[发明专利]灰尘传感器

说明书

本发明提供一种灰尘传感器，包括：用于接收由灰尘颗粒散射的光并输出电信号的传感器模块；用于与外部设备通信的通信模块；用于存储与颗粒密度数据相关联的地区信息的存储器；以及控制单元，该控制单元用于基于从传感器模块输出的信号来计算灰尘颗粒的体积，经由通信模块获得用于安装灰尘传感器的位置的地区信息，从存储器检索对应于所获得的地区信息的颗粒密度数据，使用所检索的颗粒密度数据和所计算的体积计算灰尘浓度，并且输出所计算的灰尘浓度。存储器可以存储与空气质量参考数据相关联的地区信息。

本申请依据35U.S.C.§119(a)要求于2017年12月22日提交的韩国专利申请No.10-2017-0178235的优先权的权益，其全部内容通过引用并入在本文中。

技术领域

本发明涉及一种灰尘传感器。

背景技术

随着人口的增加和车辆数量的增加，空气污染变得更加严重。对灰尘的关注不断增加，并且空气净化器的需求也在增加。对于主动空气清洁，空气清洁器需要灰尘传感器来测量空气污染程度，即空气中的灰尘浓度。

作为灰尘传感器，主要使用光电灰尘传感器。图1概念性地示出了光电灰尘传感器感测灰尘浓度的原理。

光电型灰尘传感器在外壳中包括空气入口和空气出口，使从空气入口流动的空气通过空气通道路径，并通过空气出口排出空气。灰尘传感器经由空气通道路径中置放的光发射单元朝向空气通道路径发光，经由空气通道路径中置放的光接收单元收集由光发射单元辐射并且然后被包括在空气中的灰尘散射的光，以及通过使用光接收单元的电信号测量空气中包含的灰尘浓度。

如果穿过空气通道路径的空气中几乎没有灰尘或烟雾，则从光发射单元发出的几乎所有光都到达在其中未放置光接收部分的遮光区域，因此由光接收单元接收的光量变得非常小。另一方面，如果穿过空气通道路径的空气中存在一些灰尘或烟雾，则从光发射单元辐射的光的一部分被空气通道路径中的灰尘或烟雾反射并且在光接收单元上入射，并且光接收单元的光接收量增加。

因此，能够基于在光接收单元中包括的光接收元件(或光检测器)的输出信号的波动来检测通过空气通道路径的灰尘或烟雾的存在/不存在，并且能够基于光接收元件的输出水平检测通过空气通道路径的灰尘或烟雾的浓度。

同时，灰尘浓度被定义为单位体积中包含的灰尘颗粒的总重量。

在光接收单元上入射的散射光与在空气通道路径中包含的灰尘颗粒的大小或体积成比例，并且光检测器的输出信号的水平也与灰尘颗粒的体积成比例。因此，当大体积的颗粒通过时，光检测器的输出信号的水平降低，并且当小体积的颗粒通过时，光检测器的输出信号的水平降低。

因此，灰尘传感器从输出信号确认由灰尘颗粒占据的体积并将其转换成灰尘浓度。灰尘传感器将光探测器的输出信号与预定水平的阈值电压进行比较，以计算输出信号等于或大于截止阈值电压的时间比，确定由在穿过空气通道路径的空气中包含的灰尘颗粒占据的总体积，以及通过将总体积乘以灰尘颗粒的密度来计算灰尘浓度。

灰尘颗粒的密度随地区变化。例如，中国北方干燥沙漠地区具有大小为2.1μm的超细灰尘颗粒的密度，而在韩国2.1μm大小的超细灰尘颗粒的密度为1。因此，为了准确计算灰尘浓度，有必要在其中测量灰尘浓度的地区中应用颗粒的密度。

然而，目前，即使以与实际值类似的方式测量在空气中包括的灰尘颗粒的总体积，传统的灰尘传感器也将在传感器中设定的基本密度值应用于灰尘浓度计算，而没有充分考虑到在各个地区中灰尘颗粒的密度偏差。因此，当使用基于一个区域校准的灰尘传感器测量不同区域中的灰尘浓度时，它通常不同于由标准设备实际测量的灰尘浓度。

此外，如图2所示，作为用于判断针对每个地区的空气质量的标准的灰尘密度彼此不同。当基于由包括灰尘传感器的空气净化器测量的灰尘浓度来判断和显示空气质量时，可能出现显示与安装的地区不对应的结果的问题。

发明内容