[IT]먼지 센서 측정 원리 (미세먼지 측정, 청정기 먼지 측정) 1부.TISTORY

이번 포스팅에서는 

흔히 공기 청정기에 내장되어 있는 

먼지 센서의 원리를 알아보려고 합니다.

먼지 센서 혹은 미세먼지, 초미세먼지 센서라고도

하는데 이건 측정하는 먼지의 크기에 따라서

달라집니다.

보통 먼지는 공기중에 떠 다니는 작은 입자들이고

그 입자의 크기가 2.5㎛이하면 미세먼지

만약에 1.0㎛이하면 초미세먼지라고 합니다.

혹시 ㎛를 모르시는 분들이 있을 수 있으니

여기서 ㎛는 마이크로미터라고 하고

0.000001 m (= 0.0001 cm) 단위 입니다.

하여튼 엄청 작다는 의미입니다.

알기 쉽게 말씀드리면

보통 사람 머리카락 굵기가 약 100 ㎛입니다. (길이 아님)

(건강한 모발기준ㅋ)

그래서 초미세먼지는

머리카락 굵기보다 100배가 작은겁니다.

LG청정기나 다른 청정기 광고를 문구를 보면

먼지 센서를 PM1.0, PM2.5 

이라는 용어를 볼 수 있는대요

여기서 PM은 Particulate Matter 

미립자 물질, 작은 물체라는 뜻입니다.

네 그렇습니다. 그냥 먼지라고 보시면 됩니다.

그럼 뒤에 있는 숫자는 뭘까요?

감이 오셨죠?

먼지 크기입니다. 단위는 ㎛.

즉 PM1.0은 크기가 1 ㎛의 먼지라는 의미입니다.

먼지 센서에 PM1.0이라고 적혀있으면

크기가 1 ㎛의 초미세먼지를 측정할 수 있다는 

의미입니다.

여기까지 잘 따라오셨나요?

당연히 이 작디작은 먼지들은

사람의 눈으로는 도저히 볼 수가 없겠죠?

그렇다면 

어떻게 측정할까요?

먼지 측정 원리를 이해하기 위해서는

아래 딱 2가지만 알고 계시면 됩니다.

(1) IR (Infra Red, 적외선) LED, IR Detector(Diode, 탐지기)

(2) Scattering (산란)

하나씩 설명 드리도록 하겠습니다.

(1) IR (Infra Red) LED, IR Detector(Diode) (적외선 LED와 다이오드)

우선 IR (Infra Red)는 많이 들어보셨을 겁니다.

바로 적외선!

적외선 센서

친숙하지 않으신가요?

자동문 위에 달린 센서

화장실 등 켜주고 꺼주는 센서

현관문에 달려있는 모션 센서

등등등

이 모든게 바로 적외선 센서를

사용하고 있습니다.

사람 눈은 가시광선 영역만 볼 수 있습니다.

그래서 可(~이됨, 가) 視(볼, 시)광선이죠.

가시광선 영역의 빛은

빨주노초파남보 무지개 색을 포함합니다.

빛은 파동의 성질을 가지고 있습니다.

(사실 입자, 파동 특성 모두 가지고 있죠)

파동은 파장과 크기를 가지고 있고

파장에 따라 빛이 가지는 색이 달라집니다. 

아래 이미지를 보시면 조금은

이해하기 쉬우실 겁니다.

어렵습니다.....

정상이십니다.

더 자세한 설명은 저도 머리가 아픈 관계로

하지 않습니다.

자 위에 했던말은 다 필요없고 

빛에는 파장에 따라 다양한 영역이 존재하는데

가시광선 영역만 사람 눈으로 볼수 있음

정도만 기억하는 것으로 하겠습니다.

가지광선 영역중 붉은색이 파장이 가장 길어요~

위에 이미지 보면 약 700 nm (= 0.7㎛)

인걸 알 수 있습니다.

그럼 적외선(IR)은 어떨까요?

적 그렇죠 붉은 적입니다.

붉은색 바깥쪽의 광선이라는 의미입니다.

파장이 붉은색보다 더 길어집니다.

IR은 약 0.8 ~ 1.5 ㎛의 파장을 가집니다.

그리고 사람눈에 보이지 않습니다.

그리고 빛은 파장이 길 수록 가지고 있는

에너지가 작습니다.

에너지가 작다는 말은 적외선이 

사람눈에 들어와서

건강상 이상이 없다는 말이겠죠?

반대로 혹시 자외선이라고 들어보셨나요?

자 그렇습니다. 보라색이죠

보라색의 파장이 약 400 nm (= 0.4 ㎛)로 짧습니다.

자외선은 보라색 바깥 광선으로

더 짧겠죠? 0.3 ~ 0.4 ㎛입니다.

파장이 짧을 수록 에너지는 높습니다.

그래서 자외선을 오래 받으면 피부가 타죠ㅋ

그리고 눈에는 더 좋지 않습니다.

그렇습니다.

적외선은 사람눈에 보이지 않으면서 

안전하다는 장점이 있습니다.

이러한 이유때문에

곳곳에서 많이 사용되고 있습니다.

IR LED (Light Emitting Diode)는 적외선 빛을 내는 소자

 적외선을 받는 소자가 IR Detector입니다.

보통 IR Diode가 Detector역할을 합니다.

너무 길어질 것 같아서

Diode는 길게 설명하지 않겠습니다.

Light Emitting Diode는 전류를 받아서 빛에너지를 발생시키는 것

Light Detector Diode는 반대로 빛에너지를 받아 전류를 발생시키는 것

정도만 알고 계시면 될 것 같습니다.

IR LED가 적외선을 발사!

IR Diode는 적외선을 탐지!

하는 것입니다.

이제 먼지 센서를 잠깐 보겠습니다.

아래는 일본의 Shinyei라는 업체에서 만든 PPD42NS 먼지 센서입니다.

이는 PM1.0, PM2.5를 구분해서 측정이 가능합니다.

대표적으로 LG전자 퓨리케어 공기청정기에서

사용되고 있습니다.

위 제품 두껑을 살짝 열어볼까요?

익숙한 용어 2개가 보이시죠?

일단는 여기서 IR LED위치와 IR Diode위치만 확인하고

넘어가겠습니다~

내용이 생각보다 길어진 것 같아서

2부로 나누겠습니다^^

먼지센서 측정 원리는

2부로 마무리 하겠습니다~

https://qclear.tistory.com/93

감사합니다.