼지를 배출하고 센서 측정부(300) 내부를 세척할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 미세먼지센서 성능 측정 시스템
100 : 미세먼지 유량조절기
110 : 제1 바이패스 유로
200 : 미세먼지 공급기
210 : 캐리어 가스 유입관
220 : 미세먼지 저장부
230 : 제2 바이패스 유로
300 : 센서 측정부
310 : 연결부
320 : 디스플레이부
400 : 미세먼지 배출부
410 : 펌프
100 : 미세먼지 유량조절기
110 : 제1 바이패스 유로
200 : 미세먼지 공급기
210 : 캐리어 가스 유입관
220 : 미세먼지 저장부
230 : 제2 바이패스 유로
300 : 센서 측정부
310 : 연결부
320 : 디스플레이부
400 : 미세먼지 배출부
410 : 펌프
Claims (11)
- 캐리어 가스(carrier gas)를 유입받고, 상기 유입받은 캐리어 가스의 유량을 조절하는 미세먼지 유량조절기;
상기 미세먼지 유량조절기로부터 상기 유량이 조절된 캐리어 가스를 유입받아 저장된 미세먼지를 일정한 유량으로 이동시키는 미세먼지 공급기;
상기 미세먼지 공급기로부터 미세먼지를 유입받아 미세먼지센서의 성능을 측정하는 센서 측정부; 및
상기 센서 측정부를 통과한 미세먼지를 외부로 배출하는 미세먼지 배출부를 포함하는,
미세먼지센서 성능 평가 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 미세먼지 공급기는,
상기 미세먼지 유량조절기로부터 상기 캐리어 가스를 유입받는 캐리어 가스 유입관; 및
미세먼지를 저장하는 미세먼지 저장부를 포함하는,
미세먼지센서 성능 측정 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 캐리어 가스 유입관은 상기 미세먼지 저장부와 연결되고,
상기 캐리어 가스 유입관은 상기 미세먼지 저장부 내부에서 하방으로 연장되다가 꺾여 하방으로 연장될수록 상기 캐리어 가스 유입관이 연결된 상기 미세먼지 저장부의 내벽으로부터 멀어지도록 경사지게 형성되는,
미세먼지센서 성능 측정 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 센서 측정부는,
상기 유입받은 미세먼지를 센싱하는 참조 센서 및 측정 대상 센서;
상기 참조 센서 및 측정 대상 센서로부터 전달된 센서 신호를 입력받는 신호 입력부;
상기 입력된 신호를 센서 결과 출력에 이용하도록 데이터화하고 저장하는 신호 가공부;
상기 데이터화된 신호를 이용하여 상기 센서 결과를 수치화하는 연산부; 및
상기 센서 결과를 시각화하는 디스플레이부를 포함하는,
미세먼지센서 성능 측정 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 미세먼지센서 성능 측정 시스템은,
상기 미세먼지 유량조절기에 연결된 제1 바이패스(bypass) 유로를 더 포함하는,
미세먼지센서 성능 측정 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 미세먼지 성능 측정 시스템은,
상기 미세먼지 공급기에 연결된 제2 바이패스 유로를 더 포함하는,
미세먼지센서 성능 측정 시스템. - 미세먼지 유량조절기가 캐리어 가스를 유입받고, 상기 캐리어 가스를 일정한 유량으로 조절하여 미세먼지 공급기로 유입시키는 단계;
상기 유입된 캐리어 가스를 통해 상기 미세먼지 공급기의 미세먼지를 일정한 유량으로 센서 측정부로 이동시키는 단계;
상기 센서 측정부의 참조 센서 및 측정 대상 센서가 미세먼지를 센싱하는 단계;
상기 참조 센서 및 측정 대상 센서의 성능을 평가하는 단계; 및
상기 참조 센서 및 측정 대상 센서를 통과한 미세먼지를 배출하는 단계를 포함하는,
미세먼지센서 성능 측정 방법. - 제7항에 있어서,
상기 성능을 평가하는 단계는,
상기 참조 센서 및 측정 대상 센서의 측정값을 비교하여 상기 측정 대상 센서를 보정하는 단계를 포함하는,
미세먼지센서 성능 측정 방법. - 제7항에 있어서,
상기 미세먼지를 배출하는 단계 이후에,
상기 센서 측정부를 세척하는 단계를 더 포함하는,
미세먼지센서 성능 측정 방법. - 제7항에 있어서,
상기 유입시키는 단계는,
상기 미세먼지 유량조절기가 상기 캐리어 가스를 유입받은 후, 상기 캐리어 가스를 외부로 배출하는 단계를 더 포함하는,
미세먼지센서 성능 측정 방법. - 제7항에 있어서,
상기 이동시키는 단계는,
상기 미세먼지 공급기가 상기 미세먼지 유량조절기로부터 상기 캐리어 가스를 유입받은 후, 상기 유입받은 캐리어 가스 및 미세먼지를 외부로 배출하는 단계를 더 포함하는,
미세먼지센서 성능 측정 방법.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020190023850 | 2019-02-28 | ||
| KR20190023850 | 2019-02-28 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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