KR100882486B1

KR100882486B1 - 모듈형 광학분석기

Info

Publication number: KR100882486B1
Application number: KR1020080029832A
Authority: KR
Inventors: 김형원; 국윤상; 박일홍
Original assignee: 주식회사 한빛나노바이오테크
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-02-09

Abstract

본 발명은 모듈형 광학분석기에 관한 것이다. 본 발명에 의한 모듈형 광학분석기는 빛을 일방향으로 조사시키는 광원을 가지는 광원블럭; 상기 광원블럭으로부터 상기 광원이 조사되는 방향을 따라 이격되어 있고, 상기 광원으로부터 조사된 빛의 이동경로를 둘로 분할하는 광분할기 및 그 광분할기를 거쳐 분할된 빛들의 파장을 감지하는 한 쌍의 센서를 구비하는 센서블럭; 및 상기 광원블럭과 센서블럭 사이에 배치되고, 상기 광원으로부터 조사된 빛이 시료를 투과할 수 있도록 상기 시료의 이동경로를 제공하며, 상기 광원블럭 및 센서블럭과 함께 상기 빛의 조사방향을 따라 정렬된 상태에서 상기 광원블럭 및 센서블럭에 결합되는 셀블럭;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

광원블럭, 센서블럭, 셀블럭

Description

모듈형 광학분석기{Module-type optics analysis apparatus}

본 발명은 모듈형 광학분석기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물질의 성분 분석을 위한 광학분석기에 있어서, 부품을 모듈화하여 조립성을 개선시킬 수 있고 구조를 간소화시킬 수 있도록 구조가 개선된 모듈형 광학분석기에 관한 것이다.

최근 먹거리 및 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 수질, 토양, 식품 등 다양한 형태의 시료에 대한 물질분석 시스템이 도입되고 있다. 이 물질분석 시스템은 다양한 연구기관, 실험실 및 중소기업에서 운영하며 계속적인 교육을 실시하여 과학적인 관리기법을 구축하고 있다. 또한 각각 여러 시료채취 장소에서 다양한 형태의 기준을 만들고 이를 설정하여 모니터링을 하고 있다.

일반적으로 현재 사용되고 있는 분석장비 혹은 기기는 구조가 복잡하며 그 사용상 방법도 용이하지 않아 측정 현장에서의 신속한 적용이 매우 어려운 현실이다. 예를 들어, GC-MS (Gas Chromatography-Mass Spectrometer) 혹은 원자흡광분석기나 원자발광분석기 또는 통상의 Spectrophotometer의 경우에는 많은 구성부품이 각각 정해진 위치에 개별적으로 설치되기 때문에 그 조립 및 분해효율이 떨어지며, 사용방법을 완전히 숙지하지 않은 채 현장에서 시료를 분석하는 경우에 제품의 동 작원리 등이 쉽게 이해되지 않아 신속한 시료분석이 이루어질 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 제품의 조립 및 분해를 쉽고 용이하게 수행할 수 있는 모듈형 광학분석기를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 현장에서 신속하게 시료를 분석할 수 있는 모듈형 광학분석기를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 빛을 일방향으로 조사시키는 광원을 가지는 광원블럭; 상기 광원블럭으로부터 상기 광원이 조사되는 방향을 따라 이격되어 있고, 상기 광원으로부터 조사된 빛의 이동경로를 둘로 분할하는 광분할기 및 그 광분할기를 거쳐 분할된 빛들의 파장을 감지하는 한 쌍의 센서를 구비하는 센서블럭; 및 상기 광원블럭과 센서블럭 사이에 배치되고, 상기 광원으로부터 조사된 빛이 시료를 투과할 수 있도록 상기 시료의 이동경로를 제공하며, 상기 광원블럭 및 센서블럭과 함께 상기 빛의 조사방향을 따라 정렬된 상태에서 상기 광원블럭 및 센서블럭에 결합되는 셀블럭;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 셀블럭은, 상기 빛의 조사방향과 직교하는 방향으로 관통하고 시료가 통과되는 관통공과, 상기 빛이 상기 관통공을 통과하는 시료에 투과될 수 있도록 상기 관통공을 한정하는 양측벽에 각각 형성되고 상기 관통공으로 통하는 한 쌍의 구멍을 가지는 셀부재; 및 상기 한 쌍의 구멍을 폐쇄시킬 수 있도록 상기 한 쌍의 구멍을 한정하는 양측벽에 각각 설치되고, 빛이 투과될 수 있는 재질로 형성되는 한 쌍의 윈도우부재;를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에는 상기 한 쌍의 윈도우부재를 상기 셀부재에 위치고정시킬 수 있도록 상기 셀부재에 결합되고, 각각 상기 빛이 통과할 수 있는 구멍을 가지는 윈도우 고정덮개;가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 셀부재와 윈도우 고정덮개에는 각각 나사부가 성형되어 있어, 상기 셀부재와 윈도우 고정덮개 간의 결합이 다른 체결수단 없이 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 센서블럭은, 상기 광분할기가 슬라이딩됨으로써 내측에 수용되고, 상기 광원블럭으로부터 조사된 빛이 그 조사방향을 따라 통과될 수 있 형성된 케이스몸체; 상기 케이스몸체를 통과하여 상기 광분할기에 도달된 후 2분할된 빛들 중 어느 하나의 파장을 감지하기 위한 것으로, 상기 케이스몸체의 어느 하나의 외면에 결합되는 제1센서 유니트; 상기 케이스몸체를 통과하여 상기 광분할기에 도달된 후 2분할된 빛들 중 다른 하나의 파장을 감지하기 위한 것으로, 상기 케이스몸체의 다른 하나의 외면에 결합되는 제2센서 유니트;를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 케이스몸체의 외면들 중에는 상기 제1센서 유니트 및 제2센서 유니트가 수용될 수 있는 수용홈이 형성되어 있으며, 상기 케이스몸체와 제1센서 유니트 간의 위치고정 및 상기 케이스몸체와 제2센서 유니트 간의 위치고정은, 상기 각 수용홈에 상기 제1센서 유니트와 제2센서 유니트가 수용된 상태에서, 상기 케이스몸체의 외면에 나사결합되는 센서덮개에 의해 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 광분할기가 안착되고, 그 광분할기가 안착된 상태에서 광분할기와 함께 상기 케이스몸체의 내측으로 슬라이딩됨으로써 삽입되는 광분할기 고정부재;를 더 구비하며, 상기 광분할기와 케이스몸체 간의 위치고정은, 상기 광분할기 고정부재가 상기 케이스몸체에 결합됨으로써 이루어지는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 모듈형 광학분석기는 각 기능별로 모듈화되어 있는 블럭들을 형성하여 두고 그 블럭들 간의 결합으로 조립작업이 이루어짐으로써, 누구가 손쉽게 조립 및 분해 작업을 수행할 수 있어 현장작업성 및 제품신뢰도를 높일 수 있는 효과를 가진다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 광학분석기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 광학분석기의 조립상태도이고, 도 2는 본 발명 일실시예를 구성하는 광원블럭의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명 일실시예를 구성하는 셀블럭의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명 일실시예를 구성하는 센서블럭의 분해사시도이며, 도 5는 본 발명 일실시예의 조립과정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 모듈형 광학분석기는 광원블럭(1)과 센서블럭(3)과 셀블럭(2)을 포함하여 이루어진다.

상기 광원블럭(1)은 램프케이스(11)와 광원(12)과 냉각팬(13)을 구비한다. 상기 램프케이스(11)는 내부가 일방향으로 관통되어 있는 육면체 형상을 가지고, 그 내부에 상기 광원(12)이 수용된다. 여기서, 상기 일방향은 광원(12)이 조사되는 방향(이하 'A방향'이라 한다)과 동일한 방향을 의미한다. 상기 광원(12)은 LED, 할로우겐 램프, 제논램프, 텅스텐 광램프, UV램프와 같은 발광소자인 것으로 상기 램프케이스(11)의 내부에 삽입된다. 이러한 광원(12)은, 램프덮개(14)가 상기 램프케이스(11)에 결합됨으로써 상기 램프케이스(11)의 내부에 위치고정되고, 빛을 상기 A방향을 따라 조사시킨다. 상기 냉각팬(13)은, 상기 광원(12)에 의한 열을 쿨링시켜 주기 위한 것으로, 상기 램프케이스(11)에 나사와 같은 체결수단에 의해 결합된다.

이러한 광원블럭(1)은, 상기 센서블럭(3)과 셀블럭(2)의 구성요소들을 배제한 상태에서 상기 광원(12)을 램프케이스(11)에 삽입시킨 후 램프덮개(14)로 고정시키고 상기 냉각팬(13)을 나사와 같은 체결수단에 의해 상기 램프케이스(11)에 결합시킴으로써 부품 간의 결합이 이루어지므로, 모듈화가 가능하여 부품의 조립 및 분해효율을 향상시킬 수 있게 한다.

상기 셀블럭(2)은 상기 광원블럭(1)과 센서블럭(3) 사이에 배치되는 것으로, 셀부재(21)와 한 쌍의 윈도우부재(22)와 한 쌍의 윈도우 고정덮개(23)와 한 쌍의 노즐(24)을 구비한다.

상기 셀부재(21)는, 대략 상기 광원블럭(1)과 대응되는 육면체 형상을 가지고, 상기 A방향과 직교하는 방향(B방향)으로 관통하고 시료가 통과되는 관통공(211)과, 상기 빛이 상기 관통공(211)을 통과하는 시료에 투과될 수 있도록 그 관통공(211)을 한정하는 양측벽에 각각 형성되고 상기 관통공(211)으로 통하는 한 쌍의 구멍(212)을 가진다. 여기서, 시료는 본 발명에 의한 모듈형 광학분석기를 이용하여 분석하고자 하는 분석대상을 의미하고 액상으로 형성되어 있다.

상기 한 쌍의 윈도우부재(22)는 상기 한 쌍의 구멍(212)을 한정하는 양측벽에 설치되어서, 상기 한 쌍의 구멍(212)을 폐쇄시키는 역할을 한다. 그리고, 상기 한 쌍의 윈도우부재(22)는 상기 광원(12)으로부터 조사되는 빛의 이동을 방해하지 않도록, 빛이 투과될 수 있는 재질로 형성된다. 예컨대, 상기 윈도우부재(22)의 재질은 석영 또는 유리이다.

상기 한 쌍의 윈도우 고정덮개(23)는 상기 셀부재(21)에 결합되어서, 상기 한 쌍의 윈도우부재(22)를 상기 셀부재(21)에 위치고정시키는 역할을 한다. 특히, 본 실시예에서는 상기 셀부재(21)에 암나사부(213)가 성형되어 있고 상기 윈도우 고정덮개(23)에 수나사부(231)가 성형되어 있기 때문에, 별도의 체결수단 없이도 상기 셀부재(21), 윈도우부재(22) 및 윈도우 고정덮개(23)를 결합시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점에 의해, 상기 셀블럭(2)의 조립과정 및 분해과정의 효율이 높아져 누구나 손쉽게 제품을 사용하거나 손상된 부품을 교체할 수 있게 된다.

상기 한 쌍의 노즐(24)은 상기 관통공(211)을 한정하는 다른 양측벽에 각각 설치된다. 상기 한 쌍의 노즐(24) 중 어느 하나는 상기 시료가 상기 셀부재(21)의 내부로 유입될 수 있게 하는 역할을 하고, 다른 하나는 상기 셀부재(21)의 내부로 유입된 시료가 외부로 토출될 수 있게 하는 역할을 한다. 특히, 본 실시예에서는 상기 한 쌍의 노즐(24)에 각각 수나사부(241)가 성형되어 있고 상기 셀부재(21)에 암나사부(214)가 성형되어 있어, 상기 한 쌍의 노즐(24)과 셀부재(21) 간의 결합 및 분해가 용이하게 수행될 수 있게 된다.

여기까지 각각 모듈화되어 있어 분해 및 조립효율을 높일 수 있는 광원블럭(1) 및 셀블럭(2)의 구성 및 작용에 대해 설명하였다. 이하, 모듈화되어 있는 센서블럭(3)의 구성 및 작용에 대해 설명하기로 한다.

상기 센서블럭(3)은 케이스몸체(32)와 제1센서 유니트(34)와 제2센서 유니트(35)를 포함하여 이루어진다. 상기 케이스몸체(32)는 대략 육면체 형상을 가지고, 상기 광분할기(31)가 슬라이딩됨으로서 내측에 수용될 수 있는 구조를 가지며, 상기 광원블럭(1)으로부터 조사된 빛이 그 조사방향(A방향)을 따라 통과될 수 있도록 통과구멍(322)을 가진다.

본 실시예에서, 상기 광분할기(31)는 상기 광원블럭(1)으로부터 조사된 빛을 2분할하는 역할을 하는 것으로, 광분할기 고정부재(33)에 안착된 상태에서 상기 스프릿 고정부재와 함께 상기 케이스몸체(32)의 내측에 슬라이딩됨으로써 삽입된다. 이러한 구조에 의해, 상기 광분할기(31)와 케이스몸체(32) 간의 결합이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

상기 제1센서 유니트(34)는 상기 광분할기(31)에 의해 2분할된 빛들 중 어느 하나의 빛의 파장을 감지하기 위한 제1센서(341)와, 상기 빛이 제1센서(341)에 도달하기 전에 그 빛의 특정 대역의 파장을 필터링하는 제1필터(342)를 구비한다. 상기 제1센서(341)에 의해 감지된 신호는 도시되지 않은 제어부에 전달됨으로써 상기 시료의 성분을 분석할 수 있게 한다.

상기 제2센서 유니트(35)는 상기 광분할기(31)에 의해 2분할된 빛들 중 다른 하나의 빛의 파장을 감지하기 위한 제2센서(351)와, 상기 빛이 제2센서(351)에 도달하기 전에 그 빛의 특정 대역의 파장을 필터링하는 제2필터(352)를 구비한다. 상기 제2센서(351)에 의해 감지된 신호는 상기 제1센서(341)에 의해 감지된 신호와 함께 상기 제어부에 전달됨으로써 상기 시료의 성분을 분석할 수 있게 한다.

이러한 제1센서 유니트(34)와 제2센서 유니트(35)는 상기 케이스몸체(32)의 외면에 삽입됨으로써 결합된다. 즉, 상기 케이스몸체(32)의 외면들 중 두 개의 외면에는 각각 상기 제1센서 유니트(34)와 제2센서 유니트(35)가 수용될 수 있게 하는 수용홈(321)이 형성되어 있다. 상기 제1센서 유니트(34)와 제2센서 유니트(35)가 상기 수용홈(321)을 통해 상기 케이스몸체(32)에 결합됨으로써, 상기 센서블럭(3)의 조립 및 분해효율을 높일 수 있게 된다.

물론, 본 실시예에서 상기 케이스몸체(32)와 제1센서 유니트(34) 간의 위치고정 및 상기 케이스몸체(32)와 제2센서 유니트(35) 간의 위치고정은, 상기 각 수용홈에 상기 제1센서 유니트(34)와 제2센서 유니트(35)가 수용된 상태에서, 상기 케이스몸체(32)의 외면에 나사결합되는 센서덮개(36,37)에 의해 이루어진다.

이와 같이, 상기 센서블럭(3)은, 상기 광분할기 고정부재(33)를 상기 케이스몸체(32)에 삽입시키고 상기 제1센서 유니트(34)와 제2센서 유니트(35)를 상기 케이스몸체(32)에 삽입시킨 상태에서 나사와 같은 체결수단으로 서로를 위치고정시키는 과정을 통해 조립이 이루어지므로, 누구나 손쉽게 부품의 조립 및 분해를 수행할 수 있게 하며, 조립효율 및 분해효율을 향상시킬 수 있게 한다.

한편, 상술한 바와 같이, 광원블럭(1)과 센서블럭(3)과 셀블럭(2)이 각각 조 립된 후에는 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 세 개의 브라켓(4)에 의해 모듈화되어 있는 세 개의 블럭을 결합시킬 수 있게 된다. 이와 같이, 본 발명은 각 기능별로 부품들을 모듈화하여 블럭을 형성하고, 그 형성된 블럭들을 최종적으로 결합시킴으로써 조립이 완성되므로, 누구나 손쉽게 제품을 조립할 수 있고 조립시간을 단축하여 조립효율을 향상시킬 수 있으며, 부품의 고장시에도 분해가 용이하여 더욱 효율적이고 능동적으로 대처할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 모듈형 광학분석기의 조립상태도.

도 2는 본 발명 일실시예를 구성하는 광원블럭의 분해사시도.

도 3은 본 발명 일실시예를 구성하는 셀블럭의 분해사시도.

도 4는 본 발명 일실시예를 구성하는 센서블럭의 분해사시도.

도 5는 본 발명 일실시예의 조립과정도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1:광원블럭 11:램프케이스

12:광원 13:냉각팬

14:램프덮개 2:셀블럭

21:셀부재 211:관통공

212:구멍 213,214:암나사부

22:윈도우부재 23:윈도우 고정덮개

231:수나사부 24:노즐

241:수나사부 3:센서블럭

31:광분할기 32:케이스몸체

321:수용홈 322:통과구멍

33:광분할기 고정부재 34:제1센서 유니트

341:제1센서 342:제1필터

35:제2센서 유니트 351:제2센서

352:제2필터 36,37:센서덮개

4:브라켓 A:광원이 조사되는 방향

B:광원의 조사방향과 직교하는 방향

Claims

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삭제
빛을 일방향으로 조사시키는 광원(12)을 가지는 광원블럭(1);

상기 광원블럭(1)으로부터 상기 광원(12)이 조사되는 방향(A)을 따라 이격되어 있고, 상기 광원(12)으로부터 조사된 빛의 이동경로를 둘로 분할하는 광분할기(31) 및 그 광분할기(31)를 거쳐 분할된 빛들의 파장을 감지하는 한 쌍의 센서를 구비하는 센서블럭(3); 및

상기 광원블럭(1)과 센서블럭(3) 사이에 배치되고, 상기 광원(12)으로부터 조사된 빛이 시료를 투과할 수 있도록 상기 시료의 이동경로를 제공하며, 상기 광원블럭(1) 및 센서블럭(3)과 함께 상기 빛의 조사방향(A)을 따라 정렬된 상태에서 상기 광원블럭(1) 및 센서블럭(3)에 결합되는 셀블럭(2);을 포함하여 이루어지고,

상기 셀블럭(2)은,

상기 빛의 조사방향(A)과 직교하는 방향(B)으로 관통하고 시료가 통과되는 관통공(211)과, 상기 빛이 상기 관통공(211)을 통과하는 시료에 투과될 수 있도록 상기 관통공(211)을 한정하는 양측벽에 각각 형성되고 상기 관통공(211)으로 통하는 한 쌍의 구멍(212)을 가지는 셀부재(21);

상기 한 쌍의 구멍(212)을 폐쇄시킬 수 있도록 상기 한 쌍의 구멍(212)을 한정하는 양측벽에 각각 설치되고, 빛이 투과될 수 있는 재질로 형성되는 한 쌍의 윈도우부재(22); 및

상기 한 쌍의 윈도우부재(22)를 상기 셀부재(21)에 위치고정시킬 수 있도록 상기 셀부재(21)에 결합되고, 각각 상기 빛이 통과할 수 있는 구멍(212)을 가지는 윈도우 고정덮개(23);를 구비하며,

상기 셀부재(21)와 윈도우 고정덮개(23)에는 각각 나사부가 성형되어 있어, 상기 셀부재(21)와 윈도우 고정덮개(23) 간의 결합이 다른 체결수단 없이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 모듈형 광학분석기.
제4항에 있어서,

상기 센서블럭(3)은,

상기 광분할기(31)가 슬라이딩됨으로써 내측에 수용되고, 상기 광원블럭(1)으로부터 조사된 빛이 그 조사방향을 따라 통과될 수 있 형성된 케이스몸체(32);

상기 케이스몸체(32)를 통과하여 상기 광분할기(31)에 도달된 후 2분할된 빛들 중 어느 하나의 파장을 감지하기 위한 것으로, 상기 케이스몸체(32)의 어느 하나의 외면에 결합되는 제1센서 유니트(34);

상기 케이스몸체(32)를 통과하여 상기 광분할기(31)에 도달된 후 2분할된 빛들 중 다른 하나의 파장을 감지하기 위한 것으로, 상기 케이스몸체(32)의 다른 하나의 외면에 결합되는 제2센서 유니트(35);를 구비하는 것을 특징으로 하는 모듈형 광학분석기.
제5항에 있어서,

상기 케이스몸체(32)의 외면들 중에는 상기 제1센서 유니트(34) 및 제2센서 유니트(35)가 수용될 수 있는 수용홈이 형성되어 있으며,

상기 케이스몸체(32)와 제1센서 유니트(34) 간의 위치고정 및 상기 케이스몸체(32)와 제2센서 유니트(35) 간의 위치고정은, 상기 각 수용홈에 상기 제1센서 유니트(34)와 제2센서 유니트(35)가 수용된 상태에서, 상기 케이스몸체(32)의 외면에 나사결합되는 센서덮개(36,37)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈형 광학분석기.
제5항에 있어서,

상기 광분할기(31)가 안착되고, 그 광분할기(31)가 안착된 상태에서 광분할기(31)와 함께 상기 케이스몸체(32)의 내측으로 슬라이딩됨으로써 삽입되는 광분할기 고정부재(33);를 더 구비하며,

상기 광분할기(31)와 케이스몸체(32) 간의 위치고정은, 상기 광분할기 고정부재(33)가 상기 케이스몸체(32)에 결합됨으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 모듈형 광학분석기.