KR101065671B1 - 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기존의 방사능 측정장치가 다른 휴대용 기기와 호환이 되지 않아, 별도의 USB 메모리를 통해 방사능 측정 데이터를 옮겨서 저장시킨 후, PC 또는 다른 휴대용 기기를 통해 데이터를 전송시켜야 하는 문제점과, 방사능 측정시, 주위의 다른 스마트폰기기의 통신장애에 의해 잡음과 에러가 많이 발생되어 정확한 방사능 측정데이터를 제공할 수 없는 문제점을 개선하고자, 방사능 측정용 웹 어플리케이션부, SFT 방사능 측정기로 구성됨으로서, 휴대용기기 특히, 스마트폰과 호환되어, USB 컨넥터를 통해 삽입연결되면, 스마트폰에 내장된 방사능 측정용 어플을 바로 활성화시킬 수 있고, 실시간 방사능 측정데이터를 제공할 수 있으며, 스마트폰의 3G 또는 WiFi 망을 통해 원격지의 또 다른 스마트폰 사용자 또는 중앙방사능 측정 관리서버로 전송시킬 수 있고, 무엇보다 부피를 슬림하게 제작하여 휴대하면서 언제 어디서든지 방사능을 측정하고자 하는 대상물에 대고 방사능을 측정할 수 있는 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치{THE APPARATUS OF RADIOACTIVITY CHECK WITH SMARTPHONE}
본 발명은 스마트폰의 USB연결포트에 삽입 접속되고, 방사능측정 웹 어플리케이션부로부터 방사능측정 명령신호를 전송받아, 방사능 측정 대상물(일예 : 사람, 야채, 생선, 고기, 물)에서 방출되는 자연환경방사선 및 인공방사선을 0.001~9.999μSv/h측정범위 내에서 χ, γ-ray의 방사선을 검출하고, 검출된 방사능 측정 데이터를 방사능측정 웹 어플리케이션부로 전송시키는 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 방사선에 민감한 검출기의 섬광체로서 CsI(Tl), NaI(Tl), BGO 등의 결정을 사용하고 있다. 하지만, NaI(Tl)은 높은 광수율과 짧은 감쇠시간(decay time)을 갖고 있으나, 조해성(Hygroscopic)이 심하고 충격에 약한 것이 단점이 있다.
또한, BGO는 큰 원자번호에 기인하는 높은 저지능(Stopping power)과 물리 화학적으로 안정된 장점을 갖고 있으나, 가공이 어렵고 광수율(light yield)이 낮은 것이 단점이 있다.
이에 비해, CsI(Tl)은 큰 원자번호에 기인하여 소형의 검출기로도 고에너지의 방사선을 검출할 수 있는 높은 저지능(Stopping power, CsI :1.85cm, NaI:2.59cm)을 가지며, 물리적으로 안정하며 조해성도 심하지 않을 뿐 아니라 높은 광수율(52,000photons/MeV)도 갖는다.
이러한 CsI(Tl) 섬광체를 이용한 종래의 선행기술인 국내공개특허공보 제10-2005-0097294호에서는 플라스틱/무기 섬광체(CsI(Tl), GSO(Gd2SiO5(Ce)), LSO(Lu2(SiO4 )O(Ce)) 와 포토다이오드를 사용한 phoswich 센서를 이용하여 베타선과 감마선 동시 자동 측정 및 핵종 판별 기능을 가지는 방사선 감시 장치에 있어서, 방사선 감시 장치용 플라스틱/무기섬광체(CsI(Tl), GSO(Gd2SiO5(Ce)), LSO(Lu2(SiO4)O(Ce)) 포스위치 검출부와, 상기 방사선 감시 장치용 포스위치 검출부의 출력 신호를 증폭하고 구별하는 신호처리부와, 상기 신호처리부의 출력 신호들을 통해 베타와 감마 방사선을 구별하고, 핵종판별을 제어하는 제어부로 구성된 플라스틱/무기 섬광체와 포토다이오드를 사용한 포스위치센서를 이용하여 베타선과 감마선 동시 자동 측정 및 핵종판별 기능을 가지는 방사선 감시 장치 및 방법이 제시된 바 있으나, 이는 포토다이오드를 사용한 포스위치 센서의 최대감도파장이 CsI(Tl) 섬광체의 최대방출파장과 일치하지 않아, CsI(Tl)의 우수한 분해능과 출력 선형성을 유지하기가 힘든 문제점이 발생하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인은 국내등록특허공보 제10-0598904호(2006년07월10일 공고)에서는 ＣｓＩㆍＰＩＮ 다이오드를 이용한 환경방사능 측정장치가 제시된 바 있으나,
이는 다른 휴대용 기기와 호환이 되지 않아, 별도의 USB 메모리를 통해 방사능 측정 데이터를 옮겨서 저장시킨 후, PC 또는 다른 휴대용 기기를 통해 데이터를 전송시켜야 하는 문제점이 있었다.
또한, 하나의 ＣｓＩㆍＰＩＮ 다이오드가 별도의 구성없이 바로 면접촉되어 구성되기 때문에, 방사능 측정시, 주위의 다른 스마트폰기기의 통신장애에 의해 잡음과 에러가 많이 발생되어 정확한 방사능 측정데이터를 제공할 수 없는 문제점이 발생되었다.
국내등록특허공보 제10-0598904호(2006년07월10일 공고)
상기의 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서는 휴대용기기 특히, 스마트폰과 호환되어, USB 컨넥터를 통해 삽입연결되면, 스마트폰에 내장된 방사능 측정용 어플을 바로 활성화시킬 수 있고, 실시간 방사능 측정데이터를 제공할 수 있으며, 스마트폰의 3G 또는 WiFi 망을 통해 원격지의 또 다른 스마트폰 사용자 또는 중앙방사능 측정 관리서버로 전송시킬 수 있고, 무엇보다 부피를 슬림하게 제작하여 휴대하면서 언제 어디서든지 방사능을 측정하고자 하는 대상물에 대고 방사능을 측정할 수 있는 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치는
스마트폰에 내장되어, SFT 방사능 측정기가 USB 연결포트에 삽입되면, SFT 방사능 측정기로 방사능 측정 명령신호를 보내고, SFT 방사능 측정기로부터 처리 결과에 따른 방사능 측정 데이터를 수신받아 디스플레이창에 활성화시키고, 3G 또는 WiFi 망을 통해 원격지의 또 다른 스마트폰 사용자 또는 중앙방사능 측정 관리서버(10)로 방사능 측정 데이터를 전송시키는 방사능 측정용 웹 어플리케이션부(100)와,
스마트폰의 USB연결포트에 삽입 접속되어 시리얼통신을 통해 방사능측정 웹 어플리케이션부로부터 방사능측정 명령신호를 전송받아, 방사능 측정 대상물에서 방출되는 자연환경방사선 및 인공방사선을 0.001~9.999μSv/h측정범위 내에서 χ, γ-ray의 방사선을 검출하고, 검출된 방사능 측정 데이터를 방사능측정 웹 어플리케이션부로 전송시키고, 무선 통신망을 통해 1m~100m 내에 위치한 또 다른 스마트폰 및 방사능 측정모니터링부로 방사능 측정 데이터를 바로 전송시키는 SFT 방사능 측정기(200)와,
SFT 방사능 측정기(200)로부터 측정된 방사능 측정 데이터를 무선 통신망을 통해 수신받아 PC 화면상에 표시해주는 방사능 측정 모니터링부(300)로 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 휴대용기기와의 호환성이 좋고, 스마트폰에 내장된 방사능 측정용 어플을 바로 활성화시킬 수 있어 실시간 방사능 측정데이터를 제공할 수 있으며, 스마트폰의 3G 또는 WiFi 망을 통해 원격지의 또 다른 스마트폰 사용자 또는 중앙방사능 측정 관리서버로 전송시킬 수 있어 방사능 측정데이터 공유를 할 수 있고, 휴대하면서 언제 어디서든지 방사능을 측정하고자 하는 대상물에 대고 방사능을 측정할 수 있는 휴대가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치(1)의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 방사선 검출센서부(220)의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 가이거뮬러(GM) 튜브센서(221)가 내부에 구성된 SFT 방사능 측정기(200)의 구성요소를 도시한 내부분해사시도,
도 5는 본 발명에 따른 적층형 방사선 검출센서(222)가 내부에 구성된 SFT 방사능 측정기(200)의 구성요소를 도시한 내부분해사시도,
도 6은 본 발명에 따른 실리콘 PIN(핀) 다이오드 센서(223)가 내부에 구성된 SFT 방사능 측정기(200)의 구성요소를 도시한 내부분해사시도,
도 7은 본 발명에 따른 신호처리제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 8은 본 발명에 따른 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치를 통해 방사능 측정 대상물에서 방출되는 자연환경방사선 및 인공방사선을 검출하고, 검출된 방사능 측정 데이터를 방사능측정 웹 어플리케이션부로 전송시키는 과정을 도시한 일실시예도,
도 9는 본 발명에 따른 SFT 방사능 측정기 중 무선통신모듈(270)의 구성요소를 도시한 블럭도.
본 발명에서 설명되는 SFT 방사능 측정기에서 SFT는 본 출원인의 " SFT ECHNOLOGY"에서 "SFT"를 의미합니다.
본 발명에서 설명되는 무선 통신망은 RF 통신망, 지그비통신망, 블루투스망 중 어느 하나의 통신망을 말한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 방사능 측정용 웹 어플리케이션부(100), SFT 방사능 측정기(200), 방사능 측정 모니터링부(300)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 방사능 측정용 웹 어플리케이션부(100)에 관해 설명한다.
상기 방사능 측정용 웹 어플리케이션부(100)는 스마트폰(20)에 내장되어, SFT 방사능 측정기가 USB 연결포트에 삽입되면, SFT 방사능 측정기로 방사능 측정 명령신호를 보내고, SFT 방사능 측정기로부터 처리 결과에 따른 방사능 측정 데이터를 수신받아 디스플레이창에 활성화시키고, 3G 또는 WiFi 망을 통해 원격지의 또 다른 스마트폰(20a) 또는 중앙방사능 측정 관리서버(10)로 방사능 측정 데이터를 전송시키는 역할을 한다.
이는 도 2에 도시된 바와 같이, 방사능측정 어플(110), USB 송수신부(120), 데이터전송부(130)로 구성된다.
상기 방사능측정 어플(110)은 스마트폰의 디스플레이창에 방사능 측정 정보를 유저인터페이스로 활성화시키는 역할을 한다.
이는 Linux 커널 기반(JAVA)의 안드로이드 및 Object-C기반의 iOS SDK 및 3G, WiFi를 사용한다.
즉, 하나의 프레임에 방사능 측정 어플이 유저인터페이스로 활성화되고, 방사능 측정 어플이 활성화되면, 보조 프레임으로 방사능 측정 대상물 입력창, 방사능 측정 장소 입력창, 측정시간입력창이 활성화된다.
이어서, 방사능 측정 대상물 입력창에 방사능 측정 대상물을 입력하고, 방사능 측정 장소 입력창에 방사능 측정 장소를 입력하며, 측정시간입력창에 측정시간을 입력하면, "방사능 측정 명령신호" 키(Key)가 활성화되고, 이때, "방사능 측정 명령신호" 키(Key)를 누르면, SFT 방사능 측정기로 방사능 측정 명령신호가 전송된다.
또한, 본 발명에 따른 방사능 측정 어플은 블루투스구동부로 구동명령신호를 보내 SFT 방사능 측정기기 검색을 눌러 기기 검색을 시도한다.
방사능 측정기가 검색되면 연결을 시도하여 스마트폰과 SFT 방사능 측정기를 블루투스 통신망을 통하여 연결시킨다.
본 발명에 따른 방사능 측정 어플은 SFT 방사능 측정기가 보내는 송신 주기를 변동할 수 있고, 사용시간과 누적선량을 0으로 설정하여 다시 누적시킬 수 있다.
또한 최대 선량률을 스마트폰에 저장하여 최대 피폭량을 사용자에게 알려 주고, 피폭당한 과정을 스마트폰의 대용량 메모리에 기록하여 사용하는 동안 피폭의 이력을 알려 줄 수 있다.
또한 각종 알람(선량률, 누적선량)을 사용자가 임의로 설정할 수 있어 방사능의 위험을 경고한다.
상기 USB 송수신부(120)는 스마트폰의 연결포트에 SFT 방사능 측정기가 삽입 접속되면, 방사능 측정 명령신호를 SFT 방사능 측정기로 송신시키고, 마이컴부로부터 방사능 측정 데이터를 수신받는 역할을 한다.
이는 스마트폰의 연결포트 일측에 위치되고, 방사능 측정 어플의 방사능 측정 명령신호를 SFT 방사능 측정기로 송신시키는 USB 송신부와, 마이컴부로부터 방사능 측정 데이터를 수신받는 USB 수신부로 구성된다.
상기 데이터 전송부(130)는 3G 또는 WiFi 망을 통해 원격지의 또 다른 스마트폰 사용자 또는 방사능 측정 모니터링부(300)로 방사능 측정 데이터를 전송시키는 역할을 한다.
또한, 본 발명에 따른 방사능 측정용 웹 어플리케이션부(100)는 블루투스구동부(140)가 포함되어 구성된다.
상기 블루투스구동부(140)는 방사능측정 어플(110)의 명령신호에 따라 구동되어, 스마트폰 내부의 블루투스모듈을 통해 1m~100m의 근거리에 위치한 SFT 방사능 측정기를 검색한 후, 연결을 시도하여 SFT 방사능 측정기를 블루투스를 통하여 연결시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 SFT 방사능 측정기(200)에 관해 설명한다.
상기 SFT 방사능 측정기(200)는 스마트폰의 USB연결포트에 삽입 접속되어 시리얼통신을 통해 방사능측정 웹 어플리케이션부로부터 방사능측정 명령신호를 전송받아, 방사능 측정 대상물에서 방출되는 자연환경방사선 및 인공방사선을 0.001~9.999μSv/h측정범위 내에서 χ, γ-ray의 방사선을 검출하고, 검출된 방사능 측정 데이터를 방사능측정 웹 어플리케이션부로 전송시키고, 무선 통신망을 통해 1m~100m 내에 위치한 또 다른 스마트폰 및 방사능 측정모니터링부로 방사능 측정 데이터를 바로 전송시키는 역할을 한다.
이는 도 2에 도시한 바와 같이, 측정기 본체(210), 방사선 검출센서부(220), 증폭부(230), 신호처리제어부(240), 전원레귤레이터부(250), USB 컨넥터(260), 무선통신모듈(270)로 구성된다.
상기 측정기 본체(210)는 외압으로부터 기기를 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 사각, 삼각, 원형 타입 중 어느 하나로 형성되어, 헤드부 선단 내부에 방사선 검출센서부가 구성되고, 방사선 검출센서부 일측에 증폭부, 신호처리제어부, 전원레귤레이터부가 구성된다.
그리고, 측정기 본체의 측면 일측에 USB 컨넥터가 스윙타입 또는 슬라이드 타입으로 형성된다.
상기 방사선 검출센서부(220)는 상기 측정기 본체 내부의 방사선 측정 방향쪽 선단에 위치되어 자연환경방사선 및 인공방사선을 0.001~9.999μSv/h측정범위 내에서 방사선을 검출하는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 가이거뮬러(GM) 튜브센서(221), 적층형 방사선 검출센서(222), 실리콘 PIN(핀) 다이오드 센서(223) 중 어느 하나가 선택되어 구성된다.
상기 가이거뮬러(GM) 튜브센서(221)는 고출력전압부에서 형성된 고전압으로 구동되어 저선량 방사선을 정밀 검출하는 것으로, 이는 가이거뮬러 튜브(GM-tube)는 증폭부와 연결되는 컨넥터와, 고전압을 구동시키는 트랜스로 구성된다. 이는 조사선량이 10μR/h ~ 1R/h, 피폭선량을 10μrem ~ 10,000rem 으로 설정함으로서, 저선량의 α,β·Γ방사선을 측정하도록 구성된다.
상기 적층형 방사선 검출센서(222)는 수평방향으로 면접촉결합된 CsI(Tl)크리스탈 센서와 PIN 다이오드가 각각 상층과 하층으로 적층되어 자연환경방사선 및 인공방사선을 0.001~9.999μSv/h측정범위 내에서 χ, γ-ray의 방사선을 검출하는 역할을 한다.
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 550nm 영역에서 발생되는 최대방출파장을 통해 방사능 측정 대상물에서 방출되는 자연환경방사선 및 인공방사선을 0.001~9.999μSv/h측정범위 내에서 χ, γ-ray의 방사선을 검출하고, 검출된 방사선을 빛을 통해 제1 PIN 다이오드로 전달시키는 제1 CsI(Tl)크리스탈 센서(222a-1);와, 제1 CsI(Tl)크리스탈 센서로부터 전달된 빛의 유무를 감지하여 광 강도에 비례하는 전류로 변화시키는 제1 PIN 다이오드(222a-2);가 수평방향으로 서로 면접촉되어 제1 결합면이 형성되고, 제1 결합면 사이에 실리콘 광학구리스(Silicon optical grease : 굴절율 n=1.14)로 제1 중간 어울림층이 형성되며, 제1 결합면 일측에 반사체를 형성하기 위해 테프론 테잎을 감아서 제1 반사면이 형성되어, 하층 방사선 검출센서(222a)가 형성된다.
이때, 하층 방사선 검출센서의 상단 수직방향으로 또 다른 제2 CsI(Tl)크리스탈 센서(222b-1)+제2 PIN 다이오드(222b-2)가 수평방향으로 면접촉되어 제2 결합면이 형성되고, 제2 결합면 사이에 실리콘 광학구리스(Silicon optical grease : 굴절율 n=1.14)로 제2 중간 어울림층이 형성되며, 제2 결합면 일측에 반사체를 형성하기 위해 테프론 테잎을 감아서 제2 반사면이 형성되어, 상층 방사선 검출센서(222b)가 형성된다.
즉, 2층, 3층과 같이 적층되어 형성된다.
여기서, 상층 방사선 검출센서와 하층 방사선 검출센서가 상하수직방향으로 적층되어 형성됨으로서, 입사방사선의 80%를 상층 방사선 검출센서에서 흡수시키고, 나머지 투과된 20%의 방사선이 하층 방사선 검출센서에서 흡수되기 때문에, 광수율이 커지고, 기존 방사선 검출센서보다 측정 정확도가 3배 이상 향상되는 효과를 얻을 수가 있다.
상기 실리콘 PIN(핀) 다이오드 센서(223)는 빛을 전기신호로 바꿔서 광통신신호, 자외선, X-선, 감마선, 입자선을 감지, 측정하는 역할을 한다. 이는 감지영역이 넓고 미세한 신호까지 놓치지 않고 잡아낼 수 있어 초정밀 광센서의 기능을 갖는다.
상기 증폭부(230)는 방사선 검출센서부에서 측정된 자연환경방사선 및 인공방사선을 전기적 신호로 증폭하여 펄스 신호를 발생시키는 역할을 한다.
이는 센서검출부(231), 전치증폭기(232), 1차 증폭기(233), 클리핑회로(234), 2차증폭기(235)로 구성된다.
상기 센서검출부(231)는 감마 방사선이 방사선 검출센서부(D2)를 지나면 D2에 흐르는 전류가 JFET Q4의 게이트에 하이신호를 주므로 소스에 흐르는 전류가 감소하고, 이때 Q1, Q2, Q3를 통해 방사선검출신호(SIGNAL) 1을 발생시키는 역할을 한다.
상기 전치증폭기(232)는 회로의 안정도와 신호대 잡음비(SNR)를 향상시키고 방사선측정신호의 일그러짐을 감소시키기 위한 곳으로, 이는 궤환회로를 구성하여 전치증폭기의 오픈-루프(open loop) 이득이 크게 되도록 구성된다. 전치증폭기 U6A에는 로드저항 R31, 방사선측정 센서저항 R32, 궤환저항 R36, 궤환콘덴서 C27, 결합콘덴서 C25가 연결되어 구성된다. 전치증폭기 U6A의 출력에는 펄스 전류의 폭과 같은 시정수를 갖도록 저항R45와, 병렬저항 R35, R38이 연결되어 1차증폭기의 -단자로 유입된다.
상기 1차 증폭기(233)는 전치증폭기에서 출력되는 펄스의 크기가 1V 이하이므로, 0.5~20 V 정도로 증폭시키는 역할을 한다. 이는 궤환저항 R37, 궤환콘덴서 C28이 연결되어 구성된다.
상기 클리핑회로(234)는 1차 증폭기의 출력에서 펄스 전류의 폭과 같은 시정수를 갖도록 콘덴서와 저항을 사용하여 많은 펄스를 증폭할 때 펄스의 중첩을 발생시키는 파일 업(pile up) 현상을 방지하는 역할을 한다.
이는 콘덴서 C29와 저항 R39로 구성되어 1차 증폭기 U6B에서 출력된 신호의 오버슈트(overshoot)를 신속히 제로 수준으로 회복하거나 보상하기 위해 폴-제로 상쇄(pole-zero cancellation, PZC)회로로 이루어진다.
상기 클리핑 회로를 통과한 부극성의 전류펄스는 2차증폭기(235)의 - 단자에 연결된다.
상기 2차증폭기(235)는 전자 소자에 의한 잡음이나 외부 잡음에 대한 SNR을 향상시키는 역할을 한다. 이를 위해 2차증폭기(235)는 전압비교기로 구성하여 잡음성분을 제거하고, 일정크기 이상의 펄스만 통과되도록 하여 파고분석기의 한 종류인 미분판별기로 동작되도록 설계하였으며, 앞단의 출력펄스를 저항 R94를 통해 제어부의 입력단자 PD0에 연결된다.
상기 신호처리제어부(240)는 증폭부의 펄스 신호를 10~60초로 샘플링하고, USB 컨넥터를 통해 스마트폰의 USB 연결포트와 접속되면, 방사능 측정데이터를 방사능 측정 어플로 전달시키고, 회로기기에 전원을 공급시키도록 제어하며, 자연환경방사선 및 인공방사선 측정시, 측정감도가 0.01μ㏜/h에 대해 10cpm 이상이 되도록 하고, 지시오차가 ±10%이내(Cs-137 기준치에 대한 오차)가 되도록 제어시키는 역할을 한다.
이는 AT90USB162 마이크로컨트롤러로 이루어져, 16KB 플래시, 512B RAM, 512B EEPROM, USB 2.0 풀 스피드 컨넥터, RS232 드라이버/컨넥터, SD-MMC 카드 컨넥터, AVR 포트신호 확장 컨넥터, 상태표시 LED, 8Mhz 쿼츠(Quartz) 크리스탈 오실레이터의 특성을 가진다.
즉, 본 발명에 따른 신호처리제어부는 도 7에서 도시한 바와 같이, PB0단자에 저항 R8을 통해 상태표시LED(User status LED)가 연결되어 SFT 방사능 측정기의 동작상태를 출력시키도록 제어하고, PB1~PB3단자에 AVR 포트신호 확장 컨넥터가 연결되어 방사능 측정 모니터링부와 RF통신 또는 블루투스 통신으로 방사능 측정 데이터를 송수신하도록 제어하며, PD0입력단자에 증폭부가 연결되어 증폭된 자연환경방사선 펄스 신호 및 인공방사선 펄스 신호를 입력받고, PE7출력단자에 저항 R100과 트랜지스터 Q30을 통해 전원레귤레이터를 제어하여 USB 컨넥터로부터 전달받은 전원이 회로에 전달되도록 스위칭시키며, UVcc단자에 저항 R97을 통해 USB 컨넥터의 Vbus 단자와 연결되고, D-단자에 USB 컨넥터의 D-단자가 연결되며, D+단자에 USB 컨넥터의 D+단자가 연결되고, Ucap 단자에 USB 컨넥터의 GND 단자가 연결되며, PE3(UID)단자에 USB 컨넥터의 UID단자가 연결되어, USB 컨넥터를 통해 스마트폰의 전원을 인가받도록 제어하고, 스마트폰으로 방사능 측정데이터를 송신시키고, 그에 응답데이터를 수신받도록 제어하며, PF4~PF7단자에 RS232접속컨넥터가 연결되어, 중앙방사능 측정 관리서버와 RS232통신을 통해 방사능 측정 데이터를 송수신시키도록 제어하고, RESET 단자에 저항 R90을 통해 RESET IC가 연결되어 메모리에 내장된 방사능 측정데이터를 리셋시키도록 제어하며, USB 컨넥터와 스마트폰의 시리얼 Rx/Tx핀이 접속되면 시리얼 통신 제어한다.
상기 전원레귤레이터부(250)는 배터리 전압 3V를 이용하여 제어부의 제어를 통해 USB 컨넥터로부터 전원을 인가받아 회로에 필요한 전원 5V와 3.3V를 생성시키는 역할을 한다.
이는 TPS7301QP 저전압레귤레이터 IC가 구성된다.
즉, IN입력단자에 USB 컨넥터의 Vbus 단자를 통해 인가되는 전원을 센싱하는 저항 R92가 연결되고, EN(인에이블)단자에 트랜지스터 Q30의 컬렉터 단자가 연결되어, 마이컴부로부터 스위칭전원 구동신호를 인가받으며, OUT단자에 센서검출부(231)의 캐패시터 C15가 연결되어 센서검출부로 전원을 인가시킨다.
상기 USB 컨넥터(260)는 측정기 본체 일측에 형성되어 스마트폰의 연결포트에 삽입되고, 스마트폰으로 방사능 측정 명령신호를 신호처리제어부로 보내고, 신호처리제어부로부터 전달받은 방사능 측정 데이터를 방사능 측정 어플로 전송시키는 역할을 한다.
이는 8비트, 16비트 컨넥터로 이루어지고, 스마트폰의 연결포트에 연결되어 스마트폰의 전원을 인가받는 Vbus와, 스마트폰과 양방향데이터 통신을 하는 D-,D+와, 그라운드 단자(GND)와, 사용자 식별 ID를 설정하는 UID 단자로 구성된다.
상기 무선통신모듈(270)은 신호처리제어부(240)의 제어하에 1m~100m 내에 위치한 또 다른 스마트폰 및 방사능 측정모니터링부로 방사능 측정 데이터를 바로 전송시키는 역할을 한다.
이는 SFT 방사능 측정기와 또 다른 스마트폰 사이, 및 SFT 방사능 측정기와 방사능 측정모니터링부 사이에 RF 통신망을 형성시키는 제1 RF 통신모듈(271)과, SFT 방사능 측정기와 또 다른 스마트폰 사이, 및 SFT 방사능 측정기와 방사능 측정모니터링부 사이에 지그비통신망을 형성시키는 제1 지그비통신모듈(272)과, SFT 방사능 측정기와 또 다른 스마트폰 사이, 및 SFT 방사능 측정기와 방사능 측정모니터링부 사이에 블루투스통신망을 형성시키는 제1 블루투스 모듈(273) 중 어느 하나로 구성된다.
상기 제1 블루투스 모듈(273)은 2.4 GHz 대의 주파수 범위에서 1MHz단위로 초당 1600회 주파수 호핑을 통해 오류를 최소화하여 데이터를 송, 수신하며 RF 출력은 0~20dBm일 경우 10m 이내, 20dBm일 경우 100m 이내의 거리에서 SFT 방사능 측정기와 또 다른 스마트폰 사이, 및 SFT 방사능 측정기와 방사능 측정모니터링부 사이에 블루투스통신망을 형성시키는 역할을 한다.
본 발명에 따른 SFT 방사능 측정기는 내부에 고유식별 ID가 설정된다.
그리고, SFT 방사능 측정기가 스마트폰에 삽입되면, 스마트폰의 전원을 사용하여 상기 제1 블루투스 모듈을 등록 대기 상태로 만든다.
또한 외장 배터리를 SFT 방사능 측정기에 삽입하여 전원을 SFT 방사능 측정기에 공급하고, 상기 제1 블루투스 모듈을 등록 대기상태로 만들어 스마트폰을 분리형으로도 가능하게 만든다.
다음으로, 본 발명에 따른 방사능 측정 모니터링부(300)에 관해 설명한다.
상기 방사능 측정 모니터링부(300)는 SFT 방사능 측정기(200)로부터 측정된 방사능 측정 데이터를 무선 통신망을 통해 수신받아 PC 화면상에 표시해주는 역할을 한다.
이는 제2RF 통신모듈, 제2지그비통신모듈, 제2블루투스 모듈 중 어느 하나로 구성된다.
이하, 본 발명에 따른 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치의 구체적인 동작과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, SFT 방사능 측정기의 USB 컨넥터를 스마트폰의 연결포트로 삽입연결시킨다.
이어서, 스마트폰 내부에 저장된 방사능 측정 어플이 디스플레이창에 유저인터페이스로 활성화된다.
이어서, 방사능 측정 어플이 활성화되면, 방사능 측정 대상물 입력창에 방사능 측정 대상물(일예 : 사람, 야채, 생선, 고기, 물)을 입력하고, 방사능 측정 장소 입력창에 방사능 측정 장소를 입력하며, 측정시간입력창에 측정시간을 입력한다.
이어서, "방사능 측정 명령신호" 키(Key)가 활성화되면, 이때, "방사능 측정 명령신호" 키(Key)를 눌러서, SFT 방사능 측정기로 방사능 측정 명령신호를 전송시킨다.
이어서, SFT 방사능 측정기에서 방사능측정 웹 어플리케이션부의 방사능 측정 어플로부터 방사능측정 명령신호를 전송받아, 방사능 측정 대상물에서 방출되는 자연환경방사선 및 인공방사선을 0.001~9.999μSv/h측정범위 내에서 χ, γ-ray의 방사선을 검출한다.
여기서, 신호처리제어부에서는 증폭부에서 생성된 자연환경방사선 및 인공방사선에 관한 펄스 신호를 10~60초로 샘플링하고, 자연환경방사선 및 인공방사선 측정시, 측정감도가 0.01μ㏜/h에 대해 10cpm 이상이 되도록 하고, 지시오차가 ±10%이내(Cs-137 기준치에 대한 오차)가 되도록 제어시킨다.
이어서, 신호처리제어부의 제어하에 검출된 방사선량을 USB 컨넥터를 통해 방사성 측정 어플로 전송시킨다.
또한, 블루투스통신망을 통해 스마트폰과 SFT 방사능측정기가 서로 연결되어, 검출된 방사선량을 무선전송시킨다.
끝으로, 스마트폰의 디스플레이창에 검출된 방사선량을 디스플레이시킨다.
100 : 방사능 측정용 웹 어플리케이션부 110 : 방사능측정 어플
120 : USB 송수신부 200 : SFT 방사능 측정기
210 : 측정기 본체 220 : 방사선 검출센서부
230 : 신호처리부 240 : 신호처리제어부
250 : 전원레귤레이터부 260 : USB 컨넥터
270 : 무선통신모듈

Claims (6)

  1. 스마트폰에 내장되어, SFT 방사능 측정기가 USB 연결포트에 삽입되면, SFT 방사능 측정기로 방사능 측정 명령신호를 보내고, SFT 방사능 측정기로부터 처리 결과에 따른 방사능 측정 데이터를 수신받아 디스플레이창에 활성화시키고, 3G 또는 WiFi 망을 통해 원격지의 또 다른 스마트폰 사용자 또는 중앙방사능 측정 관리서버(10)로 방사능 측정 데이터를 전송시키도록 방사능측정 어플(110), USB 송수신부(120), 데이터 전송부(130)로 이루어진 방사능 측정용 웹 어플리케이션부(100)와,
    스마트폰의 USB연결포트에 삽입 접속되어 시리얼통신을 통해 방사능측정 웹 어플리케이션부로부터 방사능측정 명령신호를 전송받아, 방사능 측정 대상물에서 방출되는 자연환경방사선 및 인공방사선을 0.001~9.999μSv/h측정범위 내에서 χ, γ-ray의 방사선을 검출하고, 검출된 방사능 측정 데이터를 방사능측정 웹 어플리케이션부로 전송시키고, 무선 통신망을 통해 1m~100m 내에 위치한 또 다른 스마트폰 및 방사능 측정모니터링부로 방사능 측정 데이터를 바로 전송시키도록 측정기 본체(210), 방사선 검출센서부(220), 증폭부(230), 신호처리제어부(240), 전원레귤레이터부(250), USB 컨넥터(260), 무선통신모듈(270)로 이루어진 SFT 방사능 측정기(200)와,
    SFT 방사능 측정기(200)로부터 측정된 방사능 측정 데이터를 무선 통신망을 통해 수신받아 PC 화면상에 표시해주는 방사능 측정 모니터링부(300)로 구성되는 것에 있어서,
    상기 무선통신모듈(270)은
    2.4 GHz 대의 주파수 범위에서 1MHz단위로 초당 1600회 주파수 호핑을 통해 오류를 최소화하여 데이터를 송, 수신하며 RF 출력은 0~20dBm일 경우 10m 이내, 20dBm일 경우 100m 이내의 거리에서 SFT 방사능 측정기와 또 다른 스마트폰 사이, 및 SFT 방사능 측정기와 방사능 측정모니터링부 사이에 블루투스통신망을 형성시키는 제2 블루투스 모듈(273)이 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 신호처리제어부(240)는
    PB0단자에 저항 R8을 통해 상태표시LED(User status LED)가 연결되어 SFT 방사능 측정기의 동작상태를 출력시키도록 제어하고, PB1~PB3단자에 AVR 포트신호 확장 컨넥터가 연결되어 방사능 측정 모니터링부와 RF통신 또는 블루투스 통신으로 방사능 측정 데이터를 송수신하도록 제어하며, PD0입력단자에 증폭부가 연결되어 증폭된 자연환경방사선 펄스 신호 및 인공방사선 펄스 신호를 입력받고, PE7출력단자에 저항 R100과 트랜지스터 Q30을 통해 전원레귤레이터를 제어하여 USB 컨넥터로부터 전달받은 전원이 회로에 전달되도록 스위칭시키며, UVcc단자에 저항 R97을 통해 USB 컨넥터의 Vbus 단자와 연결되고, D-단자에 USB 컨넥터의 D-단자가 연결되며, D+단자에 USB 컨넥터의 D+단자가 연결되고, Ucap 단자에 USB 컨넥터의 GND 단자가 연결되며, PE3(UID)단자에 USB 컨넥터의 UID단자가 연결되어, USB 컨넥터를 통해 스마트폰의 전원을 인가받도록 제어하고, 스마트폰으로 방사능 측정데이터를 송신시키고, 그에 응답데이터를 수신받도록 제어하며, PF4~PF7단자에 RS232접속컨넥터가 연결되어, 중앙방사능 측정 관리서버(10)와 RS232통신을 통해 방사능 측정 데이터를 송수신시키도록 제어하고, RESET 단자에 저항 R90을 통해 RESET IC가 연결되어 메모리에 내장된 방사능 측정데이터를 리셋시키도록 제어하며, USB 컨넥터와 스마트폰의 시리얼 Rx/Tx핀이 접속되면 시리얼 통신 제어하는 것을 특징으로 하는 스마트폰 결합형 환경방사능 측정장치.


  6. 삭제
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013175191A2 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Kromek Limited Radiation detector device and method
KR101449592B1 (ko) 2013-10-29 2014-10-08 배진석 모바일 단말기 연동 방사선 측정시스템 및 방법
KR101512651B1 (ko) * 2013-03-22 2015-04-16 주식회사 오리온이엔씨 실시간 수질 방사능 측정장치
KR20150052703A (ko) * 2013-11-06 2015-05-14 주식회사 엔바이로코리아 다기능 휴대형 방사선 측정장치 및 이를 이용한 방사선 측정시스템
KR101553340B1 (ko) 2013-12-31 2015-09-15 주식회사 루멘스 Usb 통신 시스템과, 명령 입력 장치 및 usb 통신 방법
KR101557647B1 (ko) 2014-07-23 2015-10-19 주식회사 에프티랩 복합 탐지 기능의 저전력 센서모듈
KR20150123107A (ko) * 2014-04-24 2015-11-03 주식회사 오리온이엔씨 현장형 수질 방사능 감시 방법 및 장치
KR101567905B1 (ko) 2014-05-09 2015-11-10 서울기연(주) 소형 발전기를 위한 자동 전압 조정 장치
KR101607892B1 (ko) * 2014-07-23 2016-03-31 주식회사 에프티랩 다기능 센서 모듈 제어 시스템 및 방법
KR20160086780A (ko) * 2016-06-28 2016-07-20 한국원자력연구원 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법
CN108646281A (zh) * 2018-08-07 2018-10-12 福州智元仪器设备有限公司 一种放射患者同位素活度测量仪
US10620325B2 (en) 2013-12-20 2020-04-14 Korea Atomic Energy Research Institute Different radiation measuring sensor and manufacturing method thereof
KR102392600B1 (ko) 2021-09-30 2022-05-02 (주)에스에프테크놀로지 방사능 검출데이터 1:n 공유·실감인식장치 및 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060097171A1 (en) * 2003-03-06 2006-05-11 Curt Balchunas Radiation detection and tracking with GPS-enabled wireless communication system
KR100661900B1 (ko) * 2006-04-18 2006-12-27 일진방사선 엔지니어링 (주) 유에스비 인터페이스를 이용한 휴대용 방사선 측정 장치 및그 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060097171A1 (en) * 2003-03-06 2006-05-11 Curt Balchunas Radiation detection and tracking with GPS-enabled wireless communication system
KR100661900B1 (ko) * 2006-04-18 2006-12-27 일진방사선 엔지니어링 (주) 유에스비 인터페이스를 이용한 휴대용 방사선 측정 장치 및그 방법

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013175191A2 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Kromek Limited Radiation detector device and method
WO2013175191A3 (en) * 2012-05-22 2014-02-27 Kromek Limited Radiation detector device and method
KR101512651B1 (ko) * 2013-03-22 2015-04-16 주식회사 오리온이엔씨 실시간 수질 방사능 측정장치
KR101449592B1 (ko) 2013-10-29 2014-10-08 배진석 모바일 단말기 연동 방사선 측정시스템 및 방법
KR101702977B1 (ko) 2013-11-06 2017-02-22 주식회사 엔바이로코리아 다기능 휴대형 방사선 측정장치 및 이를 이용한 방사선 측정시스템
KR20150052703A (ko) * 2013-11-06 2015-05-14 주식회사 엔바이로코리아 다기능 휴대형 방사선 측정장치 및 이를 이용한 방사선 측정시스템
US10620325B2 (en) 2013-12-20 2020-04-14 Korea Atomic Energy Research Institute Different radiation measuring sensor and manufacturing method thereof
KR101553340B1 (ko) 2013-12-31 2015-09-15 주식회사 루멘스 Usb 통신 시스템과, 명령 입력 장치 및 usb 통신 방법
KR101712005B1 (ko) * 2014-04-24 2017-03-03 주식회사 오리온이엔씨 현장형 수질 방사능 감시 방법 및 장치
KR20150123107A (ko) * 2014-04-24 2015-11-03 주식회사 오리온이엔씨 현장형 수질 방사능 감시 방법 및 장치
KR101567905B1 (ko) 2014-05-09 2015-11-10 서울기연(주) 소형 발전기를 위한 자동 전압 조정 장치
KR101557647B1 (ko) 2014-07-23 2015-10-19 주식회사 에프티랩 복합 탐지 기능의 저전력 센서모듈
KR101607892B1 (ko) * 2014-07-23 2016-03-31 주식회사 에프티랩 다기능 센서 모듈 제어 시스템 및 방법
KR101648395B1 (ko) * 2016-06-28 2016-08-17 한국원자력연구원 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법
KR20160086780A (ko) * 2016-06-28 2016-07-20 한국원자력연구원 이종 방사선 측정 센서 및 그 제조 방법
CN108646281A (zh) * 2018-08-07 2018-10-12 福州智元仪器设备有限公司 一种放射患者同位素活度测量仪
CN108646281B (zh) * 2018-08-07 2024-01-09 福州智元仪器设备有限公司 一种放射患者同位素活度测量仪
KR102392600B1 (ko) 2021-09-30 2022-05-02 (주)에스에프테크놀로지 방사능 검출데이터 1:n 공유·실감인식장치 및 방법

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