KR101066418B1

KR101066418B1 - 가스 상 물질의 저온 농축 시스템에 적용되는 개선된 시료 전처리 유닛

Info

Publication number: KR101066418B1
Application number: KR1020090008749A
Authority: KR
Inventors: 김종환; 심창현; 유연호; 이수형; 신우진
Original assignee: 주식회사 케이엔알
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2011-09-21
Also published as: KR20100089486A

Abstract

본 발명은 시료 전처리 유닛에 관한 것으로서, 시료가 농축되어 포집되는 흡착관과, 흡착관의 외측면에 설치된 히터를 포함하는 시료 전처리 유닛에 있어서, 상기 시료 전처리 유닛은, 흡착관과 히터를 그 내부에 수용하는 프로브를 포함하되, 상기 프로브는, 흡착관과 히터가 관통되게 삽입된 내관과, 내관의 외측에 내관을 감싸도록 설치된 외관으로 구성되고, 상기 내관과 외관 사이의 공간부에는 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하여, 전 흡착관을 균일하게 극저온화하여 유지할 수 있고, 이로 인해 저비등점의 시료를 효율적으로 농축하여 포집할 수 있게 되므로 시료의 저온 농축효율을 향상시킬 수 있게 된다.

시료, 전치리, 유닛, 흡착관, 히터, 열선, 프로브, 이중자켓

Description

가스 상 물질의 저온 농축 시스템에 적용되는 개선된 시료 전처리 유닛{Improved sample pre-treatment unit in a low temperature sample concentration system of gas phase compounds}

본 발명은 시료 전처리 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대기 중의 유해물질 즉 휘발성 유기화합물, H₂S를 포함한 악취물질, SF₆ 등을 포함한 온실기체 등을 분석하기 위해 농축 포집하기 위한 시료 전처리 유닛에 관한 것이다.

일반적으로, CF₄, C₂F₆, SF₆ 등과 같은 퍼플루어로화합물 기체(PFC)는 대기 중에 극미량으로 존재하며 매우 강한 적외선 흡수제로서 지구 온실효과를 일으키는 온실기체로 알려져 있다. 최근에는 반도체 제조 공정과 관련하여 PFC 사용이 증가하고 있으며, 이에 따라 대기 중 함유된 PFC 등의 온실기체에 대한 정확한 정성, 정량적 분석이 요구되고 있다.

그러나, 대기중에 함유된 온실기체 등은 비등점으로 매우 낮으므로(예를 들 면, C₂F₆의 정상적인 비등점은 -78.2℃, CHF₃의 정상적인 비등점은 -82.1℃ 등), 극한의 냉각농축에 의한 시료 전처리가 요구된다. 간략히 정리하면, -80℃ 이하의 저온이 유지되는 공간에 적당한 흡착제를 사용하여 대기 시료를 일정량 (3∼10 리터) 흘려주면, 시료 중 산소, 질소 등은 그대로 빠져나가고 온실기체만이 흡착제에 응축되며, 응축 온실기체를 이후 열 탈착하여 가스크로마토그래피를 등의 분석유닛으로 보냄으로써 온실기체 분석이 수행되는 것이다. 이때, 온실기체 농축을 위하여 -80℃ 이하로 흡착관을 국소적으로 냉각하는 방법으로는 액체질소 또는 액체산소를 상기 흡착관 외면으로 분사하는 것이다. 구체적으로는 분석시스템 온도조절 제어신호에 의해 작동되는 솔레노이드 밸브 온/오프 동작을 통하여 흡착관(냉각포인트) 외면으로 액체질소 또는 액체산소를 직접 분사하여 -80℃ 이하 소정 온도를 달성 하는 방식으로 구현되고 있다.

그러나, 이러한 현재 방식으로는 상당량의 액체질소가 분석시스템 외부로 방출되어 소모되는 문제점이 있을 뿐 아니라 액체질소를 수시로 대체하여야 하므로 연속적인 실험이 불가능하다는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하고자 첨부도면 도 1에서와 같이 저 비등점 기체 분석을 위한 펠티어 모듈(Peltier module)로 구성된 시료 전처리 유닛이 개발되었다.

도 1에 도시된 바와 같이, 펠티어 모듈로 구성된 종래의 시료 전처리 유 닛(1)은 크게 방열부와 냉각부로 이루어진다.

상기 방열부는 돌출된 다수의 방열핀을 갖는 방열부재(40)로 이루어지고, 상기 냉각부는 방열부재(40)의 일면에 설치된 평판의 냉각플레이트로 형성된 냉각부재(30)로 이루어진다.

그리고, 상기 냉각부재(30)에는 중공의 케이스(10)가 설치되고, 상기 케이스(10) 내부에는 시료를 흡착하기 위한 흡착관(20)이 관통되어 설치되며, 상기 흡착관(20)의 외측면에는 열선(21)이 권선된다.

한편, 이와 같이 설치된 냉각부재(30)는 가장 낮게 유지할 수 있는 온도가 -50℃ 인데, 실제 시료가 농축되는 흡착관(20) 내부의 온도는 이보다 높게 형성되기 때문에, 흡착효율을 높이기 위해 흡착관(20)의 내부에는 흡착제(미도시)가 구비된다.

따라서, 상기 흡착관(20)은 냉각부재(30)의 냉각작용으로 인해 저온이 유지되므로 흡착관(20)을 통과하는 대기 시료 중에서 산소, 질소 등은 흡착관(20)을 통과하지만 저비등점의 온실기체는 흡착관(20) 내부의 흡착제에 농축 포집된다.

그리고, 이와 같이 농축 포집된 온실기체는 열선(21)의 가열에 의해 흡착제에서 탈착되어 분석이 이루어지게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 시료 전처리 유닛(1)은, 냉각부재(30)의 작용 시 냉각부재(30)와 인접한 흡착관(20)의 하면부는 저온이 유지될 수 있지만, 냉각부재(30)로부터 멀리 떨어져 있는 반대편의 상면부는 하면부보다 상대적으로 온도가 높아, 불균일한 온도의 차이로 인해 시료의 농축효율이 저하되는 문제점이 있었다.

특히, 대기 시료 중 악취나 온실기체와 같이 끓는 점이 -70℃ 이하인 저비등점 시료들은 분석에 한계가 있으므로 흡착관(20)의 온도를 더 낮게 유지하여야만 농축 시료를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 이와 같은 단점을 보완하기 위해 사용되는 흡착제는 흡착관(20)의 흡착효율을 높이기 위해 흡착력이 강한 재료를 사용하게 되므로 메모리 이펙트(memory effect : 기억효과)를 가져와 지속적인 오염을 유발시키게 되는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 흡착관이 설치되는 프로브를 이중자켓 구조로 형성하는 한편 프로브의 내부에 냉매를 공급하여 순환시킴으로써 흡착관의 온도를 액체질소를 사용하지 않고서도 극저온으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라 흡착관에 흡착제를 구비하지 않고서도 저비등점의 대기 시료를 효율적으로 농축하여 포집할 수 있도록 한 시료 전처 리 유닛을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 시료가 농축되어 포집되는 흡착관과, 흡착관의 외측면에 설치된 히터를 포함하는 시료 전처리 유닛에 있어서, 상기 시료 전처리 유닛은, 흡착관과 히터를 그 내부에 수용하는 프로브를 포함하되, 상기 프로브는, 흡착관과 히터가 관통되게 삽입된 내관과, 내관의 외측에 내관을 감싸도록 설치된 외관으로 구성되고, 상기 내관과 외관 사이의 공간부에는 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하는 시료 전처리 유닛에 의해 달성된다.

그리고, 상기 시료 전처리 유닛에는, 프로브의 공간부에 연통되게 연결되어 냉매를 공급하거나 또는 회수하는 냉매관과; 상기 냉매관을 통해 회수된 냉매를 액화시키는 쿨러와; 상기 쿨러에 의해 액화된 냉매를 압축하여 냉매관을 통해 프로브의 공간부에 공급하는 컴프레서;를 포함하여 구성된 냉매공급수단이 구성되거나 또는 상기 시료 전처리 유닛에는, 스터링쿨러가 구성되되, 상기 스터링쿨러는, 프로브의 공간부에 연통되게 연결된 냉매유동관과; 상기 냉매유동관에 연통되게 설치되어 냉매(헬륨)를 펌핑시키는 실린더;를 포함하여 구성된 냉매공급수단이 구성될 수 있다.

한편, 상기 냉매관은 직경이 서로 다른 공급관과 회수관으로 형성된 이중관으로 구성되되, 상기 회수관은 프로브의 외관과 쿨러 사이를 연결하여 프로브에서 배출된 냉매를 쿨러로 공급하고, 상기 공급관은 회수관보다 작은 직경으로 형성되어 그 일단이 회수관을 관통하여 프로브의 공간부로 돌출되며 타단은 컴프레서와 연결되어 압축된 냉매를 프로브의 공간부에 공급하도록 구성된다.

또한, 상기 시료 전처리 유닛에는, 시료에 함유된 수분을 제거하는 수분제거장치가 구성되되, 상기 수분제거장치는, 프로브의 외관 외측면에 설치된 냉각블록과; 상기 냉각블록을 관통하여 설치되는 한편 그 일단이 흡착관에 연결되어 시료가 흡착관으로 공급되기 전에 시료 중에 함유된 수분이 냉각되어 제거되는 수분응축관과; 상기 수분응축관의 외측면에 설치되어 수분응축관에 냉각된 수분을 가열하여 배출시키는 히터;를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

본 발명의 시료 전처리 유닛에 따르면, 그 내부를 관통한 흡착관을 감싼 프로브가 내.외관으로 이루어진 이중자켓 구조로 형성되고, 내.외관 사이의 공간부에 냉매가 공급되어 순환됨으로써 액체질소를 사용하지 않고서도 전 흡착관을 균일하게 극저온화하여 유지할 수 있고, 이로 인해 흡착관에 흡착제를 구비하지 않고서도 저비등점의 시료를 효율적으로 농축하여 포집할 수 있어 시료의 저온 농축효율이 향상된다.

그리고, 수분제거장치에 의해 시료 속에 포함된 수분이 제거된 후 흡착관에 공급됨으로써 시료의 저온 농축효율이 더욱 향상된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.

첨부도면 도 도 2는 본 발명에 따른 시료 전처리 유닛을 포함한 분석시스템을 도시한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 시료 전치리 유닛을 도시한 구성도이며, 도 4는 본 발명의 시료 전처리 유닛에 구성된 수분제거장치를 도시한 구성도이다.

본 발명의 시료 전처리 유닛(100)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 흡착관(115)과 히터 및 이를 그 내부에 수용하여 감싸는 프로브(probe)(110)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 시료 전처리 유닛(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 시료의 유로를 결정하는 제어밸브(200)와 연결되며, 상기 제어밸브(200)는 다시 에어펌프(300) 및 분석유닛(400)과 연결된다. 이때, 상기 제어밸브(200)에는 다수의 포트(미도시)가 형성되어 있어 시료 전처리 유닛(100)과 에어펌프(300) 및 분석유닛(400)이 각기 다른 라인으로 연결된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시료 전처리 유닛(100)의 흡착관(115)은 그 외측면에 히터가 설치된 상태로 프로브(110)를 관통하여 설치됨과 아울러 그 일단이 상기 제어밸브(200)에 연결되고, 상기 히터는 흡착관(115)의 외측면에 권선된 열선(이하 "열선" 이라 한다)(116)으로 구성된다.

그리고, 상기 시료 전처리 유닛(100)의 프로브(110)는 서로 다른 직경의 내관(111)과 외관(112)을 갖는 이중자켓 구조로 형성되고, 상기 내관(111)과 외관(112) 사이에는 이격된 공간부(114)가 형성되며, 상기 내관(111)과 외관(112)의 전,후면에는 링형상의 커버(113)가 용접 등의 고정수단으로 고정 설치되므로 상기 공간부(114)는 밀폐된다.

이와 같이 형성된 프로브(110)의 내관(111)에는 상기 흡착관(115)과 열선(116)이 관통되게 삽입되고, 상기 내관(111)과 외관(112) 사이의 공간부(114)에는 냉매가 공급되어 순환되도록 형성된다.

또한, 상기 프로브(110)에는 공간부(114)에 냉매를 공급하여 순환시키는 냉매공급수단이 구성되고, 상기 냉매공급수단은 도 2에 도시된 바와 같이 냉매관(120)과, 쿨러(130), 컴프레서(140)를 포함하여 구성된다.

상기 냉매관(120)은 그 일단이 프로브(110)의 공간부(114)와 연통되도록 프로브(110)의 외관(112)에 고정 설치되어, 프로브(110)의 공간부(114) 내로 냉매를 공급하거나 또는 냉매를 회수한다.

이때, 상기 냉매관(120)은 직경이 서로 다른 공급관(121)과 회수관(122)으로 형성된 이중관으로 구성된다.

상기 냉매관(120)의 회수관(122)은 공급관(121)보다 넓은 직경을 갖는 관으로서, 그 양단부가 각각 프로브(110)의 외관(112)과 쿨러(130)에 연통되게 설치되어 프로브(110)에서 배출된 냉매를 쿨러(130)로 공급하게 된다.

그리고, 상기 공급관(121)은 회수관(122)보다 작은 직경을 갖는 관으로서, 그 일단이 회수관(122)을 관통하여 프로브(110)의 공간부(114)로 돌출되며 타단은 컴프레서(140)와 연결되어 압축된 냉매를 프로브(110)의 공간부(114)에 공급하게 된다.

이때, 상기 냉매는 공급관(121)을 유동하는 액체 상태(액상)의 냉매가 프로브(110)의 공간부(114)로 토출되는 순간 냉매의 압력이 급격하게 떨어져 감압됨으로써 기체 상태(기상)로 상변화를 일으키게 된다. 따라서, 상기 프로브(110)의 공간부(114) 내로 공급된 냉매는 기체 상태이고, 상기 회수관(122)을 통해 회수되는 냉매 역시도 기체 상태의 냉매이다.

한편, 상기 쿨러(130)는 회수관(122)을 통해 회수된 기상의 냉매에 압력을 가하여 다시 액상의 냉매로 상변화시키고, 상기 컴프레서(140)는 이와 같이 액상으로 상변화된 냉매를 다시 고압으로 압축하여 공급관(121)을 통해 프로브(110)의 공간부(114)로 공급하게 된다.

또한, 첨부도면 도 3에는 냉매공급수단의 다른 예를 도시한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 프로브(110)에는 공간부(114)에 냉매를 공급하여 순환시키기 위한 냉매공급수단인 스터링쿨러(stirring cooler)(150)로 구성된다.

상기 스터링쿨러(150)는, 프로브(110)의 외관(112)에 설치되어 프로브(110)의 공간부(114)에 연통되게 연결된 냉매유동관(152)과, 상기 냉매유동관(152)의 하부에 연통되게 설치되어 냉매를 펌핑시키는 실린더(151)를 포함하여 구성된다.

상기 실린더(151)에는 2개의 포트(151a)(151b)가 형성되고, 이 포트(151a)(151b)를 통해서 실린더(151)의 펌핑작동을 이루게 된다. 즉, 상부 포트(151a)를 통해 압력을 제공하면 실린더(151) 내의 피스톤(미도시)이 하강하고, 하부 포트(151b)를 통해 압력을 제공하면 실린더(151) 내의 피스톤이 상승함으로써 이와 같은 작동의 반복에 의해 펌핑작동이 이루어지게 된다.

이때, 상기 스터링쿨러(150)는 냉매로서 헬륨(helium)이 이용되는데, 헬륨의 특성이 감압하여 증발을 촉진시키면 헬륨의 온도가 절대온도(-273℃)까지 내려가게 된다. 따라서, 상기 실린더(151)의 펌핑작동 즉 피스톤의 하강 시 감압이 이루어져 헬륨의 온도가 떨어지게 되므로 프로브(110)의 공간부(114)에 충전되어 있는 냉매의 온도를 극저온으로 유지할 수 있게 된다.

그리고, 이와 같은 냉매의 극저온으로 인해 스터링쿨러(150)의 냉매유동관(152)과 프로브(110) 및 흡착관(115)의 외측면에 결로에 의한 수분의 결빙을 방지하기 위해, 상기 스터링쿨러(150)의 냉매유동관(152)과, 프로브(110) 및 흡착관(115)은 진공챔버(160) 내에 설치됨이 바람직하다.

또한, 상기 프로브(110)에는 시료가 흡착관(115)으로 공급되기 전에 시료에 함유되어 있는 수분을 제거하기 위한 수분제거장치(170)가 구성되고, 상기 수분제거장치(170)는 도 4에 도시된 바와 같이 냉각블록(171)과, 수분응축관(171), 히터를 포함하여 구성된다.

상기 냉각블록(171)은, 프로브(110)의 외관(112) 외측면에 설치되고, 열전도율이 좋은 스테인리스강(SUS)이나 동으로 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 수분응축관(171)은 도 4에 도시된 바와 같이, 대략 "U" 자 관 형태로 형성되고, 그 일측 즉 절곡부위가 냉각블록(171)에 내장되어 관통 설치된 다. 여기서, 상기 수분응축관(171)은 전술한 "U"자 형상에 국한되지 않고 다양한 형상이나 형태로 얼마든지 변경될 수 있다.

따라서, 상기 수분응축관(171)을 유동하는 시료에 함유된 수분은 수분응축관(171) 내에서 얼려져 제거되고, 이와 같이 수분이 제거된 시료는 수분응축관(171)을 통해 흡착관(115)으로 공급되어 저온 농축됨으로써 시료의 분석 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 히터는 수분응축관(171)의 외측면에 권선된 열선(이하 "열선" 이라 한다)(173)으로 구성되고, 상기 열선(173)은 수분응축관(171) 내에 제거된 얼음을 가열하여 배출시키게 된다.

그리고, 이와 같이 가열된 수분은 수분응축관(171)의 일측에 설치된 퍼지밸브(174)를 통해서 대기 중으로 배출된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 시료 전처리 유닛의 작동을 설명한다.

<시료 포집 단계>

먼저, 제어밸브(200)의 유로는 도 2 및 도 3에서 점선 방향으로 확보되고, 이와 같은 상태에서 에어펌프(300)가 작동되어 대기 시료가 수분제거장치(170)의 수분응축관(171)으로 강제 유입된다.

이와 같이 수분응축관(171) 일단부로 유입된 시료는 극저온의 프로브(110)에 의해 열전도된 극저온의 수분응축관(171) 내부를 유동하면서 시료 중에 함유된 수분이 얼려져 시료로부터 제거된다. 수분응축관(171)에 결빙되어 제거된 수분은 열 선(173)에 의해 가열되어 퍼지밸브(174)를 통해 배출된다.

한편, 수분이 제거된 시료는 수분응축관(171)의 타단부로부터 배출되어 흡착관(115)의 일단부로 유입된다. 이때, 프로브(110)의 내관(111)과 외관(112) 사이의 공간부(114)에는 도 2에서와 같이, 컴프레서(140)에 의해 압축된 고압의 액상 냉매가 냉매관(120)의 공급관(121)을 통해 기화되어 기상의 냉매로 공급되므로 프로브(110)가 극저온화되고, 이와 같은 프로브(110)의 극저온에 의해 흡착관(115) 역시도 극저온화되어 흡착관(115)을 통과하는 대기 시료 중에서 산소, 질소 등은 저온 흡착관(115)을 통과하지만 저비등점의 온실기체는 흡착관(115) 내부에 농축 포집된다.

<시료 열탈착 단계>

이후, 흡착관(115)에 농축 포집된 온실기체는 흡착관(115)의 외측면에 설치된 열선(116)의 가열에 의해 탈착되고, 이때 제어밸브(200)의 유로는 도 2 및 도 3에서 실선 방향으로 확보되어 있어, 탈착된 온실기체는 제어밸브(200)를 거쳐 분석유닛(400)으로 공급되어 정량, 정성적 분석이 이루어지게 된다.

이때, 전술한 제어밸브(200) 및 열선(116)(173) 등은 분석시스템에 구성된 제어부(미도시)에 의해서 제어되고, 이러한 제어는 당업자들 간에 매우 자명한 사항임이 명백하다.

한편, 컴프레서(140)에 의한 냉매의 공급 시는 프로브(110)의 공간부(114)에 이미 충전되어 있는 기상의 냉매가 냉매관(120)의 회수관(122)을 통해 배출되고, 배출된 기상의 냉매는 쿨러(130)를 지나면서 가압되어 액상의 냉매로 상변화된 후 컴프레서(140)로 공급되어 압축된 후 냉매관(120)의 공급관(121)을 통해 프로브(110)의 공간부(114)로 재차 공급되어, 프로브(110)의 극저온을 유지할 수 있게 된다.

또한, 도 3에서와 같이 냉매공급수단으로 스터링쿨러(150)가 설치된 경우에는 스터링쿨러(150)의 펌핑작동으로 인해 냉매(헬륨)가 프로브(110)의 공간부(114)와 스터링쿨러(150)의 냉매유동관(152) 사이를 유동하면서 극저온화되어 프로브(110)의 극저온을 유지할 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 극저온화되는 프로브(110)가 흡착관(115)을 감싼 상태로 설치됨으로써 흡착관(115)의 극저온을 균일하게 유지할 수 있어, 저비등점의 시료를 효율적으로 농축하여 포집할 수 있으므로 시료의 저온 농축효율이 향상된다.

도 1은 종래의 시료 전처리 유닛을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 시료 전처리 유닛을 포함한 분석시스템을 도시한 구성도이다.

도 3은 본 발명의 다른 예에 따른 시료 전치리 유닛을 도시한 구성도이다.

도 4는 본 발명의 시료 전처리 유닛에 구성된 수분제거장치를 도시한 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 시료 전처리 유닛 10 : 케이스

20 : 흡착관 21 : 열선

30 : 냉각부재 40 : 방열부재

100 : 시료 전처리 유닛 110 : 프로브

111 : 내관 112 : 외관

113 : 커버 114 : 공간부

115 : 흡착관 116 : 열선

120 : 냉매관 121 : 공급관

122 : 회수관 130 : 쿨러

140 : 컴프레서 150 : 스터링쿨러

151 : 실린더 151a,151b : 포트

152 : 냉매유동관 160 : 챔버

170 : 수분제거장치 171 : 냉각블록

172 : 수분응축관 173 : 열선

174 : 퍼지밸브 200 : 제어밸브

300 : 에어펌프 400 : 분석유닛

Claims

시료가 농축되어 포집되는 흡착관과, 흡착관의 외측면에 설치된 히터를 포함하는 시료 전처리 유닛에 있어서,

상기 시료 전처리 유닛은, 흡착관과 히터를 그 내부에 수용하는 프로브를 포함하되,

상기 프로브는, 흡착관과 히터가 관통되게 삽입된 내관과, 내관의 외측에 내관을 감싸도록 설치된 외관으로 구성되고, 상기 내관과 외관 사이의 공간부에는 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하는 시료 전처리 유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 시료 전처리 유닛에는, 프로브의 공간부에 연통되게 연결되어 냉매를 공급하거나 또는 회수하는 냉매관과;

상기 냉매관을 통해 회수된 냉매를 액화시키는 쿨러와;

상기 쿨러에 의해 액화된 냉매를 압축하여 냉매관을 통해 프로브의 공간부에 공급하는 컴프레서;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시료 전처리 유닛.
제 2 항에 있어서,

상기 냉매관은 직경이 서로 다른 공급관과 회수관으로 형성된 이중관으로 구성되되,

상기 회수관은 프로브의 외관과 쿨러 사이를 연결하여 프로브에서 배출된 냉매를 쿨러로 공급하고,

상기 공급관은 회수관보다 작은 직경으로 형성되어 그 일단이 회수관을 관통하여 프로브의 공간부로 돌출되며 타단은 컴프레서와 연결되어 압축된 냉매를 프로브의 공간부에 공급하는 것을 특징으로 하는 시료 전처리 유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 시료 전처리 유닛에는, 스터링쿨러가 구성되되,

상기 스터링쿨러는, 프로브의 공간부에 연통되게 연결된 냉매유동관과;

상기 냉매유동관에 연통되게 설치되어 냉매를 펌핑시키는 실린더;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시료 전처리 유닛.
제 4 항에 있어서,

상기 스터링쿨러의 냉매는 헬륨인 것을 특징으로 하는 시료 전처리 유닛.
제 1 항에 있어서,

상기 시료 전처리 유닛에는, 시료에 함유된 수분을 제거하는 수분제거장치가 구성되되,

상기 수분제거장치는, 프로브의 외관 외측면에 설치된 냉각블록과;

상기 냉각블록을 관통하여 설치되는 한편 그 일단이 흡착관에 연결되어 시료가 흡착관으로 공급되기 전에 시료 중에 함유된 수분이 냉각되어 제거되는 수분응축관과;

상기 수분응축관의 외측면에 설치되어 수분응축관에 냉각된 수분을 가열하여 배출시키는 히터;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 시료 전처리 유닛.