KR102134969B1 - Fine dust measuring device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미세먼지 측정장치에 관한 것으로, 유입된 공기의 유동방향을 따라 형성된 측벽 중 적어도 일 측벽이 경사면으로 형성된 미세채널을 포함하여, 상기 미세채널로 유입되는 공기의 입자를 전기적으로 하전시키는 하전부; 상기 하전부의 전단 또는 후단에 위치하며, 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 상대적으로 큰 제1미세먼지와 상대적으로 작은 제2미세먼지로 공기 역학적으로 분류시키는 분류부; 하전 및 분류된 미세먼지를 포집하는 포집부; 및, 포집된 미세먼지의 농도에 비례하는 유도전류 값으로 미세먼지의 농도를 측정하는 측정부;를 포함하여, 입자의 하전율 향상 및 하전입자의 포집율을 향상시킴과 동시에 제조원가를 낮출 수 있는 미세먼지 측정장치인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus for measuring fine dust, including at least one sidewall formed in an inclined surface of a sidewall formed along the flow direction of the introduced air, to electrically charge particles of air flowing into the fine channel. all; A classification unit located at the front end or the rear end of the charged part and aerodynamically classifying the fine dust contained in the incoming air into relatively large first fine particles and relatively small second fine dust; A collecting unit for collecting charged and classified fine dust; And, measuring unit for measuring the concentration of the fine dust with an induced current value proportional to the concentration of the collected fine dust; including, to improve the charge rate of the particles and improve the collection rate of charged particles, and at the same time can lower the manufacturing cost It is characterized by being a fine dust measuring device.
Description
본 발명은 본 발명은 미세먼지 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고가의 광학식 미세먼지 장치와 실질적으로 동일한 수준의 미세먼지 측정값을 담보하면서도 낮은 제조원가를 달성할 수 있는 미세먼지 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a fine dust measuring device, and more particularly, to a fine dust measuring device capable of achieving a low manufacturing cost while guaranteeing substantially the same level of fine dust measurement value as an expensive optical fine dust device. will be.
최근 지속적인 산업개발과 중국발 스모그 유입 등의 이유로 공기 중 부유하는 미세먼지의 농도가 크게 증가하고 있는 추세이다. 이러한 미세먼지는 인체로 흡입될 경우에 호흡 및 심혈관계 질환의 원인이 될 뿐만 아니라, 천식 및 아토피성 피부염 등의 알레르기성 질환을 악화시킨다. 이에 따라, 근래에는 미세먼지의 농도를 모니터링할 수 있는 시스템이 보급되고 있다.In recent years, the concentration of fine dust suspended in the air has increased significantly due to continuous industrial development and the introduction of smog from China. When the fine dust is inhaled into the human body, it not only causes respiratory and cardiovascular diseases, but also exacerbates allergic diseases such as asthma and atopic dermatitis. Accordingly, in recent years, a system capable of monitoring the concentration of fine dust has been spread.
한편, 일반적으로 미세먼지 측정장비를 구비한 대기오염 측정소가 시 또는 구 단위로 설치되어, 미세먼지의 특정 시간당 평균 농도를 알려주는 광역 예보 시스템이 제공된다. 그런데, 최근 도시에서는 고층 건물이 밀집되고 유동 인구 및 교통량의 변화가 많아 공기 흐름 및 미세먼지의 확산 양상이 매우 복잡함에 따라 서로 인접한 지역간에도 미세먼지의 농도 편차가 크다. 그로 인해, 일반적인 광역 예보 시스템을 통한 미세먼지의 정확한 농도 분포파악이 어려운 문제점이 있었다.On the other hand, in general, an air pollution monitoring station equipped with fine dust measurement equipment is installed in units of hours or hours, thereby providing a wide area forecast system that provides an average concentration per hour of fine dust. However, in recent cities, as high-rise buildings are dense and there are many changes in the flow population and traffic volume, the diffusion patterns of air flow and fine dust are very complex, so the concentration concentration of fine dust is also large between adjacent areas. Therefore, it is difficult to grasp the precise concentration distribution of fine dust through a general wide area forecast system.
이에 따라, 근래에는 실시간으로 좁은 지역의 미세먼지를 파악할 수 있는 미세먼지 측정을 요구하고 있다.Accordingly, in recent years, it is required to measure fine dust that can grasp fine dust in a small area in real time.
그러나, 종래 미세먼지 측정장비를 구비한 대기오염 측정소가 좁은 지역 단위로 설치되지 않고 주로 시 또는 구 단위의 넓은 지역에 설치되는 가장 주된 이유는 미세먼지 측정장비들이 매우 높은 가격으로 형성되어 있기 때문으로 알려져 있다.However, the main reason why conventional air pollution measuring stations equipped with fine dust measuring equipment are not installed in a narrow area unit but are mainly installed in a wide area of a city or district unit is because the fine dust measuring devices are formed at a very high price. Is known.
또한, 고가에 비해 상대적으로 저렴한 저가의 미세먼지 측정장비들은 측정값의 정확도가 고가의 장비들에 비해 현저하게 낮아 측정값 신뢰도가 낮은 문제점이 있었다.In addition, the low-priced fine dust measuring equipments, which are relatively inexpensive compared to the expensive ones, have a problem in that the accuracy of the measured values is significantly lower than that of the expensive equipments, and the reliability of the measured values is low.
본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 낮은 제조원가를 구현하면서도 미세먼지 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 미세먼지 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, it is an object to provide a fine dust measuring apparatus capable of improving the accuracy of the fine dust measurement value while realizing a low manufacturing cost.
구체적으로, 미세먼지 측정장치의 하전부에서 입자 하전율을 향상시켜 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 미세먼지 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Specifically, an object of the present invention is to provide a fine dust measuring device capable of improving the accuracy of the measured value by improving the particle charge rate in the charged part of the fine dust measuring device.
또한, 하전부에서의 기밀성을 향상시켜 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 미세먼지 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a fine dust measuring device capable of improving the airtightness in the charged part to improve the accuracy of the measured value.
또한, 하전된 입자를 포집하는 포집부의 구성을 단순화시켜 컴팩트한 미세먼지 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a compact fine dust measuring device by simplifying the configuration of a collecting part for collecting charged particles.
또한, 포집부의 부분 구성을 낮은 가격의 재료로 구성함으로써 제조원가가 낮은 미세먼지 측정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a fine dust measuring apparatus having a low manufacturing cost by configuring a partial configuration of the collecting part with a low-cost material.
상기 과제는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 유입된 공기의 유동방향을 따라 형성된 측벽 중 적어도 일 측벽이 경사면으로 형성된 미세채널을 포함하여, 상기 미세채널로 유입되는 공기의 입자를 전기적으로 하전시키는 하전부; 상기 하전부의 전단 또는 후단에 위치하며, 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 상대적으로 큰 제1미세먼지와 상대적으로 작은 제2미세먼지로 공기 역학적으로 분류시키는 분류부; 하전 및 분류된 미세먼지를 포집하는 포집부; 및, 포집된 미세먼지의 농도에 비례하는 유도전류 값으로 미세먼지의 농도를 측정하는 측정부;를 포함할 수 있다.The subject is, in accordance with an embodiment of the present invention, at least one sidewall of the sidewalls formed along the flow direction of the inflowing air, including a microchannel formed as an inclined surface, electrically charged particles of air entering the microchannel Prescribing charges; A classification unit located at the front end or the rear end of the charged part and aerodynamically classifying the fine dust contained in the incoming air into relatively large first fine particles and relatively small second fine dust; A collecting unit for collecting charged and classified fine dust; And, it may include a; measuring unit for measuring the concentration of the fine dust with an induced current value proportional to the concentration of the collected fine dust.
여기서, 상기 미세채널의 바닥면은 공기의 유동방향을 따라 점진적으로 상승하도록 형성되는 것이 바람직하다.Here, the bottom surface of the microchannel is preferably formed to gradually rise along the flow direction of the air.
또한, 상기 포집부는 공기가 유입 및 배출되도록 각각 형성된 공기유입구와 공기배출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 권취된 형태로 설치되어 전기적으로 연결됨으로써 하전된 미세입자를 포집하는 포집수단을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the collecting unit includes a housing formed with an air inlet and an air outlet respectively formed to allow air to flow in and out, and a collecting means for collecting charged microparticles by being electrically connected to the inside of the housing in a wound form. desirable.
또한, 상기 포집부는 상기 하우징과 상기 포집수단의 사이에 설치되는 금속 재질의 원통필터를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the collecting part further includes a cylindrical filter made of a metal material installed between the housing and the collecting means.
또한, 상기 포집부는 상기 포집수단의 권취된 형태를 지지하도록 상기 포집수단의 하단부와 결합되는 지지수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the collecting part further includes supporting means coupled with a lower end of the collecting means to support the wound form of the collecting means.
이때, 상기 포집수단은 금속메쉬 또는 금속천일 수 있다.At this time, the collecting means may be a metal mesh or a metal cloth.
한편, 상기 과제는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 미세채널을 포함하며, 상기 미세채널로 유입되는 공기의 입자를 전기적으로 하전시키는 하전부; 상기 하전부의 전단 또는 후단에 위치하며, 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 상대적으로 큰 제1미세먼지와 상대적으로 작은 제2미세먼지로 공기 역학적으로 분류시키는 분류부; 하전 및 분류된 미세먼지가 유입되어 미세먼지를 포집하는 포집부; 및, 포집된 미세먼지의 농도에 비례하는 유도전류 값으로 농도를 측정하는 측정부;를 포함하며, 상기 포집부는, 공기가 유입 및 배출되도록 각각 형성된 유입구와 배출구가 형성된 하우징; 및, 상기 하우징 내부에 권취된 형태로 설치되어 전기적으로 연결됨으로써 하전된 미세입자를 포집하는 포집수단;을 포함하는 것이 바람직하다.On the other hand, the subject, according to another embodiment of the present invention, includes a micro-channel, a charging unit for electrically charging the particles of air flowing into the micro-channel; A classification unit located at the front end or the rear end of the charged part and aerodynamically classifying the fine dust contained in the incoming air into relatively large first fine particles and relatively small second fine dust; A collecting unit that collects fine dust by introducing charged and classified fine dust; And, Measurement unit for measuring the concentration with an induction current value proportional to the concentration of the collected fine dust; Includes, the collection unit, the housing is formed with an inlet and an outlet respectively formed to allow air to flow in and out; And, it is preferable to include; a collection means for collecting charged fine particles by being electrically connected to the inside of the housing and installed in a wound form.
여기서, 상기 포집부는 상기 하우징과 상기 포집수단의 사이에 설치되는 금속 재질의 원통필터를 더 포함하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the collecting part further includes a cylindrical filter made of a metal material installed between the housing and the collecting means.
또한, 상기 포집부는 상기 포집수단의 권취된 형태를 지지하도록 상기 포집수단의 하단부와 결합되는 지지수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the collecting part further includes supporting means coupled with a lower end of the collecting means to support the wound form of the collecting means.
이때, 상기 포집수단은 금속메쉬 또는 금속천일 수 있다.At this time, the collecting means may be a metal mesh or a metal cloth.
또한, 상기 미세채널은 공기의 유동방향의 좌우 측벽이 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the left and right sidewalls of the air flow direction are formed in an inclined surface.
또한, 상기 미세채널의 바닥면은 공기의 유동방향을 따라 점진적으로 상승하도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the bottom surface of the microchannel is preferably formed to gradually rise along the flow direction of the air.
또한, 상기 분류부는 미세먼지가 포함된 공기가 유입되어 분사되는 노즐; 및, 상기 노즐로부터 분기되어 상기 제1미세먼지와 상기 제2미세먼지가 각각 유입되는 저속유로와 고속유로;를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the sorting unit is a nozzle in which air containing fine dust is introduced and injected; And, it is preferable to include; a low-speed flow path and a high-speed flow path that flows from the nozzle to the first fine dust and the second fine dust, respectively.
또한, 상기 저속유로는 상기 노즐과 직선방향에 위치하도록 형성되고, 상기 고속유로는 상기 노즐 및 상기 고속유로와 수직방향에 위치하도록 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the low-speed flow path is formed to be located in a linear direction with the nozzle, and the high-speed flow path is formed to be located in a vertical direction with the nozzle and the high-speed flow path.
또한, 상기 하전부와 상기 분류부는 멤스공정에 의해 일괄제조되는 분석 칩 형태로 기판 상에 결합되는 단일의 본체에 형성되며, 상기 본체와 기판 사이에는 실링부가 개재되는 것이 바람직하다.In addition, the charged portion and the sorting portion are formed on a single body coupled on a substrate in the form of an analytical chip manufactured in a batch by a MEMS process, and a sealing portion is preferably interposed between the body and the substrate.
또한, 상기 제1미세먼지는 입경 2.5㎛ 보다 크고, 상기 제2미세먼지는 입경 2.5㎛ 보다 작은 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the first fine dust is larger than the particle size of 2.5 μm, and the second fine dust is smaller than the particle size of 2.5 μm.
본 발명에 따르면, 낮은 제조원가를 구현하면서도 미세먼지 측정값의 정확도를 향상시킬 수 있는 미세먼지 측정장치가 제공된다.According to the present invention, a fine dust measuring device capable of improving the accuracy of fine dust measurement values while realizing a low manufacturing cost is provided.
구체적으로, 미세먼지 측정장치의 하전부에서 입자 하전율을 향상시켜 측정값의 정확성을 향상시킬 수 있는 미세먼지 측정장치가 제공된다.Specifically, a fine dust measuring device capable of improving the accuracy of a measured value by improving the particle charge rate in the charged part of the fine dust measuring device is provided.
또한, 하전부에서의 기밀성을 향상시켜 측정값의 정확성을 향상시킬 수 있는 미세먼지 측정장치가 제공된다.In addition, there is provided a fine dust measuring device that can improve the accuracy of the measured value by improving the airtightness in the charged portion.
또한, 하전된 입자를 포집하는 포집부의 구성을 단순화시켜 컴팩트한 미세먼지 측정장치가 제공된다.In addition, a compact fine dust measuring device is provided by simplifying the configuration of the collecting portion for collecting charged particles.
또한, 포집부의 부분 구성을 낮은 가격의 재료로 구성함으로써 제조원가가 낮은 미세먼지 측정장치가 제공된다.In addition, a fine dust measuring device having a low manufacturing cost is provided by constructing a partial configuration of the collecting part with a low-cost material.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 미세먼지 측정장치의 전체구성도,
도 2는 도 1의 미세먼지 농도 측정장치의 개략도,
도 3은 도 2의 저면 분해사시도,
도 4는 도 3의 A-A'단면도,
도 5는 도 3의 B-B'단면도,
도 6은 도 3의 분류부의 확대도,
도 7은 도 1의 포집부의 상세도,
도 8은 본 발명의 포집부의 제2실시예에 대한 상세도,
도 9는 본 발명의 포집부의 제3실시예에 대한 상세도,
도 10은 본 발명의 포집부의 제4실시예에 대한 상세도이다.1 is an overall configuration of a fine dust measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention,
Figure 2 is a schematic diagram of the fine dust concentration measuring device of Figure 1,
Figure 3 is an exploded perspective view of the bottom of Figure 2,
4 is a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 3,
5 is a sectional view taken along line B-B' in FIG. 3,
Figure 6 is an enlarged view of the classification unit of Figure 3,
Figure 7 is a detailed view of the collecting part of Figure 1,
8 is a detailed view of a second embodiment of the collecting part of the present invention,
9 is a detailed view of a third embodiment of the collecting part of the present invention,
10 is a detailed view of a fourth embodiment of the collecting part of the present invention.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, in various embodiments, components having the same configuration are typically described in the first embodiment by using the same reference numerals, and in other embodiments, configurations different from the first embodiment will be described. do.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 미세먼지 측정장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a fine dust measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 미세먼지 측정장치의 전체구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 미세먼지 측정장치는 하전부(10), 분류부(20), 포집부(30) 및 측정부(40)를 포함하여 구성된다.1 is an overall configuration diagram of a fine dust measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the apparatus for measuring fine dust according to the first embodiment of the present invention includes a
여기서, 미세먼지 농도 측정장치는 미세먼지의 농도를 측정하는 것으로서 보다 구체적으로는, 2.5㎛ 이하의 초미세먼지의 농도를 측정하기 위한 것으로 예시하여 설명한다. 그러나 꼭 이에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 미세먼지 측정장치는 초미세먼지를 포함한 10㎛ 이하의 미세먼지의 농도를 측정하는 것과 같은 다양한 변형 실시예가 가능하다.Here, the apparatus for measuring the concentration of fine dust is to measure the concentration of fine dust, and more specifically, it will be described as an example for measuring the concentration of ultra fine dust of 2.5 µm or less. However, the present invention is not limited thereto, and the apparatus for measuring fine dust according to the present invention may be various modified examples such as measuring the concentration of fine dust of 10 μm or less including ultrafine dust.
도 2는 도 1의 미세먼지 농도 측정장치의 개략도이고, 도 3은 도 2의 저면 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A'단면도이며, 도 5는 도 3의 B-B'단면도이다.2 is a schematic view of the fine dust concentration measuring apparatus of FIG. 1, FIG. 3 is an exploded perspective view of the bottom of FIG. 2, FIG. 4 is an A-A' sectional view of FIG. 3, and FIG. 5 is a B-B' sectional view of FIG. to be.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 미세먼지 농도 측정장치는 멤스(MEMS, Micro Electro Mechanical Systems) 공정에 의해 일괄 제조되는 미세먼지 분석 칩(chip) 형태로 마련된다. 즉, 후술하는 하전부(10)와 분류부(20)는 기판(2) 상에 결합되는 본체(1)에 일체로 형성되고, 본체(1)와 기판(2) 사이에는 실링부(3)가 개재된다. 본체(1), 기판(2) 및 실링부(3)는 볼트 등의 소정의 체결수단을 통해 상호 체결될 수 있다.First, referring to FIGS. 2 and 3, the apparatus for measuring fine dust concentration according to the first embodiment of the present invention is in the form of a chip for analyzing fine dust that is collectively manufactured by a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) process. Is prepared. That is, the charged
상기 하전부(10)는 고전압 변환회로가 형성된 기판(2), 미세채널(14)이 형성된 채널본체(10a), 고전압 인가부(11), 제1전극(15) 및 제2전극(16) 및 실링부(3)를 포함하여 구성된다.The charging
상기 기판(2)은 고전압 변환회로가 내장되며, 상기 채널본체(10a)의 일 측면과 맞닿도록 설치된다.The
상기 채널본체(10a)는 상기 본체(1)의 공기 유동방향의 상류측에 형성되는 부분으로서, 미세먼지가 포함된 공기가 유입되는 유입구(12)와 미세채널(14) 및 하전된 공기가 배출되는 배출구(13)를 포함하여 구성된다.The channel body (10a) is a portion formed on the upstream side of the air flow direction of the main body (1), the inlet (12) and the fine channel (14) and charged air through which air containing fine dust flows is discharged It is configured to include a discharge port (13).
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 미세채널(14)의 적어도 일 측벽, 바람직하게는 좌우 측벽은 상향으로 갈수록 채널 폭이 좁아지도록(하향으로 갈수록 채널 폭이 넓어지도록) 경사면으로 형성된다.3, 4 and 5, at least one side wall of the
이를 통해 제1전극(15)과 제2전극(16) 간에 형성되는 전기장이 형성하는 영역과 채널 내부영역이 실질적으로 일치하여, 코로나 방전에 의한 미세먼지의 하전율이 현저하게 향상될 수 있다.Through this, the region formed by the electric field formed between the
아울러, 미세채널(14)의 바닥면은 공기의 유동방향을 따라 점진적으로 상승하도록 형성될 수 있다. 즉, 후술하는 분류부(20)의 노즐(21)로의 유동속도를 증가시킬 수 있다.In addition, the bottom surface of the
상기 고전압 인가부(11)는 상기 고전압 변환회로로부터 인가된 일정한 고전압을 통해 제1전극(15)과 제2전극(16)의 사이에 코로나 방전이 발생하도록 설치된다.The high
여기서, 제1전극(15)은 뾰족한 팁 형상으로 마련되며, 단부는 전도성 금속 등으로 이루어진 방전 전극으로서, 미세채널(14) 측으로 위치하도록 설치된다.Here, the
또한, 제2전극(16)은 전도성 금속으로 이루어진 판 형상의 전극으로서 제1전극(15)과 마주보는 기판면에 설치되어 접지전극(ground electorde)으로서 기능을 수행한다.In addition, the
상기 실링부(3)는 실리콘 등의 재질로 마련되어 기판(2)과 채널본체(10a) 사이에 개재됨으로써 미세채널(14) 등 채널본체(10a)에 형성된 공간의 기밀성을 담보하며, 제2전극(16)이 위치하는 부분에는 개구부가 형성된다.The sealing
이러한 하전부(10)는 제1전극(15)과 제2전극(16) 사이에 직류 고전압(DC High Voltage)이 고전압 변환회로를 통해 기판으로부터 인가되면, 제1전극(15)에 형성된 말단 팁 근처에서 코로나 방전이 발생함으로써 전자가 가속되어 공기의 분자와 충돌한다.When the DC high voltage is applied from the substrate through the high voltage conversion circuit between the
그로 인해, 공기 분자가 이온과 전자로 분리됨으로써 생성된 이온이 제1전극(15) 및 제2전극(16)의 사이를 통과하는 미세먼지의 입자에 부착되어 하전 입자를 형성한다.Therefore, the ions generated by the separation of air molecules into ions and electrons are attached to particles of fine dust passing between the
상기 제1전극(15)에서 생성된 양이온은 뾰족한 팁 형상의 제1전극(15)을 중심으로 제2전극(16)의 표면을 향해 반구 형태의 궤적을 그리면서 형성됨으로써, 코로나 방전을 형성시킨다. 이때, 미세채널(14)의 양 측벽이 경사면으로 형성되어 모든 내부 공간에서 코로나 방전이 발생함에 따라 하전율이 현저하게 상승하게 된다.The cations generated in the
상기 분류부(20)는 본체(1) 중 공기 유동방향의 하류측에 형성되며, 하전부(10)를 통과하여 하전된 미세먼지를 포함한 공기를 입자 크기별로 분류하도록 마련된다(도 2 및 도 3 참조).The
구체적으로, 분류본체(20a)는 채널본체(10a)로부터 연장형성되며, 상기 분류본체(20a)에는 하전부(10)를 통과한 공기가 유입되어 분사되는 노즐(21)과, 상기 노즐(21)로부터 분기되는 저속유로(22)와 고속유로(23) 및 각 유로의 말단에 형성된 배출부(24)를 포함하여 구성된다.Specifically, the sorting body (20a) is formed extending from the channel body (10a), the sorting body (20a) is a nozzle (21) and the nozzle (21) through which the air passing through the charged portion (10) is injected and injected It comprises a low-
상기 실링부(3)는 분류본체(20a)와 기판 사이에 개재되어, 분류본체(20a)에 형성된 각 유로의 내부공간에 대한 기밀성을 담보한다.The sealing
상기 저속유로(22)는 상기 노즐(21)과 직선방향에 위치하도록 형성되고, 상기 고속유로(23)는 상기 노즐(21) 및 상기 저속유로(22)와 수직방향에 위치하도록 형성된다. 본 실시예에서는 고속유로(23)가 저속유로(22)의 좌우측으로 한 쌍이 형성되어 있다.The low-
도 6은 도 3의 분류부의 확대도이다. 도 6을 참조하면, 미세먼지가 노즐(21)을 통해 분사되면, 미세먼지(F)의 관성력에 의해 제1미세먼지(F1)와 제2미세먼지(F2)로 분류된다. 즉, 직선으로 연장된 저속유로(22)에는 미세먼지(F) 중 크기가 큰 입자는 큰 관성으로 인해 직선운동을 유지하여 저속유로(22)로 이동되고, 크기가 작은 입자는 작은 관성으로 인해 미세먼지(F)의 유입방향으로부터 수직하게 한 쌍으로 마련된 고속유로(23)로 이동된다.6 is an enlarged view of the classification unit of FIG. 3. Referring to FIG. 6, when fine dust is injected through the
여기서, 저속유로(22)로 유입되는 제1미세먼지(F1)는 2.5㎛ 보다 큰 입경을 가지며, 저속유로(22)와 수직방향에 위치하는 고속유로(23)로 유입되는 제2미세먼지(F2)는 2.5㎛ 보다 작은 입경을 가진다.Here, the first fine dust (F1) flowing into the low-speed flow path (22) has a particle diameter larger than 2.5㎛, the second fine dust (22) flowing into the high-speed flow path (23) located in the vertical direction with the low-speed flow path (22) F2) has a particle diameter smaller than 2.5 μm.
저속유로(22)를 통과한 제1미세먼지(F1)는 저속유로(22) 말단에 형성된 홀 등을 통해 외부로 배출되며, 고속유로(23)를 통과한 제2미세먼지(F2)는 배출구를 통해 후술하는 포집부(30)로 이동된다.The first fine dust (F1) passing through the low-speed flow path (22) is discharged to the outside through a hole formed at the end of the low-speed flow path (22), and the second fine dust (F2) passing through the high-speed flow path (23) is an outlet It is moved to the collecting
본 실시예에서는 하전부(10)가 분류부(20)의 전단에 위치하는 것을 설명하고 있으나, 하전부(10)는 분류부(20)의 후단에 위치할 수도 있다.In the present embodiment, the charging
다음으로, 상기 포집부에 대하여 설명한다. 도 7은 도 1의 포집부의 상세도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 포집부(30)는 상술한 하전부(10)에서 하전되고, 분류부(20)를 통과하여 분류된 2.5㎛ 보다 작은 입경의 미세먼지를 포집하도록 마련되며, 하우징(31)과 포집수단(32)을 포함하여 구성된다.Next, the collecting portion will be described. 7 is a detailed view of the collecting part of FIG. 1. Referring to FIG. 7, the collecting
상기 하우징(31)은 하방이 개방된 형태로 마련되어 소정의 기판(34) 등의 상부에 설치되며, 분류부(20)를 통해 공기가 유입 및 배출되는 공기유입구(31a)와 공기배출구(31b)가 각각 형성된다. 본 실시예에서는 공기유입구(31a)가 하우징(31)의 상단에 형성되고, 공기배출구(31b)는 하우징(31)의 측면에 형성된 것이 도시되어 있으며, 상기 하우징(31)은 하방이 막힌 형태로 형성될 수도 있다.The
상기 포집수단(32)은 소정의 금속을 포함하는 금속천 또는 금속메쉬로 마련되어, 하우징(31) 내부에 권취된 형태로 설치되며, 외부에서 소정의 전선 등과 같은 전류인가 수단과 연결되어 전기적으로 연결된다.The collecting means 32 is made of a metal cloth or a metal mesh containing a predetermined metal, and is installed in a wound form inside the
즉, 하우징(31)의 공기유입구(31a)를 통해 하전된 제2미세먼지가 유입되면 포집수단(32)에서 포집되고, 공기배출구(31b)를 통해 제2미세먼지를 제외한 나머지 잔류공기가 배출될 수 있다.That is, when the charged second fine dust flows through the
상기 측정부(40)는 기설치된 제어회로 등에 의해 포집부(30)에서 포집된 미세먼지의 농도를 측정되는 전류값을 토대로 미세먼지의 농도로 측정할 수 있다.The measuring
상술한 바와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 포집부(30)에서는 포집수단(32)을 금속천 또는 금속메쉬를 구성함으로써 종래 별도의 전극 등을 구비하는 것에 비해 미세먼지와의 접촉면적이 넓어져 포집율이 현저하게 향상됨과 동시에 제조원가를 현저하게 낮출 수 있다.In the collecting
도 8은 본 발명의 포집부의 제2실시예에 대한 상세도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명 포집부의 다른 실시예로서, 상기 포집부(30)는 포집수단(32)의 하단부와 결합하는 지지수단(35)을 더 포함할 수 있다.8 is a detailed view of a second embodiment of the collecting part of the present invention. Referring to FIG. 8, as another embodiment of the present invention collecting part, the collecting
상기 지지수단(35)의 일면에는 포집수단(32)의 권취되는 형태를 따라 지지홈(35a)이 형성되며, 상기 지지홈(35a)에 포집수단(32)의 하단부가 결합됨으로써 포집수단(32)은 지지될 수 있다.On one surface of the support means 35, a
또한, 지지수단(35)이 전도성 재질로 마련되는 경우에는 상기 지지수단(35)으로 전류인가수단(33)을 연결하여 포집수단(32)이 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, when the supporting
도 9는 본 발명의 포집부의 제3실시예에 대한 상세도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명 포집부의 또 다른 실시예로서, 제1실시예에 따른 포집부(30)의 하우징(31)과 포집수단(32)의 사이에 금속재질의 원통필터(36)를 더 포함할 수 있다.9 is a detailed view of a third embodiment of the collecting part of the present invention. Referring to FIG. 9, as another embodiment of the present invention, a
상기 원통필터(36)는 포집수단(32)을 지지하도록 포집수단(32)의 외측면과 맞닿도록 설치되며, 전류인가수단(33)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해 포집수단(32)을 외측에서 지지함과 동시에 미세먼지와의 접촉면적을 더 확대할 수 있다.The
도 10은 본 발명의 포집부의 제4실시예에 대한 상세도로서, 제4실시예에서는 제2실시예의 지지수단(35)과 제3실시예의 원통필터(36)가 모두 구성된 경우이다.FIG. 10 is a detailed view of a fourth embodiment of the collecting part of the present invention, in the fourth embodiment when both the supporting means 35 of the second embodiment and the
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 미세먼지 측정장치는 종래 고가의 광학식 측정장치의 측정값을 실질적으로 동일하게 함과 동시에 제조원가를 현저하게 낮추는 것이 가능하다.The fine dust measuring device according to the present invention as described above can substantially lower the manufacturing cost while substantially making the measured value of the conventional expensive optical measuring device substantially the same.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented in various types of embodiments within the scope of the appended claims. Any person skilled in the art to which the invention pertains without departing from the gist of the invention as claimed in the claims is deemed to be within the scope of the claims of the invention to a wide range that can be modified.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
1 : 본체 2, 34 : 기판
3 : 실링부 10 : 하전부
10a : 채널본체 11 : 고전압 인가부
12 : 유입구 13 : 배출구
14 : 미세채널 15 : 제1전극
16 : 제2전극 20 : 분류부
20a : 분류본체 21 : 노즐
22 : 저속유로 23 : 고속유로
24 : 배출부 30 : 포집부
31 : 하우징 31a : 공기유입구
31b : 공기배출구 32 : 포집수단
33 : 전류인가수단 35 : 지지수단
36 : 원통필터 40 : 측정부
F : 미세먼지 F1 : 제1미세먼지
F2 : 제2미세먼지 ※Explanation of symbols for the main parts of the drawing※
1:
3: sealing part 10: charging part
10a: channel body 11: high voltage application unit
12: inlet 13: outlet
14: fine channel 15: first electrode
16: second electrode 20: classification unit
20a: classification body 21: nozzle
22: low-speed passage 23: high-speed passage
24: discharge unit 30: collection unit
31:
31b: air outlet 32: collection means
33: current application means 35: support means
36: cylindrical filter 40: measuring unit
F: fine dust F1: fine first dust
F2: 2nd fine dust
Claims (16)
상기 미세채널로 통과하는 공기의 입자를 전기적으로 하전시키는 하전부;
상기 하전부의 전단 또는 후단에 위치하며, 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 상대적으로 큰 제1미세먼지와 상대적으로 작은 제2미세먼지로 공기 역학적으로 분류시키는 분류부;
하전 및 분류된 미세먼지를 포집하는 포집부; 및,
포집된 미세먼지의 농도에 비례하는 유도전류 값으로 미세먼지의 농도를 측정하는 측정부;를 포함하는 미세먼지 측정장치.Air is introduced and discharged, and at least one side wall is formed as an inclined surface upward or downward to narrow the channel width along the air flow direction, and the bottom surface is a microchannel formed to gradually rise along the air flow direction;
A charging unit for electrically charging particles of air passing through the microchannel;
A classification unit located at the front end or the rear end of the charged part and aerodynamically classifying the fine dust contained in the inflow air into relatively large first fine dust and relatively small second fine dust;
A collecting unit for collecting charged and classified fine dust; And,
A fine dust measuring device comprising a; measuring unit for measuring the concentration of the fine dust with an induced current value proportional to the concentration of the collected fine dust.
상기 포집부는 공기가 유입 및 배출되도록 각각 형성된 공기유입구와 공기배출구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내부에 권취된 형태로 설치되어 전기적으로 연결됨으로써 하전된 미세입자를 포집하는 포집수단을 포함하는 미세먼지 측정장치.According to claim 1,
The collecting part is a measurement of fine dust comprising an air inlet and a housing having an air outlet formed to allow air to flow in and out, and a collecting means for collecting charged fine particles by being electrically connected to the inside of the housing. Device.
상기 포집부는 상기 하우징과 상기 포집수단의 사이에 설치되는 금속 재질의 원통필터를 더 포함하는 미세먼지 측정장치.According to claim 3,
The collecting unit fine dust measuring device further comprises a cylindrical filter of a metal material installed between the housing and the collecting means.
상기 포집부는 상기 포집수단의 권취된 형태를 지지하도록 상기 포집수단의 하단부와 결합되는 지지수단을 더 포함하는 미세먼지 측정장치.According to claim 3,
The collecting unit further comprises a supporting means coupled with the lower end of the collecting means to support the wound form of the collecting means.
상기 포집수단은 금속메쉬 또는 금속천인 미세먼지 측정장치.According to claim 3,
The collecting means is a metal mesh or metal cloth fine dust measuring device.
상기 분류부는 미세먼지가 포함된 공기가 유입되어 분사되는 노즐; 및,
상기 노즐로부터 분기되어 상기 제1미세먼지와 상기 제2미세먼지가 각각 유입되는 저속유로와 고속유로;를 포함하는 미세먼지 측정장치.According to claim 1,
The sorting unit may include a nozzle through which air containing fine dust is introduced and injected; And,
A fine dust measuring apparatus comprising; a low-speed flow path and a high-speed flow path through which the first fine dust and the second fine dust flow, respectively, branched from the nozzle.
상기 저속유로는 상기 노즐과 직선방향에 위치하도록 형성되고, 상기 고속유로는 상기 노즐 및 상기 고속유로와 수직방향에 위치하도록 형성되는 미세먼지 측정장치.The method of claim 13,
The low-speed flow path is formed to be located in a straight direction with the nozzle, the high-speed flow path is a fine dust measuring device is formed to be located in the vertical direction with the nozzle and the high-speed flow path.
상기 하전부와 상기 분류부는 멤스공정에 의해 일괄제조되는 분석 칩 형태로 기판 상에 결합되는 단일의 본체에 형성되며, 상기 본체와 기판 사이에는 실링부가 개재되는 미세먼지 측정장치.According to claim 1,
The charge unit and the sorting unit are formed on a single body coupled on a substrate in the form of an analysis chip that is collectively manufactured by a MEMS process.
상기 제1미세먼지는 입경 2.5㎛ 보다 크고, 상기 제2미세먼지는 입경 2.5㎛ 보다 작은 미세먼지 측정장치.According to claim 1,
The first fine dust is greater than 2.5㎛ particle size, the second fine dust is less than 2.5㎛ particle size measuring device.
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