JP6731086B2 - 粒子測定システム - Google Patents
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Description
本発明は、粒子測定システムに関する。より具体的には、２つの乾燥装置を備えて１つの乾燥装置で、微細粒子についての乾燥機能が行われるようにし、同時に他の１つの乾燥装置では、除湿剤の再生機能が行われるようにすることにより、除湿剤の交替がなくても継続的に除湿剤の再生が可能で半永久的で使用が可能であり、これによって、除湿剤の交替作業の不便さなしに、より便利に使用することができ、測定結果の連続性および正確度を向上させることができる粒子測定システムに関する。
一般的に、半導体工程やＬＣＤ工程のようなナノ水準の高度精密工程は、作業設備内に汚染粒子が発生するようになれば、致命的な製品不良につながることができるので、高度の清潔状態が維持されるようにクリーンルームのような清浄設備内で工程が進められており、これらの設備では、汚染粒子のリアルタイム監視も非常に厳しく行われている。
したがって、これらの設備では、設備内の汚染粒子の測定のための別の粒子測定システムが適用されており、これらの粒子測定システムを介してリアルタイムで設備内の特定チャンバーの粒子分布状態が測定されている。
これらの粒子測定システムは、任意の測定チャンバー内の粒子の分布状態、すなわち粒子の大きさおよび数などを測定することで、クリーンルーム設備に加えて大気汚染粒子の分布状態を測定するか、または実験室などで特定粒子の分布状態を測定するために使用されるなど、非常に様々な分野に広く使用される。
特に、最近は、大気汚染粒子として微細粒子についての研究が活発に行われているが、微細粒子は、大気中で大気化学反応を通じて超微細粒子を生成させ、２次汚染物質の原因であるオゾンを発生させる。また、自動車で排出される微細粒子は、多量の発癌成分を含み、呼吸時に気道や粘膜に濾過されず、肺胞に深く侵透したり、脳に移動することもできるなど、体内蓄積によって様々な形で人の健康を脅威している。
これらの様々な微細粒子についての正確な測定および研究のために最近粒子測定システムが広く用いられているが、一般的に、微細粒子は、大気中に存在する微量の水分を吸収するか、または水分によって互いに容易に凝集されるので、粒子測定システムを介してこれらの微細粒子を正確に検出するためには、システムに微細粒子を乾燥させることができる乾燥装置が要求される。
粒子測定システムの乾燥装置は、エアゾール状態の微細粒子を外部の空気とともにヒーティングして乾燥させる方式で構成されるか、またはエアゾール状態の微細粒子を除湿剤を通じて拡散させて乾燥させる方式で構成されるなど、様々な方式で構成される。
これらの乾燥装置は、その方式に応じてそれぞれ長所と短所が存在するが、除湿剤を用いた拡散乾燥装置の場合、構造が単純で製作が容易であるなどの長所があるが、一定期間以上使用すると、除湿剤の性能が低下して除湿剤を周期的に交換して使用しなければならない不便さがある。特に、梅雨期のように湿気の高い時期や場所では、除湿剤の交換周期が非常に早くなるので、このような不便さがさらに倍加され、除湿剤の交換周期を正確に把握できなければ粒子測定結果の正確度が著しく低下する問題がある。
本発明は、従来技術の問題点を解決するために発明したものであって、本発明の目的は、２つの乾燥装置を備えて１つの乾燥装置で、微細粒子についての乾燥機能が行われるようにし、同時に他の１つの乾燥装置では、除湿剤の再生機能が行われるようにすることにより、除湿剤の交替がなくても継続的に除湿剤の再生が可能で半永久的で使用が可能であり、これによって、除湿剤の交替作業の不便さなしに、より便利に使用することができ、測定結果の連続性および正確度を向上させることができる粒子測定システムを提供する。
本発明の他の目的は、２つの乾燥装置のうちのずれか１つに再生機能を行うための再生乾燥手段として、残りの１つから排出された乾燥空気を用いることにより、別の付加的な複雑な装置がなくても簡単に乾燥装置の再生機能を行うことができ、排出される乾燥空気を活用するという点でエネルギーを効率的に用いることができて構造が単純でエネルギー効率の高い粒子測定システムを提供する。
本発明のまた他の目的は、２つの乾燥装置に発熱ヒーターを配置することにより、発熱ヒーターを再生乾燥手段で用いることができるため、乾燥装置についての再生作業をより迅速に行うことができ、さらに、乾燥装置の微細粒子についての乾燥機能時、発熱ヒーターを通じて外部空気の温度を調節できるため、微細粒子測定の正確度をさらに向上させることができる粒子測定システムを提供する。
本発明は、微細粒子がエアゾール状態で流入して排出されるように両端部にメーン流入口およびメーン排出口が形成され、中心部には、上記メーン流入口およびメーン排出口と連通されるメーン流路が形成され、内部空間には、上記メーン流路を通過するエアゾール状態の微細粒子を乾燥させるように上記メーン流路を覆う形で除湿剤が充填される第１および第２乾燥装置と、エアゾール状態の微細粒子が外部空気とともに上記第１および第２乾燥装置のうちいずれか１つに選択的に流入するように作動する外気供給部と、上記第１および第２乾燥装置のうちいずれか１つから排出される微細粒子を検出する粒子検出装置と、上記第１および第２乾燥装置に充填された除湿剤を選択的に再生乾燥させるように作動する再生乾燥手段と、上記外気供給部および再生乾燥手段を動作制御する制御部と、を含み、上記制御部は、上記外気供給部を動作制御して上記第１および第２乾燥装置のうちいずれか１つに微細粒子と外部空気がともに供給されるようにし、これと同時に、上記再生乾燥手段を動作制御して残りの１つの乾燥装置に充填された上記除湿剤が再生乾燥されるようにする粒子測定システムを提供する。
また、上記粒子測定システムは、上記第１および第２乾燥装置から排出されるエアゾール状態の微細粒子が通過するように上流端部が第１および第２分岐ラインに分岐して上記第１および第２乾燥装置のメーン排出口に結合されるメーン排出ラインと、上記メーン排出ラインの中間に連結されて微細粒子および空気の流れを発生させるように作動するメーンポンプをさらに含み、上記粒子検出装置は、上記メーン排出ラインの中間に連結されて微細粒子を検出するように構成され得る。
また、上記粒子測定システムは、上記第１および第２乾燥装置のメーン流入口に流入する外部空気の温度および湿度を測定する流入口温湿度センサーと、上記第１および第２乾燥装置のメーン排出口から排出される乾燥空気の温度および湿度を測定する排出口温湿度センサーをさらに含み、上記制御部は、上記流入口温湿度センサーおよび上記排出口温湿度センサーの測定値を認可してから、上記外気供給部および再生乾燥手段を動作制御することができる。
また、上記制御部は、上記第１および第２乾燥装置のうち現在の微細粒子が供給される１つの乾燥装置について上記流入口温湿度センサーおよび排出口温湿度センサーの測定値を通じて乾燥性能を判断し、判断した乾燥性能が基準値以下であれば、残りの１つの乾燥装置に微細粒子が供給されるように上記外気供給部を動作転換し、上記外気供給部の動作転換によって微細粒子の供給が遮断された乾燥装置について上記除湿剤が再生乾燥されるように上記再生乾燥手段を動作転換することができる。
また、上記再生乾燥手段は、上記メーン排出ラインの下流端に連結され、上記第１および上記第２乾燥装置のうちいずれか１つから排出される乾燥空気を残りの１つに供給する空気循環供給部を含み、上記第１および第２乾燥装置は、内部に充填された上記除湿剤が上記空気循環供給部を介して供給された乾燥空気によって再生乾燥されるように形成され得る。
また、上記第１および第２乾燥装置には、上記空気循環供給部によって供給される乾燥空気が流入および排出されるように、両端部に乾燥流入口および乾燥排出口が形成され、上記乾燥流入口および上記乾燥排出口は、上記メーン流路と連通されるように形成され得る。
また、上記空気循環供給部は、上記メーン排出ラインの下流端に連結される３方向バルブと、上記３方向バルブから上記第１乾燥装置の乾燥流入口に連結される第１空気循環ラインと、上記３方向バルブから上記第２乾燥装置の乾燥流入口に連結される第２空気循環ラインと、を含み、上記制御部は、上記３方向バルブの内部流路を転換して上記メーン排出ラインから排出される乾燥空気が上記第１および第２空気循環ラインのうちいずれか１つを介して供給されるようにできる。
また、上記再生乾燥手段は、上記第１および第２乾燥装置の上記メーン流路上に配置されて熱を発散する発熱ヒーターをさらに含み、上記発熱ヒーターは、上記制御部によって動作制御されることができる。
また、上記発熱ヒーターは、発熱コイルが石英管の内部に密封された形の石英管ヒーターが適用され得る。
また、上記制御部は、上記第１および第２乾燥装置のうちいずれか１つに配置された発熱ヒーターが上記除湿剤を再生乾燥するように相対的に高温発熱するようにし、残りの１つに配置された上記発熱ヒーターは、外部空気の温度を調節できるように相対的に低温発熱するように動作制御することができる。
また、上記外気供給部は、微細粒子が含有された外部空気が流入するように、一端にサンプリングラインが連結される３方向バルブと、上記３方向バルブから上記第１乾燥装置のメーン流入口に連結される第１外気供給ラインと、上記３方向バルブから上記第２乾燥装置の上記メーン流入口に連結される第２外気供給ラインと、を含み、上記制御部は、上記３方向バルブの内部流路を転換して上記サンプリングラインを介して流入した微細粒子および外部空気が上記第１および第２外気供給ラインのうちいずれか１つを介して供給されるようにできる。
また、上記第１および第２乾燥装置は、それぞれ上端に上記メーン流入口が形成される上部ボディーと、下端に上記メーン排出口が形成される下部ボディーと、上記上部ボディーと上記下部ボディーとの間に結合され、中心部には、上記メーン流路が形成されるように中空パイプ形状のメッシュパイプが配置される中心ケースと、を含み、上記メッシュパイプは、エアゾール状態の微細粒子が側壁を通過するようにメッシュ形状に形成され、上記除湿剤は、上記メッシュパイプの外部空間を覆う形で上記中心ケースに充填されることができる。
本発明によると、２つの乾燥装置を備えて１つの乾燥装置で、微細粒子についての乾燥機能が行われるようにし、同時に他の１つの乾燥装置では、除湿剤の再生機能が行われるようにすることにより、除湿剤の交替がなくても継続的に除湿剤の再生が可能で半永久的で使用が可能であり、これによって、除湿剤の交替作業の不便さなしに、より便利に使用することができ、測定結果の連続性および正確度を向上させることができる効果がある。
また、２つの乾燥装置のうちいずれか１つに再生機能を行うための再生乾燥手段として残りの１つから排出された乾燥空気を用いることにより、別の付加的な複雑な装置がなくても簡単に乾燥装置の再生機能を行うことができ、排出される乾燥空気を活用するという点でエネルギーを効率的に用いることができて構造が単純でエネルギー効率の高い効果がある。
また、２つの乾燥装置に発熱ヒーターを配置することにより、発熱ヒーターを再生乾燥手段で用いることができるため、乾燥装置についての再生作業をより迅速に行うことができ、さらに、乾燥装置の微細粒子についての乾燥機能時、発熱ヒーターを通じて外部空気の温度を調節できるため、微細粒子測定の正確度をさらに向上させることができる効果がある。
以下、本発明の好ましい実施例を添付された図面を参照して具体的に説明する。まず各図面の構成要素に参照符号を付加することにおいて、同一の構成要素については、たとえ他の図面上に表示されても、できるだけ同一の符号を有するようにしていることに留意すべきである。また、本発明を説明することにおいて、関わる公知の構成または機能についての具体的な説明が本発明の要旨をぼかすおそれがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
図１は、本発明の一実施例による粒子測定システムの構成を概略的に示した図であり、図２は、本発明の一実施例による粒子測定システムの構成を機能的に示した機能ブロック図であり、図３は、本発明の一実施例による粒子測定システムの乾燥装置についての構成を概略的に示した図であり、図４および図５は、本発明の一実施例による粒子測定システムの作動転換状態を概略的に示した図である。
本発明の一実施例による粒子測定システムは、２つの乾燥装置を用いて除湿剤の交換周期を非常に長くするか、または除湿剤の交換なしに半永久的に使用できるシステムとして、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂと、外気供給部２００と、粒子検出装置３００と、再生乾燥手段６００と、制御部８００と、を含んで構成される。
第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂは、除湿剤を用いた拡散乾燥方式として同一の形で構成されるが、微細粒子がエアゾール状態で流入して排出されるように両端部にメーン流入口１２１およびメーン排出口１２２が形成され、中心部には、メーン流入口１２１およびメーン排出口１２２と連通されるメーン流路１２３が形成され、内部空間には、メーン流路１２３を通過するエアゾール状態の微細粒子を乾燥させるようにメーン流路１２３を覆う形で除湿剤１１０が充填される形で構成される。
第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂの構成をより詳しく見ると、上端にメーン流入口１２１が形成される上部ボディー１０１と、下端にメーン排出口１２２が形成される下部ボディー１０２と、上部ボディー１０１と下部ボディー１０２との間に結合され、中心部には、メーン流路１２３が形成されるように中空パイプ形状のメッシュパイプ１１１が配置される中心ケース１０３と、を含んで構成され得る。
メッシュパイプ１１１は、メーン流路１２３を流動するエアゾール状態の微細粒子が側壁を通過するようにメッシュ形状に形成され、除湿剤１１０は、メッシュパイプ１１１の外部空間を覆う形で中心ケース１０３に充填される。エアゾール状態の微細粒子は、メーン流路１２３を流動する過程で、メッシュパイプ１１１を覆う除湿剤１１０によって乾燥される。
外気供給部２００は、エアゾール状態の微細粒子が外部空気とともに第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂのうちいずれか１つに選択的に流入するように作動する。
これらの外気供給部２００は、微細粒子が含有された外部空気が流入するように一端にサンプリングライン２１０が連結される３方向バルブ２２０と、３方向バルブ２２０から第１乾燥装置１００ａのメーン流入口１２１に連結される第１外気供給ライン２３０と、３方向バルブ２２０から第２乾燥装置１００ｂのメーン流入口１２１に連結される第２外気供給ライン２４０と、を含んで構成される。
サンプリングライン２１０の先端には、外気供給部２００に微細粒子を供給できる別のサンプリング装置２１１が連結され得る。サンプリング装置２１１は、実験のために粒子を発生させる粒子発生装置が適用され得、これとは異なり、大気または工場などの空間で粒子を流入させる装置が適用され得るなど、微細粒子を外部空気とともにエアゾール状態で供給できる様々な装置が適用され得る。
これらの外気供給部２００は、３方向バルブ２２０の内部流路を転換することにより、サンプリングライン２１０を介して流入した微細粒子および外部空気が第１および第２外気供給ライン２３０、２４０のうち選択されたいずれか１つを介して第１乾燥装置１００ａまたは第２乾燥装置１００ｂに供給されるようにできる。３方向バルブ２２０の内部流路転換動作は、制御部８００によって動作制御されることができる。
粒子検出装置３００は、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂのうちいずれか１つから排出される微細粒子を検出するように構成される。これらの粒子検出装置３００は、光散乱方式粒子測定センサーなどの粒子の大きさおよび数を測定することができる様々な装置が適用され得る。
第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂのメーン排出口１２２には、排出されるエアゾール状態の微細粒子が通過するようにメーン排出ライン５００が連結されるが、粒子検出装置３００は、これらのメーン排出ライン５００の中間区間に連結されて微細粒子を検出するように構成される。粒子検出装置３００の下流端には、粒子検出装置３００に流入する微細粒子の流量を調節できるように流量計３１０が装着される。
メーン排出ライン５００は、上流端部が第１および第２分岐ライン５１０、５２０に分岐してそれぞれ第１乾燥装置１００ａおよび第２乾燥装置１００ｂに連結される。第１および第２分岐ライン５１０、５２０が互いに合わさる部位には、別の３方向バルブ５３０が配置され、３方向バルブ５３０の内部流路転換を通じて第１乾燥装置１００ａおよび第２乾燥装置１００ｂのうち選択されたいずれか１つの装置からメーン排出ライン５００に微細粒子および空気の排出流れが発生するようにできる。
また、メーン排出ライン５００の中間区間には、別のメーンポンプ４００が連通結合することができ、メーンポンプ４００の作動によって全体システムで微細粒子および空気の流れが発生されるようにできる。メーンポンプ４００の下流端には、微細粒子および空気流動の流量を調節できるように流量計４１０が装着され得、流量計４１０の下流端には、排出される微細粒子をフィルタリングするためのフィルター４２０が装着され得る。
再生乾燥手段６００は、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂに充填された除湿剤１１０をそれぞれ選択的に再生乾燥させるように構成され、制御部８００は、外気供給部２００および再生乾燥手段６００を動作制御するように構成される。
このとき、制御部８００は、外気供給部２００を動作制御して第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂのうちいずれか１つには、微細粒子と外部空気がともに供給されるようにし、これと同時に、再生乾燥手段６００を動作制御して残りの１つの乾燥装置に充填された除湿剤１１０が再生乾燥されるようにできる。
また、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂのメーン流入口１２１に流入する外部空気の温度および湿度を測定する流入口温湿度センサー７１０と、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂのメーン排出口１２２から排出される乾燥空気の温度および湿度を測定する排出口温湿度センサー７２０が備えられるが、流入口温湿度センサー７１０は、図１および図３に示すように、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂの内部空間にメーン流入口１２１と隣接するようにそれぞれ装着され得、排出口温湿度センサー７２０は、図１に示すように、メーン排出ライン５００上に装着され得る。もちろん、排出口温湿度センサー７２０も、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂの内部空間にメーン排出口１２２と隣接するようにそれぞれ装着され得る。
このとき、制御部８００は、流入口温湿度センサー７１０および排出口温湿度センサー７２０の測定値を認可してから、外気供給部２００および再生乾燥手段６００を動作制御することができる。
具体的によく見ると、制御部８００は、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂのうち、現在の微細粒子が供給される１つの乾燥装置について流入口温湿度センサー７１０および排出口温湿度センサー７２０の測定値を通じて乾燥性能を判断し、判断した乾燥性能が基準値以下であれば、残りの１つの乾燥装置に微細粒子が供給されるように外気供給部２００を動作転換し、これと同時に、外気供給部２００の動作転換によって微細粒子供給が遮断された乾燥装置について除湿剤１１０が再生乾燥されるように再生乾燥手段６００を動作転換する。
これにより、いずれか１つの乾燥装置では、微細粒子を乾燥する乾燥機能が行われ、この過程が行われる間に残りの１つの乾燥装置では、再生乾燥手段６００を通じて除湿剤１１０が再生乾燥される再生機能が行われる。一定期間が経過すると、制御部８００は、乾燥機能が行われる乾燥装置で再生機能が行われるようにし、再生機能が行われる乾燥装置で乾燥機能が行われるように外気供給部２００と再生乾燥手段６００の動作状態を再動作転換する。これらの動作転換過程を一定期間ごとに繰り返すことにより、１つの乾燥装置で微細粒子についての乾燥機能が行われる間に他の１つの乾燥装置では、除湿剤１１０についての再生機能が行われるため、除湿剤１１０の交替がなくても継続的に除湿剤１１０の再生が可能で半永久的で使用が可能である。
これらの制御部８００の外気供給部２００および再生乾燥手段６００についての動作転換過程は、単純に一定周期ごとに繰り返されるようにすることもできるが、現在の微細粒子についての乾燥機能が行われている乾燥装置の流入口温湿度センサー７１０および排出口温湿度センサー７２０の測定値を通じて乾燥性能を判断し、判断結果によって動作転換過程が行われるようにすることもできる。
次に、本発明の一実施例による再生乾燥手段６００について詳しくよく見る。
再生乾燥手段６００は、図１および図２に示すように、メーン排出ライン５００の下流端に連結され、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂのうちいずれか１つから排出される乾燥空気を残りの１つに供給する空気循環供給部６１０を含んで構成され得る。
このとき、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂは、内部に充填された除湿剤１１０が空気循環供給部６１０によって供給された乾燥空気によって再生乾燥されるように形成される。例えば、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂには、空気循環供給部６１０によって供給される乾燥空気が流入および排出されるように両端部に乾燥流入口１３１および乾燥排出口１３２が形成され、乾燥流入口１３１および乾燥排出口１３２は、メーン流路１２３と連通されるように形成される。
空気循環供給部６１０は、メーン排出ライン５００の下流端に連結される３方向バルブ６１１と、３方向バルブ６１１から第１乾燥装置１００ａの乾燥流入口１３１に連結される第１空気循環ライン６１２と、３方向バルブ６１１から第２乾燥装置１００ｂの乾燥流入口１３１に連結される第２空気循環ライン６１３を含んで構成され得る。
制御部８００は、３方向バルブ６１１の内部流路を転換してメーン排出ライン５００から排出される乾燥空気が第１および第２空気循環ライン６１２、６１３のうちいずれか１つを介して第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂに供給されるように動作制御することができる。
また、再生乾燥手段６００は、第１および第２乾燥装置１００ａ、１００ｂのメーン流路１２３上に配置されて熱を発散する発熱ヒーター６２０をさらに含んで構成され得、発熱ヒーター６２０は、制御部８００によって動作制御されることができる。
発熱ヒーター６２０は、図３に示すように、電源の供給を受けて発熱する発熱コイル６２１が中空パイプ形状の石英管６２２の内部に密封された形の石英管ヒーターが適用され得る。これらの石英管ヒーターが適用されることにより、微細粒子の化学的変性を防止し、ヒーターから新しい追加の粒子発生を抑制することができ、微細粒子測定の正確度を向上させることができる。また、これらの石英管ヒーターは、石英材質の特性上、滑らかな表面を有するため、微細粒子の流動過程でヒーター表面に粒子が沈着する現象が防止されて粒子損失が最小化されることにより、より正確な測定結果を得られる。
以上で説明した構成に応じて、本発明の一実施例による粒子測定システムの作動状態をよく見ると、まず、第１期間中には、図４に示すように、外気供給部２００によって外部空気と微細粒子が第１乾燥装置１００ａに流入する。第１乾燥装置１００ａの内部メーン流路１２３を通過する過程で、除湿剤１１０によって微細粒子および外部空気が乾燥され、乾燥された状態でメーン排出口１２２を介して排出される。メーン排出口１２２を介して排出された微細粒子および乾燥空気は、第１分岐ライン５１０を経てメーン排出ライン５００に沿って流動する。メーン排出ライン５００で、粒子検出装置３００によって粒子が測定され、下流端のフィルター４２０を介してフィルタリングされた後、乾燥空気が空気循環供給部６１０に流入する。空気循環供給部６１０では、３方向バルブ６１１によって第２空気循環ライン６１３に沿って流動して第２乾燥装置１００ｂの乾燥流入口１３１に流入する。第２乾燥装置１００ｂでは、乾燥流入口１３１を介して流入した乾燥空気がメーン流路１２３に沿って流動し、乾燥排出口１３２に排出されるが、この過程で、第２乾燥装置１００ｂの除湿剤１１０を再生させる。乾燥排出口１３２には、再生乾燥排出ライン１４１が連結され、第２乾燥装置１００ｂを通過した乾燥空気は、３方向バルブ１４０を経て再生乾燥排出ライン１４１を介して外部に排出される。これらの微細粒子および空気の流れは、メーン排出ライン５００上に装着されるメーンポンプ４００の作動によって行われる。
すなわち、第１期間中に第１乾燥装置１００ａに流入した外部空気は、第１乾燥装置１００ａの除湿剤１１０によって乾燥された乾燥空気状態で排出され、排出された乾燥空気は、空気循環供給部６１０によって第２乾燥装置１００ｂに流入し、第２乾燥装置１００ｂのメーン流路１２３を通過する過程で、第２乾燥装置１００ｂの除湿剤１１０に水分を除去し、除湿剤１１０を再生させる。
これらの空気循環供給部６１０による乾燥空気供給に加えて、制御部８００は、第２乾燥装置１００ｂの発熱ヒーター６２０を発熱動作させて除湿剤１１０の水分を蒸発させ、除湿剤１１０を再生させる。したがって、第２乾燥装置１００ｂの除湿剤１１０についての再生乾燥機能は、乾燥空気供給および発熱ヒーター６２０の発熱によってさらに迅速かつ完全に行われる。
第１期間中には、このような動作状態にずっと進行してから、第１乾燥装置１００ａの流入口温湿度センサー７１０および排出口温湿度センサー７２０の測定値を通じて第１乾燥装置１００ａの乾燥性能が基準値の以下になると、図５に示すように、外気供給部２００の動作を転換して微細粒子および外部空気を第２乾燥装置１００ｂに流入させる。すなわち、第１期間が完了した以後に開始される第２期間中には、外気供給部２００の動作転換によって微細粒子および外部空気が第２乾燥装置１００ｂに供給される。このとき、第２乾燥装置１００ｂの除湿剤１１０は、第１期間中に再生された状態であるため、第２乾燥装置１００ｂは、乾燥性能が良好な状態で微細粒子および外部空気についての乾燥機能を行うことになる。
第２乾燥装置１００ｂを通過しながら乾燥された微細粒子および空気は、図４で説明したように同じ方式で、第２分岐ライン５２０を経てメーン排出ライン５００に排出され、メーン排出ライン５００を通過する過程で、粒子検出装置３００によって微細粒子が検出測定される。
一方、外気供給部２００の動作転換とともに空気循環供給部６１０の３方向バルブ６１１の内部流路も転換されるが、これに応じてメーン排出ライン５００を通過した乾燥空気は、空気循環供給部６１０によって第２乾燥装置１００ｂではなく、第１乾燥装置１００ａに流入し、同じ方式で第１乾燥装置１００ａを通過する過程で、第１乾燥装置１００ａの除湿剤１１０を再生させる。このとき、発熱ヒーター６２０についての作動状態も転換されて第１乾燥装置１００ａの発熱ヒーター６２０が作動して第１乾燥装置１００ａの除湿剤１１０を乾燥空気とともに再生させる。
このような転換過程をずっと繰り返すことにより、いずれか１つの乾燥装置は、微細粒子についての乾燥機能を行い、この期間中に残りの１つの乾燥装置は、再生され、これによって、乾燥装置の除湿剤１１０についての交換がなくても乾燥装置を継続して使用できるため、より便利な運営が可能であり、測定結果の連続性および正確度を向上させることができる。
一方、制御部８００は、再生機能が行われる乾燥装置の発熱ヒーター６２０のみ作動するものとして説明したが、これとは異なり、乾燥機能が行われる乾燥装置の発熱ヒーター６２０も、外部空気の温度調節のために相対的に低温状態で発熱するように動作制御することができる。
すなわち、図４に示された状態を例にとると、微細粒子および外部空気が第１乾燥装置１００ａに供給されるとき、第２乾燥装置１００ｂの発熱ヒーター６２０は、第２乾燥装置１００ｂの除湿剤１１０を再生させるように約１００℃程度の相対的高温で発熱させることができ、第１乾燥装置１００ａの発熱ヒーター６２０は、内部空間を通過する外部空気の温度を調節できるように必要に応じて、約３０℃程度の相対的低温で発熱させることができる。
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で様々な修正および変形が可能であろう。したがって、本発明に開示された実施例は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、これらの実施例によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は、以下の請求範囲によって解釈されるべきであり、これと同等の範囲内にあるすべての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
１００ａ：第１乾燥装置
１００ｂ：第２乾燥装置
１１０：除湿剤
２００：外気供給部
３００：粒子検出装置
４００：メーンポンプ
５００：メーン排出ライン
６００：再生乾燥手段
６１０：空気循環供給部
６２０：発熱ヒーター
７１０：流入口温湿度センサー
７２０：排出口温湿度センサー
８００：制御部
１００ｂ：第２乾燥装置
１１０：除湿剤
２００：外気供給部
３００：粒子検出装置
４００：メーンポンプ
５００：メーン排出ライン
６００：再生乾燥手段
６１０：空気循環供給部
６２０：発熱ヒーター
７１０：流入口温湿度センサー
７２０：排出口温湿度センサー
８００：制御部
Claims (5)
- 微細粒子がエアゾール状態で流入して排出されるように両端部にメーン流入口およびメーン排出口が形成され、中心部には、前記メーン流入口および前記メーン排出口と連通されるメーン流路が形成され、内部空間には、前記メーン流路を通過するエアゾール状態の微細粒子を乾燥させるように前記メーン流路を覆う形で除湿剤が充填される第１および第２乾燥装置と、
エアゾール状態の微細粒子が外部空気とともに前記第１および第２乾燥装置のうちいずれか１つに選択的に流入するように作動する外気供給部と、
前記第１および第２乾燥装置から排出されるエアゾール状態の微細粒子が通過するように、上流端部が第１および第２分岐ラインに分岐して前記第１および第２乾燥装置の前記メーン排出口に結合されるメーン排出ラインと、
前記メーン排出ラインの中間に連結されて微細粒子および空気の流れを発生させるように作動するメーンポンプと、
前記メーン排出ラインの中間に連結されて前記第１および第２乾燥装置のうちいずれか１つから排出される微細粒子を検出する粒子検出装置と、
前記第１および第２乾燥装置に充填された前記除湿剤を選択的に再生乾燥させるように作動する再生乾燥手段と、
前記第１および第２乾燥装置の前記メーン流入口に流入する外部空気の温度および湿度を測定する流入口温湿度センサーと、
前記第１および第２乾燥装置の前記メーン排出口から排出される乾燥空気の温度および湿度を測定する排出口温湿度センサーと、
前記流入口温湿度センサーおよび前記排出口温湿度センサーの測定値を認可してから、前記外気供給部および前記再生乾燥手段を動作制御する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記外気供給部を動作制御して前記第１および第２乾燥装置のうちいずれか１つに微細粒子と外部空気がともに供給されるようにし、これと同時に、前記再生乾燥手段を動作制御して残りの１つの乾燥装置に充填された前記除湿剤が再生乾燥されるようにし、
前記再生乾燥手段は、
前記メーン排出ラインの下流端に連結され、前記第１および第２乾燥装置のうちいずれか１つから排出される乾燥空気を残りの１つに供給する空気循環供給部と、
前記第１および第２乾燥装置の前記メーン流路上に配置されて熱を発散し、熱によって前記除湿剤を再生乾燥させる発熱ヒーターと、を含み、
前記第１および第２乾燥装置には、前記空気循環供給部によって供給される乾燥空気が流入および排出されるように両端部に乾燥流入口および乾燥排出口が形成され、前記乾燥流入口および前記乾燥排出口は、前記メーン流路と連通されるように形成され、
前記第１および第２乾燥装置は、内部に充填された前記除湿剤が前記空気循環供給部を介して供給された乾燥空気によって再生乾燥されるように形成され、
前記発熱ヒーターは、発熱コイルが石英管の内部に密封された形の石英管ヒーターが適用され、
前記制御部は、
前記空気循環供給部の乾燥空気と前記発熱ヒーターの熱によって前記除湿剤が再生乾燥されるように前記空気循環供給部と前記発熱ヒーターを同時に作動させ、
前記第１および第２乾燥装置のうちいずれか１つに配置された前記発熱ヒーターが前記除湿剤を再生乾燥するように相対的に高温発熱するようにし、残りの１つに配置された前記発熱ヒーターは、外部空気の温度を調節できるように相対的に低温発熱するように動作制御する
粒子測定システム。 - 前記制御部は、
前記第１および第２乾燥装置のうち現在の微細粒子が供給される１つの乾燥装置について前記流入口温湿度センサーおよび前記排出口温湿度センサーの測定値を通じて乾燥性能を判断し、判断した乾燥性能が基準値以下であれば、残りの１つの乾燥装置に微細粒子が供給されるように前記外気供給部を動作転換し、前記外気供給部の動作転換によって微細粒子の供給が遮断された乾燥装置について前記除湿剤が再生乾燥されるように前記再生乾燥手段を動作転換する
請求項１に記載の粒子測定システム。 - 前記空気循環供給部は、
前記メーン排出ラインの下流端に連結される３方向バルブと、
前記３方向バルブから前記第１乾燥装置の乾燥流入口に連結される第１空気循環ラインと、
前記３方向バルブから前記第２乾燥装置の乾燥流入口に連結される第２空気循環ラインと、を含み、
前記制御部は、前記３方向バルブの内部流路を転換して前記メーン排出ラインから排出される乾燥空気が前記第１および第２空気循環ラインのうちいずれか１つを介して供給されるようにする
請求項１に記載の粒子測定システム。 - 前記外気供給部は、
微細粒子が含有された外部空気が流入するように一端にサンプリングラインが連結される３方向バルブと、
前記３方向バルブから前記第１乾燥装置の前記メーン流入口に連結される第１外気供給ラインと、
前記３方向バルブから前記第２乾燥装置の前記メーン流入口に連結される第２外気供給ラインと、を含み、
前記制御部は、前記３方向バルブの内部流路を転換して前記サンプリングラインを介して流入した微細粒子および外部空気が前記第１および第２外気供給ラインのうちいずれか１つを介して供給されるようにする
請求項１に記載の粒子測定システム。 - 前記第１および第２乾燥装置は、それぞれ
上端に前記メーン流入口が形成される上部ボディーと、
下端に前記メーン排出口が形成される下部ボディーと、
前記上部ボディーと前記下部ボディーとの間に結合され、中心部には、前記メーン流路が形成されるように中空パイプ形状のメッシュパイプが配置される中心ケースと、を含み、
前記メッシュパイプは、エアゾール状態の微細粒子が側壁を通過するようにメッシュ形状に形成され、
前記除湿剤は、前記メッシュパイプの外部空間を覆う形で前記中心ケースに充填される
請求項１に記載の粒子測定システム。
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