KR102053371B1 - 미세먼지 측정장치 - Google Patents

미세먼지 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면, 외부 공기가 유입되는 유로와 공간을 제공하는 사각통체 형상의 하부챔버와 하부챔버의 상부에 연통 구성되고 외부 공기가 등속 이동 및 배출되는 유로와 공간을 제공하는 원통체 형상의 상부챔버로 구성되는 하우징; 하부챔버의 하단 일측에 구성되는 연통에 설치되어 하부챔버로 외부 공기가 유입되도록 하는 유입팬; 하부챔버의 연통 보다 높은 상측 공간에 설치되고 공기의 이동시 공기와 접촉되어 공기 중의 수분이 응결 및 침강되도록 하는 침강수단; 하부챔버에 설치되는 침강수단 보다 높은 상측 공간에 설치되어 공기의 이동시 공기를 가열하여 공기 중의 수분이 증발 제거되도록 하는 히팅수단; 원통체 형상을 가지는 상부챔버의 내부 중앙부위에 제1패널과 제2패널이 평면상에서 바라볼 때 'ㅗ' 구조로 설치되는 마운트패널; 제1패널에 돌출 설치되는 파이프에 설치되어 상부챔버로 이동되는 공기 중 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지측정센서; 제1패널의 미세먼지측정센서 일측에 설치되는 거치프레임에 설치되고 미세먼지측정센서에 의해 측정된 값을 처리하여 미세먼지 농도를 계산하며 하우징 외부의 공기 중 습도를 측정하고 히팅수단의 동작을 제어하여 하우징 내부의 공기 중 습도가 80% 미만을 유지하도록 하는 미세먼지측정수단; 및 마운트패널이 설치되는 상부챔버의 일측에 설치되고 마운트패널이 설치된 상부챔버가 개폐되도록 하여 미세먼지측정센서와 미세먼지측정수단의 유지보수를 가능하게 하는 개폐용도어를 포함하는 미세먼지 측정장치가 제공된다.

Description

미세먼지 측정장치{Fine dust measuring apparatus}
본 발명은 미세먼지 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대기 중의 미세먼지 농도를 측정함에 있어서 공기 중 수분이나 습기가 일정량 이하로 제거된 후 등속 이동되는 공기의 미세먼지 농도가 측정되도록 하여 측정 결과에 대한 신뢰도가 향상되도록 할 수 있는 미세먼지 측정장치에 관한 것이다.
최근 주변국가의 산업가속화에 따라 봄철과 같은 시기에는 대규모의 미세먼지가 국내에 유입되고 있다. 널리 알려진 바와 같이, 미세먼지는 황산염, 질산염, 탄소 및 중금속 등으로 이루어져 호흡기를 통해 몸 속에 유입시, 감기 바이러스를 20배 이상 증가시키고, 만성 폐질환이나 천식 등을 유발시키며, 기도나 폐 뿐만 아니라 뇌와 같은 신체 기관에도 유입되어 신경전달물질에 해를 가하여 우울증 등을 유발시키기도 한다.
이에, 상기와 같은 위험성을 내포하고 있는 미세먼지를 제거하기 위하여 미세먼지 측정장치를 이용하여 미세먼지 농도를 측정한 후, 공기정화장치가 동작되도록 하는 방안이 대두되고 있다.
여기서, 미세먼지 측정장치는, 대기 중 함유된 미세먼지의 농도를 측정하기 위한 것으로서, 미세먼지의 농도를 측정하기 위한 공지의 미세먼지 측정센서를 포함하고 있다.
그러나 종래의 미세먼지 측정장치는, 단순히 외부로 노출되는 미세먼지측정센서에 의해 공기 중의 미세먼지가 측정되는 구조를 가지고 이때, 상기 미세먼지측정센서의 경우 대부분 광산란 방식으로 동작이 이루어지기 때문에, 비나 눈 등에 의해 공기 중에 수분이 많이 포함된 경우에는 수분에 의해 미세먼지 농도가 정확하게 측정될 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래의 미세먼지 측정장치는, 미세먼지측정센서에 외부의 대기 압력에 의해 즉, 바람이 국부적으로 발생시 동일한 공간이나 지역이라고 하더라도 공기의 이동량이 국부적으로 달라짐에 따라 미세먼지의 농도가 다르게 측정되어 측정값에 대한 신뢰도가 저하되는 문제점이 있다.
(특허문헌 0001) 공개특허 10-2006-0008376
(특허문헌 0002) 공개실용 20-2010-0004383
따라서 본 발명의 목적은 대기 중의 미세먼지 농도를 측정함에 있어서 공기 중 수분이나 습기가 일정량 이하로 제거된 후 등속 이동되는 공기의 미세먼지 농도가 측정되도록 하여 측정 결과에 대한 신뢰도가 향상되도록 할 수 있는 미세먼지 측정장치를 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 외부 공기가 유입되는 유로와 공간을 제공하는 사각통체 형상의 하부챔버와 하부챔버의 상부에 연통 구성되고 외부 공기가 등속 이동 및 배출되는 유로와 공간을 제공하는 원통체 형상의 상부챔버로 구성되는 하우징; 하부챔버의 하단 일측에 구성되는 연통에 설치되어 하부챔버로 외부 공기가 유입되도록 하는 유입팬; 하부챔버의 연통 보다 높은 상측 공간에 설치되고 공기의 이동시 공기와 접촉되어 공기 중의 수분이 응결 및 침강되도록 하는 침강수단; 하부챔버에 설치되는 침강수단 보다 높은 상측 공간에 설치되어 공기의 이동시 공기를 가열하여 공기 중의 수분이 증발 제거되도록 하는 히팅수단; 원통체 형상을 가지는 상부챔버의 내부 중앙부위에 제1패널과 제2패널이 평면상에서 바라볼 때 'ㅗ' 구조로 설치되는 마운트패널; 제1패널에 돌출 설치되는 파이프에 설치되어 상부챔버로 이동되는 공기 중 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지측정센서; 제1패널의 미세먼지측정센서 일측에 설치되는 거치프레임에 설치되고 미세먼지측정센서에 의해 측정된 값을 처리하여 미세먼지 농도를 계산하며 하우징 외부의 공기 중 습도를 측정하고 히팅수단의 동작을 제어하여 하우징 내부의 공기 중 습도가 80% 미만을 유지하도록 하는 미세먼지측정수단; 및 마운트패널이 설치되는 상부챔버의 일측에 설치되고 마운트패널이 설치된 상부챔버가 개폐되도록 하여 미세먼지측정센서와 미세먼지측정수단의 유지보수를 가능하게 하는 개폐용도어를 포함하는 미세먼지 측정장치가 제공된다.
여기서, 미세먼지 측정장치는, 상측단이 개구된 상태의 상부챔버 상단부에 이격 설치되고 상부챔버의 개구부를 커버하는 커버체를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 침강수단은, 하부챔버의 내부 전단면(全斷面)을 커버하면서 공기의 이동을 가능하게 설치 구성되는 다수개의 엘리미네이터 또는 셰브런으로 구성되고, 다수개의 엘리미네이터 또는 셰브런은 50mm의 간격(pitch)을 가지면서 연속 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 히팅수단은, 코일 형상이나 지그재그 및 메쉬 구조로 하부챔버의 내부 전단면(全斷面)에 설치되고 히터로부터 전열시 발열 동작되는 히트파이프로 구성되며, 상기 히트파이프는 내부가 밀폐되고 일단이 히터에 의해 가열되는 관체와; 관체의 내부에 충전되고 히터에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 발열유체를 포함하는며, 상기 히트파이프는, 부식을 방지하기 위한 복합폴리머 조성물이 관체의 표면에 코팅되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복합폴리머 조성물은, 중합체 100중량부에 충전재 50 내지 60중량부가 첨가 및 혼합되고, 중합체는, 실리콘수지(Si resin), 에폭시수지(epoxy resin), 아크릴계수지(acrylic resin), 그 혼합물 및 그 공중합체로 이루어진 군에서 선택되고, 충전재는, 제1평균입경을 갖는 제1충전, 제2평균입경을 갖는 제2충전재 및 제3평균입경을 갖는 제3충전재를 포함하고, 제1평균입경값은 10 내지 30㎛로 나머지 평균입경값들보다 크며, 제2평균입경값을 제1평균입경값으로 나눈 값은 0.17 내지 0.26이고, 제3평균입경값을 제1평균입경값으로 나눈 값은 0.09 내지 0.11이며, 상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재의 부피저항은 104Ωcm 이상 이고, 상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재는 단경/장경의 평균값이 0.6 내지 0.8이고, 상기 제2충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 11 내지 16이거나 제3충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 4.2 내지 5.2이며, 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재는, 알루미나(Al2O3), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 질화규소(Si3N4), 마그네시아(MgO), 베릴리아(BeO), 산화아연(ZnO), 탄화규소(SiC), 지르코니아(ZrO2) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 커버체는, 상부챔버의 개구부를 커버하면서 설치 프레임을 통해 설치되는 깔때기 형상의 커버바디와; 커버바디의 하단부로부터 연장되고 커버바디에 집수된 빗물을 외부로 배수시키는 배수관을 포함하는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, 대기 중의 미세먼지 농도를 측정함에 있어서 공기 중 수분이나 습기가 일정량 이하로 제거된 후 등속 이동되는 공기의 미세먼지 농도가 측정되도록 하여 측정 결과에 대한 신뢰도가 향상되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지 측정장치를 나타낸 사시도;
도 2는 도 1의 미세먼지 측정장치를 나타낸 측단면도;
도 3은 도 1의 미세먼지 측정장치를 나타낸 평단면도; 및
도 4와 5는 도 1의 미세먼지 측정장치에 있어서 상부챔버의 상단부에 설치되는 커버체의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지 측정장치는, 외부 공기가 유입되는 유로와 공간을 제공하는 사각통체 형상의 하부챔버(111)와 하부챔버(111)의 상부에 연통 구성되고 외부 공기가 등속 이동 및 배출되는 유로와 공간을 제공하는 원통체 형상의 상부챔버(112)로 구성되는 하우징(110), 하부챔버(111)의 하단 일측에 구성되는 연통(113)에 설치되어 하부챔버(111)로 외부 공기가 유입되도록 하는 유입팬(미도시), 하부챔버(111)의 연통(113) 보다 높은 상측 공간에 설치되고 공기의 이동시 공기와 접촉되어 공기 중의 수분이 응결 및 침강되도록 하는 침강수단(120), 하부챔버(111)에 설치되는 침강수단(120) 보다 높은 상측 공간에 설치되어 공기의 이동시 공기를 가열하여 공기 중의 수분을 증발시키고 공기 중 습기가 일정량 이하로 제거되도록 하는 히팅수단(130), 원통체 형상을 가지는 상부챔버(112)의 내부 중앙부위에 제1패널(141)과 제2패널(142)이 평면상에서 바라볼 때 'ㅗ' 구조로 설치되는 마운트패널(140), 제1패널(141)에 돌출 설치되는 파이프(143)에 설치되어 상부챔버(112)로 이동되는 공기 중 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지측정센서(미도시), 제1패널(141)의 미세먼지측정센서(미도시) 일측에 설치되는 거치프레임(144)에 설치되고 미세먼지측정센서(미도시)에 의해 측정된 값을 처리하여 미세먼지 농도를 계산하며 하우징(110) 외부의 공기 중 습도를 측정하고 히팅수단(130)의 동작을 제어하여 하우징(110) 내부의 공기 중 습도가 80% 미만을 유지하도록 하는 미세먼지측정수단(미도시), 마운트패널(140)이 설치되는 상부챔버(112)의 일측에 설치되고 마운트패널(140)이 설치된 상부챔버(112)가 개폐되도록 하여 미세먼지측정센서(미도시)와 미세먼지측정수단의 유지보수를 용이하게 하는 개폐용도어(150) 및 상측단이 개구된 상태의 상부챔버(112) 상단부에 이격 설치되고 상부챔버(112)의 개구부(114)를 커버하여 개구부(114)를 통해 빗물 등이 유입되는 것을 방지하는 커버체(160) 등을 포함한다.
하우징(110)은, 실외나 실내에 소정의 높이로 설치되고 공기가 유입 및 배출되는 공간을 제공하여 상기 구성부들을 통해 공기 중 미세먼지 농도가 측정되도록 하는 하우징부재로서, 외부 공기가 유입되는 유로와 공간을 제공하는 사각통체 형상의 하부챔버(111)와, 하부챔버(111)의 상부에 연통 구성되고 외부 공기가 이동 및 배출되는 유로와 공간을 제공하는 원통체 형상의 상부챔버(112)로 구성된다.
하부챔버(111)는, 사각통체 형상을 가지고 상측단부가 사각형에 내접된 원형으로 개구되며 하단 일측에 연통(113)이 설치된다.
여기서, 하부챔버(111)는 사각통체 형상을 가짐에 따라, 침강수단(120)과 히팅수단(130)이 사각형상을 가지면서 전단면(全斷面)을 커버하면서 하부챔버(111)의 내부 공간에 설치될 수 있으며, 이에 하부챔버(111)의 내부 공간에 이동되는 공기의 습기 제거가 효율적으로 이루어질 수 있다.
상부챔버(112)는, 하부챔버(111)의 상측단에 원형으로 개구된 부분에 연통되는 원통체 형상을 가진다.
여기서, 상부챔버(112)는, 원통체 형상을 가짐에 따라 하부챔버(111)로부터 상부챔버(112)로 공기가 등속 이동되도록 할 수 있으며, 이에 상부챔버(112)의 내부 공간에서 측정되는 미세먼지 농도에 대한 정확도와 신뢰도가 향상될 수 있다.
따라서 하우징(110)에 의하면 하부챔버(111)는 사각통체 형상을 가지고 상부챔버(112)는 원통체 형상을 가지면서 하부챔버(111)에 연통됨에 따라, 하부챔버(111)에 유입된 공기가 상부챔버(112)와의 경계부위 개방면적 차이에 따라 일시적으로 브레이킹된 후 상부챔버(112)로 등속 이동되도록 할 수 있다.
또한, 하부챔버(111)는, 상부챔버(112)와 별개로 후술된 개폐용도어 등과 같은 개폐수단이 더 구성되어 침강수단(120)과 히팅수단(130)의 교체나 세척 등과 같은 유지관리를 가능하게 하는 것이 좋다.
유입팬(미도시)은, 하부챔버(111)의 하단 일측에 구성되는 연통(113)에 설치되어 하부챔버(111)로 외부 공기가 유입되도록 하는 수단으로서, 공지의 구성을 가질 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
침강수단(120)은, 하부챔버(111)의 연통(113) 보다 높은 상측 공간에 설치되고 공기의 이동시 공기와 접촉되어 공기 중의 수분이 응결 및 침강되도록 하는 수분제거수단으로서, 하부챔버(111)의 내부 전단면(全斷面)을 커버하면서 공기의 이동을 가능하게 설치 구성되는 다수개의 엘리미네이터 또는 셰브런으로 구성된다.
여기서, 다수개의 엘리미네이터 또는 셰브런은 50mm의 간격(pitch)을 가지면서 연속 배열되는데, 상기 50mm의 간격을 미만하는 경우에는 공기의 이동에 장애를 발생시켜 공기의 속도가 저하되고 하부챔버(111) 내부로 공기 유입이 잘 이루어지지 않는 문제점이 있고, 상기 50mm의 간격을 초과하는 경우에는 공기와 접촉 면적이 저하되어 공기 중 수분이 응결 및 침강되는 효율이 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 수치한정에 따른 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
한편, 본 발명에 의하면, 상기 엘리미네이터 또는 셰브런은, 장시간 사용시 공기 중 수분의 응결에 의하여 부식이 발생되어 천공 형성시 수분 제거 효율이 저하되는 문제점이 있으므로, 부식을 방지하기 위한 코팅층이 표면에 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 코팅층은, 후술된 히팅수단(130)의 히트파이프에 도포되는 복합폴리머 조성물과 동일하게 구성될 수 있다.
따라서 침강수단(120)에 의하면, 하부챔버(111)로 유입된 공기가 접촉시 공기 중의 수분이 응결 및 침강 제거되도록 할 수 있고, 이를 통하여 히팅수단(130)의 부하를 감소시킬 수 있으며, 또한, 공기의 이동 속도를 감속시켜 하부챔버(111)로부터 상부챔버(112)로부터 이동하는 공기가 등속을 유지하도록 할 수 있다.
히팅수단(130)은, 하부챔버(111)에 설치되는 침강수단(120) 보다 높은 상측 공간에 설치되어 공기의 이동시 공기를 가열하여 공기 중의 수분을 증발시키고 공기 중 습기가 일정량 이하로 제거되도록 하는 수분제거수단으로서, 하부챔버(111)의 내부 전단면(全斷面)을 커버하면서 공기의 이동을 가능하게 설치 구성되는 전열히터로 구성된다.
여기서, 전열히터는, 공지의 PTC 히터의 구조를 가질 수 있다.
한편, 전열히터는, 일예로, 코일 형상이나 지그재그 및 메쉬 구조로 하부챔버(111)의 내부 전단면(全斷面)에 설치되고 히터로부터 전열시 발열 동작되는 히트파이프로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 히트파이프는 내부가 밀폐되고 일단이 히터에 의해 가열되는 관체와, 관체의 내부에 충전되고 히터에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 발열유체를 포함한다.
한편, 본 발명에 의하면, 상기 히트파이프는, 장시간 사용시 공기 중 수분의 응결에 의하여 부식이 발생되어 부식 발생부위로 발열유체 누수시 수분 제거 효율이 저하되는 문제점이 있으므로, 부식을 방지하기 위한 복합폴리머 조성물이 관체의 표면에 코팅되는 것이 바람직하다.
상기 복합폴리머 조성물은, 중합체 100중량부에 충전재 50 내지 60중량부가 첨가 및 혼합되고, 중합체는, 실리콘수지(Si resin), 에폭시수지(epoxy resin), 아크릴계수지(acrylic resin), 그 혼합물 및 그 공중합체로 이루어진 군에서 선택되고, 충전재는, 제1평균입경을 갖는 제1충전, 제2평균입경을 갖는 제2충전재 및 제3평균입경을 갖는 제3충전재를 포함하고, 제1평균입경값은 10 내지 30㎛로 나머지 평균입경값들보다 크며, 제2평균입경값을 제1평균입경값으로 나눈 값은 0.17 내지 0.26이고, 제3평균입경값을 제1평균입경값으로 나눈 값은 0.09 내지 0.11이며, 상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재의 부피저항은 104Ωcm 이상 이고, 상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재는 단경/장경의 평균값이 0.6 내지 0.8이고, 상기 제2충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 11 내지 16이거나 제3충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 4.2 내지 5.2이며, 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재는, 알루미나(Al2O3), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 질화규소(Si3N4), 마그네시아(MgO), 베릴리아(BeO), 산화아연(ZnO), 탄화규소(SiC), 지르코니아(ZrO2) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
여기서, 중합체 100중량부에 충전재 50 내지 60중량부가 첨가되도록 하는 것은, 충전재가 상기 중량부를 미만하는 경우에는 열전도 효율이 저하되고, 상기 중량부를 초과하는 경우에는 점도 범위를 유지할 수 없어 관체의 표면에 코팅시 작업성이 저하되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
또한, 제1충전재는, 충전재 중 가장 큰 충전재로서, 평균입경이 10 내지 30㎛의 범위를 가지는데, 상기 범위를 벗어나는 경우 상기 중합체와의 혼합시 적절한 점도 범위를 유지할 수 있어 히트파이프의 표면에 코팅시 작업성을 확보할 수 있고 최종적으로 히트파이프의 표면이 매끈하게 유지될 수 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
또한, 제2충전재는, 중합체와 제1충전재 사이의 공간을 채우는 것으로서, 제2평균입경값을 제1평균입경값으로 나눈 값이 0.17 내지 0.26에 대응되는 평균입경을 가지는데, 상기와 같은 평균입경을 가지지 않는 경우 제1충전재와 접촉하지 못하고 이격되어 열전도 특성이 저하될 수 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
또한, 제3충전재는, 제1충전재와 제2충전재들 사이의 공간을 채우는 것으로서, 제3평균입경값을 제1평균입경값으로 나눈 값이 0.09 내지 0.11에 대응되는 평균입경을 가지는데, 상기와 같은 평균입경을 가지지 않는 경우 제1충전재와 접촉하지 못하고 이격되어 열전도 특성이 저하될 수 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
또한, 상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재의 부피 저항은 104Ωcm 이상 인 것이 바람직하며, 부피 저항이 104Ωcm 미만이면 히트파이프에 히터에 의한 전류가 잘못 인가되었을 때 누전이 발생되는 문제점이 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
또한, 상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재는 단경/장경의 평균값이 0.6 내지 0.8인 것이 바람직하며, 상기와 같은 단경/장경의 평균값을 가지지 않는 경우 큰 충전재 입자 사이의 공간이 완전히 채워지지 않아 열전도 특성이 저하될 수 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
또한, 상기 제2충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 11 내지 16이거나 제3충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 4.2 내지 5.2인 것이 바람직하며, 상기와 같은 질량비를 가지지 않는 경우 작은 충전재가 큰 충전재가 형성하는 공간을 채울 정도만 첨가되지 않고 많이 첨가되거나 적게 첨가되어 큰 충전재가 이격되어 열전도 특성이 저하될 수 있으므로, 상기와 같은 임계적 의의를 가지는 것이 좋다.
이에, 상기 히트파이프에 상기와 같은 복합폴리머 조성물이 코팅되는 경우, 히트파이프의 방열 기능을 저하시키지 않으면서도 공기 중의 수분이 히트파이프의 표면에 응결 또는 결로되지 않도록 하여 히트파이프의 부식을 방지할 수 있다.
따라서 히팅수단(130)에 의하면, 하부챔버(111)로 유입된 공기를 소정의 온도로 가열시켜 공기 중 수분이 증발되도록 할 수 있고, 이에, 공기 중 습기가 일정량 이하로 제거되어 미세먼지측정센서(미도시)에 의해 측정되는 미세먼지 농도의 측정값에 대한 신뢰도가 향상되도록 할 수 있다.
마운트패널(140)은, 원통체 형상을 가지는 상부챔버(112)의 내부 중앙부위에 제1패널(141)과 제2패널(142)이 평면상에서 바라볼 때 'ㅗ' 구조로 설치되어 미세먼지측정센서(미도시)와 미세먼지측정수단(미도시)의 설치가 가능하도록 하는 수단으로서, 소정의 두께를 가지는 패널이 'ㅗ'자 구조로 원통체의 내부에 설치 구성되어 상부챔버(112)의 내부에 보강리브 기능을 제공할 수 있고, 이에, 상부챔버(112)가 얇은 두께의 패널로 제작되도록 하여 제조비용을 절약할 수 있다.
미세먼지측정센서(미도시)는, 제1패널(141)에 돌출 설치되는 파이프(143)에 클램프 등과 같은 결착수단을 통해 착탈 가능하게 설치되어 상부챔버(112)로 이동되는 공기 중 미세먼지 농도를 측정하는 수단으로서, 상부챔버(112) 내부에 등속 이동되는 공기 중에 포함된 미세먼지를 발광소자와 수광소자를 이용한 광산란 방식으로 측정하는 구성을 가지거나 공지의 구성을 가질 수 있다.
미세먼지측정수단(미도시)은, 제1패널(141)의 미세먼지측정센서(미도시) 일측에 설치되는 거치프레임(144)에 설치되어 미세먼지측정센서(미도시)에 의해 측정된 값을 변환하여 미세먼지 농도를 계산하고 하우징(110) 외부의 공기 중 습도를 측정하고 히팅수단(130)의 동작을 제어하여 공기 중 습도가 80% 미만을 유지하도록 하는 수단으로서, 공지의 구성을 가질 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.
개폐용도어(150)는, 마운트패널(140)이 설치되는 상부챔버(112)의 일측에 설치되고 마운트패널(140)이 설치된 상부챔버(112)가 개폐되도록 하여 미세먼지측정센서(미도시)와 미세먼지측정수단(미도시)의 유지보수를 용이하게 하는 수단으로서, 힌지 등과 같은 체결수단을 통하여 도어가 상부챔버(112)에 회동 가능하게 설치 구성될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
커버체(160)는, 상부챔버(112)의 상측단 개구부(114)에 이격 설치되어 상부챔버(112)의 개구부(114)를 커버하여 빗물 등이 유입되는 것을 방지하고 또한, 상부챔버(112)를 등속 이동하는 공기가 원활하게 외부로 배출되도록 하는 수단으로서, 상부챔버(112)의 개구부(114)를 커버하면서 설치 프레임을 통해 설치되는 깔때기 형상의 커버바디(161)와, 커버바디(161)의 하단부로부터 연장되고 커버바디(161)에 집수된 빗물 등을 외부로 배수시키는 배수관(162)을 포함한다.
따라서 커버체(160)에 의하면, 커버바디(161)의 형상에 따라 상부챔버(112)로부터 수직 방향으로 이동되는 공기가 커버바디(161)의 표면을 따라 신속하게 이동 및 배출되고 상부챔버(112) 내부에서 공기가 역류되지 않아, 미세먼지측정센서(미도시)에 의해 등속 이동되는 공기 중의 미세먼지 농도가 측정될 수 있고 이에, 상기 측정값에 대한 정확도와 신뢰도가 향상될 수 있다.
또한, 커버체(160)에 의하면, 커버바디(161)의 내부에 빗물 등이 집수되는 공간이 제공됨에 따라 빗물이 집수된 후 상기 빗물을 이용하여 침강수단(120)의 엘리미네이터나 셰브런의 세척을 가능하게 할 수 있고 이에, 침강수단(120)에 흡착된 이물질이 제거되도록 하여 침강수단(120)의 수분 제거 효율이 향상되도록 할 수 있다.
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 미세먼지 측정장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
먼저, 하우징(110)의 하부챔버(111) 내부로 외부 공기가 유입된다.
이후, 하부챔버(111)에 유입된 공기가 상부챔버(112)를 향하여 이동되면서 하부챔버(111)에 설치 구성된 침강수단(120)의 엘레미네이터나 셰브런과 접촉되는데, 이때, 공기 중 수분이 침강수단(120)에 응결 및 침강되면서 1차 제거된다.
이후, 침강수단(120)에 수분이 1차 제거된 공기가 상부챔버(112)를 향하여 이동되면서 하부챔버(111)에 설치 구성된 히팅수단(130)에 의해 가열되는데, 이때, 공기 중 수분이 히팅수단(130)에 의해 증발되면서 2차 제거된다.
여기서, 침강수단(120)과 히팅수단(130)에 의해 수분이 제거된 공기 중의 습도는 80% 미만이 유지되는 것이 바람직하다.
이후, 히팅수단(130)에 의해 수분이 2차 제거된 공기가 상부챔버(112)를 향하여 이동되는데, 이때, 공기는 하부챔버(111)와 상부챔버(112)의 연통 단면적 차이에 의해 상부챔버(112) 내부에 등속 이동되는 상태를 가지게 된다.
이후, 상부챔버(112)에 설치된 미세먼지측정센서(미도시)에 의해 등속 이동되는 공기 중의 미세먼지 농도가 측정되고, 미세먼지측정수단(미도시)에 의해 측정값이 처리 및 분석된다.
이후, 미세먼지 농도가 측정된 공기가 상부챔버(112)의 개구부(114) 외부로 배출된다.
따라서 본 발명의 미세먼지 측정장치에 의하면, 대기 중의 미세먼지 농도를 측정함에 있어서 공기 중 수분이나 습기가 일정량 이하로 제거된 후 등속 이동되는 공기의 미세먼지 농도가 측정되도록 하여 측정 결과에 대한 신뢰도가 향상되도록 할 수 있다.
상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

Claims (6)

  1. 외부 공기가 유입되는 유로와 공간을 제공하는 사각통체 형상의 하부챔버(111)와 하부챔버(111)의 상부에 연통 구성되고 외부 공기가 등속 이동 및 배출되는 유로와 공간을 제공하는 원통체 형상의 상부챔버(112)로 구성되는 하우징(110);
    하부챔버(111)의 하단 일측에 구성되는 연통(113)에 설치되어 하부챔버(111)로 외부 공기가 유입되도록 하는 유입팬(미도시);
    하부챔버(111)의 연통(113) 보다 높은 상측 공간에 설치되고 공기의 이동시 공기와 접촉되어 공기 중의 수분이 응결 및 침강되도록 하는 침강수단(120);
    하부챔버(111)에 설치되는 침강수단(120) 보다 높은 상측 공간에 설치되어 공기의 이동시 공기를 가열하여 공기 중의 수분이 증발 제거되도록 하는 히팅수단(130);
    원통체 형상을 가지는 상부챔버(112)의 내부 중앙부위에 제1패널(141)과 제2패널(142)이 평면상에서 바라볼 때 'ㅗ' 구조로 설치되는 마운트패널(140);
    제1패널(141)에 돌출 설치되는 파이프(143)에 설치되어 상부챔버(112)로 이동되는 공기 중 미세먼지 농도를 측정하는 미세먼지측정센서(미도시);
    제1패널(141)의 미세먼지측정센서(미도시) 일측에 설치되는 거치프레임(144)에 설치되고 미세먼지측정센서(미도시)에 의해 측정된 값을 처리하여 미세먼지 농도를 계산하며 하우징(110) 외부의 공기 중 습도를 측정하고 히팅수단(130)의 동작을 제어하여 하우징(110) 내부의 공기 중 습도가 80% 미만을 유지하도록 하는 미세먼지측정수단(미도시);
    마운트패널(140)이 설치되는 상부챔버(112)의 일측에 설치되고 마운트패널(140)이 설치된 상부챔버(112)가 개폐되도록 하여 미세먼지측정센서(미도시)와 미세먼지측정수단의 유지보수를 가능하게 하는 개폐용도어(150); 및
    상측단이 개구된 상태의 상부챔버(112) 상단부에 이격 설치되고 상부챔버(112)의 개구부(114)를 커버하는 커버체(160)를 포함하고,
    커버체(160)는,
    상부챔버(112)의 개구부(114)를 커버하면서 설치 프레임을 통해 설치되는 깔때기 형상의 커버바디(161)와;
    커버바디(161)의 하단부로부터 연장되고 커버바디(161)에 집수된 빗물을 외부로 배수시키는 배수관(162)을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 침강수단(120)은,
    하부챔버(111)의 내부 전단면(全斷面)을 커버하면서 공기의 이동을 가능하게 설치 구성되는 다수개의 엘리미네이터 또는 셰브런으로 구성되고,
    다수개의 엘리미네이터 또는 셰브런은 50mm의 간격(pitch)을 가지면서 연속 배열되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 측정장치.
  4. 제1항에 있어서, 히팅수단(130)은,
    코일 형상이나 지그재그 및 메쉬 구조로 하부챔버(111)의 내부 전단면(全斷面)에 설치되고 히터로부터 전열시 발열 동작되는 히트파이프로 구성되며,
    상기 히트파이프는 내부가 밀폐되고 일단이 히터에 의해 가열되는 관체와;
    관체의 내부에 충전되고 히터에 의해 가열되어 열에너지를 발생시키는 발열유체를 포함하는며,
    상기 히트파이프는,
    부식을 방지하기 위한 복합폴리머 조성물이 관체의 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 측정장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복합폴리머 조성물은,
    중합체 100중량부에 충전재 50 내지 60중량부가 첨가 및 혼합되고,
    중합체는,
    실리콘수지(Si resin), 에폭시수지(epoxy resin), 아크릴계수지(acrylic resin), 그 혼합물 및 그 공중합체로 이루어진 군에서 선택되고,
    충전재는,
    제1평균입경을 갖는 제1충전재, 제2평균입경을 갖는 제2충전재 및 제3평균입경을 갖는 제3충전재를 포함하고, 제1평균입경값은 10 내지 30㎛로 나머지 평균입경값들보다 크며, 제2평균입경값을 제1평균입경값으로 나눈 값은 0.17 내지 0.26이고, 제3평균입경값을 제1평균입경값으로 나눈 값은 0.09 내지 0.11이며,
    상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재의 부피저항은 104Ωcm 이상 이고, 상기 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재는 단경/장경의 평균값이 0.6 내지 0.8이고, 상기 제2충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 11 내지 16이거나 제3충전재 질량의 합/제1충전재 질량의 합의 백분율은 4.2 내지 5.2이며, 제1충전재, 제2충전재 및 제3충전재는, 알루미나(Al2O3), 질화붕소(BN), 질화알루미늄(AlN), 질화규소(Si3N4), 마그네시아(MgO), 베릴리아(BeO), 산화아연(ZnO), 탄화규소(SiC), 지르코니아(ZrO2) 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 측정장치.
  6. 삭제
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