KR101667316B1

KR101667316B1 - System for ventilating windowless barn

Info

Publication number: KR101667316B1
Application number: KR1020140050240A
Authority: KR
Inventors: 허상휴; 조경재
Original assignee: 포미주식회사
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2016-10-19
Also published as: KR20150124060A

Abstract

본 발명은 무창축사 환기시스템에 관한 것으로서, 축사에 설치되어 상기 축사 외부의 공기를 상기 축사 내부로 유입시키는 환기부와, 상기 축사에 설치되어 상기 축사 내부의 공기를 상기 축사 외부로 배출시키는 배출부와, 상기 축사에 설치되며, 상기 축사 내부에 포함된 유해균 및 오염물질을 측정하는 공기센서유닛과, 상기 축사 내부에 설치되어 광을 발생시키는 조명부재와, 상기 축사 내부에 설치되며, 상기 조명부재로부터 발생된 광을 흡수하고, 플라즈몬을 이용한 광촉매반응을 일으켜 상기 축사의 내부공기를 정화시키는 정화부재가 마련된 공기정화유닛과, 상기 공기센서유닛을 통해 측정된 상기 유해균 및 오염물질의 측정데이터를 토대로 상기 조명부재로부터 발생된 광의 밝기를 조절하여 상기 정화부재의 광촉매반응을 조절하고, 상기 공기센서유닛을 통해 측정된 측정데이터를 유무선통신망을 통해 등록된 관리자 단말기로 송출하는 제어유닛을 구비한다.
본 발명에 따른 무창축사 환기시스템은 표면 플라즈몬 공면을 이용한 공기센서유닛이 마련되어 축사 내부공기 내에 포함된 유해균 및 오염물질을 보다 정확하게 측정할 수 있고, 공기정화유닛을 통해 축사 내부 공기 뿐만아니라 축사 외부로 배출되는 공기를 정화시킬 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a ventilation system for a non-ventilating room, comprising a ventilation part installed in a barn to introduce air outside the barn into the inside of the barn, and a discharge part installed in the barn to discharge air inside the barn outside the barn An air sensor unit installed in the housing for measuring harmful bacteria and contaminants included in the housing, an illumination member provided inside the housing to generate light, An air cleaning unit that absorbs light generated from the air and generates a photocatalytic reaction using the plasmons to purify the air inside the housing; Adjusting the brightness of light generated from the illumination member to adjust the photocatalytic reaction of the purifying member, And a control unit for transmitting the measured data measured by the sensor unit to the group administrator terminal registered with a wired or wireless communication network.
The airless housing ventilation system according to the present invention is provided with an air sensor unit using a surface plasmon conjugate surface to more accurately measure harmful bacteria and pollutants contained in the air inside the housing, There is an advantage that the discharged air can be purified.

Description

System for ventilating windowless barn

본 발명은 무창축사 환기시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면 플라즈몬 공명을 이용하여 상기 축사 내부에 포함된 유해균 및 오염물질을 측정할 수 있는 측정센서가 마련된 무창축사 환기시스템에 관한 것이다. [0001] The present invention relates to a non-housing storage ventilation system, and more particularly, to a non-housing storage ventilation system provided with a measurement sensor capable of measuring harmful bacteria and contaminants contained in the housing using surface plasmon resonance.

최근에 축산농가가 대형화, 단지화가 되어 많은 가축을 정형화된 축사내부에서 밀집 사육하고 있으며, 이러한 축사 사육방식은 우리나라와 같이 국토가 비좁은 나라에서는 가장 적절한 사육 방식이다.In recent years, livestock farmers have grown in size and complexity, and many livestock are kept in a standardized farmhouse. These farming methods are the most appropriate for the country where the land is narrow.

그런데, 이와 같은 축사 사육방식의 경우, 사육되는 가축의 호흡 및 분뇨에 의하여 이산화탄소, 일산화탄소, 황화수소, 암모니아, 악취와 같은 각종 유해가스가 발생되었고, 이러한 유해가스는 축사 내부의 공기를 오염시켜 생육 환경을 열악하게 만들었다. 이러한 열악한 생육 환경을 개선하고자, 축사에 환기시스템을 설치하여 적절한 주기로 외부의 신선한 공기를 축사 내부로 유입시키고 있다.However, in the case of such a breeding system, various harmful gases such as carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen sulfide, ammonia, and odor were generated by the breeding and manure of the livestock, . In order to improve the poor growth environment, ventilation system is installed in the housing, and fresh air from the outside is introduced into the housing at appropriate intervals.

국내 특허출원 제10-2007-0002845호에는 축사 환기 시스템이 개시되어 있다. Korean Patent Application No. 10-2007-0002845 discloses a housing ventilation system.

상기 축사 환기 시스템은 축사 내부에 설치되어 공기의 오염 정도를 검지하는 가스센서와, 축사 내부에 설치되어 공기의 온도를 검지하는 온도센서와, 축사 내부에 설치되어 공기의 습도를 검지하는 습도센서와, 축사 외부의 신선한 공기를 축사 내부로 유입하기 위한 환기부와, 축사 내부로 유입되는 공기를 가열하는 공기가열부와, 축사 내부의 오염된 공기를 축사 외부로 배출하기 위한 배출부(300)와; 축사 내부의 습도를 높여주기 위한 가습부와, 상기한 가스센서, 온도센서, 습도센서, 환기부, 공기가열부, 배출부(300) 및 가습부와 유기적으로 연결되는 콘트롤러; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The housing ventilation system includes a gas sensor installed inside the housing to detect the degree of contamination of the air, a temperature sensor installed inside the housing to detect the temperature of the air, a humidity sensor installed inside the housing to detect the humidity of the air, A ventilation part for introducing fresh air outside the housing to the inside of the housing, an air heating part for heating the air introduced into the housing, a discharging part 300 for discharging the contaminated air inside the housing to the outside of the housing, ; A humidity sensor for increasing the humidity inside the housing, and a controller for organically connecting the gas sensor, the temperature sensor, the humidity sensor, the ventilation unit, the air heating unit, the discharge unit 300 and the humidification unit. And a control unit.

상기 축사 환기 시스템은 환기를 통한 축사 내의 공기를 정화시키는 시스템에 관한 것으로, 우리나라의 축산농가가 대형화, 단지화가 되어 많은 가축을 정형화된 축사내부에서 밀집 사육하고 있어 어느 하나의 축산농가가 조류독감, 구제역, 광우병 등 전염병에 전염된 경우 상기 축사에서 방출되는 공기는 심각하게 오염된 상태로 방출되어 인근 축사에까지 전염병균들이 전파되는 문제점이 있었다.[0002] The above-mentioned barn ventilation system relates to a system for purifying air in a barn through ventilation, wherein a large number of livestock farms are housed in a standard barn house, When infected by infectious diseases such as foot-and-mouth disease, mad cow disease, the air released from the housing is severely contaminated and the infectious disease microorganisms spread to neighboring stalls.

또한, 상기 축사 환기 시스템의 가스센서는 축사 내부공기 중 유해가스의 존재유무만을 감지할 수 있으므로 유해가스의 존재량 및 유해균에 대한 측정에 어려움이 있다. In addition, since the gas sensor of the barn ventilation system can detect only the presence or absence of the harmful gas in the air inside the housing, it is difficult to measure the amount of the harmful gas and the harmful bacteria.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 축사 내부의 공기 내에 포함된 유해균 및 오염물질을 보다 정확하게 측정할 수 있도록 표면 플라즈몬 공명을 이용하는 공기센서유닛이 마련되고, 축사 내부의 공기를 광촉매를 이용하여 정화할 수 있는 공기정화유닛이 마련된 무창축사 환기시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an air sensor unit using surface plasmon resonance so as to more accurately measure harmful bacteria and contaminants contained in air inside a housing, An object of the present invention is to provide a ventilation system without a chimney equipped with an air purification unit capable of purifying by using a photocatalyst.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무창축사 환기시스템은 축사에 설치되어 상기 축사 외부의 공기를 상기 축사 내부로 유입시키는 환기부와, 상기 축사에 설치되어 상기 축사 내부의 공기를 상기 축사 외부로 배출시키는 배출부와,상기 축사에 설치되며, 상기 축사 내부에 포함된 유해균 및 오염물질을 측정하는 공기센서유닛과, 상기 축사 내부에 설치되어 광을 발생시키는 조명부재와, 상기 축사 내부에 설치되며, 상기 조명부재로부터 발생된 광을 흡수하고, 플라즈몬을 이용한 광촉매반응을 일으켜 상기 축사의 내부공기를 정화시키는 정화부재가 마련된 공기정화유닛과, 상기 공기센서유닛을 통해 측정된 상기 유해균 및 오염물질의 측정데이터를 토대로 상기 조명부재로부터 발생된 광의 밝기를 조절하여 상기 정화부재의 광촉매반응을 조절하고, 상기 공기센서유닛을 통해 측정된 측정데이터를 유무선통신망을 통해 등록된 관리자 단말기로 송출하는 제어유닛을 구비한다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a ventilation system for a non-ventilating system, comprising: a ventilation unit installed in a barn to introduce air outside the barn into the inside of the barn; An air sensor unit installed in the housing for measuring harmful bacteria and pollutants contained in the housing; an illumination member provided inside the housing to generate light; An air purification unit provided with a cleaning member for absorbing light generated from the illumination member and causing a photocatalytic reaction using plasmon to purify the air inside the housing; The light emitted from the illuminating member is adjusted based on the measurement data of the photocatalytic reaction of the purifying member And a control unit for adjusting and transmitting the measured data measured by the air sensor unit to the administrator terminal registered with a wired or wireless communication network.

상기 공기센서유닛은 표면 플라즈몬 공명을 이용하여 상기 축사 내부에 포함된 유해균 및 오염물질을 측정하는 것이 바람직하다. Preferably, the air sensor unit measures the harmful bacteria and contaminants contained in the housing using surface plasmon resonance.

상기 공기센서유닛은 내부에 상기 축사의 내부공기가 유입될 수 있는 유입공간이 마련된 케이스와, 상기 케이스에 설치되며, 입사되는 광을 반사시키는 프리즘과, 상기 프리즘에 일측면이 접합되며, 상기 프리즘에 입사된 광에 반응하여 표면 플라즈몬 공명을 발생시키는 메탈층과, 상기 메탈층의 타측면에 접합되며, 일측이 상기 유입공간에 노출되도록 상기 케이스에 설치되고, 상기 표면 플라즈몬 공명에 따라 생성된 표면파의 파장 이동을 일으켜 상기 축사의 내부공기를 감지할 수 있게 하는 감지층이 마련된 가스센서 칩과, 상기 광학부재로 광을 입사시키는 발광부재와, 상기 광학부재로부터 반사된 광을 감지하는 수광부재와, 상기 수광부재를 통해 감지된 광을 분석하여 상기 축사의 내부공기 내에 상기 유해균 및 오염물질을 판별하는 판별부를 구비하는 것이 바람직하다. Wherein the air sensor unit includes a case provided with an inflow space into which the internal air of the housing can be introduced, a prism disposed on the case and reflecting incident light, a prism having one side joined to the prism, A metal layer which generates surface plasmon resonance in response to light incident on the metal layer; a metal layer which is bonded to the other surface of the metal layer and is installed in the case so that one side thereof is exposed to the inflow space, A light emitting member for emitting light to the optical member, a light receiving member for sensing the light reflected from the optical member, and a light receiving member for detecting the light reflected from the optical member, A discriminating unit for analyzing the light sensed through the light receiving member and discriminating the harmful bacteria and pollutants in the air inside the housing, Provided it is preferred that.

한편, 본 발명에 따른 무창축사 환기시스템은 상기 축사 내부의 온도를 측정할 수 있도록 상기 축사에 설치된 온도센서와, 상기 축사 내부의 습도를 측정할 수 있도록 상기 축사에 설치된 습도센서와, 상기 축사 내부에 발생된 메탄가스를 측정할 수 있도록 상기 축사에 설치된 메탄가스센서를 더 구비하고, 상기 제어유닛은 상기 온도센서, 습도센서 및 메탄가스센서를 통해 측정된 측정데이터를 유무선통신망을 통해 상기 관리자 단말기로 송출한다. The ventilation system according to the present invention comprises a temperature sensor installed in the housing for measuring the temperature inside the housing, a humidity sensor installed in the housing for measuring the humidity inside the housing, Wherein the control unit is further configured to transmit the measurement data measured through the temperature sensor, the humidity sensor, and the methane gas sensor to the manager terminal through the wired / wireless communication network, .

또한, 본 발명에 따른 무창축사 환기시스템은 상기 축사에 설치되어 상기 축사 내부를 살균할 수 있도록 적외선을 방출하는 살균램프를 더 구비한다. In addition, the non-chow according to the present invention further comprises a sterilizing lamp installed on the housing to emit infrared rays for sterilizing the inside of the housing.

본 발명에 따른 무창축사 환기시스템은 통신망을 통해 공기센서유닛을 통해 측정된 데이터를 관리자에게 송신하므로 원거리에서도 관리자가 용이하게 축사의 상태를 인지할 수 있다. The unshown housing ventilation system according to the present invention transmits data measured through an air sensor unit to a manager through a communication network, so that the manager can easily recognize the state of the housing even at a long distance.

또한, 본 발명에 따른 무창축사 환기시스템은 표면 플라즈몬 공면을 이용한 공기센서유닛이 마련되어 축사 내부공기 내에 포함된 유해균 및 오염물질을 보다 정확하게 측정할 수 있고, 공기정화유닛을 통해 축사 내부 공기 뿐만아니라 축사 외부로 배출되는 공기를 정화시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, since the airless sensor system of the present invention is provided with an air sensor unit using a surface plasmon coplanar surface, it is possible to more accurately measure the harmful bacteria and contaminants contained in the air inside the housing, There is an advantage that the air discharged to the outside can be purified.

도 1은 본 발명에 따른 무창축사 환기시스템에 대한 개념도이고,
도 2는 도 1의 무창축사 환기시스템의 공기센서유닛에 대한 개념도이다. FIG. 1 is a conceptual diagram of a non-chambered ventilation system according to the present invention,
2 is a conceptual diagram of an air sensor unit of the unshown housing ventilation system of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무창축사 환기시스템을 더욱 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the present invention are shown.

도 1 및 도 2에는 본 발명의 실시 예에 따른 무창축사 환기시스템(100)이 도시되어 있다. 1 and 2 illustrate a non-chambered ventilation system 100 in accordance with an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 무창축사 환기시스템(100)은 축사(15)에 설치되어 상기 축사(15) 외부의 공기를 상기 축사(15) 내부로 유입시키거나 상기 축사(15) 내부의 공기를 상기 축사(15) 외부로 배출시키는 환기부(200)와, 상기 축사(15)에 설치되며, 표면 플라즈몬 공명을 이용하여 상기 축사(15) 내부에 포함된 유해균 및 오염물질을 측정하는 공기센서유닛(400)과, 상기 축사(15) 내부에 설치되며, 공기를 정화하는 공기정화유닛(500)과, 상기 공기센서유닛(400)을 통해 측정된 상기 유해균 및 오염물질의 측정데이터를 토대로 상기 공기정화유닛(500)을 조절하고, 상기 공기센서유닛(400)을 통해 측정된 측정데이터를 유무선통신망을 통해 등록된 관리자 단말기로 송출하는 제어유닛(600)을 구비한다. Referring to the drawings, a non-chow housing ventilation system 100 is installed in a barn 15 to introduce air outside the barn 15 into the barn 15, An air sensor unit 400 installed in the housing 15 for measuring harmful bacteria and contaminants contained in the housing 15 using surface plasmon resonance, An air purifying unit 500 installed inside the housing 15 for purifying the air and an air purifying unit 500 for purifying the air based on measurement data of the harmful bacteria and pollutants measured through the air sensor unit 400, And a control unit 600 for controlling the air sensor unit 500 and transmitting measurement data measured through the air sensor unit 400 to a registered administrator terminal through a wire / wireless communication network.

환기부(200)는 복수개가 축사(15)의 양측면에 각각 설치되며, 외부공기를 축사(15) 내부로 강제송풍시키거나 축사(15)의 내부공기를 축사(16)외부로 강제송풍시킬 수 있도록 송풍기 구조로 형성되며, 일측은 축사(15)의 외부를 향하고, 타측은 축사(15)의 내부를 향하도록 설치되는 것이 바람직하다. A plurality of ventilating units 200 are provided on both sides of the housing 15 so as to forcibly blow outside air into the housing 15 or forcedly blow the inside air of the housing 15 to the outside of the housing 16. [ It is preferable that one side is directed to the outside of the barn 15 and the other side is directed to the inside of the barn 15.

공기센서유닛(400)은 내부에 축사(15)의 내부공기가 유입될 수 있는 유입공간이 마련된 케이스(410)와, 상기 케이스(410)에 설치되는 가스센서 칩(420)과, 상기 가스센서 칩(420)에 광을 입사시키는 발광부재(430)와, 상기 가스센서 칩(420)으로부터 반사된 광을 감지하는 수광부재(440)와, 상기 수광부재(440)를 통해 감지된 광을 분석하여 상기 축사(15)의 내부공기 내에 포함된 유해균 및 오염물질의 양을 산출하는 판별부(450)를 구비한다. The air sensor unit 400 includes a case 410 provided with an inflow space through which the air inside the housing 15 can flow, a gas sensor chip 420 installed in the case 410, A light emitting member 430 for emitting light to the chip 420, a light receiving member 440 for sensing light reflected from the gas sensor chip 420, And a determining unit 450 for calculating the amount of harmful bacteria and contaminants contained in the air inside the housing 15.

케이스(410)는 상기 축사(15)의 내부에 설치되며, 일측면에 상기 유입공간으로 축사(15)의 내부공기가 유입될 수 있도록 유입구가 형성되어 있다. 또한, 케이스(410)의 타측면에는 유입공간의 내부공기가 축사(15) 외부로 배출될 수 있도록 배출관(411)이 설치되어 있다. 상기 배출관(411)은 일단이 상기 케이스(410)에 연통되게 설치되며, 타단은 축사(15) 외부로 돌출되게 설치된다. 또한, 상기 배출관(411)에는 케이스(410) 내부의 공기를 축사(15) 외부로 강제 배출시킬 수 있도록 에어펌프(412)가 설치되는 것이 바람직하다. The case 410 is installed inside the barn 15 and has an inlet formed at one side thereof to allow the air inside the barn 15 to flow into the inflow space. A discharge pipe 411 is provided on the other side of the case 410 so that the air inside the inflow space can be discharged to the outside of the housing 15. One end of the discharge pipe 411 is connected to the case 410 and the other end of the discharge pipe 411 protrudes to the outside of the housing 15. It is preferable that an air pump 412 is installed in the discharge pipe 411 so that the air inside the case 410 can be forcibly discharged to the outside of the housing 15.

가스센서 칩(420)은 프리즘(421), 메탈층(422) 및 감지층(423)을 구비한다. The gas sensor chip 420 includes a prism 421, a metal layer 422, and a sensing layer 423.

프리즘(421)은 삼각구조를 갖고, 하면에는 유리기판(424)이 마련되어 있다. 상기 프리즘(421)과 유리기판(424)은 동일한 특허의 BK7으로 이루어져 입사된 광을 반사시키는 광학부재이다. BK7은 굴절률이 1.515509(λ=637nm)인 유리이고, 제조과정상 프리즘(421)에 직접 메탈층(422)을 형성하기 어려우므로 프리즘(421)과 동일 특성의 유리기판(424)에 메탈층(422)을 형성한 후 프리즘(421)과 접합한다.The prism 421 has a triangular structure, and a glass substrate 424 is provided on the bottom surface. The prism 421 and the glass substrate 424 are made of BK7 of the same patent and are optical members that reflect incident light. BK7 is a glass having a refractive index of 1.515509 (λ = 637 nm) and it is difficult to form the metal layer 422 directly on the manufacturing and normal prism 421 so that the metal layer 422 is formed on the glass substrate 424 having the same characteristics as the prism 421 And then the prism 421 is bonded.

메탈층(422)은 프리즘(421)의 하측 유리기판(424)에 일측면이 접합되며, 상기 광학부재에 입사된 광에 반응하여 표면 플라즈몬 공명을 발생시킨다. 상기 메탈층(422)은 금(Au)으로 된 단층 구조로 형성되거나 은(Ag) 층과 금(Au) 층으로 이루어져 다층 구조로 형성될 수도 있다. 또한, 메탈층(422)은 금(Au) 이외의 메탈(Ag, Cu, 또는 Al)과 함께 사용하여 다층구조로 할 수도 있는 데, 이 경우, Ag, Cu, Al 등이 금(Au)의 화학적 반응을 막아주어 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonace) 커브를 예리하게 만들 수 있고, 이에 따라 시료의 변화에 의한 표면 플라즈몬 공명 커브의 변화를 민감하게 측정할 수 있다.The metal layer 422 is bonded to one side of the lower glass substrate 424 of the prism 421 and generates surface plasmon resonance in response to light incident on the optical member. The metal layer 422 may have a single-layer structure of gold (Au), or may have a multi-layer structure of a silver (Ag) layer and a gold (Au) layer. The metal layer 422 may be formed of a metal (Ag, Cu, or Al) other than gold (Au) to have a multilayer structure. In this case, The surface plasmon resonance curve can be made sharp by blocking the chemical reaction, and thus the change of the surface plasmon resonance curve due to the change of the sample can be sensitively measured.

감지층(423)은 상기 메탈층(422)의 타측면에 접합되며, 일측이 상기 유입공간에 노출되도록 상기 케이스(410)에 설치되고, 상기 표면 플라즈몬 공명에 따라 생성된 표면파의 파장 이동을 일으켜 상기 축사(15)의 내부공기를 감지할 수 있게 한다. The sensing layer 423 is bonded to the other surface of the metal layer 422 and is installed in the case 410 so that one side of the sensing layer 423 is exposed to the inflow space and causes a surface wave generated by the surface plasmon resonance So that the air inside the housing 15 can be sensed.

상기 감지층(423)은 케이스(410) 내부에 유입된 축사(15) 내부공기와 반응성 또는 민감도를 제공하기 위해 유전체 재료(Dielectric Material)로 이루어지는 것이 바람직하다. The sensing layer 423 is preferably made of a dielectric material so as to provide reactivity or sensitivity to the air inside the housing 15 introduced into the case 410.

발광부재(430)는 상기 프리즘(421)에 광을 입사시키는 것으로서, 레이저나 발광 다이오드(LED)를 사용할 수 있다. 수광부재(440)는 프리즘(421)에 의해 반사된 광을 수광하는 것으로서, 포토 다이오드 또는 포토 트랜지스터를 사용할 수 있다. The light emitting member 430 allows light to enter the prism 421, and a laser or a light emitting diode (LED) can be used. The light receiving member 440 receives the light reflected by the prism 421 and can use a photodiode or a phototransistor.

판별부(450)는 상기 수광부재(440)에 연결되어 상기 수광부재(440)를 통해 측정된 입사광의 반사도를 전기적인 신호로 변환하는 신호처리부(451)와, 상기 신호처리부(451)로부터 전달된 전기적인 신호를 토대로 축사(15)의 내부공기 내에 유해균 및 오염물질을 판별하는 분석부재(452)를 구비한다. The discrimination unit 450 includes a signal processing unit 451 connected to the light receiving unit 440 and converting the reflectance of the incident light measured through the light receiving unit 440 into an electrical signal, And an analyzing member 452 for discriminating harmful bacteria and contaminants in the internal air of the housing 15 based on the electrical signal.

상기 언급된 바와 같이 구성된 가스센서 칩(420)은 발광부재(430)부터 광이 입사되면, 메탈층(422)과 감지층(423)의 굴절율 값에 의해 결정된 표면 플라즈몬 파(SPW: Surface Prasmon Wave)로 광원의 빛이 흡수되면서 표면 플라즈몬 공명 현상이 발생되고, 감지층(423)과 유해균 또는 오염물질이 반응(물리 혹은 화학적 변화)하면 메탈층(422)과 감지층(423) 사이에 형성되는 표면 플라즈몬 파(SPW)가 변화되어 판별부(450)가 반사파의 세기(Reflectance)를 분석하여 감지된 가스 성분을 정량적으로 분석할 수 있다.The gas sensor chip 420 configured as described above is irradiated with light from the light emitting member 430 and the surface plasmon wave SPW determined by the refractive index values of the metal layer 422 and the sensing layer 423 The surface layer plasmon resonance phenomenon occurs as the light of the light source is absorbed by the light source and the reaction layer 423 is formed between the metal layer 422 and the sensing layer 423 when the sensing layer 423 and the harmful bacteria or contaminants react The surface plasmon wave (SPW) is changed and the discrimination unit 450 analyzes the reflectance of the reflected wave to quantitatively analyze the detected gas component.

공기정화유닛(500)은 상기 축사(15) 내부에 설치되어 광을 발생시키는 조명부재(501)와, 상기 축사(15) 내부에 설치되며, 상기 조명부재(501)로부터 발생된 광을 흡수하고, 플라즈몬을 이용한 광촉매반응을 일으켜 축사(15) 내 공기를 정화시키는 정화부재(502)를 구비한다. The air purifying unit 500 includes an illumination member 501 installed in the housing 15 to generate light and a light source unit installed inside the housing 15 to absorb light generated from the illumination member 501 And a purifying member 502 for purifying air in the housing 15 by causing a photocatalytic reaction using plasmon.

상기 조명부재(501)는 축사(15) 내부에 설치되어 광을 발생시키고, 상기 정화부재(502)에서 광촉매반응을 일으켜 정화할 수 있도록 한다. 상기 조명부재(501)는 플라즈몬이 활성화되는 가시광선 대역의 광을 방출하는 것으로서, 가시광선을 방출하는 형광등, OLED, LED 등 다양한 광원을 이용할 수 있다. The lighting member 501 is installed inside the housing 15 to generate light, and can be purified by causing the photocatalytic reaction in the cleaning member 502. The illumination member 501 emits light in a visible light band in which plasmon is activated, and may use various light sources such as a fluorescent lamp, an OLED, and an LED that emit visible light.

상기 정화부재(502)는 상기 조명부(140) 주변에 위치하여 조명부(140)로부터 발산된 빛을 흡수하고 플라즈몬을 이용한 광촉매반응을 일으켜 공기에 포함된 유해가스와 악취를 정화한다. 상기 정화부재(502)의 구조는 도면에 도시되진 않았지만, 하단에 기판이 위치하고 이산화티타늄(TiO₂) 등의 광촉매 박막으로 기판을 덮는다. 이때, 플라즈몬을 형성하는 물질인 금(Au), 은(Ag), 금합금(AuCu), 은합금(AgCu)를 나노크기로 광촉매박막 사이 또는 광촉매 박막 상부 또는 광촉매 박막 하부에 결합시킨다.The purifying member 502 is positioned around the illuminating unit 140 to absorb light emitted from the illuminating unit 140 and to cause a photocatalytic reaction using plasma to purify noxious gases and odors contained in the air. Although the structure of the purifying member 502 is not shown in the drawing, the substrate is positioned at the lower end and the substrate is covered with a photocatalytic thin film such as titanium dioxide (TiO ₂ ). At this time, gold (Au), silver (Ag), gold alloy (AuCu) and silver alloy (AgCu), which are plasmon forming materials, are bonded to the nanotubes between the photocatalyst thin films, the upper portion of the photocatalyst thin film or the lower portion of the photocatalyst thin film.

플라즈몬을 형성할 수 있는 귀금속의 나노 구조는 전자선묘화법(electron beam lithography), 나노 임프린트(nano-Imprint) 및 레이저 간섭법(laser interference lithography) 등을 사용하여 포토레지스트 또는 레진의 나노 패턴을 형성하고 증착기(Sputter, evaporator)를 이용하여 귀금속을 증착하며 이때 귀금속의 두께는 100nm 이하로 하며 lift-off 방법에 의해 최종적으로 귀금속 나노 구조를 형성한다. 상기 귀금속의 나노구조는 100nm 이하로 직선형, 원형, 체크형 등으로 돌출된다.The nano structure of the noble metal capable of forming plasmons can be formed by forming nano patterns of photoresist or resin using electron beam lithography, nano-imprint and laser interference lithography The noble metal is deposited using a sputter or evaporator. At this time, the noble metal has a thickness of 100 nm or less. Finally, the noble metal nano structure is formed by a lift-off method. The nano structure of the noble metal is protruded in a linear shape, a circular shape, a check shape or the like at 100 nm or less.

또한, 플라즈몬을 형성할 수 있는 귀금속을 화학적 합성 방법으로 나노 와이어, 나오 파티클 형태로 제조하여 이를 기판에 분산하여 고정화 시킨다.In addition, a noble metal capable of forming plasmons is prepared by a chemical synthesis method in the form of nanowires or nanoparticles, which are dispersed and immobilized on a substrate.

그리고, 도면에 도시되진 않았지만, 상기 정화부재(502)의 표면적을 넓히기 위하여 정화부재(502)를 조명부의 상단에 사다리형, 지그재그형, 2단 사다리형으로 만들어 공기와 접촉하는 단면적을 최대화 한다. 이러한 상기 정화부재(502)의 구조는 한정되지 않고 설치장소나 구비되는 구성요소에 따라 다양하게 변형되어 구현될 수 있다.Although not shown in the drawing, the purge member 502 is formed in a ladder shape, a zigzag shape, or a two-step ladder shape at the upper end of the illuminating part to maximize the cross-sectional area in contact with the air to widen the surface area of the purifying member 502. The structure of the purging member 502 is not limited and may be variously modified depending on the installation place and the constituent elements.

제어유닛(600)은 상기 공기센서유닛(400)을 통해 측정된 상기 유해균 및 오염물질의 측정데이터를 토대로 상기 조명부재(501)로부터 발생된 광의 밝기를 조절하여 상기 정화부재(502)의 광촉매반응을 조절하는 제어부(610)와, 상기 공기센서유닛(400)을 통해 측정된 측정데이터를 유무선통신망을 통해 등록된 관리자 단말기 또는 관리서버로 송출하는 통신부(620)를 구비한다. The control unit 600 adjusts the brightness of light generated from the illumination member 501 based on the measurement data of the harmful bacteria and contaminants measured through the air sensor unit 400, And a communication unit 620 for transmitting measurement data measured through the air sensor unit 400 to a management terminal or a management server registered through a wire / wireless communication network.

제어부(610)는 공기측정유닛을 통해 측정된 유해균 및 오염물질의 측정데이터가 사전에 설정된 공기오염도의 기준치 이하인 경우, 조명부재(501)의 조명을 차단하고, 측정한 유해균 및 오염물질의 측정데이터가 기준치 이상인 경우 조명부재(501)의 조명을 작동시켜 공기를 정화하도록 한다.When the measured data of the harmful bacteria and the pollutants measured through the air measurement unit is lower than or equal to a preset reference value of the air pollution degree, the control unit 610 cuts off the illumination of the illumination member 501, The illumination of the illumination member 501 is activated to purify the air.

통신부(620)는 유무선통신망에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있는 적재함 단말기를 구비하여 관리자 단말기로 공기측정유닛으로부터 측정된 측정데이터를 송출한다.The communication unit 620 includes a loading terminal capable of connecting to a wired / wireless communication network and transmitting / receiving data, and transmits measurement data measured from an air measurement unit to an administrator terminal.

이때, 관리자 단말기는 유무선통신망에 접속하여 데이터를 송수신할 수 있는 장치로서, 컴퓨터, 휴대폰 또는 피디에이(PDA)인 것이 바람직하다. 상기 통신부(620)는 통신망을 통해 공기센서유닛(400)을 통해 측정된 데이터를 관리자에게 송신하므로 원거리에서도 관리자가 용이하게 축사(15)의 상태를 인지할 수 있다. 특히, 통신부(620)는 질병관리센터의 관리자에게도 축사(15)의 측정데이터를 송출하므로 AI 나 구제역 발생시 보다 신속한 대처가 가능하다. At this time, the administrator terminal is preferably a computer, a mobile phone, or a PDA (personal digital assistant), which is a device capable of connecting to a wired / wireless communication network and transmitting / receiving data. The communication unit 620 transmits data measured through the air sensor unit 400 to the administrator through the communication network, so that the administrator can easily recognize the state of the barn 15 even at a long distance. In particular, since the communication unit 620 transmits the measurement data of the barn 15 to the manager of the disease management center, it is possible to take quick action in the case of AI or foot-and-mouth disease.

한편, 통신부(620)는 도면에 도시되진 않았지만, 이중 유리로 된 광섬유를 통해 레이저 광의 전반사를 이용하여 정보를 주고받는 광통신 방식으로 사용될 수도 있다. Although not shown in the figure, the communication unit 620 may be used in an optical communication system in which information is transmitted and received through total fiber laser light through an optical fiber made of double glass.

상기 언급된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 무창축사 환기시스템(100)은 표면 플라즈몬 공면을 이용한 공기센서유닛(400)이 마련되어 축사(15) 내부공기 내에 포함된 유해균 및 오염물질을 보다 정확하게 측정할 수 있고, 공기정화유닛(500)을 통해 축사(15) 내부 공기 뿐만아니라 축사(15) 외부로 배출되는 공기를 정화시킬 수 있는 장점이 있다. In the non-chambered ventilation system 100 according to the present invention constructed as described above, the air sensor unit 400 using the surface plasmon coplanar surface is provided to more accurately measure the harmful bacteria and contaminants contained in the air inside the housing 15 And has an advantage that it is possible to purify not only the air inside the housing 15 but also the air discharged to the outside of the housing 15 through the air purifying unit 500.

또한, 통신부(620)를 통해 공기센서유닛(400)을 통해 측정된 데이터를 관리자에게 송신하므로 원거리에서도 관리자가 용이하게 축사(15)의 상태를 인지할 수 있다. In addition, since the measured data is transmitted to the manager through the air sensor unit 400 through the communication unit 620, the administrator can easily recognize the state of the housing 15 even at a long distance.

한편, 본 발명에 따른 무창축사 환기시스템(100)은 상기 축사(15) 내부의 온도를 측정할 수 있도록 상기 축사(15)에 설치된 온도센서(701)와, 상기 축사(15) 내부의 습도를 측정할 수 있도록 상기 축사(15)에 설치된 습도센서(702)와, 상기 축사(15) 내부에 발생된 메탄가스를 측정할 수 있도록 상기 축사(15)에 설치된 메탄가스센서(703) 및 상기 축사(15)에 설치되어 축사(15) 내부공기를 살균하는 살균램프(704)를 더 구비한다. The ventilatorless ventilation system 100 according to the present invention includes a temperature sensor 701 installed on the barn 15 to measure the temperature inside the barn 15, A humidity sensor 702 installed in the housing 15 so as to measure the methane gas generated by the housing 15 and a methane gas sensor 703 installed in the housing 15 to measure methane gas generated in the housing 15, And a sterilizing lamp 704 installed in the indoor unit 15 to sterilize the air inside the housing 15.

상기 제어유닛(600)의 통신부(620)는 상기 온도센서(701), 습도센서(702) 및 메탄가스센서(703)를 통해 측정된 측정데이터를 유무선통신망을 통해 상기 관리자 단말기로 송출한다. 관리자는 원거리에서 통신부(620)를 통해 제공되는 축사(15) 내부의 온도, 습도, 메탄가스 데이터를 토대로 보다 상세한 축사(15)의 상태를 인지할 수 있다. The communication unit 620 of the control unit 600 transmits measurement data measured through the temperature sensor 701, the humidity sensor 702 and the methane gas sensor 703 to the administrator terminal through the wired / wireless communication network. The administrator can recognize the state of the housing 15 in more detail based on the temperature, humidity, and methane gas data in the housing 15 provided through the communication unit 620 at a long distance.

살균램프(704)는 다수개가 축사(15) 내부의 천장면에 설치되며, 축사(15) 내부공기를 살균할 수 있도록 하방으로 적외선을 방사한다. 제어부(610)는 공기측정유닛을 통해 측정된 유해균 및 오염물질의 측정데이터가 사전에 설정된 공기오염도의 기준치 이상인 경우 살균램프(704)를 작동시켜 축사(15) 내부공기를 살균한다. A plurality of sterilizing lamps 704 are installed in a ceiling scene inside the barn 15 and emit infrared rays downward so as to sterilize the air inside the barn 15. The control unit 610 operates the sterilizing lamp 704 to sterilize the air inside the housing 15 when the measurement data of the harmful bacteria and the pollutants measured through the air measurement unit is equal to or greater than a preset reference value of the air pollution degree.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

100: 무창축사 환기시스템
200: 환기부
400: 공기센서유닛
410: 케이스
411: 배출관
412: 에어펌프
420: 가스센서 칩
421: 프리즘
422: 메탈층
423: 감지층
430: 발광부재
440: 수광부재
450: 판별부
500: 공기정화유닛
501: 조명부재
502: 정화부재
600: 제어유닛100: Wuchang housing ventilation system
200: ventilation part
400: air sensor unit
410: Case
411: discharge pipe
412: Air pump
420: Gas sensor chip
421: prism
422: metal layer
423: sensing layer
430:
440: Light receiving member
450:
500: air purification unit
501: Lighting member
502: purification member
600: control unit

Claims

A ventilating unit installed in the housing for introducing the air outside the housing into the housing or discharging the air inside the housing to the outside of the housing;
An air sensor unit installed in the housing for measuring harmful bacteria and pollutants contained in the housing;
A cleaning member provided inside the housing to absorb light generated from the lighting member and to cause a photocatalytic reaction using plasmon to purify the air inside the housing; An air purification unit provided;
The photocatalytic reaction of the purging member is controlled by adjusting the brightness of light generated from the illumination member based on the measurement data of the harmful bacteria and the pollutant measured through the air sensor unit, And a control unit for sending out to a registered administrator terminal via a wired / wireless communication network,
The air sensor unit measures the harmful bacteria and contaminants contained in the housing using surface plasmon resonance,
The air sensor unit
A case provided with an inflow space through which the air inside the housing can flow,
A metal layer which is provided on the case and reflects incident light, a metal layer which is bonded to one side of the prism and generates surface plasmon resonance in response to light incident on the prism, And a sensing layer provided on the case so that one side thereof is exposed to the inflow space and capable of sensing the internal air of the housing by causing a wavelength shift of a surface wave generated according to the resonance of the surface plasmon, ,
A light emitting member for emitting light to the prism,
A light-receiving member for sensing light reflected from the prism,
And a discrimination unit for analyzing the light sensed through the light receiving member to discriminate the harmful bacteria and contaminants from the inside air of the housing,
A temperature sensor installed on the housing to measure a temperature inside the housing;
A humidity sensor installed on the housing to measure humidity inside the housing;
A methane gas sensor installed on the housing to measure methane gas generated inside the housing;
And a sterilizing lamp installed on the housing to emit infrared rays for sterilizing the inside of the housing,
Wherein the control unit sends measurement data measured through the temperature sensor, the humidity sensor, and the methane gas sensor to the administrator terminal through a wire / wireless communication network.

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