KR101993438B1 - 폭발물 탐지 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 일측 끝단에 폭발물 입자가 포함된 공기가 유입되는 흡입구가 형성된 흡입 노즐 및 일측 끝단에 공기가 배출되는 배출구가 형성된 배출 노즐을 포함하는 폭발물 탐지 시스템으로서, 상기 공기 내 폭발물 입자를 탐지할 수 있는 탐지용 물질이 배치되는 센싱 블록을 포함하고, 상기 센싱 블록에 광을 조사하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와, 상기 흡입 노즐의 타측 끝단에 연결되고 상기 흡입 노즐을 통해 유입되는 상기를 상기 탐지용 물질이 배치된 상기 센싱 블록에 안내하기 위한 제 1 안내관과, 상기 배출 노즐의 타측 끝단에 형성되어 상기 배출 노즐과 연결되고, 상기 공기가 흡입구를 통해 흡입되도록 함과 더불어 상기 센싱 블록 내 공기를 흡입하여 상기 배출 노즐의 일측 끝단에 형성된 배출구로 배출시키기 위한 흡입력을 제공하기 위한 흡입력 발생부와, 상기 센싱 블록과 상기 흡입력 발생부 사이에 형성되어 상기 흡입력 발생부에서 발생된 흡입력에 의해 상기 센싱 블록에 유입된 공기를 상기 배출 노즐의 배출구로 배출시키는 제 2 안내관과, 상기 센싱 신호를 이용하여 상기 공기 중에 폭발물 입자가 존재하는지를 판단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 니트로 방향족의 폭발물을 감지할 수 있는 폭발물 탐지 시스템에 관한 것이다.
폭발물로 사용되는 대표적인 화합물은 트라이나이트로톨루엔(trinitrotoluene, TNT) 이나 다이나이트로톨루엔(dinitrotoluene, DNT)와 같은 나이트로 방향족 화학물질을 포함하고 있어, 이와 같은 화학물질을 검출하는 다양한 방법이 개발되고 있다. 이온 이동성 분광측정기(ion mobility spectroscopy) 나 중성자 탐지기를 이용하여 폭발물에 함유된 화학 물질을 검출하는 방법들이 연구 개발되고 있으나 바이오센서에 비해 검출시간이 상대적으로 길고, 고가의 비용이 드는 단점이 있다. 최근에는 나노입자의 흡광이나 형광변화를 이용하는 센서가 많이 개발되었고, 이는 측정 장치를 간단하게 구현할 수 있고, 반응 시간이 짧아 실시간 폭발물 센서로 응용 가능성이 높다.
한편, TNT의 합성과정 또는 TNT의 분해과정을 통하여 DNT(dinitrotoluene)도 일부 폭발물에 존재한다. 따라서 TNT와 DNT는 폭발물에 존재하는 대표적인 화합물로서 폭발물 검출 장치(센서)는 주로 이들 두 물질을 검출하는 것을 주기능으로 한다. 그런데 TNT와 DNT는 고체로 존재하며 증기압이 매우 낮으므로, 폭발물에서 기화되어 공기 중에 존재하는 TNT와 DNT를 검출하기 위하여 고감도의 선택성을 가지며 기체 상에서 안정적인 구조를 갖는 수용체(receptor)의 개발이 TNT 및 DNT 센서 개발의 핵심 기술이다.
최근, DNT 및 TNT에 고감도로 선택적으로 결합할 수 있는 수용체에 대한 연구는 꾸준히 진행되고 있는데 반해, 이를 활용하여 효과적으로 검출할 수 있는 검출 장치는 아직 미비한 상태이다.
본 발명은 니트로 방향족 폭발물의 입자를 검출할 수 있는 탐지용 물질로 이루어진 센서 블록 내 폭발물 입자의 점유 시간을 증대시킴으로써, 폭발물 입자의 검출 효율성을 높일 수 있는 폭발물 탐지 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 공기 중 습도를 제거하여 폭발물 입자를 검출함으로써, 검출 정확도를 높일 수 있는 폭발물 탐지 시스템을 제공한다.
본 발명은 외부의 빛을 차단하여 폭발물 입자 검출에 있어서 오차를 줄일 수 있는 폭발물 탐지 시스템을 제공한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템은 일측 끝단에 폭발물 입자가 포함된 공기가 유입되는 흡입구가 형성된 흡입 노즐 및 일측 끝단에 공기가 배출되는 배출구가 형성된 배출 노즐을 포함하는 폭발물 탐지 시스템으로서, 상기 공기 내 폭발물 입자를 탐지할 수 있는 탐지용 물질이 배치되는 센싱 블록을 포함하고, 상기 센싱 블록에 광을 조사하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와, 상기 흡입 노즐의 타측 끝단에 연결되고 상기 흡입 노즐을 통해 유입되는 상기를 상기 탐지용 물질이 배치된 상기 센싱 블록에 안내하기 위한 제 1 안내관과, 상기 배출 노즐의 타측 끝단에 형성되어 상기 배출 노즐과 연결되고, 상기 공기가 흡입구를 통해 흡입되도록 함과 더불어 상기 센싱 블록 내 공기를 흡입하여 상기 배출 노즐의 일측 끝단에 형성된 배출구로 배출시키기 위한 흡입력을 제공하기 위한 흡입력 발생부와, 상기 센싱 블록과 상기 흡입력 발생부 사이에 형성되어 상기 흡입력 발생부에서 발생된 흡입력에 의해 상기 센싱 블록에 유입된 공기를 상기 배출 노즐의 배출구로 배출시키는 제 2 안내관과, 상기 센싱 신호를 이용하여 상기 공기 중에 폭발물 입자가 존재하는지를 판단하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 폭발물 탐지 시스템은 상기 제 1 안내관이 관통되고, 상기 흡입 노즐과 센서부 사이에 배치되어 외부의 빛이 상기 센싱 블록으로 유입되는 것을 차단하는 제 1 빛 차단 블록을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 폭발물 탐지 시스템은 상기 제 2 안내관이 관통되고, 상기 흡입력 발생부와 상기 센서부 사이에 배치되어 외부의 빛이 상기 센싱 블록으로 유입되는 것을 차단하는 제 2 빛 차단 블록을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 폭발물 탐지 시스템은 일측 끝단이 상기 센싱 블록과 연결되고 타측 끝단이 상기 제 1 안내관과 연결되는 제 1 연결관을 더 포함하며, 상기 제 1 안내관은 상기 흡입 노즐과 연결되는 부분의 직경이 상기 제 1 연결관과 연결되는 부분의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 1 안내관은 상기 센싱 블록의 높이 보다 큰 폭을 갖도록 지그재그 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 폭발물 탐지 시스템은 일측 끝단이 상기 센싱 블록과 연결되고 타측 끝단이 상기 제 2 안내관과 연결되는 제 2 연결관을 더 포함하며, 상기 제 2 안내관은 상기 센싱 블록의 높이 보다 큰 폭을 갖도록 지그재그 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 센서부는 광을 조사하는 광원과, 상기 광을 센싱 블록 쪽으로 모으기 위한 렌즈를 포함하며, 상기 센싱 블록은 상기 폭발물 입자가 안착될 수 있으며, 상기 광이 입사됨에 따라 발광한 후 상기 폭발물 입자가 안착됨에 따라 소광되는 적어도 둘 이상의 안착부와, 상기 안착부 각각의 발광 또는 소광 상태에 따른 광을 수광한 후 이에 대응하는 광 센싱 신호를 상기 컨트롤러에 제공하는 수광부를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 니트로 방향족 폭발물의 입자를 검출할 수 있는 탐지용 물질로 이루어진 센서 블록 내 폭발물 입자의 점유 시간을 증대시킬 수 있는 구조를 갖는 탐지 시스템을 제공함으로써, 폭발물 입자의 검출 효율성을 높일 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 공기가 유입되는 부분과 센싱 블록으로 배출되는 부분의 직경을 서로 다르게 하여 공기를 압축시킴으로써, 공기 중의 습도를 제거할 수 있기 때문에 검출 정확도를 높일 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 외부의 빛을 차단할 수 있는 제 1, 2 빛 차단 블록을 설치하거나 제 1, 2 안내관의 구조를 지그재그 형상으로 구현함으로써, 센싱 블록 내 빛의 영향을 최소화시켜 폭발물 입자 검출 시 빛의 영향에 따른 오차를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템을 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템에서 센서부에 대한 세부 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템의 세부 구성을 도시한 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템에서 센서부에 대한 세부 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템의 세부 구성을 도시한 구조도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사 하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템을 도시한 전체 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템에서 센서부에 대한 세부 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템은 흡입 노즐(100)을 통해 유입되는 공기 내 폭발물 입자를 센서부(108)를 통해 센싱하여 폭발물을 탐지하기 위한 것으로서, 크게 흡입구(10)와 연결되는 흡입 노즐(100), 제 1 안내관(106), 센서부(108), 제 2 안내관(110), 연결 노즐(112), 흡입력 발생부(114), 배출구(20)와 연결되는 배출 노즐(116), 제 1, 2 연결관(118, 120), 컨트롤러(130) 및 전원부(140) 등을 구비할 수 있다.
먼저, 흡입 노즐(100)에는 일측 끝단에 폭발물 입자가 포함된 공기가 흡입되는 흡입구(10)가 형성되고, 타측 끝단에 제 1 안내관(106)이 연결될 수 있다.
또한, 흡입 노즐(100) 상에는 공기의 속도를 측정하기 위한 속도 센서(102) 및 공기의 온도 및 습도를 측정할 수 있는 온도 및 습도 센서(104)가 설치될 수 있다. 속도 센서(102)에 의해 센싱된 속도 측정 신호와 온도 및 습도 센서(104)에 의해 센싱된 온도 및 습도 측정 신호는 컨트롤러(130)에 입력될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 흡입 노즐(100)은 배출 노즐(116) 상에 설치된 흡입력 발생부(114)에 의해 발생된 흡입력, 예컨대 팬의 동작에 따라 발생되는 흡입력에 의해 흡입구(10)를 통해 공기를 흡입하여 말단에 연결된 제 1 안내관(106)으로 배출할 수 있다.
제 1 안내관(106)은 일측 끝단이 흡입 노즐(100)과 연결되며, 타측 끝단이 센서부(108)의 센싱 블록(204)과 연결된 제 1 연결관(118)의 일측과 연결될 수 있다.
또한, 제 1 안내관(106)의 타측 끝단의 직경이 일측 끝단의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 이를 통해 제 1 안내관(106)에 유입된 폭발물 입자를 포함한 공기는 제 1 안내관(106)을 통해 가속되어 제 1 연결관(118)을 통해 센싱 블록(도 2의 204)에 유입될 수 있다.
한편, 제 1 안내관(106)은 센싱 블록(204)의 높이 보다 큰 폭을 갖도록 지그재그 형상으로 배치되어 제 1 연결관(118)에 연결될 수 있다. 이러한 제 1 안내관(106)의 구조를 통해 제 1 안내관(106)에 의해 외부로부터 유입되는 빛이 센싱 블록(204)로 유입되는 것을 차단시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템은 흡입 노즐(100)과 센서부(108) 사이에 외부로부터 유입되는 빛을 차단하기 위한 제 1 빛 차단 블록(150)을 더 구비할 수 있다. 이 경우, 제 1 안내관(106)은 제 1 빛 차단 블록(150)을 관통하여 형성될 수 있으며, 지그재그 형상을 가질 수 있다. 지그재그 형상을 갖는 제 1 안내관(106)은 센싱 블록(204)에 유입된 공기가 흡입 노즐(100) 쪽으로 나가는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 제 1 안내관(106)에 유입된 공기를 압축시켜 공기 내 습기를 제거할 수 있다.
센서부(108)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드로 구성되어 소정의 광, 예컨대 자외선을 조사하는 광원(200), 광원(200)에 의해 조사되는 광을 센싱 블록(204)으로 모으기 위한 렌즈(202), 제 1 연결관(118)과 연결되고 제 1 연결관(118)을 통해 유입되는 공기 내 폭발물 입자가 안착될 수 있는 안착부(206) 및 안착부(206)에 안착된 폭발물 입자와 탐지용 물질간의 반응에 따른 광을 수광한 후 이를 컨트롤러(130)로 출력하는 수광부(208)를 구비하는 센싱 블록(204)을 포함할 수 있다.
먼저, 광원(200)은 자외선 광을 조사할 수 있는 수단으로서, 그 예로서 LED를 들 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 안착부(206)는 폭발물 입자, 예컨대 니트로 방향족 폭발 물질(입자)과 결합되어 형광 변화, 예컨대 발광 및 소광 상태 변화가 일어날 수 있는 탐지용 물질로 이루진 수정(Quartz)일 수 있다. 구체적으로, 안착부(206)는 광원(200)로부터 입사되는 광에 의해 형광(발광) 상태를 유지하다가 폭발물 입자가 안착됨에 따라 광원(200)로부터 입사되는 광에 의해 발광 상태에서 소광 상태로 변화될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 탐지용 물질은 니트로 방향족 폭발물 입자와 반응할 수 있는 아래의 화학식 1로 표시되는 1,1-이중치환된 4,5,8,9-비스(트립티신)메탈라플로오렌 화합물로 이루어진 유기 반도체 화합물을 들 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
상기에서, M=Si 또는 Ge이고, R1 및 R2는 H, C1∼C18의 알킬기, C2∼C18의 알케닐기, C2∼C18의 알키닐기, C5∼C14의 지환족 또는 방향족 고리화합물, 헤테로원자(-NH-, -S-, -O-)를 포함하는 C3∼C10의 지환족 또는 방향족 고리 화합물 또는 할로겐원자에서 선택되며, 상기 R1 및 R2의 치환기는 각각 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.
또한, 안착부(206)의 상부에는 센싱 블록(204) 내에서 흐르는 공기 내 폭발물 입자가 쉽게 접착될 수 있도록 하기 위한 소정의 접착성 코팅 물질이 코팅되어 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 센싱 블록(204) 내에는 서로 다른 길이를 갖는 복수의 안착부(206)가 형성될 수 있다. 구체적으로, 센싱 블록(204) 내에는 순차적으로 높이가 낮아지는 복수의 안착부(206)가 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 센싱 블록(204) 내 수광부(208)는 안착부(206) 각각과 연결되어 안착부(206)의 발광에 따른 광을 수광할 수 있는 포토다이오드 소자일 수 있으며, 포토다이오드를 통해 광을 수광한 후 이에 대응하는 광 센싱 신호를 컨트롤러(130)에 출력할 수 있다.
한편, 센싱 블록(204)의 일측은 제 1 연결관(118)과 연결되고, 타측은 제 2 연결관(120)과 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 센서부(108)는 렌즈(202)와 센싱 블록(204) 사이에 광의 입사를 차단시키기 위한 셔터(210)와 셔터(210)의 동작 상태를 센싱하는 셔터 센서(212)를 더 구비할 수 있다. 이때, 셔터 센서(212)는 셔터(210)의 동작 상태에 대응하는 센싱 신호를 컨트롤러(130)에 인가할 수 있다.
상술한 바와 같은 센서부(108)가 폭발물 입자를 검출하는 과정에 대해 설명하면 아래와 같다.
먼저, 공기가 센싱 블록(204)에 유입되지 않은 상태 또는 폭발물 입자가 포함되지 않은 공기가 센싱 블록(204)에 유입된 상태에서 광원(200)로부터 자외선 광이 입사됨에 따라 센싱 블록(204) 내 안착부(206)는 발광 상태를 유지한다. 이 경우, 수광부(208)는 안착부(206)의 발광에 따라 그에 대응하는 광을 수광한 후 수광한 광에 대응하는 광 센싱 신호를 컨트롤러(130)에 출력한다.
이후, 제 1 연결관(118)을 통해 공기, 즉 폭발물 입자가 포함된 공기가 유입되면, 폭발물 입자는 안착부(206)의 소정 부분에 안착하게 된다. 이에 따라, 안착부(206)의 탐지용 물질과 폭발물 입자가 반응하여 발광 상태의 탐지용 물질이 소광 상태로 변경된다.
수광부(208)는 안착부(206) 각각에 대한 발광 및 소광 상태에 대응하는 광을 수광한 후 이에 대응하는 광 센싱 신호를 컨트롤러(130)에 제공한다. 이에 따라, 컨트롤러(130)는 안착부(206)의 소광 상태에 따라 공기 중에 폭발물 입자가 검출되었음을 인지할 수 있다.
한편, 제 2 연결관(120)의 일측은 센싱 블록(204)과 연결되고, 타측은 제 2 안내관(110)에 연결될 수 있다.
제 2 안내관(110)은 일측이 제 2 연결관(120)과 연결되고 타측이 흡입력 발생부(114)에 연결된 연결 노즐(112)의 끝단에 연결될 수 있다.
이러한 구조를 통해 흡입력 발생부(114)에 의해 발생된 흡입력에 의해 센싱 블록(204) 내 유입된 공기는 제 2 연결관(120) 및 제 2 안내관(110)을 통해 연결 노즐(112)에 안내되며, 연결 노즐(112)에 안내된 공기는 배출 노즐(116)의 끝단에 형성된 배출구(20)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템은 센서부(108)와 흡입력 발생부(114) 사이에 형성된 제 2 빛 차단 블록(160)을 더 구비할 수 있다.
제 2 빛 차단 블록(160)은 흡입력 발생부(114) 및 배출구(20)를 통해 유입되는 외부의 빛을 차단할 수 있다. 이 경우, 제 2 안내관(110)은 제 2 빛 차단 블록(160)의 내부에 관통되어 형성될 수 있으며, 지그재그 형상을 가질 수 있다.
또한, 제 2 안내관(110)의 일측, 즉 제 2 연결관(120)과 연결되는 부분의 직경은 타측, 즉 연결 노즐(112)과 연결되는 부분의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 이에 따라, 센싱 블록(204)에 유입된 공기는 유속이 느려져 배출구(20)를 통해 배출될 수 있다.
한편, 제 2 안내관(110)은 센싱 블록(204)의 높이 보다 큰 폭을 갖도록 지그재그 형상으로 배치되어 제 2 연결관(120)에 연결될 수 있다. 이러한 제 2 안내관(110)의 구조를 통해 제 1 안내관(106)에 의해 외부로부터 유입되는 빛이 센싱 블록(204)로 유입되는 것을 차단시킬 수 있다.
흡입력 발생부(114)는 컨트롤러(130)의 제어에 따라 동작하여 공기가 흡입구(10)를 통해 흡입되도록 하기 위한 흡입력을 발생시킬 수 있는 수단으로서, 그 예로서 팬을 들 수 있다.
한편, 흡입력 발생부(114)는 배출 노즐(116)의 일측 끝단(배출구의 반대측 끝단)에 연결되고 제 2 안내관(110)과 연결 노즐(112)을 통해 연결될 수 있다. 즉, 흡입력 발생부(114)는 그 동작에 따라 연결 노즐(112)에 흡입력을 발생시켜 연결 노즐(112), 제 2 안내관(110), 센싱 블록(204), 제 1 연결관(118) 및 제 1 안내관(106)을 통해 흡입 노즐(100)에 흡입력을 제공하며, 이에 따라 흡입 노즐(100)의 흡입구(10)를 통해 폭발물 입자를 포함한 공기가 흡입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템은 센서부(108), 흡입력 발생부(114) 등에 전원을 공급하기 위한 전원부(140)를 더 구비할 수 있다.
전원부(140)는 센서부(108) 내 각 소자, 예컨대 광원(200), 수광부(208), 셔터(210) 등과 흡입력 발생부(114)에 전원을 공급할 수 있다.
컨트롤러(130)는 폭발물 탐지 시스템의 전반적인 기능을 제어하기 위한 중앙 처리 장치로서, 센서부(108) 및 흡입력 발생부(114)의 동작 상태를 제어할 수 있다. 이에 대해 상세히 설명하면 아래와 같다.
먼저, 컨트롤러(130)는 속도 센서(102), 온도 및 습도 센서(104)로부터 측정된 신호를 기반으로 흡입력 발생부(114)를 흡입구(10)를 통해 유입되는 공기의 흡입력을 제어할 수 있다. 구체적으로, 컨트롤러(130)는 속도 센서(102)에서 센싱된 속도 측정 신호를 기반으로 흡입구(10)를 통해 유입되는 공기의 유속 정보를 획득한 후 획득한 유속이 기 설정된 임계 값 이하일 경우 흡입력 발생부(114)에 공급되는 전원을 제어하여 흡입력 발생부(114)에 의해 발생되는 흡입력을 높여질 수 있다. 예를 들어, 흡입력 발생부(114)가 팬일 경우 팬의 동작 속도를 올려 흡입력을 높일 수 있다.
또한, 컨트롤러(130)는 온도 및 습도 센서(104)에 의해 측정된 신호를 기반으로 공기 내 습도 정보를 획득하고, 획득한 습도 정보를 기반으로 흡입력 발생부(114)에 의해 발생되는 흡입력을 제어할 수 있다. 구체적으로, 컨트롤러(130)는 흡입구(10)를 통해 흡입 노즐(100)에 유입되는 공기의 습도가 기 설정된 임계 값 이상일 경우 공기의 유속을 낮추기 위해 흡입력 발생부(114)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다. 예를 들어, 흡입력 발생부(114)가 팬일 경우 팬의 동작 속도를 내려 흡입력을 낮출 수 있다.
상술한 바와 같은 구조를 갖는 폭발물 탐지 시스템이 동작하는 과정을 설명하면 아래와 같다.
먼저, 컨트롤러(130)는 전원부(140)를 제어하여 소정의 흡입력이 발생되도록 흡입력 발생부(114)에 전원을 인가할 수 있다.
이에 따라 발생된 흡입력은 연결 노즐(112), 제 2 안내관(110), 제 2 연결관(120), 센싱 블록(204), 제 1 연결관(118) 및 제 1 안내관(106)을 통해 흡입 노즐(100)에 제공되며, 흡입 노즐(100)은 흡입력에 따라 흡입구(10)를 통해 공기, 즉 폭발물 입자가 포함된 공기를 흡입하여 제 1 안내관(106)에 유입시킨다.
제 1 안내관(106)은 유입된 공기를 제 1 연결관(118)에 제공하는데, 이때 지그재그 형상으로 인해 흡입 노즐(100)을 통해 유입된 공기는 어느 정도 압축될 수 있다. 이러한 압축을 통해 제 1 안내관(106)에 유입된 공기는 수분이 어느 정도 제거된 후 제 1 안내관(106)의 유입구보다 직경이 작은 배출구에 의해 유속이 증가되어 제 1 연결관(118)을 통해 센서부(108)의 센싱 블록(204)에 배출될 수 있다.
센싱 블록(204) 내 유입된 공기는 제 2 안내관(110)의 형상에 의해 어느 정도 체류하게 된다. 구체적으로, 제 2 안내관(110)의 지그재그 형상과 좁아진 제 2 안내관(110)의 유입구에 의해 제 2 안내관(110)으로 유입되는 공기의 유속이 줄어들게 되기 때문에 센싱 블록(204) 내 유입된 공기는 어느 정도의 시간 동안 체류한 후 제 2 연결관(120)에 연결된 제 2 안내관(110)을 통해 연결 노즐(112)에 천천히 유입되어 배출 노즐(116)의 배출구(20)를 통해 외부로 배출될 수 있다.
한편, 센싱 블록(204)에 유입된 공기 내 폭발물 입자는 센싱 블록(204)의 안착부(206)에 안착될 수 있다.
이에 따라, 광원(200)에 의해 조사되어 렌즈(202)를 통해 입사되는 광은 안착부(206)에 안착된 폭발물 입자에 입사될 수 있다.
한편, 폭발물 탐지 시스템은 상술한 바와 같은 구성 외에 다른 여러 가지 기능을 제공하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 이에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템의 세부 구성을 도시한 구조도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폭발물 탐지 시스템은 도 1 및 도 2에 포함된 구성 이외에 자신의 위치 정보를 획득하기 위한 GPS, WiFi망에 접속하기 위한 통신 모듈, 다양한 형태의 운영체제(예컨대, 안드로이드 운영체제) 및 어플리케이션이 설치되어 있으며, 이를 통해 폭발물 탐지 시스템의 상태 정보, 탐지 결과 정보, 제어 정보 등을 디스플레이를 통해 제공할 수 있는 메인보드, 외부의 영상을 촬영하기 위한 카메라, 거리 센서, 특정 RFID를 인식하기 위한 RFID 인식부, RFID 키를 수신하기 위한 안테나, 폭발물 탐지 시스템의 상태를 표시하기 위한 복수의 LED 소자 및 버튼을 제어할 수 있는 상태 체크부, 팬의 동작을 제어하기 위한 팬 제어부 등을 포함할 수 있다.
또한, 폭발물 탐지 시스템은 전원부(140)에 전원을 충전하기 위해 외부 배터리와 연결될 수 있는 인터페이스, 예컨대 착탈식 인터페이스를 제공할 수 있다. 이 경우, 외부 배터리가 연결됨에 따라 전원부(140)는 외부 배터리에 의해 충전될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 흡입 노즐
102 : 속도 센서
104 : 온도 및 습도 센서
106, 110 : 제 1, 2 안내관
108 : 센서부
112 : 연결 노즐
114 : 흡입력 발생부
116 : 배출 노즐
118, 120 : 제 1, 2 연결관
130 : 컨트롤러
140 : 전원부
150, 160 : 제 1, 2 빛 차단 블록
200 : 광원
202 : 렌즈
204 : 센싱 블록
206 : 안착부
208 : 수광부
210 : 셔터
212 : 셔터 센서
102 : 속도 센서
104 : 온도 및 습도 센서
106, 110 : 제 1, 2 안내관
108 : 센서부
112 : 연결 노즐
114 : 흡입력 발생부
116 : 배출 노즐
118, 120 : 제 1, 2 연결관
130 : 컨트롤러
140 : 전원부
150, 160 : 제 1, 2 빛 차단 블록
200 : 광원
202 : 렌즈
204 : 센싱 블록
206 : 안착부
208 : 수광부
210 : 셔터
212 : 셔터 센서
Claims (7)
- 일측 끝단에 폭발물 입자가 포함된 공기가 유입되는 흡입구가 형성된 흡입 노즐 및 일측 끝단에 공기가 배출되는 배출구가 형성된 배출 노즐을 포함하는 폭발물 탐지 시스템으로서,
상기 공기 내 폭발물 입자를 탐지할 수 있는 탐지용 물질이 배치되는 센싱 블록을 포함하고, 상기 센싱 블록에 광을 조사하여 센싱 신호를 출력하는 센서부와,
상기 흡입 노즐의 타측 끝단에 연결되고 상기 흡입 노즐을 통해 유입되는 공기를 상기 탐지용 물질이 배치된 상기 센싱 블록에 안내하기 위한 제 1 안내관과,
상기 배출 노즐의 타측 끝단에 형성되어 상기 배출 노즐과 연결되고, 상기 공기가 흡입구를 통해 흡입되도록 함과 더불어 상기 센싱 블록 내 공기를 흡입하여 상기 배출 노즐의 일측 끝단에 형성된 배출구로 배출시키기 위한 흡입력을 제공하기 위한 흡입력 발생부와,
상기 센싱 블록과 상기 흡입력 발생부 사이에 형성되어 상기 흡입력 발생부에서 발생된 흡입력에 의해 상기 센싱 블록에 유입된 공기를 상기 배출 노즐의 배출구로 배출시키는 제 2 안내관과,
상기 센싱 신호를 이용하여 상기 공기 중에 폭발물 입자가 존재하는지를 판단하는 컨트롤러와,
일측 끝단이 상기 센싱 블록과 연결되고 타측 끝단이 상기 제 1 안내관과 연결되는 제 1 연결관을 포함하고,
상기 제 1 안내관은
상기 흡입 노즐과 연결되는 부분의 직경이 상기 제 1 연결관과 연결되는 부분의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 폭발물 탐지 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 폭발물 탐지 시스템은,
상기 제 1 안내관이 관통되고, 상기 흡입 노즐과 센서부 사이에 배치되어 외부의 빛이 상기 센싱 블록으로 유입되는 것을 차단하는 제 1 빛 차단 블록을 더 포함하는 폭발물 탐지 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 폭발물 탐지 시스템은,
상기 제 2 안내관이 관통되고, 상기 흡입력 발생부와 상기 센서부 사이에 배치되어 외부의 빛이 상기 센싱 블록으로 유입되는 것을 차단하는 제 2 빛 차단 블록을 더 포함하는 폭발물 탐지 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제 1 안내관은,
상기 센싱 블록의 높이 보다 큰 폭을 갖도록 지그재그 형상으로 형성되는 폭발물 탐지 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 폭발물 탐지 시스템은,
일측 끝단이 상기 센싱 블록과 연결되고 타측 끝단이 상기 제 2 안내관과 연결되는 제 2 연결관을 더 포함하며,
상기 제 2 안내관은,
상기 센싱 블록의 높이 보다 큰 폭을 갖도록 지그재그 형상으로 형성되는 폭발물 탐지 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 센서부는,
광을 조사하는 광원과,
상기 광을 센싱 블록 쪽으로 모으기 위한 렌즈를 포함하며,
상기 센싱 블록은,
상기 폭발물 입자가 안착될 수 있으며, 상기 광이 입사됨에 따라 발광한 후 상기 폭발물 입자가 안착됨에 따라 소광되는 적어도 둘 이상의 안착부와,
상기 안착부 각각의 발광 또는 소광 상태에 따른 광을 수광한 후 이에 대응하는 광 센싱 신호를 상기 컨트롤러에 제공하는 수광부를 포함하는 폭발물 탐지 시스템.
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