KR100749215B1 - 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도판별장치 - Google Patents

밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도판별장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포장되어 있는 김치나 과일 등의 숙성도를 실시간으로 파악하여 포장되어 있는 김치나 과일 등의 판매, 보관 및 유통을 과학적이고 체계적으로 관리할 수 있는 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치는 김치, 딸기, 토마토 등의 포장되어 있는 제품의 숙성도를 실시간으로 측정할 수 있으므로, 제품의 판매, 보관 및 유통을 과학적이고 체계적으로 관리할 수 있을 뿐 만 아니라 대규모 판매장에 설치하여 숙성도별로 제품을 표시하여 진열하면 소비자가 자신의 기호에 맞는 숙성도를 가진 제품을 구매할 수 있어 다양한 소비자 기호 충족 욕구를 해결할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서는 숙성도에 따라 차등되어 발산되는 포장 제품의 순수 전파만을 측정할 수 있도록 외부 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐 측정실; 김치의 전파 의 집속과 수신하기 위한 안테나부; 렌즈와 안테나의 정확한 위치를 조정하고 장치의 동작을 on/off하기 위한 조정 판넬; 집적된 전파를 수신하고 이를 증폭과 육안으로 확인할 수 있는 신호로 변조하기 위한 연산 처리부; 김치의 숙성도를 수치와 영상으로 표시하는 액정 디스플레이로 구성된 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치를 제공한다.
밀리미터파 수신 장치, 김치, 숙성도

Description

밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치{distinction apparatus for maturity of closed packing Kimchi using millimeter-wave receiving systems}
도 1은 딸기의 숙성도에 따른 밀리미터파 영상,
도 2는 김치 숙성도 측정 장치로써, 도 2a는 김치 숙성도 측정 장치의 정면도이고, 도 2b는 김치 숙성도 측정 장치의 측면도,
도 3은 밀리미터파 수신 장치의 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21 : 전자파 차폐 측정실 22 : 안테나 부
23 : 조정 판넬 24 : 연산 처리부
25 : 액정 디스플레이
31 : 렌즈 32 : 안테나
33 : 증폭기 34 : 검파기
35 : 직류 증폭기 36 : 연산처리장치
지구상에 존재하는 모든 물체들은 각각의 에너지를 가지고 있으며, 이 에너지는 온도 혹은 기타 여러 형태로 발산된다. 에너지를 발산하는 형태 중에 전파의 형태로 발산되는데, 이는 30 GHz 이상의 밀리미터파 대역용 수신 시스템을 사용하여 수신이 가능하다. 또한 물체의 종류에 따라 전파의 세기가 미세하게 다르며, 같은 물체라 하더라도 숙성의 정도에 따라 다르게 나타난다. 그에 대한 예로 도 1은 딸기의 숙성도에 따라 발산되는 전파의 세기가 다르다는 것은 나타내는 밀리미터파 영상이다. 딸기의 숙성정도에 따라 영상의 진함이 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 또한 포장 김치도 숙성정도에 따라 김치 내의 산도 차이 등이 존재하기 때문 에 발산되는 전파의 세기가 다르다.
우리나라의 대표적인 발효식품인 김치는 배추나 무를 주재로 하고 여기에 고추, 소금, 마늘 기타 젓갈류를 부재료로 하여 발효 숙성시킨 전통식품으로서 요즘에는 전 세계적으로 그 우수성이 높게 평가되고 있다. 이와 같은 발효식품으로서의 김치는 각종 유기산이 다량 함유되어 있어 건강식품으로서도 각광받게 되었으며 최근에는 맞벌이 부부의 증가로 공업적으로 대량 생산되어 포장된 김치제품의 수요가 급격히 증가하고 있는 실정이다. 이와 같은 포장 김치제품의 양적 수요증가에 부응하여 질적인 만족 또한 충족시키는 것이 필요하여 왔다. 예를 들어 소비자의 기호에 따라 김치의 숙성 정도를 달리 하고 김치의 숙성 상태 보존 및 유지 등의 기술이 필요하게 되었으며, 이를 위해 김치의 숙성 방법이나 진공포장 및 김치 냉장고 등의 개발되었다. 시장에서 유통 중에 포장 김치제품의 과숙을 방지할 필요가 있었으며 또는 소비자의 기호에 맞는 숙도를 가진 포장 김치제품의 식별이 필요하였다. 그러나 포장 김치의 숙성 정도를 확인하는 방법으로는 포장을 개봉하여 확인하는 방법 외에는 소비자가 확인할 수 있는 방법이 없었기 때문에 사용자가 김치의 숙성 도를 판단하기가 어려운 문제점이 있었다.
이러한 불편함을 해결하기 위한 방법으로 김치의 산도를 포장재의 색변화를 통하여 확인할 수 있는 방법이 개발되었다. 그러나 현재 사용 중인 포장 김치의 포장재를 새로 개발하여야 하며, 주변에 식초와 같은 산성을 갖고 있는 물질에 노출 되었을 경우 포장의 색이 변화하여 김치의 순수한 숙성도를 판별하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 포장되어 있는 김치나 과일 등의 숙성도를 실시간으로 파악하여 포장되어 있는 김치나 과일 등의 판매, 보관 및 유통을 과학적이고 체계적으로 관리할 수 있는 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 숙성도에 따라 차등되어 발산되는 포장 내의 김치의 순수 전파만을 측정할 수 있도록 외부 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐 측정실; 김치의 전파를 집속과 수신하기 위해 렌즈와 안테나로 구성된 안테나부; 렌즈와 안테나의 정확한 위치를 조정하고 장치의 동작을 온/오프(on/off)하기 위한 조정 판넬; 안테나부(22)에서 집속된 전파를 수신하고 이를 증폭하는 동시에 육안으로 확인할 수 있는 신호로 변조하기 위한 연산 처리부; 김치의 숙성 정도를 육안으로 확인할 수 있도록 김치의 숙성도를 수치와 영상으로 표시하는 액정 디스플레이로 구성되어 김치가 포장되어 있는 제품의 숙성도를 실시간으로 측정할 수 있는 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 밀리미터파 수신 장치를 사용하여 김치로부터 방사되는 밀리미터파 신호를 수신하여 증폭, 연산 처리하는 기술이며, 이러한 기술은 밀리미터파를 이용한 수신 장치와 수신되는 밀리미터파 신호를 확인 가능한 정보로 변환시키는 연산 처리 장치를 이용하여 해결 할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 특징적인 구성과 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 딸기의 숙성도에 따른 밀리미터파 영상이고, 도 2는 김치 숙성도 측정 장치로써, 도 2a는 김치 숙성도 측정 장치의 정면도이고, 도 2b는 김치 숙성도 측정 장치의 측면도이며, 도 3은 밀리미터파 수신 장치의 구성도이다.
도2a 및 도2b에 도시한 바와 같이 본 발명의 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치는 숙성도에 따라 차등되어 발산되는 포장 내의 김치의 순수 전파만을 측정할 수 있도록 외부 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐 측정실(21); 김치의 전파를 집속과 수신하기 위해 렌즈(31)와 안테나(32)로 구성된 안테나 부(22); 렌즈(31)와 안테나(32)의 정확한 위치를 조정하고 장치의 동작을 온/오프(on/off)하기 위한 조정 판넬(23); 안테나부(22)에서 집속된 전파를 수신하고 이를 증폭하는 동시에 육안으로 확인할 수 있는 신호로 변조하기 위한 연산 처리부(24); 김치의 숙성 정도를 육안으로 확인할 수 있도록 김치의 숙성도를 수치와 영상으로 표시하는 액정 디스플레이(25)로 구성된다.
상기한 전자파 차폐 측정실(21)은 외부로부터 미세한 전파가 침투할 수 없도록 완전 차폐가 되어 있으며, 전면은 포장 김치를 측정실 안으로 넣을 수 있도록 도어(door)로 되어 있다. 도어를 열고 포장 김치를 안으로 넣고 문을 닫으면 전자파 차폐 측정실(21) 내부는 외부로부터 차폐되어 김치의 순수한 전파만을 측정할 수 있다.
안테나 부(22)는 측정실 내의 김치에서 발산된 전파를 집속하기 위한 렌즈(31)와 전파 수신을 위한 안테나(32)로 구성되어 있으며, 렌즈에서 김치에서 발산된 전파를 집속하고 안테나에서 집속된 전파를 수신한다.
조정 판넬(23)에는 김치의 숙성도를 정확히 측정하기 위해 렌즈(31)와 안테나(32)의 정확한 위치를 조절하고 김치 숙성도 측정 장치의 동작과 측정을 온/오프(on/off)하기 위한 조정 스위치가 구비되어 있다.
연산 처리부(24)는 밀리미터파 수신 장치에서 수신된 전파를 증폭하고 필요한 신호만을 뽑아내고 이를 육안으로 확인할 수 있는 정보로 변환하기 위한 연산 처리를 수행한다. 또한 기억장치의 김치의 숙성도 정보와 측정된 김치의 숙성도를 비교 판별하는 역할도 수행한다.
액정 디스플레이(25)는 연산 처리부에서 변환된 정보를 육안으로 확인할 수 있도록 수치적인 정보와 영상을 동시에 표시하는 역할을 한다.
밀리미터파 수신장치에 대해 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 밀리미터파 수신 장치는 물체로부터 발산되는 밀리미터파 대역의 전파를 집속하기 위한 렌즈(31); 집속된 전파를 수신하기 위한 안테나(32); 안테나에서 수신된 신호를 증폭하기 위한 증폭기(33); 증폭된 수신 신호를 직류로 전환하는 검파기(34); 저주파 성분을 걸러내어 직류전압으로 출력하는 직류 증폭기(35); 입력된 직류 신호를 처리하는 연산처리장치(36)로 구성된다.
밀리미터파 수신 장치의 렌즈(31) 전면에 김치가 위치하면 김치에서 방사되는 35 GHz의 밀리미터파 대역 전파를 렌즈(31)에서 집속하고, 이를 안테나(32)에서 수신한다. 안테나(32)에서 수신된 전파는 증폭기(33)에서 일정한 배율로 증폭된다. 검파기(34)에서는 증폭기(33)에서 증폭된 전체 신호에서 필요한 신호만을 추출하는 검파 동작을 한다. 이 검파된 신호로부터는 직류 성분과 출력변동인 저주파 성분이 생겨서 출력 변동이 크므로 상기 직류 증폭기는 검파된 신호의 저주파 성분을 구비된 저역 통과 여파기를 통해 걸러냄으로써 수신 강도에 대응하는 직류 전압을 출력한다. 이러한 직류 증폭기의 출력 직류 전압을 연산처리장치에서 직류 전압 의 크기에 대응해서 온도를 결정하고 이를 바탕으로 데이터 베이스화된 조건에 의해 숙성도를 판별한다.
상기의 밀리미터파 수신 장치에서 렌즈와 안테나는 김치 숙성도 측정 장치의 안테나 부에 설치되고, 증폭기와 검파기와 직류 증폭기와 연산처리장치는 연산 처리부에 설치된다.
본 발명에 따른 김치의 숙성도 측정 장치는 포장 김치의 숙성 정도를 포장을 개봉하지 않은 상태에서 측정 가능하다. 또한 김치뿐만 아니라 딸기 혹은 토마토 등의 과일 혹은 야채도 숙성 정도에 따라 발산하는 전파의 차이가 존재하기 때문에 본 발명에 따른 숙성도 측정 장치를 이용하여 과일 혹은 야채의 숙성도 측정이 가능하다.
본 발명에 따른 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치는 김치, 딸기, 토마토 등의 포장되어 있는 제품의 숙성도를 실시간으로 측정할 수 있으므로, 포장을 개봉하지 않은 상태에서 제품의 손상 없이도 실시간으로 숙성도를 측정하여 확인할 수 있어서, 제품의 판매, 보관 및 유통을 과학적이고 체계적으로 관리할 수 있을 뿐 만 아니라 대규모 판매장에 설치하여 숙성도별로 제품을 표시하여 진열하면 소비자가 자신의 기호에 맞는 숙성도를 가진 제품을 구매할 수 있어 다양한 소비자 기호 충족 욕구를 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치는 모든 물체가 그 절대온도에 비례해서 방사하고 있는 넓은 대역의 열잡음 중에서 밀리미터파 대역의 신호를 수신해서 숙성도를 판별하는 시스템이기 때문에 투과나 반사 신호를 받기 위해 물체에 신호를 조사시키기 위한 신호 발생장치 및 발산장치가 필요하지 않기 때문에 경제적이며 인체에 유해한 엑스선을 사용하지 않아 여러 제품에 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치는 김치가 숙성되는 과정에서 김치의 온도가 미세하게 변화하는 것을 감지하며, 김치가 숙성함에 따라 산도의 증가(젖산 등의 증가) 및 김치의 방사율이 변화하는 것을 감지하여 측정함으로써 김치의 숙성도를 보다 용이하게 판별할 수가 있다.

Claims (1)

  1. 숙성도에 따라 차등되어 발산되는 포장 내의 김치의 순수 전파만을 측정할 수 있도록 외부 전자파를 차단하기 위한 전자파 차폐 측정실(21);
    김치의 전파를 집속과 수신하기 위해 렌즈(31)와 안테나(32)로 구성된 안테나부(22);
    상기 렌즈(31)와 안테나(32)의 정확한 위치를 조정하고 장치의 동작을 온/오프하기 위한 조정 판넬(23);
    상기 안테나부(22)에서 집속된 전파를 수신하고 이를 증폭하는 동시에 육안으로 확인할 수 있는 신호로 변조하기 위한 연산 처리부(24);
    김치의 숙성 정도를 확인할 수 있도록 김치의 숙성도를 수치와 영상으로 표시하는 액정 디스플레이(25)로 구성된 것을 특징으로 하는 밀리미터파 수신 장치를 이용한 미개봉 포장 김치 숙성도 판별장치.
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