KR101196904B1

KR101196904B1 - 테스트 패치 시스템과 방법

Info

Publication number: KR101196904B1
Application number: KR1020107003177A
Authority: KR
Inventors: 폴 고쎈; 자얀트 안갈; 매튜 무쇼; 조셉 예이츠
Original assignee: 이노베티브 프로덕티비티 인코포레이티드
Priority date: 2007-07-13
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2012-11-05
Also published as: WO2009012138A2; WO2009012138A3; EP2167949A4; EP2167949B1; WO2009012138A9; JP2010533841A; EP2167949A2; US20090015273A1; US7911215B2; KR20100081293A; CN101796401A

Abstract

유체원(fluid source)을 이용하여 표면 상의 구성 요소의 샘플을 취하기 위한 테스트 시스템은, 상기 유체원으로부터 유체를 전달하기 위한 모세관 층을 가진 과도 지대(transition region)와, 상기 표면과 접촉하는 수집 재료를 가진 추출 지대(extraction region), 및 분석을 위해 유체를 수집하기 위한 센서 저수부를 가진 수집 지대(collection region)를 포함한다.

Description

테스트 패치 시스템과 방법{TEST PATCH SYSTEM AND METHOD}

본원은 2007년 7월 13일자 발명의 명칭 "테스트 패치 시스템과 방법"으로 출원한 미국특허출원 60/949,737호를 우선권으로 하는 것이다.
미국정부는 이 발명에서 소요 비용의 지급 권한이 있고, 제한된 경우에 한해 미국 해군성이 제정한 약정 사항(번호 N00167-07-C-0008)으로 기재된 바와 같은 합당한 조건으로 특허권자가 그 사용을 타인에게 인가하도록 명령할 권리가 있다.

본 발명은 표면 오염 물질을 테스트하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 특정하게는 pH, 염화물의 존재, 또는 전도성과 같은 적어도 1개의 성질을 표면에 적용된 표면 처리의 유효성을 측정하여 표면을 테스트하는 테스트 패치 시스템과 방법에 관한 것이다.

보호 코팅물을 사용하여 표면을 주기적으로 처리하는 산업분야에서는 흔히 보호 코팅물이 적절하게 적용되어 있는지의 여부를 판단하기 위해 피처리 표면의 여러 부분을 테스트할 필요가 있다. 다르게는, 예를 들어 강철 표면을 처리하기에 앞서, 상기 강철 표면은 처리 또는 도장 되는 면 아래에서 부식이 발생하지 않도록 오염물질 및 염화 소금과 같은 염화물이 없게 완전히 깨끗해야 한다. 따라서, 종래 기술에서는 표면 상의 다양한 형태의 오염물질의 존재를 판단하는 다양한 각가지 시스템이 있었다.

예를 들면, 강철 표면 상의 염화이온 오염물질의 문제는 조선산업에서 광범위하게 존재하고 있는 것이다. 염화이온 오염은 비처리된 재료에 근접한 염화물 처리 빙판 길(salt treatment of icy roads)에서 발생하는 것보다는 덜하더라도, 바닷가 공기와 수분으로 강철 근방에서 일어난다. 부식은 표면이 오염된 후에는 매우 빠르게 일어날 수 있다. 따라서 표면은 오염된 면이 처리 또는 코팅되면 결국에는 나타날 유해한 영향을 받지 않도록 하기 위해서 신속하게 세척되고, 테스트되고 그리고 처리되어야 한다. 또한, 염화물 오염 표면 위의 도장은, 수리를 하는데 따른 상당한 불편함과 비용을 소요하는 밸러스트(ballast) 탱크 등과 같은 잠수 서비스 재료(immersion service materials)에서 고장을 일으킨다.

염도, pH, 또는 전도성 같은 각종 성질에 관한 표면 테스트를 할 수 있는 많은 종래 기술의 기구는 전형적으로 표면 테스트를 완성하는데 다양한 단계를 필요로 하는 복잡하고 노동 집약적인 조립체이다. 일반적인 예로서, 피처리 표면 상의 염화물 오염을 측정하는 수단으로 브레슬 패치(Bresle patch) 또는 샘플러(sampler)가 사용되었다. 상기 브레슬 패치는 라텍스 차단막과 폼 러버 가스켓(foam rubber gasket)을 포함한다. 상기 가스켓은 폼 러버 가스켓이 부착제에 의해 표면에 고정되었을 때에 표면과 접촉하는 방수 샘플 추출 포켓을 생성한다. 상기 방수 샘플 추출 포켓은 일반적으로 시린지(syringe)를 사용하여 증류수 또는 중성수로 채워진다. 단기간 상기 패치를 문질러서 상기 물을 교란시킨 후에, 일반적으로 시린지와 같은 것을 통해 물은 제거되고, 염화이온 내용물과 같은 구성 요소의 성질에 대한 화학적 반응물에 의한 분석이 이루어진다. 이러한 화학적 분석은 전형적으로 반응물(reagents)이 공급된 "키트"를 사용하여 사용 안내에 따라 행해진다. 또한, 추출된 물은 상기 목적에 맞게 설계된 종래의 당 기술분야에서 공지된 메터기(meters)를 사용하여 pH, 전기 전도성, 또는 염화이온의 존재와 같은 다른 성질에 관해서도 분석된다.

또한, 구성 요소의 성질에 대해서 표면을 테스트하는 다른 방법도 당 기술분야에서는 알려져 있는데, 이들 각각은 단일 샘플을 수집하고 분석하는데 많은 시간과 에너지를 필요로 하는 것이다. 많은 종래기술 시스템에서는 다양한 시린지, 물 및 반응물 병, 표면테스트 패치 그리고 그외 다른 장비들이 황폐한 산업제작 환경에서 조화롭게 조립되어야 한다. 이러한 종래기술의 방법은, 샘플이 표면 처리를 진행하기 전에 짧은 시간으로 처리되는 영역 주위의 많은 지점에서 수집되어야 하기 때문에, 대형 표면 영역을 테스트할 때에는 상당히 좋지 않은 것이다.

본원은 현재, 당 기술분야에서 필요로 하는, 일관되게 정확한 결과를 산출하면서 사용자가 반복적이고 신속하게 처리할 수 있는 표면의 구성 요소의 성질을 테스트하는 시스템과 방법을 제공하는 것이다.

유체원을 이용하여 표면 상의 구성 요소의 샘플을 취하는 테스트 시스템은, 상기 유체원에서 나온 유체를 전달하기 위한 모세관 층을 가진 과도 지대와, 상기 표면과 접촉하며 상기 유체를 수용하기 위한 모세관 층과 유체 소통하는 수집 재료를 구비한 추출 지대, 및 유체 전달을 위해 상기 추출 지대 수집 재료와 유체 소통하는 센서 저수부를 가진 수집 지대를 포함한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 테스트 패치 시스템의 평면도 이다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 테스트 패치 시스템의 전개 입면도 이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 테스트 패치 시스템의 입면도 이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 테스트 패치 시스템의 상부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 테스트 패치 시스템의 측부를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 택 스트립(tack strip)의 상부를 나타낸 도면이다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 7-7선을 따라 절취된 택 스트립을 나타낸 도면이다.
도8은 본 발명의 실시예에 따르는 택 스트립과 테스트 패치 시스템의 등각도 이다.

이하, 본 발명을 도1 내지 도5를 참고로 하는 실시예를 통해 설명한다. 임의적 성분의 성질이 존재하는 지를 확인하는 표면(2)을 테스트하는 테스트 패치 시스템(10)은 용액(3)공급 앰풀(ampoule)(20)과 테스트 패치(100)를 포함한다. 상기 패치(patch)는 과도(transition) 지대(150), 추출(extraction) 지대(200) 및 수집(collection) 지대(250)를 포함한다. 표면(2)은 구성 요소가 그 위에 있는 복수개의 표면 중의 한 표면이다. 본 발명의 실시예에서, 표면(2)은 예를 들어 선박의 한 구성 요소로 사용된 금속 표면을 포함한다. 본 발명의 이러한 예의 실시예에서 탐지되는 구성 요소는 염화물이다. 상기 염화물은 도장하지 않은 면 또는 코팅되는 면에 해로운 영향을 미치어, 도장 또는 코팅 전에 제거하여서, 결국 코팅을 잘못되게 하는 것을 막아야 한다.

앰풀(20)은 이하에서 부가로 논의되는 바와 같이 상기 구성 요소를 추출하기 위한 매체를 포화 상태로 하는데 사용된 증류수와 같은 용액(3) 공급부를 포함한다. 앰풀(20)에 함유된 증류수(3)(또는 개별 용도로 소요되는 다른 용액)는, 시스템이 사용될 준비가 될 때까지 앰풀(20)의 배출구 영역 근방에 위치한 차단막(22) 또는 스토퍼에 의해 시스템(100)과 분리되어 있다. 앰풀(20)의 차단막(22)은 시스템(10)이 사용될 준비가 될 때에 과도 지대(150)의 단부 부분(152)에 의해 뚫린다. 본 발명의 실시예에서, 단부 부분(152)은 차단막(22)을 뚫는 동작이 수월하게 일 점(a point)으로 형성되거나 좁아지게 이루어진다. 다르게는 차단막(22)이 앰풀(20)을 예를 들어 짜서(squeeze) 압력을 가하였을 때에 과도 지대(150)로 물을 방출하게 파열되는 구조로 설계된다.

본 발명의 다른 실시예에서는 폼 스토퍼(foam stopper)(58) 등이 앰풀(20)의 배출구 부분 또는 과도 지대(150)에 구비되어, 과도 지대(150) 단부 부분(152)과 앰풀(20)이 결합하였을 때에 파열되거나 개방된다. 또한, 앰풀(20)은 시스템(10)에 분리되고 별개인 구성요소로 제공되며, 다양한 서로 다른 앰풀(20)을 과도 지대(150)의 단부 부분(152) 상에 또는 안으로 삽입하여서 본 발명과 관련하여 이용할 수 있는 것임에 주의한다.

테스트 패치(100)는 그 위에 패치(100)의 구성요소가 장착 또는 조립되는 뒤판(110)을 포함한다. 뒤판(110)은 실시예에서 방수 층을 포함하며, 그것은 폴리카보네이트 재료로 형성된다. 뒤판(110)은 상세하게는 후술되는 바와 같이, 조립이 용이하고 그리고 시스템(110)의 나머지 요소의 장착 및 위치설정용 기층을 제공하게 테스트 패치 시스템(10)의 대체로 전체 길이로 신장 된다.

도1, 도4 및 도5를 참고로 하여 설명한다. 과도 지대(150)는 복수개의 층을 포함한다. 뒤판(110)은 모세관 플라스틱 층(154)에 고정된다. 상기 층(154)은 물이 앰풀(20)로부터, 과도 지대(150)를 통해서 추출 지대(200)로 전해지게 설계된다. 또한, 방수 플라스틱 재료로 형성된 시퍼 리드(sipper lid)(156)는 모세관 층(154)이 뒤판(110)과 시퍼 리드(156)에 의해 정상부와 바닥부가 둘러싸이게 모세관 층(154)을 덮는 층으로 제공된다. 따라서, 물(3)은 반드시 앰풀(20)로부터 모세관 층(154)을 통해서 추출 지대(200)로 흐른다. 본 발명의 유체 흐름의 역학관계는 본 발명의 구성 요소 층과 이들의 상호 연결관계를 개략적으로 나타낸 도4와 도5를 참고로 하면 가장 잘 볼 수 있다.

과도 지대(150)는 복수개의 구성 요소 층을 통해 도1 내지 도3에 도시한 바와 같이 추출 지대(200)와 연결 및 접촉하고 있다. 도1과 도2에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 과도 지대(150)와 추출 지대(200) 사이의 경계는 단일 층 또는 표면에 있지 않고, 복수개의 재료 층을 통하는 과도부에 있다.

추출 지대(200)는 뒤판 층(110)을 포함한다. 상기 층(110)은 테스트받는 표면(2)에서 멀어지는 방향을 향하는 상부 패치 면을 제공한다. 또한, 뒤판 층(110)은 과도 지대(150)와, 추출 지대(200), 및 수집 지대(250)를 위한 지지부를 제공하고, 이들은 서로 간의 치수가 상호 연계(dimensional relationship)하고 있다. 추출 지대(200)의 뒤판(110)에 인접한 곳에는 그 위에 부착 층(206)을 가진 방수 폐쇄된 셀 폼 층(204)이 있다. 상기 부착 층은 가요성의 방수 지지 층(207)을 고정한다. 지지 층(207)은 예를 들어 0.010" 두께의 폴리카보네이트 플라스틱으로 이루어진다. 지지 층(207)은 샘플 수집 재료(208)에 인접하여 연결되어 있다. 상기 재료(208)는 그 안에 있는 파이버의 방향으로 한정된 수집 재료(208)에 유입하는 물(3)을 위한 흐름 경로를 제공하는 흡수성 파이버의 패드로 이루어진다. 재료(208)와 저수부(252)가 물(3)로 완전하게 포화되지 않은 한, 재료(208)가 물(3)이 재료(208)의 측부로부터 누설되는 것을 막으면서 물(3)이 흐르는 한정된 흐름 경로를 제공한다. 또한, 수집 재료(208)는 테스트받는 표면(2)의 예정 표면 영역을 덮는 접촉 지대(209)를 포함한다.

지지 층(207)은 수집 재료(208)의 인접 표면을 완전하게 덮으며, 밀접하게 접촉하고 있다. 또한, 부착 층이 수집 재료(208)와 지지 층(207) 사이에 제공되어 상기 2개 층 사이의 밀접한 접촉을 유지한다. 본 발명의 부가 실시예에서, 지지 층(207)과 수집 재료(208) 사이의 접촉은, 지지 층(207)을 횡단하여 팽팽하게 신장된 수집 재료(208)를 설치하고 부착제로 고정하여 유지되거나, 또는 선택적으로 추출 지대(200)의 어느 한 단부에서 수집 재료(208)가 뒤판(110)과 접촉하는 곳에 기계적 압력을 가하여 유지된다.

폼 층(204)은 압축성과, 압축력에 대한 탄력성이 있다. 다르게 말하면, 폼 층(204)은 탄성적이다. 또한, 지지 층(207)은 가요성이 있어서, 폼 층(204)과 지지 층(207)이, 수집 재료(208)가 샘플 표면과 접촉하고 있고 그리고 압력이 추출 지대(200) 근방의 뒤판(110)에 가해지면, 재료(208) 접촉 지대(209)와 표면(2)과의 사이에 접촉을 유지하면서 수집 재료(208)가 복수개의 표면 기하형상에 합치하게 협력하여 동작한다. 이러한 거칠고, 평탄하지 않고, 곡선을 이룬 형태에서는, 접촉 지대(209)(그리고 그에 따른 사전 결정된 접촉 영역)가 광범위한 표면(2)에 걸쳐 유지되어, 처리 않은 강철, 선체, 파이프 등과 같이 많은 면을 테스트하는 환경에서 흔하게 발견되는 불규칙한 표면의 평면을 정밀하게 테스트할 수 있다. 따라서, 본원은 예를 들어 사전 정해진 유닛 영역에서의 오염 량을 정확하게 판단할 수 있게 하는 표면(2)과 패치(10) 사이의 재생 접촉 영역을 보유할 수 있는 것이다.

샘플 수집 재료(208)는 접촉 지대(209)와 접촉한 표면(2)으로부터 염(salts) 또는 다른 구성 요소를 추출하면서 상기 재료(208)를 통한 물(3)의 모세관 흐름을 이룰 수 있는 복수개의 재료를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 수집 재료(208)는 샘플 표면(2)으로부터의 유체 흐름 메카니즘을 제공하여 구성 요소의 샘플을 수집하는 흡수성 파이버 재료의 층(들)을 포함한다. 다른 예의 수집 재료(208)는 다양한 스폰지-형태 재료, 펠트(felt) 파이버 매트, 페이퍼 파이버 매트, 또는 스펀(spun) 파이버 매트를 포함하며, 이들은 거칠고 평탄하지 않은 표면에 합치되기에 적합하고 그리고 상기 표면과 지속하여 물이 접촉을 유지하게 하면서 추출 지대(200)를 횡단하여 물(3)을 인출하기에 적절한 모세관 힘 또는 동작을 제공하는 합성 또는 천연 재료로 제조된다. 수집 재료(208)는 앰풀(20)에 의해 공급된 증류수에 상기 재료(208)가 포화되게 모세관 층(154)과 유체 소통하고 있다. 수집 재료(208)는 모세관과 표면장력 성질을 갖는다. 상기 성질은 용액(3)(일 실시예에서는 탈-이온수)이 수집 재료(208)를 통해 나쁘게 되어 접촉 영역(209)을 통해 표면(2)과 접촉할 수 있게 하고, 그리고 부가로 용액(3)이 수집 재료(208)의 엣지에서 유출 또는 누설되는 것을 막는다. 따라서, 수집 재료(208)는 과도 지대로부터 수집 지대(250)로 향하는 복수개의 모세관 파이버를 구비하여 상술한 용액(3)의 손실을 막는다.

따라서, 수집 재료(208)는 흡수성 파이버 또는 상당 재료로 구성되고, 상기 파이버 또는 재료는, 접촉 영역(209)에서 수집 재료(208)의 측부로부터 그리고 상기 수집 재료(208)와 접촉한 상기 표면(2)의 영역의 둘레로부터 유체(3)가 유출하는 것을 막으면서, 수집 재료(208)의 전방부분(과도 지대(150) 근방)으로부터 후방부분(수집 지대(250) 근방)으로 그리고 수집 재료(208)와 접촉하는 상기 면(2)의 임의 영역으로 그리고 영역으로부터 유체(3)가 흐르게 한다. 본 발명의 이러한 특징은 유체(3)가 표면(2)에서 "손실" 또는 누설이 없어서, 표면에 있는 구성 요소를 희석하여 구성 요소 농도의 정밀하지 않은 리딩을 제공하게 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 수집 재료(208)는 물 또는 용액(3)을 수집 재료(208)를 통해 안으로 인출하는 흡수 파이버의 패드를 포함한다.

이하, 도6 내지 도8을 참고로 하여 설명한다. 본 발명은 부가로 테스트 패치(10)와 표면(2) 양쪽과 접촉하는 그 일 측에 부착 재료의 층 또는 코팅을 가져서, 패치(10)를 고정하는 플라스틱 재료의 가요성 스트립을 구비한 택 스트립(tack strip)(300)을 포함한다. 보다 특정하게는, 도8에 도시된 바와 같이, 중앙 섹션(304)이 추출 지대(200) 바로 위에 부착제에 의해 뒤판(110)에 고정되며, 택 스트립(300)은 표면(2)에 부착제에 의해 고정되는 2개 단부(302)를 갖는다. 따라서, 추출 지대(200) 접촉 영역(209)은 뒤판(110) 위에서(추출 지대(200) 바로 위에서) 그리고 표면(2)상으로 택 스트립(300)을 간단히 가압하여 택 스트립(300)에 의한 표면(2)과의 밀접한 접촉을 하게 힘을 받게 된다. 택 스트립(300)은 바람직하게 테스트 패치(10)의 길이방향 축에 대해 직각으로 향한다.

택 스트립(300)은 탄성 또는 반동성이어서, 전체 추출 지대(200)의 전역에 걸쳐 압력을 가하여, 접촉 영역(209)이 표면(2)과의 접촉을 유지하도록 단부 부분(302)에 있어서 표면(2)과의 접촉을 유지한다. 또한, 폼 층(204)과 지지 층(207)이 접촉 영역(209)의 전역에 걸쳐 힘이 정확하고 균일하게 분포하게 동작하여서, 택 스트립(300)은 수집 재료(208)와 표면(2) 사이의 접촉을 유지하기 위한 간단하고 효과적인 메카니즘을 제공한다. 당 기술분야의 기술인은 본 발명의 범위를 이탈하지 않고 택 스트립(300)의 위치에 다양한 클램핑 또는 스프링 메카니즘이 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서는 택 스트립(300)에 부착 방출 층(306)을 제공할 수 있으며, 상기 부착 방출 층(adhesive release layer)은 예를 들어 택 스트립(300)을 사용할 준비가 되어 있을 때까지 상기 스트립 상의 부착제를 보호하도록 택 스트립(300)을 덮고 있는 얇은 플라스틱 필름이다.

추출 지대(200)는 물(3)(또는 다른 용액)과 추출 염(또는 다른 구성 요소)을 부가 분석을 위해 수집하는 수집 지대(250)로 이어져서 연결된다. 수집 지대(250)는 추출 지대(100)가 함유한 용량보다 더 많은 용량의 유체를 함유하는 크기로 이루어진 유체 저수부(252)를 포함한다. 이러한 본 발명의 특징은 추출 지대(200)로부터 수집 지대(250)로의 양방향(positive)의 유체 흐름을 허용하여, 보다 일관된 샘플을 제공하게 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 저수부(252)의 용량은 추출 지대(200)가 가질 수 있는 유체 용량의 10배의 용량이다. 저수부(252)가 수집 재료(208)와 접촉하고 유체소통 상태에 있어서, 추출 지대(200)와 수집 지대(250) 사이에 유체 전달이 이루어진다. 모세관 층(154)과 유체 저수부(252)의 치수와 표면장력 성질은 추진력을 발생하여 용액(3)을 끌어당겨서, 수집 재료(208)로부터 유체 저수부(252) 내로 염 또는 다른 구성 요소가 추출된다.

본 발명의 다른 실시예에서는 저수부(252)가 수집 재료(208) 또는 그에 상당하는 파이버 매트 수집 재료를 포함하여 추출 지대(200)에서 수집 지대(250)로의 유체 흐름을 조장하고 그리고 테스트받는 용액(3) 샘플을 포함한다. 저수부(252)에 수집된 유체(3)는 전기 층(electrical layer)(254)과 접촉하고 있다. 상기 전기 층은 저수부(252)에 수집된 용액(3)을 분석하기 위해 그 위에 프린트 또는 디포짓된 복수개의 전극(258)을 가진 기층(256)을 포함한다. 전기 층(254)은 일반적으로 전극(258)이 신호 발생기 또는 리더(reader)(도시 않음)에 접속하게 접근할 수 있도록 뒤판(110)과 저수부(252) 사이에 배치된다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 전기 층(254)이 뒤판(110)에 바로 프린트 또는 디포짓되어, 조립을 용이하게 하고 재료비를 절감한다. 끝으로, 저수부(252)와 전기 층(254)은 방수 플라스틱 차단막(260)으로 둘러싸여서 테스트 패치(10)의 조립을 수월하게 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 일부 전극(258)은 차단막(260)으로 덮이지 않은 상태를 유지하여서 리더(도시 않음)에 대한 전기적 접속을 수월하게 한다.

도1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 모세관 채널(270)은 뒤판(110)에 제공되고 그리고 유체(3)가 모세관 채널(270)을 통하여 모세관 채널(270)에 디포짓 된 염색액 점적(dye spot)(272)을 가로질러 흐르도록 저수부(252)와 접촉하고 있다. 모세관 채널(270), 염색액 점적(272), 및 전기 층(254)은 천공 구멍(274)이 통해진 방수 플라스틱 층(276)으로 덮여진다. 구멍(274)은 저수부(252)가 물로 채워지는 동안에 공기가 빠져나가게 한다. 염색액 점적(272)은 예를 들어 소량의 형광색소를 포함할 수 있다. 모세관 채널(270)의 단부에서는 구멍(274)이 저수부(252)가 물로 채워지는 동안에 공기가 빠져나가게 한다. 일단, 저수부(252)가 물(3)로 채워지면, 물은 모세관 채널(270)로 끌어 당겨져서 염색액 점적(270)에서 나온 염료를 강제로 모세관 채널까지 상승시킨다. 따라서, 염료의 이러한 줄 또는 라인은 저수부(252)를 채우고 그리고 테스트 패치(100)를 분석 또는 리드(read)할 준비가 된 오퍼레이터 또는 사용자에게 시각적 표시를 제공한다. 본 발명의 다른 실시예에서는 전기 층(254)이 서로 근접하여 모세관 층(270)을 가로질러 위치한 추가 전극(280)을 갖는다. 본 발명의 이러한 실시예에서는 신호가 전극(280)을 가로질러 제공되어서 모세관 채널(270)이 물을 함유하여 테스트 패치(100)가 분석 준비되어 있음을 확인할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서는 가요성 와이어 또는 유사 재료가 시스템(10)의 대략 길이부를 따라서 종방향으로 이어져서, 해당 부분을 표면장착(surface mounting) 할 수 있는 구조로 굽혀져 절곡되게 한다. 예를 들어, 앰풀(20)과 과도 지대(150)의 일 부분은 와이어를 간단히 절곡하여 물의 흐름이 추출 지대(200)로 향하게 한다.

작동 시에, 상기 시스템은 과도 지대(150)의 단부(152) 위에 앰풀(20)을 삽입하여 모세관 층(154)을 통해 추출 지대(200)로 물이 흘러가게 하는데 사용된다. 부착 방출 층(306)은 제거되고 그리고 테스트 패치 시스템(10)이 택 스트립(300)과 수집 재료(208)가 표면(2)과 접촉하고 있게 테스트받는 표면(2)에 고정된다. 다르게는, 테스트 패치 시스템(10)이 과도 지대(150)의 단부(152) 위에 앰풀(20)을 삽입하기에 앞서 택 스트립(300)을 사용하여 테스트 표면(2)에 고정된다. 물(3)과 수집된 염은 모세관 층(154)을 통해서 수집 재료(208) 안으로 흘러가, 저수부(252) 안으로 흘러간다. 염색액 점적(272)이 모세관 채널(270)의 유체 함유 사실을 표시하면, 테스트 패치 시스템(10)이 표면에서 제거되고, 전극(258)은 리더에 전기적으로 연결된다. 당 기술분야에서 일반적으로 공지된 바와 같이, 상기 리더는 공지된 전기신호를 공급하고 그리고 상기 신호에서 탐지된 감쇠(attenuation)로부터 저수부(252)에 포함된 용액의 전도도를 연산한다.

본 발명이 테스트받는 표면에서의 염과 전도도를 측정하는 기술 내용을 다루었지만, 당 분야의 기술인은 복수개의 구성 요소를 측정하는 다양한 프린트 센서와 전극을 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 테스트 패치(100)에 전기 층(254)으로 이용할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 일 예로서, 서미스터(thermistor)를 전기 층(254)에 포함하여 본 발명의 시스템과 방법을 사용하는데 취해진 구성 요소 데이터의 온도 교정을 하게 한다. 이러한 사실은 특히 구성 요소 데이터의 측정이 온도 감수성(temperature sensitive) 일때 또는 복합 구성 요소를 테스트할 때에 유용하다.

본 발명의 다른 실시예에서, 저수부(252) 또는 과도 지대(150)에 화학적 반응물이 도프(doped) 또는 인퓨즈(infused) 되어 사전 결정된 화학적 반응에서 특정 구성 요소와 선택적으로 반응한다. 일 실시예에서, 상기 반응물은 염화물과 같은 특정 구성 요소의 존재여부를 시각적으로 나타나게 하는데 사용되는 용액의 색상 변화에 영향을 미친다. 다르게는, 저수부(252) 또는 과도 지대(150)를 도프 하는데 활용되는 화학적 반응물은, 테스트 패치(100) 측정이 추출 용액에서 선택된 구성 요소를 특정하도록 추출 용액의 성질을 변경한다.

본 발명을 양호한 실시예를 통해 종래 기술을 능가하는 결과와 이점을 설명하였지만, 본 발명은 기술된 특정 실시예로 한정되지 않는다. 본원에 도시하고 기술된 본 발명의 형태는 본 발명을 설명할 목적으로 취해진 것으로서, 다른 실시예가 첨부 청구범위의 내용으로부터 본 발명의 범위를 이탈하지 않고 선택하여 취해질 수 있다.

Claims

유체원을 이용하여 표면 상의 구성 요소의 샘플을 취하는 테스트 시스템에서, 상기 테스트 시스템은:
상기 유체원에서 나온 유체를 전달하기 위한 모세관 층을 가진 과도 지대와;
상기 표면과 접촉하며 상기 유체를 수용하기 위한 모세관 층과 유체 소통하는 수집 재료를 구비한 추출 지대; 및
유체 전달을 위해 상기 추출 지대 수집 재료와 유체 소통하는 센서 저수부를 가진 수집 지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 전기 신호를 가하여 함유된 유체의 전도도를 판단하기 위해 상기 센서 저수부와 접촉하는 복수개의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 과도 지대의 모세관 층을 둘러싼 적어도 1개의 방수 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 상기 과도 지대와, 상기 추출 지대, 및 상기 수집 지대가 그 위에 고정된 뒤판을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제4항에 있어서, 상기 시스템의 길이부를 따라서 신장된 방수 뒤판을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제5항에 있어서, 전기 신호를 가하여 함유된 유체의 전도도를 판단하기 위해 상기 센서 저수부와 접촉하는 복수개의 전극을 포함하고;
상기 전극은 상기 센서 저수부와 상기 뒤판 사이에 위치한 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제4항에 있어서, 상기 수집 재료로부터 상기 센서 저수부로 유체를 전달하기 위해 상기 센서 저수부 및 상기 수집 재료와 접촉하는 유체 전달 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 수집 재료와 폼 층이 평탄하지 않은 표면에 합치하도록 상기 수집 재료와 접촉하는 폐쇄된 셀 폼 층을 가진 추출 지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제8항에 있어서, 상기 표면에 대해 상기 수집 재료의 한정된 영역의 균일한 압력을 제공하도록 상기 폼 층과 상기 수집 재료 사이에 배치된 방수 지지 시임을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 수집 재료의 측부로부터 그리고 상기 수집 재료와 접촉하는 상기 표면의 영역 둘레로부터 유체가 빠져나가는 것을 막으면서, 수집 재료와 접촉하는 상기 표면의 임의 영역으로 또는 영역으로부터 그리고 전방 부분에서 후방 부분으로 유체가 흘러가게 하는 수집 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제10항에 있어서, 상기 과도 지대로부터 상기 수집 지대로의 유체의 흐름이, 상기 과도 지대 모세관 층, 상기 수집 재료 그리고 상기 센서 저수부의 모세관과 흡수 성질에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템을 상기 표면에 고정하기 위해 상기 수집 재료의 일 부분을 둘러싼 부착 층을 가진 추출 지대를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 유체를 안에 함유하게 배치된 수집 재료를 가진 센서 저수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 유체가 수집 지대에서 유출되는 것을 막도록 상기 수집 지대를 둘러싼 방수 플라스틱 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템이 상기 표면을 향하게 상기 시스템의 길이부로 신장된 가요성 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 상기 저수부는 상기 추출 지대의 유체 용량보다 큰 유체 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 상기 저수부는 상기 추출 지대의 유체 용량보다 10배 더 큰 유체 용량을 갖는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 상기 과도 지대의 모세관 층과 유체 소통하는 유체를 함유한 앰풀을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제18항에 있어서, 상기 앰풀은 상기 유체를 방출하도록 상기 과도 지대의 형상 단부에 의해 결합된 밀봉 유닛인 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 상기 수집 재료는 파이버의 흡수 패드인 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제2항에 있어서, 상기 전극은 가요성 기층 상에 배치된 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.
제1항에 있어서, 상기 모세관 층에서 상기 수집 재료로 그리고 상기 수집 재료에서 상기 센서 저수부로 유체를 전달하기 위해 상기 모세관 층, 상기 수집 재료, 및 상기 센서 저수부와 접촉하는 유체 전달 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 시스템.