KR101996568B1 - 카페인 측정 장치 - Google Patents

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    • G01N33/02—Food
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치는 카페인 함유량을 측정하고자 하는 음료의 일부인 샘플을 수용하는 샘플 스테이지, 상기 샘플로 광을 조사하는 샘플 광 출력부, 상기 샘플로 조사된 광에 의해 상기 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼의 영점 보정을 위한 베이스 물질을 수용하는 베이스 스테이지, 상기 베이스 물질로 광을 조사하는 베이스 광 출력부, 상기 샘플로 조사된 광에 의해 상기 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼 중 상기 샘플에 포함된 카페인에 대응되는 파장 대역을 감지하는 샘플 디텍터, 상기 베이스 물질로 조사된 광에 의해 상기 베이스 물질이 방출하는 빛의 스펙트럼 중 상기 파장 대역을 감지하는 베이스 디텍터 및 상기 샘플 디텍터가 감지한 상기 카페인에 대응되는 파장 대역 및 상기 베이스 디텍터가 감지한 상기 파장 대역을 기반으로 상기 샘플에 포함된 카페인 함유량을 산출하는 데이터 처리부를 포함한다.

Description

카페인 측정 장치{APPARATUS FOR CAFFEINE DETECTION}
본 발명은 카페인 측정 장치에 관한 것이다.
커피는 피로해소, 이뇨작용을 통한 노페물제거 활성산소제거 항암, 우을증, 혈액순환촉진, 식욕억제등 장점이 많으나 소비자들은 정확한 카페인함량의 정보없이 섭취하게 되어 카페인 부작용에 노출될 수 있다. 따라서, 소비자들이 카페인이 함유량의 결정에 대한 편리한 및 신뢰할 수 있는 시스템이 요구될 수 있다. 이에 따라, 다양한 방식의 카페인 측정 장치들이 사용될 수 있다. 여기서, 분광기를 사용하는 카페인 측정 장치가 사용될 수 있다.
그러나 일반적으로 분광기를 사용하는 카페인 측정 장치는 카페인 함량을 산출하기 위한 데이터를 구성함에 있어서 카페인을 함유한 음료(이하, 샘플)의 스펙트럼을 측정하기에 앞서서 영점을 보정하기 위하여 베이스 스펙트럼의 측정을 요구할 수 있다. 따라서, 베이스 스펙트럼을 측정하기 위한 소정의 시간이 소모될 수 있다.
또한, 일반적인 카페인 측정 장치는 일회 측정 후 일일이 커피가 담겨있던 그릇을 닦아내야 하는 불편이 있을 수 있다.
또한, 일반적으로 분광기를 사용하는 카페인 측정 장치는 시료로 광원을 조사함에 있어서 소정의 파장영역을 포함하는 스펙트럼형태의 광원을 출력하고 이후 카페인 측정에 적합한 특정 파장을 선택하기 위해 파장 선택기를 요구할 수 있다. 따라서, 분광기를 사용하는 카페인 측정 장치를 제조함에 있어서 파장 선택기를 포함하기 위한 비용이 요구될 수 있다.
이에 따라, 샘플에 함유된 카페인량을 측정하기 위하여 소모되는 시간을 단축시키고 및 불편을 감소시키는 것이 필요하다.
또한, 카페인 측정 장치를 제조함에 있어서 단가를 낮추는 것이 필요하다.
한국등록특허공보 제 10-0990841호 (2010. 10. 25)
본 발명의 목적은 샘플에 함유된 카페인량을 측정하기 위하여 소모되는 시간을 단축시키고 및 불편을 감소시킨 카페인 측정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제조함에 있어서 단가를 낮춘 카페인 측정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치는 카페인 함유량을 측정하고자 하는 음료의 일부인 샘플을 수용하는 샘플 스테이지, 상기 샘플로 광을 조사하는 샘플 광 출력부, 상기 샘플로 조사된 광에 의해 상기 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼의 영점 보정을 위한 베이스 물질을 수용하는 베이스 스테이지, 상기 베이스 물질로 광을 조사하는 베이스 광 출력부, 상기 샘플로 조사된 광에 의해 상기 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼 중 상기 샘플에 포함된 카페인에 대응되는 파장 대역을 감지하는 샘플 디텍터, 상기 베이스 물질로 조사된 광에 의해 상기 베이스 물질이 방출하는 빛의 스펙트럼 중 상기 파장 대역을 감지하는 베이스 디텍터 및 상기 샘플 디텍터가 감지한 상기 카페인에 대응되는 파장 대역 및 상기 베이스 디텍터가 감지한 상기 파장 대역을 기반으로 상기 샘플에 포함된 카페인 함유량을 산출하는 데이터 처리부를 포함한다.
상기 샘플 광 출력부는 상기 베이스 광 출력부가 상기 베이스 물질로 광을 조사하기 시작한 시점 보다 기 설정된 시간 후에 상기 샘플로 광을 조사하기 시작하고, 상기 데이터 처리부는 상기 샘플 디텍터가 상기 샘플에 포함된 카페인에 대응되는 파장 대역을 감지하기 시작하는 것과 동시에 상기 샘플에 포함된 카페인 함유량을 산출하기 시작할 수 있다.
상기 카페인 측정 장치는 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 일측에 각각 마련되고, 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 내부로 세정 기체를 분사하는 세정기체 토출부 및 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 타측에 각각 마련되고, 상기 세정 기체에 의해 밀려나는 상기 샘플 및 상기 베이스 물질이 유입되어 외부로 배출되는 배출부를 더 포함할 수 있다.
상기 카페인 측정 장치는 상기 세정 기체에 의해 밀려나는 상기 샘플 및 상기 베이스 물질의 이동 경로 상에서 상기 배출부의 입구에 설치되는 메쉬 망을 더 포함할 수 있다.
상기 카페인 측정 장치는 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지로 세정액을 분사하여 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지를 세정하는 세정액 토출부를 더 포함하고, 상기 세정기체 토출부는, 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지에 수용되는 세정액이 상기 배출부로 유입되도록 상기 세정 기체를 분사할 수 있다.
상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 일측과 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 타측은 각각 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 카페인 측정 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 샘플에 함유된 카페인량을 측정하기 위하여 소모되는 시간을 단축시키고 및 불편을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 카페인 측정 장치를 제조함에 있어서 단가를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치를 설명하기 위한 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치의 세정을 설명하기 위한 개략도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치를 통하여 카페인 함유량을 측정하는 과정을 설명하기 위한 순서도
도 5는 예시적인 실시 예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다. 또한 본 명세서에 있어서, 2 이상의 데이터 또는 정보가 "관련"된다는 것은 하나의 데이터(또는 정보)를 획득하면, 그에 기초하여 다른 데이터(또는 정보)의 적어도 일부를 획득할 수 있음을 의미한다.
한편, 상측, 하측, 일측, 타측 등과 같은 방향성 용어는 개시된 도면들의 배향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예의 구성 요소는 다양한 배향으로 위치 설정될 수 있으므로, 방향성 용어는 예시를 목적으로 사용되는 것이지 이를 제한하는 것은 아니다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 카페인 측정 장치(100)는 시료부(110), 광 출력부(120), 디텍터부(130), 데이터 처리부(140), 사용자 입력부(150) 및 출력부(160)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 카페인 측정 장치(100)는 샘플을 수용하는 시료부(110), 샘플로 광을 조사하는 광 출력부(120), 샘플로부터 방출되는 광을 감지하는 디텍터부(130), 감지된 광과 입력된 음료의 총량에 기반하여 음료에 포함된 총 카페인 함유량을 산출하는 데이터 처리부(140), 사용자가 음료의 총 량을 입력하는 사용자 입력부(150) 및 산출된 총 카페인 함유량을 사용자에게 알리는 출력부(160)를 포함할 수 있다.
시료부(110)는 카페인 측정 장치(100)의 본체에 형성될 수 있다. 예를 들어, 시료부(110)는 카페인 측정 장치(100)의 상면에 형성될 수 있다. 시료부(110)는 사용자가 총 카페인의 함유량을 측정하고자 하는 음료의 일부를 수용하는 샘플 스테이지(112)를 포함할 수 있다. 즉, 음료의 일부가 샘플로서 샘플 스테이지(112)에 수용될 수 있다. 샘플 스테이지(112)는 음료의 일부(즉, 샘플)를 수용하기 위한 공간을 구비한다. 예를 들어, 샘플 스테이지(112)의 부피는 약 1 내지 2ml일 수 있다. 샘플 스테이지(112)는 시료부(110)에 교체 가능하게 장착될 수 있다. 이 경우, 측정하고자 하는 샘플에 따라 다양한 부피의 수용 공간을 갖는 샘플 스테이지(112)를 장착할 수 있다.
또한, 시료부(110)는 기 설정된 베이스 물질(예를 들어, 물 등)을 수용하는 베이스 스테이지(114)를 포함할 수 있다. 베이스 스테이지(114)는 샘플 스테이지(112)와 동일한 부피의 공간을 구비할 수 있다. 베이스 스테이지(114)에는 샘플 스테이지(112)에 수용되는 샘플과 동일한 부피의 베이스 물질이 수용될 수 있다. 베이스 물질은 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼의 영점을 보정하기 위하여 측정되는 물질 일 수 있다. 베이스 스테이지(114)는 시료부(110)에 교체 가능하게 장착될 수 있다.
이후, 샘플 스테이지(112)의 부피에 해당하는 샘플에 함유된 카페인량이 측정될 수 있다. 측정된 카페인량과 샘플 스테이지의 부피를 비교하여 카페인 함유율이 산출될 수 있다.
광 출력부(120)는 시료부(110)로 광을 출력하도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 광 출력부(120)는 베이스 광 출력부(122) 및 샘플 광 출력부(124)를 포함할 수 있다. 베이스 광 출력부(122) 및 샘플 광 출력부(124)는 카페인 측정 장치(100)의 내부에 각각 마련될 수 있다. 베이스 광 출력부(122)는 베이스 스테이지(114)에 수용된 베이스 물질로 광을 조사하도록 마련될 수 있다.
샘플 광 출력부(124)는 샘플 스테이지(112)에 수용된 샘플로 광을 조사할 수 있다.
여기서, 베이스 광 출력부(122) 및 샘플 광 출력부(124)는 램프(lamp)를 포함하여 소정 파장의 범위를 포함하는 스펙트럼 형태의 빛을 방출할 수 있다. 베이스 광 출력부(122) 및 샘플 광 출력부(124)에서 방출되는 빛의 파장 범위는 동일할 수 있다.
광 출력부(120)는 샘플에 함유된 카페인을 검출하기에 적합한 파장(일정한 단색 광)만을 선택하여 샘플로 조사하기 위하여, 스펙트럼 형태의 빛 중에 단일 파장의 일정한 단생광 만을 선택하는 파장 선택기를 더 포함할 수 있다.
또는, 베이스 광 출력부(122) 및 샘플 광 출력부(124)는 단일 파장의 일정한 단색광만을 방출하는 레이져(laser)를 포함할 수 있다. 이 경우, 광 출력부(120)는 스펙트럼 형태의 빛 중에 단일 파장의 일정한 단생광 만을 선택하는 파장 선택기가 필요하지 않게 된다.
한편, 샘플 광 출력부(124)는 베이스 광 출력부(122)와 디텍터부(130)가 감지하는 파장의 영역은 동일하지만, 베이스 광 출력부(122)가 베이스 물질으로 광을 조사하기 시작하는 것과 소정의 시간차를 두고 샘플로 광을 조사하는 것을 시작할 수 있다. 이에 따라, 디텍터부(130) 또한 베이스 디텍터(132)보다 샘플 디텍터(134)의 감지가 해당 소정의 시간과 대응하여 늦게 시작될 수 있다. 또한, 데이터 처리부(140)는 이에 대응하여 샘플 디텍터로부터 데이터를 수신함과 동시에 카페인 함유율을 산출을 위한 분석을 시작할 수 있다. 일반적인 카페인 측정 장치의 경우, 광 출력부는 하나의 광 출력기기 만을 포함하고, 디텍터부는 하나의 디텍터부 만을 포함하여, 카페인 함유량을 산출하는 과정은 반드시 영점을 보정하는 물질의 측정이 완료된 후에야 가능했다. 그러나, 본 발명에 따른 카페인 측정 장치(100)의 경우, 광 출력부(120) 및 디텍터부(130)가 각각 베이스 광 출력부(122) 및 샘플 광 출력부(124)와 베이스 디텍터(132) 및 샘플 디텍터(134)를 포함하여, 베이스 물질의 측정이 완료되기 전에 소정의 시간차 만을 두고 카페인 함유율을 산출할 수 있다. 이에 따라, 샘플에 함유된 카페인량을 측정함에 소모되는 시간을 단축시킬 수 있다.
디텍터부(130)는 베이스 디텍터(132) 및 샘플 디텍터(134)를 포함할 수 있다. 베이스 디텍터(132) 및 샘플 디텍터(134)는 카페인 측정 장치(100)의 내부에 마련될 수 있다. 베이스 디텍터(132) 및 샘플 디텍터(134)는 베이스 광 출력부(122) 및 샘플 광 출력부(124)로부터 광을 조사 받은 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼을 감지할 수 있도록 마련될 수 있다. 예를 들어, 베이스 디텍터(132) 및 샘플 디텍터(134)는 샘플을 기분으로 베이스 광 출력부(122) 및 샘플 광 출력부(124)와 대응하여 90도의 각을 이루며 위치될 수 있다.
베이스 디텍터(132)는 베이스 물질이 방출하는 빛의 스펙트럼(이하, 베이스 라인이라 지칭할 수 있음)을 감지하여 데이터 처리부(140)로 전달할 수 있다. 여기서 베이스 물질은 베이스 광 출력부(122)로부터 조사 받은 광을 에너지 원으로 하여 빛을 방출할 수 있다.
샘플 디텍터(134)는 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼(이하, 샘플 라인이라 지칭할 수 있음)을 감지하여 데이터 처리부(140)로 전달할 수 있다. 여기서 샘플은 샘플 광 출력부(124)로부터 조사 받은 광을 에너지 원으로 하여 빛을 방출할 수 있다.
일반적인 카페인 측정 장치의 경우, 광 출력부는 하나의 광 출력기기 만을 포함하고, 디텍터부는 하나의 디텍터부 만을 포함하여 베이스 물질이 방출하는 빛의 스펙트럼과 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼을 동시에 측정하지 못하였다.
그러나, 본 발명에 따른 카페인 측정 장치(100)의 경우, 광 출력부(120) 및 디텍터부(130)가 각각 베이스 광 출력부(122) 및 샘플 광 출력부(124)와 베이스 디텍터(132) 및 샘플 디텍터(134)를 포함하여, 베이스 라인과 샘플라인을 동시에 측정할 수 있다. 이에 따라 샘플에 함유된 카페인량을 측정함에 소모되는 시간을 단축시킬 수 있다.
데이터 처리부(140)는 베이스 디텍터(132)로부터 베이스 라인을 전달받을 수 있고, 샘플 디텍터(134)로부터 샘플라인을 전달받을 수 있다. 이후, 데이터 처리부(140)는 전달받은 베이스 라인과 샘플 라인에 기반하여 샘플의 카페인에 의해 방출되는 빛의 스펙트럼(이하, 카페인 라인이라 지칭할 수 있음)을 산출할 수 있다. 카페인 라인의 산출은 샘플라인의 인텐시티(intensity) 에서 베이스 라인의 인텐시티를 차감하는 방식으로 산출될 수 있다.
이후, 데이터 처리부(140)는 산출된 카페인 라인을 분석하여 샘플에 함유된 카페인의 함량을 산출할 수 있다. 카페인에 의해 방출되는 빛의 스펙트럼을 분석하여 카페인의 함량을 산출하는 기술은 이미 공지된 기술이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 데이터 처리부(140)는 샘플의 부피 및 샘플에 함유된 카페인의 함량을 기반으로 샘플에 함유된 카페인의 함유율을 산출할 수 있다.
또한, 데이터 처리부(140)는 사용자 입력부(150)로부터 입력받은 음료의 총량과 앞서 산출한 카페인 함유율을 기반하여 음료에 함유된 총 카페인 함유량을 산출할 수 있다. 데이터 처리부(140)는 카페인 라인의 산출, 샘플 스테이지(112)에 수용된 샘플의 카페인 함유량의 산출, 카페인 함유율의 산출 및 음료에 함유된 총 카페인 함유량의 산출을 위하여 다수의 응용 프로그램(application), 데이터들 및 명령어들을 저장할 수 있다.
사용자 입력부(150)는 사용자로부터 총 카페인 함유량을 알고자 하는 음료의 총 량을 입력받을 수 있다. 사용자 입력부(150)를 통해 음료의 총량이 입력되면 데이터 처리부(140)는 입력된 음료의 총 량에 대응하여 음료에 포함된 총 카페인 함유량을 산출할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(150)는 기계식 (mechanical) 입력수단(예를 들어, 카페인 측정 장치(100)의 전?후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch) 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은 소프트웨어적인 처리를 통해 터치 스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어질 수 있다.
출력부(160)는 데이터 처리부(140)로부터 산출된 총 카페인 함유량을 사용자에게 나타낼 수 있다. 출력부(160)는 디스플레이(162) 및 라벨 출력기(164) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
디스플레이(162)는 카페인 측정 장치(100)의 전면에 배치될 수 있다. 디스플레이(162)는 데이터 처리부(140)에 산출된 총 카페인 함유량을 시각적으로 출력할 수 있다. 또한, 디스플레이(162)는 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 이 경우, 사용자 입력부로 기능할 수도 있다.
라벨 출력기(164)는 카페인 측정 장치(100)의 내부에 마련될 수 있다. 라벨 출력기(164)는 데이터 처리부(140)에서 산출된 카페인 함유량을 라벨지에 프린트하여 출력할 수 있다. 카페인 측정 장치(100)는 내부에 마련된 라벨 출력기(164)에 대응하여 라벨 출력기(164)에서 프린트되어 출력되는 라벨이 카페인 측정 장치(100)의 외부로 토출될 수 있도록 소정의 틈을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치의 세정을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3을 참조하면, 카페인 측정 장치(100)는 세정기체 토출부(115), 세정액 토출부(116), 메쉬(mesh) 망(117), 배출부(118) 및 경사 조절부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
세정기체 토출부(115)는 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 일측에 각각 인접하게 마련될 수 있다. 세정기체 토출부(115)는 측정을 끝낸 이후의 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114) 각각으로 세정기체를 소정의 압력으로 분사할 수 있다. 세정기체 토출부(115)의 종단은 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 내부를 향하여 경사지게 마련될 수 있다. 상기 소정의 압력은 샘플 스테이지(112)에 수용된 샘플, 세정액 및 베이스 스테이지(114)에 수용된 베이스 물질을 배출부(118)로 밀어내기에 충분한 압력일 수 있다. 여기서 세정 기체는 청정공기(CDA, clean dry air), 산소(O2) 및 질소(N2) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
세정액 토출부(116)는 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 타측에 각각 인접하게 마련될 수 있다. 그러나, 세정액 토출부(116)의 위치가 이에 한정되는 것은 아니며 세정액 토출부(116)는 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 일측에서 세정기체 토출부(115)와 이격되어 마련될 수도 있다.
세정액 토출부(116)는 세정기체 토출부(115)가 소정의 압력으로 샘플 스테이지(112)의 샘플을 배출부(118)로 밀어낸 이후, 세정액을 샘플 스테이지(112)로 분사하여 샘플 스테이지(112)를 세정할 수 있다. 세정액은 순수, 탈이온수 및 초순수 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이후, 샘플 스테이지(112)에 수용된 세정액은 샘플 및 베이스 물질과 마찬가지로 세정기체 토출부(115)가 분사하는 세정기체의 압력에 의하여 배출부(118)로 밀려 나갈 수 있다.
메쉬 망(117)은 세정 기체에 의해 밀려나는 샘플 및 상기 베이스 물질의 이동 경로 상에서 배출부(118)의 입구에 설치될 수 있다. 메쉬 망은 샘플, 베이스 물질 및 세정액 중 적어도 하나 이상이 배출부(118)로 밀려 나갈 때, 배출부(118)를 오염시킬 염려가 있는 입자들을 걸러내도록 메쉬 형태로 이루어질 수 있다.
배출부(118)는 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 타측에 각각 마련될 수 있다. 배출부(118)는 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 일단과 연통되도록 위치하여, 세정기체 토출부(116)에서 분사되는 세정기체의 압력에 의하여 밀려나오는 샘플 및 베이스 물질이 내부로 유입되도록 할 수 있다. 배출부(118)의 타단은 외부와 연통되며, 샘플 및 베이스 물질을 외부로 배출하도록 마련될 수 있다. 배출부(118)는 샘플, 베이스 물질 및 세정액에 의하여 부식되지 않도록 코팅되어 있을 수 있다.
여기서, 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 타측(즉, 배출부(118)가 마련되는 측)은 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 일측(즉, 세정기체 토출부(115)가 마련되는 측) 보다 낮게 마련될 수 있다. 이 경우, 샘플, 베이스 물질, 및 세정액이 배출부(118)로 용이하게 밀려나갈 수 있게 된다. 샘플 스테이지(112) 및 상기 베이스 스테이지(114)의 일측(예를 들어, 토출부(115) 측)과 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 타측(예를 들어, 배출부(118) 측)은 각각 경사지게 형성될 수 있다.
경사 조절부(미도시)는 시료부의 세정시 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)에 수용된 베이스 물질, 샘플 및 세정액이 배출부(118)로 용이하게 배출되도록 하기 위해서, 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)를 배출부(118)를 향하여 경사지도록 기울일 수 있다. 즉, 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)는 시료부(110) 내에서 경사가 조절되도록 장착될 수 있다. 그리고, 경사 조절부(미도시)는 샘플 스테이지(112) 및 베이스 스테이지(114)의 경사를 조절하도록 마련될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 카페인 측정 장치를 통하여 카페인 함유량을 측정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 카페인 측정 장치를 통하여 총 카페인 함유량을 측정하는 과정은 시료부의 샘플스테이지에 샘플을 수용시키는 단계(S110), 수용된 샘플로 흡수 광을 조사시키는 단계(S120), 흡수 광을 조사받은 샘플이 발광하는 방출 광을 감지하는 단계(S130), 발광된 방출 광을 통하여 샘플의 카페인 함유율을 산출하는 단계(S142), 사용자가 총 카페인 함유량을 알고자 하는 음료의 총량을 카페인 측정 장치에 입력하는 단계(S150), 산출된 카페인 함유량과 입력된 음료 총량에 기반하여 총 카페인 함유량을 산출하는 단계(S144) 및 사용자에게 음료에 함유된 총 카페인 함유량을 알리는 단계(S160)를 포함할 수 있다.
시료부의 샘플스테이지에 샘플을 수용시키는 단계(S110)에서, 사용자는 총 카페인 함유량을 알고자 하는 음료의 일부를 측정에 필요한 샘플로서 샘플 스테이지에 수용시킬 수 있다. 샘플 스테이지가 샘플을 수용하는 공간의 부피는 일정할 수 있다. 여기서 음료의 일부를 샘플로서 수용하는 샘플스테이지의 부피는 약 1 내지 2ml일 수 있다. 사용자가 샘플 스테이지로 해당 공간의 부피 이상의 음료를 제공하는 경우, 초과되는 부피의 음료는 샘플스테이지 밖으로 흘러내릴 수 있다. 이후, 샘플 스테이지의 부피에 해당하는 샘플에 함유된 카페인량이 측정될 수 있다. 측정된 카페인량과 샘플 스테이지의 부피를 비교하여 카페인 함유율이 산출될 수 있다.
수용된 샘플로 흡수 광을 조사시키는 단계(S120)에서, 샘플로 흡수광을 조사하는 동시에, 베이스 물질을 함께 구비하여 베이스 물질로도 흡수 광을 조사할 수 있다. 여기서 베이스 물질은 샘플의 카페인이 방출하는 스펙트럼(이하, 카페인 라인이라 지칭할 수 있음)을 측정하기 위한 영점을 잡기 위하여 구비된 물질일 수 있다. 여기서 샘플 및 베이스 물질로 조사되는 흡수 광은 램프 및 레이져로부터 방출된 빛일 수 있다. 흡수 광이 램프로부터 생성된 빛일 경우, 램프로부터 생성된 스펙트럼형태의 빛 중 카페인을 검출하기에 적합한 파장의 빛이 선택될 수 있다. 이후
흡수 광을 조사받은 샘플이 발광하는 방출 광을 감지하는 단계(S130)에서, 방출 광은 스펙트럼의 형태(이하, 샘플 라인이라 지칭할 수 있음)로 감지될 수 있다. 동시에, 흡수 광을 조사받은 베이스 물질이 발광하는 스펙트럼 형태의 방출 광(이하, 베이스 라인이라 지칭할 수 있음)이 검출될 수 있다. 이후, 감지된 베이스 라인과 샘플 라인은 카페인 함유율을 산출하기 위한 데이터로 사용될 수 있다.
발광된 방출 광을 통하여 샘플의 카페인 함유율을 산출하는 단계에서, 감지된 베이스 라인과 샘플 라인에 기반하여 샘플의 카페인에 의해 방출되는 빛의 스펙트럼(이하, 카페인 라인이라 지칭할 수 있음)이 산출할 수 있다. 이후, 산출된 카페인 라인을 분석하여 샘플에 함유된 카페인의 함량이 산출될 수 있다. 또한, 샘플에 함유된 카페인 함유량은 샘플 스테이지에 수용된 샘플의 양과 대조될 수 있고, 결과로서 카페인 함유율이 산출될 수 있다.
샘플로 흡수광을 조사시키는 단계(S120) 내지 카페인 함유율을 산출하는 단계(S142)에서 베이스 라인과 샘플라인의 데이터가 전 파장구간에 대하여 데이터 값을 얻기 전에, 베이스 라인과 샘플라인의 데이터 값이 얻어지기 시작하면 베이스 라인과 샘플라인의 측정이 완료될 때까지 기다리지 않고, 바로 얻어지는 데이터 값들을 사용하여 카페인라인을 산출할 수 있다. 또한, 이와 함께 카페인 라인의 분석을 통한 카페인 함유량 산출을 동시에 할 수 있다.
사용자가 총 카페인 함유량을 알고자 하는 음료의 총량을 카페인 측정 장치에 입력하는 단계(S150)는 사용자가 장치에 포함된 입력수단에 의하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 장치에 마련된 터치스크린에 표시되는 가상키를 터치하여 음료의 총량을 입력할 수 있다.
산출된 카페인 함유량과 입력된 음료 총량에 기반하여 총 카페인 함유량을 산출하는 단계(S144)에서, 입력받은 음료의 총량과 앞서 산출한 카페인 함유율을 기반하여 음료에 함유된 총 카페인 함유량이 산출될 수 있다.
사용자에게 음료에 함유된 총 카페인 함유량을 알리는 단계(S160)에서, 산출된 총 카페인 함유량은 시각적으로 출력될 수 있다. 또한, 산출된 총 카페인 함유량은 용지에 프린트될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시 예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경(10)을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시 예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술되지 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시 예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 카페인 측정 장치일 수 있다.
컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시 예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시 예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시 예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.
통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.
컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시 예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 카페인 측정 장치
110 : 시료부
112 : 샘플 스테이지
114 : 베이스 스테이지
120 : 광 출력부
122 : 베이스 광 출력부
124 : 샘플 광 출력부
130 : 디텍터부
132 : 베이스 디텍터
134 : 샘플 디텍터
140 : 데이터 처리부
150 : 사용자 입력부
160 : 출력부
162 : 디스플레이
164 : 라벨 출력기

Claims (6)

  1. 카페인 함유량을 측정하고자 하는 음료의 일부인 샘플을 수용하는 샘플 스테이지;
    상기 샘플로 광을 조사하는 샘플 광 출력부;
    상기 샘플로 조사된 광에 의해 상기 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼의 영점 보정을 위한 베이스 물질을 수용하는 베이스 스테이지;
    상기 베이스 물질로 광을 조사하는 베이스 광 출력부;
    상기 샘플로 조사된 광에 의해 상기 샘플이 방출하는 빛의 스펙트럼 중 상기 샘플에 포함된 카페인에 대응되는 파장 대역을 감지하는 샘플 디텍터;
    상기 베이스 물질로 조사된 광에 의해 상기 베이스 물질이 방출하는 빛의 스펙트럼 중 상기 파장 대역을 감지하는 베이스 디텍터;
    상기 샘플 디텍터가 감지한 상기 카페인에 대응되는 파장 대역 및 상기 베이스 디텍터가 감지한 상기 파장 대역을 기반으로 상기 샘플에 포함된 카페인 함유량을 산출하는 데이터 처리부;
    상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 일측에 각각 마련되고, 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 내부로 세정 기체를 분사하는 세정기체 토출부; 및
    상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 타측에 각각 마련되고, 상기 세정 기체에 의해 밀려나는 상기 샘플 및 상기 베이스 물질이 유입되어 외부로 배출되는 배출부를 포함하는, 카페인 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 샘플 광 출력부는,
    상기 베이스 광 출력부가 상기 베이스 물질로 광을 조사하기 시작한 시점 보다 기 설정된 시간 후에 상기 샘플로 광을 조사하기 시작하고,
    상기 데이터 처리부는,
    상기 샘플 디텍터가 상기 샘플에 포함된 카페인에 대응되는 파장 대역을 감지하기 시작하는 것과 동시에 상기 샘플에 포함된 카페인 함유량을 산출하기 시작하는, 카페인 측정 장치.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 카페인 측정 장치는,
    상기 세정 기체에 의해 밀려나는 상기 샘플 및 상기 베이스 물질의 이동 경로 상에서 상기 배출부의 입구에 설치되는 메쉬 망을 더 포함하는, 카페인 측정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 카페인 측정 장치는,
    상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지로 세정액을 분사하여 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지를 세정하는 세정액 토출부를 더 포함하고,
    상기 세정기체 토출부는, 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지에 수용되는 세정액이 상기 배출부로 유입되도록 상기 세정 기체를 분사하는, 카페인 측정 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 일측과 상기 샘플 스테이지 및 상기 베이스 스테이지의 타측은 각각 경사지게 형성되는, 카페인 측정 장치.
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