WO2017052116A1 - 입자 샘플링 프로브 및 이를 이용한 미세먼지 측정 장치 - Google Patents

입자 샘플링 프로브 및 이를 이용한 미세먼지 측정 장치 Download PDF

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안강호
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Definitions

  • the present invention relates to a dust measuring apparatus, and more particularly to a miniaturized fine dust measuring apparatus.
  • the fine dust measuring device when the fine dust measuring device is to measure the fine dust during movement, it is difficult to accurately measure the mass or size distribution of the particle because the fluctuation of the direction and speed of the air flow to be introduced is severe.
  • the sampler To accurately measure the mass or size distribution of particles, the sampler must accurately sample the particles in the air and send them to the instrument without loss. This sampling of the concentration in the air as it is called iso-kinetic sampling. That is, constant velocity sampling is difficult because there is a relative velocity between the atmosphere to be sampled during movement and the fine dust measuring device.
  • the present invention provides particle sampling probes that maintain themselves at constant velocity sampling conditions.
  • the present invention provides particle sampling probes that provide high speed mechanical feedback.
  • the present invention is to provide a small particle dust measurement apparatus by mounting a small particle sampling probe.
  • the present invention provides a fine dust measuring apparatus capable of measuring the normal fine dust concentration in the region of low air pressure.
  • the present invention provides a fine dust measuring device that operates normally even in the attitude change of the vehicle detached from the balloon.
  • a particle sampling probe is provided.
  • the particle sampling probe extends in the longitudinal direction and includes an inner duct and an outer duct including a first inlet provided at the other end of the first inlet and a first inlet through which external fluid is introduced. And a sampling duct extending in the longitudinal direction and including a second inlet through which sampling fluid of the external fluid is introduced and a second outlet provided at the other end of the second inlet, wherein the first inlet is connected to the external fluid. At least a portion of the inflow direction and the inflow direction may be formed to face.
  • the outflow direction of the first outlet may be opposite to the inflow direction of the first inlet to introduce external fluid.
  • the outer duct may include a discharge path between the first inlet port and the first outlet port such that non-sampled fluid in the external fluid flows in a direction facing the inlet direction of the first inlet port. Can be.
  • the first outlet may be formed spaced apart in the longitudinal direction from the first inlet.
  • the outflow direction of the first outlet may be at an acute angle with the inflow direction in which the first inlet introduces the external fluid.
  • the sampling duct and the outer duct may have a coaxial (co-axial).
  • a gap through which a non-sampling fluid flows in the external fluid may be provided between the sampling duct and the external duct.
  • the particle sampling probe includes a first external duct extending in a longitudinal direction and including a first sub inlet through which external fluid is introduced and a first sub outlet provided at the other end of the first sub inlet.
  • the second outer duct and the second outer duct including a second sub inlet provided in the other end of the second sub inlet and a second sub inlet extending in the longitudinal direction inside the first outer duct, the second sub inlet
  • a sampling duct including a second inlet through which the sampling fluid is introduced and a second outlet provided at the other end of the second inlet, the fluid flowing in the second sub inlet and extending in the lengthwise direction thereof;
  • the outlet direction of the sub outlet may be formed so that at least a portion of the outlet direction of the sub outlet faces the inlet direction of the inflow of the external fluid.
  • the outflow direction of the first and second sub outlets may be at an acute angle with the inflow direction in which the first sub inlet receives the external fluid.
  • the first sub outlet may be spaced apart from the first sub inlet in the longitudinal direction in the first outer duct, and the second sub outlet may be formed in the second outer duct in the longitudinal direction. have.
  • the outer wall of the first outer duct and the outer wall of the second outer duct may provide a continuous stream line with respect to the outer fluid.
  • the outer wall of the first outer duct and the outer wall of the second outer duct may provide a stream line discontinuous with respect to the external fluid.
  • a fine dust measuring device According to another aspect of the present invention, there is provided a fine dust measuring device.
  • the fine dust measuring device includes a particle sampling probe for discharging sampling fluid by uniformly sampling the incoming external fluid; A flow control pump that receives the sampling fluid discharged by the particle sampling through the main flow path and discharges it to the outside; A sensor which receives a part of the sampling fluid from the main flow path and measures a concentration of fine dust; And a processor that receives the concentration of the fine dust from the sensor and generates fine dust measurement information including the concentration of the fine dust.
  • the particle sampling probe may include an external duct extending in a longitudinal direction and including a first inlet through which external fluid is introduced and a first outlet provided at the other end of the first inlet; And a sampling duct extending in the longitudinal direction inside the outer duct and including a second inlet through which the sampling fluid of the external fluid is introduced and a second outlet provided at the other end of the second inlet.
  • the first inlet port may be formed to face at least a portion of the inflow direction for introducing the external fluid.
  • the fine dust measuring apparatus heats the sampling fluid discharged from the particle sampling probe to a predetermined temperature or filters particles having a predetermined size or more among the particles of fine dust included in the sampling fluid, It may further include a conditioner for discharging to the flow path.
  • the fine dust during the movement can be measured in real time through the miniaturized fine dust measuring apparatus.
  • a measurement error may not occur even when the attitude of the vehicle detached from the balloon is changed.
  • FIG. 1 is a block diagram of a fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates oversampling and undersampling occurring during sampling of a sampling probe.
  • FIG 3 is a cross-sectional view and a perspective cross-sectional view for explaining a particle sampling probe according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view and a perspective cross-sectional view for explaining a particle sampling probe according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG 5 illustrates a relationship between the inflow direction and the outflow direction of the fluid for the particle sampling probe according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view and a perspective cross-sectional view for explaining a particle sampling probe according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view and a perspective cross-sectional view for explaining a particle sampling probe according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view illustrating a shape of a pulse generated according to the speed of the fine dust particles in the water concentration measurement sensor of the fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a barometric pressure-sensor value graph used by a flow control pump of a fine dust measurement device according to an embodiment of the present invention to maintain a constant volume flow rate.
  • FIG. 10 is a view illustrating a fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view illustrating a structure of a second water concentration measurement sensor including a fine dust measurement unit of the fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view illustrating an inflow direction of the mixer of the second water concentration measurement sensor during the altitude increase by connecting the fine dust measurement device according to an embodiment of the present invention to a horizontal flight and a balloon.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a horizontal flight gravity direction direction, a balloon flight antigravity direction, and a mixer inflow direction based on a vehicle of the fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view illustrating a volatile solvent in a second water concentration measurement sensor when the fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to the balloon and is being raised at an altitude.
  • 15 is a view illustrating an unmanned observer equipped with a fine dust measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view illustrating a fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the fine dust measuring apparatus 5 includes a particle sampling probe 10, a conditioner 20, a mass concentration measuring sensor 30, and a first water concentration measuring sensor 40. ), A second water concentration measurement sensor 50, a flow control pump 60, a flow control sensor 62, an air pressure sensor 64, a processor 70, a memory 72, and a communication interface 80. .
  • the particle sampling probe 10 discharges the sampling fluid irrespective of the change in the velocity of the external fluid so that the conditioner 20 or the mass concentration measurement sensor 30, the first water concentration measurement sensor 40, and the second water concentration measurement sensor Into 50, a constant flow rate of sampling fluid is introduced.
  • the particle sampling probe 10 extends in the longitudinal direction and extends in the longitudinal direction inside the outer duct and an outer duct including a first inlet through which external fluid is introduced and a first outlet provided at the other end of the first inlet.
  • a sampling duct including a second inlet through which sampling fluid is introduced into the external fluid and a second outlet provided at the other end of the second inlet, and an outlet direction of the first outlet is an inflow direction in which the first inlet introduces the external fluid. And at least a portion are formed to face each other.
  • the conditioner 20 includes a heater that raises the temperature of the sampling fluid introduced from the particle sampling probe 10 by a specified reference value, and a cyclone or impactor that removes particles of a specified size or more contained in the sampling fluid. It may include. Accordingly, the conditioner 20 raises the temperature of the sampling fluid by a reference value, removes particles having a predetermined size or more contained in the sampling fluid, and then moves the sampling fluid to the mass concentration measuring sensor 30 and the first water concentration measuring sensor 40.
  • the second water concentration measuring sensor 50 may be provided.
  • the conditioner 20 may be excluded from the fine dust measuring apparatus according to the implementation method, the particle sampling probe 10 may be a sampling fluid to the mass concentration measuring sensor 30, the first water concentration measuring sensor 40 and The second water concentration measuring sensor 50 may be provided.
  • a main flow path through which the sampling fluid flows from the conditioner 20 to the flow rate control pump 60 may be formed, and an inflow path through which the sampling fluid flows from the particle sampling probe 10 to the conditioner may be formed.
  • a main flow path through which the sampling fluid flows from the particle sampling probe 10 to the flow control pump 60 may be formed.
  • the mass concentration measuring sensor 30 measures the mass concentration of fine dust contained in the sampling fluid introduced from the main flow path.
  • the mass concentration measuring sensor 30 transmits the mass concentration to the processor 70.
  • the mass concentration sensor 30 may be a sensor for measuring the mass of fine dust such as an impactor.
  • the mass concentration measuring sensor 30 may include a pump, and a portion of the sampling fluid may be introduced into the mass concentration measuring sensor 30 through the operation of the pump.
  • the first water concentration measuring sensor 40 measures the water concentration of the fine dust included in the sampling fluid introduced from the main flow path.
  • the first water concentration measuring sensor 40 may measure the water concentration of the fine dust included in the sampling fluid introduced through the optical measuring method.
  • the first water concentration measuring sensor 40 may include a pump, and a portion of the sampling fluid may be introduced into the first water concentration measuring sensor 40 from the main flow path through the operation of the pump. Since the first water concentration measuring sensor 40 measures the water concentration of the fine dust through an optical measuring method, the number of particles for each particle diameter may be measured by measuring the fine dust corresponding to particles larger than the second water concentration measuring sensor 50. The concentration (for example, the number concentration of fine dust having each particle size corresponding to 0.3 to 5.0 ⁇ m) can be measured.
  • the first water concentration measurement sensor 40 transmits the water concentration for each particle diameter to the processor 70.
  • the first water concentration measurement sensor 40 may be a sensor for measuring the water concentration for each particle diameter of fine dust such as an optical particle counter (OPC).
  • OPC optical particle counter
  • the second water concentration measuring sensor 50 measures the water concentration of the fine dust included in the sampling fluid introduced from the main flow path.
  • the second water concentration measurement sensor 50 condenses the sampling fluid after passing through the volatile solution phase, and detects the volatile solution condensed on the fine dust to measure the water concentration of the fine dust. Accordingly, the second water concentration measuring sensor 50 may measure the water concentration of the fine dust corresponding to particles smaller than the first water concentration measuring sensor 40.
  • the second water concentration measurement sensor 50 may include a pump, and a portion of the sampling fluid may be introduced into the second water concentration measurement sensor 50 through the operation of the pump.
  • the second water concentration measuring sensor 50 transmits the water concentration to the processor 70.
  • the second water concentration measuring sensor 50 may be a sensor for measuring the water concentration of fine dust, such as a condensation particle counter (CPC).
  • CPC condensation particle counter
  • the flow control pump 60 adjusts the hourly flow rate flowing from the particle sampling probe 10 to a specified value. That is, the flow control pump 60 may be connected to the particle sampling probe 10 or the conditioner 20 through the main flow path, and adjusts the hourly flow rate of the sampling fluid sucked from the main flow path and discharged to the outside, and thus the particle sampling probe. The hourly flow rate of the sampling fluid discharged by 10 can be adjusted. At this time, the flow control pump 60 can be adjusted to discharge the flow rate larger than the sum of the flow rate that each sensor (30, 40, 50) is sucked.
  • the flow control sensor 62 generates a sensor value including a pressure difference between the internal air pressure and the external air pressure of the fine dust measurement device or the mass flow rate of the sampling fluid through a differential pressure sensor or a mass flow sensor, and transmits the generated sensor value to the processor 70. .
  • the air pressure sensor 64 measures the ambient air pressure of the fine dust measuring device 5 and transmits it to the processor 70.
  • the processor 70 receives the mass concentration, the water concentration by particle size and the water concentration from the above-described components, and generates fine dust measurement information including the received mass concentration, the water concentration by particle size and the water concentration.
  • the processor 70 transmits fine dust measurement information to the external device through the communication interface 80.
  • the processor 70 checks the target sensor value according to the air pressure, and controls the flow rate control pump 60 to adjust the flow rate of the sampling fluid so that the sensor value output from the flow rate control sensor 62 becomes the target sensor value.
  • the memory 72 may store flow control information including matching each air pressure and sensor value, and the processor 70 may check the flow control information to check a target sensor value according to the current air pressure.
  • the communication interface 80 is connected to an external device through a known communication scheme (eg, wired communication, RF communication, ultrasonic communication, etc.), and transmits fine dust measurement information to the external device.
  • a known communication scheme eg, wired communication, RF communication, ultrasonic communication, etc.
  • the fine dust measuring apparatus 5 described above with reference to FIG. 1 has been described as including a mass concentration measuring sensor 30, a first water concentration measuring sensor 40, and a second water concentration measuring sensor 50. According to the method, the fine dust measurement device may omit the mass concentration measurement sensor 30 and the first water concentration measurement sensor 40.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating oversampling and undersampling occurring during sampling of a sampling probe.
  • the apparatus for measuring fine dust includes a particle sampling probe capable of constant velocity sampling without being affected by external air flow changes.
  • a particle sampling probe according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7.
  • FIG 3 is a cross-sectional view and a perspective cross-sectional view for explaining a particle sampling probe according to a first embodiment of the present invention.
  • the particle sampling probe 100 may include an outer duct 110 and a sampling duct 150.
  • an outer duct 110 may include an outer duct 110 and a sampling duct 150.
  • each configuration will be described in detail.
  • the outer duct 110 extends in the longitudinal direction and may include a first inlet 112 through which an external fluid is introduced and a first outlet 114 provided at the other end of the first inlet 112.
  • the first outlet 114 may be located at the end of the side or the opposite side of the first inlet 112.
  • the first inlet 112 may receive an external fluid to be sampled. Some of the external fluid introduced into the first inlet 112 may be provided to the sampling duct 150 to be described later, and the remaining of the introduced external fluid may be discharged through the first outlet 114 to be described later.
  • the first outlet 114 can discharge the remaining fluid other than the fluid being sampled.
  • the outflow direction of the first outlet 114 may be formed so that at least a portion of the inflow direction of the first inlet 112 to enter the external fluid. More specifically, the outflow direction of the first outlet 114 may be formed such that at least a portion of the outflow direction of the first inlet 112 is opposite.
  • first outlet 114 may be spaced apart from the first inlet 112 in the longitudinal direction (p).
  • the spaced distance p may be a natural number of zero or more. This is a configuration for constant velocity sampling, which will be described later.
  • the outer duct 110 may further include a discharge path 116 between the first inlet 112 and the first outlet 114.
  • the discharge passage may be configured such that the non-sampling fluid flows in a direction facing the inflow direction of the first inlet 112.
  • the sampling duct 150 extends in substantially the same direction as the outer duct 110 and may be provided inside the outer duct 110. More specifically, the outer wall of the sampling duct 150 may be spaced apart (g) from the inner wall of the outer duct 110. In addition, the sampling duct 150 may be co-axial with the outer duct 110.
  • the sampling duct 150 may include a second inlet 152 through which sampling fluid is introduced, and a second outlet 154 provided at the other end of the second inlet.
  • the second inlet 152 of the sampling duct 150 may receive a portion of the external fluid introduced into the first inlet 112 of the outer duct 110 as the sampling fluid. At this time, since the sampling duct 150 is positioned away from the outer duct 110, the second inlet 152 of the sampling duct 150 is connected to the first inlet 112 of the outer duct 110.
  • the central fluid may be selectively provided among the introduced external air.
  • the non-sampling fluid that does not flow into the second inlet 152 of the sampling duct 150 is formed through a gap g between the outer wall of the sampling duct 150 and the inner wall of the outer duct 110. Will flow. Accordingly, the non-sampling fluid may be supplied to the discharge passage 116 described above.
  • the fluid introduced into the second inlet 152 of the sampling duct 150 may be delivered to the meter through the second outlet 154 provided at the other end of the second inlet 152.
  • the other end of the second inlet 152 may be directly or indirectly connected to the meter.
  • the fluid including the particles to be measured may be provided through the first inlet 112 of the outer duct 110. Fluid introduced into the first inlet 112 is directed to the first inlet 152 and the first outlet 114 of the sampling duct 150.
  • the fluid flowing into the first inlet 152 of the sampling duct 150 is a fluid flowing through the central portion of the external duct 110 and may be insensitive to a change in the velocity of the outside air.
  • the fluid flowing into the first inlet 152 of the sampling duct 150 can achieve constant velocity sampling measurement.
  • the fluid directed to the first outlet 114 of the external fluid is a fluid flowing through the edge of the external duct 110 and may cause oversampling or undersampling. Therefore, by discharging the noise-inducing fluid flowing through the edge of the outer duct 110, the sampling accuracy can be improved.
  • the fluid toward the first outlet 114 of the external fluid may flow in a direction facing the first inlet 112 by passing through the discharge passage 116.
  • the fluid passing through the discharge passage 116 may be discharged through the first outlet 114.
  • the non-sampling fluid may be discharged in a direction facing the first inlet 112.
  • the first inlet 112 and the first outlet 114 are spaced apart by p in the longitudinal direction of the outer duct 110.
  • p may be a natural number of 0 or more. Therefore, when the external fluid flows along the outer wall of the outer duct 110 and passes through the first inlet 112 to the first outlet 114, a pressure drop is caused by the flow interface due to the separation distance p. do. Thus, the pressure of the external fluid at the first inlet 112 becomes higher than the pressure of the external fluid at the first inlet 114. This may mean that even when the velocity profile of the external fluid changes, the pressure at the first outlet 114 is maintained lower than the pressure at the first inlet 112. As a result, even when the velocity of the external fluid changes, the non-sampling fluid is discharged through the first outlet 114, so that the sampling duct 150 can perform constant velocity sampling.
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining a particle sampling probe according to a second embodiment of the present invention.
  • the particle sampling probe 200 may include an external duct 210 and a sampling duct 250.
  • an external duct 210 may be included in the particle sampling probe 200.
  • a sampling duct 250 may be included in the particle sampling probe 200.
  • the outer duct 210 extends in the longitudinal direction and may include a first inlet 212 and a first outlet 214 provided at the other end of the first inlet 212 through which external fluid is introduced.
  • the first inlet 212 may receive an external fluid to be sampled. Some of the external fluid introduced into the first inlet 212 may be provided to the sampling duct 250 to be described later, and the remaining of the external fluid introduced into the first inlet 212 may be discharged through the first outlet 214.
  • the first outlet 214 may be located at one side of the outer duct 210.
  • the first outlet 214 may be annularly formed in the outer duct 214.
  • the first outlet 214 may be formed as a hole in the outer duct 210, or may be formed in a shroud shape as shown.
  • the outflow direction of the first outlet 214 may be formed so that at least a portion of the outlet direction of the first inlet 212 opposes the inflow direction of the external fluid. More specifically, the outflow direction of the first outlet 214 may form an acute angle with the inflow direction of the first inlet 212.
  • the outflow direction may form an acute angle (see dashed arrow) with respect to the x-axis.
  • holes and / or shrouds forming the outlet 214 may be provided in an inclined form.
  • the first outlet 214 may be spaced apart from the first inlet 212 in the longitudinal direction (p). This is to create a pressure difference between the first inlet 212 and the first outlet 214, as described above. Therefore, the particle sampling probe according to the second embodiment of the present invention can also automatically provide constant velocity sampling.
  • the sampling duct 250 extends in substantially the same direction as the outer duct 210 and may be provided inside the outer duct 210. More specifically, the outer wall of the sampling duct 250 may be spaced apart (g) from the inner wall of the outer duct 210. In addition, the sampling duct 250 may be co-axial with the outer duct 210.
  • the sampling duct 250 may include a second inlet 252 through which sampling fluid is introduced, and a second outlet 254 provided at the other end of the second inlet.
  • the second inlet 152 of the sampling duct 250 may receive a portion of the external fluid introduced into the first inlet 212 of the outer duct 210 as the sampling fluid. At this time, since the sampling duct 250 is spaced apart from the outer duct 210, the second inlet 252 of the sampling duct 250 is introduced into the first inlet 212 of the outer duct 210.
  • a central fluid insensitive to changes in air velocity may optionally be provided.
  • the non-sampling fluid that does not flow into the second inlet 252 of the sampling duct 250 flows through a gap g between the outer wall of the sampling duct 250 and the inner wall of the outer duct 210. .
  • the fluid introduced into the second inlet 252 of the sampling duct 250 may be delivered to the meter through the second outlet 254 provided at the other end of the second inlet 252.
  • the other end of the second inlet 252 may be directly or indirectly connected to the meter.
  • the particle sampling probe according to the first embodiment of the present invention described above provides a flow path of the non-sampling fluid through the discharge path, whereas the particle sampling probe according to the second embodiment of the present invention is formed directly in an outer duct. It is possible to provide a fluid of non-sampled fluid through the wood.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view and a perspective cross-sectional view for explaining a particle sampling probe according to a third embodiment of the present invention.
  • the particle sampling probe 300 may include a first outer duct 310, a second outer duct 320, and a sampling duct 350.
  • a first outer duct 310 may include a first outer duct 310, a second outer duct 320, and a sampling duct 350.
  • the first outer duct 310 extends in the length direction and may include a first sub inlet 312 and a first sub outlet 314 provided at the other end of the first sub inlet 312 through which external fluid is introduced. have.
  • the second outer duct 320 may extend in the longitudinal direction and include a second sub inlet 322 through which external fluid is introduced and a second sub outlet 324 provided at the other end of the second sub inlet 320. have.
  • the second outer duct 320 may be provided inside the first outer duct 310.
  • the second outer duct 320 may be provided inside the first outer duct 310 in a state of being coaxial with the first outer duct 310.
  • the inner wall of the first outer duct 310 may be spaced apart from the outer wall of the second outer duct 320 by g1. Accordingly, the edge fluid of the first outer duct 310 sensitive to the change of the velocity of the outside air is discharged through the first sub outlet 314 of the first outer duct 310 and the velocity change of the outside air is insensitive.
  • Central fluid of the first outer duct 310 may optionally be provided to the second outer duct 320.
  • the sampling duct 350 extends in substantially the same direction as the first or second outer ducts 310 and 320, and the second outlet 354 provided at the other end of the second inlet 352 and the second inlet 352. It may be made, including.
  • the sampling duct 350 may be provided inside the second outer duct 320.
  • the sampling duct 350 may be provided inside the second outer duct 320 in a state in which the sampling duct 350 is coaxial with the second outer duct 320.
  • the inner wall of the second outer duct 320 may be spaced apart from the outer wall of the first outer duct 310 by g2. Accordingly, the fluid primarily filtered by the first outer duct 310 may be secondarily filtered by the second outer duct 320.
  • the particle sampling probe according to the third embodiment may provide a plurality of external ducts to multi-stage filler to achieve constant velocity sampling of the sampling fluid flowing into the sampling duct.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view and a perspective cross-sectional view for explaining a particle sampling probe according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the particle sampling probe 400 may include a first outer duct 410, a second outer duct 420, and a sampling duct 450.
  • a first outer duct 410 may include a first outer duct 410, a second outer duct 420, and a sampling duct 450.
  • the first outer duct 410 may extend in the longitudinal direction and include a first sub inlet 412 through which external fluid is introduced and a first sub outlet 414 provided at the other end of the first sub inlet 412. have.
  • the second outer duct 420 extends in the longitudinal direction and may include a second sub inlet 422 and a first sub outlet 424 provided at the other end of the second sub inlet 422. have.
  • the second outer duct 420 may be provided inside the first outer duct 410.
  • the second outer duct 420 may be provided inside the first outer duct 410 in a state of being coaxial with the first outer duct 410.
  • the second outer duct 420 extends in the longitudinal direction, the outer diameter of the second outer duct 420 may be wider at the second sub outlet 424 than the first sub inlet 422. have. Accordingly, the outer wall of the second outer duct 420 may form a stream line continuous with the outer wall of the first outer duct 410. At another point of view, the external fluid can flow continuously from the first outer duct 410 to the second outer duct 424. In this case, the outer wall of the second outer duct 420 may form the same stream line as the outer wall of the first outer duct 410.
  • the first sub inlet 412 of the first outer duct 410 to the first sub outlet 414 and the first sub outlet 414 of the first outer duct 410 may be formed in the second outer duct 420.
  • the pressure profile can be continuously varied up to the second sub outlet 424.
  • the sampling duct 450 extends in substantially the same direction as the first or second external ducts 410 and 420, and the second outlet 454 provided at the other end of the second inlet 452 and the second inlet 452. It may be made, including.
  • the sampling duct 450 may be provided inside the second outer duct 420.
  • the sampling duct 450 may be provided inside the second outer duct 420 in a state of being coaxial with the second outer duct 420.
  • the outer wall of the second outer duct 420 is spaced apart from the inner wall of the first outer duct 410 (g1) and the outer wall of the sampling duct 450 is spaced apart from the strength of the second outer duct 420 (g2) can be.
  • the central duct fluid insensitive to the change in the velocity of the external flow rate may be provided to the sampling duct 450 in a hull.
  • the particle sampling probe according to the fourth embodiment provides a plurality of external ducts, but by providing a continuous stream line of outlets provided in the plurality of external ducts, it is possible to achieve a constant velocity sampling of the sampling fluid. have.
  • FIG. 8 is a view illustrating a shape of a pulse generated according to the speed of the fine dust particles in the water concentration measurement sensor of the fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the first water concentration measurement sensor 40 and the second water concentration measurement sensor 50 of the fine dust measurement apparatus 5 described above with reference to FIG. 8 are sensors using an optical measurement method, and the area where the laser is projected is fine.
  • the particles of dust pass whether or not the particles pass is determined according to whether or not the height of the pulse generated according to the amount of laser incident on the photodiode provided in the sensor is greater than or equal to a predetermined threshold value.
  • the first water concentration measuring sensor 40 and the second water concentration measuring sensor 50 when the fine water particles move at a relatively low speed, the first water concentration measuring sensor 40 and the second water concentration measuring sensor 50, as shown in 810, may have an upper threshold value. Can generate pulses. However, when the fine dust particles move at a relatively high speed, the first water concentration sensor 40 and the second water concentration sensor 40 may not generate pulses having a height greater than or equal to a predetermined threshold value such as 820. That is, in order for the first water concentration measurement sensor 40 and the second water concentration measurement sensor 50 to generate a pulse having a height higher than or equal to a threshold value, the time for which the particle stays in the area where the laser is projected needs to be longer than a specified time. . That is, when the moving speed of the fine dust particles increases, the possibility of an error in the measurement of the water concentration of the particles increases.
  • the flow rate control pump 60 of the fine dust measurement apparatus 5 controls the volumetric hourly flow rate of the fluid flowing from the particle sampling probe 10 to a specified value. That is, the flow control pump 60 allows the hourly volume flow rate of the fluid flowing into the fine dust measurement device 5 through the particle sampling probe 10 to be constant, so that the first water concentration sensor 40 and the second water The speed of the fine dust particles flowing into the concentration sensor 50 may not be increased.
  • the flow control pump 60 may include a pump implemented in any one of a piston type, a roots type and a vane type.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a barometric pressure-sensor value graph used by the flow control pump of the fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention to maintain a constant volume flow rate.
  • the memory 72 may store in advance flow control information, which is information indicating a relationship between a sensor value and an external air pressure as shown in the graph of FIG. 9.
  • the flow rate control information may include table information for matching and storing an equation or a sensor value and an air pressure to derive a graph as shown in FIG. 10.
  • the processor 70 checks the target sensor value, which is a sensor value corresponding to the current air pressure measured by the barometric pressure sensor, by referring to the flow control information stored in the memory 72, and outputs the target sensor value through the differential pressure sensor or the mass flow sensor.
  • the flow control pump 60 is controlled to be equal to the sensor value. Therefore, even if the external air pressure changes with the movement of the fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention, the volume flow rate of the fluid flowing through the particle sampling probe 10 may be controlled to be constant.
  • the fine dust measurement apparatus 5 by making the volume flow rate of the sampling fluid flowing through the particle sampling probe 10 constant even in an environment of extremely low air pressure, such as high altitude environment
  • the optical measurement method can maintain the measurement accuracy of the fine dust particles.
  • FIG. 10 is a view illustrating a fine dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the apparatus for measuring fine dust includes a vehicle 1, a balloon connecting part 3, and a fine dust measuring part 5.
  • the vehicle 1 moves in accordance with a control signal received from a predetermined program or a controller on the ground at a high altitude in the form of a drone.
  • the movement principle, control process, and the like of the vehicle 1 are according to the known drone technology, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the balloon connection unit 3 connects one end of the vehicle 1 with the balloon 7, and is electrically connected to the vehicle 3 to receive a separation request signal for requesting separation of the vehicle 1 and the balloon 7. Can be. At this time, the vehicle 1 may transmit a separation request signal to the balloon connection unit 3 according to a control signal received from a predetermined program or controller.
  • the vehicle 1 may start flying according to a control signal received from a program or a controller after the vehicle 1 and the balloon 7 are separated.
  • the fine dust measuring unit 5 is attached to the inside or outside of the vehicle 1 to suck the air around the aircraft, and measures the concentration of the fine dust contained in the sucked air.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a structure of a second water concentration measurement sensor including a fine dust measurement unit of a fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the second water concentration sensor 50 includes a solvent tank 910, a saturator 920, a condenser 930, and a sensing unit 940.
  • the solvent tank 910 stores a volatile solvent and sends a predetermined amount of the volatile solvent to the saturator 920 per hour.
  • the saturator 920 receives the sampling fluid by the particle sampling probe 10, mixes the gas volatile solvent with the sampling fluid to generate a mixer, and introduces the mixer into the condenser 930.
  • the saturator 920 includes a flow path formed to allow the sampled fluid to flow, and a heater that maintains the temperature inside the flow path to a predetermined temperature.
  • the flow path of the saturator 920 may be formed of a porous material, the volatile solvent flowing from the solvent tank 910 may be introduced into the porous material to evaporate.
  • the condenser 930 receives the condenser from the saturator 920 and condenses the condenser, and introduces the condensed mixer into the sensing unit 940.
  • the condenser 930 may include a flow path through which the mixer flows from the saturator 920 to the sensing unit 940 and a heat dissipation source (eg, a heat dissipation fan, a heat dissipation fin, etc.) to lower the temperature in the flow path to a predetermined temperature. .
  • a heat dissipation source eg, a heat dissipation fan, a heat dissipation fin, etc.
  • the sensing unit 940 detects the fine dust condensed by the volatile solvent and measures the number concentration of the fine dust in the sampled fluid.
  • the sensing unit 940 includes a light emitting source and a light sensing sensor, measures the scattering degree of light projected from the light emitting source through the light sensing sensor, and calculates the fine dust water concentration according to the scattering degree.
  • the above-described second water concentration measurement sensor 50 may be implemented such that the shape of each functional unit is changed differently from FIG. 11 according to an implementation manner.
  • the second water concentration measurement sensor 50 described above with reference to FIG. 11 has a flow direction (hereinafter referred to as a mixer inflow direction) of the mixer flowing from the condenser 930 to the sensing unit 940 in a non-horizontal direction. Therefore, volatile solvents which are not volatilized in the condenser 930 are not introduced into the sensing unit 940 through the condenser 930. Since the sensing unit 940 is a module for measuring the light scattering degree, when the volatile solvent in the liquid state is introduced, the sensing unit 940 malfunctions, and thus the number concentration of the fine dust cannot be accurately measured.
  • the mixer inflow direction of the second water concentration measurement sensor 50 is mounted so as to be perpendicular to the axial direction which is the front direction of the aircraft 1, the aircraft 1 is connected to the balloon 7 vertically as shown in FIG. 1.
  • the volatile solvent of the second water concentration sensor 50 may be introduced into the sensing unit 940.
  • FIG. 12 is a view illustrating an inflow direction of the mixer of the second water concentration sensor during altitude elevation by connecting the fine dust measurement device according to an embodiment of the present invention to a horizontal flight and a balloon
  • FIG. 13 is an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a view illustrating a horizontal flight gravity force direction, a balloon flight antigravity direction, and a mixer inflow direction based on a vehicle of the fine dust measurement apparatus according to an example
  • FIG. 14 is a balloon of the fine dust measurement apparatus according to an embodiment of the present invention; In the case where the altitude is rising in connection with, the volatile solvent in the second water concentration sensor is illustrated.
  • the second water concentration measurement sensor 50 of the fine dust measurement apparatus has an opposite direction of gravity applied to the flying vehicle 1 in which the mixer inflow direction is horizontal (hereinafter, Mounted inside or outside the aircraft to correspond to the horizontal flight antigravity direction (1010) and the opposite direction of gravity (hereinafter referred to as the balloon flight antigravity direction, 1020) connected to the balloon to the ascending vehicle (1).
  • the mixer inflow direction is horizontal
  • the balloon flight antigravity direction 1020
  • an angle between the horizontal flight antigravity direction 1010 and the balloon flight antigravity direction 1020 may be formed to be 90 degrees or less, and the mixer inflow direction may be a horizontal flight antigravity direction 1010 and a balloon flight.
  • the fine dust measurement unit 5 may be attached to the inside or the outside of the vehicle 1 to be formed in the direction 1100 between the antigravity directions 1020.
  • the volatile solvent in the liquid state flows into the sensing unit 940 because the fine particle measuring device is tilted and connected to the balloon so that the inflow direction of the mixer does not correspond to the horizontal direction even during the elevation.
  • the fine dust measuring apparatus prevents an error from occurring in the water concentration measured through the second water concentration measurement sensor 50 after the volatile solvent flows into the sensing unit 940. can do.
  • 15 is a diagram illustrating an unmanned observer equipped with a fine dust measuring device according to an embodiment of the present invention.
  • the fine dust measuring apparatus may be mounted in an unmanned observer, for example, a drone, to sense harmful particles in the atmosphere. Through this, it is possible to calculate the flow path of the harmful particles and / or the amount of harmful particles.
  • the unmanned observer 1000 may include at least one of a body portion 1100, a frame 1200, a propeller 1250, and a leg 1300.
  • the body portion 1100 may be formed at the center of the unmanned observer 1000. At this time, the body portion 1100 may be equipped with a fine dust measuring device including a particle sampling probe according to the embodiments of the present invention described above. At this time, the direction in which the first inlet 212 of the particle sampling probe is directed may be set to the positive direction of the unmanned observer 1000.
  • the body portion 1100 may further include a communication unit.
  • the communication unit may provide a signal from the particle sampling probe to the operator.
  • the frame 1200 may extend in the radial direction from the body portion 1100 to provide a structure connecting the body portion 1100 and the propeller 1250.
  • the frame 1200 may be six as shown.
  • Leg 1300 may extend from one side of the frame 1200 to the lower side.
  • the unmanned aerial vehicle 1000 may maintain balance when landing through the leg 1300.
  • the propeller 1250 may be provided at one end of the frame 1200 to provide lift to the unmanned observer 1000, thereby allowing the unmanned observer 1000 to fly.

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Abstract

본 발명은 먼지 측정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소형화된 미세먼지 측정 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 외부 유체의 속도 변화에 관계없이 비 샘플링 유체를 토출함으로써, 등속 샘플링을 제공하는 입자 샘플링 프로브 및 소형화된 미세먼지 측정 장치를 제공함으로써, 미세먼지 측정을 할 장소에 대한 제약을 없앨 수 있다.

Description

입자 샘플링 프로브 및 이를 이용한 미세먼지 측정 장치
본 발명은 먼지 측정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 소형화된 미세먼지 측정 장치에 관한 것이다.
대기 중 입자(먼지)의 질량이나 크기분포를 정확히 측정하는 것은 대기 환경, 실내 환경, 작업 환경 등 인간의 건강과 밀접한 관계가 있어 매우 중요하다. 일반적으로 정확한 입자의 질량 또는 크기 분포를 측정하기 위해서 대형의 고정식 미세먼지 측정 장치가 이용되고 있다. 하지만 미세먼지의 분포, 이동 경로 등을 파악하기 위해서는 다양한 위치 및 고도에서의 미세먼지 측정이 필요하다. 하지만 고정식 미세먼지 측정 장치는 이동이 불가능하기 때문에 미세먼지 측정 장치를 측정하고자 하는 모든 포인트마다 설치하여야 하나, 비용, 공간 등의 문제와 높은 고도 상에서는 미세먼지의 측정이 불가능하다는 문제가 있다.
한편 미세먼지 측정 장치가 이동 중 미세먼지를 측정하고자 하는 경우, 유입될 기류의 방향 및 속도의 변동이 심하기 때문에 정확한 입자의 질량 또는 크기분포를 측정하기 어렵다. 정확한 입자의 질량 또는 크기분포를 측정하기 위해서는 대기 중에 있는 입자를 샘플러가 정확히 샘플링하여 계측기로 손실 없이 보내주어야 한다. 이와 같이 대기 중의 농도를 그대로 샘플링하는 것을 iso-kinetic sampling (등속 샘플링) 이라 한다. 즉, 이동 중 샘플링하고자 하는 대기와 미세먼지 측정 장치 사이에 상대 속도가 있기 때문에 등속 샘플링이 어렵다.
본 발명은 등속 샘플링 조건을 스스로 유지하는 입자 샘플링 프로브를 제공한다.
본 발명은 고 응답속도의 기계식 피드백을 제공하는 입자 샘플링 프로브를 제공한다.
본 발명은 소형의 입자 샘플링 프로브를 장착하여 소형 미세먼지 측정 장치를 제공한다.
본 발명은 기압이 낮은 영역에서 정상적인 미세먼지 농도의 측정이 가능한 미세먼지 측정 장치를 제공한다.
본 발명은 벌룬에 탈착되는 비행체의 자세 변화에도 정상 동작 하는 미세먼지 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 입자 샘플링 프로브가 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브는 길이방향으로 연장하며 외부 유체가 유입되는 제1 유입구 및 제1 유입구의 타단에 마련된 제1 유출구를 포함하는 외부 덕트(duct) 및 외부 덕트의 내측에 길이방향으로 연장하며 외부 유체 중 샘플링 유체가 유입되는 제2 유입구 및 제2 유입구의 타단에 마련된 제2 유출구를 포함하는 샘플링 덕트를 포함하되, 제1 유출구의 유출방향은 제1 유입구가 외부 유체를 유입하는 유입방향과 적어도 일부가 대향하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 유출구의 유출방향은 제1 유입구가 외부 유체를 유입하는 유입방향과 마주볼 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 외부 덕트는, 제1 유입구와 제1 유출구 사이에 외부 유체 중 비(非) 샘플링 유체가 제1 유입구의 유입방향과 마주보는 방향으로 유동하도록 배출로를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 유출구는 제1 유입구로부터 길이방향으로 이격되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 유출구의 유출방향은 제1 유입구가 외부 유체를 유입하는 유입방향과 예각을 이룰 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 샘플링 덕트와 외부 덕트는 동축(co-axial)을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 샘플링 덕트와 외부 덕트 사이에는 외부 유체 중 비(非) 샘플링 유체가 유동하는 갭이 마련된 될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브는 길이방향으로 연장하여 외부 유체가 유입되는 제1 서브 유입구 및 제1 서브 유입구의 타단에 마련된 제1 서브 유출구를 포함하는 제1 외부 덕트(duct), 제1 외부 덕트의 내측에 길이방향으로 연장하여 외부 유체 중 일부가 유입되는 제2 서브 유입구 및 제2 서브 유입구의 타단에 마련된 제2 서브 유출구를 포함하는 제2 외부 덕트 및 제2 외부 덕트의 내측에 길이방향으로 연장하여 제2 서브 유입구로 유입된 유체 중 샘플링 유체가 유입되는 제2 유입구 및 제2 유입구의 타단에 마련된 제2 유출구를 포함하는 샘플링 덕트;를 포함하되, 제1 및 제2 서브 유출구의 유출방향은 제1 서브 유입구가 외부 유체를 유입하는 유입방향과 적어도 일부가 대향하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 서브 유출구의 유출방향은 제1 서브 유입구가 외부 유체를 유입받는 유입방향과 예각을 이룰 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 서브 유출구는 제1 서브 유입구로부터 길이방향으로 이격되어 제1 외부 덕트에 형성되며, 제2 서브 유출구는 길이방향으로 이격되어 제2 외부 덕트에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 외부 덕트의 외벽 및 제2 외부 덕트의 외벽은 외부 유체에 대하여 연속하는 스트림 라인(stream line)을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 외부 덕트의 외벽 및 제2 외부 덕트의 외벽은 외부 유체에 대하여 불연속하는 스트림 라인(stream line)을 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 미세먼지 측정 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치는 유입되는 외부 유체를 등속 샘플링하여 샘플링 유체를 배출하는 입자 샘플링 프로브; 입자 샘플링이 배출한 샘플링 유체를 주 유로를 통해 유입 받아 외부로 배출하는 유량 제어 펌프; 주 유로로부터 샘플링 유체의 일부를 유입 받아 미세먼지의 농도를 측정하는 센서; 및 센서로부터 미세먼지의 농도를 수신하고, 미세먼지의 농도를 포함하는 미세먼지 측정 정보를 생성하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 입자 샘플링 프로브는, 길이방향으로 연장하며 외부 유체가 유입되는 제1 유입구 및 제1 유입구의 타단에 마련된 제1 유출구를 포함하는 외부 덕트(duct); 및 외부 덕트의 내측에 길이방향으로 연장하며 외부 유체 중 샘플링 유체가 유입되는 제2 유입구 및 제2 유입구의 타단에 마련된 제2 유출구를 포함하는 샘플링 덕트;를 포함하되, 제1 유출구의 유출방향은 제1 유입구가 외부 유체를 유입하는 유입방향과 적어도 일부가 대향하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 미세먼지 측정 장치는 입자 샘플링 프로브가 배출한 샘플링 유체를 지정된 온도로 가열하거나 샘플링 유체에 포함된 미세먼지의 입자 중 지정된 크기 이상의 입자를 필터링하고, 샘플링 유체를 주 유로로 배출하는 컨디셔너를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 외부 유체의 속도 변화에 관계없이 비 샘플링 유체를 토출함으로써, 등속 샘플링을 제공하는 입자 샘플링 프로브를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 소형화된 미세먼지 측정 장치를 제공함으로써, 미세먼지 측정을 할 장소에 대한 제약을 없앨 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 소형화된 미세먼지 측정 장치를 통해 이동 중 미세먼지를 실시간으로 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 낮은 기압에서도 정확한 미세먼지 농도를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 벌룬을 통해 적은 에너지를 소모하여 높은 고도에 도달한 이후 비행체를 통해 이동하면서 미세먼지 농도를 장시간 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 벌룬에 탈착되는 비행체의 자세변화에도 측정 오류를 발생하지 않을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치를 블록 구성도.
도 2는 샘플링 프로브의 샘플링 도중 발생하는 오버 샘플링 및 언더 샘플링을 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하기 위한 단면도 및 사시 단면도.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하기 위한 단면도 및 사시 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브에 대한 유체의 유입 방향과 유출 방향 간의 관계를 예시한 도면.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하기 위한 단면도 및 사시 단면도.
도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하기 위한 단면도 및 사시 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치의 수 농도 측정 센서에서 미세먼지 입자의 속도에 따라 발생하는 펄스의 형태를 예시한 도면.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치의 유량 제어 펌프가 부피 유량을 일정하게 유지하기 위해 이용하는 기압-센서 값 그래프를 예시한 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치를 예시한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시에에 따른 미세먼지 측정 장치의 미세먼지 측정부가 포함하는 제2 수농도 측정 센서의 구조를 예시한 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치가 수평 비행 및 벌룬에 연결되어 고도 상승 중 제2 수농도 측정 센서의 혼합기 유입 방향을 예시한 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치의 비행체를 기준으로 수평 비행 방중력 방향, 벌룬 비행 반중력 방향 및 혼합기 유입 방향을 예시한 도면.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치가 벌룬에 연결되어 고도 상승 중인 경우, 제2 수농도 측정 센서 내의 휘발성 용매를 예시한 도면.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치가 장착된 무인 관측기를 예시한 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소로 신호를 “전송한다”로 언급된 때에는, 일 구성요소가 다른 구성요소와 직접 연결되어 신호를 전송할 수 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 신호를 전송할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치(5)는 입자 샘플링 프로브(10), 컨디셔너(20), 질량 농도 측정 센서(30), 제1 수 농도 측정 센서(40), 제2 수 농도 측정 센서(50), 유량 제어 펌프(60), 유량 제어 센서(62), 기압 센서(64), 프로세서(70), 메모리(72) 및 통신 인터페이스(80)를 포함한다.
입자 샘플링 프로브(10)는 외부 유체의 속도 변화에 관계없이 샘플링 유체를 토출하여, 컨디셔너(20) 또는 질량 농도 측정 센서(30), 제1 수 농도 측정 센서(40) 및 제2 수 농도 측정 센서(50)로 일정한 유량의 샘플링 유체가 유입되도록 한다. 입자 샘플링 프로브(10)는 길이방향으로 연장하며 외부 유체가 유입되는 제1 유입구 및 제1 유입구의 타단에 마련된 제1 유출구를 포함하는 외부 덕트(duct) 및 외부 덕트의 내측에 길이방향으로 연장하며 외부 유체 중 샘플링 유체가 유입되는 제2 유입구 및 제2 유입구의 타단에 마련된 제2 유출구를 포함하는 샘플링 덕트를 포함하도록 하고, 제1 유출구의 유출방향은 제1 유입구가 외부 유체를 유입하는 유입방향과 적어도 일부가 대향하도록 형성된다. 입자 샘플링 프로브(10)의 자세한 구조 및 작동 원리는 추후 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
컨디셔너(conditioner, 20)는 입자 샘플링 프로브(10)로부터 유입된 샘플링 유체의 온도를 지정된 기준 수치만큼 상승시키는 히터를 포함하고, 샘플링 유체에 포함된 지정된 크기 이상의 입자를 제거하는 사이클론(cyclone) 또는 임팩터를 포함할 수 있다. 따라서 컨디셔너(20)는 샘플링 유체의 온도를 기준 수치만큼 상승시키고, 샘플링 유체에 포함된 지정된 크기 이상의 입자를 제거한 후, 샘플링 유체를 질량 농도 측정 센서(30), 제1 수 농도 측정 센서(40), 제2 수 농도 측정 센서(50)로 제공할 수 있다. 이 때, 컨디셔너(20)는 구현 방법에 따라 미세먼지 측정 장치에서 제외될 수 있고, 입자 샘플링 프로브(10)는 샘플링 유체를 질량 농도 측정 센서(30), 제1 수 농도 측정 센서(40) 및 제2 수 농도 측정 센서(50)로 제공할 수 있다. 이 때, 컨디셔너(20)로부터 유량 제어 펌프(60)까지 샘플링 유체가 흐르는 주 유로가 형성되고, 입자 샘플링 프로브(10)로부터 컨디셔너까지 샘플링 유체가 흐르는 유입로가 형성될 수 있다. 또는 구현 방법에 따라 컨디셔너(20)가 생략되는 경우, 입자 샘플링 프로브(10)로부터 유량 제어 펌프(60)까지 샘플링 유체가 흐르는 주 유로가 형성될 수 있다.
질량 농도 측정 센서(30)는 주 유로로부터 유입된 샘플링 유체에 포함된 미세먼지의 질량 농도를 측정한다. 질량 농도 측정 센서(30)는 질량 농도를 프로세서(70)로 전송한다. 예를 들어, 질량 농도 측정 센서(30)는 임팩터 등의 미세먼지의 질량을 측정하는 센서일 수 있다. 질량 농도 측정 센서(30)는 펌프를 포함하고, 펌프의 동작을 통해 주 유로로부터 샘플링 유체의 일부가 질량 농도 측정 센서(30)로 유입되도록 할 수 있다.
제1 수 농도 측정 센서(40)는 주 유로로부터 유입된 샘플링 유체에 포함된 미세먼지의 수농도를 측정한다. 제1 수 농도 측정 센서(40)는 광학 측정 방식을 통해 유입되는 샘플링 유체에 포함된 미세먼지의 수농도를 측정할 수 있다. 제1 수 농도 측정 센서(40)는 펌프를 포함하고, 펌프의 동작을 통해 주 유로로부터 샘플링 유체의 일부가 제1 수 농도 측정 센서(40)로 유입되도록 할 수 있다. 제1 수 농도 측정 센서(40)는 광학 측정 방식을 통해 미세먼지의 수농도를 측정하기 때문에 제2 수 농도 측정 센서(50)에 비해 상대적으로 큰 입자에 해당하는 미세먼지를 측정하여 입경별 수 농도(예를 들어, 0.3~ 5.0μm에 해당하는 각 입경을 가지는 미세먼지의 수 농도)를 측정할 수 있다. 제1 수 농도 측정 센서(40)는 입경별 수 농도를 프로세서(70)로 전송한다. 예를 들어, 제1 수 농도 측정 센서(40)는 OPC(optical particle counter) 등의 미세먼지의 입경별 수 농도를 측정하는 센서일 수 있다.
제2 수 농도 측정 센서(50)는 주 유로로부터 유입된 샘플링 유체에 포함된 미세먼지의 수농도를 측정한다. 제2 수 농도 측정 센서(50)는 샘플링 유체를 휘발성 용액 상을 통과 시킨 후 응결시켜, 미세먼지 상에 응결된 휘발성 용액을 감지하여 미세먼지의 수 농도를 측정한다. 따라서, 제2 수 농도 측정 센서(50)는 제1 수 농도 측정 센서(40)에 비해 상대적으로 작은 입자에 해당하는 미세먼지의 수 농도를 측정할 수 있다. 제2 수 농도 측정 센서(50)는 펌프를 포함하고, 펌프의 동작을 통해 주 유로로부터 샘플링 유체의 일부가 제2 수 농도 측정 센서(50)로 유입되도록 할 수 있다. 제2 수 농도 측정 센서(50)는 수 농도를 프로세서(70)로 전송한다. 예를 들어, 제2 수농도 측정 센서(50)는 CPC(condensation particle counter) 등의 미세먼지의 수 농도를 측정하는 센서일 수 있다.
유량 제어 펌프(60)는 입자 샘플링 프로브(10)로부터 유입되는 시간당 유량을 지정된 수치만큼 되도록 조절한다. 즉, 유량 제어 펌프(60)는 메인 유로를 통해 입자 샘플링 프로브(10) 또는 컨디셔너(20)와 연결될 수 있고, 메인 유로로부터 흡입하여 외부로 배출하는 샘플링 유체의 시간당 유량을 조절하여, 입자 샘플링 프로브(10)가 배출하는 샘플링 유체의 시간당 유량을 조절할 수 있다. 이 때, 유량 제어 펌프(60)는 각 센서(30, 40, 50)이 흡입하는 유량의 합보다 큰 유량을 배출하도록 조절할 수 있다.
유량 제어 센서(62)는 차압 센서나 질량 유량 센서 등을 통해 미세먼지 측정 장치의 내부 기압과 외부 기압 간의 기압차 또는 샘플링 유체의 질량 유량을 포함하는 센서 값을 생성하여 프로세서(70)로 전송한다.
기압 센서(64)는 미세먼지 측정 장치(5)의 주위 기압을 측정하여 프로세서(70)로 전송한다.
프로세서(70)는 상술한 구성요소들로부터 질량 농도, 입경별 수 농도 및 수 농도를 수신하고, 수신된 질량 농도, 입경별 수 농도 및 수 농도를 포함하는 미세먼지 측정 정보를 생성한다. 프로세서(70)는 통신 인터페이스(80)를 통해 외부 장치로 미세먼지 측정 정보를 전송한다. 또한, 프로세서(70)는 기압에 따른 목표 센서 값을 확인하고, 유량 제어 센서(62)에서 출력하는 센서 값이 목표 센서 값이 되도록 유량 제어 펌프(60)를 제어하여 샘플링 유체의 시간당 유량을 조절할 수 있다. 이 때, 메모리(72)는 각 기압과 센서 값을 매칭하여 포함하는 유량 제어 정보를 저장할 수 있고, 프로세서(70)는 유량 제어 정보를 확인하여 현재 기압에 따른 목표 센서 값을 확인할 수 있다.
통신 인터페이스(80)는 공지된 통신 방식(예를 들어, 유선 통신, RF 통신, 초음파 통신 등)을 통해 외부 장치와 연결되고, 외부 장치로 미세먼지 측정 정보를 전송한다.
도 1을 참조하여 상술한 미세먼지 측정 장치(5)는 질량 농도 측정 센서(30), 제1 수 농도 측정 센서(40) 및 제2 수 농도 측정 센서(50)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 구현 방식에 따라 미세먼지 측정 장치는 질량 농도 측정 센서(30), 제1 수 농도 측정 센서(40)는 생략될 수 있다.
도 2는 샘플링 프로브의 샘플링 도중 발생하는 오버 샘플링 및 언더 샘플링을 예시한 도면이다.
외부 유체에 대해 등속 샘플링이 이루어지지 않는 경우, 오버 샘플링(over sampling) 또는 언더 샘플링(under sampling) 문제가 발생하게 된다. 오버 샘플링은 도 2의 93과 같이, 흡입기류속도가 프로브 유동 속도보다 빠른 경우 발생하게 되고, 언더 샘플링은 도 2의 96과 같이, 흡입기류속도가 프로브 유동 속도보다 느린 경우 발생하게 된다. 이와 같이 오버 샘플링 또는 언더 샘플링이 발생하게 되면, 공기중의 입자농도보다 더 많은 양을 샘플링하거나, 혹은 보다 작은 양을 샘플링 하게 된다. 이런 경우 아무리 계측장치가 정확하게 측정하려 하여도 샘플링의 오류로 인하여 정확한 입자의 농도를 알 수 없다. 특히, 샘플링 프로브 주위의 유동 속도가 일정하지 않은 경우 등속 샘플링을 하는 것은 매우 어렵다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치는 외부 기류 변화에 영향을 받지 않고 등속 샘플링이 가능한 입자 샘플링 프로브를 포함한다. 이하, 도 3 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하기 위한 단면도 및 사시 단면도다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브(100)는, 외부 덕트(110) 및 샘플링 덕트(150)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 상술하기로 한다.
외부 덕트(110)는 길이 방향으로 연장하며, 외부 유체가 유입되는 제1 유입구(112) 및 제1 유입구(112)의 타단에 마련된 제1 유출구(114)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 유출구(114)는 제1 유입구(112)의 반대편의 끝 부분 또는 측면의 끝 부분에 위치할 수 있다.
제1 유입구(112)는 샘플링 할 외부 유체를 유입받을 수 있다. 제1 유입구(112)로 유입된 외부 유체 중 일부는 후술할 샘플링 덕트(150)로 제공될 수 있고, 유입된 외부 유체 중 나머지는 후술할 제1 유출구(114)를 통하여 배출될 수 있다.
제1 유출구(114)는 샘플링되는 유체 외의 나머지 유체를 배출할 수 있다. 이 때, 제1 유출구(114)의 유출 방향은 제1 유입구(112)가 외부 유체를 유입하는 유입방향과 적어도 일부가 대향하도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 유출구(114)의 유출 방향은 제1 유입구(112)의 유입 방향과 적어도 일부가 반대방향이 되도록 형성될 수 있다.
또한 제1 유출구(114)는 제1 유입구(112)와 길이방향으로 이격(p)될 수 있다. 이 때, 이격된 거리 p는 0 이상의 자연수 일 수 있다. 이는, 등속 샘플링을 위한 구성인 바, 상세한 설명은 후술하기로 한다.
외부 덕트(110)는 제1 유입구(112)와 제1 유출구(114) 사이에 배출로(116)를 더 포함할 수 있다. 배출로는 비 샘플링 유체가 제1 유입구(112)의 유입방향과 마주 보는 방향으로 유동하도록 구성될 수 있다.
샘플링 덕트(150)는 외부 덕트(110)와 실질적으로 동일한 방향으로 연장하며, 외부 덕트(110)의 내측에 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 샘플링 덕트(150)의 외벽은 외부 덕트(110)의 내벽과 이격(g)되어 위치할 수 있다. 또한, 샘플링 덕트(150)는 외부 덕트(110)와 동축(co-axial)을 이룰 수 있다.
샘플링 덕트(150)는 외부 유체 중 샘플링 유체가 유입되는 제2 유입구(152) 및 제2 유입구의 타단에 마련된 제2 유출구(154)를 포함하여 이루어질 수 있다.
샘플링 덕트(150)의 제2 유입구(152)는 외부 덕트(110)의 제1 유입구(112)로 유입된 외부 유체 중 일부를 샘플링 유체로 제공받을 수 있다. 이 때, 샘플링 덕트(150)가 외부 덕트(110)으로부터 이격(g)하여 위치하기 때문에, 샘플링 덕트(150)의 제2 유입구(152)는 외부 덕트(110)의 제1 유입구(112)로 유입된 외부 공기 중, 중심부 유체를 선택적으로 제공받을 수 있다.
한편, 샘플링 덕트(150)의 제2 유입구(152)로 유입되지 못한 비(非) 샘플링 유체는 샘플링 덕트(150)의 외벽과 외부 덕트(110)의 내벽 사이의 갭(gap; g)을 통하여 유동하게 된다. 이에 따라 비 샘플링 유체는 앞서 설명한 배출로(116)로 공급될 수 있다.
샘플링 덕트(150)의 제2 유입구(152)로 유입된 유체는 제2 유입구(152)의 타단에 마련된 제2 유출구(154)를 통하여 계측기로 전달될 수 있다. 이 때, 제2 유입구(152)의 타단은 직접 또는 간접적으로 계측기와 연결될 수 있다.
이하 본 발명의 제1 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브의 동작 방법이 설명된다.
측정 대상 입자가 포함된 유체는 외부 덕트(110)의 제1 유입구(112)를 통하여 제공될 수 있다. 제1 유입구(112)로 유입된 유체는 샘플링 덕트(150)의 제1 유입구(152) 및 제1 유출구(114)로 향하게 된다.
이 때, 샘플링 덕트(150)의 제1 유입구(152)로 유입되는 유체는 외부 덕트(110)의 중심부를 유동하는 유체로서, 외부 공기의 속도 변화에 둔감할 수 있다. 이에 따라, 샘플링 덕트(150)의 제1 유입구(152)로 유입되는 유체는 등속 샘플링 계측을 도모할 수 있다.
이와 달리, 외부 유체 중 제1 유출구(114)로 향하는 유체는 외부 덕트(110)의 가장 자리를 유동하는 유체로서, 오버 샘플링 또는 언더 샘플링을 야기할 수 있다. 따라서, 외부 덕트(110)의 가장 자리를 유동하는 노이즈 유발 유체를 배출함으로써, 샘플링 정확도를 향상시킬 수 있다.
외부 유체 중 제1 유출구(114)를 향하는 유체는 배출로(116)를 통과함으로써, 제1 유입구(112)와 마주보는 방향으로 유동할 수 있다.
배출로(116)를 통과한 유체는 제1 유출구(114)를 통하여 토출될 수 있다. 이 때, 비 샘플링 유체는 제1 유입구(112)와 마주보는 방향으로 토출될 수 있다.
본 발명의 제1 실시 예의 입자 샘플링 프로브에 따르면, 제1 유입구(112)와 제1 유출구(114)는 외부 덕트(110)의 길이 방향으로 p 만큼 이격되어 있다. 이 때, p는 0 이상의 자연수 일 수 있다. 따라서, 외부 유체가 외부 덕트(110)의 외벽을 따라서, 제1 유입구(112)를 지나 제1 유출구(114)로 유동하게 되면, 이격거리(p)에 의한 유동계면에 의하여 압력 강하가 발생하게 된다. 따라서, 제1 유입구(112)에서의 외부 유체의 압력은 제1 유입구(114)에서의 외부 유체의 압력보다 높게 된다. 이는 외부 유체의 속도 프로파일이 변화하는 경우에도, 제1 유출구(114)의 압력이 제1 유입구(112)의 압력보다 낮게 유지됨을 의미할 수 있다. 결과적으로 외부 유체의 속도가 변화하는 경우에도, 제1 유출구(114)를 통하여 비 샘플링 유체가 배출됨으로써, 샘플링 덕트(150)는 등속 샘플링을 수행할 수 있게 된다.
또한, 외부 유체의 유속 변화에 대하여 기계식으로 동작하므로 고 응답속도로 유출구에서의 유출 속도를 자동적으로 조절할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브(200)는, 외부 덕트(210) 및 샘플링 덕트(250)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 상술하기로 한다.
외부 덕트(210)는 길이 방향으로 연장하며, 외부 유체가 유입되는 제1 유입구(212) 및 제1 유입구(212)의 타단에 마련된 제1 유출구(214)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 유입구(212)는 샘플링 할 외부 유체를 유입받을 수 있다. 제1 유입구(212)로 유입된 외부 유체 중 일부는 후술할 샘플링 덕트(250)로 제공될 수 있고, 유입된 외부 유체 중 나머지는 후술할 제1 유출구(214)를 통하여 배출될 수 있다.
제1 유출구(214)는 외부 덕트(210)의 일측에 위치할 수 있다. 제1 유출구(214)는 외부 덕트(214)에 환형으로 형성될 수 있다. 제1 유출구(214)는 외부 덕트(210)에 홀으로 형성될 수도 있고, 도시된 바와 같이 쉬라우드(shroud) 형태로 형성될 수도 있다.
제1 유출구(214)의 유출 방향은 제1 유입구(212)가 외부 유체를 유입하는 유입방향과 적어도 일부가 대향하도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 유출구(214)의 유출 방향은 제1 유입구(212)의 유입 방향과 예각을 이룰 수 있다.
도 5를 참조하면, 유입방향이 오른쪽으로 향할 때(x축), 유출 방향은 x축에 대하여 예각(점선 화살표 참조)을 이룰 수 있다. 제1 유출구(214)의 유출방향과 제1 유입구(212)의 유입방향이 예각을 형성하기 위하여, 유출구(214)를 이루는 홀 및/또는 쉬라우드가 경사진 형태로 마련될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제1 유출구(214)는 제1 유입구(212)와 길이방향으로 이격(p)될 수 있다. 이는, 앞서 설명한 바와 같이, 제1 유입구(212)와 제1 유출구(214) 사이에 압력 차이를 생성하기 위함이다. 따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브도 자동적으로 등속 샘플링을 제공할 수 있다.
샘플링 덕트(250)는 외부 덕트(210)와 실질적으로 동일한 방향으로 연장하며, 외부 덕트(210)의 내측에 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 샘플링 덕트(250)의 외벽은 외부 덕트(210)의 내벽과 이격(g)되어 위치할 수 있다. 또한, 샘플링 덕트(250)는 외부 덕트(210)와 동축(co-axial)을 이룰 수 있다.
샘플링 덕트(250)는 외부 유체 중 샘플링 유체가 유입되는 제2 유입구(252) 및 제2 유입구의 타단에 마련된 제2 유출구(254)를 포함하여 이루어질 수 있다.
샘플링 덕트(250)의 제2 유입구(152)는 외부 덕트(210)의 제1 유입구(212)로 유입된 외부 유체 중 일부를 샘플링 유체로 제공받을 수 있다. 이 때, 샘플링 덕트(250)가 외부 덕트(210)으로부터 이격하여 위치하기 때문에, 샘플링 덕트(250)의 제2 유입구(252)는 외부 덕트(210)의 제1 유입구(212)로 유입된 외부 공기 중 유속 변화에 둔감한 중심부 유체를 선택적으로 제공받을 수 있다.
한편, 샘플링 덕트(250)의 제2 유입구(252)로 유입되지 못한 비 샘플링 유체는 샘플링 덕트(250)의 외벽과 외부 덕트(210)의 내벽 사이의 갭(gap; g)을 통하여 유동하게 된다.
샘플링 덕트(250)의 제2 유입구(252)로 유입된 유체는 제2 유입구(252)의 타단에 마련된 제2 유출구(254)를 통하여 계측기로 전달될 수 있다. 이 때, 제2 유입구(252)의 타단은 직접 또는 간접적으로 계측기와 연결될 수 있다.
이상, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하였다.
앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브는 배출로를 통하여 비 샘플링 유체의 유로를 제공하는 반면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브는 외부 덕트에 직접 형성된 홀 또는 쉬라우드를 통하여 비 샘플링 유체의 유체를 제공할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브의 동작 방법은 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브의 동작 방법에 상응하므로 설명을 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하기 위한 단면도 및 사시 단면도다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브(300)는, 제1 외부 덕트(310), 제2 외부 덕트(320) 및 샘플링 덕트(350)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 상술하기로 한다.
제1 외부 덕트(310)는 길이 방향으로 연장하며, 외부 유체가 유입되는 제1 서브 유입구(312) 및 제1 서브 유입구(312)의 타단에 마련된 제1 서브 유출구(314)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 외부 덕트(320)는 길이 방향으로 연장하며, 외부 유체가 유입되는 제2 서브 유입구(322) 및 제2 서브 유입구(320)의 타단에 마련된 제2 서브 유출구(324)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 때, 제2 외부 덕트(320)는 제1 외부 덕트(310)의 내측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2 외부 덕트(320)는 제1 외부 덕트(310)와 동축을 이룬 상태로 제1 외부 덕트(310)의 내측에 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 외부 덕트(310)의 내벽은 제2 외부 덕트(320)의 외벽과 이격(g1)할 수 있다. 이에 따라, 외부 공기의 속도 변화가 민감한 제1 외부 덕트(310)의 가장 자리 유체는 제1 외부 덕트(310)의 제1 서브 유출구(314)를 통하여 배출되고 외부 공기의 속도 변화가 둔감한 제1 외부 덕트(310)의 중심부 유체가 선택적으로 제2 외부 덕트(320)로 제공될 수 있다.
제1 및 제2 서브 유출구(314, 324)의 유출 방향은 앞서 설명한 실시 예의 설명에 상응하므로 설명을 생략하기로 한다.
샘플링 덕트(350)는 제1 또는 제2 외부 덕트(310, 320)와 실질적으로 동일한 방향으로 연장하며, 제2 유입구(352) 및 제2 유입구(352)의 타단에 마련된 제2 유출구(354)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 때, 샘플링 덕트(350)는 제2 외부 덕트(320)의 내측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 샘플링 덕트(350)는 제2 외부 덕트(320)와 동축을 이룬 사태로 제2 외부 덕트(320의 내측에 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 외부 덕트(320)의 내벽은 제1 외부 덕트(310)의 외벽과 이격(g2)할 수 있다. 이에 따라, 제1 외부 덕트(310)에 의하여 1차적으로 필터링된 유체는 제2 외부 덕트(320)에 의하여 2차적으로 필터링될 수 있다.
이상, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하였다.
앞서 설명한 실시 예들과 달리, 제3 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브는 복수의 외부 덕트를 제공하여 다단 필러링함으로써, 샘플링 덕트로 유입되는 샘플링 유체의 등속 샘플링을 도모할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브의 동작 방법은 앞서 설명한 실시 예들에 따른 입자 샘플링 프로브의 동작 방법에 상응하므로 설명을 생략하기로 한다.
도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하기 위한 단면도 및 사시 단면도다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브(400)는, 제1 외부 덕트(410), 제2 외부 덕트(420) 및 샘플링 덕트(450)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이하 각 구성에 대하여 상술하기로 한다.
제1 외부 덕트(410)는 길이 방향으로 연장하며, 외부 유체가 유입되는 제1 서브 유입구(412) 및 제1 서브 유입구(412)의 타단에 마련된 제1 서브 유출구(414)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제2 외부 덕트(420)는 길이 방향으로 연장하며, 외부 유체가 유입되는 제2 서브 유입구(422) 및 제2 서브 유입구(422)의 타단에 마련된 제1 서브 유출구(424)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 때, 제2 외부 덕트(420)는 제1 외부 덕트(410)의 내측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제2 외부 덕트(420)는 제1 외부 덕트(410)와 동축을 이룬 상태로 제1 외부 덕트(410)의 내측에 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 외부 덕트(420)는 길이 방향으로 연장하되, 제2 외부 덕트(420)의 외경은, 제1 서브 유입구(422) 보다 제2 서브 유출구(424)에서 보다 넓을 수 있다. 이에 따라, 제2 외부 덕트(420)의 외벽은 제1 외부 덕트(410)의 외벽과 연속하는 스트림 라인(stream line)을 형성할 수 있다. 다른 과점에서, 외부 유체는 제1 외부 덕트(410)에서 제2 외부 덕트(424)까지 연속적으로 흐를 수 있다. 이 때, 제2 외부 덕트(420)의 외벽은 제1 외부 덕트(410)의 외벽과 동일한 스트림 라인(stream line)을 형성할 수 있다.
이로써, 제1 외부 덕트(410)의 제1 서브 유입구(412)에서부터 제1 외부 덕트(410)의 제1 서브 유출구(414)와 제1 서브 유출구(414)에서부터 제2 외부 덕트(420)의 제2 서브 유출구(424)에 이르기까지 압력 프로파일이 연속적으로 변할 수 있다.
제1 및 제2 서브 유출구(414, 424)의 유출 방향은 앞서 설명한 실시 예의 설명에 상응하므로 설명을 생략하기로 한다.
샘플링 덕트(450)는 제1 또는 제2 외부 덕트(410, 420)와 실질적으로 동일한 방향으로 연장하며, 제2 유입구(452) 및 제2 유입구(452)의 타단에 마련된 제2 유출구(454)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이 때, 샘플링 덕트(450)는 제2 외부 덕트(420)의 내측에 마련될 수 있다. 예를 들어, 샘플링 덕트(450)는 제2 외부 덕트(420)와 동축을 이룬 사태로 제2 외부 덕트(420의 내측에 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 외부 덕트(420)의 외벽은 제1 외부 덕트(410)의 내벽과 이격(g1)하고 샘플링 덕트(450)의 외벽은 제2 외부 덕트(420)의 내력과 이격(g2)할 수 있다. 이로써, 샘플링 덕트(450)로 외부 유속의 속도 변화에 둔감한 중심부 유체가 선체적으로 제공될 수 있다.
이상, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브를 설명하였다.
앞서 설명한 실시 예들과 달리, 제4 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브는 복수의 외부 덕트를 제공하되, 복수의 외부 덕트에 마련된 유출구들이 연속하는 스트림 라인을 제공함으로써, 샘플링 유체의 등속 샘플링을 도모할 수 있다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 입자 샘플링 프로브의 동작 방법은 앞서 설명한 실시 예들에 따른 입자 샘플링 프로브의 동작 방법에 상응하므로 설명을 생략하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치의 수 농도 측정 센서에서 미세먼지 입자의 속도에 따라 발생하는 펄스의 형태를 예시한 도면이다.
도 8을 참조하여 상술한 미세먼지 측정 장치(5)의 제1 수 농도 측정 센서(40) 및 제2 수 농도 측정 센서(50)는 광학 측정 방식을 사용하는 센서로써 레이저가 투사되는 영역을 미세먼지의 입자가 통과할 때 레이저가 센서 내에 구비된 포토다이오드(photodiode)로 입사되는 양에 따라 발생하는 펄스의 높이가 지정된 임계값 이상인 여부에 따라 입자의 통과 여부를 판단한다.
도 8을 참조하면, 810과 같이 제1 수 농도 측정 센서(40) 및 제2 수 농도 측정 센서(50)는 미세먼지 입자가 상대적으로 저속으로 이동할 경우, 높이가 지정된 임계값이 이상으로 형성되는 펄스를 발생할 수 있다. 그러나 제1 수 농도 측정 센서(40) 및 제2 수 농도 측정 센서(50)는 미세먼지 입자가 상대적으로 고속으로 이동할 경우, 820과 같이 높이가 지정된 임계값 이상으로 형성되는 펄스를 발생할 수 없다. 즉, 제1 수 농도 측정 센서(40) 및 제2 수 농도 측정 센서(50)가 임계값 이상의 높이를 가지는 펄스를 발생하기 위해서는 입자가 레이저가 투사되는 영역 내에 머무르는 시간이 지정된 시간 이상일 필요가 있다. 즉, 미세먼지 입자의 이동속도가 높아지는 경우, 입자의 수농도 측정에 오류가 발생할 가능성이 높아진다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치(5)의 유량 제어 펌프(60)는 입자 샘플링 프로브(10)로부터 유입되는 유체의 시간당 부피 유량을 지정된 수치만큼이 되도록 제어한다. 즉, 유량 제어 펌프(60)는 입자 샘플링 프로브(10)를 통해 미세먼지 측정 장치(5)로 유입되는 유체의 시간당 부피 유량이 일정하도록 하여, 제1 수 농도 측정 센서(40) 및 제2 수농도 측정 센서(50)로 유입되는 미세먼지 입자의 속도가 높아지지 않도록 할 수 있다.
이 때, 유량 제어 펌프(60)는 피스톤(piston) 타입, 루츠(Roots) 타입 및 베인(vane) 타입 중 어느 하나로 구현된 펌프를 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치의 유량 제어 펌프가 부피 유량을 일정하게 유지하기 위해 이용하는 기압-센서 값 그래프를 예시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 유량 제어 센서(62)로부터 수신한 센서 값과 미세먼지 측정 장치(5)의 외부에 설치된 기압 센서(64)를 통해 측정된 기압을 연관시켜 그래프를 그리면 도 9과 같은 곡선의 그래프가 도출될 수 있다.
메모리(72)는 도 9의 그래프와 같은 센서 값과 외부 기압 간의 관계를 나타내는 정보인 유량 제어 정보를 미리 저장할 수 있다. 이 때, 유량 제어 정보는 도 10과 같은 그래프를 도출하는 식 또는 센서 값과 기압을 매칭하여 저장하는 테이블 정보를 포함할 수 있다. 프로세서(70)는 메모리(72)에 저장된 유량 제어 정보를 참조하여 기압 센서를 통해 측정된 현재 기압에 대응하는 센서 값인 목표 센서 값을 확인하고, 목표 센서 값이 차압 센서 또는 질량 유량 센서를 통해 출력된 센서 값과 동일하도록 유량 제어 펌프(60)를 제어한다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치의 이동에 따라 외부 기압의 변하더라도 입자 샘플링 프로브(10)를 통해 유입되는 유체의 시간 당 부피 유량을 일정하도록 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시에에 따른 미세먼지 측정 장치(5)는 높은 고도의 환경과 같이 극단적으로 낮은 기압의 환경에서도 입자 샘플링 프로브(10)를 통해 유입되는 샘플링 유체의 부피 유량을 일정하게 함으로써, 광학 측정 방식을 통해 미세먼지 입자의 측정 정확도가 유지되도록 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치를 예시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치는 비행체(1), 벌룬 연결부(3) 및 미세먼지 측정부(5)를 포함한다.
비행체(1)는 무인비행기의 형태로 높은 고도 상에서 미리 지정된 프로그램 또는 지상의 컨트롤러(미도시)로부터 수신한 제어 신호에 따라 이동한다. 비행체(1)의 이동 원리, 제어 과정 등은 공지된 무인비행기 기술에 따른 것으로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
벌룬 연결부(3)는 비행체(1)의 일단과 벌룬(7)을 연결하며, 비행체(3)와 전기적으로 연결되어 비행체(1)와 벌룬(7)의 분리를 요청하는 분리 요청 신호를 수신할 수 있다. 이 때, 비행체(1)는 미리 지정된 프로그램 또는 컨트롤러로부터 수신한 제어 신호에 따라 벌룬 연결부(3)로 분리 요청 신호를 전송할 수 있다.
비행체(1)는 비행체(1)와 벌룬(7)이 분리된 이후 프로그램 또는 컨트롤러부터 수신한 제어 신호에 따라 비행을 시작할 수 있다.
미세먼지 측정부(5)는 비행체(1)의 내부 또는 외부에 부착되어, 비행체 주위의 공기를 흡입하고, 흡입된 공기 중에 포함된 미세먼지의 농도를 측정한다.
도 11는 본 발명의 일 실시에에 따른 미세먼지 측정 장치의 미세먼지 측정부가 포함하는 제2 수농도 측정 센서의 구조를 예시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 제2 수농도 측정 센서(50)는 용매 탱크(910), 포화기(920), 응축기(930) 및 센싱부(940)를 포함한다.
용매 탱크(910)는 휘발성 용매를 저장하고, 휘발성 용매를 포화기(920)로 시간당 일정량을 흘려 보낸다.
포화기(920)는 입자 샘플링 프로브(10)에 의해 샘플링 유체를 유입받고, 휘발성 용매를 휘발시킨 기체를 샘플링 유체와 혼합하여 혼합기를 생성하고, 혼합기를 응축기(930)로 유입시킨다. 포화기(920)는 샘플링된 유체가 흐를 수 있도록 형성된 유로, 유로 내부의 온도를 지정된 온도까지 내부 온도를 유지하는 히터를 포함한다. 이 때, 포화기(920)의 유로는 다공성물질(porous material)로 형성될 수 있고, 용매 탱크(910)로부터 흘러 들어온 휘발성 용매는 다공성 물질 내에 유입되어 증발할 수 있다.
응축기(930)는 포화기(920)로부터 혼합기를 유입받아 응축시키고, 응축된 혼합기를 센싱부(940)로 유입시킨다. 응축기(930)는 포화기(920)로부터 센싱부(940)로 혼합기가 흐르도록 하는 유로, 유로 내의 온도를 지정된 온도까지 낮추는 방열원(예를 들어, 방열팬, 방열핀 등)을 포함할 수 있다. 따라서, 혼합기 내에 포함된 유체의 미세먼지 상에 휘발성 용매가 응축될 수 있다.
센싱부(940)는 휘발성 용매가 응축된 미세먼지를 감지하여 샘플링된 유체 내 미세먼지의 수 농도를 측정한다. 센싱부(940)는 발광원과 광감지 센서를 포함하고, 발광원으로부터 투사된 광의 산란 정도를 광감지 센서를 통해 측정하고, 산란 정도에 따른 미세먼지 수 농도를 산출한다.
이 때, 상술한 제2 수농도 측정 센서(50)는 구현 방식에 따라 각 기능부의 형상이 도 11과 상이하게 변경되도록 구현될 수 있다.
도 11을 참조하여 상술한 제2 수농도 측정 센서(50)는 응축기(930)로부터 센싱부(940)로 유입되는 혼합기의 유동 방향(이하, 혼합기 유입 방향이라 지칭)이 수평이 아닌 방향으로 형성되기 때문에 응축기(930)에서 휘발되지 않은 휘발성 용매가 응축기(930)를 통해 센싱부(940)로 유입되지 않는다. 센싱부(940)는 광 산란도를 측정하는 모듈이기 때문에 액체 상태의 휘발성 용매가 유입되는 경우, 오작동하여 미세먼지의 수 농도를 정확히 측정할 수 없다. 그러나 제2 수농도 측정 센서(50)의 혼합기 유입 방향이 비행체(1)의 정면 방향인 축방향과 수직이 되도록 장착하는 경우, 도 1과 같이 비행체(1)가 벌룬(7)에 수직으로 연결되어 이동하는 과정에서 제2 수농도 측정 센서(50)의 휘발성 용매가 센싱부(940)로 유입될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치가 수평 비행 및 벌룬에 연결되어 고도 상승 중 제2 수농도 측정 센서의 혼합기 유입 방향을 예시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치의 비행체를 기준으로 수평 비행 방중력 방향, 벌룬 비행 반중력 방향 및 혼합기 유입 방향을 예시한 도면이고, 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치가 벌룬에 연결되어 고도 상승 중인 경우, 제2 수농도 측정 센서 내의 휘발성 용매를 예시한 도면이다.
도 12을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치의 제2 수농도 측정 센서(50)는 혼합기 유입 방향이 수평 비행 중인 비행체(1)에 가해지는 중력의 반대 방향(이하, 수평 비행 반중력 방향, 1010) 및 벌룬에 연결되어 고도가 상승 중인 비행체(1)에 가해지는 중력의 반대 방향(이하, 벌룬 비행 반중력 방향, 1020)의 사이에 해당하도록 비행체 내부 또는 외부에 장착될 수 있다.
도 13을 참조하면, 수평 비행 반중력 방향(1010)과 벌룬 비행 반중력 방향(1020) 간의 각도는 90도 이하로 형성될 수 있고, 혼합기 유입 방향이 수평 비행 반중력 방향(1010)과 벌룬 비행 반중력 방향(1020) 사이의 방향(1100)으로 형성되도록 미세먼지 측정부(5)가 비행체(1)의 내부 또는 외부에 부착될 수 있다.
도 14을 참조하면, 미세먼지 측정 장치가 벌룬에 비행체(1)가 기울여 연결되어 고도 상승 중에도 혼합기 유입 방향이 수평 방향에 해당하지 않기 때문에 액체 상태의 휘발성 용매가 센싱부(940) 내부로 흘러 들어가는 경우를 방지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치는 센싱부(940) 내부로 휘발성 용매가 흘러 들어와 이후 제2 수농도 측정 센서(50)를 통해 측정하는 수농도에 오류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치가 장착된 무인 관측기를 예시한 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 측정 장치는 무인 관측기 예를 들어 드론(drone)에 장착되어, 대기 중의 유해 입자를 센싱할 수 있다. 이를 통하여, 유해 입자의 유동 경로 및/또는 유해 입자의 양을 산출할 수 있다.
도 15를 참조하면, 무인 관측기(1000)는 몸체부(1100), 프레임(1200), 프로펠러(1250) 및 레그(1300) 중 적어도 하나를 포함하여 이루어질 수 있다.
몸체부(1100)는 무인 관측기(1000)의 중심에 형성될 수 있다. 이 때 몸체부(1100)에는 앞서 설명한 본 발명의 실시 예들에 따른 입자 샘플링 프로브를 포함하는 미세먼지 측정 장치가 장착될 수 있다. 이 때, 입자 샘플링 프로브의 제1 유입구(212)가 향하는 방향은 무인 관측기(1000)의 정방향으로 설정될 수 있다.
또한, 몸체부(1100)는 통신부를 더 포함할 수 있다. 통신부는 입자 샘플링 프로브로부터의 신호를 오퍼레이터에 제공할 수 있다.
프레임(1200)은 몸체부(1100)에서 방사방향으로 연장하여 몸체부(1100)와 프로펠러(1250)를 이어주는 구조를 제공할 수 있다. 예를 들어, 프레임(1200)은 도시된 바와 같이 6개 일 수 있다.
레그(1300)는 프레임(1200)의 일 측에서 하측으로 연장할 수 있다. 무인관측기(1000)는 레그(1300)를 통하여 착륙 시 균형을 유지할 수 있다.
프로펠러(1250)는 프레임(1200)의 일 단에 마련되어 무인관측기(1000)에 양력을 제공함으로써, 상이 무인관측기(1000)를 비행시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 길이방향으로 연장하며 외부 유체가 유입되는 제1 유입구 및 상기 제1 유입구의 타단에 마련된 제1 유출구를 포함하는 외부 덕트(duct); 및
    상기 외부 덕트의 내측에 상기 길이방향으로 연장하며 상기 외부 유체 중 샘플링 유체가 유입되는 제2 유입구 및 상기 제2 유입구의 타단에 마련된 제2 유출구를 포함하는 샘플링 덕트;를 포함하되,
    상기 제1 유출구의 유출방향은 상기 제1 유입구가 상기 외부 유체를 유입하는 유입방향과 적어도 일부가 대향하도록 형성된, 입자 샘플링 프로브.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유출구의 유출방향은 상기 제1 유입구가 상기 외부 유체를 유입하는 유입방향과 동일한 방향이 아닌 입자 샘플링 프로브.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 외부 덕트는, 상기 제1 유입구와 상기 제1 유출구 사이에 상기 외부 유체 중 비(非) 샘플링 유체가 상기 제1 유입구의 유입방향과 동일한 방향이 아닌 방향으로 유동하도록 배출로를 포함하는 입자 샘플링 프로브.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유출구는 상기 제1 유입구로부터 상기 길이방향으로 이격되어 형성된 입자 샘플링 프로브.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유출구의 유출방향은 상기 제1 유입구가 상기 외부 유체를 유입하는 유입방향과 예각을 이루는 입자 샘플링 프로브.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 샘플링 덕트와 상기 외부 덕트는 동축(co-axial)을 가지는 입자 샘플링 프로브.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 샘플링 덕트와 상기 외부 덕트 사이에는 상기 외부 유체 중 비(非) 샘플링 유체가 유동하는 갭이 마련된 입자 샘플링 프로브.
  8. 길이방향으로 연장하여 외부 유체가 유입되는 제1 서브 유입구 및 상기 제1 서브 유입구의 타단에 마련된 제1 서브 유출구를 포함하는 제1 외부 덕트(duct);
    상기 제1 외부 덕트의 내측에 상기 길이방향으로 연장하여 상기 외부 유체 중 일부가 유입되는 제2 서브 유입구 및 상기 제2 서브 유입구의 타단에 마련된 제2 서브 유출구를 포함하는 제2 외부 덕트; 및
    상기 제2 외부 덕트의 내측에 상기 길이방향으로 연장하여 상기 제2 서브 유입구로 유입된 유체 중 샘플링 유체가 유입되는 제2 유입구 및 상기 제2 유입구의 타단에 마련된 제2 유출구를 포함하는 샘플링 덕트;를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 서브 유출구의 유출방향은 상기 제1 서브 유입구가 상기 외부 유체를 유입하는 유입방향과 적어도 일부가 대향하도록 형성된, 입자 샘플링 프로브.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 서브 유출구의 유출방향은 상기 제1 서브 유입구가 상기 외부 유체를 유입받는 유입방향과 예각을 이루며,
    상기 제1 서브 유출구는 상기 제1 서브 유입구로부터 상기 길이방향으로 이격되어 상기 제1 외부 덕트에 형성되며, 상기 제2 서브 유출구는 상기 길이방향으로 이격되어 상기 제2 외부 덕트에 형성되는 입자 샘플링 프로브.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 외부 덕트의 외벽 및 상기 제2 외부 덕트의 외벽은 상기 외부 유체에 대하여 연속하는 스트림 라인(stream line)을 제공하는 입자 샘플링 프로브.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 외부 덕트의 외벽 및 상기 제2 외부 덕트의 외벽은 상기 외부 유체에 대하여 불연속하는 스트림 라인(stream line)을 제공하는 입자 샘플링 프로브.
  12. 유입되는 외부 유체를 등속 샘플링하여 샘플링 유체를 배출하는 입자 샘플링 프로브;
    상기 입자 샘플링이 배출한 샘플링 유체를 주 유로를 통해 유입 받아 외부로 배출하는 유량 제어 펌프;
    상기 주 유로로부터 상기 샘플링 유체의 일부를 유입 받아 미세먼지의 농도를 측정하는 센서; 및
    상기 센서로부터 상기 미세먼지의 농도를 수신하고, 상기 미세먼지의 농도를 포함하는 미세먼지 측정 정보를 생성하는 프로세서를 포함하는 미세먼지 측정 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 입자 샘플링 프로브는,
    길이방향으로 연장하며 외부 유체가 유입되는 제1 유입구 및 상기 제1 유입구의 타단에 마련된 제1 유출구를 포함하는 외부 덕트(duct); 및
    상기 외부 덕트의 내측에 상기 길이방향으로 연장하며 상기 외부 유체 중 샘플링 유체가 유입되는 제2 유입구 및 상기 제2 유입구의 타단에 마련된 제2 유출구를 포함하는 샘플링 덕트;를 포함하되,
    상기 제1 유출구의 유출방향은 상기 제1 유입구가 상기 외부 유체를 유입하는 유입방향과 적어도 일부가 대향하도록 형성된 미세먼지 측정 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    입자 샘플링 프로브가 배출한 상기 샘플링 유체를 지정된 온도로 가열하거나 상기 샘플링 유체에 포함된 미세먼지의 입자 중 지정된 크기 이상의 입자를 필터링하고, 상기 샘플링 유체를 상기 주 유로로 배출하는 컨디셔너를 더 포함하는 미세먼지 측정 장치.
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