KR101590851B1 - Collection device for chemical subtance - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동형 화학물질 수집장치에 관한 것으로, 이동형 화학물질 수집장치는 액체 시료가 출입하는 유입관 및 배출관이 구비되는 바디, 상기 바디 내에 배치되고, 상기 유입관을 통해 유입된 액체 시료 속에 포함된 화학물질을 농축시키는 파이프 형상의 흡착제 카트리지, 상기 카트리지의 제1 부분과 유입관을 연결하는 연결부재, 상기 배출관에 연결되는 내부 배관과 상기 카트리지의 제2 부분을 연결하며, 길이 조절이 가능한 연결기구 및 상기 내부 배관 상에 배치되어, 상기 액체 시료를 흡입하여 상기 흡착제 카트리지에 분석 대상이 농축되도록 하는 정량펌프를 포함하는 이동형 화학물질 수집장치가 개시된다.The present invention relates to a portable chemical substance collecting apparatus, which comprises a body having an inlet pipe and a discharge pipe through which a liquid sample flows in and out, a body disposed in the body, and a liquid sample contained in the liquid sample flowing through the inlet pipe A connecting member for connecting the first portion of the cartridge to the inlet pipe, an inner pipe connected to the discharge pipe and a second portion of the cartridge, and a length adjustable connection member And a metering pump disposed on the inner pipe for sucking the liquid sample to allow the analyte to be concentrated in the adsorbent cartridge.

Description

화학물질 수집장치{COLLECTION DEVICE FOR CHEMICAL SUBTANCE}{COLLECTION DEVICE FOR CHEMICAL SUBTANCE}

본 발명은 화학물질 수집장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액체 시료 속에 포함된 미량의 화학물질을 수집 현장에서 카트리지를 이용하여 농축 및 수집하는 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical collecting apparatus, and more particularly, to an apparatus for collecting and collecting trace amounts of chemical substances contained in a liquid sample using a cartridge at a collecting site.

수중에 포함된 화학물질의 분석은 호수와 하천, 바다 등의 오염 확인 및 수중환경을 연구하는데 있어서 중요하다. 이를 위하여 현장에서 물을 채취, 분석이 가능한 실험실로 운송한다. 실험실에서는 분석을 위해 다양한 분석 장비를 이용하게 되는데 분석장비가 검출할 수 있는 농도에는 한계가 있다. Analysis of the chemicals contained in the water is important for checking pollution of lakes, rivers, oceans, etc. and studying the underwater environment. For this purpose, water is taken from the field to a laboratory where analysis is possible. In laboratories, various analytical instruments are used for analysis. There is a limit to the concentration that the analytical instrument can detect.

분석장비의 검출한계 이하의 농도의 물질을 분석하기 위해서는 샘플의 농축단계가 필요하게 된다. 채취한 물을 농축시키는 방법으로는 열을 가하여 물을 제거하는 방법이 사용될 수 있으며 대상물이 유기용매에 잘 녹는 유기물일 경우에는 추출법을 이용하는 방법이 있다. 열을 가하여 물을 제거하는 방법은 오랜 시간이 소요되며 끓는점이 낮은 화학물질의 손실을 가져올 수 있고 열에 의해 변형이 발생하는 물질의 경우에도 적합하지 않다. A concentration step of the sample is required to analyze the substance at the concentration below the detection limit of the analytical instrument. As a method of concentrating the collected water, a method of removing water by applying heat may be used, and in the case of an organic material in which the object is well dissolved in an organic solvent, there is a method of using an extraction method. Removing water by applying heat is time-consuming and can lead to the loss of low-boiling chemicals and is not suitable for materials that are deformed by heat.

이를 개선하기 위하여 감압을 이용하여 물의 끓는점 이하에서 물을 농축시키는 방법도 있으나 이 또한 끓는점이 낮은 물질의 손실은 피할 수 없다. 유기용매를 이용한 추출법은 유기용매를 투입하여 추출하고 유기용매 내의 잔여수분 제거를 위해 건조물질의 투입 및 필터, 유기용매 농축 등 부가적인 작업들이 소요되며 유기용매 보다 물에 용해성이 좋은 물질에 대해서는 적용할 수 없는 문제점이 있다. To improve this, there is a method of concentrating water below the boiling point of water using decompression, but also loss of low boiling point material can not be avoided. Extraction method using organic solvent requires additional work such as addition of dry substance, filtration and concentration of organic solvent in order to remove residual water in organic solvent by applying organic solvent, and it is applied to substances which are more soluble in water than organic solvent There is a problem that can not be done.

한편 물시료 내의 화학물질 분석을 위한 전처리법으로 활성탄이나 이온교환수지, 기타 흡착제를 이용하여 방해물질들을 제거하는 고체상 추출(solid phase extraction, SPE)법이 널리 사용되고 있다. 이 방법은 활성탄이나 이온교환 수지 및 흡착제들이 충진된 카트리지를 이용, 물시료 내에 화학물질들을 흡착시킨 후 용매에 따른 탈착 성질의 차이를 이용, 전처리하는 방법이다. 고체상 추출법은 통상 수동적인 방법을 많이 사용하나 균일한 조건에서 상대적인 추출능력을 평가할 때, 진공펌프를 이용하여 동일한 조건에서 추출시키는 기술들이 행하여지고 있다. On the other hand, solid phase extraction (SPE), which removes interfering substances by using activated carbon, ion exchange resins, and other adsorbents, is widely used as a pretreatment method for analyzing chemical substances in water samples. This method uses a cartridge filled with activated carbon, ion exchange resin, and adsorbents to adsorb chemical substances in a water sample, and then pretreats using difference in desorption properties depending on the solvent. Solid phase extraction is usually used in passive methods, but techniques for extracting under the same conditions using a vacuum pump have been performed when evaluating the relative extraction ability under uniform conditions.

그러나, 이를 위해서는 여전히 호수나 하천, 바다와 같은 현장에서 미량의 화학물질 분석을 위해 과량의 물샘플을 채취하여 이를 실험실로 운송하여야 하는 어려움이 존재하고 있다.
However, there is still a difficulty in collecting excess water samples for the analysis of trace amounts of chemicals at the sites such as lakes, rivers, and oceans and transporting them to the laboratories.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 분석 대상인 물을 채취하여 운송할 때 발생하는 운송비, 채취 시료의 제한 등의 문제를 해결하고, 분석 대상물의 손실을 유발하는 농축 기술을 대신하여 현장에서 정량펌프를 이용하여, 고체상 추출을 통해 카트리지에 미량의 분석대상물을 농축시킴으로써 액체 샘플의 수집, 농축 및 이송을 용이하게 해주는 이동가능한 액체 샘플 수집 장치를 제공하고자 한다.
DISCLOSURE Technical Problem Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the problems such as transportation cost and limitation of collected samples generated when water to be analyzed is collected and transported, And concentrating a small amount of the analyte in the cartridge through solid-phase extraction using a metering pump in the field, thereby facilitating collection, concentration and transfer of the liquid sample.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동형 화학물질 수집장치는 액체 시료가 출입하는 유입관 및 배출관이 구비되는 바디, 상기 바디 내에 배치되고, 상기 유입관을 통해 유입된 액체 시료 속에 포함된 화학물질을 농축시키는 파이프 형상의 흡착제 카트리지, 상기 카트리지의 제1 부분과 유입관을 연결하는 연결부재, 상기 배출관에 연결되는 내부 배관과 상기 카트리지의 제2 부분을 연결하며, 길이 조절이 가능한 연결기구 및 상기 내부 배관 상에 배치되어, 상기 액체 시료를 흡입하여 상기 흡착제 카트리지에 분석 대상이 농축되도록 하는 정량펌프를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a portable chemical substance collecting apparatus includes a body having an inlet pipe and an outlet pipe through which a liquid sample enters and exits, a chemical substance disposed in the body and contained in a liquid sample flowing through the inlet pipe A connecting member for connecting the first portion of the cartridge to the inlet pipe, a connecting portion for connecting the inner pipe connected to the discharge pipe to the second portion of the cartridge, And a metering pump disposed on the pipe for sucking the liquid sample to allow the analyte to be concentrated in the adsorbent cartridge.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결부재는, 서로 다른 직경을 갖는 다수의 배관을 가지며, 상기 다수의 배관 중 직경이 작을수록 더 돌출되도록 계단식으로 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the connecting member has a plurality of pipes having different diameters, and is formed stepwise so that the diameter of the plurality of pipes becomes more protruded.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 카트리지는 상기 다수의 배관 중 어느 하나의 외주에 접촉하도록 결합되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the cartridge is coupled to the outer circumference of any one of the plurality of pipes.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 연결기구는, 상기 내부 배관의 내부에 밀착된 채 이동가능한 삽입 배관 및 상기 삽입 배관의 외주 일부에 형성되는 스프링을 포함하고, 상기 삽입 배관의 일측은 상기 스프링 상에 안착되도록 상기 스프링의 직경보다 큰 외경을 갖는 헤드부가 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the connection mechanism includes an insertion pipe movable in close contact with the inside of the internal pipe, and a spring formed on a part of an outer periphery of the insertion pipe, And a head portion having an outer diameter larger than the diameter of the spring is formed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 헤드부 상단의 내부는 상기 카트리지의 제2 부분과 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the inside of the upper end of the head portion is formed in a shape corresponding to the second portion of the cartridge.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 내부 배관과 삽입 배관의 사이에는 가스켓이 구비되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a gasket is provided between the inner pipe and the insertion pipe.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스켓은 고무, 금속 또는 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the gasket is characterized by being made of rubber, metal or plastic.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 내부 배관 상에 설치되는 유량계와, 리드선에 의해 상기 유량계와 연결되어 정보를 표시되는 디스플레이를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the apparatus may further include a flow meter installed on the inner pipe and a display connected to the flow meter by a lead wire to display information.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 바디의 외부 일측에는 운반이 용이하도록 손잡이가 구비되는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a knob is provided on one side of the body to facilitate transportation.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정량펌프를 구동시키기 위한 전원은 3~24V의 직류전원과 100~340V의 교류전원일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the power source for driving the metering pump may be a DC power source of 3 to 24 V and an AC power source of 100 to 340 V.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 카트리지에 사용 가능한 흡착제는 활성탄, 지올라이트, 다공성의 금속 유기 구조체(metal organic framework, MOF), 이온교환 수지, 선택적인 무기물질 흡착 물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, the adsorbent usable in the cartridge is selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, a porous metal organic framework (MOF), an ion exchange resin, It can be more than one.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하천이나 호수와 같은 많은 양의 물을 채취하여 운반하는 대신 분석대상물이 농축된 카트리지만 취하면 되기 때문에 보다 많은 샘플의 수집이 가능하며 운반에 소모되는 비용이 절감되는 효과가 있다. According to one embodiment of the present invention, instead of collecting and transporting a large amount of water such as a river or a lake, only the concentrated cartridge is taken, so that more samples can be collected and the cost of transportation can be reduced .

또한, 실험실에서 분석을 위해 농축시 끓는점이 낮은 물질의 손실을 예방할 수 있고 유기용매 보다 물에 잘 녹아 추출을 할 수 없는 물질도 회수할 수 있으며 카트리지로부터 추출할 때 사용하는 용매의 양이 작아 분석 전처리의 단계가 간단하다는 장점이 있다. In addition, it is possible to prevent the loss of low boiling point substances in the laboratory for analysis in the laboratory, and it is possible to recover substances that can not be extracted by dissolving in water more than organic solvents, and the amount of the solvent used when extracting from the cartridges is small There is an advantage that the step of preprocessing is simple.

또한, 본 발명의 일 실시예의 장치에 따르면, 현장에 이동 또는 고정하여 사용할 수 있기 때문에 지속적인 물속의 화학물질 분석에 유용하게 사용될 수 있다.
Further, according to the apparatus of the embodiment of the present invention, since it can be used by being moved or fixed in the field, it can be usefully used for continuously analyzing chemicals in the water.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 수집장치의 개략적인 외부 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 수집장치의 내부 사시도.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부재의 정면도 및 평면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지의 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 배관에 결합된 연결기구의 단면도.
도 6은 도 2의 A의 부분 확대도.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지의 길이에 따라 가변되는 연결기구의 단면도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic external perspective view of a chemical collection device in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is an internal perspective view of a chemical substance collecting apparatus according to an embodiment of the present invention;
Figures 3a and 3b are a front view and a plan view of a connecting member according to an embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view of a cartridge according to one embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a connection mechanism coupled to an internal piping in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a partially enlarged view of A in Fig.
7A and 7B are cross-sectional views of a connecting mechanism that varies according to the length of the cartridge in accordance with one embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 관련된 이동형 화학물질 수집장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Hereinafter, a portable chemical substance collecting apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 수집장치(100)의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 수집장치(100)의 내부 사시도인데, 도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 수집장치(100)는 액체 시료가 출입하는 유입관(131) 및 배출관(132)이 구비되는 바디(120), 상기 바디(120) 내에 배치되고, 상기 유입관(131)을 통해 유입된 액체 시료 속에 포함된 화학물질을 농축시키는 파이프 형상의 흡착제 카트리지(170)와, 상기 카트리지(170)의 제1 부분(상단부)과 유입관(131)을 연결하도록, 서로 다른 직경을 갖는 다수의 배관(161, 162, 163, 164)이 직경이 작을수록 더 돌출되도록 계단식으로 형성되는 연결부재(160)를 포함한다. 1 is a schematic perspective view of a chemical collecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an internal perspective view of a chemical collecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. 1 and 2, a chemical collecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a body 120 having an inlet pipe 131 and an outlet pipe 132 through which a liquid sample enters and exits, Shaped adsorbent cartridge 170 disposed in the inlet tube 131 and concentrating the chemicals contained in the liquid sample flowing through the inlet tube 131, and a first portion (upper portion) of the cartridge 170 and an inlet tube 162, 163, and 164 having different diameters are formed so as to protrude as the diameters of the connecting members 160 are smaller.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 화학물질 수집장치(100)는 상기 배출관(132)에 연결되는 내부 배관(135)과 상기 카트리지(170)의 제2 부분(하단부)을 연결하는 연결기구(179) 및 상기 내부 배관(135) 상에 배치되어, 상기 액체 시료를 흡입하여 상기 흡착제 카트리지(170)에 액체 시료가 농축되도록 하는 정량펌프(190)를 포함하여 이루어진다.The portable chemical substance collecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a connection pipe 135 connecting an internal pipe 135 connected to the discharge pipe 132 and a connection portion (179), and a metering pump (190) disposed on the inner pipe (135) for sucking the liquid sample and concentrating the liquid sample on the adsorption cartridge (170).

이때, 상기 카트리지(170)는 상기 다수의 배관(161, 162, 163, 164) 중 어느 하나의 외주(161a, 162a, 163a, 164a, 도 3a 참조)에 접촉하도록 결합된다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 배관에 결합된 연결기구의 단면도인데, 도 5를 참조하면, 상기 연결기구(179)는 상기 내부 배관(135)의 내부에 밀착된 채 이동가능한 삽입 배관(178) 및 상기 삽입 배관(178)의 외주 일부에 형성되는 스프링(177)을 포함하고, 상기 삽입 배관(178)의 일 단부는 상기 스프링(177) 상에 안착되도록 상기 스프링(177)의 직경보다 큰 외경을 갖는 헤드부(176)를 갖는다.At this time, the cartridge 170 is coupled to the outer circumference 161a, 162a, 163a, 164a of the plurality of pipes 161, 162, 163, 5 is a cross-sectional view of a connection mechanism coupled to an internal piping according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the connection mechanism 179 includes a movable insert And a spring 177 formed on a part of the outer periphery of the insertion pipe 178 and one end of the insertion pipe 178 is connected to the spring 177 so as to be seated on the spring 177. [ And a head portion 176 having an outer diameter larger than the diameter.

상기 헤드부(176)의 내부는 상기 카트리지(170)의 제2 부분(하단부)과 대응되는 형상으로 형성된다. 즉, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지(170)의 단면도인데, 상기 카트리지(170)는 중공형의 원통(172)의 직경이 D1이고, 내부에는 흡착제(175)가 채워지며, 일단은 외부로 돌출되는 돌출부(173)를 갖는다. 이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 카트리지(170)와 결합되는 연결부재(160)의 직경은 D2가 되는데, 상기 D1과 D2는 동일하다. 상기 돌출부(173)에 의해 카트리지(170)는 수직부(173a)와 수평부(173b)를 갖게 된다. The inside of the head portion 176 is formed in a shape corresponding to the second portion (lower end portion) of the cartridge 170. 4 is a cross-sectional view of a cartridge 170 according to an embodiment of the present invention. The cartridge 170 has a hollow cylindrical tube 172 having a diameter D1, an interior of which is filled with an adsorbent 175, And one end has a projection 173 protruding outward. At this time, as shown in FIG. 6, the diameter of the connecting member 160 coupled with the cartridge 170 becomes D2, where D1 and D2 are the same. The protrusion 173 allows the cartridge 170 to have a vertical portion 173a and a horizontal portion 173b.

한편, 상기 연결기구(179)은 도 5에 도시된 바와 같이, 헤드부(176)는 상기 카트리지(170)의 수직부(173a)와 수평부(173b)에 대응되는 수직부(176a)와 수평부(176b)를 갖는다. 이에 의해 상기 카트리지(170)가 연결기구(179)의 헤드부(176)에 용이하게 결합될 수 있다.5, the connecting portion 179 includes a vertical portion 176a corresponding to the vertical portion 173a and the horizontal portion 173b of the cartridge 170, And a portion 176b. Whereby the cartridge 170 can be easily coupled to the head portion 176 of the connection mechanism 179. [

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 현장으로 용이하게 이동할 수 있도록 상기 바디(120)의 외부에 손잡이(110)가 형성될 수 있으며, 상기 카트리지(170)를 교환하기 위한 여닫이 문(140)이 상기 바디(120)의 외부에 형성된다. 나아가, 흘러간 물의 양을 측정할 수 있는 유량계(180)가 내부 배관(135)상에 형성되며, 상기 유량계(180)를 통하여 측정한 물의 양을 표시해주는 디스플레이(150)가 바디(120)의 외부 일측에 형성된다. In addition, in an embodiment of the present invention, a handle 110 may be formed on the outside of the body 120 so that the door can be easily moved to the site, and a hinged door 140 for exchanging the cartridge 170 Is formed on the outside of the body (120). Further, a flow meter 180 capable of measuring the amount of flowing water is formed on the inner pipe 135, and a display 150 indicating the amount of water measured through the flow meter 180 is connected to the outside of the body 120 .

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따르면 현장에서 사용할 수 있는 3~24V의 직류전원과 100~340V의 교류전원을 사용할 수 있는 전원공급장치로 구성할 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, a DC power source of 3 to 24 V and an AC power source of 100 to 340 V can be used.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 화학물질 수집장치(100)의 구성에 대해 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the portable chemical substance collecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail.

상기 장치(100)는 샘플의 수집 현장에서 물 샘플 속의 화학물질을 농축하는 장치로써 이동시의 운반의 편리함이 요구된다. 따라서 현장에서 운반이 쉽도록 상부에 손잡이(110)가 장착될 수 있으며, 해당 손잡이(110)는 운반 후 접이가 가능하다.The device 100 is a device for concentrating chemicals in a water sample at the site of sample collection, which requires the convenience of transportation during transport. Therefore, the handle 110 can be mounted on the upper part to facilitate transportation in the field, and the handle 110 can be folded after transportation.

상기 장치(100)는 현장에서 물을 채취하여 원하는 화학물질을 카트리지(170)에 흡착시키고 불필요한 물을 다시 배출시킴으로써 작은 크기의 카트리지(170)에 분석대상 물질을 농축하는 장치로써 채취하고자 하는 물이 들어오는 유입관(131)과 카트리지(170)를 통과한 물을 배출시키는 배출관(132)을 포함하고 있다. The apparatus 100 is a device for concentrating a substance to be analyzed in a cartridge 170 of a small size by collecting water at the site, adsorbing a desired chemical substance to the cartridge 170 and discharging unnecessary water again, And an outlet pipe 132 for discharging the water that has passed through the inlet pipe 131 and the cartridge 170.

상기 장치는 정량펌프(190)에 의해 유입관(131)을 통해서 물이 들어오고, 상기 유입관(131)의 일측에 분석대상 화학물질을 농축시킬 수 있는 흡착 카트리지(170)를 장착할 수 있다. 이때, 상기 유입관(131)은 금속, 플라스틱으로 구성할 수 있다. Water can be introduced into the apparatus through the inflow pipe 131 by the metering pump 190 and an adsorption cartridge 170 capable of concentrating the chemical substance to be analyzed can be mounted on one side of the inflow pipe 131 . At this time, the inflow pipe 131 may be made of metal or plastic.

본 발명의 일 실시예에서는 흡착 카트리지(170)의 흡착제(175)로는 활성탄, 지올라이트, 다공성의 금속 유기 구조체(metal organic framework, MOF), 이온성 물질을 선택적으로 흡착하는 이온교환 수지 및 무기 고체상 추출에 사용되는 선택적인 무기물질 흡착 물질로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 조합이 가능하다.In one embodiment of the present invention, the adsorbent 175 of the adsorption cartridge 170 may include activated carbon, zeolite, a porous metal organic framework (MOF), an ion exchange resin selectively adsorbing an ionic material, And an optional inorganic substance adsorbent material used for the extraction.

이때, 사용할 수 있는 카트리지(170)의 크기는 1~100ml의 카트리지(170)를 사용할 수 있으며 이러한 다양한 구경의 카트리지(170)를 연결하기 위하여 카트리지(170)와 관을 연결하는 연결부재(160)는 계단식으로 구성된 다양한 크기의 원형 접촉부((161a, 162a, 163a, 164a, 도 3a 참조)로 구성되어 있다. At this time, the size of the cartridge 170 that can be used can be 1 to 100 ml of the cartridge 170, and the connection member 160 for connecting the cartridge 170 and the tube for connecting the cartridges 170 of various diameters, (161a, 162a, 163a, 164a, see Fig. 3a) of various sizes that are configured in a stepped manner.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다양한 길이를 갖는 카트리지(170)의 연결이 가능하도록 길이가 조절될 수 있는 연결기구(179)를 포함하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 연결기구(179)는, 내부 배관(135)의 내부에 밀착된 채 이동가능한 삽입 배관(178)이 위치하여 이동이 가능하도록 되어 있으며 흡착 카트리지(170)에 삽입 배관(178)을 밀착시켜주기 위하여 상기 삽입 배관(178)의 밖으로 노출된 스프링(177)이 둘러싸도록 하여 카트리지(170)로 삽입 배관(178)의 연결부위 즉, 헤드부(176)를 밀어주도록 되어 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, a link mechanism 179 whose length can be adjusted to enable connection of cartridges 170 having various lengths is included. 5, a connection mechanism 179 according to an embodiment of the present invention is configured such that an insertion piping 178 movable in close contact with the inside of the internal piping 135 is positioned and can be moved The spring 177 exposed to the outside of the insertion pipe 178 is enclosed so that the insertion pipe 178 is brought into close contact with the suction cartridge 170. The connection portion of the insertion pipe 178 with the cartridge 170, So as to push the portion 176.

도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 카트리지(170)의 길이에 따른 연결기구(179)의 단면도인데, 도 7a에서와 같이 카트리지(170)의 길이가 짧은 경우에는 스프링(177)의 길이(L1)가 길고, 도 7b에서와 같이 카트리지(170)의 길이가 긴 경우에는 스프링(177)이 압축되어 길이(L1)가 짧아진다. 이런 방식으로 카트리지(170)의 길이에 무관하게 카트리지(170)를 내부 배관(135)에 연결할 수 있는 것이다.7A and 7B are sectional views of a connection mechanism 179 according to the length of the cartridge 170 according to an embodiment of the present invention. When the length of the cartridge 170 is short as shown in FIG. 7A, When the length L1 is long and the length of the cartridge 170 is long as shown in FIG. 7B, the spring 177 is compressed and the length L1 becomes short. In this way, the cartridge 170 can be connected to the internal pipe 135 regardless of the length of the cartridge 170. [

또한, 상기 내부 배관(135)과 삽입 배관(178) 사이에는 장치에 들어온 물이 새어나가지 않도록 가스켓(180)이 위치하며, 이때 사용되는 가스켓(180)의 재질로는 고무, 플라스틱, 금속 성분이 가능하다.The gasket 180 is disposed between the inner pipe 135 and the inserting pipe 178 to prevent water from leaking out of the device. The material of the gasket 180 is rubber, plastic, or metal It is possible.

본 발명의 일 실시예에 따른 화학물질 수집장치(100)에는 물시료 내의 화학물질의 채취가 완료된 카트리지(170)를 장치에서 분리하고 새로운 카트리지(170)를 장착할 수 있도록 여닫이 문(140)을 포함하고 있으며, 여닫을 때의 편의성을 위하여 손잡이(142)를 포함하고 있다.The chemical substance collecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a hinged door 140 so as to separate the cartridge 170 from the apparatus in which the chemical substance in the water sample has been collected from the apparatus and mount a new cartridge 170 And includes a handle 142 for convenience in opening and closing.

상기 장치는 채취한 물속에서의 분석물질의 농도를 계산하기 위하여 샘플 수집에 사용된 물의 양을 파악할 수 있도록 유량계(180)를 포함하고 있으며, 샘플 수집에 사용된 물의 양을 표시해주는 디스플레이(150) 장치를 포함하고 있다.The apparatus includes a flow meter 180 for determining the amount of water used in the sample collection to calculate the concentration of the analyte in the collected water and includes a display 150 for indicating the amount of water used in the sample collection, Device.

장치에 부착된 정량펌프(190)를 가동하기 위한 전원장치(미도시)로 이동하여 사용하기 위한 3~24V의 직류전원과, 고정하여 사용하기 위한 100~340V의 교류전원이 가능한 전원 장치를 포함하고 있으며, 이동식 전원으로는 상용 배터리 및 내장 배터리를 사용할 수 있다.
A DC power source of 3 to 24 V for use by moving to a power source device (not shown) for operating the metering pump 190 attached to the apparatus, and a power source device capable of AC power source of 100 to 340 V for fixed use And mobile power sources include commercial batteries and built-in batteries.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail.

<실시예><Examples>

디에틸 메틸포스포네이트(Diethyl methylphosphonate), 아세트산(acetic acid), 디프로판올(1,2-dipropanol), 트리에탄올 아민(triethanolamine) 10ppb 수용액 시료 100ml를 취하여 활성탄 카트리지를 장착하여 정량펌프를 가동하여 5분만에 카트리지에 해당물질들을 흡착하였다. 카트리지를 분리후 0.2N HCl methanol 용액 1ml로 추출후 질소를 불어줘서 100㎕로 농축후 100㎕ BSTFA를 투입 60℃에서 30분간 유도체화 반응 후 GC-MS 분석을 실시하였다.
100 ml of a sample of 10 ppm aqueous solution of diethyl methylphosphonate, acetic acid, 1,2-dipropanol and triethanolamine was taken and the activated carbon cartridge was mounted and the metering pump was operated for 5 minutes And the corresponding substances were adsorbed on the cartridge. After removing the cartridge, it was extracted with 1 ml of 0.2N HCl methanol solution, and then nitrogen was blown out to concentrate it to 100 μl. Then, 100 μl of BSTFA was added. After GC derivation reaction at 60 ° C. for 30 minutes, GC-MS analysis was performed.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

상기의 10ppb 수용액 100ml를 감압농축장치를 이용하여 5mbar, 60℃에서 20분에 걸쳐 물을 제거하였다. 물 제거후 플라스크(flask)에 다이클로로메탄(dichloromethane) 10ml로 분석물들을 회수한 후 질소를 불어줘서 이용, 100㎕로 농축후 100㎕ BSTFA를 투입 60℃에서 30분간 유도체화 반응 후 GC-MS 분석을 실시하였다.
Water was removed from 100 ml of the above 10 ppb aqueous solution at 5 mbar and 60 ° C for 20 minutes using a vacuum condenser. After removing the water, collect the analytes with 10 ml of dichloromethane in a flask, blow with nitrogen, concentrate to 100 μl, and add 100 μl of BSTFA. After derivatization at 60 ° C for 30 minutes, GC-MS Analysis.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

상기의 10ppb 수용액 100ml를 분별깔때기를 이용 50ml의 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)를 이용하여 추출하였다. 추출한 메틸렌 클로라이드 용액은 황산 마그네슘(magnesium sulfate)를 이용하여 수분을 제거한 후 필터링을 실시하였다. 필터링한 용액은 감압농축기를 이용 15분 동안 천천히 10ml까지 농축한다. 10ml 용액은 질소를 불어줘서, 100㎕로 농축 후 100㎕ BSTFA를 투입 60℃에서 30분간 유도체화 반응 후 GC-MS 분석을 실시하였고, 그 결과를 아래의 표 2에 나타내었다.100 ml of the above 10 ppb aqueous solution was extracted with 50 ml of methylene chloride using a separating funnel. The extracted methylene chloride solution was subjected to filtering after removing water using magnesium sulfate. The filtered solution is slowly concentrated to 10 ml with a vacuum concentrator for 15 minutes. 10 ml of the solution was purged with nitrogen, concentrated to 100 μl, and 100 μl of BSTFA was added. After the derivatization reaction at 60 ° C. for 30 minutes, GC-MS analysis was carried out, and the results are shown in Table 2 below.

<표 1. 실험 조건><Table 1> Experimental Conditions>   실시예Example 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 농축시간Concentration time 5분5 minutes 20분(순수한 물농축시간)20 minutes (pure water concentration time) 15분(추출시간제외)15 minutes (excluding extraction time) 사용용액량Amount of solution used 0.2N HCl Methanol 1ml0.2 N HCl Methanol 1 ml Dichloromethan 10mlDichloromethane 10ml Dichloromethan 50mlDichloromethane 50ml 질소 농축Nitrogen enrichment 1ml→100㎕1 ml → 100 μl 10ml→100㎕10 ml → 100 μl 10ml→100㎕10 ml → 100 μl

<표 2. GC-MS 분석 피크 높이><Table 2> GC-MS analysis peak height>   실시예Example 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 Diethyl methylphosphonateDiethyl methylphosphonate 400,000400,000 00 200,000200,000 Acetic acidAcetic acid 1,100,0001,100,000 1,200,0001,200,000 00 1,2-Dipropanol1,2-Dipropanol 800,000800,000 750,000750,000 00 TriethanolamineTriethanolamine 1,300,0001,300,000 1,100,0001,100,000 00

이상에서 설명된 이동형 화학물질 수집장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described portable chemical collecting apparatuses are not limited in the configuration and the method of the above-described embodiments, but the embodiments may be modified such that all or some of the embodiments are selectively combined .

또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

Claims (11)

액체 시료가 출입하는 유입관 및 배출관이 구비되는 바디;
상기 바디 내에 배치되고, 상기 유입관을 통해 유입된 액체 시료 속에 포함된 화학물질을 농축시키는 파이프 형상의 흡착제 카트리지;
상기 카트리지의 제1 부분과 유입관을 연결하는 연결부재;
상기 배출관에 연결되는 내부 배관과 상기 카트리지의 제2 부분을 연결하며, 길이 조절이 가능한 연결기구; 및
상기 내부 배관 상에 배치되어, 상기 액체 시료를 흡입하여 상기 흡착제 카트리지에 분석 대상이 농축되도록 하는 정량펌프를 포함하고,
상기 연결부재는 서로 다른 직경을 갖는 다수의 배관을 가지며, 상기 다수의 배관 중 직경이 작을수록 더 돌출되도록 계단식으로 형성되고, 상기 흡착제 카트리지는 상기 다수의 배관 중 어느 하나의 외주에 접촉하도록 결합되며,
상기 연결기구는,
상기 내부 배관의 내부에 밀착된 채 이동가능한 삽입 배관; 및
상기 삽입 배관의 외주에 형성되는 스프링을 포함하고,
상기 삽입 배관의 단부는 상기 스프링의 직경보다 큰 외경을 갖는 헤드부를 포함하여, 상기 스프링의 일 단부는 상기 내부 배관의 끝단에 걸림되고, 타 단부는 상기 헤드부에 걸림되어 상기 스프링이 상기 삽입 배관의 외주면 상에 안착되며,
상기 카트리지는 수직부와 수평부를 갖는 돌출부가 형성되고, 상기 헤드부는 상기 수직부와 수평부와 대응되는 형상의 수직부 및 수평부를 구비하여 상기 돌출부와 결합되는 화학물질 수집장치.
A body having an inlet pipe and a discharge pipe through which the liquid sample enters and exits;
A pipe-shaped adsorbent cartridge disposed in the body and concentrating the chemical contained in the liquid sample introduced through the inlet pipe;
A connecting member connecting the first portion of the cartridge and the inflow pipe;
A connection mechanism connecting the inner pipe connected to the discharge pipe and the second portion of the cartridge and having a length adjustable; And
And a metering pump disposed on the inner pipe for sucking the liquid sample to allow the analyte to be concentrated in the adsorbent cartridge,
Wherein the connecting member has a plurality of pipes having different diameters and is formed so as to protrude more as the diameter of the plurality of pipes becomes smaller, and the adsorbent cartridge is coupled to make contact with the outer circumference of any one of the plurality of pipes ,
The connecting mechanism includes:
An insertion pipe movable in close contact with the inside of the inner pipe; And
And a spring formed on an outer periphery of the insertion pipe,
Wherein the end of the insertion pipe includes a head portion having an outer diameter larger than the diameter of the spring, one end of the spring is hooked to an end of the inner pipe, the other end is hooked to the head portion, Which is located on the outer circumferential surface,
Wherein the cartridge is formed with a protrusion having a vertical portion and a horizontal portion, and the head portion has a vertical portion and a horizontal portion corresponding to the vertical portion and the horizontal portion, and is coupled to the protruding portion.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 헤드부 상단의 내부는 상기 카트리지의 제2 부분과 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 화학물질 수집장치.
The method according to claim 1,
Wherein the inside of the upper end of the head portion is formed in a shape corresponding to the second portion of the cartridge.
제1항에 있어서,
상기 내부 배관과 삽입 배관의 사이에는 가스켓이 구비되는 것을 특징으로 하는 화학물질 수집장치.
The method according to claim 1,
And a gasket is provided between the inner pipe and the inserting pipe.
제6항에 있어서,
상기 가스켓은 고무, 금속 또는 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 화학물질 수집장치.
The method according to claim 6,
Wherein the gasket is made of rubber, metal or plastic.
제6항에 있어서,
상기 내부 배관 상에 설치되는 유량계와, 리드선에 의해 상기 유량계와 연결되어 정보를 표시되는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화학물질 수집장치.
The method according to claim 6,
A flow meter installed on the internal piping, and a display connected to the flow meter by a lead wire to display information.
제1항에 있어서,
상기 바디의 외부 일측에는 운반이 용이하도록 손잡이가 구비되는 것을 특징으로 하는 화학물질 수집장치.
The method according to claim 1,
Wherein a handle is provided on one side of the body so as to facilitate transportation.
제1항에 있어서,
상기 정량펌프를 구동시키기 위한 전원은 3~24V의 직류전원과 100~340V의 교류전원인 것을 특징으로 하는 화학물질 수집장치.
The method according to claim 1,
Wherein the power source for driving the metering pump is a DC power source of 3 to 24 V and an AC power source of 100 to 340 V.
제1항에 있어서,
상기 카트리지에 사용 가능한 흡착제는 활성탄, 지올라이트, 다공성의 금속 유기 구조체(metal organic framework, MOF), 이온교환 수지, 선택적인 무기물질 흡착 물질로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화학물질 수집장치.
The method according to claim 1,
Wherein the adsorbent usable in the cartridge is at least one selected from the group consisting of activated carbon, zeolite, a porous metal organic framework (MOF), an ion exchange resin, and an optional inorganic substance adsorbent material. Device.
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