KR102263951B1 - 유종 분석 장치 - Google Patents

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윤정렬
버논 빌스 매튜
하성용
로 진 위 앤드류
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한국해양과학기술원
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Abstract

본 발명에 따른 유종 분석 장치는, 기름 샘플이 담긴 큐벳을 수용하는 큐벳 수용부, 서로 다른 파장을 갖는 2가지 이상의 자외선을 조사하는 자외선 조사부, 자외선 조사에 따라 발생된 형광이 통과하는 콜리메이션 슬릿, 콜리메이션 슬릿을 통과한 형광이 입사되는 회절격자부, 분광된 스펙트럼을 촬영하는 촬영부, 다수의 기름 종류별 스펙트럼 정보를 저장하는 기름 스펙트럼 저장부, 및 사용자의 지시에 따라, 기름 샘플에 관한 스펙트럼 정보를 획득하고, 획득된 스펙트럼 정보를 기름 스펙트럼 저장부의 각 스펙트럼 정보와 비교하여 기름 샘플의 종류를 판별하는 제어부를 포함한다. 서로 다른 파장의 자외선을 함께 이용하여 유종 판별의 정확성과 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 유류 오염이 발생한 지역 등 각종 현장에서 신속하고 간편하게 유종을 판별할 수 있다.

Description

유종 분석 장치{ Oil Type Analyzer }
본 발명은 기름 유출로 오염된 연안 지역 등 유종 판별이 이루어져야 하는 각종 현장에 가져가서, 해당 기름의 종류(Oil Type)를 신속하고 정확하게 판별할 수 있는 유종 분석 장치에 관한 것이다.
유류 오염 사고가 발생한 지역 등과 같이 기름의 종류를 식별할 필요가 있는 분야들이 있다.
예를 들어, 국내 연안에서는 소규모의 유류 오염 사고가 빈번하게 발생하고 있는데, 해당 기름의 종류를 정확하게 특정할 수 있으면, 오염 원인을 파악하고, 사고 발생지 인근에 있는 혐의 선박, 및 혐의자 압축을 할 수 있다.
또한, 오염에 따른 손해 배상과 관련하여, 오염 행위자를 신속하게 특정하지 못하면, 국가적인 손실이 발생할 수 있다.
유종 분석과 관련하여, 종래에는 등록특허 10-1499488호의 '기체 크로마토그래피를 이용한 유종 분석 방법 및 장치'와 같이 주로 기체 크로마토그래피법이 사용되고 있다.
그러나, 기체 크로마토그래피법은 실험실에서 복잡한 장비를 이용하여 유종을 판별해야 하므로, 유종 판별에 많은 시간과 비용이 소요되고, 각종 현장에서 신속하게 대응하기 어려운 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자외선 형광을 이용하여 간단하고 정확하게 유종을 판별함과 아울러, 이동성을 가져 현장에서 편리하고 신속하게 유종을 분석할 수 있는 유종 분석 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 유종 분석 장치는, 분석 대상 기름 샘플이 담긴 큐벳을 수용하는 큐벳 수용부; 상기 큐벳에 담긴 기름 샘플에 서로 다른 파장을 갖는 적어도 2가지 이상의 자외선을 조사하는 자외선 조사부; 상기 자외선 조사에 따라 발생된 형광이 통과하는 콜리메이션 슬릿; 상기 콜리메이션 슬릿을 통과한 형광이 입사되는 회절격자부; 상기 회절격자부를 통과하면서 분광된 스펙트럼을 촬영하는 촬영부; 각 기름 종류에 대하여, 상기 서로 다른 파장을 갖는 각 자외선에 의해 발생된 형광의 스펙트럼 정보를 저장하는 기름 스펙트럼 저장부; 및 사용자의 지시에 따라, 상기 자외선 조사부와 촬영부의 구동을 제어하여 상기 기름 샘플에 관한 스펙트럼 정보를 획득하고, 획득된 스펙트럼 정보와 상기 기름 스펙트럼 저장부에 저장되어 있는 각 스펙트럼 정보를 기초로, 상기 기름 샘플의 종류를 판별하는 제어부를 포함하여 이루어진다.
상기 자외선 조사부는 상기 큐벳 수용부에 수용된 큐벳의 일 측면과 그에 대향하는 타 측면에 각각 제1 파장과 제2 파장의 자외선을 조사하기 위한 자외선 LED, 및 상기 큐벳의 하부면에 제3 파장의 자외선을 조사하기 위한 자외선 LED를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 자외선 조사부에 의해 조사되는 자외선 파장은 3개(365nm, 375nm, 385nm)로 구성될 수 있다.
상기 제어부는 상기 서로 다른 파장을 갖는 자외선을 순차적으로 조사하도록 상기 자외선 조사부를 제어할 수 있다.
상기 콜리메이션 슬릿을 통과한 빛의 진행 방향과 상기 회절격자부의 표면은 예각을 이루도록 구성될 수 있다.
이때, 상기 콜리메이션 슬릿을 통과한 빛의 진행 방향과 상기 회절격자부의 표면이 이루는 각도는 19도 이상 20도 이하로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 유종 분석 장치는, 상기 사용자 지시를 입력받을 수 있는 터치 패널부를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 터치 패널부를 통해 입력되는 사용자 지시에 따라 동작하고, 상기 판별된 기름 샘플의 종류를 상기 터치 패널부에 표시할 수 있다.
상기 유종 분석 장치의 케이스에는 하나 이상의 빈 큐벳을 보관할 수 있도록 큐벳 보관함이 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 유종 분석 장치는, 기름 샘플에 자외선을 조사하였을 때 방향족 화합물 등에 의해 방출되는 형광 스펙트럼을 분석함으로써, 저비용으로 신속하고 편리하게 유종을 판별할 수 있다.
특히, 서로 다른 파장을 갖는 복수 개의 자외선을 함께 이용하고, 다수의 기름 종류별 스펙트럼 정보를 포함하는 데이터베이스와 통계 분석법을 통하여, 유종 판별의 정확성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유종 분석 장치는 이동성을 가지므로, 유류 오염이 발생한 지역 등 각종 현장에서 신속하고 간편하게 유종을 판별할 수 있다.
이에 따라, 사고 발생 인근의 혐의 선박, 및 행위자 압축을 위한 결정적인 과학적 근거로서의 유종 정보를 현장에서 제시할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유종 분석 장치의 일 실시예,
도 2는 큐벳 수용부에 관한 일 실시예,
도 3은 콜리메이션 슬릿을 통과한 빛의 진행 방향과 회절격자부의 표면이 예각을 이루는 실시예,
도 4는 자외선 파장에 따른 기름의 스펙트럼 특성을 보인 예,
도 5는 본 발명에 따른 유종 분석 장치의 외관에 관한 일 실시예,
도 6은 본 발명에 따른 유종 분석 장치의 외관에 관한 또 다른 실시예이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 유종 분석 장치(100)의 일 실시예를 보인 것으로서, 유종 분석이 필요한 현장으로 가져갈 수 있도록 이동성이 있는 장치로 구성되며, 큐벳(30)이 수용되는 큐벳 수용부(110), 큐벳(30)에 담긴 기름 샘플(50)에 자외선(71)을 조사하는 자외선 조사부(120), 자외선 조사에 따라 발생된 형광(73)이 통과하는 콜리메이션 슬릿(130, collimation slit), 콜리메이션 슬릿(130)을 통과한 형광(73)이 입사되는 회절격자부(140, diffraction grating), 스펙트럼을 촬영하는 촬영부(150), 기름 종류별 스펙트럼 정보를 저장하는 기름 스펙트럼 저장부(190), 기름 샘플의 종류를 판별하는 제어부(160)를 포함하여 이루어질 수 있다.
큐벳(30, Cuvette)은 분석 대상 기름 샘플(50)을 담는 용기로서, 다양한 형태, 크기, 및 재질로 이루어질 수 있다.
유종 분석 장치(100)의 케이스에는 기름 샘플(50)이 담긴 큐벳(30)을 수용할 수 있도록 큐벳 수용부(110)가 구비된다.
큐벳 수용부(110)는 큐벳(30)의 형태에 따라 구성될 수 있으며, 큐벳(30)이 탈착 가능하도록 다양하게 구성될 수 있다.
자외선 조사부(120)는 큐벳(30)에 담긴 기름 샘플(50)로 자외선(71)을 조사한다. 특히, 자외선 조사부(120)는 큐벳(30)에 담긴 기름 샘플(50)에 서로 다른 파장을 갖는 적어도 2가지 이상의 자외선을 조사하도록 구성될 수 있다.
자외선 조사부(120)가 서로 다른 파장을 갖는 2가지 이상의 자외선을 조사하도록 구성하는 이유는, 기름 샘플(50)에 조사되는 자외선(71)의 파장에 따라 발생하는 형광 특성이 다르므로, 여러 파장의 자외선을 조사하여 기름 샘플(50)의 종류를 더욱 정확하게 판별하기 위한 것이다.
즉, 기름 샘플에 서로 다른 파장의 자외선을 조사하였을 때 고유하게 나타나는 형광의 스펙트럼 특성이 서로 다를 수 있으므로, 이러한 특성들을 함께 분석하면, 더욱 정확하게 유종을 판별할 수 있다.
자외선 조사부(120) 다양하게 구성될 수 있다. 구체적인 예로서, 각 파장의 자외선을 조사할 수 있는 자외선 LED(UV Light Emitting Diode)를 이용하여 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
자외선 조사부(120)가 조사하는 자외선의 파장 범위는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다.
구체적인 예로서, 유종 분석 장치(100)에서 요구되는 정확성을 위해 짧은 파장의 자외선이 필요하다면 UV-C(100~280nm)를 이용할 수 있으며, 제조 단가를 고려한 어느 정도의 가성비가 요구된다면, 비교적 저렴하게 구성할 수 있는 UV-A(315~400nm)를 이용할 수도 있다.
자외선 조사부(120)에 의해 조사되는 서로 다른 파장의 자외선 개수는 다양하게 구성될 수 있다. 구체적인 예로서, 3개 정도로 구성하여 가성비 높은 유종 분석 장치(100)를 구성할 수 있다. 이때, 3개의 자외선 파장은 각각 365nm, 375nm, 385nm로 구성될 수 있다.
서로 다른 파장의 자외선이 조사되는 방향도 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 특별히 제한되지는 않는다.
도 2는 사각 통 형태의 큐벳(30)을 수용할 수 있는 큐벳 수용부(110)의 일 실시예를 보인 것으로서, 상부 면에는 큐벳(30)이 수용되는 홈(111)이 형성되어 있으며, 일 측면에는 자외선 조사로 인해 발생된 형광이 방출될 수 있도록 윈도우(113)가 형성되어 있다.
콜리메이션 슬릿(130)은 이 윈도우(113)에 정렬되고, 형광은 이 윈도우(113)를 통해 방출되어 콜리메이션 슬릿(130)을 통과한다.
서로 다른 파장을 갖는 자외선의 개수가 3개일 때, 자외선 조사부(120)는 큐벳 수용부(110)에 수용된 큐벳(30)의 일 측면과 그에 대향하는 타 측면에 각각 제1 파장과 제2 파장의 자외선을 조사하기 위한 자외선 LED, 및 큐벳(30)의 하부면에 제3 파장의 자외선을 조사하기 위한 자외선 LED를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 큐벳 수용부(110)의 일 측면에는 제1 파장의 자외선을 조사하는 자외선 LED가 삽입되는 구멍(115), 및 이 구멍(115)의 주위에 대각선 방향으로 각각 형성되어 볼트 등의 체결수단으로 자외선 LED를 고정할 수 있는 체결 홈(116)이 구비되어 있다.
보이지는 않더라도, 이 측면과 대향하는 타 측면과, 하부 면에도 각각 제2 파장의 자외선과 제3 파장의 자외선을 조사하기 위한 자외선 LED가 삽입되는 구멍, 및 이 구멍의 주위에 형성되어 자외선 LED를 고정하기 위해 사용되는 체결 홈이 구비되어 있다. 도 2는 큐벳 수용부(110)를 설명하기 위한 하나의 예이며, 큐벳 수용부(110)와 자외선 조사부(120)는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 이에 한정되는 것이 아니다.
자외선 조사부(120)를 구성하는 각 자외선 LED는 제어부(160)에 의해 구동될 수 있으며, 제어부(160)는 자외선 조사부(120)를 제어하여, 다양한 방식으로 각 파장 대역의 자외선을 조사할 수 있다.
하나의 예로서, 제어부(160)는 여러 개의 자외선 LED 중 하나를 사용자의 지시에 따라 선택적으로 구동시킬 수 있다.
또 다른 예로서, 제어부(160)는 여러 개의 자외선 LED를 순차적으로 구동시킬 수 있다.
도 3을 참조하자면, 제어부(160)는 제1 자외선 LED(121)를 구동하여 제1 파장의 자외선을 조사하도록 한 후, 제2 자외선 LED(미도시)를 구동하여 제2 파장의 자외선을 조사하도록 하고, 다시 제3 자외선 LED(123)를 구동하여 제3 파장의 자외선을 조사하도록 제어할 수 있다.
자외선 조사부(120)의 자외선 조사에 따라, 기름 샘플(50)에 포함된 방향족 화합물에 의해 형광(73)이 방출되고, 방출된 형광(73)은 콜리메이션 슬릿(130)을 통과하게 된다.
형광(73)은 큐벳 수용부(110)의 일 측면에 형성된 윈도우(113)를 통해 방출되어 콜리메이션 슬릿(130)을 통과한 후, 회절격자부(140)로 입사된다.
그리고, 촬영부(150)는 회절격자부(140)를 통과하면서 분광된 스펙트럼(75)을 촬영한다.
촬영부(150)는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들자면, 촬영부(150)는 CCD(Charge Coupled Device), 모바일 단말용 카메라 등을 이용하여 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
콜리메이션 슬릿(130)을 통과한 빛(73, 형광)의 진행 방향과 회절격자가 형성되어 있는 회절격자부(140)의 표면은 예각을 이루도록 구성될 수 있다.
이것은 회절격자부(140)에 의해 분광된 스펙트럼(75)이 촬영 이미지 상에 적절하게 분포되도록 하여, 분광된 스펙트럼의 분해능을 조절함으로써, 분석을 용이하게 하기 위한 것이다.
콜리메이션 슬릿(130)을 통과한 빛(73, 형광)의 진행 방향과 회절격자가 이루는 각도(a)는, 회절 각도와 촬영부의 각도 등 여러 요인을 감안하여 설정될 수 있는 것으로서, 분광된 스펙트럼(75)이 적절하게 분포된 상태로 정확하게 촬영될 수 있도록 다양하게 설정될 수 있다.
예를 들어, 이 각도(a)는 19도 이상 20도 이하로 구성될 수 있으며, 구체적으로는 19.4도로 설정될 수 있다.
제어부(160)는 사용자의 지시에 따라, 자외선 조사부(120)와 촬영부(150)의 구동을 제어하여 기름 샘플(50)의 스펙트럼 정보를 획득한다.
즉, 자외선 조사부(120)를 구동시켜 어느 파장의 자외선을 선택적으로 조사하도록 하거나, 각 파장의 자외선을 순차 조사하도록 하는 등 다양한 방법으로 제어하고, 촬영부(150)를 구동시켜 각 자외선에 의해 발생된 형광의 스펙트럼을 촬영함으로써, 분석 대상 기름 샘플(50)에 대한 스펙트럼 정보를 획득한다.
유종 판별 장치(100)는 사용자로부터 동작 명령을 입력받거나, 동작 환경을 설정할 수 있도록 하거나, 분석 결과를 표시하는 등 사용자 인터페이스를 위한 다양한 수단을 포함할 수 있다.
예를 들어, 각종 버튼, 스위치, 표시 수단 등을 포함할 수 있으며, 디스플레이 기능과 터치 방식으로 동작하는 기능을 구비한 터치 패널부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(160)는 사용자 인터페이스를 위한 다양한 GUI(Graphic User Interface) 화면을 제공할 수 있으며, 터치 패널부(170)를 통해 입력되는 사용자 지시에 따라 기름 샘플의 종류를 판별하고, 판별된 기름 샘플의 종류를 표시할 수 있다.
제어부(160)는 기름 샘플(50)에서 발생된 형광의 스펙트럼이 획득된 즉시 유종을 판별할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 기름 샘플(50)에 대해 획득된 스펙트럼 정보를 저장매체(미도시)에 파일로 저장하고, 사용자가 저장되어 있는 스펙트럼 파일 중 특정 파일을 지정하여 분석을 지시함에 따라, 해당 파일에 기록된 스펙트럼 정보에 대응하는 유종을 판별할 수도 있다.
제어부(160)는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 구체적인 예로서, 저렴한 제작비와 가성비 등을 고려하여, 카메라를 갖춘 라즈베리 파이(Raspberry Pi) 컴퓨터를 이용하여 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 자외선 파장에 따른 기름의 스펙트럼 특성을 보인 예로서, 유종에 따라 발생하는 형광의 스펙트럼은 해당 기름 샘플에 포함된 방향족과 기타 화합물의 조성 차이 등으로 인해 서로 다르게 나타난다.
동종 기름이라도 그 제조사에 따라 스펙트럼 특성에 차이가 있을 수 있고, 조사하는 자외선의 파장이 서로 다를 때도 그 형광의 스펙트럼 특성에 차이가 나타난다. 즉, 가솔린, 경유, 윤활유 등과 같은 기본적인 분류뿐 아니라 기름 제조사 등 여러 요인에 따라 기름의 스펙트럼 특성이 다르게 나타날 수 있다.
기름 스펙트럼 저장부(190)는 각 기름 종류에 대하여 각 파장의 자외선을 조사함에 따라 발생하는 형광의 스펙트럼 정보를 저장한다. 즉, 기름 스펙트럼 저장부(190)에는 다수의 유류 각각에 대하여, 유종 분석 장치(100)가 사용하는 각 자외선 파장에 대응하는 형광의 스펙트럼 정보가 저장된다.
예를 들어, 유종 분석 장치(100)가 사용하는 자외선 파장이 3가지라면, 기름 스펙트럼 저장부(190)에는 아래의 표 1과 같이 각 유종에 대하여 3가지 자외선 파장을 각각 조사하였을 때 발생하는 형광의 스펙트럼 정보가 저장될 수 있다.

유종(Oil Type) #1		 제1 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보
제2 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보
제3 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보

유종(Oil Type) #2		 제1 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보
제2 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보
제3 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보
... ...

유종(Oil Type) #n		 제1 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보
제2 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보
제3 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보
제어부(160)는 획득된 기름 샘플(50)의 스펙트럼 정보, 및 기름 스펙트럼 저장부(190)에 저장되어 있는 각 스펙트럼 정보를 기초로, 기름 샘플(50)의 종류를 판별하고, 표시해 준다.
제어부(160)가 획득된 스펙트럼 정보와 기름 스펙트럼 저장부(190)의 각 스펙트럼 정보를 이용하여 기름 샘플(50)의 종류를 판별하는 방법은 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예로서, 기름 스펙트럼 저장부(190)에 저장되어 있는 각 스펙트럼 정보와 분석 대상인 기름 샘플에 대해 획득된 스펙트럼 정보를 비교하여, 가장 유사한 것을 탐색할 수 있다.
즉, 제1 파장의 자외선을 선택적으로 구동시켜 유종 분석을 실행하였다면, 기름 스펙트럼 저장부(190)에 저장되어 있는 제1 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보 중 획득된 스펙트럼 정보와 가장 유사한 것을 탐색하여 유종을 판별할 수 있다. 만일 상기 표 1의 예에서, 유종 #2에 대응하여 제1 파장의 자외선 조사에 따라 발생된 형광의 스펙트럼 정보로 저장된 것이 가장 유사하다고 가정하면, 분석 대상 기름 샘플(50)의 유종은 #2로 판별할 수 있다.
만일 제1 내지 제3 파장의 자외선을 순차 구동시켜 유종 분석을 실행하였다면, 제1 내지 제3 파장의 자외선에 대응하여 획득된 각 스펙트럼 정보를 기름 스펙트럼 저장부(190)에 저장되어 있는 제1 내지 제3 파장에 대응하는 각 스펙트럼 정보와 비교하여 유종을 판별할 수 있다.
즉, 제1 내지 제3 파장의 자외선을 조사함에 따라 발생한 각 형광의 스펙트럼 정보를 모두 비교하여, 스펙트럼 정보가 전체적으로 가장 유사한 유종을 분석 대상 기름 샘플의 유종으로 판별할 수 있다.
이때, 각종 통계 처리 및 머신 러닝에 기반한 비선형 패턴 분석 등 다양한 분석 방법을 적용하여 유종을 판별할 수 있음은 물론이다.
어느 파장의 자외선 조사에 따라 발생한 형광의 스펙트럼이 두 종류 이상의 유종에서 매우 유사하게 나타나더라도, 다른 파장의 자외선 조사에 따라 발생한 형광의 스펙트럼은 충분히 구별 가능한 차이를 나타낼 수 있으므로, 서로 다른 파장의 자외선을 이용하면, 더욱 정확하게 유종을 판별할 수 있다.
도 5는 유종 분석 장치(100)의 외관에 관한 일 예를 보인 것으로서, 외부를 구성하는 사각 박스 형태의 케이스(100-1)를 가지고 있으며, 그 상부 면에는 사용자 인터페이스를 위한 터치 패널부(170)가 구비되고, 그 반대편 모서리 부분에 사각 큐벳을 수용할 수 있는 홈(111)이 형성되어 있다.
도 6은 유종 분석 장치(100)의 외관에 관한 또 다른 예를 보인 것으로서, 휴대용 외관을 구성하는 케이스(100-2)의 전면 상단에 사용자 인터페이스를 위한 터치 패널부(170)가 이 구비되어 있고, 전면 하단에는 원통형 큐벳을 수용할 수 있는 홈(111)이 형성되어 있다.
또한, 큐벳 수용 홈(111)을 개폐할 수 있는 뚜껑(119), 전원 버튼(173), 전원 온/오프 표시 LED(174), 동작 표시 LED(175) 등이 구비되어 있다.
한편, 유종 분석 장치(100)는 유종 판별이 필요한 현장에 가져갈 수 있도록 이동성을 가진다. 이와 관련하여 유종 분석 장치(100)는 하나 이상의 빈 큐벳을 보관할 수 있는 큐벳 보관함(180)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 6에는 유종 분석 장치의 케이스(100-2) 하부에 착탈 가능한 형태로 구성되는 큐벳 보관함(180)의 일 실시예가 나타나 있다.
큐벳 보관함(180)의 내부 공간에는 원통형 큐벳(30)을 길이 방향으로 놓을 수 있도록, 그 단면이 반원형인 지지 홈이 형성되어 있다. 이 지지 홈의 직경은 원통형 큐벳(30)의 지름보다 약간 작고, 탄성력을 가진 소재(181)로 구성된다. 이에 따라, 사용자는 일정한 힘을 가함으로써, 원통형 큐벳(30)을 지지 홈에 끼워 넣거나, 꺼낼 수 있다.
유종 분석 장치의 케이스(100-2) 하부의 양 측면 모서리에는 큐벳 보관함(180)의 양 측면에 형성되어 있는 체결 버튼(183)이 탈착될 수 있는 홈(미도시)이 형성되어 있으며, 이 홈에 체결 버튼(183)을 삽입하여 큐벳 보관함(180)을 장착하거나, 큐벳 보관함(180)을 분리시킬 수 있다.
사용자는 현장에서 체결 버튼(183)을 통해 큐벳 보관함(180)을 분리시키고, 그 내부에 보관된 큐벳(30)을 꺼내 분석 대상 기름 샘플을 담은 후, 큐벳 수용 홈(111)에 넣고 유종을 분석할 수 있다.
도 6은 큐벳 보관함(180)의 설명을 위한 예일 뿐이며, 큐벳 보관함(180)은 이에 한정되지 않고 다양하게 구성될 수 있다.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
30: 큐벳 50: 기름 샘플
71: 자외선 73: 형광
75: 스펙트럼 100: 유종 분석 장치
110: 큐벳 수용부 120: 자외선 조사부
121, 123: 자외선 LED 130: 콜리메이션 슬릿
140: 회절격자부 150: 촬영부
160: 제어부 170: 터치 패널부
180: 큐벳 보관함 190: 기름 스펙트럼 저장부

Claims (8)

  1. 유종(Oil Type)을 분석하는 장치로서,
    분석 대상 기름 샘플이 담긴 큐벳을 수용하는 큐벳 수용부;
    상기 큐벳에 담긴 기름 샘플에 서로 다른 파장을 갖는 적어도 2가지 이상의 자외선을 조사하는 자외선 조사부;
    상기 자외선 조사에 따라 발생된 형광이 통과하는 콜리메이션 슬릿;
    상기 콜리메이션 슬릿을 통과한 형광이 입사되는 회절격자부;
    상기 회절격자부를 통과하면서 분광된 스펙트럼을 촬영하는 촬영부;
    각 기름 종류에 대하여, 상기 서로 다른 파장을 갖는 각 자외선에 의해 발생된 형광의 스펙트럼 정보를 저장하는 기름 스펙트럼 저장부; 및
    사용자의 지시에 따라, 상기 자외선 조사부와 촬영부의 구동을 제어하여 상기 기름 샘플에 관한 스펙트럼 정보를 획득하고, 획득된 스펙트럼 정보와 상기 기름 스펙트럼 저장부에 저장되어 있는 각 스펙트럼 정보를 기초로, 상기 기름 샘플의 종류를 판별하는 제어부를 포함하고,
    상기 자외선 조사부는 상기 큐벳 수용부에 수용된 큐벳의 일 측면과 그에 대향하는 타 측면에 각각 제1 파장과 제2 파장의 자외선을 조사하기 위한 자외선 LED, 및 상기 큐벳의 하부면에 제3 파장의 자외선을 조사하기 위한 자외선 LED를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 서로 다른 파장을 갖는 자외선을 순차적으로 조사하도록 상기 자외선 조사부를 제어하고,
    상기 자외선 조사부에 의해 조사되는 자외선 파장은 각각 365nm, 375nm, 385nm이고,
    상기 콜리메이션 슬릿을 통과한 빛의 진행 방향과 상기 회절격자부의 표면은 19도 이상 20도 이하의 예각을 이루며,
    케이스에는 하나 이상의 빈 큐벳을 보관할 수 있는 큐벳 보관함이 구비되고,
    상기 큐벳 보관함의 내부 공간에는 원통형 큐벳을 길이 방향으로 놓을 수 있도록, 그 단면이 반원형인 지지 홈이 형성되며,
    상기 지지 홈은 그 직경이 상기 원통형 큐벳의 지름보다 약간 작게 탄성력을 가진 소재로 구성되어, 일정한 힘을 인가함으로써 상기 원통형 큐벳을 끼워 넣거나 또는 꺼낼 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 유종 분석 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 지시를 입력받을 수 있는 터치 패널부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 터치 패널부를 통해 입력되는 사용자 지시에 따라 동작하고, 상기 판별된 기름 샘플의 종류를 상기 터치 패널부에 표시하는 것을 특징으로 하는, 유종 분석 장치.
  8. 삭제
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000275135A (ja) * 1999-03-29 2000-10-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 漏油検査装置及び検査方法
JP2007101228A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Toshiba Corp 漏洩検出装置
KR20110058530A (ko) * 2009-11-26 2011-06-01 (주)이빛 엔진 오일의 교체 시기를 측정하기 위한 휴대용 분광 분석 장치
US20190056325A1 (en) * 2017-08-21 2019-02-21 Saudi Arabian Oil Company Determining composition of a sample

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000275135A (ja) * 1999-03-29 2000-10-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 漏油検査装置及び検査方法
JP2007101228A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Toshiba Corp 漏洩検出装置
KR20110058530A (ko) * 2009-11-26 2011-06-01 (주)이빛 엔진 오일의 교체 시기를 측정하기 위한 휴대용 분광 분석 장치
US20190056325A1 (en) * 2017-08-21 2019-02-21 Saudi Arabian Oil Company Determining composition of a sample

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