KR101779496B1 - 블랙카본 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

블랙카본 측정 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 블랙카본 측정 장치는, 하우징; 하우징의 상부에 배치되는 광원; 하우징의 하부에 배치되는 제1, 제2, 제3 광 검출기; 광원으로부터 조사된 빛이 하우징의 내부로 유입되도록 하우징에 구비되는 광가이드부; 광가이드부의 하부에 배치되며, 광가이드부를 통과한 빛을 제1, 제2, 제3 광 검출기로 각각 안내하도록 하우징에 각각 분리 형성되는 제1, 제2, 제3 광로; 광가이드부와 제1, 제2 광로 사이에 개재되는 필터; 및 내부로 유입된 외기가 광가이드부, 필터, 제1 광로를 경유하여 외부로 배출되도록 하우징에 형성되는 유로를 포함한다.

Description

블랙카본 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING BLACK CARBON}
본 발명은 블랙카본 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 블랙카본은 석탄, 석유, 나무 등과 같이 탄소를 포함한 연료가 불완전 연소할 때 나오는 그을음을 가리키는 것으로, 공학에서 말하는 카본블랙과 대체로 같은 물질이다. 블랙카본은 보통 자동차 매연이나 아궁이에서 나오는 검은 연기에 포함되어 있다. 블랙카본은 가시광선(햇빛)을 흡수해 적외선으로 전환시켜 대기 중으로 배출하는데, 이때 열을 함께 배출시키기 때문에 지구온난화에 영향을 미친다.
블랙카본은 대기 중에서 열을 흡수하는 것은 물론, 지구가 태양빛을 반사하는 정도를 줄여 온난화에 영향을 준다. 지구의 만년설이나 빙하 등은 햇빛을 강하게 반사하는데, 그을음이 눈이나 얼음에 끼게 되면 반사율이 떨어질 것은 당연하다. 지구온난화에 영향을 미치는 정도는 이산화탄소가 40% 정도이고 블랙카본은 두 번째로 높은 18% 정도인 것으로 알려져 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0029810호 (2006.04.07, 미세 먼지 측정장치)
본 발명의 실시예는 공기 중에 부유하는 블랙카본의 양을 실시간으로 측정하기 위한 것으로, 복수의 광원을 사용하는 경우 발생할 수 있는 측정상의 오차 원인을 최소화하고, 결과값에 영향을 미치는 기준값을 보다 정밀하게 측정하여 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 블랙카본 측정 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하우징; 상기 하우징의 상부에 배치되는 광원; 상기 하우징의 하부에 배치되는 제1, 제2, 제3 광 검출기; 상기 광원으로부터 조사된 빛이 상기 하우징의 내부로 유입되도록 상기 하우징에 구비되는 광가이드부; 상기 광가이드부의 하부에 배치되며, 상기 광가이드부를 통과한 빛을 상기 제1, 제2, 제3 광 검출기로 각각 안내하도록 상기 하우징에 각각 분리 형성되는 제1, 제2, 제3 광로; 상기 광가이드부와 상기 제1, 제2 광로 사이에 개재되는 필터; 및 내부로 유입된 외기가 상기 광가이드부, 상기 필터, 상기 제1 광로를 경유하여 외부로 배출되도록 상기 하우징에 형성되는 유로를 포함하는 블랙카본 측정 장치가 제공된다.
상기 광원은, 기판; 상기 기판의 하부에 설치되는 엘이디(LED); 및 상기 기판의 상부에 설치되는 태양열전지판을 포함할 수 있다.
상기 광가이드부는 고형의 투명합성수지로 이루어질 수 있다.
상기 광가이드부는 역사다리꼴의 종단면 형상을 포함할 수 있다.
상기 블랙카본 측정 장치는, 상기 광가이드부와 상기 제1, 제2, 제3 광로가 서로 밀착되도록 상기 광가이드부와 상기 제1, 제2, 제3 광로 사이에 잡아당기는 힘을 제공하는 압축부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공기 중에 부유하는 블랙카본의 양을 실시간으로 측정하기 위한 것으로, 단일의 광원을 사용하되 복수의 광 검출기로 빛을 안내하도록 분리 형성된 복수의 광로를 통하여 측정상의 오차 원인을 최소화함으로써, 복수의 광원을 사용하는 경우 발생할 수 있는 측정상의 오차 원인을 최소화하고, 결과값에 영향을 미치는 기준값을 하나가 아닌 복수로 보다 정밀하게 측정할 수 있으므로 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 블랙카본 측정 장치를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙카본 측정 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙카본 측정 장치를 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙카본 측정 장치에서 광원을 도시한 사시도이다.
도 4는 블랙카본의 측정 원리를 개략적으로 도시화한 도면이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것이 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 블랙카본 측정 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙카본 측정 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙카본 측정 장치를 개략적으로 도시한 개념도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙카본 측정 장치에서 광원을 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 블랙카본 측정 장치(100)는 하우징(10), 광원(20), 제1 광 검출기(31), 제2 광 검출기(32), 제3 광 검출기(33), 광가이드부(40), 제1 광로(51), 제2 광로(52), 제3 광로(53), 필터(60) 및 유로(70)를 포함하며, 복수의 증폭기(81, 82, 83)와 아날로그 디지털 컨버터(80) 및 제어 표시부(90)를 더 포함할 수 있다.
하우징(10)은 블랙카본 측정 장치(100)의 외형을 형성하는 부분으로, 그 내부에는 광가이드부(40)와 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)와 필터(60) 및 유로(70)가 구비될 수 있다.
광원(20)은 하우징(10)의 상부에 배치되는 부분으로, 각각의 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)을 통해 각각의 제1, 제2, 제3 광 검출기(31, 32, 33)로 빛을 조사하기 위한 구성이다. 여기서, 빛은 가시광선, 적외선, 자외선을 포함하는 전자기파이다.
광원(20)은 예를 들어 발광 다이오드처럼 인공적으로 빛을 내도록 만든 기구로 구성될 수 있으며, 본 실시예의 경우 880nm LED가 사용될 수 있다. 이 경우, 광원(20)은 원형의 기판(21, 도 3 참조), 상기 기판(21)의 하부에 설치된 LED(22), 상기 기판(21)의 상부에 설치된 태양열전지판(23, 도 2 참조)을 포함하도록 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 광원(20)은 하우징(10)의 상부에 배치된 하우징 커버(13)에 설치될 수 있다. 이 경우, 광원(20)의 LED(22)가 그 아래에 위치한 광가이드부(40)를 향해 노출되도록 상기 광원(20)은 하우징 커버(13)의 하부에 배치될 수 있으며, 광원(20)의 태양열전지판(23)은 외부로 노출되도록 하우징 커버(13) 상에 배치되며 하우징 커버(13)에 형성된 개구부(미도시)를 통해 기판(21)과 연결될 수 있다.
광가이드부(40)는 광원(20)으로부터 조사된 빛이 하우징(10)의 내부로 유입되도록 광원(20)과 하우징(10) 사이에 개재되는 부분으로, 단일 광원(20)으로부터 발생한 빛은 상기 광가이드부(40)를 통해 각각의 광로(51, 52, 53)로 조사될 수 있다.
본 실시예에서, 광가이드부(40)는 빛을 통과시키는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 광가이드부(40)는 루사이트(lucite)와 같은 투명합성수지로 이루어질 수 있다.
또한, 광가이드부(40)는 광원(20)으로부터 발생하는 빛이 그 하부에 위치한 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53) 각각에 보다 효과적으로 전달되도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 광가이드부(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 역사다리꼴의 종단면을 갖는 구성일 수 있다. 따라서, 단일 광원(20)에서 조사된 빛은 광가이드부(40)의 상면을 지나 하면으로 균일한 세기로 방출될 수 있고 각각의 광로(51, 52, 53)로 전달될 수 있다.
비록 본 실시예에서는 광가이드부(40)가 고형의 투명합성수지로 이루어진 경우를 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 광원(20)으로부터 조사된 빛이 각각의 광로(51, 52, 53)로 균일하게 전달될 수 있다면, 광가이드부(40)는 다양한 재질이나 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 광가이드부(40)는 광원(10)과 각각의 광로(51, 52, 53) 사이에 형성되어 빛을 반사시키는 반사면을 구비한 빈 공간을 갖는 구성일 수 있다.
제1, 제2, 제3 광 검출기(31, 32, 33)는 하우징(10)의 하부에 배치되는 구성으로, 하우징(10)에 서로 분리되어 형성된 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)에 상응하여 배치될 수 있다. 즉, 제1 광 검출기(31)는 제1 광로(51)를 통해 전달된 빛의 파장을 분석하고, 제2 광 검출기(32)는 제2 광로(52)를 통해 전달된 빛의 파장을 분석하며, 제3 광 검출기(33)는 제3 광로(53)를 통해 전달된 빛의 파장을 분석할 수 있다.
이와 같이 복수의 광로(51, 52, 53)를 통해 전달된 각각의 빛(전자기파)의 파장을 그에 상응하는 광 검출기(31, 32, 33)가 분석함으로써, 그 중 하나는 외기(공기) 샘플에 포함된 블랙카본의 농도를 측정하는 측정값으로 활용하고, 다른 나머지들은 상기 측정값으로부터 도출되는 결과값에 영향을 미치는 기준값(reference value)으로 활용하므로, 상기 결과값에 영향을 미치는 기준값을 보다 정밀하게 측정할 수 있어 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
즉, 본 실시예에 따르면, 하나의 측정 환경에서 하나의 측정값을 얻을 때, 같은 동일한 조건 하에서 복수의 기준값을 동시에 측정함으로써, 결과값에 영향을 미치는 기준값을 보다 정밀하게 측정할 수 있어 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)는 광가이드부(40)의 하부에 배치되는 부분으로, 제1, 제2, 제3 광 검출기(31, 32, 33)에 각각 상응하여 배치된다. 또한, 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)는 광가이드부(40)를 통과한 빛을 상기 제1, 제2, 제3 광 검출기(31, 32, 33)로 각각 안내하기 위한 구성으로, 하우징(10)에 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)가 서로 분리되도록 형성된다.
제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)는 빛을 통과시키는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 루사이트(lucite)와 같은 투명합성수지로 이루어질 수 있다. 또한, 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)는 각각이 각주(막대) 형상의 단단한 재질로 이루어질 수 있으며, 광가이드부(40)와 그 상응하는 광 검출기 사이에 개재되도록 하우징(10)에 설치될 수 있다. 이때, 각각의 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)는 외부 충격이 발생하더라도 흔들리지 않도록 하우징(10)에 단단히 고정될 수 있다. 즉, 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53) 각각은 하우징(10)의 일부로서 각각이 하우징(10) 내에 고정될 수 있다.
필터(60)는 광가이드부(40)와 제1, 제2 광로(51, 52) 사이에 설치되는 구성이다. 도 2를 참조하면, 필터(60)는 제3 광로(53)를 제외한 제1, 제2 광로(51, 52)와 광가이드부(40) 사이에 개재됨을 확인할 수 있다. 이러한 필터(60)는 유로(70)의 유입구(71)를 통해 유입되는 외기(공기) 샘플 중에 포함된 블랙카본을 수집하는 역할을 한다.
유로(70)는 외부의 공기, 즉 외기가 하우징(10) 내로 유입되도록 하우징(10)에 형성되는 부분으로, 유입구(71)를 통해 외기를 유입시키고 배출구(72)를 통해 상기 유입된 외기를 하우징(10)의 외부로 배출시키기 위한 구성이다.
유입구(71)에는 싸이클론 집진기(미도시)가 설치되어, 외기 샘플의 유입을 보다 원활하게 구현할 수 있다.
유로(70)는 상기 유로(70)의 내부로 유입된 외기 샘플이 광가이드부(40), 필터(60), 제1 광로(51)를 순차적으로 경유하도록 하우징(10)에 형성된다. 즉, 유로(70)는 도 2에 도시된 것처럼 동일한 종방향 라인 상에 배치된 광가이드부(40)의 일부 영역(즉, 빈 공간 영역)과 제1 광로(51) 및 상기 일부 영역과 상기 제1 광로(51) 사이에 횡방향으로 개재된 필터(60)를 모두 경유하도록 하우징(10)에 형성될 수 있다. 그리고, 이렇게 종방향으로 형성된 유로(70)는 그 양단이 각각 유입구(71) 또는 배출구(72)에 연통되도록 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 유입구(71)를 통해 유입된 외기 샘플이 유로(70)를 따라 제1 광로(51) 상의 필터(60)로 안내되는 과정에서, 광원(20)에서 빛이 조사된다.
도 4는 블랙카본의 측정 원리를 개략적으로 도시화한 것으로, 필터(60) 상에 수집된 블랙카본 입자에 빛을 조사하였을 때, 블랙카본이 있는 필터(60) 부위와 블랙카본이 없는 필터(60) 부위를 통과한 빛의 감쇄도에 차이가 있음을 확인할 수 있다.
즉, 외기 샘플이 유로(70)를 따라 제1 광로(51) 상에 위치한 필터(60)로 안내되어 필터(60) 상에 블랙카본이 쌓이게 되면, 광원(20)을 통해 일정 파장의 빛을 조사하여 블랙카본을 통과할 때 감쇄되는 빛의 세기를 이용하여 대기 중 블랙카본의 양을 실시간으로 연속적으로 검출할 수 있다.
이때, 필터(60)를 통과한 빛의 감쇄도 차이를 통해 블랙카본의 흡수계수를 산출할 수 있고, 이후 블랙카본 산란계수 및 흡수계수를 통해 옹스트롬 지수와 단산란 알베도를 산출할 수 있다.
본 실시예에서, 유로(70)가 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53) 중 상기 제1 광로(51)만을 경유하도록 형성됨으로써, 외기 샘플 중에 포함된 블랙카본은 상기 제1 광로(51)에서만 검출될 수 있다. 이때, 광원(20)에서 조사된 빛은 광가이드부(40)와 블랙카본이 수집된 필터(60)와 제1 광로(51)를 지나 제1 광 검출기(31)로 전달된다.
그리고, 제2 광로(52)와 제3 광로(53)에는 유로(70)가 형성되지 않으므로, 제2 광로(52) 상에 배치된 필터(60)에서는 블랙카본이 수집될 수 없으며, 이때 광원(20)에서 조사된 빛은 광가이드부(40)와 블랙카본이 수집되지 않은 필터(60)와 제2 광로(52)를 지나 제2 광 검출기(32)로 전달된다. 참고로, 제1 광로(51)와 제2 광로(52) 상에 배치되는 필터(60)는 동일한 하나의 필터로 이루어지거나 각각 상이한 개별 필터로 이루어질 수 있다.
그리고, 제3 광로(52)에는 유로(70)와 필터(60)가 모두 배치되지 않으므로, 광원(20)에서 조사된 빛은 광가이드부(40)와 제3 광로(53)를 지나 제3 광 검출기(33)로 바로 전달된다.
따라서, 하나의 단일 광원(20)에서 빛이 조사될 때, 상기 동일한 조건의 빛은 하나의 단일 광가이드부(40)를 지나 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)로 각각 전달된다.
이때, 제1 광로(51)로 전달된 빛은 제1 광로(51) 상의 필터(60)를 통과하여 제1 광 검출기(31)로 전달되므로, 상기 빛의 일부 파장이 필터(60) 상에 수집된 블랙카본에 흡수되어 빛의 파장에 변화(감쇄)가 발생한다. 이렇게 감쇄된 빛은 제1 광 검출기(31)에 의해 검출되어 상기 빛의 세기에 비례하는 아날로그 전기신호로 출력된다. 상기 아날로그 전기신호는 상기 제1 광 검출기(31)와 연결된 제1 증폭기(81)에 의해 증폭되어 아날로그 디지털 컨버터(80)로 전송될 수 있다. 아날로그 디지털 컨버터(80)는 상기 아날로그 전기신호를 디지털 전기신호로 변환하여 제어 표시부(90)로 전송하며, 제어 표시부(90)는 전송된 신호를 분석하여 외부에 표시할 수 있다.
이와 동시에, 제2 광로(52)로 전달된 빛은 제2 광로(52) 상의 필터(60)를 통과하여 제2 광 검출기(32)로 전달되는데, 상기 필터(60) 상에는 블랙카본이 수집되어 있지 않으므로, 상기 필터(60)를 통과하는 빛은 블랙카본이 수집된 필터(60)를 통과하는 빛과는 상이한 감쇄도를 가지게 된다. 즉, 상기 블랙카본이 수집되지 않은 필터(60)를 통과하는 빛은 필터(60)를 통과하는 과정에서의 앞서 설명한 제1 광로(51)의 경우와는 다소 상이한 감쇄도를 가지게 된다. 이렇게 감쇄된 빛은 제2 광 검출기(32)에 의해 검출되어 상기 빛의 세기에 비례하는 아날로그 전기신호로 출력된다. 상기 아날로그 전기신호는 상기 제2 광 검출기(32)와 연결된 제2 증폭기(82)에 의해 증폭되어 아날로그 디지털 컨버터(80)로 전송될 수 있다. 아날로그 디지털 컨버터(80)는 상기 아날로그 전기신호를 디지털 전기신호로 변환하여 제어 표시부(90)로 전송하며, 제어 표시부(90)는 전송된 신호를 분석하여 외부에 표시할 수 있다.
이와 동시에, 제3 광로(53)로 전달된 빛은 제3 광로(53)를 통과하여 제3 광 검출기(33)로 바로 전달되는데, 상기 제3 광로(53)에는 필터(60)와 블랙카본 중 어느 하나도 존재하지 않으므로, 상기 제3 광로(53)를 통과하는 빛은 블랙카본이 수집된 필터(60)를 통과하는 빛이나 블랙카본이 없는 필터(60)를 통과하는 빛과는 상이한 감쇄도를 가지게 된다. 즉, 제3 광로(53)를 통해 제3 광 검출기(33)로 바로 전달되는 빛은 앞서 설명한 제1 및 제2 광로(51, 52)를 통과하는 빛의 파장 변화와는 상이한 파장 변화를 가지게 된다. 이렇게 감쇄된 빛은 제3 광 검출기(33)에 의해 검출되어 상기 빛의 세기에 비례하는 아날로그 전기신호로 출력된다. 상기 아날로그 전기신호는 상기 제3 광 검출기(33)와 연결된 제3 증폭기(83)에 의해 증폭되어 아날로그 디지털 컨버터(80)로 전송될 수 있다. 아날로그 디지털 컨버터(80)는 상기 아날로그 전기신호를 디지털 전기신호로 변환하여 제어 표시부(90)로 전송하며, 제어 표시부(90)는 전송된 신호를 분석하여 외부에 표시할 수 있다.
제어 표시부(90)는 제1 광 검출기(31)을 통해 실시간으로 측정되는 대기 중 블랙카본의 농도 측정값과 제2, 제3 광 검출기(32, 33)를 통해 측정되는 농도 측정값 측정 당시의 비교 기준값(제1 기준값, 제2 기준값)을 실시간으로 비교 분석하여 외부에 표시하기 위한 부분으로, 예를 들어 하우징 커버(13)의 상부에 설치될 수 있다.
즉, 제1 광 검출기(31)에서 발생되는 전기신호를 제1 증폭기(81)에서 증폭하고 노이즈를 제거하여 측정값을 얻고, 이를 제2, 제3 광 검출기(32, 33)를 통해 얻어진 복수의 기준값(제1 기준값, 제2 기준값)과 비교함으로써 대기 중의 블랙카본의 농도를 실시간으로 정밀하게 측정할 수 있다.
이와 같이 복수의 광로(51, 52, 53)를 통해 전달된 각각의 빛(전자기파)의 감쇄도를 그에 상응하는 각각의 광 검출기(31, 32, 33)가 분석함으로써, 그 중 하나(즉, 제1 광로(51)를 경유하는 빛의 감쇄도)는 외기(공기) 중의 블랙카본의 농도를 나타내는 측정값으로 활용하고, 다른 나머지들(즉, 제2, 제3 광로(52, 53)를 경유하는 빛의 감쇄도)은 상기 측정값으로부터 도출되는 결과값에 영향을 미치는 기준값(reference value)으로 활용함으로써, 상기 결과값에 영향을 미치는 기준값을 하나가 아닌 복수로 상기 측정값과 동시에 측정할 수 있으므로 장비의 측정 오차를 최소화할 수 있고, 그 결과 대기 중 블랙카본의 측정의 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.
상술한 측정의 과정은 본 실시예에 따른 블랙카본 측정 장치(100)를 이용하여 실시간으로 반복 진행됨으로써, 실시간으로 변화하는 대기 중 블랙카본의 농도를 보다 정밀하고 정확하게 측정하여 검출할 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 하나의 단일 광원을 사용하므로 복수의 광원을 사용하는 경우 발생할 수 있는 측정상의 오차 원인(예를 들어, 복수의 광원을 사용시 각각의 광원을 개별적으로 보정하는 과정에서의 안정화 시간 지연 및 이러한 안정화 시간 지연에 따른 임계시간(critical time) 초과 등으로 측정의 오차 발생)을 최소화할 수 있다. 따라서, 종래 대비 임계시간(critical time, 매우 짧은 시간) 내에 신속하게 대기 중의 블랙카본 농도를 측정하여 분석할 수 있는 유리한 효과가 있다.
이와 같이 본 실시예에서, 복수의 광원을 사용하는 경우 발생할 수 있는 측정상의 오차 원인을 최소화하고, 결과값에 영향을 미치는 기준값을 보다 정밀하게 측정하여 측정의 정확도를 향상시킬 수 있는 블랙카본 측정 장치를 구현할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 블랙카본 측정 장치(100)는 광가이드부(40)와 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)가 보다 밀착되도록 상기 광가이드부(40)와 상기 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53) 사이에 잡아당기는 힘을 제공하는 압축부재(14)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 압축부재(14)를 통해 광가이드부(40)와 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)가 보다 밀착됨으로써, 유로(70)를 따라 이동하는 외기 샘플이 누출되는 경우를 최소화할 수 있다.
이 경우, 하우징(10)은 광가이드부(40)가 위치한 상부 하우징(12)과 제1, 제2, 제3 광로(51, 52, 53)가 위치한 하부 하우징(11)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 압축부재(14)는 상기 상부 하우징(12)과 상기 하부 하우징(11) 사이에 개재되어 상기 두 하우징(11, 12)를 상호 밀착시키는 힘을 제공할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 하우징 11: 하부 하우징
12: 상부 하우징 13: 하우징 커버
14: 압축부재 20: 광원
21: 기판 22: 엘이디(LED)
23: 태양열전지판 31: 제1 광 검출기
32: 제2 광 검출기 33: 제3 광 검출기
40: 광가이드부 51: 제1 광로
52: 제2 광로 53: 제3 광로
60: 필터 70: 유로
71: 유입구 72: 배출구
80: 아날로그 디지털 컨버터 81: 제1 증폭기
82: 제2 증폭기 83: 제3 증폭기
90: 제어 표시부 100: 블랙카본 측정 장치
P: 펌프

Claims (5)

  1. 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하여 구성되는 하우징;
    상기 상부 하우징의 상부에 배치되어 상기 상부 하우징의 상부를 커버하는 하우징 커버;
    상기 상부 하우징의 내부를 향해 빛을 조사하도록 배치되는 단일 광원;
    상기 하부 하우징의 하부에 배치되는 제1, 제2, 제3 광 검출기;
    상기 광원으로부터 조사된 빛이 상기 하우징의 내부로 유입되도록 상기 상부 하우징의 내부에 형성되며, 반사면을 구비한 빈 공간의 형태로 구비되는 광가이드부;
    상기 광가이드부의 하부에 배치되며, 상기 광가이드부를 통과한 빛을 상기 제1, 제2, 제3 광 검출기로 각각 안내하도록 상기 하부 하우징에 각각 분리 형성되는 기둥 형상의 제1, 제2, 제3 광로;
    상기 광가이드부와 상기 제1, 제2 광로 사이에 개재되는 필터;
    상기 광가이드부와 상기 제1, 제2, 제3 광로가 서로 밀착되도록 상기 광가이드부와 상기 제1, 제2, 제3 광로 사이에 잡아당기는 힘을 제공하는 압축부재; 및
    유입구와 배출구에 연통되며, 내부로 유입된 외기가 상기 광가이드부, 상기 필터, 상기 제1 광로를 경유하여 외부로 배출되도록 상기 하우징에 형성되는 유로를 포함하며,
    상기 광원은,
    상기 하우징 커버에 설치되는 기판,
    상기 기판의 하부에 설치되는 엘이디(LED) 및
    상기 하우징 커버의 상부에 설치되며, 상기 기판과 연결되는 태양열전지판을 포함하며,
    상기 광가이드부는 역사다리꼴의 종단면 형상을 포함하며,
    상기 필터는 상기 광가이드부와 상기 제1, 제2 광로의 사이에만 개재되며,
    상기 유로는 동일한 종방향 라인 상에 배치된 상기 광가이드부의 빈 공간 영역과 상기 제1 광로 및 상기 광가이드부의 빈 공간 영역과 상기 제1 광로 사이에 개재된 상기 필터를 모두 경유하도록 상기 하우징에 형성되어,
    상기 유로를 통해 상기 하우징의 내부로 유입된 외기는 상기 광가이드부, 상기 필터, 상기 제1 광로를 경유한 이후에 상기 하우징의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 블랙카본 측정 장치.
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