KR102113774B1 - 레이저 유도 분광 분석 장치 및 그 장치의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 유도 분광 분석 장치(LIBS : Lasser Induced Breakdown Spectroscopy)에 대한 것으로, 시료에 레이저를 조사하는 조사부와, 상기 시료에 조사된 레이저에 의해 상기 시료로부터 발생하는 플라즈마의 빛을 수광하기 위한 수광부와, 상기 시료와 조사부 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부와, 상기 조사부와 수광부, 및 상기 거리 측정부를 포함하도록 형성되며, 상기 시료가 위치한 방향 또는 상기 시료가 위치한 방향과 반대 방향으로 이동 가능하도록 형성된 조사부 몸체, 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키는 위치 조정부 및, 상기 측정된 시료와 조사부 사이의 거리에 따라, 상기 시료와 더 가까워지도록 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키거나 또는 상기 시료와 더 멀어지도록 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키도록 상기 위치 조정부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 레이저 유도 분광 분석 장치(LIBS : Lasser Induced Breakdown Spectroscopy)에 대한 것이다.
레이저 유도 분광 분석 장치(LIBS)는 레이저를 시료에 입사하고, 입사된 레이저에 의해 시료로부터 발생되는 플라즈마로부터 발생되는 빛을 수광하여, 상기 시료의 성분을 분석할 수 있도록 하는 장치를 의미한다.
이러한 LIBS는 현장에서 별도의 전처리 과정 없이도 빠른 시간 내에 시료의 성분을 정확하게 분석할 수 있다는 장점 때문에 다양한 방면에서 사용되고 있다.
한편 LIBS의 경우 레이저 광을 이용하는 것으로, 상기 레이저 광의 초점이 정확하게 시료의 표면에 일치하여야 시료의 성분에 대한 정확한 분석 결과를 얻을 수 있다. 이에 따라 상기 레이저 광이 조사되는 조사부와 상기 시료 사이의 거리가 정확한 초점 거리를 유지하여야 정확한 레이저 유도 분광 분석 결과를 얻을 수 있다.
한편 상기 레이저 유도 분광 분석 대상이 되는 시료는 다양한 물질이 될 수 있다. 따라서 상기 시료는 평평한 평면의 형상이 아니라 다양한 굴곡이 형성된 시료일 수도 있다. 그러므로 사용자가 초기 시료와 레이저 조사부 사이의 거리를 최적 거리인 초점 거리로 유지한다고 하여도, 상기 굴곡진 부분에서는 시료와 레이저 조사부 사이의 거리가 상기 초점 거리와 달라지게 되는 문제가 있다. 따라서 이러한 경우 레이저 분광 분석의 정확도 및 효율이 저하된다는 문제가 있다.
한편 상기 시료의 굴곡진 부분에 레이저가 조사될 때, 사용자가 직접 레이저 조사부의 위치를 변경할 수도 있으나, 이는 시료의 굴곡진 부분에 레이저가 조사될 때마다 사용자가 직접 조사부의 위치를 변경하여야 한다는 번거로움이 수반된다는 문제가 있다. 또한 사용자가 직접 조사부의 위치를 변경한다고 하여도, 상기 굴곡마다 레이저 조사부 방향으로 돌출된 길이 또는 레이저 조사부의 반대 방향으로 삽입된 깊이가 다르므로, 사용자의 임의적인 조작으로는 상기 굴곡이 형상에 따라 레이저의 초점 거리가 정확하게 유지한다는 것은 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 사용자가 직접 조작하지 않더라도, 굴곡진 시료의 형상에 따라 레이저의 초점 거리가 일정하게 유지될 수 있는 레이저 유도 분광 분석 장치 및 그 장치의 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치는, 시료에 레이저를 조사하는 조사부와, 상기 시료에 조사된 레이저에 의해 상기 시료로부터 발생하는 플라즈마의 빛을 수광하기 위한 수광부와, 상기 시료와 조사부 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부와, 상기 조사부와 수광부, 및 상기 거리 측정부를 포함하도록 형성되며, 상기 시료가 위치한 방향 또는 상기 시료가 위치한 방향과 반대 방향으로 이동 가능하도록 형성된 조사부 몸체, 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키는 위치 조정부 및, 상기 측정된 시료와 조사부 사이의 거리에 따라, 상기 시료와 더 가까워지도록 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키거나 또는 상기 시료와 더 멀어지도록 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키도록 상기 위치 조정부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 조사부는, 상기 레이저의 초점 거리를 결정하는 적어도 하나의 렌즈를 포함하며, 상기 위치 조정부는, 상기 조사부의 적어도 하나의 렌즈 중, 적어도 하나의 위치를 변경하여 상기 레이저의 초점 거리를 더 변경하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 수광부는, 상기 레이저에 의해 발생하는 플라즈마에, 센싱되는 영상의 초점을 형성하기 위한 적어도 하나의 렌즈를 포함하여 형성되며, 상기 제어부는, 상기 위치 조정부에 의해 상기 조사부의 적어도 하나의 렌즈 위치가 변경되면, 변경된 조사부 렌즈의 위치에 연동하여 상기 수광부의 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여, 상기 변경된 레이저의 초점 거리에 따라 상기 수광부에 센싱되는 영상의 초점 거리를 함께 변경하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 시료 표면과 조사부 사이의 거리가 1차 측정되면, 측정된 거리에 근거하여 상기 조사부의 위치를 이동시키고, 이동된 조사부의 위치와 상기 시료 표면 사이의 거리를 2차 측정한 결과에 따라 상기 조사부의 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여 상기 레이저의 초점 거리를 더 변경하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 시료 표면과 조사부 사이의 거리가 1차 측정되면, 측정된 거리에 근거하여 상기 조사부의 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여 상기 레이저의 초점 거리를 변경하고, 상기 측정된 거리와 상기 변경된 초점 거리를 비교한 결과에 따라 상기 조사부의 위치를 더 변경하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 시료와 조사부 사이의 거리가 기 설정된 상기 레이저의 초점 거리를 유지하도록 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 조사부 몸체가 이동하는 경로를 가이드하는 가이드부를 더 포함하며, 상기 조사부 몸체는, 상기 가이드부를 따라 상기 레이저가 조사되는 방향으로 이동하거나 또는 상기 레이저가 조사되는 방향의 반대 방향으로 이동하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치의 제어 방법은, 시료에 레이저를 조사하는 조사부와 상기 시료로부터 발생하는 플라즈마의 빛을 수광하기 위한 수광부의 위치를 이동할 수 있도록 형성된 레이저 유도 분광 분석 장치의 제어 방법에 있어서, 상기 시료와 조사부 사이의 거리를 측정하는 단계와, 상기 측정된 거리와 상기 레이저의 초점 거리의 차이를 산출하는 단계와, 상기 산출된 차이에 근거하여, 상기 조사부 및 수광부가 이동될 거리와 이동 방향을 결정하는 단계와, 결정된 이동 거리와 이동 방향에 따라 상기 시료와 조사부 사이의 거리 및, 상기 시료와 수광부 사이의 거리가, 각각 상기 조사부와 수광부에 대해 기 설정된 초점거리와 일치하도록 상기 조사부 및 수광부를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 레이저의 초점 거리를 결정하는 상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나를, 상기 측정된 거리와 상기 레이저의 초점 거리의 차이에 근거하여 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나를 이동시키는 단계는, 상기 적어도 하나의 렌즈의 서로 다른 위치들 및 각각 위치에 대응하는 레이저 초점 거리에 대한 기 설정된 정보에 근거하여, 상기 측정된 거리에 대응하는 레이저 초점 거리를 형성하는 렌즈의 위치를 결정하는 단계 및, 상기 결정된 렌즈 위치로 상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나를 이동시키는 단계는, 상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나의 위치가 변경되면, 변경된 조사부 렌즈의 위치에 연동하여 상기 수광부의 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여, 상기 변경된 레이저의 초점 거리에 따라 상기 수광부에 센싱되는 영상의 초점 거리를 함께 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 측정된 거리와 상기 레이저의 초점 거리의 차이를 산출하는 단계는, 상기 시료와 조사부 사이의 측정된 거리가 기 설정된 거리를 초과하는지 여부를 판단하는 단계 및, 상기 판단 결과에 따라 상기 조사부 및 수광부가 이동되기 전에, 상기 조사부의 렌즈들 중 어느 하나를 상기 레이저의 초점 거리의 차이에 근거하여 먼저 이동하는 단계를 더 포함하며, 상기 조사부 및 수광부를 이동시키는 단계는, 상기 변경된 어느 하나의 조사부 렌즈에 따라 변경된 초점 거리와 상기 시료로부터 상기 조사부 사이의 거리를 재측정한 거리를 비교한 결과에 따라 상기 조사부 및 수광부를 이동시키는 단계임을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치 및 그 장치의 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 시료와 레이저 조사부 사이의 거리에 따라 상기 레이저 조사부의 위치가 변경될 수 있도록 함으로써, 굴곡진 시료의 형상에 따라 레이저의 초점 거리가 일정하게 유지되도록 하여 레이저 분광 분석의 정확도 및 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 시료와 레이저 조사부 사이의 거리에 따라 상기 레이저 조사부에서 레이저를 굴절시키는 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경함으로써, 굴곡진 시료의 형상에 따라 레이저의 초점 거리를 변경하여 굴곡진 시료의 표면에 레이저의 초점을 일치시킬 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치에서 조사부의 위치를 변경하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치가, 굴곡진 형상을 가지는 시료에 따라 조사부의 위치가 변경되는 예를 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치에서, 시료 표면과의 거리에 따라 렌즈의 위치를 이동시키는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치에서 조사부의 구조를 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치에서 렌즈의 이동에 따라 초점 거리가 변경되는 예를 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치에서 조사부의 위치를 변경하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치가, 굴곡진 형상을 가지는 시료에 따라 조사부의 위치가 변경되는 예를 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치에서, 시료 표면과의 거리에 따라 렌즈의 위치를 이동시키는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치에서 조사부의 구조를 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치에서 렌즈의 이동에 따라 초점 거리가 변경되는 예를 도시한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)의 구조를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 에에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)는, 제어부(100)와 상기 제어부(100)에 연결되며 상기 제어부(100)에 의해 제어되는 조사부(110), 수광부(120), 거리 측정부(130), 위치 조정부(140), 그리고 메모리(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 레이저 유도 분광 분석 장치(1)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 레이저 유도 분광 분석 장치(1)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
먼저 조사부(110)는 시료에 레이저를 조사하도록 형성될 수 있다. 이를 위해 상기 조사부(110)는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 적어도 하나의 렌즈에 의해 결정되는 초점 거리 상에는 상기 조사부(110)에서 조사된 레이저의 초점이 형성될 수 있다. 그리고 상기 초점 거리와 시료의 표면이 일치할 때, 즉 상기 시료의 표면 상에 상기 초점이 형성될 때에 시료로부터 가장 많은 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
수광부(120)는 상기 레이저에 의해 시료로부터 발생하는 플라즈마의 빛을 수광하기 위해 형성될 수 있다. 이를 위해 수광부(120) 역시 적어도 하나의 렌즈를 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 적어도 하나의 수광부 렌즈는 상기 레이저에 의해 형성되는 초점 주변, 일 예로 상기 초점으로부터 일정 거리 만큼 이격된 위치에 상기 수광부(120)에서 센싱되는 영상의 초점이 형성되도록 초점 거리가 설정될 수 있다. 이에 따라 시료의 표면 상에 상기 조사부(110)에서 조사되는 레이저의 초점이 정확하게 일치할 때에, 상기 수광부(120)에서 시료로부터 발생하는 플라즈마에 초점이 일치된 영상을 센싱할 수 있다. 한편 상기 수광부(120)는 플라즈마 수광의 효율을 높이기 위해 상기 조사부(110)의 주변에 형성될 수 있다.
이 경우 제어부(100)는 상기 수광부(120)를 통해 센싱된 플라즈마의 스펙트럼으로부터 시료의 성분을 분석하므로, 플라즈마에 초점이 일치된 영상이 센싱되는 경우, 가장 정확하게 시료의 성분을 분석할 수 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)는 거리 측정부(130)를 구비할 수 있다. 여기서 상기 거리 측정부(130)는 상기 조사부(110)와 시료 사이의 거리를 측정할 수 있다. 일 예로 상기 거리 측정부(130)는 레이저를 이용한 레이저 거리 측정기(LRF : Laser Range Finder)일 수 있다. 또는 초음파나 적외선을 이용한 거리 측정기일 수 있다. 또는 상기 거리 측정부(130)는 시료의 영상을 센싱하고 센싱된 영상으로부터 거리를 측정하는 측정 수단을 포함할 수도 있다.
한편 상기 거리 측정부(130)는, 상기 조사부(110)의 주변에 형성될 수 있다. 그리고 상기 조사부(110)에서 레이저가 조사되는 방향으로 거리 측정을 위한 레이저나 초음파 또는 적외선이 조사되도록 형성될 수 있다. 이는 상기 거리 측정부(130)의 경우 상기 조사부(110)와, 상기 조사부(110)의 레이저가 조사되는 시료 사이의 거리를 측정하기 위한 것이기 때문이다.
또한 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)는 위치 조정부(140)를 구비할 수 있다. 위치 조정부(140)는 상기 거리 측정부(130)에서 측정된 거리에 따라 상기 조사부(110)의 위치를 이동시킬 수 있도록 형성될 수 있다.
일 예로 상기 조사부(110)에서 레이저가 조사되는 방향을 조사부(110)의 전면 방향이라고 가정하고, 상기 레이저가 조사되는 방향의 반대 방향을 상기 조사부(110)의 후면 방향으로 가정하는 경우, 상기 위치 조정부(140)는 상기 거리 측정부(130)에서 측정된 거리에 따라 상기 조사부(110)를 전진 또는 후진시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 이를 위해 상기 위치 조정부(140)는 적어도 하나의 구동 모터 및 적어도 하나의 기어를 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 조사부(110)가 이동하는 경로에 따라 상기 조사부(110)를 가이드(guide)하기 위한 가이드부를 포함할 수 있다.
한편 제어부(100)는 레이저 유도 분광 분석 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 사용자의 입력에 따라 레이저가 시료로 조사되도록 상기 조사부(110)를 제어할 수 있다. 그리고 조사부(110)에서 레이저가 조사되면 상기 레이저에 의해 시료로부터 발생하는 플라즈마를 수광하도록 상기 수광부(120)를 제어할 수 있다. 그리고 수광부(120)를 통해 센싱된 플라즈마의 스펙트럼에 근거하여 상기 시료의 성분을 분석할 수 있다.
여기서 제어부(100)는 상기 레이저의 조사와 연동하여 상기 시료와 상기 조사부(110) 사이의 거리를 측정하도록 상기 거리 측정부(130)를 제어할 수 있다. 그리고 상기 거리 측정부(130)에서 측정된 거리가 기 설정된 레이저 초점 거리와 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.
일 예로 제어부(100)는 상기 거리 측정부(130)로부터 측정된 거리가 상기 레이저 초점 거리로부터 기 설정된 동일 판단 범위 내인 경우라면, 현재 조사부(110)와 시료 사이의 거리가 기 설정된 레이저 초점 거리라고 판단할 수 있다. 반면 상기 거리 측정부(130)로부터 측정된 거리가 상기 레이저 초점 거리로부터 기 설정된 동일 판단 범위를 벗어나는 경우라면, 현재 조사부(110)와 시료 사이의 거리가 기 설정된 레이저 초점 거리를 벗어나는 것으로 판단할 수 있다.
상기 판단 결과, 기 설정된 레이저 초점 거리를 벗어나는 것으로 판단되면, 제어부(100)는 조사부(110)의 위치가 이동되도록 상기 위치 조정부(140)를 제어할 수 있다. 일 예로 제어부(100)는 현재 측정된 거리와 기 설정된 초점 거리와의 차를 산출하고, 산출된 차에 따라 상기 조사부(110)의 위치가 이동되도록 할 수 있다. 따라서 조사부(110)는 상기 위치 조정부(140)에 의해 이동되어 항상 시료와 기 설정된 초점 거리를 유지하게 되고, 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)는 보다 정확한 시료의 성분 분석 결과를 획득할 수 있다.
한편, 상기 위치 조정부(140)는 조사부(110)의 위치 뿐만 아니라, 상기 조사부(110)에 구비된 적어도 하나의 렌즈의 위치를 이동시킬 수도 있다. 이 경우 렌즈의 위치가 이동되면, 이동된 렌즈의 위치에 따라 레이저가 굴절되는 위치가 변경되어, 조사부(110)를 통해 조사되는 레이저의 초점 거리가 변경될 수 있다. 이에 따라 시료의 굴곡진 형상으로 인해, 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 변경되는 경우에도 상기 레이저의 초점 거리를 변경함으로써 상기 시료 표면에 항상 레이저의 초점이 일치하도록 할 수 있다.
이 경우 위치 조정부(140)는 상기 수광부(120)에 구비된 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경할 수도 있음은 물론이다. 예를 들어 상기 수광부(120)에 구비된 적어도 하나의 렌즈들은, 상기 조사부(110)의 렌즈 이동에 따라 연동하여 함께 이동될 수 있다. 따라서 상기 조사부(110)의 렌즈 위치 이동에 따라 레이저의 초점 거리가 변경되면, 변경된 레이저의 초점 거리만큼 수광부(120)의 초점 거리가 함께 변경될 수 있다.
여기서 상기 조사부(110)의 위치 이동과 렌즈의 위치 이동은 어느 하나가 다른 하나를 보완하기 위해 사용될 수 있다. 일 예로 제어부(100)는 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 측정되면, 먼저 조사되는 레이저의 초점 거리가 상기 측정된 거리에 일치하도록 조사부(110) 및 수광부(120)의 렌즈들을 이동시킬 수 있다. 그리고 렌즈들의 이동에 따라 초점 거리가 변경되면, 상기 조사부(110)와 시료 사이의 거리를 다시 측정하고, 측정된 거리에 근거하여 조사부(110)의 위치가 이동되도록 제어할 수 있다. 이 경우 상기 조사부(110)는, 상기 시료와 조사부(110)가 상기 이동된 렌즈들의 위치에 따라 산출된 초점 거리를 유지하도록 이동될 수 있다.
또는 제어부(100)는 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 측정되면, 먼저 측정된 거리에 근거하여 조사부(110)의 위치가 이동되도록 제어할 수 있다. 그리고 조사부(110)의 위치에 따라 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 변경되면, 변경된 거리에 따라 조사되는 레이저의 초점 거리가 상기 변경된 거리에 일치하도록 조사부(110) 및 수광부(120)의 렌즈들을 이동시킬 수 있다. 이에 따라 본 발명은 보다 세밀하게 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 레이저 초점 거리에 일치되도록 할 수 있다.
또는 제어부(100)는 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리에 따라 어느 하나의 방법을 선택적으로 이용할 수도 있음은 물론이다. 일 예로 제어부(100)는 시료와 조사부(110) 사이의 측정된 거리가 기 설정된 거리를 초과하는 경우 먼저 측정된 거리에 일치하도록 조사부(110) 및 수광부(120)의 렌즈들을 이동시킬 수 있다. 그리고 다시 측정된 거리와 상기 이동된 렌즈들에 따라 변경된 초점 거리의 차이에 따라 상기 조사부(110)의 위치가 변경되도록 할 수도 있다. 반면 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 기 설정된 거리 이하인 경우, 제어부(100)는 상기 위치 조정부(140)가 조사부(110)의 위치만을 변경하도록 제어할 수도 있음은 물론이다.
한편 메모리(150)는 제어부(100)의 동작을 위한 프로그램 및 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 일 예로 메모리(150)는 수광부(120)에서 센싱된 플라즈마 스펙트럼에 따라 시료의 성분을 분석할 수 있는 데이터를 포함할 수 있다. 또한 메모리(150)는 기 설정된 조사부(110) 레이저 및 수광부(120)의 초점 거리에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 조사부(110) 또는 수광부(120)의 렌즈들이 이동되는 경우, 이동된 렌즈에 따라 변경되는 초점거리들에 대한 정보들을 포함할 수 있다.
도 2는 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)의 구조를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)는 수광부(120)와 거리 측정부(130)가 조사부(110) 주변에 형성된 예를 보이고 있으며, 상기 수광부(120)와 거리 측정부(130) 그리고 조사부(110)를 포함하는 조사부 몸체(200)가 위치 조정부(140)에 연결되는 예를 보이고 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)는 상기 조사부 몸체(200)의 위치 이동 시, 상기 조사부 몸체(200)가 이동하는 경로를 가이드하는 가이드부(210)가 형성될 수 있다. 따라서 위치 조정부(140)가 조사부 몸체(200)를 이동시키는 경우, 조사부 몸체(200)는 상기 가이드부(210)를 따라 이동하여 전진(레이저가 조사되는 방향으로 이동)하거나, 또는 후진(레이저가 조사되는 방향의 반대 방향으로 이동)하도록 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)에서 조사부(110)의 위치를 변경하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)의 제어부(100)는 시료에 레이저가 조사되는 경우, 먼저 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리를 측정할 수 있다(S300). 일 예로 상기 거리 측정은, 레이저 거리 측정부(LRF), 초음파 거리 측정부, 및 적외선 거리 측정부 중 적어도 하나에 근거하여 수행될 수 있다.
그리고 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 측정되면, 제어부(100)는 측정된 거리와 기 설정된 레이저 초점 거리를 비교할 수 있다(S302). 여기서 상기 기 설정된 레이저 초점 거리는 미리 설정된 고정된 레이저 초점 거리일 수 있다. 또는 상기 조사부(110)의 렌즈 위치에 따라 산출된 레이저 초점 거리일 수 있다.
상기 S302 단계의 비교 결과, 측정된 거리가 기 설정된 레이저 초점 거리와 동일하다고 판단할 수 있는 거리라면, 제어부(100)는 S300 단계로 진행하여 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리를 다시 측정할 수 있다. 그리고 S302 단계로 진행하여 측정된 거리와 기 설정된 레이저 초점 거리를 비교하는 과정을 반복할 수 있다.
반면 상기 S302 단계의 비교 결과, 측정된 거리가 기 설정된 레이저 초점 거리와 동일하다고 판단할 수 없는 거리라면, 제어부(100)는 측정된 거리에 근거하여 상기 조사부(110)가 이동될 거리 및 방향을 산출할 수 있다(S304). 일 예로 상기 S304 단계는 상기 측정된 거리와 기 설정된 레이저 초점 거리를 비교한 결과, 상기 측정된 거리가 기 설정된 레이저 초점 거리보다 더 긴 경우라면, 제어부(100)는 조사부(110)와 시료 표면이 보다 가까워지도록 상기 측정된 거리와 기 설정된 레이저 초점 거리의 차이만큼 상기 조사부(110)를 전진시켜야 하는 것으로 판단할 수 있다. 반면 상기 측정된 거리가 기 설정된 레이저 초점 거리보다 더 짧은 경우라면, 제어부(100)는 조사부(110)와 시료 표면이 보다 멀어지도록 상기 측정된 거리와 기 설정된 레이저 초점 거리의 차이만큼 상기 조사부(110)를 후진시켜야 하는 것으로 판단할 수 있다.
그리고 제어부(100)는 상기 S304 단계에서 산출된 거리 및 방향에 따라 조사부(110)의 위치가 변경되도록, 위치 조정부(140)를 제어할 수 있다(S306). 이에 따라 조사부(110)의 위치가 변경될 수 있으며, 변경된 조사부(110)의 위치에 따라 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 초점 거리가 유지될 수 있다. 따라서 조사되는 레이저의 초점이 상기 시료 표면에 형성될 수 있다.
한편 상기 S306 단계를 통해 조사부(110)의 위치가 변경되면, 제어부(100)는 S300 단계로 진행하여 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리를 다시 측정할 수 있다. 그리고 S302 단계로 진행하여, 측정된 거리와 기 설정된 레이저 초점 거리를 비교한 결과에 따라 다시 S300 단계로 진행하거나 또는 S304 단계에서 S306 단계에 이르는 과정을 반복할 수 있다. 즉, 사용자에 의해 시료 성분의 조사가 완료될 때까지, 상기 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리에 따라 상기 도 3의 과정이 반복적으로 수행될 수 있다. 그리고 이에 따라 조사부(110)에 대응되는 기 설정된 초점거리에 일치되도록 상기 조사부(110)이 이동될 수 있다.
한편 이와 유사하게 수광부(120) 역시 시료로부터 기 설정된 초점 거리를 유지할 수도 있음은 물론이다. 이 경우 수광부(120) 역시, 시료와 수광부(120) 사이의 거리가 기 설정된 초점거리(예 : 수광부(120)에 대해 기 설정된 초점거리)에 일치하도록 상기 수광부(120)가 이동될 수 있다. 여기서 상기 수광부(120)에 대해 기 설정된 초점거리는, 조사부(110)에 대해 설정된 초점거리와 서로 다른 거리일 수 있다.
한편 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)가, 굴곡진 형상을 가지는 시료(400)에 따라 조사부의 위치가 변경되는 예를 도시한 예시도이다.
이하의 설명에서 도 4의 상단에 도시된 도면은 첫 번째 도면으로, 중단에 표시된 도면은 두 번째 도면으로, 그리고 하단에 도시된 도면은 세 번째 도면으로 칭하기로 한다.
도 4를 참조하여 살펴보면, 상기 시료(400)는 위치에 따라 각각 서로 다른 단차를 가지는 굴곡을 가지도록 형성될 수 있다. 그리고 시료(400)에 대하여 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)는 시료(400)의 a 지점에서 b 지점으로, 그리고 b 지점에서 c 지점으로 이동하며 시료를 분석할 수 있다.
이 경우 기 설정된 레이저 초점 거리가 d 거리인 경우, 도 4의 첫 번째 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 시료 분석 초기에 사용자는 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 d 거리를 유지하도록 레이저 유도 분광 분석 장치(1)를 배치할 수 있다. 따라서 시료(400)의 a 지점의 경우 조사부(110)에서 조사되는 레이저는, 초점 거리인 d 거리만큼 이격된 거리에서 조사되므로, a 지점의 표면에 초점이 형성될 수 있다.
이러한 상태에서 레이저 유도 분광 분석 장치(1)가 이동하여 b 지점에 레이저를 조사하는 경우, 제어부(100)는 상기 도 3의 S302 단계에서, 거리 측정부(130)를 통해 측정된 시료 표면, 즉 b 지점의 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 초점 거리 d 거리와 차이가 있음을 식별할 수 있다. 그러면 제어부(100)는 상기 도 3의 S304 단계 내지 S306 단계로 진행하여 b 시점의 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리와 기 설정된 초점 거리 d 거리와의 차이에 따라 조사부 몸체(200)를 이동시킬 수 있다. 따라서 도 4의 두 번째 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 조사부(110)의 몸체가 상기 산출된 차이만큼 후진하여, 조사부(110)가 b 시점의 시료 표면 사이의 거리가 초점 거리 d 거리를 유지할 수 있다. 이에 따라 조사부(110)에서 조사되는 레이저는, 초점 거리인 d 거리만큼 이격된 거리에서 조사되므로 b 지점의 표면에 초점이 형성될 수 있다.
한편 레이저 유도 분광 분석 장치(1)가 이동하여 c 지점에 레이저를 조사하는 경우, 제어부(100)는 상기 도 3의 S302 단계에서, 거리 측정부(130)를 통해 측정된 시료 표면, 즉 c 지점의 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 초점 거리 d 거리보다 짧음을 식별할 수 있다.
그러면 제어부(100)는 상기 도 3의 S304 단계 내지 S306 단계로 진행하여 c 시점의 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리와 기 설정된 초점 거리 d 거리와의 차이에 따라 조사부 몸체(200)를 이동시킬 수 있다. 따라서 도 4의 세 번째 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 조사부(110)의 몸체가 상기 산출된 차이만큼 전진하여, 조사부(110)가 c 시점의 시료 표면 사이의 거리가 초점 거리 d 거리를 유지할 수 있다. 이에 따라 조사부(110)에서 조사되는 레이저는, 초점 거리인 d 거리만큼 이격된 거리에서 조사되므로 c 지점의 표면에 초점이 형성될 수 있다. 이에 따라 본 발명은 시료(400) 표면의 굴곡에 의해 형성된 단차와 상관없이 항상 시료 표면에 조사부(110)에서 조사되는 레이저의 초점이 형성되도록 하므로, 레이저 유도 분광 분석에서 보다 정확한 시료의 분석 결과를 획득 및 상기 레이저 유도 분광 분석의 효율을 높일 수 있다.
한편 도 3 및 도 4의 설명에서는 위치 조정부(140)가 조사부(110)의 위치를 변경시키는 동작 과정의 예를 설명하였으나, 상기 위치 조정부(140)는 상술한 바와 같이 조사부(110)에 구비된 적어도 하나의 렌즈의 위치를 변경하도록 형성될 수도 있음을 언급한 바 있다. 이하 도 5 내지 도 7에서는, 이처럼 위치 조정부(140)가 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리에 따라 적어도 하나의 렌즈의 위치를 변경할 수 있도록 형성된 경우에 제어부(100)의 동작 과정 및 렌즈의 위치 변경을 설명하기로 한다.
먼저 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)에서, 시료 표면과의 거리에 따라 렌즈의 위치를 이동시키는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)의 제어부(100)는 시료에 레이저가 조사되는 경우, 먼저 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리를 측정할 수 있다(S400).
그리고 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 측정되면, 제어부(100)는 측정된 거리가 현재 산출된 레이저 초점 거리와 일치하는지 여부를 판단할 수 있다(S402). 일 예로 제어부(100)는 현재 측정된 거리가 현재 산출된 레이저 초점 거리 또는 기 설정된 레이저 초점 거리로부터 기 설정된 동일 판단 범위 내인 경우, 현재 측정된 거리가 현재 산출된 레이저 초점 거리와 일치하는 것으로 판단할 수 있다.
한편 상기 S402 단계의 비교 결과, 측정된 거리가 산출된 레이저 초점 거리와 일치하는 경우라면, 제어부(100)는 S400 단계로 진행하여 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리를 다시 측정할 수 있다. 그리고 S402 단계로 진행하여 측정된 거리가 현재 산출된 레이저 초점 거리 또는 기 설정된 레이저 초점 거리와 일치하는지 여부를 판단하는 과정을 반복할 수 있다.
반면 상기 S402 단계의 비교 결과, 현재 측정된 거리가 현재 산출된 레이저 초점 거리와 일치하지 않는 경우, 제어부(100)는 측정된 시료 표면으로부터 조사부(110) 사이의 거리에 근거하여, 상기 조사부(110)와 시료 표면 사이의 거리에 대응하는 초점 거리를 형성하기 위한 렌즈의 위치를 산출할 수 있다. 일 예로 제어부(100)는 렌즈의 각 위치에 따라 변경되는 초점 거리들에 대한 정보에 근거하여 상기 렌즈의 위치를 산출할 수 있다.
일 예로 메모리(150)는 상기 렌즈의 서로 다른 각각의 위치에 따라 변경되는 초점 거리들에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또는 메모리(150)는 렌즈가 이동하는 경우, 이동하는 방향 및 이동 거리에 따라 초점 거리를 산출하기 위한 정보들을 포함할 수 있다. 이에 따라 제어부(100)는 상기 S504 단계에서, 상기 메모리(150)에 포함된 정보에 근거하여 상기 측정된 거리에 대응하는 초점 거리를 형성하는 렌즈의 위치를 결정하거나, 또는 상기 측정된 거리에 대응하는 초점 거리를 형성하기 위한 렌즈의 이동 거리 및 이동 방향을 산출할 수 있다.
그리고 제어부(100)는 상기 S504 단계에서 산출된 렌즈의 이동 거리 및 이동 방향 또는 결정된 렌즈의 위치에 따라 조사부(110)에 구비된 적어도 하나의 렌즈 위치가 변경되도록, 위치 조정부(140)를 제어할 수 있다(S506). 이에 따라 변경된 조사부(110) 렌즈의 위치에 따라 조사부(110)에서 조사되는 레이저의 초점 거리가, 현재 측정된 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리로 변경될 수 있다. 따라서 조사부(110)에서 조사되는 레이저의 초점이 상기 시료 표면에 형성될 수 있다. 한편 이처럼 조사부(110) 렌즈의 위치 변경에 따라 조사부(110)에서 조사되는 레이저의 초점 거리가 변경되면, 그와 연동하여 수광부(120)의 렌즈 위치가 변경되어 수광부(120)의 초점 거리 역시 변경될 수 있다.
한편 상기 S506 단계를 통해 조사부(110) 렌즈의 위치가 변경되면, 제어부(100)는 S500 단계로 진행하여 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리를 다시 측정할 수 있다. 그리고 S502 단계로 진행하여, 측정된 거리와 기 설정된 레이저 초점 거리를 비교한 결과에 따라 다시 S500 단계로 진행하거나 또는 S504 단계에서 S506 단계에 이르는 과정을 반복할 수 있다. 즉, 사용자에 의해 시료 성분의 조사가 완료될 때까지, 상기 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리에 따라 상기 도 5의 과정이 반복적으로 수행될 수 있다.
도 6 내지 도 7은 상술한 바와 같이 조사부(110)의 렌즈 위치가 변경가능하도록 형성된 레이저 유도 분광 분석 장치(1)에서 조사부의 구조를 도시한 개념도 및 상기 렌즈 위치가 변경되는 예를 도시한 예시도이다.
먼저 도 6을 참조하여 살펴보면, 도 6의 하단에 도시된 도면은 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)에서 복수의 렌즈(600, 610)을 포함하는 조사부(110)의 구조를 보이고 있다. 도 6에서 보이고 있는 바와 같이 조사부(110)에서는 제2 렌즈(610)를 통과한 레이저가, 제1 렌즈(600)에 의해 기 설정된 거리에서 초점이 형성되는 구조를 가질 수 있다.
이러한 경우 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 유도 분광 분석 장치(1)의 제어부(100)는 상기 제1 렌즈(600)의 위치가 변경되도록 위치 조정부(140)를 제어할 수 있다. 즉, 도 7의 첫 번째 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 제1 렌즈(600)가 제1 위치에 있는 경우에 상기 제1 렌즈(600)로부터 기 설정된 거리 만큼 이격된 제1 지점(700)에 초점이 형성될 수 있다.
그런데 상기 위치 조정부(140)에 의해 상기 제1 렌즈가 일정 거리(620)만큼 이동하는 경우라면, 상기 제1 렌즈(600)의 위치 이동에 따라 초점이 형성되는 위치가 변경될 수 있다. 즉 도 7의 두 번째 도면에서 보이고 있는 바와 같이, 상기 제1 렌즈(600)가 제2 렌즈(610)가 위치하는 방향으로 상기 일정 거리(620)만큼 이동하는 경우라면, 조사부(110)에서 조사되는 레이저의 초점은 제1 위치(700)가 아닌 제2 위치(710)에 형성될 수 있다. 즉 렌즈의 위치 이동에 따라 레이저의 초점이 형성되는 위치가 변경될 수 있다. 또한 상기 제2 위치(710)는 굴곡진 시료의 형상에 따라 조사부(110)로부터 보다 가까워진 거리에 위치한 시료 표면 상의 일 지점일 수 있다.
한편 상술한 설명에서는 제1 렌즈(600)가 제2 렌즈(610)가 위치하는 방향으로 이동하는 경우를 예로 들었으나, 그 반대의 방향으로 이동할 수도 있음은 물론이다. 이 경우 조사부(110)에서 조사되는 레이저의 초점은 조사부(110)로부터 보다 더 먼 거리에 형성될 수 있다. 따라서 시료 표면과 조사부(110) 사이의 거리가 더 멀어지는 경우, 제어부(100)는 제1 렌즈(600)를 이동하여 굴곡진 시료의 형상에 따라 조사부(110)로부터 보다 먼 거리에 위치한 시료 표면 상의 일 지점에 상기 레이저의 초점이 형성되도록 할 수도 있다.
한편 상술한 설명에서는 두 개의 렌즈를 이용하여 조사되는 레이저의 초점이 결정되는 조사부(110)의 구조를 설명하였으나, 이는 본 발명의 설명을 위한 일 예일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 물론이다. 즉, 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여 조사되는 레이저의 초점이 변경되도록 할 수 있는 이상, 얼마든지 도 6 내지 도 7에서 도시한 구조와 다른 구조의 조사부를 가지는 레이저 유도 분광 분석 장치에도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 레이저 유도 분광 분석 장치의 제어부(100)를 포함할 수도 있다. 따라서 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
Claims (12)
- 레이저 유도 분광 분석 장치에 있어서,
시료에 레이저를 조사하는 조사부;
상기 시료에 조사된 레이저에 의해 상기 시료로부터 발생하는 플라즈마의 빛을 수광하기 위한 수광부;
기 설정된 상기 조사부의 레이저 및 상기 수광부의 이동된 렌즈 위치에 따른 서로 다른 초점거리들에 대한 정보들을 포함하는 메모리;
상기 시료와 조사부 사이의 거리를 측정하기 위한 거리 측정부;
상기 조사부와 수광부, 및 상기 거리 측정부를 포함하도록 형성되며, 상기 시료가 위치한 방향 또는 상기 시료가 위치한 방향과 반대 방향으로 이동 가능하도록 형성된 조사부 몸체;
상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키는 위치 조정부; 및,
상기 측정된 시료와 조사부 사이의 거리에 따라, 상기 시료와 더 가까워지도록 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키거나 또는 상기 시료와 더 멀어지도록 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키도록 상기 위치 조정부를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 수광부는,
상기 레이저에 의해 발생하는 플라즈마에, 센싱되는 영상의 초점을 형성하기 위한 적어도 하나의 렌즈를 포함하여 형성되며,
상기 제어부는,
상기 위치 조정부에 의해 상기 조사부 몸체의 위치가 변경되면, 상기 수광부의 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여 상기 수광부에 센싱되는 영상의 초점 거리를 함께 변경하며,
상기 변경된 조사부 몸체의 위치에 따른 레이저의 초점 거리와 상기 수광부에 센싱되는 영상의 변경된 초점 거리는 서로 다른 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치. - 제1항에 있어서,
상기 조사부는,
상기 레이저의 초점 거리를 결정하는 적어도 하나의 렌즈를 포함하며,
상기 위치 조정부는,
상기 조사부의 적어도 하나의 렌즈 중, 적어도 하나의 위치를 변경하여 상기 레이저의 초점 거리를 더 변경하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치. - 삭제
- 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
시료 표면과 조사부 사이의 거리가 1차 측정되면, 측정된 거리에 근거하여 상기 조사부의 위치를 이동시키고,
이동된 조사부의 위치와 상기 시료 표면 사이의 거리를 2차 측정한 결과에 따라 상기 조사부의 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여 상기 레이저의 초점 거리를 더 변경하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치. - 제2항에 있어서, 상기 제어부는,
시료 표면과 조사부 사이의 거리가 1차 측정되면, 측정된 거리에 근거하여 상기 조사부의 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여 상기 레이저의 초점 거리를 변경하고,
상기 측정된 거리와 상기 변경된 초점 거리를 비교한 결과에 따라 상기 조사부의 위치를 더 변경하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치. - 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 시료와 조사부 사이의 거리가 기 설정된 상기 레이저의 초점 거리를 유지하도록 상기 조사부 몸체의 위치를 이동시키는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치. - 제1항에 있어서,
상기 조사부 몸체가 이동하는 경로를 가이드(guide)하는 가이드부를 더 포함하며,
상기 조사부 몸체는,
상기 가이드부를 따라 상기 레이저가 조사되는 방향으로 이동하거나 또는 상기 레이저가 조사되는 방향의 반대 방향으로 이동하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치. - 시료에 레이저를 조사하는 조사부와 상기 시료로부터 발생하는 플라즈마의 빛을 수광하기 위한 수광부를 포함하는 조사부 몸체의 위치를 이동할 수 있도록 형성된 레이저 유도 분광 분석 장치의 제어 방법에 있어서,
상기 시료와 조사부 사이의 거리를 측정하는 단계;
상기 측정된 거리와 상기 레이저의 초점 거리의 차이를 산출하는 단계;
상기 산출된 차이에 근거하여, 상기 조사부 몸체가 이동될 거리와 이동 방향을 결정하는 단계;
결정된 이동 거리와 이동 방향에 따라 상기 시료와 조사부 사이의 거리 및, 상기 시료와 수광부 사이의 거리가, 각각 상기 조사부와 수광부에 대해 기 설정된 초점거리와 일치하도록 상기 조사부 몸체를 이동시키는 단계를 포함하며,
상기 수광부는,
상기 레이저에 의해 발생하는 플라즈마에, 센싱되는 영상의 초점을 형성하기 위한 적어도 하나의 렌즈를 포함하여 형성되며,
상기 조사부 몸체를 이동시키는 단계는,
상기 조사부 몸체의 위치가 변경되면, 상기 조사부의 레이저 및 상기 수광부의 이동된 렌즈 위치에 따른 서로 다른 초점거리들에 대해 메모리에 저장된 정보들에 근거하여 상기 수광부의 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여, 상기 수광부에 센싱되는 영상의 초점 거리를 함께 변경하는 단계를 더 포함하며,
상기 변경된 조사부 몸체 위치에 따른 레이저의 초점 거리와, 상기 수광부에 센싱되는 영상의 변경된 초점 거리는 서로 다른 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치의 제어 방법. - 제8항에 있어서,
상기 레이저의 초점 거리를 결정하는 상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나를, 상기 측정된 거리와 상기 레이저의 초점 거리의 차이에 근거하여 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치의 제어 방법. - 제9항에 있어서, 상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나를 이동시키는 단계는,
상기 조사부의 적어도 하나의 렌즈의 서로 다른 위치들 및 각각 위치에 대응하는 레이저 초점 거리에 대한 기 설정된 정보에 근거하여, 상기 측정된 거리에 대응하는 레이저 초점 거리를 형성하는 렌즈의 위치를 결정하는 단계; 및,
상기 결정된 렌즈 위치로 상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치의 제어 방법. - 제9항에 있어서, 상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나를 이동시키는 단계는,
상기 조사부의 렌즈들 중 적어도 하나의 위치가 변경되면, 변경된 조사부 렌즈의 위치에 연동하여 상기 수광부의 적어도 하나의 렌즈 위치를 변경하여, 상기 변경된 레이저의 초점 거리에 따라 상기 수광부에 센싱되는 영상의 초점 거리를 함께 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치의 제어 방법. - 제9항에 있어서,
상기 측정된 거리와 상기 레이저의 초점 거리의 차이를 산출하는 단계는,
상기 시료와 조사부 사이의 측정된 거리가 기 설정된 거리를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및,
상기 판단 결과에 따라 상기 조사부 몸체가 이동되기 전에, 상기 조사부의 렌즈들 중 어느 하나를 상기 레이저의 초점 거리의 차이에 근거하여 먼저 이동하는 단계를 더 포함하며,
상기 조사부 몸체를 이동시키는 단계는,
상기 이동된 어느 하나의 조사부 렌즈에 따라 변경된 초점 거리와 상기 시료로부터 상기 조사부 사이의 거리를 재측정한 거리를 비교한 결과에 따라 상기 조사부 몸체를 이동시키는 단계임을 특징으로 하는 레이저 유도 분광 분석 장치의 제어 방법.
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| KR1020180118450A KR102113774B1 (ko) | 2018-10-04 | 2018-10-04 | 레이저 유도 분광 분석 장치 및 그 장치의 제어 방법 |
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| CN102519918A (zh) | 2011-12-08 | 2012-06-27 | 大连理工大学 | 一种基于激光诱导击穿光谱技术的地沟油快速检测的方法 |
| KR101484695B1 (ko) | 2013-09-09 | 2015-01-21 | 주식회사 포스코 | 광파이버와 분광장치를 연결하는 연결장치 및 열간 슬래브의 청정도 측정 시스템 |
| JP2016522416A (ja) * | 2013-07-15 | 2016-07-28 | 中国科学院瀋陽自動化研究所 | 遠距離冶金液体金属成分のための現場オンライン検出装置及び方法 |
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2018
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|---|---|---|---|---|
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| JP2016522416A (ja) * | 2013-07-15 | 2016-07-28 | 中国科学院瀋陽自動化研究所 | 遠距離冶金液体金属成分のための現場オンライン検出装置及び方法 |
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