KR101190152B1 - 다중 위상차 마이크로파를 이용한 농도 측정방법 및 장치 - Google Patents

다중 위상차 마이크로파를 이용한 농도 측정방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발진위상을 달리하는 다중 위상차 마이크로파를 송신파로 이용하여 측정대상 시료(액체)에 조사하고, 측정대상 시료를 통과하여 수신된 수신파에서의 진폭을 파악함으로써 측정대상 시료의 농도를 파악하여 측정하게 되는 다중 위상차 마이크로파를 이용한 농도 측정방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에서는 기본 송신파(S1), 상기 기본 송신파(S1)와 복수개의 마이크로파로 이루어진 위상차 발진 송신파(S2, S3)로 이루어진 다중 위상차 마이크로 송신파를 측정대상 시료에 조사하여 통과하게 하는 단계; 기본 송신파(S1) 및 복수개의 위상차 발진 송신파(S2, S3) 각각에 대응되는 수신파를 검출하여 진폭(Es1, Es2, Es3)을 측정하는 단계; 측정된 수신파의 진폭 값을 평균한 평균 진폭 Em을 구하는 단계; 기본 송신파(S1)를 순수한 물에 조사하여 수신된 수신파의 진폭 Eo과, 평균 진폭 Em과의 진폭 차이 값 ΔEs을 구하는 단계; 및 기지의 비례상수 k에 진폭 차이 값 ΔEs을 곱하여 측정대상 시료의 농도를 측정하게 되는 것을 특징으로 하는 다중 위상차 마이크로파를 이용한 농도 측정방법 및 농도 측정장치가 제공된다.

Description

다중 위상차 마이크로파를 이용한 농도 측정방법 및 장치{Method and Apparatus for Measuring Density in a Sample Using Multi Phase Microwave}
본 발명은 마이크파를 이용하여 유체의 농도를 측정할 수 있는 농도 측정방법 및 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 발진위상을 달리하는 다중 위상차 마이크로파를 송신파로 이용하여 측정대상 시료(액체)에 조사하고, 측정대상 시료를 통과하여 수신된 수신파에서의 진폭을 파악함으로써 측정대상 시료의 농도를 파악하여 측정하게 되는 다중 위상차 마이크로파를 이용한 농도 측정방법 및 장치에 관한 것이다.
액체의 농도를 정확하게 측정하는 것은 매우 중요한 것으로서, 특히 오니 처리에 있어서는 탈수, 소각 등의 슬러지 처리 과정을 효율적으로 수행하기 위해서는 슬러지의 농도를 연속적으로 정확하게 측정하는 것이 매우 중요하다. 비단 슬러지 농도뿐만 아니라, 다양한 종류의 액체에 대한 농도를 정확하게 측정하는 것은 여러 가지 목적에 있어서 매우 중요하다.
본 발명은 이와 같이 농도 측정의 중요성을 인식하여, 측정대상 시료에 발진 위상을 달리하는 복수개의 마이크로파(다중 위상차 마이크로파)를 송신파로서 투과시키고, 각각의 발진 위상을 가지는 송신파에 대응되는 수신파에 대해 진폭을 측정하여, 측정된 진폭의 평균을 구하며, 이렇게 구해진 평균 진폭을 이용하여, 진폭의 감소 비율에 근거하여 농도를 측정함으로써 노이즈가 제거된 신뢰성 있는 농도 측정 결과를 얻을 수 있는 시료의 농도 측정 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 진폭 E과 진동수를 가지는 마이크로파로 이루어진 기본 송신파(S1), 상기 기본 송신파(S1)와 동일한 진폭 E와 진동수를 가지되 발진시의 위상차를 가지는 복수개의 마이크로파로 이루어진 위상차 발진 송신파(S2, S3)로 이루어진 다중 위상차 마이크로 송신파를 측정대상 시료에 조사하여 통과하게 하는 단계; 측정대상 시료를 통과한 기본 송신파(S1) 및 복수개의 위상차 발진 송신파(S2, S3) 각각에 대응되는 수신파를 검출하여 각각의 수신파들에 대해 진폭(Es1, Es2, Es3)을 측정하는 단계; 측정된 수신파의 진폭 값을 평균하여 수신파의 평균 진폭 Em을 구하는 단계; 및 기본 송신파(S1)를 순수한 물에 조사하여 수신된 수신파의 진폭 Eo과, 평균 진폭 Em과의 진폭 차이 값 ΔEs을 구하는 단계; 및 시료와 동일한 종류이며 농도를 이미 알고 있는 기준 시료들에 대해서, 이상적인 상태에서 파장과 진폭을 알고 있는 송신파를 조사하고, 순수 물에 대해서도 동일한 송신파를 조사하여 각각의 경우에 대한 진폭의 변화를 측정하여 기준 시료의 농도와 진폭 변화량 간의 관계에 의해 미리 사전에 알고 있는 비례상수 k에 진폭 차이 값 ΔEs을 곱하여 측정대상 시료의 농도를 측정하게 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 위상차 마이크로파를 이용한 농도측정방법이 제공된다.
또한 본 발명에서는, 진폭 E과 진동수를 가지는 마이크로파로 이루어진 기본 송신파(S1), 상기 기본 송신파(S1)와 동일한 진폭 E와 진동수를 가지되 발진시의 위상차를 가지는 복수개의 마이크로파로 이루어진 위상차 발진 송신파(S2, S3)로 이루어진 다중 위상차 마이크로 송신파를 발생시키는 다중 위상차 마이크로 송신파 발진부(11)와, 발생되어 출력된 다중 위상차 마이크로 송신파를 측정 대상 시료에 조사하는 상기 송신부(12)와, 상기 측정대상 시료를 투과한 수신파 신호를 수신하여 이를 상기 증폭부로 전달하는 검파기(13)로 이루어진 검출부(10); 상기 검출부(10)로부터 출력된 수신파 신호의 전압레벨을 증폭하여 출력하는 증폭부(20); 상기 증폭부(20)로부터 출력된 수신파 신호를 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 AD변환기(30); 진폭 E와 사전 결정된 진동수를 가지는 기본 송신파(S1)를 순수한 물에 조사하여 수신된 수신파의 진폭 Eo에 대한 데이터를 내부 메모리에 기저장하고 있고, 측정대상 시료와 동일한 종류이며 농도를 이미 알고 있는 기준 시료들에 대해서 이상적인 상태에서 파장을 알고 있는 송신파를 조사하고 순수 물에 대해서도 동일한 송신파를 조사하여 각각의 경우에 대한 진폭의 변화를 측정하여 얻어진 기준 시료의 농도와 진폭 변화량 간의 관계에 의한 농도와 진폭 변화량간의 비례상수 k에 대한 데이터를 내장 메모리에 미리 저장하고 있으며, 측정대상 시료를 통과한 수신파들에 대해 진폭(Es1, Es2, Es3) 값을 평균하여 수신파의 평균 진폭 Em을 구하고, 기저장되어 있던 진폭 Eo과, 상기 평균 진폭 Em과의 진폭 차이 값 ΔEs을 구하여, 내부 메모리에 기저장되어 있던 비례상수 k에 진폭 차이 값 ΔEs을 곱하여 측정대상 시료의 농도를 계산하여 계산된 결과를 제어부(40); 및 상기 제어부(40)로부터 출력된 데이터를 화면에 표시하는 표시부(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시료의 농도 측정장치가 제공된다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 오니 등의 액체 시료에 대한 농도를 정량적이며, 노이즈가 제거된 신뢰성이 높게 측정할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 마이크로파로서 사인파 형태의 송신파와, 상기 송신파가 농도가 0이고 균질한 순수한 물을 통과한 후 수신한 순수물의 수신파와, 일정 농도를 가지는 시료를 통과한 후 수신한 시료의 수신파의 관계를 보여주는 도면이다.
도 2는 순수 물의 수신파에서의 진폭 Ew와 시료의 수신파에서의 진폭 Es의 차이 ΔE 및 시료의 농도 간의 관계를 보여주는 그래프도이다.
도 3은 본 발명에 따라 다중 위상차 마이크로파 즉, 진폭과 주파수는 동일하된 위상이 서로 다른 마이크로파인 송신파와, 상기 송신파가 시료를 통과한 후 수신한 수신파의 관계를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시료의 농도 측정 장치의 구성을 도시한 도면이다.
우선, 본 발명에 의하여 시료의 농도를 측정하게 되는 방법에 대하여 설명하기에 앞서, 마이크로파를 이용하여 시료의 농도를 측정하는 기본적인 원리에 대해 설명한다.
도 1은 마이크로파로서 사인파 형태의 송신파(굵은 실선으로 도시)와, 상기 송신파가 농도가 0이고 균질한 순수한 물을 통과한 후 수신한 순수물의 수신파(가는 실선으로 도시)와, 농도를 가지는 시료를 통과한 후 수신한 시료의 수신파(점선으로 도시)의 관계를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 것처럼, 사인파 형태의 송신파를 농도가 0이고 균질한 순수 물에 조사하게 되면, 순수 물을 통과하여 수신한 수신파는 θw의 위상차를 가지게 되고, 진폭도 감쇄가 일어나서 송신파의 진폭 E보다 작은 Ew의 진폭을 가지게 된다. 일정 농도를 가지는 시료의 경우, 시료에 포함되어 있는 물질에 의해 마이크로파의 진행에 장애가 발생하기 때문에 시료를 통과한 수신파는 순수 물에서의 위상차 θw보다 더 큰 위상차 θs를 가지게 되며, 진폭 역시 더 작아진 Es의 진폭을 가지게 된다.
시료의 농도가 커질수록 마이크로파의 진행에 대한 방해가 더 심해지므로, 시료를 통과한 수신파의 진폭은 농도에 비례하여 더 감소하게 된다. 즉, 시료의 농도는 순수 물의 수신파에서의 진폭 Ew와 시료의 수신파에서의 진폭 Es의 차이 ΔE에 비례하는 것이다. 이를 수학적으로 표현하면 아래의 수학식 1과 같고, 이를 도면으로 나타내면 도 2의 그래프도와 같다.
Figure 112010068646353-pat00001
상기 수학식 1에서 D는 농도이며, k는 비례상수이고, ΔE는 순수 물의 수신파에서의 진폭 Ew에서 시료의 수신파에서의 진폭 Es을 뺀 값이다.
따라서 농도가 0인 순수 물과, 농도를 이미 알고 있는 다양한 농도값을 가지는 동일한 종류의 시료를 준비하여 진폭과 위상, 그리고 파장을 알고 있는 송신파를 순수 물과 시료에 조사하여 위와 같은 진폭의 변화를 측정하여 이를 DB화 시키게 되면, 해당 농도와 진폭 변화량 간의 관계를 규정하는 상기 비례상수 k를 사전에 알 수 있게 된다.
이와 같이 비례상수 k를 알고 있으면, 농도를 알고자 하는 실제 측정대상 시료에 마이크로파를 시료에 송신파로서 조사하고, 시료를 통과한 수신파를 수신하여 수신파에서의 진폭 변화(정확하게는 순수한 물을 통과한 수신파의 진폭과 측정대상 시료를 통과한 수신파의 진폭 간의 차이)를 파악하게 되면, 이미 구해놓은 비례상수 k를 이용하여 실제 측정대상 시료의 농도를 알 수 있다.
그런데, 실제로 시료를 통과한 수신파에서의 진폭 변화에 영향을 주는 원인으로는 시료의 농도 이외에도 시료의 물리적인 상태가 있다. 예를 들어, 시료에 기포가 존재하거나 또는 시료에 와류가 형성되어 있는 등의 정적이고 이상적인 상태가 아닌 경우에는 이러한 시료의 이상적이지 않은 물리적인 상태로 인하여, 시료를 통과한 수신파의 진폭이 감소하게 되는 것이다.
반면에 앞서 수학식 1에서의 비례상수 k를 구하는데 사용되었던 기지의 다양한 농도값을 가지는 시료는 이상적인 상태에서 측정된 것이다. 따라서 이상적이지 아니한 상태의 시료에 대해 마이크로파를 송신하고 시료를 통과한 수신파에 대해 진폭을 측정하였을 때, 측정된 진폭이 과연 농도에 의한 영향만 반영된 것인지, 아니면 시료의 물리적 상태로 인한 노이즈가 반영된 것인지 확인할 수가 없다.
본 발명에서는 다음에서 기술하는 것처럼, 발진 위상이 서로 다른 복수개의 마이크로파로 이루어진 다중 위상차 마이크로파를 송신파로 이용함으로써, 노이즈를 제거하게 된다.
도 3에는 본 발명에 따라 다중 위상차 마이크로파 즉, 진폭과 주파수는 동일하되 발진 시점이 상이하여 발진 위상이 서로 다르게 됨으로써 발진 위상차를 가지는 다중 위상차 마이크로파인 송신파(굵은 실선으로 도시)와, 상기 송신파가 시료를 통과한 후 수신한 수신파(점선으로 도시)의 관계를 보여주는 도면이다.
본 발명에서 다중 위상차 마이크로파는 서로 발진되는 시점이 달라 발진 위상차를 가지는 복수개의 마이크로파로 이루어지는데, 예를 들어 진폭 E와 주파수를 가지는 기본 송신파(S1), 및 상기 기본 송신파(S1)와 동일한 진폭 E와 주파수를 가지고 있되 발진 시점이 달라서, 발진 위상차를 가지는 복수개의 위상차 발진 송신파(S2, S3)로 이루어질 수 있다.
본 발명에서는 진폭 E와 주파수를 가지는 마이크로파로 이루어진 기본 송신파(S1)를 측정대상 시료에 조사하여, 측정대상 시료를 통과한 수신파(R1)를 검출하고 그 진폭 Es1을 측정한다. 그와 더불어 기본 송신파(S1)와 동일한 진폭 E와 주파수를 가지는 마이크로파로 이루어지되 발진 시점이 달라 발진 위상차를 가지는 복수개의 위상차 발진 송신파(S2, S3)를 측정대상 시료에 조사하여, 도면에 도시된 것처럼 (-)의 발진 위상차를 가지는 송신파(S2)에 대한 시료의 수신파(R2)를 검출하여 그 진폭 Es2를 측정하고, (+)의 발진 위상차를 가지는 송신파(S3)에 대한 시료의 수신파(R3)를 검출하여 그 진폭 Es3를 측정한다.
즉, 다중 위상차 마이크로파로 이루어진 송신파에 대응하는 각각의 수신파에 대해 그 진폭을 각각 측정하는 것이다.
시료가 이상적인 균질한 상태에 있다면, 송신파의 발진 위상차를 달리하더라도 수신파의 진폭은 변화가 없어야 한다. 그러나 측정대상 시료는 통상 이상적인 물리적 상태에 있지 아니하므로, 발진 위상차를 달리한 다중 위상차 마이크로 송신파에 의한 수신파의 진폭에는 변화가 있게 된다.
본 발명에서는 이러한 수신파의 진폭에 포함되는 노이즈를 제거하기 위하여, 위와 같이 발진 위상차를 달리하여 송신된 마이크로파 즉, 다중 위상차 마이크로 송신파 각각에 대하여 수신파로부터 측정된 진폭의 평균값을 구하게 된다. 즉, 위의 예에서 수신파 R1의 진폭 Es1과 수신파 R2의 진폭 Es2, 그리고 수신파 R3의 진폭 Es3의 평균을 내어 수신파의 평균 진폭 Em을 구하는 것이다.
수신파의 평균 진폭 Em을 구하게 되면, 기본 송신파(S1)를 순수한 물에 조사하여 수신된 수신파의 진폭 Eo와의 차이 ΔEs = Eo - Em를 구하고, 구해진 진폭 차이 ΔEs와, 사전에 측정하여 알고 있던 기지의 비례상수 k를 이용하여 해당 측정대상 시료의 농도를 상기한 수학식 1에 의하여 산출하게 된다.
상기 비례상수 k는, 앞서 설명한 것처럼, 시료와 동일한 종류이며 농도를 이미 알고 있는 다양한 농도의 기준 시료들이 이상적인 안정한 물리적 상태에 있을 때, 상기 기준 시료들 각각에 대해 파장과 진폭을 알고 있는 마이크로파로 이루어진 송신파를 조사하고, 순수 물에 대해서도 동일한 송신파를 조사하여 각각의 경우에 대한 진폭의 변화를 측정하여 기준 시료의 농도와 진폭 변화량 간의 관계에 의해 구하게 되는 미리 사전에 알고 있는 값이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 측정대상 시료에 존재하는 미지의 불확실한 물리적 상태로 인한 농도 측정값의 노이즈를 제거할 수 있게 되고, 따라서 신뢰성 있고 정확도가 높은 농도 측정값을 얻을 수 있게 된다.
다음에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 방법에 따라 농도를 측정하는 시료의 농도 측정장치 및 그 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 4에는 본 발명의 실시예에 따른 시료의 농도 측정장치의 구성이 개략적으로 도시되어 있는데, 본 발명의 실시예에 따른 시료의 농도 측정장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 검출부(10)와, 증폭부(20)와, AD변환기(30)와, 제어부(40)와, 표시부(50)와, 통신부(60)를 포함하여 구성된다.
상기 검출부(10)는 발진 위상차를 달리한 다중 위상차 마이크로 송신파 즉, 진폭과 진동수는 동일하되 발진시의 위상을 달리한 복수개의 마이크로파로 이루어진 송신파를 발생시켜 측정대상 시료에 투과시키고, 시료의 통과로 인하여 진폭이 감소된 각각의 마이크로 송신파에 대한 수신파를 검출한 후, 검출된 수신파의 신호를 상기 증폭부(20)로 전달한다.
이러한, 상기 검출부(10)는 다중 위상차 마이크로 송신파 발진부(11), 송신부(12), 및 검파기(13)를 구비하여 이루어질 수 있다.
상기 다중 위상차 마이크로 송신파 발진부(11)는 발진 위상차를 달리한 복수개의 마이크로 송신파 즉, 진폭과 진동수는 동일하되 발진시의 위상을 달리한 복수개의 마이크로파로 이루어진 다중 위상차 마이크로 송신파를 발생시키고, 발생되어 출력된 다중 위상차 마이크로 송신파를 상기 송신부(12)로 전달한다. 즉, 도 3과 관련하여 살펴본 것과 같이, 진폭 E와 사전 결정된 진동수를 가지는 기본 송신파(S1) 및 상기 기본 송신파(S1)와 동일한 진폭 E와 진동수를 가지되 발진시의 위상차를 가지는 복수개의 위상차 발진 송신파(S2, S3)로 이루어진 다중 위상차 마이크로 송신파를 발생시켜 송신부(12)로 전달하는 것이다. 물론 상기 다중 위상차 마이크로 송신파는 위와 같이 3개의 위상차를 가지는 마이크로 송신파로 한정되지 아니하며 복수개의 다양한 위상차를 가지는 더 많은 개수의 마이크로 송신파로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 발진부(11)는 측정대상 시료와의 절연을 위해 아이솔레이터를 포함한 오실레이터 등으로 이루어질 수 있다.
상기 송신부(12)는 상기 다중 위상차 마이크로 송신파 발진부(11)로부터 발생되어 출력된 다중 위상차 마이크로 송신파를 측정 대상 시료에 조사하게 된다. 이를 위하여 상기 송신부(12)는 규격화된 극판을 장착하고 있다. 여기서, 해당 극판은 면 부분이 어레이(Array) 형태로 형성될 수 있으며, 아이솔레이터를 포함한 트랜스미터 등으로 이루어질 수도 있다.
상기 검파기(13)는 상기 측정대상 시료를 투과한 수신파 신호를 수신하여 이를 상기 증폭부로 전달하게 된다. 이를 위하여 상기 검파기(13)는 수신파의 신호를 수신하기 위해 규격화된 극판을 구비할 수 있는데, 예를 들어, 상기 송신부(12)로부터 측정대상 시료로 조사되어 측정대상 시료를 통과하면서 진폭이 감소된 수신파 신호를 수신하기 위하여 규격화된 극판을 구비하고 있는 로우 배리어 쇼키 다이오드(Low Barrier Schottky Diode) 등으로 이루어질 수 있다.
상기 증폭부(20)는 상기 검출부(10)로부터 수신파의 신호를 전달받아 해당 전달받은 수신파 신호의 전압레벨을 증폭하여 이를 상기 AD변환기(30)로 전달한다. 즉, 증폭부(20)는 수신파 신호의 전압크기, 예컨대 2 ~ 3mV 크기의 전압을 2 ~ 3V 크기로 증폭하여 줌으로써, 후술할 AD변환기(30)에서의 디지털 신호 변환시 적절한 분해능(Resolution)을 유지시키게 된다.
상기 AD변환기(30)는 상기 증폭부(20)로부터 수신파 신호를 전달받아 해당 전달받은 수신파 신호를 디지털 신호로 변환시켜 상기 제어부(40)로 전달한다. 즉, 상기 AD변환기(30)는 상기 증폭부(20)로부터 아날로그 형태의 수신파 신호들을 전달받아 해당 전달받은 신호들을 디지털 신호로 변환시켜 이를 상기 제어부(40)로 전달하게 되는 것이다.
상기 제어부(40)는 내부 메모리(미도시)를 구비하고 있으며, 해당 구비된 내부 메모리에는, 측정대상 시료와 동일한 종류이며 농도를 이미 알고 있는 기준 시료들에 대해서 이상적인 상태에서 파장을 알고 있는 송신파를 조사하고, 순수 물에 대해서도 동일한 송신파를 조사하여 각각의 경우에 대한 진폭의 변화를 측정하여 얻어진 기준 시료의 농도와 진폭 변화량 간의 관계에 의한 농도와 진폭 변화량간의 비례상수 k에 대한 데이터가 미리 저장되어 있다.
또한, 상기 제어부(40)는 진폭 E와 사전 결정된 진동수를 가지는 기본 송신파(S1)를 순수한 물에 조사하여 수신된 수신파의 진폭 Eo에 대한 데이터를 내부 메모리에 기저장하고 있다.
또한, 상기 제어부(40)는 다중 위상차 마이크로 송신파를 이루는 각각의 마이크로 송신파에 대한 수신파로부터 측정된 각각의 진폭의 평균값 Em을 구하고, 구해진 진폭의 평균값과, 메모리에 저장되어 있던 기본 송신파(S1)를 순수한 물에 조사하여 수신된 수신파의 진폭 Eo과의 차이를 구하고, 구해진 진폭의 차이와 메모리에 미리 저장되어 있던 비례상수 k를 이용하여 상기한 수학식 1에 의하여 해당 측정대상 시료의 농도를 산출하여 출력한다.
상기 표시부(50)는 상기 제어부(40)로부터 데이터를 전달받아 해당 전달받은 데이터를 화면에 표시한다. 예를 들어, 상기 표시부(50)는 LCD, PDP 및 LED등으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제어부(40)는 산출된 해당 측정대상 시료의 농도를 통신부(60)를 통해 외부 기기(미도시)로 송신할 수도 있다. 예를 들어, 상기 제어부(40)는 상기 환산된 농도에 대한 데이터를 상기 통신부(60)를 통해 근거리무선통신이 가능한 프린터, 복합기 또는 PC 등으로 송신하여 이를 수신한 해당 프린터, 복합기 또는 PC 등에서 상기 환산된 수분량을 출력할 수 있도록 한다.
이와 같이 상기 통신부(60)는 상기 제어부(40)로부터 데이터를 전달받아 이를 외부 기기로 송신하게 되는데, 예를 들어, 상기 통신부(60)는 LAN 통신 모듈, 지그비(Zigbee) 통신 모듈 또는 블루투스 통신 모듈 등과 같은 유무선 통신 모듈을 구비하고 있으며, 자신과 동일한 통신 모듈을 구비한 외부 기기(미도시)와 유무선 데이터 통신 기능을 수행한다.
10: 검출부 11: 다중 마이크로파 발진부
12: 송신부 13: 검파기
20: 증폭부 30: AD변환기
40: 제어부 50: 표시부

Claims (2)

  1. 진폭 E과 진동수를 가지는 마이크로파로 이루어진 기본 송신파(S1), 상기 기본 송신파(S1)와 동일한 진폭 E와 진동수를 가지되 발진시의 위상차를 가지는 복수개의 마이크로파로 이루어진 위상차 발진 송신파(S2, S3)로 이루어진 다중 위상차 마이크로 송신파를 측정대상 시료에 조사하여 통과하게 하는 단계;
    측정대상 시료를 통과한 기본 송신파(S1) 및 복수개의 위상차 발진 송신파(S2, S3) 각각에 대응되는 수신파를 검출하여 각각의 수신파들에 대해 진폭(Es1, Es2, Es3)을 측정하는 단계;
    측정된 수신파의 진폭 값을 평균하여 수신파의 평균 진폭 Em을 구하는 단계;
    기본 송신파(S1)를 순수한 물에 조사하여 수신된 수신파의 진폭 Eo과, 평균 진폭 Em과의 진폭 차이 값 ΔEs을 구하는 단계; 및
    측정대상 시료와 동일한 종류이며 농도를 이미 알고 있는 기준 시료들에 대해서, 이상적인 상태에서 파장과 진폭을 알고 있는 송신파를 조사하고, 순수 물에 대해서도 동일한 송신파를 조사하여 각각의 경우에 대한 진폭의 변화를 측정하여 기준 시료의 농도와 진폭 변화량 간의 관계에 의해 미리 사전에 알고 있는 비례상수 k에 진폭 차이 값 ΔEs을 곱하여 측정대상 시료의 농도를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 위상차 마이크로파를 이용한 농도 측정방법.
  2. 진폭 E와 진동수를 가지는 마이크로파로 이루어진 기본 송신파(S1), 상기 기본 송신파(S1)와 동일한 진폭 E와 진동수를 가지되 발진시의 위상차를 가지는 복수개의 마이크로파로 이루어진 위상차 발진 송신파(S2, S3)로 이루어진 다중 위상차 마이크로 송신파를 발생시키는 다중 위상차 마이크로 송신파 발진부(11)와, 발생되어 출력된 다중 위상차 마이크로 송신파를 측정 대상 시료에 조사하는 송신부(12)와, 상기 측정대상 시료를 투과한 수신파 신호를 수신하여 이를 증폭부로 전달하는 검파기(13)로 이루어진 검출부(10);
    상기 검출부(10)로부터 출력된 수신파 신호의 전압레벨을 증폭하여 출력하는 증폭부(20);
    상기 증폭부(20)로부터 출력된 수신파 신호를 디지털 신호로 변환시켜 출력하는 AD변환기(30);
    진폭 E와 사전 결정된 진동수를 가지는 기본 송신파(S1)를 순수한 물에 조사하여 수신된 수신파의 진폭 Eo에 대한 데이터를 내부 메모리에 기저장하고 있고, 측정대상 시료와 동일한 종류이며 농도를 이미 알고 있는 기준 시료들에 대해서 이상적인 상태에서 파장을 알고 있는 송신파를 조사하고 순수 물에 대해서도 동일한 송신파를 조사하여 각각의 경우에 대한 진폭의 변화를 측정하여 얻어진 기준 시료의 농도와 진폭 변화량 간의 관계에 의한 농도와 진폭 변화량간의 비례상수 k에 대한 데이터를 내장 메모리에 미리 저장하고 있으며, 측정대상 시료를 통과한 수신파들에 대해 진폭(Es1, Es2, Es3) 값을 평균하여 수신파의 평균 진폭 Em을 구하고, 기저장되어 있던 진폭 Eo과, 상기 평균 진폭 Em과의 진폭 차이 값 ΔEs을 구하여, 내부 메모리에 기저장되어 있던 비례상수 k에 진폭 차이 값 ΔEs을 곱하여 측정대상 시료의 농도를 계산하여 계산된 결과를 출력하는 제어부(40); 및
    상기 제어부(40)로부터 출력된 데이터를 화면에 표시하는 표시부(50)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 위상차 마이크로파를 이용한 농도 측정장치.
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