KR102274152B1 - 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치 - Google Patents

자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내측에 진공 형성을 위한 진공공간이 마련되고, 상기 진공공간의 압축에 대하여 복원력을 가지는 케이스; 상기 진공공간 내에 설치되고, 상기 케이스의 복원력에 의해, 채취라인을 통해 상기 케이스 외측의 시료를 채취하는 시료채취백; 내측이 시료의 통과를 차단하면서 시료에 포함된 수분을 통과시키는 멤브레인에 의해 제 1 공간과 제 2 공간으로 구획되고, 상기 제 1 공간이 상기 채취라인 상에 연결되는 수분제거부; 상기 진공공간으로부터 흡입라인을 통해 진공 흡입하고, 상기 제 2 공간으로부터 제거라인을 통해 상기 시료에 포함되는 수분을 상기 멤브레인을 통해 흡입하며, 상기 흡입된 공기나 수분을 배출라인을 통해 외부로 배출시키는 진공펌프; 상기 채취라인을 통한 시료의 채취를 개폐시키는 제 1 개폐부; 및 상기 흡입라인을 통한 진공 흡입과 상기 제거라인을 통한 수분 흡입을 선택하도록 하는 제 2 개폐부;를 포함하도록 한 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 시료에 포함된 수분을 효과적으로 제거함으로써, 시료 속 수분에 의한 시료 손실을 최소화함과 아울러, 시료 속 수분에 의한 센서나 검출기 등의 간섭을 해소하도록 할 수 있고, 이로 인해 시료에 대한 성분 측정의 정확도를 향상시키는 효과를 가진다.

Description

자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치{Sample collection apparatus with automatic moisture removal}
본 발명은 시료 채취장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대기에 포함되는 오염물질 등의 검출을 위한 시료에 포함된 수분을 효과적으로 제거함으로써, 시료 속 수분에 의한 시료 손실을 최소화함과 아울러, 시료 속 수분에 의한 센서나 검출기 등의 간섭을 해소하도록 하는 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치에 관한 것이다.
산업이 발달함에 따라 생활의 편의성이 증대된 반면, 산업체에서 발생되는 각종 오염원에 의한 환경 파괴가 광범위하게 일어나고 있다. 인체에 각종 질환을 유발시킬 수 있는 악취나 VOC 물질에 의한 대기오염은 심각한 실정이다.
이러한 대기오염으로 인해, 대기 오염치를 분석하기 위해 대기 중 악취나 VOC 시료 등을 포집하기 위한 시료 채취장치를 필요로 하는데, 이에 대한 종래 기술로서, 한국등록특허 제10-0794920호의 "대기 중 악취 및 VOC 시료 무인 자동 포집 장치"가 제시된 바 있다.
이러한 종래 기술은 하우징 내의 진공부에 설치되어 대기 연결관을 통해 대기 중 시료가 포집되는 포집낭을 구비하는 시료 포집 장치에 있어서, 상기 대기 연결관을 개폐시키는 개폐 밸브; 대기 흡입 펌프의 작용에 의해 대기 흡입관을 통해 흡입되는 대기 중에서 악취 및 VOC 함유량을 계측하는 센서부; 상기 센서부의 계측치가 기준치를 초과하게 되면 시료를 채취하도록 상기 개폐 밸브를 개방 제어하는 메인보드;를 구비하여 이루어지되, 상기 메인 보드는, 메모리;를 구비하고, 상기 센서부의 계측치를 상기 메모리에 지속적으로 저장 제어하도록 된 것이다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 시료 속에 포함되는 수분으로 인해 센서부 등의 간섭을 유발하기 쉽고, 이로 인해, 시료에 대한 성분 측정의 정확도 향상에 어려움을 초래하는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 시료에 포함된 수분을 효과적으로 제거함으로써, 시료 속 수분에 의한 시료 손실을 최소화함과 아울러, 시료 속 수분에 의한 센서나 검출기 등의 간섭을 해소하도록 하고, 이로 인해 시료에 대한 성분 측정의 정확도를 향상시키는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 내측에 진공 형성을 위한 진공공간이 마련되고, 상기 진공공간의 압축에 대하여 복원력을 가지는 케이스; 상기 진공공간 내에 설치되고, 상기 케이스의 복원력에 의해, 채취라인을 통해 상기 케이스 외측의 시료를 채취하는 시료채취백; 내측이 시료의 통과를 차단하면서 시료에 포함된 수분을 통과시키는 멤브레인에 의해 제 1 공간과 제 2 공간으로 구획되고, 상기 제 1 공간이 상기 채취라인 상에 연결되는 수분제거부; 상기 진공공간으로부터 흡입라인을 통해 진공 흡입하고, 상기 제 2 공간으로부터 제거라인을 통해 상기 시료에 포함되는 수분을 상기 멤브레인을 통해 흡입하며, 상기 흡입된 공기나 수분을 배출라인을 통해 외부로 배출시키는 진공펌프; 상기 채취라인을 통한 시료의 채취를 개폐시키는 제 1 개폐부; 및 상기 흡입라인을 통한 진공 흡입과 상기 제거라인을 통한 수분 흡입을 선택하도록 하는 제 2 개폐부;를 포함하는, 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치가 제공된다.
상기 진공공간 내부에 설치되고, 압력을 측정하여 감지신호로서 출력하는 압력센서를 더 포함하고, 상기 제 1 개폐부가 상기 채취라인을 통한 시료 채취를 차단시킴과 아울러, 상기 제 2 개폐부가 상기 흡입라인을 통한 진공 흡입을 개방시킨 상태에서, 상기 진공펌프가 상기 압력센서에 의해 측정된 압력값이 설정값에 도달할 때까지 상기 진공공간을 감압시키고, 상기 압력값이 설정값에 도달시, 상기 제 1 개폐부가 상기 채취라인을 통한 시료 채취를 허용함으로써, 상기 케이스의 복원력에 의해 상기 시료채취백이 시료를 채취하도록 함과 아울러, 상기 제 2 개폐부가 상기 제거라인을 통한 수분 흡입을 허용하도록 할 수 있다.
상기 압력센서의 감지신호를 수신받고, 상기 진공펌프와 상기 제 1 및 제 2 개폐부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 개폐부는, 상기 채취라인에 설치되어 퍼지라인에 의해 상기 제거라인에 연결되는 3웨이밸브로 이루어지고, 상기 채취라인을 통한 상기 시료채취백으로의 시료 채취와 상기 시료채취백으로부터 상기 제거라인을 통한 시료 배출을 선택하도록 하고, 상기 제 2 개폐부는, 3웨이밸브로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 개폐부에 의해 상기 시료채취백으로부터 상기 퍼지라인을 통한 시료 배출을 개방시킴과 아울러, 상기 제 2 개폐부에 의해 상기 채취라인을 개방시킨 다음, 상기 진공펌프의 동작에 의해 상기 시료채취백 내의 시료가 상기 제 1 개페부, 상기 퍼지라인 및 상기 제거라인을 통해서 흡입되어 상기 배출라인을 통해 외부로 배출되도록 하는 퍼지과정을 수행하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치에 의하면, 시료에 포함된 수분을 효과적으로 제거함으로써, 시료 속 수분에 의한 시료 손실을 최소화함과 아울러, 시료 속 수분에 의한 센서나 검출기 등의 간섭을 해소하도록 할 수 있고, 이로 인해 시료에 대한 성분 측정의 정확도를 향상시키는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치의 케이싱 내 진공 형성 과정을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치의 수분 제거와 함께 시료 채취 과정을 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치의 시료채취백에 대한 퍼지 과정을 나타낸 구성도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치(100)는 케이스(110), 시료채취백(120), 수분제거부(130), 진공펌프(140), 제 1 개폐부(150) 및 제 2 개폐부(160)를 포함할 수 있다.
케이스(110)는 내측에 진공 형성을 위한 진공공간(111)이 마련되고, 진공공간(111)의 압축에 대하여 복원력을 가지도록 하는데, 이를 위해, ABS 재질이나 기타 진공공간(111)의 압축에 대한 복원력을 가지도록 하는 다양한 재질로 이루어질 수 있고, 이에 한하지 않고, 재질적인 특성을 대신하거나, 재질적인 특성과 함께 압축에 대한 복원력을 가지도록 하는 구조나 수단을 가질 수도 있음은 물론이다.
시료채취백(120)은 진공공간(110) 내에 설치되고, 케이스(110)의 복원력에 의해, 채취라인(121)을 통해 케이스(110) 외측의 시료를 채취하도록 한다. 시료채취백(120)은 케이스(110)에 의해 압축되되, 시료 채취를 위한 흡입력을 발생시키기 위하여, 일례로 자체적으로 복원력을 가진 합성수지 등의 재질적인 특성이나 복원력을 가진 자바라 등의 구조적인 특성에 의해 자체적으로 복원되도록 구성되거나, 다른 예로서, 케이스(110)의 내측면에 고정되어 케이스(110)에 의해 케이스(110)와 함께 복원되도록 구성될 수도 있다.
수분제거부(130)는 챔버(131)의 내측이 시료의 통과를 차단하면서 시료에 포함된 수분을 통과시키는 멤브레인(132)에 의해 제 1 공간(131a)과 제 2 공간(131b)으로 구획되고, 제 1 공간(131a)이 채취라인(121) 상에 연결된다. 여기서 멤브레인(132)은 공기의 경우 수분 입자에 대하여 2배의 크기를 가지므로, 이와 같은 수분 입자가 공기 등을 비롯한 각종 기체에 해당하는 시료 입자보다 작은 특성을 이용하여, 수분 입자의 선택적 통과를 허용하도록 하는데, 이러한 역할을 한다면, 고어텍스 멤브레인이나 그 밖의 다양한 재질이나 제품이 사용될 수 있음은 물론이다.
진공펌프(140)는 진공공간(111)으로부터 흡입라인(141)을 통해 진공 흡입하고, 제 2 공간(131b)으로부터 제거라인(143)을 통해 시료에 포함되는 수분을 멤브레인(132)을 통해 흡입하며, 흡입된 공기나 수분을 배출라인(142)을 통해 외부로 배출시키도록 할 수 있다.
제 1 개폐부(150)는 채취라인(121)을 통한 시료의 채취를 개폐시키도록 하는데, 일례로, 2웨이밸브로 이루어지거나, 본 실시례에서처럼, 채취라인(121)에 설치되어 퍼지라인(151)에 의해 제거라인(143)에 연결되는 3웨이밸브로 이루어질 수 있고, 채취라인(121)을 통한 시료채취백(120)으로의 시료 채취와 시료채취백(120)으로부터 제거라인(143)을 통한 시료 배출을 선택하도록 할 수 있다.
제 2 개폐부(160)는 흡입라인(141)을 통한 진공 흡입과 제거라인(143)을 통한 수분 흡입을 선택하도록 하는데, 이를 위해, 일례로 흡입라인(141)을 통한 진공 흡입을 개폐하는 2웨이밸브와 제거라인(143)을 통한 수분 흡입의 개폐하는 다른 2웨이밸브로 구성되거나, 본 실시례에서처럼 흡입라인(141)을 통한 진공 흡입과 제거라인(143)을 통한 수분 흡입을 선택적으로 전환시키는 3웨이 밸브로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시례에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치(100)는 진공공간(111) 내에 설치되고, 압력을 측정하여 감지신호로서 출력하는 압력센서(170)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 압력센서(170)를 이용한 제어, 예컨대, 제 1 개폐부(150)가 채취라인(121)을 통한 시료 채취를 차단시킴과 아울러, 제 2 개폐부(160)가 흡입라인(141)을 통한 진공 흡입을 개방시킨 상태에서, 진공펌프(140)가 압력센서(170)에 의해 측정된 압력값이 설정값에 도달할 때까지 진공공간(111)을 감압시키고, 압력값이 설정값에 도달시, 제 1 개폐부(150)가 채취라인(121)을 통한 시료 채취를 허용함으로써, 케이스(110)의 복원력에 의해 시료채취백(120)이 시료를 채취하도록 함과 아울러, 제 2 개폐부(160)가 제거라인(143)을 통한 수분 흡입을 허용하도록 할 수 있다.
한편, 상기한 제어를 위해 별도로 제어부(180)가 부가될 수 있다. 제어부(180)는 압력센서(170)의 감지신호를 수신받고, 진공펌프(140)와 제 1 및 제 2 개폐부(150,160)를 제어함으로써, 상기한 바와 같은 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시례에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치(100)에 따르면, 제 1 개폐부(150)에 의해 시료채취백(120)으로부터 퍼지라인(151)을 통한 시료 배출을 개방시킴과 아울러, 제 2 개폐부(160)에 의해 채취라인(121)을 개방시킨 다음, 진공펌프(140)의 동작에 의해 시료채취백(120) 내의 시료가 제 1 개페부(150), 퍼지라인(151) 및 제거라인(143)을 통해서 흡입되어 배출라인(142)을 통해 외부로 배출되도록 하는 퍼지(purge)과정을 수행하도록 할 수 있다. 이러한 퍼지과정은 제어부(180)에 의해 수행될 수 있다.
한편, 제어부(180)는 동작의 온(on)시 정해진 프로세스에 따라 동작을 수행하도록, 또는 조작부(181)의 조작신호에 따르도록 진공펌프(140), 제 및 제 2 개폐부(150,160) 등을 제어할 수 있고, 동작상태를 외부의 표시부(182)를 통해서 표시하도록 제어할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치의 작용을 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 제 1 개폐부(150)가 채취라인(121)을 통한 시료 채취를 차단시키도록 하고, 제 2 개폐부(160)가 흡입라인(141)을 통한 진공 흡입을 가능하도록 개방시킨 다음, 진공펌프(140)가 동작하여, 흡입라인(141)을 통해 진공공간(111)을 감압하여 압축시킨다.
도 3을 참조하면, 진공공간(111)이 압축된 상태에서, 압력센서(170)에 의해 측정된 압력값이 설정값에 도달하면, 진공공간(111)에 감압이 충분하다고 보아, 제 1 개폐부(150)가 채취라인(121)을 통한 시료 채취를 허용하도록 개방시키고, 이로 인해 케이스(110)의 복원력에 의해 시료채취백(120)이 채취라인(121)을 통해 외부로 대기를 시료로서 채취하도록 하고, 제 2 개폐부(160)가 제거라인(143)을 통한 진공 흡입을 개방시키도록 함으로써, 진공 흡입력에 의해 제 1 공간(131a) 내의 시료로부터 수분이 멤브레인(132)을 투과하여 제 2 공간(131b)으로 유입되어 제거라인(143)을 통해 진공펌프(140) 측으로 흡입되고, 진공펌프(140)로 흡입된 수분은 배출라인(142)을 통해서 외부로 배출되도록 한다.
한편, 시료채취백(120)에 대한 시료의 채취를 마치면, 시료채취백(120)을 분리하거나, 시료채취백(120)을 그 상태에서 시료에 대한 오염물질 등의 성분 분석을 센서 등에 의해 수행하도록 할 수 있다. 한편, 시료채취백(120)의 분리를 위하여, 케이스(110)은 실링이 가능하도록 개페되는 덮개나 분리 구조 등을 가질 수 있으며, 이러한 시료채취백(120)의 분리 과정에 의해 케이스(110)는 진공이 해제됨으로써 후속의 시료 채취를 위하여 리셋될 수 있다.
도 4를 참조하면, 시료채취백(120)에 대한 새로운 시료의 채취를 위하여, 시료채취백(120)에 대한 퍼지과정을 수행하게 되는데, 이를 위해, 제 1 개폐부(150)에 의해 시료채취백(120)으로부터 퍼지라인(151)을 통한 시료 배출을 개방시킴과 아울러, 제 2 개폐부(160)에 의해 채취라인(121)을 개방시킨 다음, 진공펌프(140)의 동작에 의해 시료채취백(120) 내의 시료가 제 1 개페부(150), 퍼지라인(151) 및 제거라인(143)을 통해서 흡입되어 배출라인(142)을 통해 외부로 배출되도록 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치에 따르면, 시료에 포함된 수분을 효과적으로 제거함으로써, 시료 속 수분에 의한 시료 손실을 최소화함과 아울러, 시료 속 수분에 의한 센서나 검출기 등의 간섭을 해소하도록 할 수 있고, 이로 인해 시료에 대한 성분 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 케이스 111 : 진공공간
120 : 시료채취백 121 : 채취라인
130 : 수분제거부 131 : 챔버
131a : 제 1 공간 131b : 제 2 공간
132 : 멤브레인 140 : 진공펌프
141 : 흡입라인 142 : 배출라인
143 : 제거라인 150 : 제 1 개폐부
151 : 퍼지라인 160 : 제 2 개폐부
170 : 압력센서 180 : 제어부
181 : 조작부 182 : 표시부

Claims (5)

  1. 내측에 진공 형성을 위한 진공공간이 마련되고, 상기 진공공간의 압축에 대하여 복원력을 가지는 케이스;
    상기 진공공간 내에 설치되고, 상기 케이스의 복원력에 의해, 채취라인을 통해 상기 케이스 외측의 시료를 채취하는 시료채취백;
    내측이 시료의 통과를 차단하면서 시료에 포함된 수분을 통과시키는 멤브레인에 의해 제 1 공간과 제 2 공간으로 구획되고, 상기 제 1 공간이 상기 채취라인 상에 연결되는 수분제거부;
    상기 진공공간으로부터 흡입라인을 통해 진공 흡입하고, 상기 제 2 공간으로부터 제거라인을 통해 상기 시료에 포함되는 수분을 상기 멤브레인을 통해 흡입하며, 상기 흡입된 공기나 수분을 배출라인을 통해 외부로 배출시키는 진공펌프;
    상기 채취라인을 통한 시료의 채취를 개폐시키는 제 1 개폐부; 및상기 흡입라인을 통한 진공 흡입과 상기 제거라인을 통한 수분 흡입을 선택하도록 하는 제 2 개폐부;
    상기 진공공간 내부에 설치되고, 압력을 측정하여 감지신호로서 출력하는 압력센서;
    를 포함하고,
    상기 제 1 개폐부가 상기 채취라인을 통한 시료 채취를 차단시킴과 아울러, 상기 제 2 개폐부가 상기 흡입라인을 통한 진공 흡입을 개방시킨 상태에서, 상기 진공펌프가 상기 압력센서에 의해 측정된 압력값이 설정값에 도달할 때까지 상기 진공공간을 감압시키고, 상기 압력값이 설정값에 도달시, 상기 제 1 개폐부가 상기 채취라인을 통한 시료 채취를 허용함으로써, 상기 케이스의 복원력에 의해 상기 시료채취백이 시료를 채취하도록 함과 아울러, 상기 제 2 개폐부가 상기 제거라인을 통한 수분 흡입을 허용하도록 하는, 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력센서의 감지신호를 수신받고, 상기 진공펌프와 상기 제 1 및 제 2 개폐부를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3 에 있어서,
    상기 제 1 개폐부는,
    상기 채취라인에 설치되어 퍼지라인에 의해 상기 제거라인에 연결되는 3웨이밸브로 이루어지고, 상기 채취라인을 통한 상기 시료채취백으로의 시료 채취와 상기 시료채취백으로부터 상기 제거라인을 통한 시료 배출을 선택하도록 하고,
    상기 제 2 개폐부는,
    3웨이밸브로 이루어지는, 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 1 개폐부에 의해 상기 시료채취백으로부터 상기 퍼지라인을 통한 시료 배출을 개방시킴과 아울러, 상기 제 2 개폐부에 의해 상기 채취라인을 개방시킨 다음, 상기 진공펌프의 동작에 의해 상기 시료채취백 내의 시료가 상기 제 1 개페부, 상기 퍼지라인 및 상기 제거라인을 통해서 흡입되어 상기 배출라인을 통해 외부로 배출되도록 하는 퍼지과정을 수행하도록 하는, 자동 수분 제거 기능을 가지는 시료 채취장치.

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