KR101033483B1

KR101033483B1 - 혈액 검사용 항온조 장치

Info

Publication number: KR101033483B1
Application number: KR1020090052796A
Authority: KR
Inventors: 이용재; 장경호
Original assignee: 한국표준과학연구원
Priority date: 2009-06-15
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2011-05-09
Also published as: KR20100134265A

Abstract

본 발명은 혈액 검사용 항온조 장치에 관한 것으로서, 혈액밀도 검사시 기준용액 및 주위환경의 온도를 항상 일정한 온도로 유지시켜 줌으로써 검사의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 혈액 검사용 항온조 장치를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 혈액밀도 검사를 위한 기준용액이 채워지는 기준용액 용기와; 상기 기준용액 용기가 수납된 상태로 내부공간이 밀폐될 수 있도록 구비되는 케이스와; 상기 기준용액 용기가 수납된 케이스 내부공간의 온도를 검출하는 온도센서와; 상기 케이스 내부공간의 온도를 설정하기 위해 사용자가 조작하게 되는 조작부와; 상기 케이스에 접촉된 상태로 접촉부를 통해 케이스를 냉각 및 가열함으로써 상기 케이스 내부공간의 온도를 제어하는 펠티에 모듈과; 상기 조작부에서 입력된 사용자 설정온도와 상기 온도센서에서 입력된 온도 검출값을 기초로 하여, 케이스 내부공간의 온도가 사용자 설정온도로 유지되도록 상기 펠티에 모듈의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 혈액검사용 항온조 장치가 개시된다.

혈액, 밀도 검사, 기준용액, 항온조, 펠티에

Description

혈액 검사용 항온조 장치{Thermostat for blood test}

본 발명은 혈액 검사용 항온조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 혈액밀도 검사시 혈액이 투여되는 기준용액을 일정 온도로 유지시켜 주는 항온조 장치에 관한 것이다.

헌혈은 혈액 기증자(헌혈자)가 "혈액 은행"이나 "수혈을 하는 곳"에 보관하기 위해 자신의 혈액을 빼는 과정으로, 헌혈의 중요성 및 필요성은 잘 알려져 있다.

헌혈은 건강한 혈액을 공급해야 함은 물론 헌혈자의 안전을 고려해야 하기 때문에 헌혈 전 헌혈자의 건강상태, 체중, 혈액밀도 등이 헌혈에 적합한지를 확인하는 과정이 실시되어야 한다.

헌혈에 앞서 실시되는 가장 기본적인 검사인 혈액밀도 검사는 헌혈자의 건강상태가 헌혈에 적합한지를 확인하는 매우 중요한 검사이며, 부적합으로 판정되는 경우 헌혈을 금하고 있다.

따라서, 혈액밀도 검사의 결과가 정확하지 않다면 기준에 미달하는 사람이 헌혈을 하거나 정상인이 헌혈을 하지 못하는 사례가 발생할 수 있으므로 오차를 줄이기 위한 검사의 표준화가 중요한 과제라 할 수 있다.

혈액밀도의 보다 정확한 검사를 통해서만 헌혈자가 보다 안심하고 헌혈에 동참할 수 있으며, 검사의 정확도를 높이기 위한 연구는 헌혈자의 건강을 잘 보호하는 것은 물론 혈액을 원활히 수급하는데 가장 기본적인 연구라 할 수 있다.

혈액의 적혈구에 들어있는 헤모글로빈의 양이 적은 사람이 헌혈을 하게 되면 빈혈을 일으키게 되어 헌혈 후 2차 의료사고의 발생이 우려되고, 궁극적으로 수혈자에 대한 양질의 혈액을 수급하는데 어려움을 겪게 된다.

이에 따라 헌혈자의 혈액밀도를 비교 측정함으로써 헌혈자의 적합 여부를 판정한 뒤라야 헌혈이 가능하다.

통상 헌혈 적합 여부를 신속하고 손쉽게 판단하기 위해 액체밀도기준물(기준용액)인 황산구리용액(또는 인산구리용액)을 사용하는데, 이로 인해 혈액밀도 검사를 통상 황산구리 선별검사("부유 검사")라 하며, 황산구리용액에 헌혈자의 혈액을 떨어뜨린 뒤 부유 여부(헤모글로빈의 양에 관계 있음)를 검사하여 적합 여부를 판정한다.

헌혈은 전혈헌혈과 성분헌혈로 구분하며, 전혈헌혈은 헤모글로빈 12.5 g/dl 이상(혈액비중 1.053 이상)인 사람, 성분헌혈은 헤모글로빈 12.0 g/dl(혈액비중 1.052 이상)인 사람만 가능하다.

현재 헌혈 현장에서 혈액밀도의 적합성은 액체밀도기준물인 황산구리용액 속 에 예비 채혈된 소량의 혈액을 낙하시켜 비교 측정함으로써 판별(정상 또는 비정상 판별)하고 있다.

예를 들어, 헤모글로빈의 양에 따라 혈액이 곧장 아래로 가라앉는 경우(정상) 헌혈이 가능하고, 혈액이 낙하 후 바로 뜨거나 가라앉다가 뜨면(비정상인 경우로, 헤모글로빈의 양이 적어 빈혈인 상태) 헌혈이 불가능하다.

그러나, 혈액밀도는 온도나 습도 등 주위환경에 영향을 받으며, 특히 기준용액인 황산구리용액의 온도에 따라 오차가 발생하므로, 정확한 결과를 얻기 위해서는 측정시 황산구리용액 및 주위환경을 정해진 기준온도로 유지시키는 것이 필요하다.

채혈 후 혈액 온도가 인체 온도에서 수분 내 실온에 도달하므로 혈액응고가 일어나 혈액밀도의 절대 측정이 어렵고, 현재 온도 강하에 따른 혈액밀도의 변화를 정확히 알 수 없다.

또한 장소마다, 계절마다 온도 및 습도 등 주위환경이 다르고, 특히 온도에 따라 결과 편차가 발생하므로 적합 여부의 판정에 어려움이 상존하고 있는 바, 헌혈 기관들은 임의의 기준온도를 설정하여 검사를 실시하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 혈액밀도 검사시 기준용액 및 주위환경의 온도를 항상 일정한 온도로 유지시켜 줌으로써 검사의 정확도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있는 혈액 검사용 항온조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 혈액밀도 검사를 위한 기준용액이 채워지는 기준용액 용기와; 상기 기준용액 용기가 수납된 상태로 내부공간이 밀폐될 수 있도록 구비되는 케이스와; 상기 기준용액 용기가 수납된 케이스 내부공간의 온도를 검출하는 온도센서와; 상기 케이스 내부공간의 온도를 설정하기 위해 사용자가 조작하게 되는 조작부와; 상기 케이스에 접촉된 상태로 접촉부를 통해 케이스를 냉각 및 가열함으로써 상기 케이스 내부공간의 온도를 제어하는 펠티에 모듈과; 상기 조작부에서 입력된 사용자 설정온도와 상기 온도센서에서 입력된 온도 검출값을 기초로 하여, 케이스 내부공간의 온도가 사용자 설정온도로 유지되도록 상기 펠티에 모듈의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 혈액검사용 항온조 장치를 제공한다.

여기서, 상기 케이스가 하부받침대에 설치된 지지기둥에 고정되어 장착되고, 상기 케이스 하측으로 펠티에 모듈 및 그에 부속되는 히트싱크와 냉각팬이 상기 하 부받침대에 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 펠티에 모듈과 히트싱크는 상호 간의 접촉면에 방열 컴파운드 또는 방열 구리스가 도포된 상태로 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 펠티에 모듈, 히트싱크, 및 냉각팬의 조립체가 상기 하부받침대에서 상하 유동이 가능하면서 스프링에 의해 탄력 지지되도록 설치되어, 스프링력에 의해 상기 케이스와 펠티에 모듈 간의 전체 접촉면에서 균일 가압이 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 케이스와 펠티에 모듈은 상호 간의 접촉면에 방열 컴파운드 또는 방열 구리스가 도포된 상태로 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 기준용액 용기가 수납되는 케이스 내부공간에 설치되어 공기를 강제 순환시킴으로써 케이스 내부공간의 온도를 균일하게 유지시키는 공기순환용 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어부에 의해 상기 사용자 설정온도 또는 상기 온도센서의 검출온도를 표시하도록 구동되는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제어부에 의해 상기 케이스 내부공간의 온도가 사용자 설정온도에 도달함을 표시하도록 구동되는 표시부와, 상기 제어부에 의해 상기 펠티에 모듈이 구동 중임을 표시하도록 구동되는 표시부를 더 포함할 수 있다.

또한 상기 케이스는, 상기 기준용액 용기가 수납되고 상기 펠티에 모듈에 의해 내부공간의 온도가 제어되는 내부케이스와; 상기 내부케이스를 둘러싸도록 외측으로 설치되어 내부케이스와 함께 안팎으로 이격 배치된 이중 케이스 구조를 형성 하는 외부케이스와; 상기 내부케이스의 바닥면을 형성하는 바닥플레이트와; 상기 내부케이스와 외부케이스의 상면을 밀폐하도록 설치되고 상기 기준용액 용기에 혈액을 투여하기 위한 투여구가 구비된 상부커버와; 상기 투여구를 개폐하기 위한 밀폐갭;을 포함하고, 상기 바닥플레이트가 전도성 소재로 제작되어 냉각 및 가열을 위한 상기 펠티에 모듈과 접촉되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 밀폐캡에는 상기 상부커버 사이에 개재되는 씰링부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 펠티에 모듈과 바닥플레이트 간의 접촉부를 제외한 그 측방의 바닥플레이트 하면에 단열재가 부착되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명의 혈액 검사용 항온조 장치에 의하면, 혈액밀도 검사시 사용자가 조작부를 통해 온도(목표온도)를 설정하면, 온도 모니터링과 동시에 펠티에 소자의 작동으로 기준용액 및 주위환경의 온도가 설정온도로 일정하게 유지되므로, 혈액밀도 검사의 오차를 최소화하고, 검사 결과의 정확도 및 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

특히, 본 발명에서는 기준용액 용기가 넣어지는 수납공간의 밀폐성 및 단열성을 보장하면서도 헌혈의 적합 여부를 외부에서 시각적으로 확인할 수 있는 케이스 구조가 채용됨으로써, 온도, 습도 등 장소나 주위환경의 영향을 최소화할 수 있고, 온도 제어의 용이함으로 인해 오차를 최소화할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 혈액 검사용 항온조 장치에 관한 것으로서, 혈액밀도 검사시 사용자가 조작부를 통해 온도(목표온도)를 설정하면 기준용액 및 주위환경의 온도를 설정한 온도로 일정하게 유지시키는 구성에 특징이 있는 것이다.

첨부한 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항온조 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 항온조 장치에서 주요 구성부를 도시한 분리 사시도이다.

또한 첨부한 도 3과 도 4는 도 1에 도시된 항온조 장치의 단면도로서, 도 3은 표시부가 정면에서 보일 수 있도록 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3과는 직각방향에서 취한 단면도이다.

또한 첨부한 도 5는 본 발명에 따른 항온조 장치에서 제어부의 입력요소 및 제어요소를 도시한 블록도이고, 도 6은 본 발명에 따른 항온조 장치에서 씰링부재가 설치된 상태의 밀폐캡을 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 항온조 장치에서 제어부에 의해 케이스 내부공간의 온도가 제어되는 과정을 나타낸 순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항온조 장치(100)는, 혈액밀도 검사를 위한 기준용액이 채워지는 기준용액 용기(110)와; 상기 기준용액 용기(110)가 수납된 상태로 내부공간이 밀폐될 수 있도록 구비되는 케이스(120)와; 상기 케이스 내부공간의 온도를 검출하는 온도센서(130)와; 상기 케이스 내부공간의 온도를 설정하기 위해 사용자가 조작하게 되는 조작부(140)와; 상기 케이스(120)에 접촉된 상태로 접촉부를 통해 케이스(120)를 냉각 및 가열함으로써 상기 케이스 내부공간의 온도를 제어하는 펠티에 모듈(150)과; 상기 조작부(140)에서 입력된 사용자 설정온도와 상기 온도센서(130)에서 입력된 온도 검출값을 기초로 케이스 내부공간의 온도가 사용자 설정온도로 유지되도록 상기 펠티에 모듈(150)의 구동을 제어하는 제어부(160)를 주된 구성으로 한다.

상기 기준용액 용기(110)는 혈액밀도 검사시 사용되고 있는 통상의 기준용액, 예컨대 황산구리용액(또는 인산구리용액)이 채워지는 용기로서, 내부가 보일 수 있도록 투명한 재질로 제작되며, 케이스 내부공간의 저면부(후술하는 바닥플레이트임) 위에 놓여지게 된다.

상기 기준용액 용기(110)는 고정됨 없이 케이스 내부공간의 중앙에 놓여지며, 이에 필요시 케이스(120) 상면(후술하는 상부커버임)을 개방하고 기준용액 용기(110)를 꺼내어 기준용액을 교환한 뒤 다시 케이스 내부공간에 넣을 수 있게 되어 있다.

상기 케이스(120)는 기준용액 용기(110)를 수납한 상태로 내부공간이 밀폐될 수 있게 구성되는데, 지면에 지지되는 하부받침대(101)에서 수직으로 설치된 복수개의 지지기둥(102)에 고정되어 지지되며, 하측으로는 후술하는 펠티에 모듈(150), 히트싱크(151), 냉각팬(152), 조작부(140), 제어부(160), 표시부(170), 덮개 판(103), 각종 부속회로 등이 위치된다.

바람직한 실시예에서, 상기 케이스(120)는 단열성을 좋게 하기 위해 이중 케이스 구조, 즉 기준용액 용기(110)가 수납되고 펠티에 모듈(150)에 의해 내부공간의 온도가 제어되는 내부케이스(121)와, 상기 내부케이스(121)를 둘러싸도록 외측으로 설치되는 외부케이스(122)가 안팎의 이중으로 배치된 구조로 구성될 수 있는 바, 바닥면을 형성하는 바닥플레이트(123), 상기 바닥플레이트(123) 위의 내부케이스(121), 상기 내부케이스(121) 외측의 외부케이스(122), 상기 내부케이스(121)와 외부케이스(122)의 상면을 밀폐하는 상부커버(124), 상기 상부커버(124)의 투여구(125)를 개폐하기 위한 밀폐캡(126)을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 바닥플레이트(123)는 내부케이스(121)의 바닥면을 형성하는 구성부로서, 기준용액 용기(110)가 올려지는 부분이기도 하면서 기준용액 용기가 넣어지는 내부공간, 즉 케이스의 용기 수납공간에 열을 제공하거나 그로부터 열을 빼앗게 되는 부분이 된다.

상기 바닥플레이트(123)는 전도성 소재, 예컨대 전도성의 금속플레이트로 제작되며, 후술하는 펠티에 모듈(150)의 냉각 및 가열 구동시에 열을 전달하는 부분이 되므로 열전도가 높은 스테인리스강(SUS) 판재로 제작될 수 있다.

상기 외부케이스(122)와 내부케이스(121)는 각각 원통형 구조로 제작되어 동심원 상에 배치되는 이중 관 케이스 구조를 형성하는 바, 상면을 덮는 상부커버(124)에 의해 내부공간이 밀폐되도록 되어 있다.

외부케이스(122)와 내부케이스(121)가 이중 관 구조로 내측과 외측에 이격 배치되면, 외부케이스와 내부케이스 사이에 공기층이 존재하게 되고, 이에 케이스 내부공간, 특히 내부케이스 내부공간의 단열성이 좋아지게 된다.

상부커버(124)는 도시된 바와 같이 내부케이스(121)의 상면을 밀폐하면서 외부케이스(122)의 상면을 덮도록 외부케이스 상단 내측으로 끼워져 조립되는 바, 상부커버(124)와 외부케이스(122) 사이에는 씰링을 위한 씰링부재(127)(예를 들면, 씨일 링(seal ring, O-ring))가 개재된다.

또한 상부커버(124)의 상면에는 손잡이(124a)가 설치되며, 사용자가 상기 손잡이(124a)를 잡고 위로 당겨주게 되면 상부커버가 열릴 수 있게 되어 있는 바, 상부커버를 열어준 상태에서 기준용액 용기(110)를 꺼내어 기준용액을 교환할 수 있게 되어 있다.

상기 상부커버(124)에는 검사 대상인 혈액을 기준용액 용기(110)에 투여할 수 있도록 중앙에 투여구(125)가 형성 구비되며, 이 투여구(125)에는 밀폐캡(126)이 개폐 가능하도록 설치된다.

상기 밀폐캡(126)은 기준용액 용기(110)의 수납공간이 되는 내부케이스(121)의 내부공간을 밀폐하도록 상부커버(124)와 접촉되는 접촉부 외주면을 따라 씰링부재(128)(예를 들면, 씨일 링(seal ring, O-ring))가 설치되며, 밀폐캡(126)과 상부커버(124) 사이에 상기 씰링부재(128)가 개재됨으로써 투여구(125)가 밀폐캡(126)에 의해 완전히 밀폐되게 된다.

본 발명에서 케이스(120)를 구성하는 외부케이스(122)와 내부케이스(121), 상부커버(124)는 바깥에서 내부에 넣어진 기준용액이 보일 수 있도록 기준용액 용 기(110)와 마찬가지로 투명 재질로 제작되며, 예컨대 투명 수지나 투명 유리로 제작될 수 있고, 투명 수지로는 투명 아크릴 수지가 사용될 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 기준용액(기준용액 용기)이 넣어지는 수납공간의 밀폐성 및 단열성을 보장하는 구조, 그리고 밀폐 및 단열 조건 하에서 혈액이 투여되었을 때 헌혈의 적합 여부를 외부에서 알 수 있도록 내부가 시각적으로 보이는 구조로 케이스(120)가 구성된다.

상기한 케이스 구조에 의하면, 기준용액이 온도, 습도 등 장소나 주위환경에 따라 받는 영향을 최소화할 수 있고, 일정한 온도를 유지하는 것이 용이해지며, 온도 제어의 용이함으로 인해 오차를 최소화할 수 있어 검사 결과의 정확도 및 신뢰도를 향상시키는데 기여하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 항온조 장치(100)에서 온도센서(130)는 기준용액 용기(110)가 수납되는 케이스 내부공간(용기 수납공간)의 온도를 검출하기 위해 설치되는 것으로, 정확한 측정을 위해 내부케이스(121)의 내부공간에 설치된다.

상기 온도센서(130)가 출력하는 검출신호, 즉 온도신호는 제어부(160)로 입력되며, 제어부(160)는 온도센서(130)에 의해 검출된 온도값(온도센서의 출력신호)을 참조로 펠티에 모듈(150)의 구동을 제어하게 된다.

그리고, 본 발명에 따른 항온조 장치(100)에서 조작부(140), 펠티에 모듈(150), 제어부(160)는 케이스(120) 하측의 공간에 설치되는 바, 케이스 하측에는 상기 구성부들이 넣어지는 공간을 커버하도록 덮개판(103)이 설치되며, 이 덮개판(103)에는 내부의 온도 상승을 방지하기 위해 열 방출 및 공기통풍을 위한 다수 개의 통풍구(104)가 설치될 수 있다.

상기 조작부(140)는 제어부(160)와 연결되어 항온조 장치(100)의 외측, 보다 명확히는 상기 덮개판(103)의 외측으로 노출되도록 설치되는 것으로, 일정하게 유지하고자 하는 온도를 입력하고 설정하기 위해 사용자가 조작하게 되는 조작수단을 포함한다.

상기 조작수단으로는 사용자 조작에 따른 설정값을 제어부(160)에 입력하게 되는 단수 또는 복수의 설정버튼(141)이 될 수 있으며, 제어부(160)는 설정버튼(141)의 입력에 따라 설정온도를 저장하고, 저장된 설정온도를 온도센서(130)의 검출값과 비교하여 펠티에 모듈(150)의 구동을 제어하게 된다.

본 발명에 따른 항온조 장치(100)에서 펠티에 모듈(150)은 케이스(120)를 선택적으로 냉각 또는 가열하여 케이스 내부공간의 온도를 일정 온도로 유지시키는 수단이다.

이렇게 냉각 및 가열이 모두 가능한 펠티에 모듈(150)이 사용됨으로써 기준용액 용기(110)가 수납되는 케이스 내부공간의 온도를 원하는 온도로 용이하게 제어할 수 있게 된다.

주지된 바와 같이 펠티에 모듈은 전류를 인가받아 특정 대상물을 자유로이 냉각 및 가열하여 온도 제어하는 열전 반도체 소자(펠티에 소자)를 포함하며, 온도 제어가 필요한 여러 산업분야에 널리 사용되고 있는 장치이다.

본 발명에서 펠티에 모듈(150)은 제어부(160)의 제어에 의해 작동에 필요한 직류 전류를 적절히 인가받음에 따라 선택적으로 냉각 또는 가열 작동하여 케이스 내부공간에 대한 온도 제어를 수행하는 바, 그 구동회로부의 세부적인 회로구성 및 전기적 연결관계, 제어부와의 전기적 연결관계 등에 대해서는 이미 공지의 기술이므로, 본 명세서에서는 발명의 명확한 이해를 위해 반드시 설명되어야 할 부분, 즉 펠티에 모듈의 기본 설명 및 이를 채용하여 케이스 내부공간의 온도를 제어하는 상태에 대해 언급하기로 한다.

펠티에 모듈에서는 직류 전류를 인가함으로써 열전 반도체 소자의 양면에 온도차가 발생하도록 되어 있고, 이때 열전 반도체 소자가 저온부에서 흡열, 고온부에서 발열이 일어나 저온부측에서 고온부측으로 열을 이동시키는 열 펌프 역할을 하게 된다.

특히, 펠티에 모듈에서는 인가되는 전류의 극성을 바꾸기만 하면 열이 흐르는 방향을 바꿀 수 있고, 전류의 세기를 바꿈으로써 이동되는 열의 양을 제어할 수 있는 바, 냉각 및 가열을 통한 온도 제어가 쉽게 이루어질 수 있다.

펠티에 모듈은 두 개의 세라믹 기판 사이에 2개 이상의 P형 및 N형 열전 반도체 소자 쌍들이 솔더 플레이트(solder plate)에 의해 고정되어 있는 구조를 가지며, 이때 열전 반도체 소자들은 전기적으로는 직렬구조로, 열적으로는 병렬구조로 구성된다.

여기서, 양측의 세라믹 기판은 펠티에 모듈에서 각각 저온부와 고온부가 되며, 대상물과 히트싱크(heat sink)를 전기적으로 절연시키는 역할을 하게 된다.

펠티에 모듈(150)을 구동시키기 위해서는 제어부(160)의 제어신호에 따라 펠티에 모듈이 구동되도록 하는 구동회로부(도시하지 않음)와, 상기 펠티에 모 듈(150)의 일측에 부착되는 히트싱크(151)와, 상기 히트싱크(151)를 냉각시키기 위한 냉각팬(152)이 설치되어야 한다.

본 발명에서 펠티에 모듈(150), 히트싱크(151), 냉각팬(152)은 통상의 구성과 마찬가지로 일체로 조립되어 케이스(120) 하측 및 덮개판(103) 내측에 설치되며, 제어부(160)의 제어신호에 따라 펠티에 모듈(150)을 구동시키는 구동회로부는 제어부를 구성하는 마이컴 및 부속회로와 함께 동일 PCB 기판에 구성되거나 별개의 PCB 기판에 회로 구성될 수 있다.

상기 펠티에 모듈(150)은 케이스(120)의 바닥플레이트(123) 하면에 밀착되도록 설치되는데, 접촉 대상물인 바닥플레이트를 직접적으로 냉각 또는 가열함으로써 케이스 내부공간의 온도를 설정온도로 유지시키게 된다.

즉, 냉각 작동시 케이스(120)의 바닥플레이트(123)와 밀착된 부분이 저온부가 되어 그 흡열작용에 의해 바닥플레이트가 냉각되고, 가열 작동시 바닥플레이트와 밀착된 부분이 고온부가 되어 그 발열작용에 의해 바닥플레이트가 가열된다.

물론, 바닥플레이트(123)가 적절히 냉각 또는 가열되면 케이스 내부공간의 온도가 하강 또는 상승되면서 온도 제어가 가능하며, 본 발명에서는 케이스 내부공간의 온도가 설정온도로 일정하게 유지되도록 펠티에 모듈(150)의 구동이 제어된다.

상기와 같은 펠티에 모듈은 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

- CFC 냉매를 사용하지 않으며, 소형, 경량이고, 모양을 자유롭게 선택할 수 있다.

- 전류의 방향을 바꾸기만 하면 냉각뿐만 아니라 가열도 가능하고, 냉각과 가열의 양 기능을 가지므로 상온에서의 온도 제어가 가능하다.

- 온도 응답성이 좋으며, 가동부분이 없으므로 진동, 소음이 없고, 피로 및 파손되는 기계 부분이 없으므로 수명이 길고 높은 신뢰성을 가진다.

- 전기 배선뿐이므로 취급이 간단하다.

상기 펠티에 모듈(150)의 구동 전류는 항온조 장치(100) 외부의 전원공급부나 자체 전원공급부로부터 제어부(160)의 제어하에 동작하는 구동회로부(도시하지 않음)를 통해 인가받도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 덮개판(103) 외측으로 상기 조작부(140)와 함께 조작부 조작 중 설정되는 온도를 사용자가 쉽게 확인할 수 있도록 표시해주는 표시부(170)가 설치된다.

상기 표시부(170)는 LCD, LED 등 숫자 표시가 가능한 공지의 표시장치가 될 수 있으며, 이때 숫자를 표시하는 표시패널과, 제어부(160)의 제어신호에 따라 숫자를 표시하도록 상기 표시패널을 구동시키는 구동회로부를 포함하여 구성된다.

상기 표시부(170)는 조작 중 설정온도를 표시하는 것과 더불어 온도센서(130)에 의해 검출된 케이스 내부공간의 온도를 실시간으로 표시하도록 구성될 수도 있으며, 조작부(140)에 설정온도 표시 기능과 현재 온도(온도센서의 검출온도) 표시 기능을 선택하는 별도의 스위치 또는 버튼이 설치될 수도 있다.

또한 제어부에 의해 항온조 장치(100)의 작동상태를 표시하도록 구동되는 표시부가 설치될 수 있으며, 이는 LED 등의 표시램프(171,172)를 설치함으로써 실시 가능하다.

예를 들면, 도시된 바와 같이, 케이스 내부공간의 온도가 설정온도에 도달하였을 때 점등되는 온도도달 표시램프(171)와, 펠티에 모듈(150)의 구동 중에 점등되는 구동 표시램프(172)가 설치될 수 있다.

또한 도면상에 도시하지는 않았지만, 펠티에 모듈(150)의 작동 모드인 냉각 모드와 가열 모드를 구분 표시하도록 구동되는 표시부가 설치될 수 있다.

예를 들면, 펠티에 모듈(150)이 냉각 모드로 작동할 때 점등되는 표시램프와, 펠티에 모듈이 가열 모드로 작동할 때 점등되는 표시램프가 설치될 수 있다.

상기와 같이 설정온도 도달 표시 및 펠티에 구동 표시, 펠티에 작동 모드 표시를 위한 각각의 표시램프(171,172)를 구비하는 대신, LCD나 LED 등으로 설치되는 하나의 표시부에 설정온도와 현재 케이스 내 온도, 설정온도 도달 여부, 펠티에 구동 여부가 모두 표시되도록 할 수도 있다.

제어부(160)는 조작부(140)로부터 입력값인 설정온도를 입력받고 온도센서(130)로부터 실시간으로 온도 검출값을 입력받아, 상기 설정온도와 온도 검출값을 참조로 펠티에 모듈(150) 및 냉각팬(152)의 구동을 제어하게 되는데, 내부케이스(121)의 내측에 설치된 온도센서(130) 및 온도 설정을 위한 조작부(140)(설정버튼)를 입력요소로 하고, 펠티에 모듈(150) 및 냉각팬(152), 표시부(170)를 제어요소로 한다.

즉, 조작부(140)로부터 설정온도가 입력되면, 설정온도를 온도센서(130)의 검출값과 비교하여 펠티에 모듈(150)을 선택적으로 냉각 또는 가열 작동시킴으로 써, 케이스 내부공간의 온도를 설정온도로 일정하게 유지시킨다.

또한 제어부(160)는 사용자가 온도 설정을 위해 조작부(140)를 조작하는 동안 설정온도를 표시하도록 표시부(170)를 제어하며, 온도센서(130)에 의해 검출된 현재의 온도를 표시하도록 되어 있는 경우 검출된 현재의 온도를 실시간으로 표시하도록 표시부(170)를 제어한다.

또한 설정온도와 온도센서(130)의 검출값을 토대로 온도도달 표시램프(171)를 적절히 점등 또는 소등시키고, 펠티에 모듈(150)을 작동시키는 동안에는 제어부(160)가 펠티에 구동 표시램프(172)를 점등시켜 구동 여부를 표시하게 된다.

또한 펠티에 모듈의 작동 모드를 표시하는 표시램프를 설치한 경우, 제어부는 펠티에 모듈이 냉각 모드로 작동될 때 냉각 모드 표시램프를 점등하고, 펠티에 모듈이 가열 모드로 작동될 때 가열 모드 표시램프를 점등하게 된다(도 7 참조).

한편, 본 발명에 따른 항온조 장치(100)에서 기준용액 용기(110)가 수납되는 내부케이스(121)의 내부공간에 공기순환용 팬(180)이 추가로 설치될 수 있다.

공기순환용 팬(180)은 내부케이스(121)의 내부공간에서 공기를 강제 순환시키는 팬으로서, 공기의 강제 순환 및 온도 교반을 통해 내부케이스(121)의 내부공간 온도를 전체적으로 균일하게 유지시키는 역할을 하게 된다.

공기순환용 팬(180)은 내부케이스(121) 내측에서 바닥플레이트(123)에 고정된 브라켓(181)에 체결된 상태로 고정되어 설치될 수 있다.

상기 공기순환용 팬(180)의 구동 역시 제어부(160)에 의해 구동이 제어된다.

그리고, 본 발명의 바람직한 실시예에서 펠티에 모듈(150)과 케이스(120)의 바닥플레이트(123) 사이, 펠티에 모듈(150)과 히트싱크(151) 사이에 계면 간 접촉성 및 열전달성을 좋게 하기 위해 열전달 매개체 역할을 하는 방열 컴파운드(thermal compound) 또는 방열 구리스(thermal grease)가 도포될 수 있다.

상기 방열 컴파운드 및 방열 구리스는 열전달을 좋게 하는 매개체로서 전자부품 간 계면에 사용되고 있는데, 접촉면과 접촉면 사이의 홈을 채워주어 열전달이 원활하게 이루어지도록 하는 열전달 물질이다.

예로서, 실리콘 유에 아연산화물이나 알미늄의 산화물 등을 첨가해서 열전달성이 좋도록 만든 것을 사용할 수 있으며(Yearmoly사(社), 에이스텍(주)), 전기적으로 비전도성이므로 단락 등의 문제는 발생하지 않는다.

이와 같이 펠티에 모듈(150)의 양쪽 접촉면에 방열 컴파운드 또는 방열 구리스를 얇게 도포해주면 접촉성 및 열전달성을 좋게 할 수 있다.

한편, 상기와 같이 방열 컴파운드 또는 방열 구리스를 도포하여도 펠티에 모듈(150)과 케이스(120)의 바닥플레이트(123) 사이가 편중되게 가압되면 균일한 열전달이 어려우므로, 본 발명에서는 일체로 조립된 펠티에 모듈(150), 히트싱크(151) 및 냉각팬(152)이 항온조 장치(100)의 하부받침대(101)에서 탄력적으로 지지되도록 설치된다.

보다 상세히 설명하면, 본 발명에서 펠티에 모듈(150), 히트싱크(151) 및 냉각팬(152)은 일체로 조립되며, 이렇게 조립된 상태에서 펠티에 모듈(150), 히트싱크(151) 및 냉각팬(152)이 상측에서부터 하측으로 차례로 배치된다.

이때 펠티에 모듈(150), 히트싱크(151) 및 냉각팬(152)의 조립체가 덮개 판(103) 내측 및 지지기둥(102) 안쪽으로 중앙에 설치되는데, 상기 조립체가 하부받침대(101)에서 스프링(105)에 의해 탄력 지지되도록 설치되어, 상기 스프링(105)의 스프링력에 의해 상측으로 밀어 올려질 경우, 상측의 펠티에 모듈(150)이 케이스(120)의 바닥플레이트(123)에 밀착되도록 되어 있다.

상기 스프링(105) 지지구조를 살펴보면, 하부받침대(101)에 4개의 안내로드(104)가 냉각팬(152)의 네 모서리 쪽에 하나씩 위치되도록 수직 설치되고, 냉각팬(152)의 하부플레이트(153)가 각 안내로드(104)의 상단부에 관통 조립되어, 하부플레이트(153)를 포함한 일체의 조립체(펠티에 모듈, 히트싱크 및 냉각팬)가 안내로드(104)에서 상하 안내 및 유동될 수 있게 되어 있다.

상기 하부플레이트(153)는 각 안내로드(104) 상단의 헤드부(104a)에 걸리어 상측으로 완전히 이탈되지 않도록 구속되어 있는 바, 헤드부(104a)에 걸리지 않는 범위 내에서 상기 조립체가 상하 유동되게 된다.

그리고, 상기 각 안내로드(104)에는 하부받침대(101)와 하부플레이트(153) 사이에 조립체를 탄력 지지하기 위한 스프링(105)이 설치되고, 각 스프링(105)에 의해 전체 조립체가 탄력적으로 상하 유동된다.

이와 같이 조립체를 복수개의 스프링(105)에 의해 탄력 지지시키게 되면, 펠티에 모듈(150)과 케이스(120)의 바닥플레이트(123)가 전체 접촉면에서 균일하게 가압되고, 결국 전체 면적에서 고르게 열이 전달될 수 있게 된다.

그리고, 바람직한 실시예에서, 펠티에 모듈(150)과 바닥플레이트(123) 간의 접촉부를 제외한 그 측방의 바닥플레이트 하면에는 단열재(129)를 부착한다.

상기 단열재(129)로는 공지의 단열 발포재 또는 발포재와 고무가 혼합된 공지의 단열소재를 사용할 수 있으며, 케이스(120)의 바닥면인 바닥플레이트(123)에서 펠티에 모듈(150)에 접촉된 부위를 제외한 나머지 부위를 단열시켜 케이스 내부온도를 보다 용이하게 제어할 수 있도록 해준다.

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 항온조 장치의 바람직한 실시예 구성에 대해 설명하였는 바, 상술한 항온조 장치에 의하면, 기준용액 및 주위환경의 온도를 사용자가 원하는 온도로 일정하게 유지시킬 수 있고, 검사 결과에 영향을 줄 수 있는 외부 요인을 제거할 수 있게 되어, 오차 발생의 최소화, 검사의 정확도 및 신뢰도 향상에 기여할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 항온조 장치를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 항온조 장치에서 주요 구성부를 분리하여 도시한 분리 사시도,

도 3과 도 4는 도 1에 도시된 항온조 장치의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 항온조 장치에서 제어부의 입력요소 및 제어요소를 도시한 블록도,

도 6은 본 발명에 따른 항온조 장치에서 씰링부재가 설치된 상태의 밀폐캡을 도시한 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 항온조 장치에서 제어부에 의해 케이스 내부공간의 온도가 제어되는 과정을 나타낸 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 항온조 장치 103 : 덮개판

104 : 통풍구 110 : 기준용액 용기

120 : 케이스 121 : 내부케이스

122 : 외부케이스 123 : 바닥플레이트

124 : 상부커버 125 : 투여구

126 : 밀폐캡 128 : 씰링부재

130 : 온도센서 140 : 조작부

150 : 펠티에 모듈 151 : 히트싱크

152 : 냉각팬 160 : 제어부

170 : 표시부 180 : 공기순환용 팬

Claims

혈액밀도 검사를 위한 기준용액이 채워지는 기준용액 용기(110)와;

상기 기준용액 용기(110)가 수납된 상태로 내부공간이 밀폐될 수 있도록 구비되는 케이스(120)와;

상기 기준용액 용기(110)가 수납된 케이스 내부공간의 온도를 검출하는 온도센서(130)와;

상기 케이스 내부공간의 온도를 설정하기 위해 사용자가 조작하게 되는 조작부(140)와;

상기 케이스(120)에 접촉된 상태로 접촉부를 통해 케이스(120)를 냉각 및 가열함으로써 상기 케이스 내부공간의 온도를 제어하는 펠티에 모듈(150)과;

상기 조작부(140)에서 입력된 사용자 설정온도와 상기 온도센서(130)에서 입력된 온도 검출값을 기초로 하여, 케이스 내부공간의 온도가 사용자 설정온도로 유지되도록 상기 펠티에 모듈(150)의 구동을 제어하는 제어부(160);

를 포함하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 케이스(120)가 하부받침대(101)에 설치된 지지기둥(102)에 고정되어 장착되고, 상기 케이스(120) 하측으로 펠티에 모듈(150) 및 그에 부속되는 히트싱 크(151)와 냉각팬(152)이 상기 하부받침대(101)에 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 케이스(120) 하측으로 상기 펠티에 모듈(150) 및 히트싱크(151), 냉각팬(152)을 커버하면서 통풍구(104)들이 형성된 덮개판(103)이 설치되는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 펠티에 모듈(150)과 히트싱크(151)는 상호 간의 접촉면에 방열 컴파운드 또는 방열 구리스가 도포된 상태로 접촉되는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 펠티에 모듈(150), 히트싱크(151), 및 냉각팬(152)의 조립체가 상기 하부받침대(101)에서 상하 유동이 가능하면서 스프링(105)에 의해 탄력 지지되도록 설치되어, 스프링력에 의해 상기 케이스(120)와 펠티에 모듈(150) 간의 전체 접촉 면에서 균일 가압이 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 하부받침대(101)에 안내로드(104)들이 설치되고,

상기 조립체 전체가 상기 안내로드(104)들에 의해 상하 안내 및 유동될 수 있도록 상기 냉각팬(152)의 하부플레이트(153)가 각 안내로드(104)의 상단부에 관통 조립되며,

상기 각 안내로드(104)에는 하부받침대(101)와 냉각팬(152)의 하부플레이트(153) 사이에 상기 조립체를 탄력 지지하는 스프링(105)이 설치되는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 1, 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서,

상기 케이스(120)와 펠티에 모듈(150)은 상호 간의 접촉면에 방열 컴파운드 또는 방열 구리스가 도포된 상태로 접촉되는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 기준용액 용기(110)가 수납되는 케이스 내부공간에 설치되어 공기를 강제 순환시킴으로써 케이스 내부공간의 온도를 균일하게 유지시키는 공기순환용 팬(180)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부(160)에 의해 상기 사용자 설정온도 또는 상기 온도센서(130)의 검출온도를 표시하도록 구동되는 표시부(170)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부(160)에 의해 상기 케이스 내부공간의 온도가 사용자 설정온도에 도달함을 표시하도록 구동되는 표시부(171)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부(160)에 의해 상기 펠티에 모듈(150)이 구동 중임을 표시하도록 구동되는 표시부(172)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제어부(160)에 의해 상기 펠티에 모듈(150)의 작동 모드인 냉각 모드와 가열 모드를 구분 표시하도록 구동되는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 케이스(120)는,

상기 기준용액 용기(110)가 수납되고 상기 펠티에 모듈(150)에 의해 내부공간의 온도가 제어되는 내부케이스(121)와;

상기 내부케이스(121)를 둘러싸도록 외측으로 설치되어 내부케이스(121)와 함께 안팎으로 이격 배치된 이중 케이스(120) 구조를 형성하는 외부케이스(122)와;

상기 내부케이스(121)의 바닥면을 형성하는 바닥플레이트(123)와;

상기 내부케이스(121)와 외부케이스(122)의 상면을 밀폐하도록 설치되고 상기 기준용액 용기(110)에 혈액을 투여하기 위한 투여구(125)가 구비된 상부커버(124)와;

상기 투여구(125)를 개폐하기 위한 밀폐캡(126);

을 포함하고, 상기 바닥플레이트(123)가 전도성 소재로 제작되어 냉각 및 가열을 위한 상기 펠티에 모듈(150)과 접촉되는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 13에 있어서,

상기 기준용액 용기(110)와 함께 상기 내부케이스(121), 외부케이스(122), 및 상부커버(124)는 내부공간이 보일 수 있는 투명 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 13에 있어서,

상기 밀폐캡(126)에는 상기 상부커버(124) 사이에 개재되는 씰링부재(128)가 설치되는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.
청구항 13에 있어서,

상기 펠티에 모듈(150)과 바닥플레이트(123) 간의 접촉부를 제외한 그 측방의 바닥플레이트(123) 하면에 단열재(129)가 부착되는 것을 특징으로 하는 혈액검사용 항온조 장치.