KR101923505B1 - 저온분광실험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 저온분광실험장치에 관한 것으로써, 구체적으로 상호 밀착된 한 쌍의 열전소자 이중구조를 통해 용이하게 시료의 온도를 저온상태로 유지할 수 있는 저온분광실험장치에 관한 것이다. 본 발명은 시료에 전자기파를 조사하여 상기 시료의 분광학적 특성을 측정하는 분광실험부가 설치된 진공챔버; 상기 시료가 배치된 샘플셀; 및 상기 샘플셀의 일측에 배치되어 상기 시료의 온도를 조절하는 열전소자부; 상기 열전소자부의 온도를 조절하는 냉매순환부;를 포함한다. 또한, 본 발명은 시료에 전자기파를 조사하여 상기 시료의 분광학적 특성을 측정하는 분광실험부가 설치된 진공챔버; 상기 시료가 배치된 샘플셀; 상기 샘플셀의 양측에 배치되어 상기 시료의 온도를 조절하는 열전소자부; 및 상기 열전소자부의 온도를 조절하는 냉매순환부;를 포함한다.

Description

저온분광실험장치{LOW TEMPERATURE PHOTOEMISSION SPECTROSCOPY APPARATUS}
본 발명은 저온분광실험장치에 관한 것으로써, 구체적으로 상호 밀착된 한 쌍의 열전소자 이중구조를 통해 용이하게 시료의 온도를 저온상태로 유지할 수 있는 저온분광실험장치에 관한 것이다.
분광실험은 가시광선(파장 400~700 nm)이나 적외선(파장 700 nm ~ 3000 um, 테라헤르츠 전자기파 포함) 등의 전자기파를 이용해 시료의 분광학정 특성을 측정한다.
이러한 분광실험 시, 시료의 온도를 저온상태로 유지하기 위하여 냉각장치가 사용된다.
종래의 냉각장치로는 냉매펌프와 압축기 등이 사용되었으나, 냉각장치의 작동 시, 진동으로 인하여 분광실험의 측정오차가 발생되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-1985-0005085호(1985.08.21.공개)
본 발명의 목적은 상호 밀착된 한 쌍의 열전소자 이중구조를 통해 용이하게 시료의 온도를 저온상태로 유지할 수 있는 저온분광실험장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 시료에 전자기파를 조사하여 상기 시료의 분광학적 특성을 측정하는 분광실험부가 설치된 진공챔버; 상기 시료가 배치된 샘플셀; 및 상기 샘플셀의 일측에 배치되어 상기 시료의 온도를 조절하는 열전소자부; 상기 열전소자부의 온도를 조절하는 냉매순환부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 샘플셀은 상기 시료가 수용된 샘플홀더; 상기 샘플홀더가 설치된 홀더거치부; 및 상기 홀더거치부의 일측 단부에 연결된 방열플레이트;를 포함한다.
본 발명에서 상기 열전소자부는 상기 샘플셀에 밀착된 냉각헤드; 상기 냉각헤드에 연결된 흡열플레이트; 상기 흡열플레이트의 일측면 또는 양측면에 배치된 열전소자;를 포함한다.
본 발명에서 상기 열전소자는 상기 흡열플레이트에 밀착된 제 1 열전소자; 및 상기 제 1 열전소자에 밀착된 제 2 열전소자;를 포함한다.
본 발명에서 상기 제 1 열전소자의 냉각면은 상기 흡열플레이트에 밀착되고, 상기 제 1 열전소자의 발열면은 상기 제 2 열전소자의 냉각면에 밀착된 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 제 2 열전소자의 발열면은 상기 냉매순환부에 밀착된 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 냉매순환부는 상기 열전소자부에 밀착된 쿨링플레이트; 및 상기 쿨링플레이트에 냉매를 주입하는 순환모터;를 포함한다.
본 발명은 상기 샘플셀에 설치된 온도센서로부터 상기 시료의 온도데이터를 수신받고, 수신받은 상기 온도데이터를 기준하여 상기 시료의 냉각비율(cooling rate)을 산출하는 온도제어부를 더 포함한다.
본 발명은 상기 온도제어부로부터 수신받은 상기 냉각비율을 기준하여 상기 열전소자부에 인가되는 시간당 전류량을 산출하여 상기 열전소자부를 작동시키는 히터제어부를 더 포함한다.
본 발명은 상기 온도제어부로부터 수신받은 상기 냉각비율을 기준하여 상기 냉매순환부에 주입되는 냉매량을 산출하여 상기 냉매순환부를 작동시키는 냉매제어부를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 시료에 전자기파를 조사하여 상기 시료의 분광학적 특성을 측정하는 분광실험부가 설치된 진공챔버; 상기 시료가 배치된 샘플셀; 상기 샘플셀의 양측에 배치되어 상기 시료의 온도를 조절하는 열전소자부; 및 상기 열전소자부의 온도를 조절하는 냉매순환부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 샘플셀은 상기 시료가 수용된 샘플홀더; 상기 샘플홀더가 설치된 홀더거치부; 및 상기 홀더거치부의 양측 단부에 연결된 방열플레이트;를 포함한다.
본 발명에서 상기 열전소자부는 상기 샘플셀에 밀착된 냉각헤드; 및 상기 냉각헤드의 일측면에 배치된 열전소자;를 포함한다.
본 발명에서 상기 열전소자는 상기 냉각헤드에 밀착된 제 1 열전소자; 및 상기 제 1 열전소자에 밀착된 제 2 열전소자;를 포함한다.
본 발명에서 상기 제 1 열전소자의 냉각면은 상기 냉각헤드에 밀착되고, 상기 제 1 열전소자의 발열면은 상기 제 2 열전소자의 냉각면에 밀착된 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 제 2 열전소자의 발열면은 상기 냉매순환부에 밀착된 것이 바람직하다.
본 발명에서 상기 냉매순환부는 상기 열전소자부에 밀착된 쿨링플레이트; 및 상기 쿨링플레이트에 냉매를 주입하는 순환모터;를 포함한다.
본 발명은 상기 샘플셀에 설치된 온도센서로부터 상기 시료의 온도데이터를 수신받고, 수신받은 상기 온도데이터를 기준하여 상기 시료의 냉각비율(cooling rate)을 산출하는 온도제어부를 더 포함한다.
본 발명은 상기 온도제어부로부터 수신받은 상기 냉각비율을 기준하여 상기 열전소자부에 인가되는 시간당 전류량을 산출하여 상기 열전소자부를 작동시키는 히터제어부를 더 포함한다.
본 발명은 상기 온도제어부로부터 수신받은 상기 냉각비율을 기준하여 상기 냉매순환부에 주입되는 냉매량을 산출하여 상기 냉매순환부를 작동시키는 냉매제어부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 저온분광실험장치는 상호 밀착된 열전소자의 이중구조를 통해 종래의 저온분광실험장치에 사용되었던 냉각장치인 냉매펌프와 압축기보다 상대적으로 진동이 적은 소형의 순환모터로 대체 가능함으로써, 진동에 의한 광학실험 시 측정오차를 줄일 수 있다.
또한, 인가되는 전류량을 통해 열전소자의 온도범위를 정밀하게 조절할 수 있어서 종래의 냉각장치보다 용이하게 시료의 온도를 저온상태로 유지할 수 있다.
또한, 종래의 냉각장치대비 상대적으로 비용이 저렴한 열전소자를 이용함으로써 저온분광실험장치의 원가측면에서 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저온분광실험장치의 구성도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 제 1 열전소자(1331a) 하나의 온도분포도이다.
도 2b는 도 1에 도시된 제 1 열전소자(1331a)와 제 2 열전소자(1331b)의 상호 밀착 시의 온도분포도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저온분광실험장치의 구성도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 구체적인 설명에 앞서 후술되는 내용에 표현된 방향에 있어서, “상부”의 상(上)은 도 1에 도시된 샘플셀(1200)에서 열전소자(1330) 측으로 향한 방향이며, “하부”의 하(下)는 열전소자(1330)에서 샘플셀(1200) 측으로 향한 방향으로 정의한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저온분광실험장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 저온분광실험장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예의 저온분광실험장치(1000)는 분광실험부(1500), 진공챔버(1100), 샘플셀(1200), 열전소자부(1300), 냉매순환부(1400)를 포함한다.
분광실험부(1500)는 시료에 전자기파를 조사하여 시료의 분광학적 특성을 측정하기 위한 구성으로써, 진공챔버(1100)에 설치되어 있다.
보다 구체적으로, 분광실험부(1500)는 광선발생부(1510), 제 1,2 윈도우(1520,1530), 광선측정부(1540)를 포함하고, 제 1,2 윈도우(1520,1530)는 Quartz, CaF, Silicon 등이 사용된다.
광선발생부(1510), 제 1,2 윈도우(1520,1530), 광선측정부(1540)는 전자기파의 조사방향을 따라 순차적으로 배치되어 있다.
즉, 광선발생부(1510)는 진공챔버(1100)의 일측 외부에 배치되고, 제 1 윈도우(1520)는 진공챔버(1100)의 일측면에 설치되며, 제 2 윈도우(1530)는 진공챔버(1100)의 타측면에 설치되어 있다.
시료는 진공챔버(1100)의 내부, 보다 구체적으로 제 1 윈도우(1520)와 제 2 윈도우(1530) 간에 배치된다.
따라서, 광선발생부(1510)에서 생성된 전자기파는 제 1 윈도우(1520)를 투과하여 시료에 조사되고, 시료를 거친 전자기파는 제 2 윈도우(1530)를 투과하여 광선측정부(1540)의 CCD, 안테나, 비선형 광학결정 등에서 측정된다.
그리고 광선측정부(1540)에 측정된 전자기파와, 시료에 조사되기 전 전자기파를 비교하여 시료의 분광학적 특성을 확인한다.
진공챔버(1100)는 내부에 진공을 형성하기 위한 진공펌프(1120)가 설치되어 있으며, 진공챔버(1100)와 진공펌프(1120)간 파이프(1110) 연결이 되어 있다.
샘플셀(1200)은 시료가 배치되기 위한 구성으로써, 진공챔버(1100) 내부에 설치되며, 샘플홀더(1210), 홀더거치부(1220), 방열플레이트(1230)를 포함한다.
샘플홀더(1210)는 시료가 수용되며, 시료가 수용된 샘플홀더(1210)는 홀더거치부(1220)에 설치된다.
전술된 바와 같이 광선발생부(1510)로부터 발생된 전자기파가 시료에 조사되도록, 샘플홀더(1210)는 전자기파의 조사방향에 수직으로 홀더거치부(1220)에 설치된다.
방열플레이트(1230)는 홀더거치부(1220)의 일측 단부에 연결되어 있으며, 보다 구체적으로 홀더거치부(1220)의 일측 단부에 수직으로 연결되어 있다.
열전소자부(1300)는 시료의 온도를 조절하기 위한 구성으로써, 샘플셀(1200)의 일측에 배치되어 있다.
열전소자부(1300)는 냉각헤드(1310), 흡열플레이트(1320), 열전소자(1330)를 포함한다.
냉각헤드(1310)는 샘플셀(1200)에 밀착되며, 보다 구체적으로 방열플레이트(1230)의 측면에 수평하게 배치되어 방열플레이트(1230)에 밀착된다.
흡열플레이트(1320)는 냉각헤드(1310)에 연결되어 있으며, 보다 구체적으로 흡열플레이트(1320)의 일측 단부가 냉각헤드(1310)에 수직으로 연결되어 있다.
열전소자(1330)는 흡열플레이트(1320)의 양측면에 배치되며, 도 1을 기준하여 흡열플레이트(1320)의 좌측면에 밀착된 일 열전소자(1331)와, 우측면에 밀착된 타 열전소자(1332)로 구성된다.
일 열전소자(1331)와 타 열전소자(1332)는 각각 한 쌍의 제 1 열전소자(1331a,1332a)와 제 2 열전소자(1331b,1332b)로 구성되며, 이하 일 열전소자(1331)를 기준하여 설명하도록 한다.
제 1 열전소자(1331a)와 제 2 열전소자(1331b)는 상호 밀착되어 있다.
즉, 전류인가 시 형성되는 제 1 열전소자(1331a)의 냉각면은 방열플레이트(1230)에 밀착되고, 발열면은 제 2 열전소자(1331b)의 냉각면에 밀착되어 있다.
냉매순환부(1400)는 쿨링플레이트(1410), 순환모터(1420), 쿨링플레이트(1410)와 순환모터(1420)를 연결하는 냉매파이프(1421)를 포함한다.
쿨링플레이트(1410)의 일측면은 제 2 열전소자(1331b)의 발열면에 밀착되어 있으며, 쿨링플레이트(1410)의 내부는 냉매가 순환되는 튜브가 설치되어 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 냉매는 상온의 물이 사용되며, 순환모터(1420)의 작동에 의해 냉매가 냉매파이프(1421)를 따라 쿨링플레이트(1410)에 유입, 유출되어 순환된다.
이하, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 열전소자부(1300) 및 냉매순환부(1400)의 작동에 따른 제 1,2 열전소자(1330)의 온도범위를 살펴보도록 한다.
도 2a는 도 1에 도시된 냉매순환부(1400)의 미작동 시, 제 1 열전소자(1331a) 하나의 온도분포도이고, 도 2b는 도 1에 도시된 냉매순환부(1400)의 작동 시, 제 1 열전소자(1331a)와 제 2 열전소자(1331b)가 상호 밀착된 상태의 온도분포도이다.
도 2a를 참조하면, 냉매순환부(1400)의 미작동 상태에서 제 1 열전소자(1331a)에 전류 인가 시, 제 1 열전소자(1331a)의 냉각면은 -10℃~0℃의 온도범위가 형성되고, 발열면은 30℃~70℃의 온도범위가 형성된다.
제 2 열전소자(1331b)는 제 1 열전소자(1331a)와 동일한 열전소자로써, 제 1 열전소자(1331a)와 같은 범위의 온도범위가 형성된다.
도 2b를 참조하면 제 1,2 열전소자(1331a,1331b)에 전류 인가 시, 쿨링플레이트(1410)에 밀착된 제 2 열전소자(1331b)의 발열면은 30℃~70℃의 온도범위가 형성되고, 냉매순환부(1400)의 작동, 즉, 순환모터(1420)가 작동되어 냉매가 쿨링플레이트(1410)를 순환하면 제 2 열전소자(1331b)의 발열면은 약 20℃의 온도가 유지된다.
그리고 상호 밀착된 제 2 열전소자(1331b)의 냉각면과 제 1 열전소자(1331a)의 발열면은 -10℃~0℃ 온도범위가 형성되며, 방열플레이트(1230)에 밀착된 제 1 열전소자(1331a)의 냉각면은 -60℃~0℃의 온도범위가 형성되고, 이러한 제 1 열전소자(1331a)의 냉각면에 형성된 온도는 시료를 저온상태로 유지할 수 있는 온도범위에 속한다.
따라서, 상호 밀착된 제 1,2 열전소자(1331a,1331b)의 이중구조를 통해 종래의 저온분광실험장치에 사용되었던 냉각장치인 냉매펌프와 압축기보다 상대적으로 진동이 적은 소형의 순환모터(1420)로 대체 가능함으로써, 진동에 의한 광학실험 시 측정오차를 줄일 수 있다.
또한, 인가되는 전류량을 통해 열전소자(1330)의 온도범위를 정밀하게 조절할 수 있어서 종래의 냉각장치보다 용이하게 시료의 온도를 저온상태로 유지할 수 있다.
또한, 종래의 냉각장치대비 상대적으로 비용이 저렴한 열전소자(1330)를 이용함으로써 저온분광실험장치의 원가측면에서 유리한 효과를 얻을 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저온분광실험장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 저온분광실험장치의 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예의 저온분광실험장치(2000)는 분광실험부(2500), 진공챔버(2100), 샘플셀(2200), 열전소자부(2300), 냉매순환부(2400)를 포함한다.
분광실험부(2500)와 진공챔버(2100)는 제 1 실시예와 동일하다.
샘플셀(2200)은 시료가 배치되기 위한 구성으로써, 샘플홀더(2210), 홀더거치부(2220), 방열플레이트를 포함한다.
샘플홀더(2210)는 시료가 수용되며, 시료가 수용된 샘플홀더(2210)는 홀더거치부(2220)에 설치된다.
전술된 바와 같이 광선발생부(2510)로부터 발생된 전자기파가 시료에 조사되도록, 샘플홀더(2210)는 전자기파의 조사방향에 수직으로 홀더거치부(2220)에 설치된다.
방열플레이트는 한 쌍의 제 1,2 방열플레이트(2230,2240)로 구성되며, 홀더거치부(2220)의 양측 단부에 수직으로 각각 연결되어 있다.
열전소자부(2300)는 샘플셀(2200)의 양측에 배치되어 있으며, 냉각헤드(2310,2320), 열전소자(2330)를 포함한다.
냉각헤드(2310,2320)는 샘플셀(2200)에 밀착되며, 보다 구체적으로 제 1 방열플레이트(2230)의 측면에 수평하게 배치되어 제 1 방열플레이트(2230)에 밀착된 제 1 냉각헤드(2310)와, 제 2 방열플레이트(2240)의 측면에 수평하게 배치되어 제 2 방열플레이트(2240)에 밀착된 제 2 냉각헤드(2320)를 포함한다.
열전소자(2330)는 냉각헤드(2310,2320)의 측면에 배치되며, 제 1 냉각헤드(2230)에 밀착된 일 열전소자(2331)와, 제 2 냉각헤드(2320)에 밀착된 타 열전소자(2332)로 구성된다.
일 열전소자(2331)와 타 열전소자(2331)는 각각 한 쌍의 제 1 열전소자(2331a,2332a)와 제 2 열전소자(2331b, 2332b)로 구성되며, 이하 일 열전소자(2331)를 기준하여 설명하도록 한다.
제 1 열전소자(2331a)와 제 2 열전소자(2331b)는 상호 밀착되어 있다.
즉, 전류인가 시 형성되는 제 1 열전소자(2331a)의 냉각면은 제 1 방열플레이트(2230)에 밀착되고, 발열면은 제 2 열전소자(2331b)의 냉각면에 밀착되어 있다.
냉매순환부(2400)는 쿨링플레이트(2410, 순환모터(2420), 쿨링플레이트(2410)와 순환모터(2420)를 연결하는 냉매파이프(2421)를 포함한다.
쿨링플레이트(2410)의 일측면은 제 2 열전소자(2331b, 2332b)의 발열면에 밀착되어 있으며, 쿨링플레이트(2410)의 내부는 냉매가 순환되는 튜브가 설치되어 있다.
전술된 본 발명의 제 1 실시예와 같이 냉매는 상온의 물이 사용되며, 순환모터(2420)의 작동에 의해 냉매가 냉매파이프(2421)를 따라 쿨링플레이트(2410)에 유입, 유출되어 순환된다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 전술된 본 발명의 제 1,2 실시예의 저온분광실험장치(1000,2000)는 분광실험부(1500,2500) 및 진공펌프(1120,2120)의 작동을 제어하는 통합제어부(1600,2600)를 포함한다.
그리고 통합제어부(1600,2600)는 온도제어부(1610,2610), 히터제어부(1620,2620), 냉매제어부(1630,2630)를 포함한다.
온도제어부(1610,2610)는 샘플셀(1200,2200)에 설치된 온도센서(1240,2250)로부터 시료의 온도데이터를 수신받고, 수신받은 온도데이터를 기준하여 시료의 냉각비율(cooling rate)을 산출한다.
히터제어부(1620,2620)는 온도제어부(1610,2610)로부터 수신받은 냉각비율을 기준하여 열전소자에 인가되는 시간당 전류량을 산출하여 열전소자(1330,2330)를 작동시킨다.
냉매제어부(1630,2630)는 온도제어부(1610,2610)로부터 수신받은 냉각비율을 기준하여 냉매순환부(1400,2400)의 쿨링플레이트(1410,2410)에 주입되는 냉매량을 산출하여 냉매순환부(1400,2400)의 순환모터(1420,2420)를 작동시킨다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 저온분광실험장치는 상호 밀착된 제 1,2 열전소자의 이중구조를 통해 종래의 저온분광실험장치에 사용되었던 냉각장치인 냉매펌프와 압축기보다 상대적으로 진동이 적은 소형의 순환모터로 대체 가능함으로써, 진동에 의한 광학실험 시 측정오차를 줄일 수 있다.
또한, 인가되는 전류량을 통해 열전소자의 온도범위를 정밀하게 조절할 수 있어서 종래의 냉각장치보다 용이하게 시료의 온도를 저온상태로 유지할 수 있다.
또한, 종래의 냉각장치대비 상대적으로 비용이 저렴한 열전소자를 이용함으로써 저온분광실험장치의 원가측면에서 유리한 효과를 얻을 수 있다.
상기와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1100,2120 : 진공챔버 1110,2110 : 파이프
1120,2120 : 진공펌프 1200,2200 : 샘플셀
1210,2210 : 샘플홀더 1220,2220 : 홀더거치부
1230 : 방열플레이트 2230 : 제 1 방열플레이트
2240 : 제 2 방열플레이트 1240,2250 : 온도센서
1300,2300 : 열전소자부 1310 : 냉각헤드
2310 : 제 1 냉각헤드 2320 : 제 2 냉각헤드
1320 : 흡열플레이트 1330 : 열전소자
1331,2331 : 일 열전소자 1332,2332 : 타 열전소자
1331a,1332a,2331a,2332a : 제 1 열전소자
1331b,1332b,2331b,2332b : 제 2 열전소자
1340, 2340 : 열선 1400,2400 : 냉매순환부
1410,2410 : 쿨링플레이트 1421,2421 : 냉매파이프
1420,2420 : 순환모터 1500,2500 : 분광실험부
1600,2600 : 통합제어부 1610,2610 : 온도제어부
1620,2620 : 히터제어부 1630,2630 : 냉매제어부

Claims (16)

  1. 시료에 전자기파를 조사하여 상기 시료의 분광학적 특성을 측정하는 분광실험부가 설치된 진공챔버;
    상기 시료가 배치된 샘플셀;
    상기 샘플셀의 일측에 배치되어 상기 시료의 온도를 조절하는 열전소자부; 및
    상기 열전소자부의 온도를 조절하는 냉매순환부;를 포함하고,
    상기 열전소자부는
    상기 샘플셀에 밀착된 냉각헤드;
    상기 냉각헤드에 연결된 흡열플레이트; 및
    상기 흡열플레이트의 일측면 또는 양측면에 배치된 열전소자;를 포함하는 저온분광실험장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플셀은
    상기 시료가 수용된 샘플홀더;
    상기 샘플홀더가 설치된 홀더거치부; 및
    상기 홀더거치부의 일측 단부에 연결된 방열플레이트;
    를 포함하는 저온분광실험장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전소자는
    상기 흡열플레이트에 밀착된 제 1 열전소자; 및
    상기 제 1 열전소자에 밀착된 제 2 열전소자;
    를 포함하는 저온분광실험장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 열전소자의 냉각면은
    상기 흡열플레이트에 밀착되고,
    상기 제 1 열전소자의 발열면은
    상기 제 2 열전소자의 냉각면에 밀착된 것을 특징으로 하는 저온분광실험장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 열전소자의 발열면은
    상기 냉매순환부에 밀착된 것을 특징으로 하는 저온분광실험장치.
  7. 시료에 전자기파를 조사하여 상기 시료의 분광학적 특성을 측정하는 분광실험부가 설치된 진공챔버;
    상기 시료가 배치된 샘플셀;
    상기 샘플셀의 양측에 배치되어 상기 시료의 온도를 조절하는 열전소자부; 및
    상기 열전소자부의 온도를 조절하는 냉매순환부;를 포함하고,
    상기 열전소자부는
    상기 샘플셀에 밀착된 냉각헤드; 및
    상기 냉각헤드의 일측면에 배치된 열전소자;를 포함하고,
    상기 열전소자는
    상기 냉각헤드에 밀착된 제 1 열전소자; 및
    상기 제 1 열전소자에 밀착된 제 2 열전소자; 를 포함하는 저온분광실험장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 샘플셀은
    상기 시료가 수용된 샘플홀더;
    상기 샘플홀더가 설치된 홀더거치부; 및
    상기 홀더거치부의 양측 단부에 연결된 방열플레이트;
    를 포함하는 저온분광실험장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 열전소자의 냉각면은
    상기 냉각헤드에 밀착되고,
    상기 제 1 열전소자의 발열면은
    상기 제 2 열전소자의 냉각면에 밀착된 것을 특징으로 하는 저온분광실험장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 열전소자의 발열면은
    상기 냉매순환부에 밀착된 것을 특징으로 하는 저온분광실험장치.
  13. 제 1 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉매순환부는
    상기 열전소자부에 밀착된 쿨링플레이트; 및
    상기 쿨링플레이트에 냉매를 주입하는 순환모터;
    를 포함하는 저온분광실험장치.
  14. 제 1 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샘플셀에 설치된 온도센서로부터 상기 시료의 온도데이터를 수신받고, 수신받은 상기 온도데이터를 기준하여 상기 시료의 냉각비율(cooling rate)을 산출하는 온도제어부를 더 포함하는 저온분광실험장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 온도제어부로부터 수신받은 상기 냉각비율을 기준하여 상기 열전소자부에 인가되는 시간당 전류량을 산출하여 상기 열전소자부를 작동시키는 히터제어부를 더 포함하는 저온분광실험장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 온도제어부로부터 수신받은 상기 냉각비율을 기준하여 상기 냉매순환부에 주입되는 냉매량을 산출하여 상기 냉매순환부를 작동시키는 냉매제어부를 더 포함하는 저온분광실험장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111307418B (zh) * 2019-12-05 2022-02-11 中国科学院新疆理化技术研究所 一种基于红外探测器质子位移效应的低温辐照试验测试方法
RU205603U1 (ru) * 2021-03-16 2021-07-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (Институт катализа СО РАН, ИК СО РАН) Устройство для измерения термодинамических характеристик адсорбции органических и неорганических веществ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010255915A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Shimadzu Corp 分析装置用冷却機構
KR101504959B1 (ko) * 2014-05-22 2015-03-23 서울시립대학교 산학협력단 액체 샘플 장착 장치, 액체 분광기 및 이를 이용한 액체 샘플의 광학 파라미터 검출 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010255915A (ja) * 2009-04-24 2010-11-11 Shimadzu Corp 分析装置用冷却機構
KR101504959B1 (ko) * 2014-05-22 2015-03-23 서울시립대학교 산학협력단 액체 샘플 장착 장치, 액체 분광기 및 이를 이용한 액체 샘플의 광학 파라미터 검출 방법

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