KR101230230B1 - 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 근적외선을 이용하여 피측정물을 파괴하지 않고, 피측정물의 물리ㆍ화학적인 특성을 파악하기 위한 근적외선 분광 분석장치에 관한 것으로서, 광원, 적분구, 근적외선 분석기 및 전원공급장치로 구성되는 근적외선 분광 분석기와 상기 근적외선 분광 분석기를 체결고정하는 외부케이스, 안착대, 기준물질체, 데이터 처리ㆍ저장장치 및 사용자 인터페이스를 포함하는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치에 관한 것이다.
또한 본 발명에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치는 피측정물을 파괴하지 않음과 동시에, 정확도가 우수한 피측정물의 근적외선 스펙트럼을 측정할 수 있고, 더 나아가, 피측정물의 내절도 또는 열단장과 같은 물리적인 특성과 함수율 또는 산성도와 같은 화학적인 특성을 데이터베이스화하여, 피측정물과 유사한 재질의 또 다른 미지 피측정물의 물리ㆍ화학적인 특성을 예측가능하도록 하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치는 피측정물을 파괴하지 않음과 동시에, 정확도가 우수한 피측정물의 근적외선 스펙트럼을 측정할 수 있고, 더 나아가, 피측정물의 내절도 또는 열단장과 같은 물리적인 특성과 함수율 또는 산성도와 같은 화학적인 특성을 데이터베이스화하여, 피측정물과 유사한 재질의 또 다른 미지 피측정물의 물리ㆍ화학적인 특성을 예측가능하도록 하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 근적외선을 이용하여 피측정물을 파괴하지 않고, 피측정물의 물리ㆍ화학적인 특성을 파악하기 위한 근적외선 분광 분석장치에 관한 것으로서, 광원, 적분구, 근적외선 분석기 및 전원공급장치로 구성되는 근적외선 분광 분석기와 상기 근적외선 분광 분석기를 체결고정하는 외부케이스, 안착대, 기준물질체, 데이터 처리ㆍ저장장치 및 사용자 인터페이스를 포함하는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치에 관한 분야이다.
빛은 전자기 복사선(Electromagnetic Radiation)이며 파장(Wavelength) 길이에 따라 낮은 파장 대역의 라디오파(Radio wave)에서부터 마이크로파(Microwave), 적외선(IR, Infrared), 가시선(VIS, Visible), 자외선(UV, Ultraviolet), X-선(X-ray) 등의 순서로 진동수(frequency)가 높아지며, 각각의 파장 대역에 따라 분광학적으로의 분석에 다양하게 이용되어지고, 적외선은 다시 근적외선(NIR, Near Infrared), 중적외선(MIR, Mid Infrared) 및 원적외선(FIR, Far Infared)으로 분류되며, 모두 흡수에 의한 물질의 분자 진동 운동에 의한 에너지 변화를 측정하여 피측정물의 분석에 사용될 수 있다. 특히, 근적외선 분광법은 관심있는 성분을 예측하기 위하여 피측정물의 근적외서 흡수특성을 이용하는 기법으로 농법, 식품, 및 사료분야 뿐 아니라 화학, 생화학, 화장품, 의학, 석유화학, 제약, 고분자, 제지 및 섬유분야까지 널리 보급되어 그 진가를 발휘하고 있고, 근적외선 분광법을 실현하기 위하여 다양한 종류의 근적외선 분광 분석장치가 연구개발되어왔으며, 다음은 근적외선 분광 분석장치의 대표적인 종래기술이다.
국내등록특허 제10-0334497호는 휴대용 근적외선 분광 분석장치에 관한 것으로서, 소정 크기의 전압을 각각의 구성부에 공급하도록 배터리가 내장되는 전원 공급부와, 근적외선을 발생하는 소형 텅스텐 할로겐 램프와, 상기 소형 텅스텐 할로겐 램프에서 발생된 상기 근적외선을 집광시켜 소정 방향으로 조사하는 광학 렌즈와, 상기 광학 렌즈를 통해 조사되는 상기 근적외선이 시료('피측정물'과 동일한 개념)에 조사되도록 상기 시료를 고정하고, 상기 광학렌즈의 광경로상에 설치되는 시료 고정 수단과, 상기 근적외선이 상기 시료에 반사 및 투과되어 발생되는 반사 스펙트럼 및 투과 스펙트럼을 센싱하여 센싱 크기에 대응되는 전기 신호를 출력하는 스펙트럼 검출부와, 상기 스펙트럼 검출부에서 출력되는 상기 전기 신호를 소정 크기 이상로 증폭시키도록 상기 스펙트럼 검출부의 출력단에 연결되는 증폭 수단과, 상기 증폭 수단에서 출력되는 아날로그 형태의 증폭 전기 신호를 디지털 신호로 변경시키도록 상기 증폭 수단의 출력단에 연결되는 아날로그-디지털 변환 수단과, 시스템을 전반적으로 제어하며, 상기 아날로그-디지털 변환 수단에서 출력되는 상기 디지털 신호를 입력받아 기 저장된 기준 시료 데이터와 비교하여 상기 시료에 대한 시료 정보를 검색하여 상기 시료 정보를 출력하는 마이크로 컴퓨터와, 사용자의 조작에 따라 소정의 제어 신호를 상기 마이크로 컴퓨터로 출력하는 조작 패널과, 상기 마이크로 컴퓨터의 제어에 따라 상기 시료 정보를 디스플레이하는 엘씨디를 포함하는 구성의 휴대용 근적외선 분광 분석장치를 제시하고 있으나, 피측정물(시료)의 채취(파괴)를 통한 피측정물의 근적외선 스펙트럼 분석이 가능하여, 이에 대한 지속적인 연구개발이 요구된다.
본 발명은 근적외선 분광 분석장치에 관한 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래기술에 의한 근적외선 분광 분석장치는 피측정물의 근적외선 스펙트럼을 측정하기 위하여 피측정물의 일부를 파괴(채취)하여 근적외선 분광 분석장치에 인입시켜야 하기 때문에, 피측정물이 훼손되는 문제가 있었다. 특히 피측정물 중, 고체상태의 피측정물은 분쇄하여 피측정물에 기준물질을 혼합하여 펠렛형태로 만들거나, 피측정물을 미세하게 분쇄하여 광유(nujol)에 분산시켜 피측정물 현탁액을 만들거나, 피측정물을 용매에 녹여 피측정물이 용해되어 있는 혼합액을 만드는 것과 같이 피측정물을 파괴해야만 피측정물의 근적외선 스펙트럼을 측정해야하는 문제가 발생하여 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
근적외선을 발산하는 광원과; 비선택성 확산도료가 구의 내주면에 구성되고, 상기 근적외선을 구의 내부로 입사시키는 입사포트, 입사포트로 입사된 근적외선을 피측정물에 조사시키고 피측정물에 의하여 반사된 근적외선을 입사받는 측정포트, 피측정물에 반사된 근적외선을 구의 내주면에서 확산 반사하고, 광신호로서 구의 외부로 인출시키는 인출포트가 구비되는 적분구와; 상기 인출포트로서 구의 외부로 인출된 광신호를 측정하여 피측정물 스펙트럼 데이터를 생성하는 근적외선 분석기 및; 전원공급장치;를 포함하는 근적외선 분광 분석기와; 상기 근적외선 분광 분석기를 체결고정시키는 외부케이스와; 상기 외부케이스와 연관하여 체결되고, 측정포트의 상부에 피측정물을 안착시키는 안착대와; 상기 측정포트에서 피측정물로 조사되는 근적외선 중, 피측정물을 투과한 근적외선을 반사시키는 기준물질체와; 상기 피측정물 스펙트럼 데이터를 전처리 또는 수처리 중, 어느 하나 이상을 하여 잡음을 줄이고, 처리된 피측정물 스펙트럼 데이터를 저장하는 데이터 처리ㆍ저장장치와; 상기 데이터 처리ㆍ저장장치와 사용자 간을 의사소통시키는 사용자 인터페이스;를 포함하여 구성되는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치를 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치는 피측정물을 파괴하지 않음과 동시에, 정확도가 우수한 피측정물의 근적외선 스펙트럼을 측정할 수 있고, 더 나아가, 피측정물의 내절도 또는 열단장과 같은 물리적인 특성과 함수율 또는 산성도와 같은 화학적인 특성을 데이터베이스화하여, 피측정물과 유사한 재질의 또 다른 미지 피측정물의 물리ㆍ화학적인 특성을 예측가능하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치를 나타내는 블럭도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 안착대 이동을 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 분리상태를 나타내는 분리사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 촬영부 및 높이조절장치를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 기준물질체를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 적분구를 나타내는 부분사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 안착대와 보조안착대의 작동을 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 전반사물질을 비교하는 그래프.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치를 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 안착대 이동을 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 분리상태를 나타내는 분리사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 촬영부 및 높이조절장치를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 기준물질체를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 적분구를 나타내는 부분사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 안착대와 보조안착대의 작동을 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치의 전반사물질을 비교하는 그래프.
본 발명은 근적외선을 이용하여 피측정물을 파괴하지 않고, 피측정물의 물리ㆍ화학적인 특성을 파악하기 위한 근적외선 분광 분석장치에 관한 것으로서, 근적외선을 발산하는 광원(11)과; 비선택성 확산도료가 구의 내주면에 구성되고, 상기 근적외선을 구의 내부로 입사시키는 입사포트(12), 입사포트(12)로 입사된 근적외선을 피측정물에 조사시키고 피측정물에 의하여 반사된 근적외선을 입사받는 측정포트(13), 피측정물에 반사된 근적외선을 구의 내주면에서 확산 반사하고, 광신호로서 구의 외부로 인출시키는 인출포트(14)가 구비되는 적분구(15)와; 상기 인출포트(14)로서 구의 외부로 인출된 광신호를 측정하여 피측정물 스펙트럼 데이터를 생성하는 근적외선 분석기 및; 전원공급장치(53);를 포함하는 근적외선 분광 분석기(10)와;
상기 근적외선 분광 분석기(10)를 체결고정시키는 외부케이스(20)와; 상기 외부케이스(20)와 연관하여 체결되고, 측정포트(13)의 상부에 피측정물을 안착시키는 안착대(30)와; 상기 측정포트(13)에서 피측정물로 조사되는 근적외선 중, 피측정물을 투과한 근적외선을 반사시키는 기준물질체(40)와; 상기 피측정물 스펙트럼 데이터를 전처리 또는 수처리 중, 어느 하나 이상을 하여 잡음을 줄이고, 처리된 피측정물 스펙트럼 데이터를 저장하는 데이터 처리ㆍ저장장치와; 상기 데이터 처리ㆍ저장장치와 사용자 간을 의사소통시키는 사용자 인터페이스(UI, User interface);를 포함하여 구성되는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치에 관한 것이다.
이하 첨부한 도면 1내지 9를 참고하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선 종래기술에 의한 근적외선 분광 분석장치는 피측정물의 물리ㆍ화학적인 특성을 나타내는 피측정물의 근적외선 스펙트럼을 측정하기 위해서 피측정물을 근적외선을 최소한으로 흡수하는 시료걸이(sample holder) 또는 용기(cell)에 놓고, 피측정물에 근적외선을 조사하여 피측정물의 화학적인 결합형태에 따른 근적외선의 흡광도 차이를 분석하도록 구성되어 있고, 피측정물 중, 고체상태의 피측정물은 분쇄하여 피측정물에 기준물질을 혼합하여 펠렛형태로 만들거나, 피측정물을 미세하게 분쇄하여 광유(nujol)에 분산시켜 피측정물 현탁액을 만들거나, 피측정물을 용매에 녹여 피측정물이 용해되어 있는 혼합액을 만드는 것과 같이 피측정물을 파괴해야만 피측정물의 근적외선 스펙트럼을 측정할 수 있었다.
이에 대하여 본 발명은 거시적으로 광원(11), 적분구(15), 근적외선 분석기 및 전원공급장치(53)로 구성되는 근적외선 분광 분석기(10)와 상기 근적외선 분광 분석기(10)를 체결고정하는 외부케이스(20), 안착대(30), 기준물질체(40), 데이터 처리ㆍ저장장치 및 사용자 인터페이스를 포함하는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치를 제시하여, 피측정물을 파괴하지 않음과 동시에, 정확도가 우수한 피측정물의 근적외선 스펙트럼을 측정할 수 있고, 더 나아가, 피측정물의 내절도 또는 열단장과 같은 물리적인 특성과 함수율 또는 산성도와 같은 화학적인 특성을 데이터베이스화하여, 피측정물과 유사한 재질의 또 다른 미지 피측정물의 물리ㆍ화학적인 특성을 예측가능하도록 하는 효과를 발휘한다.
구체적으로, 본 발명에 의한 적분구(15)는 도 7과 같이 비선택성 확산도료(예를 들어, PTFE(polytetrafluroethylene))가 구의 내주면에 도포되고, 근적외선을 생성하는 일반적인 광원(11)으로부터 발산된 근적외선을 구의 내부로 입사시키는 입사포트(12), 입사포트(12)로 입사된 근적외선을 피측정물에 조사시키고 피측정물에 의하여 반사된 근적외선을 입사받는 측정포트(13), 피측정물에 반사되어 구의 내주면에서 확산 반사된 피측정물의 광신호(피측정물에 의하여 반사된 근적외선)를 구의 외부로 인출시키는 인출포트(14)가 구비되는 구성으로서, 광원(11)에서 발산된 근적외선의 파장범위 중, 피측정물을 구성하는 분자들 간의 결합에 의하여 흡수되는 근적외선 파장들을 제외한 근적외선 파장들(반사광)의 신호대 잡음 비율(signal to noise ratio)을 최대화하여, 하기의 근적외선 분석기에 피측정물의 물리ㆍ화학적인 정보를 담는 광신호를 전달하기 위한 구성이다.
또한 상기 적분구(15)의 측광포토에서 구의 외부로 인출되고, 피측정물의 물리ㆍ화학적인 정보를 담는 광신호를 전달받아, 광신호를 측정하여 피측정물 스펙트럼 데이터를 생성하는 근적외선 분석기는 피측정물 스펙트럼을 측정하는 디텍터(detector)로서, 일반적인 구성의 근적외선 분석기를 모두 이용가능하나, 짧은 시간에 간섭그림(interferogram)을 얻을 수 있고, 신호대 잡음 비율이 우수한 푸리에 변환방식(FT, Fourier transform)을 이용한 근적외선 분석기를 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 의한 적분구(15) 및 근적외선 분석기는 1차적으로 적분구(15)에 의하여 신호대 잡음 비율이 우수한 피측정물의 광신호를 생성가능하고, 2차적으로 적분구(15)에서 생성된 광신호를 이용하여 근적외선 분석기가 피측정물 스펙트럼을 측정 가능함으로서, 정확도 및 정밀성이 우수한 피측정물 스펙트럼을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다. 이때, 당업자는 광원(11) 및 근적외선 분석기에 전원을 공급하는 전원공급장치(53)에 관한 구성을 광원(11), 적분구(15) 및 근적외선 분석기와 더불어 다양하게 구성가능할 것이다.
상기와 연관하여, 본 발명은 상기와 같은 구성을 하는 근적외선 분광 분석기(10)를 이용하여 피측정물의 스펙트럼을 보다 용이하게 측정하기 위하여, 적분구(15)의 측정포트(13)에 피측정물을 용이하게 안착시키기 위한 구성을 하는데, 이를 외부케이스(20)와 안착대(30)를 통하여 실현한다. 즉, 도 4와 같이 근적외선 분광 분석기(10)를 체결고정시키는 외부케이스(20)는 피측정물의 스펙트럼 측정 시, 근적외선 분광 분석기(10)의 흔들림을 방지하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 외부케이스(20)와 연관하여 체결되고 측정포트(13)의 상부에 일정거리를 두고 피측정물을 안착시키는 안착대(30)를 지지하기 위한 구성이다. 또한 상기 안착대(30)는 측광포토에 피측정물이 안정되게 안착될 수 있는 구성이면 어떠한 구성을 갖아도 무방하나, 유리, 금속 또는 합성수지 재질을 갖고, 일정 넓이를 갖는 평판의 내측에 측정포토와 유사한 크기를 갖는 중공(31)을 갖는 형태로 구성되는 것이 피측정물을 안정되게 안착시킬 수 있고, 측정포토에 의하여 조사되는 근적외선과 피측정물에 의하여 반사되는 반사광이 외광에 의하여 간섭되는 것을 방지가능한 효과를 발휘하기 때문에 바람직하다.
아울러 본 발명은 안착대(30)가 도 8과 같이 보조안착대(32))를 더 포함하고, 보조안착대(32))는 접이장치(33)로서 안착대(30)와 체결되어 접이 가능하도록 구성하여, 피측정물의 크기가 클 때, 보조안착대(32))를 펼쳐서 안착대(30)의 넓이 확장시킴으로서, 다양한 크기의 피측정물을 안정되게 안착대(30)와 보조안착대(32))에 안착시킬 수 있는 효과를 발휘한다. 상기와 더불어, 본 발명은 외부케이스(20)와 안착대(30)의 체결에 있어서, 외부케이스(20)와 안착대(30)를 직접 고정체결하지 아니하고, 도 3과 같이 외부케이스(20)에 안착대(30)가 이동가능하도록 체결되는 안착대 가이드(34)를 더 포함하도록 구성하여, 안착대(30)가 안착대 가이드(34) 선상에서 이동가능하도록 함으로서, 안착대(30)에 다양한 크기의 중공(31)이 다수 개 구성된 경우, 안착대(30) 중공(31)과 측정포트(13) 간의 위치를 작업자의 판단에 따라 다양하게 조절가능하도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 안착대(30)에 안착되는 피측정물이 종이 또는 섬유와 같이 적분구(15)의 측정포토를 통하여 조사된 근적외선의 일부가 투과될 수 있는 재질의 것이면, 투과된 근적외선을 다시 반사시켜 측정포토로 입사시키는 것이 바람직한데, 본 발명은 이를 실현하기 위하여 측정포트(13)와 대응하는 위치의 피측정물 상면에 반사성이 우수한 전반사물질(41)을 갖는 기준물질체(40)를 위치시킨다. 이때, 전반사물질(41)은 반사성이 우수한 다양한 재질의 것으로 제작하는 것이 바람직하고, 본 발명은 도 9와 같이 기준물질체(40)의 전반사물질(41)로서 금을 이용하는 것이 알루미늄을 이용하는 것보다 우수함을 제시하며, 상기와 같은 구성을 하는 기준물질체(40)를 이용하여 측정포트(13)에서 피측정물로 조사되는 근적외선 중, 피측정물을 투과한 근적외선을 반사시키면 피측정물 스펙트럼의 정확도 및 정밀성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
아울러 본 발명은 근적외선 분광 분석장치의 근적외선 분석기를 통하여 생성된 피측정물 스펙트럼 데이터를 전처리 또는 수처리 중, 어느 하나 이상을 하여 잡음을 줄이고, 처리된 피측정물 스펙트럼 데이터를 저장하는 데이터 처리ㆍ저장장치를 포함하는 구성을 함으로서, 통계적 처리방법을 통하여 피측정물 스펙트럼 데이터를 보다 정확ㆍ정밀하게 처리하여 저장할 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 이때, 데이터 처리ㆍ저장장치의 피측정물 스펙트럼 데이터 처리를 위한 전처리 또는 수처리와 같은 통계적 처리방법은 피측정물 스펙트럼 데이터를 보다 정확ㆍ정밀하게 처리할 수 있는 것이면 어떠한 구성을 갖아도 무방하나, 부분 최소 제곱근(PSL, Partial least square)을 이용한 회귀 곡선을 통하여 검량선을 계산하고, 검량선 계산시, 다산란 보정(MSC, Multiplicative scatter correction)를 이용한 전처리 또는 1차 미분법을 이용한 수처리를 통하여 잡음을 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.
상기와 연관하여, 본 발명은 1차적으로, 기준 피측정물(예, 한지)의 근적외선 스펙트럼 데이터를 데이터 처리ㆍ저장장치가 데이터베이스화하여 저장하고, 기준 피측정물의 내절도/열단장과 같은 물리적인 특성 또는 함수율/산성도와 같은 화학적인 특성을 실측한 실험데이터를 상기 데이터 처리ㆍ저장장치에 저장된 데이터베이스화된 근적외선 스펙트럼을 상호 연관시켜 데이터 처리ㆍ저장장치에 한 후, 2차적으로, 물리ㆍ화학적인 특성을 예측하기 위한 시험 피측정물(예, 재질이 한지인 기록물)의 근적외선 스펙트럼을 측정하고, 3차적으로, 측정된 시험 피측정물의 근적외선 스펙트럼 데이터를 이미 저장된 기준 피측정물의 데이터베이스화된 근적외선 스펙트럼 데이터와 실측한 물리적인 특성 또는 화학적인 특성에 관한 실험데이터와 상호 비교판단 처리하여, 시험 피측정물을 파괴하지 않고 빠른 시간 안에 시험 피측정물의 내절도/열단장과 같은 물리적인 특성 또는 함수율/산성도와 같은 화학적인 특성을 예측가능한 구성을 실현할 수도 있다. 이때, 상기와 같은 시험 피측정물의 물리ㆍ화학적인 특성에 예측을 실현하기 위한 데이터 처리ㆍ저장장치의 구성은 당업자가 다양한 방법을 이용하여 실현가능함은 자명할 것이다.
또한 본 발명은 상기 데이터 처리ㆍ저장장치와 사용자 간을 의사소통시키는 사용자 인터페이스를 포함하여, 근적외선 분광 분석기(10) 및 데이터 처리ㆍ저장장치의 원활한 구동을 위한 각종의 처리 및 결과신호를 근적외선 분광 분석기(10) 및 데이터 처리ㆍ저장장치와 상호 주고받을 수 있도록 구성한다.
아울러 본 발명은 도 4 내지 5와 같이 외부케이스(20)에 렌즈(51)가 구비된 촬영부(50)를 갖는 카메라모듈을 더 포함하도록 구성하여 근적외선 분광 분석기(10)와 더불어 피측정물의 표면상태를 영상데이터화하는 구성이 가능하고, 영상데이터화된 피측정물의 표면상태를 데이터 처리ㆍ저장장치 및 사용자 인터페이스와 연계하여 처리 또는 저장할 수 있다. 이때, 카메라모듈에 공급되는 전원장치는 상기 근적외선 분광 분석기(10)의 전원공급장치(53)에 의하여 전원을 공급받을 수도 있고, 별도의 전원공급장치(53)를 더 포함하여 전원을 공급받을 수도 있음은 자명할 것이며, 렌즈(51)가 구비된 촬영부(50) 및 카메라모듈의 구체적인 구성은 일반적인 카메라의 구동을 위한 적절한 구성을 다양하게 적용가능할 것이다. 또한 본 발명은 렌즈(51)가 구비된 촬영부(50)가 높낮이조절장치(52)에 의하여 외부케이스(20)에 체결되고, 렌즈(51)가 구비된 촬영부(50)의 높낮이조절이 가능하도록 구성함으로서, 피측정물의 접사촬영이 가능하도록 하는 효과를 실현가능하다.
상기와 연관하여, 본 발명이 외부케이스(20)에 카메라모듈을 더 포함하는 경우에는, 피측정물을 안착시키는 안착대(30)를 렌즈(51)가 구비되는 촬영부(50)까지 연장하는 구성을 하여, 카메라모듈을 이용한 피측정물 표면상태 촬영시 피측정물을 안정되게 안착시킬 수 있는 구성이 가능하고, 안착대(30)가 안착대 가이드(34)에 이동가능하도록 체결되는 구성을 하는 경우에는 상기 측정포트(13)와 동일 선상에 렌즈(51)가 구비된 촬영부(50)를 구성하고, 안착대 가이드(34)가 촬영부(50)까지 연장구성하여 하나의 안착대(30)를 안착대 가이드(34)에서 이동시킴으로서, 피측정물의 근적외선 스펙트럼 측정 및 표면상태 촬영을 일괄적으로 실현가능한 효과를 얻을 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 근적외선 분광 분석기 11 : 광원
12 : 입사포트 13 : 측정포트
14 : 인출포트 15 : 적분구
20 : 외부케이스 30 : 안착대
31 : 중공 32 : 보조안착대
33 : 접이장치 34 : 안착대 가이드
40 : 기준물질체 41 : 전반사물질
50 : 촬영부 51 : 렌즈
52 : 높낮이조절장치 53 : 전원공급장치
12 : 입사포트 13 : 측정포트
14 : 인출포트 15 : 적분구
20 : 외부케이스 30 : 안착대
31 : 중공 32 : 보조안착대
33 : 접이장치 34 : 안착대 가이드
40 : 기준물질체 41 : 전반사물질
50 : 촬영부 51 : 렌즈
52 : 높낮이조절장치 53 : 전원공급장치
Claims (7)
- 근적외선을 발산하는 광원(11)과;
비선택성 확산도료가 구의 내주면에 구성되고, 상기 근적외선을 구의 내부로 입사시키는 입사포트(12), 입사포트(12)로 입사된 근적외선을 피측정물에 조사시키고 피측정물에 의하여 반사된 근적외선을 입사받는 측정포트(13), 피측정물에 반사되어 구의 내주면에서 확산 반사된 피측정물의 광신호를 구의 외부로 인출시키는 인출포트(14)가 구비되는 적분구(15)와;
광신호를 측정하여 피측정물 스펙트럼 데이터를 생성하는 근적외선 분석기 및; 전원공급장치(53);를 포함하는 근적외선 분광 분석기(10)와;
상기 근적외선 분광 분석기(10)를 체결고정시키는 외부케이스(20)와;
상기 외부케이스(20)와 연관하여 체결되고, 측정포트(13)의 상부에 피측정물을 안착시키는 안착대(30)와;
상기 측정포트(13)에서 피측정물로 조사되는 근적외선 중, 피측정물을 투과한 근적외선을 반사시키는 전반사물질(41)을 갖는 기준물질체(40)와;
상기 피측정물 스펙트럼 데이터를 전처리 또는 수처리 중, 어느 하나 이상을 하여 잡음을 줄이고, 처리된 피측정물 스펙트럼 데이터를 저장하는 데이터 처리ㆍ저장장치와;
상기 데이터 처리ㆍ저장장치와 사용자 간을 의사소통시키는 사용자 인터페이스;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치.
- 제1항에 있어서,
상기 전반사물질(41)은,
금 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치.
- 제1항에 있어서,
상기 안착대(30)는,
보조안착대(32))를 더 포함하고, 보조안착대(32))는 접이장치(33)로서 안착대(30)와 체결되어 접이 가능한 것을 특징으로 하는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 처리ㆍ저장장치는,
부분 최소 제곱근(PSL)을 이용한 회귀 곡선을 통하여 검량선을 계산하고, 검량선 계산시, 다산란 보정(MSC, Multiplicative scatter correction)를 이용한 전처리 또는 1차 미분법을 이용한 수처리를 통하여 잡음을 줄이는 것을 특징으로 하는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치.
- 제1항에 있어서,
상기 외부케이스(20)는,
렌즈(51)가 구비된 촬영부(50)를 갖는 카메라모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치.
- 제5항에 있어서,
상기 촬영부(50)는,
높낮이조절장치(52)에 의하여 외부케이스(20)에 체결되고, 렌즈(51)가 구비된 촬영부(50)의 높낮이조절이 가능한 것을 특징으로 하는 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치.
- 제1항 또는 제5항에 있어서,
상기 외부케이스(20)는,
안착대(30)가 이동가능하도록 체결되는 안착대 가이드(34)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020100137814A KR101230230B1 (ko) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치 |
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| KR1020100137814A KR101230230B1 (ko) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치 |
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|---|---|
| KR20120075907A KR20120075907A (ko) | 2012-07-09 |
| KR101230230B1 true KR101230230B1 (ko) | 2013-02-06 |
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ID=46709714
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020100137814A KR101230230B1 (ko) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | 피측정물 비파괴방식의 근적외선 분광 분석장치 |
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| KR (1) | KR101230230B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11218644B2 (en) | 2016-11-30 | 2022-01-04 | Sherpa Space Inc. | Image-based component measurement system using light emitting device that outputs variable wavelength and method thereof, and method of plant cultivation method using the same |
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- 2010-12-29 KR KR1020100137814A patent/KR101230230B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR20120075907A (ko) | 2012-07-09 |
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