KR102675348B1

KR102675348B1 - 휴대용 공기오염도 측정장치

Info

Publication number: KR102675348B1
Application number: KR1020210194714A
Authority: KR
Inventors: 김지은
Original assignee: 김지은
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2024-06-14
Also published as: KR20230103677A

Abstract

본 발명은 휴대용 공기오염도 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전문적인 지식이 없는 일반인이 간편하게 휴대하여 특정 공간의 공기오염도를 실시간으로 간이하게 측정할 수 있고, 대부분 소지하고 있는 휴대폰을 활용하여 별다른 측정장치 없이도 공기오염도를 측정할 수 있고, 시중에 보급된 휴대폰의 스펙데이터를 모두 저장한 후 사용자가 본인의 휴대폰을 선택하면 이를 기초로 공기오염도를 측정할 수 있어 활용성이 뛰어난 휴대용 공기오염도 측정장치에 관한 것이다.

Description

휴대용 공기오염도 측정장치{Portable apparatus for measuring air pollution level}

본 발명은 호텔, 가옥, 사무실 등 일정 공간 내의 공기오염도를 측정하기 위한 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는 생활하는 공간, 여행 시 숙박하는 공간 또는 업무를 처리하는 공간 등 일상생활이 이루어지는 공간 내의 공기가 얼마나 오염되었는지를 측정할 수 있는 공기오염도 측정장치에 대한 것으로 특정 위치에 고정 설치된 형태가 아니라 휴대할 수 있는 휴대용 공기오염도 측정장치에 대한 것이다.

최근 미세먼지를 포함하는 공기의 질에 대한 관심이 높아지면서 공기청정기와 같은 가전제품의 보급률이 높아지고 있다. 또한, 다중이용시설 등의 실내 공기질 관리법이 시행됨에 따라 법령에 맞는 공기 진단 장비의 개발의 필요성이 커지고 있다.

하지만 반도체 제조 설비에서와 같이 생산성에 악영향을 미치는 요인을 최대한 제거하기 위해 다양한 오염원을 감지하는 각종 센서를 일상생활 공간에 채택하는 것은 현실적으로 불가능하고 실내 공기질 관리법에서 규제하는 다중이용시설에서의 공기질도 해당 시설의 특정 위치에 고정 설치되는 것이 일반적이어서 일반인이 이용하는데 한계가 있다.

특히, 여행 등 주거 공간을 벗어나는 경우나 호텔 등 일시적으로 숙식을 하여야 하는 경우 해당 숙박시설에서 공기의 오염도를 간편하게 측정하는 장치 및 방법이 없는 문제가 있다. 특히 먼지 알레르기 등 특정 질환을 앓고 있는 경우 일시적으로 숙박하는 공간의 먼지의 양을 포함하는 공기오염도를 실시간으로 측정할 필요성이 크지만 해당 숙박시설의 자체적인 공기질 유지노력에 의존할 뿐 자체적으로 공기오염도를 측정할 수 없어 많은 불편함이 있다.

종래 휴대 단말과 연동되는 공기 오염도 측정 장치 및 이를 이용한 공기 측정 방법이 대한민국공개특허 제10-2016-0000711호에 개시되어 있으나 이는 공기 오염도 측정장치가 반드시 필요할 뿐만 아니라 휴대 단말은 공기 오염도 측정장치와의 데이터를 송수신을 위한 장치로서 공기 오염도 측정장치의 운용의 편리성을 위한 것일뿐 일반인이 휴대하면서 실시간으로 공기오염도를 측정할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전문적인 지식이 없는 일반인이 간편하게 휴대하여 특정 공간의 공기오염도를 실시간으로 간이하게 측정할 수 있고, 대부분 소지하고 있는 휴대폰을 활용하여 별다른 측정장치 없이도 공기오염도를 측정할 수 있고, 시중에 보급된 휴대폰의 스펙데이터를 모두 저장한 후 사용자가 본인의 휴대폰을 선택하면 이를 기초로 공기오염도를 측정할 수 있어 활용성이 뛰어난 휴대용 공기오염도 측정장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치는 일정 공간의 공기오염도를 측정하는 휴대용 공기오염도 측정장치에 있어서, 공기오염도를 측정하고자 하는 공간에 포함된 공기의 일부를 구획 분리하는 측정 하우징과, 상기 측정 하우징의 일측에 사용자의 휴대폰을 거치 고정할 수 있는 휴대폰 거치고정부와, 상기 휴대폰 거치고정부의 맞은편의 측정 하우징 내부에 마련되어 상기 휴대폰에서 조사되어 측정 하우징을 통과한 빛의 양을 측정하는 수광부와, 상기 휴대폰에서 조사된 빛의 양과 수광부에서 측정된 빛의 양에 기초하여 측정하고자 하는 공간 내의 먼지의 양을 산출하여 공기오염도를 측정하는 공기오염도 측정모듈을 포함한다.

또한, 상기 측정 하우징은 직육면체 형상을 가지고 있으며 공기오염도를 측정하지 않을 때에 평면 형태로 접을 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 휴대폰 거치고정부는 휴대폰에 마련된 발광부에서 발생한 빛을 측정 하우징의 내부로 조사될 수 있도록 휴대폰 거치고정부보다 작은 단면적을 갖는 측정 윈도우와 휴대폰이 휴대폰 거치고정부에 밀착되도록 하는 2 이상의 고정부를 포함하되, 상기 고정부는 다양한 사이즈의 휴대폰을 고정할 수 있도록 미리 설정된 길이로 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정모듈은 휴대폰 내에 프로그램의 형태로 설치되고, 상기 수광부에서 측정된 측정값을 전달받아 측정모듈로 전송하기 위한 무선 송신부와 상기 수광부와 무선 송신부의 구동 전력을 공급하기 위한 배터리를 더 포함한다.

또한, 상기 측정모듈에는 휴대폰의 모델별 스펙데이터를 저장하는 데이터 베이스가 포함되고, 측정하고자 하는 공간의 공기오염도는 상기 데이터 베이스에 저장된 스펙데이터 중 상기 휴대폰 거치고정부에 고정된 휴대폰의 스펙데이터를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 측정모듈은 2회 이상 공기오염도를 측정한 후 이의 평균값을 계산하여 공기오염도를 산출하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성의 본 발명은 대부분이 소지하고 있는 휴대폰을 활용하여 간단하게 실시간으로 특정 공간의 공기오염도를 측정할 수 있다.

또한, 접이식 측정 하우징을 채용하여 이동 시에는 접어서 부피를 줄이고 측정할 때 펼쳐서 측정 공간을 확보하여 특정 공간의 공기오염도를 측정할 수 있다.

또한, 다양한 종류의 휴대폰에 대한 스펙데이터를 활용하여 어떤 휴대폰을 사용하더라도 공기오염도를 비교적 정확하게 측정할 수 있다.

또한, 빛의 양을 측정하는 수광부를 통해서 공기오염도를 측정함에 따라 정밀도는 다소 떨어지더라도 어떤 상황에서도 공기오염도를 측정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대용 공기오염도 측정장치의 절단면 사시도이고,
도 2는 본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치에 휴대폰이 장착한 상태를 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치의 공기오염도 측정원리를 나타내는 도면이고,
도 4는 본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치의 휴대폰에 설치된 프로그램 앱의 UI의 일례를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치가 접히기 전과 후를 나타내는 도면이다.

이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 공기오염도 측정장치에 대해 상세히 설명한다.

최근 미세먼지를 포함하는 다양한 오염원에 의해 공기의 질이 나빠지는 추세가 심화되고 있고 실내 공기질 관리법의 시행으로 다중이용시설의 공기질에 대한 관심이 높아지고 있다. 하지만 대부분 공기오염도를 측정하는 센서들이 특정 위치에 고정설치되어 있거나 전문적인 지식이 없는 일반인이 이용하는데 한계가 있는 문제가 있다. 또한, 반도체 제조공장에서와 같이 정밀하고 정확한 공기오염도 측정이 필요하지 않은 일상생활 공간에서의 공기오염도를 간이하게 측정할 수 없는 문제가 있음은 앞서 설명한 바와 같다.

본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치는 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 여행 시 숙박시설, 사무공간 등 사용자가 공기오염도를 측정하고자 하는 위치에서 공기오염도를 측정하기 위해 측정할 공간의 공기 일부를 구획 분리하기 위한 측정 하우징(100)과 측정 하우징(100)의 일측에 사용자가 소지한 휴대폰(10)을 거치한 후 외부의 빛이 내부로 비춰지는 것을 방지하기 위해 밀착 고정시키기 위한 휴대폰 거치고정부(200)와 휴대폰 거치고정부(200)가 마련된 측정 하우징(100)의 맞은편 내부에 설치되어 휴대폰(10)에서 조사된 빛이 측정 하우징(100)의 내부 공간을 통과한 후의 빛의 양을 측정하는 수광부(300)와 휴대폰(10)에서 조사된 빛의 양과 수광부에서 측정된 빛의 양에 기초하여 측정 하우징(100)의 공간 내의 먼지의 양을 산출하여 측정하고자 하는 공간의 공기오염도를 측정하는 측정모듈(400)을 포함하여 이루어진다. 또한, 측정모듈(400)을 별도로 마련하지 않고 휴대폰(10) 내에 설치되는 앱 형태의 프로그램으로 마련하여 휴대폰(10)에 다운로드하여 설치하는 방식으로 운영하는 것이 본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치의 장점을 극대화할 수 있는데 이럴 경우 휴대폰(10)으로 수광부(300)에서 측정된 결과를 무선으로 전달하기 위한 무선 송신부(500)와 수광부(300) 및 무선 송신부(500)가 구동하기 위한 전력을 공급하는 배터리(600)를 포함하는 것이 바람직하다. 배터리(600)의 충전을 위한 단자가 측정 하우징(100)에 마련되는 것은 물론이다.

본 발명의 측정 하우징(100)은 본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치의 뼈대를 이루는 구성으로 측정 하우징(100) 외부의 공기를 받아들여 구획 분리하기 위해 개폐가 가능한 구조로 되어 있고 사용의 편이성을 위해 직육면체 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이는 휴대성을 높이기 위해 접힘선(110)을 따라 평판 형태로 접을 수 있도록 하는데 유리하기 때문이다. 물론 원형으로 하여도 무방하다. 다만, 접이식으로 하더라도 본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치가 기본적으로 공기의 오염원인 먼지 등 공기 부유물에 의해 빛이 산란되고 그에 따라 휴대폰(10)에서 조사된 빛이 전부 수광부(300)로 들어오지 않는 원리를 이용하여 공기오염도를 측정하므로 미세한 틈을 통해 들어온 빛이 공기오염도 측정 정밀도를 떨어뜨릴 수 있으므로 틈이 없는 구조로 만드는 것이 중요하다.

본 발명의 휴대폰 거치고정부(200)는 사용자의 휴대폰(10)을 거치한 후 측정 하우징(100)의 일측면에 밀착되도록 하는 구성으로 측정 하우징(100)을 관통하여 휴대폰(10)에 마련된 발광부가 측정 하우징(100)의 내부로 향하도록 배치되도록 하고 휴대폰(10)의 상부에서 고정하는 구성이다. 통상 휴대폰(10)에는 사진 촬영을 위해 LED 등을 이용한 발광부가 후면에 마련되고 전면은 디스플레이가 마련된다. 따라서, 휴대폰 거치고정부(200)에는 발광부가 측정 하우징(100)의 내부로 노출되도록 하는 측정 윈도우(210)와 휴대폰(10)이 거치된 후 이를 고정하기 위한 고정부(220)가 포함된다. 측정 윈도우(210)는 휴대폰(10)의 발광부가 상단에 마련되는 것이 보통이고, 좌측 또는 우측에 발광부가 마련되는 경우에 대비하여 휴대폰 거치고정부(200)의 상부 단면적보다 약간 작게 형성하는 것이 바람직하다. 고정부(220)는 휴대폰(10)의 크기가 모델에 따라 다르므로 다양한 사이즈의 휴대폰(10)을 모두 밀착 고정시키기 위해 일정한 길이를 갖되 회전 가능하도록 구성하여 다양한 사이즈의 휴대폰(10)을 모두 고정할 수 있는 형태가 바람직하다. 만약 폴더블 등 크기가 극단적으로 바뀌는 형태의 휴대폰(10)을 모두 수용하기 위해 별도의 조절부(미도시)를 마련하는 것이 필요할 수도 있다. 다만, 휴대폰 거치고정부(200)는 휴대폰(10)이 측정 하우징(100)에 밀착되어 틈이 없이 고정되어야 하므로 이를 위한 부가적 구성이 필요할 수도 있다.

본 발명의 수광부(300)는 휴대폰(10)에서 조사된 빛이 측정 하우징(100) 내부 공간을 통과하면서 공기 중 부유물에 의해 산란되고 난 후의 빛의 양을 측정하는 구성이다. 빛의 양을 측정하기 위한 구성이면 모두 수광부(300)로 사용할 수 있지만 발광부의 위치가 휴대폰(10)의 모델별로 다양하므로 이를 모두 커버할 수 있는 크기를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 휴대용 공기오염도 측정장치가 정밀한 측정보다는 휴대하면서 실시간으로 간이하게 공기오염도를 측정하는데 중점이 있으므로 제조 원가를 고려하여 적절한 정밀도의 수광부(300)를 선정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 측정모듈(400)은 휴대폰(10)에서 조사된 빛의 양과 측정 하우징(100) 내부 공간을 통과하면서 산란되고 난 후의 빛의 양의 차이를 이용하여 공기 중의 부유물의 농도를 산출하고 이를 통해 공기오염도를 계산하는 구성이다. 앞서 설명한 것과 같이 측정모듈(400)은 별도의 부품으로 마련하는 것보다 휴대폰(10)에 앱의 형태로 설치한 후 무선 송신부(500)를 통해 블루투스(bluetooth)와 같은 무선 전송체계를 이용하여 전송받은 후 프로그램 내부에 각종 휴대폰의 스펙데이터와 공기오염도 산출식이 저장된 데이터 베이스(미도시)를 이용하여 공기오염도를 측정하는 것이 바람직하다. 이는 도 3에 도시한 것과 같이 공기 중에 부유물이 많을 경우 부유물에 의한 산란도가 높아져 수광부(300)의 특정 부위에 도달하는 빛의 양이 작고 부유물이 적을 경우 산란도가 낮아져 빛의 양이 크기 때문에 이러한 빛의 양의 차이를 이용하여 부유물의 농도를 계산하고 이를 적절한 비례상수 등을 포함하는 식을 통해 공기오염도를 측정하는 방식이다. 이를 산출하기 위해 휴대폰의 각 모델별 스펙데이터로 휴대폰(10)에서 조사되는 빛의 양을 파악하여 정밀도를 높일 수 있다. 도 4는 휴대폰(10)에 앱 형태로 설치된 측정모듈(400)의 UI(user interface)의 일례를 도시한 것인데 상단에 사용하는 휴대폰의 모델을 선택할 수 있는 모델표시부(410)과 1회 측정으로 공기오염도를 판단하는 것이 아니라 2회 이상 측정한 후 이를 평균하여 산출하기 위해 측정 횟수를 표시하는 측정 횟수 표시부(420)과 측정을 시작하기 위한 시작버튼(430)과 측정한 후 측정된 공기오염도를 표시하는 공기오염도 표시부(440)가 마련된다. 또한, 보다 정밀도를 높이기 위해 사용 기간 등을 입력하여 발광량의 열화 정도를 반영할 수도 있다.

측정 하우징 : 100 휴대폰 거치고정부 : 200
수광부 : 300 측정모듈 : 400
무선 송신부 : 500 배터리 : 600

Claims

일정 공간의 공기오염도를 측정하는 휴대용 공기오염도 측정장치에 있어서,
공기오염도를 측정하고자 하는 공간에 포함된 공기의 일부를 구획 분리하는 측정 하우징과,
상기 측정 하우징의 일측에 사용자의 휴대폰을 거치 고정할 수 있는 휴대폰 거치고정부와,
상기 휴대폰 거치고정부의 맞은편의 측정 하우징 내부에 마련되어 상기 휴대폰에서 조사되어 측정 하우징을 통과한 빛의 양을 측정하는 수광부와,
상기 휴대폰에서 조사된 빛의 양과 수광부에서 측정된 빛의 양에 기초하여 측정하고자 하는 공간 내의 먼지의 양을 산출하여 공기오염도를 측정하는 공기오염도 측정모듈을 포함하되,
상기 측정 하우징은 직육면체 형상을 가지고 있으며 공기오염도를 측정하지 않을 때에 접힘선을 따라 평면 형태로 접을 수 있고,
상기 휴대폰 거치고정부는 휴대폰에 마련된 발광부에서 발생한 빛을 측정 하우징의 내부로 조사될 수 있도록 휴대폰 거치고정부보다 작은 단면적을 갖는 측정 윈도우와 휴대폰이 휴대폰 거치고정부에 밀착되도록 하는 2 이상의 고정부를 포함하되, 상기 고정부는 다양한 사이즈의 휴대폰을 고정할 수 있도록 미리 설정된 길이로 마련되며,
상기 수광부는 상기 휴대폰에 마련된 발광부의 맞은편에 설치되는 것을 특징으로 하는 휴대용 공기오염도 측정장치.
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청구항 1에서,
상기 측정모듈은 휴대폰 내에 프로그램의 형태로 설치되고,
상기 수광부에서 측정된 측정값을 전달받아 측정모듈로 전송하기 위한 무선 송신부와 상기 수광부와 무선 송신부의 구동 전력을 공급하기 위한 배터리를 더 포함하는 휴대용 공기오염도 측정장치.
청구항 4에서,
상기 측정모듈에는 휴대폰의 모델별 스펙데이터를 저장하는 데이터 베이스가 포함되고,
측정하고자 하는 공간의 공기오염도는 상기 데이터 베이스에 저장된 스펙데이터 중 상기 휴대폰 거치고정부에 고정된 휴대폰의 스펙데이터를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 공기오염도 측정장치.
청구항 4에서,
상기 측정모듈은 2회 이상 공기오염도를 측정한 후 이의 평균값을 계산하여 공기오염도를 산출하는 것을 특징으로 하는 휴대용 공기오염도 측정장치.