KR20210146606A - 비접촉식 온도측정기 및 이를 이용한 온도 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비접촉식 온도측정기 및 이를 이용한 온도 측정 방법에 관한 것으로서, 초음파 센서를 통해 측정 대상물과의 거리를 측정하고, 온도 측정을 위한 적정 거리에 도달시 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하며, 가속도 센서를 통해 온도측정기를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하여 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음 출력과 함께 온도 측정이 이루어지도록 구성함으로써, 정확한 온도 측정이 가능할 뿐만 아니라, 사용상의 편리함을 제공할 수 있는 것이 특징이다.

Description

비접촉식 온도측정기 및 이를 이용한 온도 측정 방법{Contactless temperature measuring apparatus and method for using the same}

본 발명은 비접촉식 온도측정기 및 이를 이용한 온도 측정 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 초음파 센서를 통해 측정 대상물과의 거리를 측정하고, 온도 측정을 위한 적정 거리에 도달시 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하며, 가속도 센서를 통해 온도측정기를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하여 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음 출력과 함께 온도 측정이 이루어지도록 구성함으로써, 정확한 온도 측정이 가능할 뿐만 아니라, 사용상의 편리함을 제공할 수 있는 비접촉식 온도측정기 및 이를 이용한 온도 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 온도를 측정하기 위한 장치는 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분된다. 접촉식 온도 측정장치는 온도를 측정하는 센서의 감온 지점이 측정 대상물에 직접 접촉되는 방식으로서, 측정 대상물의 온도를 정확하게 검출하기 위해서는 충분한 접촉면적이 확보되어야 한다.

그러나, 이러한 접촉 방식의 측정방법은 온도 센서를 측정 대상물에 접촉함에 따라 측정 대상물의 온도가 변화할 수 있다. 즉, 측정 대상물에 접촉된 온도 센서를 통해 측정 대상물의 열에너지가 전도되어 측정 대상물의 열에너지에 대한 손실분이 발생하게 되며, 이러한 에너지 손실에 대한 영향은 측정 대상물체의 크기가 소형이고, 열에너지가 적을 경우에 더 크게 나타나게 되므로 일반적으로 접촉식으로 온도를 측정하고자 하는 경우에는 열에너지가 충분히 크고 측정 대상물이 대형일 경우에 널리 사용된다.

또한, 구조적으로 열이 전도되어야 하는 전달 경로를 갖고 있으며, 빠른 응답특성을 얻기 어렵고 상대적으로 긴 지연 시간을 가지며, 측정 온도 범위가 다소 제한되어 고온 측정이 불가능하며 운동하는 물체에 대한 온도 측정이 용이하지 않다.

이에 반해, 비접촉식 온도 측정장치는 측정 대상물에서 방사되는 열에너지로부터 온도를 측정하는 방식으로 측정 대상물에 직접적으로 접촉하지 않음에 따라 측정 대상물의 온도 변화가 없고 고온에서 측정이 가능하며 또한 빠른 응답 속도를 가지므로 움직이는 물체에 대한 온도 측정이 가능한 장점이 있다.

상기와 같은 비접촉식 온도 측정장치로는 측정 대상물에서 방사되는 적외선량을 측정하여 측정 대상물의 온도를 측정하는 비접촉식 적외선 온도 측정장치가 널리 사용되고 있으며, 특히, 최근 들어, 메르스, 코로나 바이러스와 같은 감염병이 빈번하게 창궐하고 있는 가운데, 바이러스 증상에 해당하는 발열 체크를 위한 다양한 비접촉식 적외선 온도 측정장치에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

상기와 같은 적외선 체온 측정 장치가 등록특허 제10-1638616호(이하, '특허문헌 1'이라 함.)에 게시되어 있다.

상기 특허문헌 1을 참조하면, 종래의 적외선 체온 측정 장치는, 사람의 이마에서 방출되는 적외선을 일정 거리 이격된 위치에 수신하여 체온을 측정하기 위한 센서부; 상기 센서부의 일측면에 배치되어 상기 측정된 체온을 표시하기 위한 표시부; 상기 센서부가 지향하는 반대 방향에 배치되어 사용자에 의해 푸시되는 측정 버튼; 및 상기 사용자의 손에 의해 감싸 쥐어지는 손잡이부를 포함하여 구성되고, 상기 센서부는, 상기 사람의 이마에서 방출되는 적외선을 감지하기 위한 써모파일 센서; 적외선을 집광하기 위해 상기 써모파일 센서 앞에 배치되는 집광 렌즈; 상기 사람의 이마에서 방출되는 적외선을 집중시키기 위해 상기 집광 렌즈 앞에 돌출되고, 외부 열이 상기 써모파일 센서에 전달되지 않도록 상기 써모파일 센서 주변을 감싸주는 가이드; 및 적외선만을 선택 투과시키기 위해 상기 가이드 입구에 배치되는 적외선 투과 렌즈를 포함하여 구성되고, 상기 적외선 가이드는 아노다이징(Anodizing) 처리에 의해 검정 색상으로 착색되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 특허문헌 1은 사람의 이마 표면에 밀착시킨 상태에서 소정 시간 동안 스캔하지 않고서도, 써모파일(Thermopile Sensor) 센서를 이용하여, 일정 거리 이격된 위치에서, 완전 비접촉 방식으로 체온을 정확하게 측정할 수 있도록 구성되는 것이나,

써모파일 센서는 매우 민감한 센서로 체온 측정시 가능한 환자의 피부와 가깝게 붙여야 정확한 체온 측정이 이루어지게 되는데, 체온 측정을 하는 사용자 간에 감염을 일으킬 우려가 있으므로, 멀리 떨어뜨려 측정하는 과정에서 정확한 체온 측정이 이루어지지 않아 거리에 따라 여러번 반복 측정을 하는 경우가 발생할 뿐만 아니라, 체온 측정을 위해 측정 버튼을 누르는 과정에서 사용자 손의 움직임이 발생하게 되므로, 측정 부위에 대한 정확한 체온 측정이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1638616호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은초음파 센서를 통해 측정 대상물과의 거리를 측정하고, 온도 측정을 위한 적정 거리에 도달시 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하며, 가속도 센서를 통해 온도측정기를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하여 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음 출력과 함께 온도 측정이 자동으로 이루어지도록 구성함으로써, 정확한 온도 측정이 가능할 뿐만 아니라, 사용상의 편리함을 제공하는 것이 가능한 비접촉식 온도측정기 및 이를 이용한 온도 측정 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기는, 적외선 센서를 통해 온도 측정 대상물에서 방사되는 적외선을 수신하여 온도를 측정하는 비접촉식 온도측정기에 있어서, 상기 온도측정기를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하는 가속도 센서;를 더 포함하며, 상기 가속도 센서를 통해 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음을 출력함과 동시에 온도 측정이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온도 측정 대상물과의 거리를 측정하기 위한 초음파 센서를 더 포함하며, 상기 초음파 센서를 통해 측정된 거리가 온도 측정을 위한 기설정된 적정 거리에 도달시, 적정 거리에 도달하였음을 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기를 이용한 온도 측정 방법은, 적외선 센서를 통해 온도 측정 대상물에서 방사되는 적외선을 수신하여 온도를 측정하는 비접촉식 온도측정기를 이용한 온도 측정 방법에 있어서, 초음파 센서를 통해 온도 측정 대상물과의 거리를 측정하는 거리측정단계; 상기 거리측정단계를 통해 온도 측정을 위한 기설정된 적정 거리에 도달시 적정 거리에 도달하였음을 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하는 거리 신호음 출력단계; 상기 거리 신호음 출력단계를 통해 거리 신호음이 출력된 이후, 가속도 센서를 통해 온도측정기를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하는 움직임 감지단계; 및 상기 움직임 감지단계를 통해 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음을 출력하는 측정 신호음 출력단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 초음파 센서를 통해 측정 대상물과의 거리를 측정하고, 온도 측정을 위한 적정 거리에 도달시 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하며, 가속도 센서를 통해 온도측정기를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하여 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음 출력과 함께 온도 측정이 이루어지도록 구성함으로써, 정확한 온도 측정이 가능할 뿐만 아니라, 사용상의 편리함을 제공할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기의 전면부 구성을 보인 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기의 후면부 구성을 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기의 구성을 보인 블럭도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기를 이용한 온도 측정 방법을 보인 설명도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기의 전면부 구성을 보인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기의 후면부 구성을 보인 사시도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기의 구성을 보인 블럭도이다.

먼저, 본 발명의 비접촉식 온도측정기는 적외선 센서를 통해 온도 측정 대상물에서 방사되는 적외선을 수신하여 온도를 측정하도록 구성되는 것으로서, 온도 측정 대상물로부터 방출되는 적외선 파장을 감지하여 전압으로 변환하는 적외선 센서와, 적외선 센서와 전기적으로 연결되어 적외선 센서에서 측정된 전압과 기준 전압을 비교하여 물체의 온도를 감지하는 제어수단을 포함하는 PCB기판과, 장치의 전체 외관을 형성하면서 적외선 센서와 PCB 기판이 내장되는 케이스와, 케이스의 전면에 물체로부터 방출되는 적외선 파장을 집광해주는 필터부와, 필터부에서 집광된 빛을 적외선 센서로 안내하기 위한 수광부를 포함하도록 구성되는데, 적외선 센서를 이용하여 온도를 측정하는 기술은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 초음파 센서와 가속도 센서를 포함하는 비접촉식 온도측정기에 대해서 설명하기로 한다.

도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기(100)는, 버튼부(110), 디스플레이부(120), 출력부(130), 초음파 센서(140), 적외선 센서(150), 가속도 센서(160), 제어부(170)를 포함한다.

상기 버튼부(110)는 온도 측정 및 표시를 위한 기능을 수행하는 것으로서, 전원을 켜기 위한 전원버튼(111), 체온측정 또는 물체의 온도 측정 중 어느 하나의 모드를 선택하기 위한 모드변경버튼(112), 온도 측정시 기설정된 적정 거리에 도달하였음을 사용자가 인지할 수 있도록 출력되는 거리 신호음 및 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리기 위해 출력되는 측정 신호음 소리를 on/off시키는 신호음제어버튼(113) 및 저장된 온도 측정값을 출력시키기 위한 온도출력버튼(114)이 구비되는데, 상기 전원버튼(111)은 처음 누르는 경우, 온도측정기의 전원을 on 상태로 변경하며, 다시 한번 누르는 경우, 초음파 센서(140), 적외선 센서(150), 가속도 센서(160)를 이용한 온도 측정을 가능하게 한다.

한편, 상기 모드변경버튼(112) 및 신호음제어버튼(113)은 한번 누를때마다 모드변경 및 신호음 on/off가 선택되도록 토글 형태로 구성된다.

또한, 상기 온도출력버튼(114)은 기설정된 개수만큼 온도 측정값을 출력하도록 구성되는데, 바람직하게는 최근 측정된 온도값부터 순차적으로 출력하도록 구성되는 것이 좋다.

상기 디스플레이부(120)는 온도 측정 대상물로부터 측정된 온도를 표시하는 것으로서, 현재모드와 신호음 on/off 상태, 배터리 상태 등 현재 온도측정기의 상태를 표시하도록 구성된다.

상기 출력부(130)는 온도 측정 대상물의 온도 측정을 위한 초음파 센서(140) 및 적외선 센서(150)가 출력되는 것으로서, 출력된 초음파 센서(140) 및 적외선 센서(150)를 수신하는 수신부를 포함하도록 구성된다.

상기 초음파 센서(140)는 초음파 출력 및 수신을 통해 온도 측정 대상물과의 거리를 측정하는 것으로서, 온도 측정 대상물의 측정 포인트로부터 온도 측정기까지의 거리 계산을 가능하게 하는데, 이로 인하여, 적정 거리를 기설정하여 포인트에 대한 정확한 온도 측정이 가능하게 되므로, 정확한 온도 측정을 위해 여러번 거리를 조절하며 측정하던 종래 비접촉식 온도측정기의 문제점을 해소하는 것이 가능하다. 상기 초음파 센서(140)를 통해 특정 물체를 감지하고, 거리를 측정하기 위한 상세 구성은 공지기술이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 적외선 센서(150)는 온도 측정 대상물에서 방사되는 적외선을 수신하여 온도를 측정하도록 구성되는 것으로서, 상기 적외선 센서(150)를 통해 온도를 측정하기 위한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지기술이므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 가속도 센서(160)는 온도측정기(100)를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하기 위한 것으로서, 종래의 비접촉시 온도측정기는 온도 측정 포인트를 설정한 상태에서 온도 측정을 위해 측정 버튼을 조작해야 함에 따라 측정 버튼을 누르는 과정에서 사용자 손의 움직임이 발생하게 되므로, 온도 측정 대상물의 온도 측정 포인트가 변경되며, 이로 인하여, 측정 포인로부터 정확한 온도 측정이 이루어지지 않게 되는데, 본 발명에서는 상기 가속도 센서(160)를 통해 기설정된 시간동안 사용자 손의 움직임, 즉, 온도측정기(100)의 움직임이 발생하는지 여부를 감지하여 움직임이 발생하지 않는 경우, 자동으로 온도 측정이 이루어지도록 구성함으로써, 버튼 가압을 통해 온도 측정이 이루어지던 종래 비접촉식 온도측정기의 문제점을 해소하는 것이 가능하다.

상기 제어부(170)는 상기 버튼부(110), 디스플레이부(120), 출력부(130), 초음파 센서(140), 적외선 센서(150), 가속도 센서(160)를 통합 제어하는 것으로서, 본 발명에 있어서, 상기 제어부(170)는 상기 초음파 센서(140)를 통해 측정된 거리가 온도 측정을 위한 기설정된 적정 거리에 도달시, 적정 거리에 도달하였음을 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하도록 구성되는 것이 특징으로서, 이로 인하여, 사용자가 거리 신호음을 통해 간단하게 적정 거리를 인지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제어부(170)는 상기 가속도 센서(160)로부터 입력되는 측정값을 통해 사용자 손의 움직임 즉, 온도측정기의 움직임을 판단하여 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음을 출력함과 동시에 온도 측정이 자동으로 이루어지도록 제어하는 것이 특징으로서, 이로 인하여, 측정 포인트를 설정하고, 온도 측정을 위해 측정 버튼을 조작하는 등의 과정이 불필요하므로, 사용자 손의 움직임을 최소화시킨 상태로 온도 측정 대상물의 정확한 온도 측정이 가능하다. 이때, 온도 측정을 위한 측정 신호음은 사용자가 혼동하지 않도록 상기 거리 신호음과는 다른 소리로 출력되도록 구성하는 것이 좋다.

한편, 본 발명의 온도측정기(100)는 배터리를 간단하게 교체하여 사용하는 것이 가능하도록 배터리부(180)가 구비되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도 1 내지 4를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 온도측정기를 이용한 온도 측정 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 온도측정기(100)의 전원이 켜진 상태에서 온도 측정 시작을 위해 전원버튼(111)을 누르게 되면, 초음파 센서(140)를 통해 온도 측정 대상물과의 거리를 측정(S100)하게 되는데, 이때, 제어부(170)에서 온도 측정을 위한 기설정된 적정 거리에 도달시 적정 거리에 도달하였음을 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력(S200)한다.

상기 거리 신호음 출력단계(S200)를 통해 거리 신호음이 출력되면, 가속도 센서(160)를 통해 온도측정기(100)를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지(S300)하게 되는데, 상기 움직임 감지단계(S300)를 통해 기설정된 시간(예 : 약 0.5초)동안 움직임이 발생하는지 여부를 확인(S350)하여 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음이 출력(S400)됨과 동시 온도 측정이 이루어지게 된다.

본 발명은 전술한 바와 같이, 초음파 센서(140)를 통해 측정 대상물과의 거리를 측정하고, 온도 측정을 위한 적정 거리에 도달시 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하며, 가속도 센서(160)를 통해 온도측정기(100)를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하여 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음 출력과 함께 온도 측정이 이루어지도록 구성함으로써, 정확한 온도 측정이 가능할 뿐만 아니라, 사용상의 편리함을 제공하는 것이 가능하다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 온도측정기 110: 버튼부
111: 전원버튼 112: 모드변경버튼
113: 신호음제어버튼 114: 온도출력버튼
120: 디스플레이부 130: 출력부
131: 초음파 센서 출력부 132: 적외선 센서 출력부
140: 초음파 센서 150: 적외선 센서
160: 가속도 센서 170: 제어부
180: 배터리부

Claims (3)

1. 적외선 센서를 통해 온도 측정 대상물에서 방사되는 적외선을 수신하여 온도를 측정하는 비접촉식 온도측정기에 있어서,
   상기 온도측정기를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하는 가속도 센서;를 더 포함하며, 상기 가속도 센서를 통해 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음을 출력함과 동시에 온도 측정이 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 온도측정기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도 측정 대상물과의 거리를 측정하기 위한 초음파 센서를 더 포함하며, 상기 초음파 센서를 통해 측정된 거리가 온도 측정을 위한 기설정된 적정 거리에 도달시 적정 거리에 도달하였음을 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 온도측정기.
   
3. 적외선 센서를 통해 온도 측정 대상물에서 방사되는 적외선을 수신하여 온도를 측정하는 비접촉식 온도측정기를 이용한 온도 측정 방법에 있어서,
   초음파 센서를 통해 온도 측정 대상물과의 거리를 측정하는 거리측정단계;
   상기 거리측정단계를 통해 온도 측정을 위한 기설정된 적정 거리에 도달시 적정 거리에 도달하였음을 사용자가 인지할 수 있도록 거리 신호음을 출력하는 거리 신호음 출력단계;
   상기 거리 신호음 출력단계를 통해 거리 신호음이 출력된 이후, 가속도 센서를 통해 온도측정기를 파지하고 있는 손의 움직임을 감지하는 움직임 감지단계; 및
   상기 움직임 감지단계를 통해 기설정된 시간동안 움직임이 발생하지 않는 경우, 온도 측정 시작을 알리는 측정 신호음을 출력하는 측정 신호음 출력단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 온도측정기를 이용한 온도 측정 방법.

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