KR102189750B1 - 응축핵 계수기 내의 응축물을 분리하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일반적으로 응축핵 계수기에서 응축물을 다루도록 설계된 구성요소들 (예: 포화기, 콘덴서, 응축물 저장부) 및 상기 응축물에 의해 손상될 수 있는 구성요소들 (예. 검출 및 유동 제어 장치) 사이의 응축물의 이동을 방지하는 것에 대한 것이다.

Description

응축핵 계수기 내의 응축물을 분리하기 위한 시스템 및 방법

본 발명은 2016년 6월 3일 출원된, 미국 가출원(US Provisional Application) 제 62/345572호에 대한 우선권의 이점을 주장하며, 이들 모두는 본 명세서의 개시 내용과 모순되지 않은 정도까지 그 전체가 본 명세서의 참고문헌으로 인용될 수 있다.

본 발명은 응축입자 계수기 혹은 응축핵 계수기 분야에 대한 것이다. 일 실시예에서, 본원은 응축물을 포함하도록 설계된 시스템의 구성요소들 (예: 응축물 저장부, 포화기, 또는 콘덴서)로부터 응축물의 존재로 인해 손상되고 저해될 수 있는 구성요소들 (예: 입자 계수기, 광학 입자 계수기의 광학 부품 및 오리피스와 같은 유동 제어 장치)로의 응축물의 이동을 방지하는 시스템 및 방법을 제공한다.

미세 오염 산업과 청정 제조 산업의 많은 부분은 입자 계수기의 사용과 관련되어 있고, 이러한 것들은, 미국특허 3851169호, 4348111호, 4957363호, 5085500호, 5121988호,5467188호, 5642193호, 5864399호, 5920388호, 5946092호 및 7053783호를 포함한 다수의 미국 특허에서 기재되어있다. 입자 계수기는 또한, 그 전체가 참고문헌으로 인용된, 미국 특허 4728190호, 5282151호, 6859277호 및 7030980호에 기재되어 있다.

기존의 응축핵 계수기는 일례로 광학 입자 계수기와 같은 상대적으로 낮은 감도의 입자 계수 장치를 활용하여 입자의 표면 상에 증기를 액체로 응축하여 입자의 검출가능성을 증가시켜서 작은 입자들을 검출할 수 있게 한다. 입자에 응축된 유체는 일반적으로 작동 유체의 응축물로 지칭된다. 일반적으로, 분석 대상인 샘플은 유동 제어 장치 (예: 유동 오리피스)를 통해 응축핵 계수기 시스템에 진입하고 샘플이 일차적으로 기화 상태의 응축물의 농축물과 혼합되는 포화기내로 진입한다. 포화기는 포화기로 응축물을 제공하는 응축물 저장부와 유체 연통되고, 충분히 기화 상태가 되도록 가열하는 곳이다. 샘플 유동은 응축물 증기와 혼합된 후, 샘플 유동을 냉각시키는 콘덴서 내로 흘러 응축물이 샘플 유동에 포함된 입자들 주위의 액체로 응축하도록 하여, 입자 주위에 액체 층을 생성하여 인식된 입자를 확대시킨다. 이어서 샘플 스트림은 광학 입자 계수기와 같은 입자 검출 시스템에 제공되는데, 액체 층에 의해 유발된 더 큰 표시로 인해 입자를 보다 용이하게 검출한다.

많은 상이한 유체들이 작동 유체에 적합하지만, 일반적인 예시는 알코올, 물 및 글리세롤을 포함한다. 입자 검출 장치에 따라, 응축물이 검출 시스템의 민감한 부품들과 반응을 하게 되면 응축물은 해로울 수 있고, 소량의 유동 제어 장치들로 방해하게 되면 문제가 될 수 있다. 따라서, 응축핵 계수기 시스템이 실험실 내에서 또는 다른 장소로 이동하는 경우 응축물이 포화기 및 콘덴서 부품들로부터 광학 또는 유동 제어 장치 내로 이동할 수 있는 문제점이 발생할 수 있다. 포화기 및 콘덴서가 주로 시스템이 세워져 있는 동안 응축물 이동을 방지하기 위하여 배치되므로 이와 같은 문제는 시스템이 이동 중 세워진 상태로 유지될 수 없다면 심화된다.

상기 문제점들은 점성 및/또는 습윤성 응축물 (예: 글리세롤)이 응축핵 계수기 시스템에 사용되는 경우 더욱 증대된다. 점성 및/또는 습윤성 응축물들이 응축핵 계수기의 작동에 일부 장점을 갖지만, 점성 및 습윤성이 더 높을수록 장치 내에 작동 유체가 유지되는 경향이 많고, 따라서 장치가 응축물이 제거되도록 배출된 이후에도 다른 장치 구성요소들로 이동할 수 있다. 이로 인해 응축물 저장부가 배출되고 응축물 대부분이 제거된 이후에 장치가 운반되거나 이동되는 경우에도 이동 중에 응축물 이동 문제들이 발생한다.

전술한 바와 같이 해당 분야에는 민감한 구성요소들을 보호하기 위해 응축물 입자 내에서 응축물의 이동을 방지하는 시스템 및 방법에 대한 필요성이 있다.

도1은 응축물 (예: 글리세롤) 분리를 위해 핀치 밸브들을 활용하는 본 발명의 일 실시예의 개략도를 제공한다.
도2는 도1에 도시된 실시예의 사진이다.
도3은 도1의 실시예에서 입자 계수기를 분리하는 밸브의 사진이다.
도4는도1의 실시예에서 샘플 입구 및 입구 오리피스를 분리하는 밸브의 사진이다.

본원에 따른 시스템 및 방법은 일반적으로 응축물을 다루도록 설계된 구성요소들 (예: 포화기, 콘덴서, 응축물 저장부) 및 응축물에 의해 손상될 수 있는 구성요소들 (예: 검출 및 유동 제어 장치들) 사이의 응축핵 계수기 내에서의 응축물의 이동을 방지하는 것에 대한 것이다. 일부 실시예에서, 응축핵 계수기가 미사용중일 때, 응축핵 계수기에 전원이 꺼져 있을 때, 또는 입자 계수기에 샘플을 유동시키는 펌프가 작동하지 않을 때, 시스템 및 방법은 민감한 구성요소들을 보호하도록 자동적으로 연결된다. 상기 시스템 및 방법은 다기능적이며 일례로 광학 입자 계수기 (산란, 방출 및 전송 계수기 포함)와 같은 상이한 계수기 시스템들에 활용될 수 있다. 바람직하게, 일부 실시예에서, 상술되는 시스템 및 방법은 이동을 위해 응축물을 배출 및 대체할 필요 없이, 응축물이 있는 응축핵 계수기를 운반 또는 이동할 수 있게 한다.

일 양태에 있어서, (i) 분석되는 샘플 스트림을 유입하기 위한 입구; (ii) 상기 샘플 스트림 내로 응축물을 유입하기 위한 포화기이되, 상기 포화기는 응축물 저장부와 유체 연통되는 것을 특징으로 하고; (iii) 상기 샘플 스트림에 포함된 입자들에 상기 응축물을 응축하기 위해 상기 포화기와 유체 연통되는 콘덴서; (iv) 상기 샘플 스트림 내의 상기 입자들을 검출 또는 특성화 하기 위해 상기 콘덴서와 유체 연통되는 입자 계수기; 및 상기 입자 계수기를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 분리하기 위해 상기 입자 계수기 및 상기 콘덴서사이에 배치되는 밸브를 포함하는 응축핵 계수기 시스템이 제공된다. 일 실시예에서, 상기 응축핵 계수기 시스템은 상기 입구를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 분리하기 위해 상기 입구 및 상기 포화기 사이에 배치되는 제2밸브를 추가적으로 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 입자 계수기 혹은 진공 펌프에 전력이 공급되지 않는 경우 상기 밸브는 자동으로 차단되어, 상기 입자 계수기를 분리한다. 일부 실시예에서, 상기 입구를 통해 흐르는 샘플 용액이 없는 경우 또는 주변 온도가 변하는 경우 상기 밸브는 자동으로 차단되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 입자 계수기 혹은 진공 펌프에 전력이 공급되지 않는 경우 상기 밸브 및 상기 제2밸브는 자동으로 차단되어, 상기 입자 계수기 및 상기 입구를 분리한다. 일부 실시예에서, 상기 응축핵 계수기는 예를 들면 산란된 광 입자 계수기, 방출된 광 입자 계수기, 또는 전송 입자 계수기이다. 일부 실시예에서, 상기 밸브 및/또는 제2밸브는 핀치 밸브이다.

일 실시예에서, 응축핵 계수기 시스템은 상기 입구 및 상기 포화기 사이에 배치되는 유동 제어 오리피스를 추가적으로 포함하고, 상기 제2밸브는 상기 유동 제어 오리피스 및 상기 포화기 사이에 배치되고 상기 유동 제어 오리피스를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 추가적으로 분리하는 것을 특징으로 한다. 일부 실시예에서, 상기 응축물은 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 글리세롤 혹은 그 조합이다. 일 실시예에서, 상기 응축물은 글리세롤이다.

일 양태에 있어서, (i) (a)유동 제어 오리피스를 가지는 입구; (b)응축물 저장부와 유체 연통되며 응축물을 유입하기 위한 포화기; (c) 입자들에 상기 응축물을 응축하기 위한 콘덴서; 및 (d)상기 입자들을 검출 또는 특성화 하기 위한 입자 계수기를 포함하는 응축핵 계수기를 제공하는 단계; 및 (ii) 응축물이 상기 입자 계수기 또는 상기 유동 제어 오리피스를 오염시키는 것을 방지하도록, 상기 포화기, 상기 콘덴서 및 상기 응축물 저장부를 상기 입구 및 상기 입자 계수기로부터 분리하는 단계를 포함하는 응축핵 계수기 내의 응축물을 분리하는 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 상기 포화기를 분리하는 상기 단계는 상기 포화기 및 상기 입구 사이에 배치된 제1밸브 및 상기 콘덴서 및 상기 입자 계수기 사이에 배치된 제2밸브에 의해 수행된다.

일부 실시예에서, 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 핀치(pinch) 밸브들이다. 일부 실시예에서, 상기 분리 과정은 입자 계수기가 작동 중이 아닐 때, 입자 계수기 전원이 꺼져 있을 때, 및/또는 상기 유동 오리피스를 통한 유동이 없을 때 수행된다. 일부 실시예에서, 상기 입자 계수기는 광학 입자 계수기이다.

일 양태에 있어서, (i) 분석되는 샘플 스트림을 유입하기 위한 입구; (ii) 상기 샘플 스트림 내로 응축물을 유입하기 위한 포화기이되, 상기 포화기는 응축물 저장부와 유체 연통되는 것을 특징으로 하고; (iii) 상기 샘플 스트림에 포함된 입자들에 상기 응축물을 응축하기 위해 상기 포화기와 유체 연통되는 콘덴서; (iv) 상기 샘플 스트림 내의 상기 입자들을 검출 또는 특성화 하기 위해 상기 콘덴서와 유체 연통되는 입자 계수기; (v) 상기 입자 계수기를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 분리하기 위해 상기 입자 계수기 및 상기 콘덴서 사이에 배치되는 제1밸브; 및 상기 유동 제어 오리피스를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 분리하기 위해 상기 입구 및 상기 포화기 사이에 배치되는 제2밸브를 포함하며; 상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 입자 계수기가 작동 중이 아닐 때, 입자 계수기 전원이 꺼져 있을 때, 및/또는 상기 유동 오리피스를 통한 유동이 없을 때 자동으로 차단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템이 제공된다.

일반적으로 본 명세서에서 사용되는 용어 및 문구는 당업자에게 공개된 표준 텍스트, 저널 참조 및 컨텍스트의 참조를 통해 발견할 수 있는 해당업계에서 인정된 의미를 갖는다. 후술되는 정의는 본 발명의 문맥상 특정 용도를 명확히 하기 위해 제공된다.

"유동 방향(flow direction)"은 유체가 흐를 때 유체의 벌크(bulk)가 이동하는 방향과 나란한 축을 의미한다. 직선 플로우셀을 통과하는 유체 유동에 있어서, 유동 방향은 유체의 벌크가 선택하는 경로와 평행할 수 있다. 곡선 플로우셀을 통과하는 유체 유동에 있어서, 유동 방향은 유체의 벌크가 선택하는 경로의 접선방향으로 사료될 수 있다.

"응축입자 계수기(condensation particle counter)" 및 "응축핵 계수기(condensation nuclei counter)"는 본원에서 동의어로 사용되고, 입자 계수기(본원에서 정의된 바와 같음) 및 입자 표면에 응축물을 응축시켜 입자 계수기에 의해 인지된 입자의 부피를 증대시키는 응축 시스템을 갖는 시스템 또는 장치를 의미한다. 일부 실시예에서, 입자 계수기 및 응축 시스템은 단일 시스템 또는 단위로 통합되고 일부 경우에는 두 개 이상의 단위들 또는 장치들을 포함한다. 일 실시예에서, 입자 계수기는 광학 입자 계수기이고 단일 장치 내에 응축 시스템과 함께 포함된다.

"응축물 (condensate)" 및 "작동 유체 (working fluid)"는 본원에서 동의어로 사용되고, 입자 계수기에 의한 검출을 용이하게 하기 위해 응축핵 계수기에 의해 입자에 응축된 유체를 의미한다. 일부 실시예에서, 응축물은 알코올, 물 또는 글리세롤을 의미한다. 일 실시예에서, 응축물은 글리세롤을 의미한다.

"입자 검출(detecting a particle)"이라는 표현은 넓게 입자의 존재 및/또는 특징을 센싱, 식별하는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 입자 검출은 입자 계수를 의미할 수 있다. 일부 실시예에서, 입자 검출은 지름, 단면 치수, 형상, 크기, 공기역학적 크기, 또는 이들 임의의 조합과 같은 입자의 물리적 특성을 특징화 및/또는 측정하는 것을 나타낼 수 있다.

"입자(Particles)"는 오염물질로 종종 간주되는 작은 물체를 의미한다. 입자는, 예를 들어 두 면이 기계적인 접촉이 발생하여 기계적으로 움직이는 것과 같은, 마찰의 작용에 의해 생성된 모든 재료일 수 있다. 입자는, 예를 들어 먼지, 흙, 연기, 재, 물, 그을음, 금속, 미네랄, 또는 이들 또는 다른 물질 또는 오염물질의 임의의 조합과 같은, 물질의 집합체의 구성일 수 있다. "입자"는 또한, 예를 들어 바이러스, 포자 및 박테리아, 곰팡이, 고생물, 원생생물, 다른 단세포 미생물 및 특히 이러한 1 내지 15μm의 크기를 갖는 미생물을 포함하는 미생물과 같은, 생물학적 입자를 나타낼 수 있다. 입자는 빛을 흡수하거나 또는 산란하는 작은 물체를 나타낼 수 있고 따라서 광학 입자 계수기에 검출될 수 있다. 본 발명에서 쓰였듯이, "입자"는 이송 유체의 개별적인, 예를 들어 물분자, 공정 화학 분자, 산소분자, 헬륨원자, 질소 분자 등의, 원자 또는 분자를 의도적으로 배제할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에는 10nm, 20nm, 30nm, 50nm, 100nm, 500nm, 1μm 또는 그 이상, 또는 10μm 또는 그 이상 보다 큰 크기를 갖는 물질의 집합체를 포함하는 입자를 검출, 크기결정, 및 또는 계수할 수 있다. 특정 입자는 20nm 내지 50nm, 50nm 내지 50μm, 100nm 내지 10μm, 또는 500nm 내지 5μm 로부터 선택되는 크기를 갖는 입자를 포함할 수 있다.

"입자 계수기(particle counter)"는 유체에서 부유된 입자의 검출이 가능한 시스템, 유체에서 부유된 입자의 크기를 결정할 수 있는 시스템, 유체에서 부유된 입자를 계수할 수 있는 시스템, 유체에서 부유된 입자의 분류가 가능한 시스템, 또는 전술한 것들의 임의의 조합을 의미한다. 일부 실시예에서, 입자 계수기는 광학 입자 계수기를 의미하는데, 전자기 방사선의 빔을 생성하기 위한 소스, 예를 들어 액체 또는 가스 유동이 통과하는 플로우셀과 같이 유체 샘플이 유동하는 지역으로 빔을 지향하기 위한 광학적 요소와 같은 다수의 구성요소를 포함한다. 전형적은 광학 입자 계수기는 또한 이차원 광학 검출기와 같은 광검출기, 및 빔을 통과하는 입자에 의해 가려지거나 산란되거나 또는 방출된 전자기 방사선을 검출하기 위한 광학 수집장치, 및 전류-전압 컨버터와 신호 필터링 및 증폭 전자 장치를 포함하는 광검출기에 의해 생성된 전자 신호의 처리 및 분석을 위한 다른 전자 장치를 포함할 수 있다. 광학 입자 계수기는 또한 전자기 빔이 존재하는 검출 영역으로 유체 샘플을 주입하기 위한 흐름을 생성하기 위한 펌프를 포함할 수 있다.

"유체 연통(Fluid communication)"은 유체가 하나의 물체를 지나치고, 통과하거나 또는 그로부터 다른 물체로 전달되도록 둘 또는 그 이상의 물체의 배열하는 것을 의미한다. 예를 들어, 일부 실시예에서 두 개의 물질간 직접적으로 유동 유체 경로가 제공되는 경우 두 물질은 상호간 유체 연통상태에 있다. 일부 실시예에서, 두 물질은 하나 또는 그 이상의 다른 물질 또는 두 물질 사이의 유동 경로를 포함한 것과 같은, 두 물질 간 간접적인 유체 유동 경로가 제공되는 경우 두 물질은 상호간 유체 연통상태에 있다. 일 실시예에서, 유체의 바디(body)에 존재하는 두 물체는 제1 물체로부터 유체가 유동 경로를 따르는 것처럼 제2 물체를 지나치고 및/또는 통과하기 위해 끌리지(drawn) 않는다면 상호가 반드시 유체 연통하지 않을 수 있다.

"분리(isolation)"는 일례로 밸브 차단에 의해 두 개 이상의 구성요소들 사이의 유체 연통상태를 제한 또는 제거하는 것을 의미한다.

"유속(Flow rate)"은 특정 지점 또는, 흡입공을 지나치거나 또는 입자 충돌기의 유체 출구와 같은, 특정된 면적을 통과하는 유체 유동의 양을 의미한다. 일 실시예에서 유속은 질량 유속, 즉, 특정 지점을 지나치거나 또는 특정 면적을 통과하는 유체 유동의 질량을 의미할 수 있다. 일 실시예에서 유속은 체적 유량, 즉, 특정 지점을 지나치거나 또는 특정 면적을 통과하는 유체 유량의 체적일 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예에서 더 상술되며, 이는 도시된 예로써 제공되며 어떠한 방식으로든 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

<실시예 1> 시스템 전원에 연계된 응축물 자동 분리

일 실시예에서, 응축물 분리 시스템은 응축핵 계수기의 전원이 꺼진 경우 자동으로 분리 시스템들에 연계되도록 구성되고, 이는 도1에 도시된 바와 같다. 응축물 분리 수단을 직접 장치 전원에 연결하는 것은 사용자로 인한 오류들을 방지하고, 일부 실시예에서 밸브들을 자동 차단하는 것은 진공 펌프가 흡입을 멈추거나 장치가 작동하지 않는 경우에 발생할 수 있다. 전원이 장치에 연결되고 전원 스위치가 켜지면 분리 밸브들이 개방되고 샘플을 시스템으로 흐를 수 있게 한다. 도1은 핀치 밸브들을 도시하지만, 실시예들은 볼 밸브, 체크 밸브, 니들(needle) 밸브, 다이어프램(diaphragm) 밸브 또는 포퍼(popper) 밸브와 같은 임의의 밸브 종류를 포함할 수 있다. 기본 상태로 분리 밸브(들)을 차단하는 패시브 시스템은 장치가 상당한 거리로 운송 또는 이동할 때마다 밸브들이 차단되고 응축물이 분리되는 것을 보장할 것이다. 시스템은 또한 외부 환경으로부터 응축물을 분리하여 다른 이점들을 제공할 수 있는데, 예를 들면 분리 안 된 경우에 응축물은 휘발성을 갖고 기화되어 소실될 수 있다. 나아가, 분리를 통해 미사용 중에 기타 증기, 화학물질 또는 미립자가 응축물에 들어가는 것을 방지하여 작동 유체의 순도를 보호한다.

샘플링 준비 및 개시 결정이 이루어 지는 시작 과정 이후, 샘플은 입구에서 상기 장치로 투입될 것이다. 상기 장치에 투입된 직후, 상기 샘플은 오리피스를 통과하게 되는데, 오리피스의 기능은 유동 스트림의 압력차를 생성하는 것이고, 상기 압력을 인식하면 상기 장치는 소정의 유속 (예: 2.8 L/min)을 생성하도록 펌프 속도를 조절할 수 있다. 상기 오리피스는 상기 밸브들에 의해 보호받는 제1구성요소이다. 응축물은 포화기 및 응축물 저장부 둘 다에 저장되므로, 이동과정, 거친 취급 또는 움직임이 있는 동안에 상기 응축물은 장치의 개방형 공압 통로를 통과하여, 오리피스를 폐쇄하거나 유동 보정을 부정확하게 만들거나 입구에서 에어로졸화되고, 장치가 계수할 때 오류를 유발할 수 있다.

이후, 상기 샘플 스트림은 제1밸브를 통과하여 포화기에 진입한다. 상기 제1밸브는 장치 내에서 포화기의 전 단계인 임의의 위치에 배치될 수 있다. 포화기에서, 응축물은 기화되고 상기 기화된 응축물을 콘덴서를 향해 흐르는 동안 유동 스트림이 동반할 것이다. 콘덴서는 샘플을 냉각하여 응축물의 응축을 촉진한다. 콘덴서 온도는 시스템에 의해 활용되는 응축물에 의해 구체화되고, 예시적 시스템들은 시스템 내에 총 21mL의 응축물을 포함한다. 콘덴서에서 응축물은 샘플 스트림 내에서 임의의 입자들 상에 응축되고, 이에 따라 입자 계수기가 차후에 검출하도록 그 크기를 증가시킨다. 기화된 응축물의 대부분은 콘덴서 바닥 및 벽들에 응축된다. 이와 같은 현상은 응축물이 콘덴서의 측면들에 일단 응축되면 쉽게 흐를 수 있고 (특히 글리세롤과 같은 점성 및/또는 습윤성 응축물의 경우), 이동 또는 재배치 전에 장치로부터 제거되기 어려운 상태가 되기 때문에 중요한 의미가 있다.

이후, 유동 스트림은 콘덴서에서 배출되어 일부 실시예에서 핀치 밸브인 제2밸브를 통해 흐른다. 상기 제2밸브는 장치 내에서 콘덴서와 입자 계수기 사이의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 상기 밸브는 응축물이 입자 계수기 및 이의 일체화되는 고가인 센서 구성요소들로 흐르는 것을 차단하도록 설계된다. 상술된 응축물 분리 시스템이 없으면, 포화기 및 콘덴서로부터 재활용된 응축물로 부터의 응축물은 입자 계수기로 향하는 이동과정 또는 거친 취급과정 동안에 이동통로를 통해 쉽게 이동할 것이다.

입자 계수기는 일례로 입자의 크기를 판단하거나 혹은 계수하는 것과 같이 샘플 유동 내의 입자를 특성화한다. 입자를 특성화하기 위해 상이한 상호작용에 따라서 상이한 종류의 입자 계수기가 실행될 수 있다. 예를 들면 샘플을 포함하는 용액 챔버 내로 전자기 방사선의 빔을 제공하는 광학 입자 계수기가 될 수 있다. 광학 수집 시스템은 입자들이 유동 챔버를 통과할 때 입자들에 의해 산란되거나 방출되는 광을 수집하고, 검출 시스템은 상기 수집된 광을 기반으로 전기 신호를 제공함으로써, 입자를 특성화한다.

입자 계수기에서 검출한 이후, 상기 유동은 펌프맥동을 감쇠시키는데 활용되는 맥동 감쇠기로 진입하고, 이후 공기유동 내의 임의의 입자로부터 펌프를 보호하는 필터를 통과한다. 이 때, 펌프 자체로부터 임의의 입자를 없애기 위한 제2필터에 상기 펌프는 샘플을 통과시키고, 장치 출구로 배출되도록 한다. 펌프의 진공 부분에 있는 펌프 입구 오리피스는 임의의 입자들이 펌프의 장치 내부로부터 외부로 배출 이동하도록 펌프 박스를 진공으로 만든다.

본 출원 전반에 걸친 모든 참고문헌,예를 들면, 발행된 또는 등록된 특허 또는 이와 동등한; 특허 출원 간행물;및 비특허 문헌 또는 다른 원 자료; 각각의 참조가 본 출원의 개시 내용과 적어도 부분적으로 모순되지 않는 한, 참조로서 개별적으로 인용된 것처럼 전체적으로 본원에 참고 문헌으로 이용될 수 있다(예를 들어, 부분적으로 일관되지 않은 참조는 참조 부분의 부분적으로 일관되지 않은 부분을 제외하는 참조).

본 명세서에 사용된 용어 및 표현은 설명의 용어로서 사용되는 것이며, 본원에서 사용된 용어 및 표현의 사용은 도시되고 기술된 특징 또는 그 일부의 등가물을 배제하는 것을 의도하지 않으며, 청구된 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것을 인식할 필요가 있다. 따라서, 본 발명이 바람직한 실시예들, 예시적인 실시예들 및 선택적은 특징에 의하여 구체적으로 개시되었지만, 본 명세서에 개시된 개념의 변형 및 수정이 당업자에 의해 가능할 수 있고, 그러한 수정들 및 변형은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 관점 내에서 고려될 수 있다. 본 명세서에서 제공되는 특정 실시예는 본 발명의 유용한 실시예의 예시이고 본 발명이 장치, 장치 구성요소, 본 명세서에 기재된 방법 단계의 다수의 변형을 사용하여 수행될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다.

당업자에게 자명한 바와 같이, 본 발명을 위해 유용한 방법과 장치는 다수의 선택적인 조성물 및 처리 요소 및 단계를 포함할 수 있다. 치환기의 그룹이 본원 발명에 개시되는 경우, 상기 그룹 및 모든 하위 그룹의 모든 개별 구성원이 개별적으로 개시됨을 이해할 수 있다. Markush 그룹 또는 다른 그룹이 여기에 사용된 경우, 그룹의 모든 각각의 구성원 및 모든 조합 및 하위 조합은 개별적으로 공개되도록 의도될 수 있다.

본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용되는 단수 형태 "a", "an", 및 "the"는 문맥상 명확하게 다르게 지시 하지 않는 한 복수형태의 참조를 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, "세포(a cell)"에 대한 언급은 해당 기술 분야의 당업자에게 공지된 다수의 그러한 세포 및 그의 등가물 등등을 포함할 수 있다. 또한, 용어 "a"(또는"an"), "하나 또는 그 이상" 및 "적어도 하나"는 여기서 상호 교환적으로 사용될 수 있다. "포함하는 (comprising)", "포함하는(including)", 및 "가지는(having)"은 상호 교환적으로 사용될 수 있음에 유의해야 한다. "청구항 XX 내지 YY 중 어느 하나의"(여기에서 XX 및 YY는 청구항을 나타냄)는 대체 형태의 다중 종속 청구항을 제공하기 위한 것이며, 일부 실시예에서는 "청구항 XX 내지 YY 중 어느 하나에 있어서"의 표현과 상호교환적으로 사용될 수 있다.

예를 들어, 온도 범위, 시간 범위, 조성 또는 농도 범위와 같이, 상세한 주어진 범위가 주어질 때, 모든 중간 범위와 하위 범위는 주어진 범위에 포함된 모든 개별값과 함께 포함될 수 있다. 본 명세서의 설명에 포함된 범위 또는 하위 범위(subrange) 내의 임의의 하부 범위 또는 각각의 값은 본 명세서의 청구범위 에서 제외될 수 있음이 이해될 수 있다.

본 명세서에 언급된 모든 특허 및 공보는 본 발명이 속하는 당업자의 숙련도의 지표가 될 수 있다. 본 발명에 인용된 인용문헌은 그들의 공개 또는 출원일의 당시에 최신 기술을 나타내기 위해 본 참고문헌으로써 여기에서 인용되며 이 정보는 필요에 따라 여기에서 선행기술의 특정 실시예를 배제하기 위해 사용될 수 있는 것으로 의도될 수 있다. 예를 들어, 물질의 조성을 청구할 때, 본 발명에 인용된 참고 문헌에서 제공 가능한 개시가 제공되는 화합물을 포함하여 본 출원인의 발명 이전에 당업계에 공지되고 이용 가능한 화합물은 본 발명의 청구항의 조성물에 포함되는 것으로 의도되지 않는다는 것을 이해해야 한다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, "포함하다(comprising)"는 "포함하다(including)", "포함하다(containing)",또는 "특징으로 하는(characterized by)" 와 동의어이며, 포괄적이거나 또는 제한이 없고 추가의, 언급되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않을 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "~로 이루어진(consisting of)"는 청구항의 구성요소에 특정되지 않은 임의의 구성요소, 단계, 또는 재료(ingredient)를 배제할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "본질적으로 이루어진(consisting essentially of)"는 청구항의 기본적이고 신규한 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 재료 또는 단계를 배제하지 않을 수 있다. 본 발명의 각각의 예에서, "포함하는(comprising)", "본질적으로 이루어진(consisting essentially of)" 및 "~로 이루어진 (consisting of)"와 같은 용어는 다른 두 용어 중 하나로 대체될 수 있다. 여기에 예시적으로 기술된 본 발명은 여기에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소 또는 요소, 제한 또는 본 발명에 개시되지 특별히 않은 제한의 부재시에 적합하게 실시될 수 있다.

해당 분야에서 기술의 일반적인 스킬 중 하나는 시작 물질, 생물학적 물질, 시약, 합성 방법, 정제 방법, 분석적 방법, 분석(assay) 방법, 및 해부학적 방법이 과도한 실험에 수반되지 않는 방법으로 채택될 수 있다. 임의의 이러한 물질 및 방법의 모든 당 업계에 공지된 기능적 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도될 수 있다. 채용된 용어 및 표현은 설명의 용어로서 사용되는 것이며 제한을 위한 것이 아니고, 도시된 기재 및 그 일부의 등가물을 배제하는 용어 및 표현의 사용에 있어서 의도는 없지만, 청구된 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것을 인식해야 한다. 그러므로, 본 발명이 바람직한 실시예들 및 선택적 특징들에 의해 개시되었지만, 본 명세서에 개시된 개념들의 수정 및 변형이 당업자에 의해 가능할 수 있고, 그러한 수정 및 변형들이 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위 내에 있을 수 있다.

Claims (18)

1. 응축핵 계수기 시스템에 있어서,
   분석되는 샘플 스트림을 유입하기 위한 입구;
   상기 샘플 스트림 내로 응축물을 유입하기 위한 포화기이되, 상기 포화기는 응축물 저장부와 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 포화기;
   상기 샘플 스트림에 포함된 입자들에 상기 응축물을 응축하기 위해 상기 포화기와 유체 연통되는 콘덴서;
   상기 샘플 스트림 내의 상기 입자들을 검출 또는 특성화 하기 위해 상기 콘덴서와 유체 연통되는 입자 계수기; 및
   상기 입자 계수기를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 분리하기 위해 상기 입자 계수기 및 상기 콘덴서 사이에 배치되는 밸브를 포함하는
   응축핵 계수기 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 입구를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 분리하기 위해 상기 입구 및 상기 포화기 사이에 배치되는 제2밸브를 추가적으로 포함하는 응축핵 계수기 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 입자 계수기 혹은 진공 펌프에 전력이 공급되지 않는 경우 상기 밸브는 자동으로 차단되어, 상기 입자 계수기를 분리하는 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 입구를 통해 흐르는 샘플 용액이 없는 경우 상기 밸브는 자동으로 차단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   주변 온도가 변하는 경우 상기 밸브는 자동으로 차단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 입자 계수기 혹은 진공 펌프에 전력이 공급되지 않는 경우 상기 밸브 및 상기 제2밸브는 자동으로 차단되어, 상기 입자 계수기 및 상기 입구를 분리하는 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 응축핵 계수기 시스템은 산란된 광 입자 계수기, 방출된 광 입자 계수기, 또는 전송 입자 계수기인 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 밸브는 핀치(pinch) 밸브인 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
   
9. 제2항에 있어서,
   상기 밸브 및 상기 제2밸브는 핀치(pinch) 밸브들인 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
   
10. 제2항에 있어서,
    상기 입구 및 상기 포화기 사이에 배치되는 유동 제어 오리피스를 추가적으로 포함하고, 상기 제2밸브는 상기 유동 제어 오리피스 및 상기 포화기 사이에 배치되고 상기 유동 제어 오리피스를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 추가적으로 분리하는 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 응축물은 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 글리세롤 혹은 그 조합인 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 응축물은 글리세롤인 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
    
13. 응축핵 계수기 내의 응축물을 분리하는 방법에 있어서,
    유동 제어 오리피스를 가지는 입구;
    응축물 저장부와 유체 연통되며 응축물을 유입하기 위한 포화기;
    입자들에 상기 응축물을 응축하기 위한 콘덴서; 및
    상기 입자들을 검출 또는 특성화 하기 위한 입자 계수기를 포함하는 응축핵 계수기를 제공하는 단계; 및
    응축물이 상기 입자 계수기 또는 상기 유동 제어 오리피스를 오염시키는 것을 방지하도록, 상기 포화기, 상기 콘덴서 및 상기 응축물 저장부를 상기 입구 및 상기 입자 계수기로부터 분리하는 단계를 포함하는
    응축핵 계수기 내의 응축물을 분리하는 방법.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 포화기를 분리하는 상기 단계는 상기 포화기 및 상기 입구 사이에 배치된 제1밸브 및 상기 콘덴서 및 상기 입자 계수기 사이에 배치된 제2밸브에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 핀치(pinch) 밸브들인 것을 특징으로 하는 방법.
    
16. 제13항에 있어서,
    상기 분리 과정은 입자 계수기가 작동 중이 아닐 때; 입자 계수기 전원이 꺼져 있을 때; 및 상기 유동 오리피스를 통한 유동이 없을 때; 중 어느 하나 이상일 때 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
    
17. 제13항에 있어서,
    상기 입자 계수기는 광학 입자 계수기인 것을 특징으로 하는 방법.
    
18. 응축핵 계수기 시스템에 있어서,
    분석되는 샘플 스트림을 유입하기 위한 유동 제어 오리피스를 가지는 입구;
    상기 샘플 스트림 내로 응축물을 유입하기 위한 포화기이되, 상기 포화기는 응축물 저장부와 유체 연통되는 것을 특징으로 하는 포화기;
    상기 샘플 스트림에 포함된 입자들에 상기 응축물을 응축하기 위해 상기 포화기와 유체 연통되는 콘덴서;
    상기 샘플 스트림 내의 상기 입자들을 검출 또는 특성화 하기 위해 상기 콘덴서와 유체 연통되는 입자 계수기;
    상기 입자 계수기를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 분리하기 위해 상기 입자 계수기 및 상기 콘덴서 사이에 배치되는 제1밸브; 및
    상기 유동 제어 오리피스를 상기 콘덴서, 상기 포화기 및 상기 응축물 저장부로부터 분리하기 위해 상기 입구 및 상기 포화기 사이에 배치되는 제2밸브를 포함하며;
    상기 제1밸브 및 상기 제2밸브는 입자 계수기가 작동 중이 아닐 때; 입자 계수기 전원이 꺼져 있을 때; 및 상기 유동 오리피스를 통한 유동이 없을 때; 중 어느 하나 이상일 때 자동으로 차단되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 응축핵 계수기 시스템.
    

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