KR20230079764A

KR20230079764A - 광산란방식 미세먼지측정기의 측정값 오류 보상방법

Info

Publication number: KR20230079764A
Application number: KR1020210166865A
Authority: KR
Inventors: 이창호
Original assignee: 주식회사 필라스크리에이션
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-06-07
Also published as: KR102613758B1

Abstract

본 발명은 광산란방식 미세먼지측정기의 측정값 오류 보상방법에 관한 것으로, 미세먼지 측정기 내에 미세먼지 측정을 위한 미세먼지 센서 이외에 레퍼런스 센서를 별도를 구비하여 일정 주기 또는 필요할 때만 미세먼지를 측정한 레퍼런스 값을 기준으로 미세먼지센서의 열화정도를 분석하고, 이를 미세먼지 측정값에 보상해 주도록 하며, 미세먼지 측정값의 이동평균값을 이용하므로 더 정확한 미세먼지 측정값을 산출하도록 하는데 그 목적이 있다.

Description

광산란방식 미세먼지측정기의 측정값 오류 보상방법{Method for Compensating Measurement Error Data of Fine Dust Light Scattering Senser }

본 발명은 미세먼지 측정기의 사용기간이 늘어남에 따라 내장된 미세먼지 센서의 열화정도를 분석하고, 이를 미세먼지 측정값에 보상해 주는 광산란방식 미세먼지측정기의 측정값 오류 보상방법에 관한 것이다.

일반적으로, 미세먼지 등의 증가로 인한 공기 오염의 심화에 따라 공기의 질에 대한 관심이 증가되고 있다. 이를 반영하여, 공기의 질을 확인하기 위한 각종 장치가 제시되고 있다. 또한, 공기의 질은 측정되는 공기 중의 유해가스나 미세먼지 등의 농도에 의하여 정량적으로 표시된다.

종래기술의 일례를 살펴보면, 본 출원인에 의해 등록된 대한민국 등록특허 제10-2229385호의 미세먼지 자동 측정 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징(10), 상부커버(20), 제1미세먼지센서(30), 제2미세먼지센서(40), 제습모듈(50) 및 제어부(100)를 포함하며, 상부커버(20)는 상기 하우징(10)의 상부 개구를 덮는 것으로, 상온실(A)을 커버하는 제1상부커버(21)와, 제습실(B)을 커버하는 제2상부커버(22)와, 상기 제1상부커버(21)와 제2상부커버(22) 사이에 배치되어 하측에 배치되는 제어부(100)를 커버하는 제3상부커버(23)를 포함한다.

제습실(B)의 하측에는 제습에 의해 응축된 물을 일시 저장하고 서랍 방식으로 출납 가능하게 구성되는 물받이(14)가 구비되며, 상부 전면에는 미세먼지 농도 측정값이 표시되는 디스플레이와 전원버튼(160)이 구비된다.

이와 같이 구비된 미세먼지 자동측정장치는 상대습도 변화에 따라 선택적으로 제습을 수행하여 습도 변화에 따른 측정값 오차를 보정하고, 다중 센서와 레퍼런스 센서를 이용하여 센서 고장 또는 오류에 의한 측정값 오차를 줄임으로써 보다 정밀한 측정이 가능하고, 간헐적인 제습 수행으로 인해 상대적으로 에너지 소모량이 적고, 실시간으로 실내 미세먼지를 자동 측정할 수 있다는 탁월한 장점을 갖고 있다.

그러나, 이와 같은 종래기술에 따른 습도 보정 기능을 구비하는 미세먼지 자동 측정 장치는 내장된 미세먼지 센서가 오랜 사용으로 센서표면에 미세먼지, 습도 등의 오염으로 인해 측정값의 정확도가 낮아지게 되는 문제점이 있었다.

국내특허등록 제10-2229385(공고일 2021.03.12.)

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여, 미세먼지 측정기 내에 미세먼지 측정을 위한 미세먼지 센서 이외에 레퍼런스 센서를 별도를 구비하여 일정 주기 또는 필요할 때만 미세먼지를 측정한 레퍼런스 값을 기준으로 미세먼지센서의 열화정도를 분석하고, 이를 미세먼지 측정값에 보상해 주며, 미세먼지 이동평균값을 이용하므로 더 정확한 미세먼지 측정값을 산출하도록 하는 광산란방식 미세먼지측정기의 측정값 오류 보상방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 미세먼지측정기의 측정값 오류 보상과정은 미세먼지 측정을 위한 다수의 미세먼지 센서와 레퍼런스 센서를 통해 획득된 각 미세먼지 측정값을 제어부에서 비교하여 미세먼지 측정값 차이에 따른 오차를 보상하는 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법에 있어서, 상기 미세먼지 측정기가 가동을 시작함에 따라 상기 각 미세먼지 센서와 레퍼런스 센서가 동시에 측정을 시작하는 제1과정; 상기 제어부는 각 미세먼지 센서로부터 실시간 미세먼지 측정값을 획득하고, 그 평균값을 산출하는 제2과정; 상기 제어부는 상기 레퍼런스 센서를 설정된 주기 및 측정시간 동안만 구동시켜 미세먼지를 측정한 레퍼런스 측정값 및 레퍼런스 평균값(RA)을 산출하는 제3과정; 상기 제2과정에서 산출된 평균값과 제3과정에서 산출된 레퍼런스 평균값 (RA)을 비교하여 차이값을 산출하는 제4과정; 및 상기 제4과정에서 산출된 차이값에 따라 해당 미세먼지 측정값을 오류로 판단하고 산출된 차이값을 최종 미세먼지 측정값에 보상하는 제5과정;을 포함하되, 상기 제2 내지 제5과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제2과정은 상기 각 미세먼지 센서 별 측정값 누적데이터를 산출하는 21단계; 상기 각 미세먼지 센서 별 측정값의 이동평균값(MA1~MAx) 및 전체 미세먼지 센서의 전체 이동평균값(MA)을 산출하는 22단계; 상기 22단계에서 산출한 각 미세먼지 센서별 누적데이터의 이동평균값(MA1~MAx)이 기 설정된 신뢰구간 이동평균값과 비교하는 23단계; 및 상기 23단계에서 비교결과 신뢰구간 이동평균값에서 벗어난 해당 미세먼지 센서는 오류로 판단되어 이동평균값 산출에 제외시킨 후 전체 이동평균값(MA)을 다시 산출하여 상기 제4과정의 평균값으로 사용하는 24단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1과정에 부가하여, 상기 각 미세먼지 센서는 기 설정된 습도기준값 이하에서의 미세먼지를 측정하되, 상기 상온실(A)의 미세먼지 농도를 측정하는 41단계; 상기 상온실(A)의 상대습도를 측정하는 42단계; 상기 상온실(A)의 상대습도가 미리 설정된 습도기준값 미만이면 상온실(A)에서 측정된 미세먼지 측정값을 최종 미세먼지 측정값으로 출력하는 43단계; 상기 상온실(A)의 상대습도가 미리 설정된 습도기준값 이상인 경우 제습모듈을 작동시키는 44단계; 상기 제습모듈 작동 후 제습실(B)의 상대습도를 측정하는 45단계; 및 상기 제습실(B)의 상대습도가 습도기준값 미만인 경우 상기 제습실(B) 미세먼지 농도를 측정하여 최종 미세먼지 측정값으로 출력하는 46단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법은 미세먼지 측정기 내에 미세먼지 측정을 위한 미세먼지 센서 이외에 레퍼런스 센서를 별도를 내장하여 설정된 주기로 미세먼지를 측정한 레퍼런스 값을 기준으로 미세먼지 측정값의 오류를 분석하여 미세먼지 센서의 열화, 고장 또는 센서표면의 오염도 등을 검출하고, 그로 인해 발생된 측정값 오류를 보상할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 미세먼지 측정값을 레퍼런스 측정값의 주기에 맞추어 이동평균값을 산출하여 비교하므로, 정확히 미세먼지 측정값 산출 및 비교가 가능한 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 제습을 통한 습도 보정 기능을 구비하는 미세먼지 자동 측정 장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명을 구현하기 위한 미세먼지 측정장치의 구성도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상과정의 흐름도이고,
도 4는 미세먼지 센서부와 레퍼런스 센서의 측정주기 비교를 설명하기 위한 도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 레퍼런스 평균값(RA)과 전체 이동평균값(MA)의 상관관계를 설명하기 위한 그래프이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광산란방식 미세먼지 측정기의 열화 보상방법을 첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2를 참조하면 미세먼지 측정기는 상온실(A)과 제습실(B)로 구분되며, 상기 상온실(A) 내부에는 온습도를 측정하기 위한 제1온습도센서(34), 미세먼지를 측정하기 위한 제1미세먼지센서부(30) 및 제1레퍼런스센서(32)를 구비하며, 상기 제습실(B) 내부에는 제습실 내부 온습도를 측정하기 위한 제2온습도센서(44), 제습실 내부의 습기를 제거하는 제습모듈(50)과, 상기 제습모듈(50)에 의해 제습된 공기의 미세먼지를 측정하기 위한 제2미세먼지센서부(40) 및 제2레퍼런스센서(42)를 구비한다.

여기서, 상기 제1미세먼지센서부(30)는 1개 이상 다수개의 미세먼지 센서로 구성이 가능하며, 본 발명에서는 바람직한 실시예로 3개의 미세먼지 센서(A1)(A2)(A3)로 구성하며, 상온실(A)로 유입된 공기중의 미세먼지 농도를 측정하는 센서로서 광산란 방식으로 미세먼지의 농도를 측정하며, 1개의 센서로 PM1.0, PM2.5 및 PM10 등을 동시에 측정할 수 있는 통합 센서로 구성된다.

제2미세먼지센서(40)도 1개 이상 다수개의 미세먼지 센서로 구성이 가능하며, 본 발명에서는 바람직한 실시예로 3개의 미세먼지 센서(B1)(B2)(B3)로 구성한다.

또한, 상기 상온실(A) 및 제습실(B)에 내장된 각 센서의 구동을 제어하고, 각 센서로부터의 측정값을 입력받아 연산 및 분석하는 제어부(100)는 제어모듈(110), 연산모듈(120), 통신모듈(130) 및 메모리(140)로 구성된다.

여기서, 상기 제어모듈(110)은 제1온습도센서(34), 제2온습도센서(44), 제1미세먼지센서부(30), 제1레퍼런스센서(32), 제2미세먼지센서부(40), 제2레퍼런스센서(42), 제습모듈(50) 및 디스플레이(150) 등 본 발명에 따른 미세먼지 자동 측정 장치의 전체 구성의 작동을 제어하며, 특히 제어모듈(110)은 제1,제2레퍼런스센서(32)(42)를 상기 메모리(140)에 저장된 동작 설정 주기 및 구동시간에 맞추어 활성화 시켜 미세먼지를 측정하도록 구성한다.

상기 연산모듈(120)은 상기 제1미세먼지센서부(30) 및 제2미세먼지센서부(40)로부터 전달받은 미세먼지 농도 측정값을 기초로 상기 레퍼런스센서(32)(42)의 미세먼지 측정 레퍼런스 값과의 상관관계 또는 습도와 농도 관계식, 보정된 습도에서의 농도표준값, 보정습도에서의 실측정값 등의 산출 등 각종 연산을 수행하여 최총 출력값을 결정한다.

상기 통신모듈(130)은 제1미세먼지센서부(30), 제2미세먼지센서부(40), 1레퍼런스센서(32), 제2레퍼런스센서(42), 제1온습도센서(34), 제2온습도센서(44)로부터 전달되는 측정값 데이터들을 수신하고, 제어부(100)의 제어명령을 각 센서 및 제습모듈(50)과 같은 각 구성부들에 전달하며, 원격의 단말기 또는 클라우드 시스템과의 통신을 가능하게 하는 모듈로서 유선 또는 무선 송수신부를 포함한다.

또한, 메모리(140)는 상기 제1미세먼지센서부(30) 및 제2미세먼지센서부(40)로부터 전달받은 미세먼지 농도 측정값을 저장하며, 상기 제1,제2레퍼런스센서(32)(42)의 정지주기(T) 및 동작시간을 저장하며, 미리 설정된 각종 기준값과 연산모듈(120)에서 산출된 각종 수치 데이터 등을 저장한다.

또한, 상기 제습모듈(50)은 내부에 펠티어 소자(도면에 미도시)를 구비하며, 상기 펠티어 소자는 전원 공급에 따라 일측은 냉각되고 타측은 발열되는 반도체 소자로, 냉각측을 제습실(B)을 향하도록 배치하여 제습을 수행하고, 발열측은 외부를 향하도록 배치된다.

이와 같이 구성된 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상과정에 대하여 첨부된 도 2 및 도 3을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 미세먼지 측정기는 최초 미세먼지 농도 측정을 시작하면 제어부(100)에 의해 상온실(A)에 구비된 각 센서(30)(32)(34)를 구동시켜, 각 센서(30)(32)(34)로부터 측정값을 입력 받음과 동시에 상기 제습실(B)에 구비된 각 센서(40)(42)(44)를 구동시켜 각 센서 측정값을 입력 받아 로데이터(raw data)로 상기 메모리(140)에 저장한다.

상기 제습실(B)의 제습모듈(50)은 상시 가동하거나, 설정된 기준 습도이상 일 경우에만 가동할 수 있도록 선택이 가능하다.

보다 상세하게는, 상기 상온실(A)의 제1온습도센서(34)를 통해 측정된 상대습도 측정값이 습도 기준값 이상인 경우에는 미세먼지 농도 측정값이 습도에 의해 영향을 많이 받는 구간이므로, 상기 제어부(100)는 상기 제습실(B)에 구비된 제습모듈(50)을 작동시켜 제습실(B) 내부의 습기를 제거함에 따라 상대습도가 낮아지게 되고, 이때 상기 제2온습도센서(44)에서 측정된 제습실(B)의 상대습도 측정값은 상기 연산모듈(120)에서 기 설정된 습도 기준값과 비교한다. 위 과정으로 상대습도가 습도 기준값 이하로 떨어질 때까지 수행하며, 습도 기준값 이하로 떨어질 때 상기 제습모듈(50)의 구동을 정지시키고 상기 제1미세먼지센서부(40)의 각 미세먼지센서(B1~B3)로부터 미세먼지 농도를 측정한다.

여기서 상기 제습모듈(50)은 초기 사용자 선택에 따라 습도 기준값에 따라 구동을 정지시키거나, 계속 가동하도록 설정할 수 있다.

상기 제1,제2미세먼지센서부(30)(40)의 각 미세먼지센서(A1~A3)(B1~B3) 및 제1,제2레퍼런스센서(32)(42)로부터의 미세먼지 농도 측정값을 입력받아 로 데이터(raw data)로 상기 메모리(140)에 저장을 시작하되, 상기 제1,제2미세먼지센서부(30)(40)의 각 미세먼지센서(A1~A3)(B1~B3)는 상시 측정을 수행하고, 상기 제1,제2레퍼런스센서(32)(42)는 설정된 정지주기(T)에 따라 일정 시간 동안만 측정하고 나머지 시간은 정지시킨다.

즉, 상기 제1,제2레퍼런스센서(32)(42)는 설정된 정지주기(T) 동안 가동을 중지하고 대기모드를 유지하다가 정지주기(T)가 끝나면 다시 활성화 시켜 설정된 일정 시간 동안만 측정하고, 다시 정지주기(T) 동안 대기모드를 유지하는 과정을 반복하게 된다.

예를 들어, 상기 정지주기(T)는 매일, 1개월, 1년등의 단위로 적어도 1회 이상의 정지주기와, 동작시간은 1분, 5분간, 10분 등 주기를 설정할 수 있으며, 특정 정지주기 없이 사용자 필요에 따라 임의로 정지 및 동작시간을 설정할 수 있다.

상기 연산모듈(120)은 먼저 상기 메모리(140)에 로데이터(raw data)로 저장된 상기 각 미세먼지센서(A1~A3)별 누적 미세먼지 통과량 및 누적 사용시간 데이터를 산출한 후 각 데이터의 이동평균값(MA1, MA2, MA3)과 상기 미세먼지센서(A1~A3) 전체 평균의 이동평균(MA)를 산출하고, 신뢰구간 95%, 99%의 이동평균값(MA95, MA99)를 산출한다.

여기서, 상기 이동평균값(MA1, MA2, MA3)은 레퍼런스 센서의 동작 주기에 맞추어 레퍼런스 측정값과 동일한 동작주기 기간의 미세먼지 측정값을 비교하기 위한 것으로, 예를 들어 레퍼런스 센서 측정주기가 1일이면, 상기 각 미세먼지센서(A~A3)도 이동평균값을 1일로 일치시켜 동일 시점에서 동일 기간만큼의 미세먼지 측정값을 비교하여 상관관계를 분석하게 된다.

상기 레퍼런스 평균값(RA)과 전체 이동평균값(MA1, MA2, MA3)의 상관관계 분석 및 상관식에 대하여 예를 들어 설명하면, 상기 레퍼런스 센서(32)의 작동 주기가 24시간이면, 상기 각 미세먼지센서(A1~A3)의 미세먼지 측정값은 24시간 마다 이동평균값(MA1, MA2, MA3)이 산출될 것이고, 상기 레퍼런스 센서(32)의 측정값도 24시간 마다 레퍼런스 측정값을 산출하게 된다.

이에 대한 상관분석을 하면 다음 수학식 1과 같은 상관관계 분석이 가능하다.

여기서, c는 상수이고, a는 MA와 RA의 상관관계에 따른 1차 회귀식의 계수이며, 만약 a=0.99이면 미세먼지 측정값을 0.99배씩 보정해야 한다.

만약, 특정시점에서 a=0.9 이면, 미세먼지 센서의 보정해야 할 값이 10% 차이가 난다는 것으로 해당 미세먼지 센서를 교체해 주는 신호로 해석할 수 있다.

상기 레퍼런스 센서값도 가동시간에 따라 측정센서와 같이 오류가 발생되므로, 상기 수학식 1의 상관관계식과 같이 사용시간 및 미세먼지 통과량에 따라 오차가 누적되므로 발생하는 오차의 보정이 필요하다.

즉, 상기 미세먼지 센서(A1~A3)를 1년 동안 사용할 경우 미세먼지 측정량에 따라 보정하는 것처럼, 상기 레퍼런스 센서(32)도 사용시간에 따른 노화가 발생되어 측정 오차가 발생하게 된다.

예를 들어, 만약 상기 레퍼런스 센서(32)를 1년 동안 매월 1회 사용할 경우, 사용시간 및 미세먼지 통과량에 따라 변화된 평균값으로부터 레퍼런스 측정값의 보정값을 산출하고, 산출된 보정값을 상기 레퍼런스 센서 측정값에도 보정해 줄 수 있다.

도 5를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 상기 연산모듈(120)에서 산출된 상기 미세먼지 레퍼런스(RA)와 전체 이동평균값(MA)이 동일할 경우(RA=MA)에 상기 제1미세먼지센서부(30)가 정상이며, 상기 미세먼지 레퍼런스(RA)가 전체 이동평균값(MA)보다 적게 측정될 경우(RA>MA) 보정이 필요하게 된다.

상기 각 센서의 이동평균값(MA1, MA2, MA3)을 신뢰구간 이동평균값(MA95, MA99)과 상호 비교하여 설정된 기준범위에서 벗어나는 해당 미세먼지센서에 오류가 발생된 것으로 판단하고, 해당 미세먼지 센서의 측정값은 제외하도록 한다.

보다 상세하게는, 상기 각 미세먼지 센서 별 측정값 누적데이터에 대한 각 이동평균값(MA1~MAx) 및 전체 이동평균값(MA)을 산출하고, 산출된 각 미세먼지 센서별 이동평균값(MA1~MAx)과 산출된 신뢰구간 95%, 99%의 이동평균값(MA95, MA99)과 비교한다. 비교결과 신뢰구간 이동평균값에서 벗어난 해당 미세먼지 센서는 오류로 판단되어 이동평균값 산출에 제외시킨 후 전체 이동평균값(MA)을 다시 산출한다. 즉, 산출된 이동평균값(MA1,MA2,MA3)과 신뢰구간 이동평균값(MA99)을 벗어난 후 신뢰구간 이동평균값(MA95)을 벗어나면 해당 미세먼지 센서를 오류로 판단하고, 이동평균값 산출에서 제외한다.

이와 동일한 과정으로 상기 제습실(B)의 제2미세먼지센서부(40)의 각 미세먼지센서(B1,B2,B3)의 이동평균값 및 전체 이동평균값(MB)를 산출하되, 신뢰구간 이동평균값(MA95)을 벗어난 해당 미세먼지 센서는 오류로 판단하고, 이동평균값 산출에서 제외한 최종 제습실 전체 이동평균값(MA)를 산출한다.

한편, 정지주기(T) 후에 활성화되는 상기 제1레퍼런스센서(32)의 미세먼지 농도 측정값의 레퍼런스 평균값(RA)을 산출하고, 동일 시점의 상온실(A)의 최종 산출 데이터인 미세먼지센서의 상기 전체 이동평균값(MA)와 상기 레퍼런스 평균값(RA)와의 상관관계를 분석하여 상관식을 도출한 후 최종 미세먼지양(PMA)을 산출하게 된다.

이와 동일한 과정으로 상기 제습실(B)의 제2레퍼런스센서(42)의 레퍼런스 평균값(RB) 산출 및 최종 제습실(B) 전체 이동평균값(MB)과 레퍼런스 평균값(RB)와의 상관관계 분석을 통해 최종 미세먼지양(PMB)을 산출하게 된다.

이와 같은 과정으로, 산출된 상온실(A) 및 제습실(B)의 최종 미세먼지양(PMA)(PMB)는 상기 제1,제2온습도센서(34)(44)의 각 습도 측정값과의 상관관계를 분석하여 상관식을 도출하고, 최종 미세먼지양(PM)을 산출하게 된다.

상기 각 과정을 통해 산출된 각 측정값 및 산출값은 미세먼지 측정기의 외부에 구비된 디스플레이(150)를 통해 표시된다. 즉, 사용자 선택에 따라 상기 산출된 최종 미세먼지양(PM)와, 상기 제1,제2온습도센서(34)(44)를 통해 측정된 각 상온실(A)과 제습실(B)의 온도 및 습도와, 제1,제2레퍼런스 센서(32)(42)의 측정값과, 상기 제1,제2미세먼지센서부(30)(40) 및 제1,제2레퍼런스 센서(32)(42)의 통과 누적 미세먼지량을 표시하고, 오류로 판단되어 평균에서 제외되는 미세먼저 센서를 표시하며, 교체가 필요한 미세먼지 센서를 표시한다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광산란방식 미세먼지측정기의 측정값 오류 보상방법은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이 실시예에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

30,40: 제1,제2미세먼지센서부 32,42: 제1,제2레퍼런스센서
34,44: 제1,제2온습도센서
50: 제습모듈 100: 제어부
110: 제어모듈 120: 연산모듈
130: 통신모듈 140: 메모리
150: 디스플레이

Claims

미세먼지 측정을 위한 다수의 미세먼지 센서와 레퍼런스 센서를 통해 획득된 각 미세먼지 측정값을 제어부에서 비교하여 미세먼지 측정값 차이에 따른 오차를 보상하는 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법에 있어서,
상기 미세먼지 측정기가 가동을 시작함에 따라 상기 각 미세먼지 센서와 레퍼런스 센서가 동시에 측정을 시작하는 제1과정;
상기 제어부는 각 미세먼지 센서로부터 실시간 미세먼지 측정값을 획득하고, 그 평균값을 산출하는 제2과정;
상기 제어부는 상기 레퍼런스 센서를 설정된 주기 및 측정시간 동안만 구동시켜 미세먼지를 측정한 레퍼런스 측정값 및 레퍼런스 평균값(RA)을 산출하는 제3과정;
상기 제2과정에서 산출된 평균값과 제3과정에서 산출된 레퍼런스 평균값 (RA)을 비교하여 차이값을 산출하는 제4과정; 및
상기 제4과정에서 산출된 차이값에 따라 해당 미세먼지 측정값을 오류로 판단하고 산출된 차이값을 최종 미세먼지 측정값에 보상하는 제5과정;을 포함하되,
상기 제2 내지 제5과정을 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법.
제1항에 있어서,
상기 다수의 미세먼지 센서 및 레퍼런스 센서는 상온실(A) 내에 구비되거나,
제습모듈에 의해 제습된 공기의 미세먼지를 측정하기 위한 제습실(B) 내에 구비된 것을 특징으로 하는 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2과정에서 획득된 각 미세먼지 센서의 측정값과 상기 제4과정에서 산출된 미세먼지 측정 평균값을 각각 비교하는 11단계;
상기 11단계에서 비교결과 설정된 범위를 벗어난 경우 해당 미세먼지 센서의 측정값을 제외하고 나머지 미세먼지 측정값의 평균값을 다시 산출하는 12단계; 및
상기 12단계에서 산출된 평균값을 상기 제4과정의 평균값으로 대체하는 13단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법.
제1항에 있어서,
상기 제2과정은 상기 각 미세먼지 센서 별 측정값 누적데이터를 산출하는 21단계;
상기 각 미세먼지 센서 별 측정값의 이동평균값(MA1~MAx) 및 전체 미세먼지 센서의 전체 이동평균값(MA)을 산출하는 22단계;
상기 22단계에서 산출한 각 미세먼지 센서별 누적데이터의 이동평균값(MA1~MAx)이 기 설정된 신뢰구간 이동평균값과 비교하는 23단계; 및
상기 23단계에서 비교결과 신뢰구간 이동평균값에서 벗어난 해당 미세먼지 센서는 오류로 판단되어 이동평균값 산출에 제외시킨 후 전체 이동평균값(MA)을 다시 산출하여 상기 제4과정의 평균값으로 사용하는 24단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법.
제1항에 있어서,
상기 제3과정은 상기 레퍼런스 센서에서 설정된 주기로 미세먼지를 측정하여 레퍼런스 측정값을 획득하는 31단계; 및
상기 31단계에서 측정된 레퍼런스 측정값에서 레퍼런스 평균값(RA)을 산출하는 32단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법.
제1항에 있어서,
제5과정은 미세먼지 레퍼런스 평균값(RA)과 전체 이동평균값(MA)의 상관관계를 분석하고 상관식을 도출하여 미세먼지 양을 산출(PMA)하되,
상기 미세먼지 레퍼런스(RA)와 전체 이동평균값(MA)의 상관관계는 다음 수학식,

(여기서, c는 상수)
상기, a는 MA와 RA의 상관관계에 따른 1차 회귀식의 계수,
으로 산출되는 것을 특징으로 하는 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법.
제6항에 있어서,
상기 미세먼지 레퍼런스 평균값(RA)는 사용시간 및 미세먼지 통과량에 따른 변화값을 산출하여 상기 레퍼런스 측정값에 대한 오차를 보정하는 것을 특징으로 하는 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법.
제2항에 있어서,
상기 제1과정에 부가하여, 상기 각 미세먼지 센서는 기 설정된 습도기준값 이하에서의 미세먼지를 측정하되,
상기 상온실(A)의 미세먼지 농도를 측정하는 41단계;
상기 상온실(A)의 상대습도를 측정하는 42단계;
상기 상온실(A)의 상대습도가 미리 설정된 습도기준값 미만이면 상온실(A)에서 측정된 미세먼지 측정값을 최종 미세먼지 측정값으로 출력하는 43단계;
상기 상온실(A)의 상대습도가 미리 설정된 습도기준값 이상인 경우 제습모듈을 작동시키는 44단계;
상기 제습모듈 작동 후 제습실(B)의 상대습도를 측정하는 45단계; 및
상기 제습실(B)의 상대습도가 습도기준값 미만인 경우 상기 제습실(B) 미세먼지 농도를 측정하여 최종 미세먼지 측정값으로 출력하는 46단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광산란방식 미세먼지 측정기의 측정값 오류 보상방법.