KR102353452B1 - 에어로졸화된 비말 검출장치 - Google Patents

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한현석
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Abstract

본 발명은 공기 중에 에어로졸화된 비말을 검출하기 위한 장치에 관한 것으로써, 검출지의 색변화를 인식하는 광학검출부 및 비말을 포집하는 유체통로 및 포집부를 소형화함으로써, 장소에 구애 받지 않고 편리하게 공기 중에 잔존하는 에어로졸을 포집하고 비말성분을 검출할 수 있다.

Description

에어로졸화된 비말 검출장치{Respiratory Aerosol Detection Device}
본 발명은 공기 중에 에어로졸화된 비말을 검출하기 위한 장치에 관한 것이다.
비말은 기침/재채기 혹은 대화를 할 때 나오는 5-10 ㎛ 이상의 비교적 큰 입자 분비물로써, 세포(상피 세포 및 면역계의 세포 등), 생리학적 전해질(예: Na+, K+, Cl-), 및 다양한 감염원(예: 박테리아, 곰팡이 및 바이러스)으로 구성된다.
일반적으로 사람으로부터 발생하는 비말은 5-2000 ㎛의 크기를 가지고, 이 중 크기가 큰 것은 액적의 형태로 떨어지며, 비말의 크기가 작은 것은 대부분 에어로졸 상태로 공기 중에 부유한다.
최근 연구결과에 의하면, 공기 중에 부유하는 에어로졸 속에서 COVID-19와 같은 바이러스성분을 검출하였으며, 1분간 대화를 하였을 때 최소 1000개 이상의 COVID-19 전염 가능성이 있는 비말이 8분 이상 공기 중에 존재할 수 있다고 한다. 또한, 부유하는 에어로졸 내 인플루엔자 바이러스의 비율이 최대 87%에 이르는 것으로 알려져 있다.
최근 비말유래 에어로졸에 의한 바이러스감염이 보고되고 있는 바 공기 중의 비말유래 에어로졸을 포집하여 그 비율을 지속적으로 관찰하고 적절한 환기 또는 소독 등과 연계할 필요성이 대두되고 있다.
공기 중에서 비말성분을 수분이나 미세먼지 등과 구분하여 검출하기 위해서는 비말유래 성분의 검출이 필요하다. 기존 비말 유래성분 검출법은 단백질 검출 또는 비말 내 유기물 중 매우 높은 농도로 존재는 아밀라아제를 검출하여 비말 유래 성분인지를 판단하는 방법이 있다. 아밀라아제를 검출하는 시약으로는 과학 수사용의 시약으로 사용하는 Phadebas시약타블릿 및 해당 시약을 사용한 검출지가 있으며 정량분석용으로는 아밀라아제 검출키트 또는 단백질 검출 키트를 사용한다.
비말성분을 추출하는 방법으로 비말액적 내 비말성분의 경우에는 일례로 표면에 침강한 비말을 과학 수사용의 검출지(예: Phadebas)에 묻힌 후 해당 검출지의 색변화로 검출하며 에어로졸화 된 비말성분의 경우 에어로졸 샘플러 등의 장치를 이용해 포집한 후 정제한 단백질에 색반응을 일으켜 정밀한 분석장치로 광학밀도 (O.D., Optical Density)값을 측정하는 방법이 있다
하지만, 이러한 방법은 공기 중 비말 성분 검출이 주 목적이 아니거나, 진단 검사 또는 과학수사 목적으로 만들어져 있기 때문에 전문가에 의해 검사가 수행되어야 하고 크고 복잡한 정밀분석장치가 필요하다.
따라서, 기존 방법은 공기 중에 비말유래 에어로졸을 검출하기 위한 방법에 적용하기에는 적합하지 않다.
더욱이, 비말 유래 에어로졸 검출 시에는 수분과 미세먼지가 포함된 에어로졸과 구분하여 비말 유래 성분만을 선택적으로 검출하는 것이 중요하다.
이에 비말 유래 에어로졸 검출에 활용할 수 있는 광학적 방식, 기계적 방식, 및 전기적 측정 방식의 장치를 사용하였다. 하지만, 비말을 자체를 검출하기 위한 기존의 광학적 방식과 기계적 방식은 비말과 미세먼지, 수분의 선택적 감지가 불가능하였다. 또한 전기적 측정 방식은 복잡한 시스템이 필요하여 소형화에 적합하지 않다.
따라서, 비말과 미세먼지를 구분하는 소형화되고 사용방법이 간단한 별도의 검출장치의 개발이 필요한 실정이다.
등록특허 제10-1799163호 (공고 2017.11.17.)
본 발명의 목적은 공기 중의 비말유래 에어로졸을 색변화를 통해 선택적으로 검출할 수 있는 소형화된 에어로졸화된 비말 검출장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 상부에 오목하게 인입하여 형성한 결합부와, 상기 결합부의 내측면에 형성한 검출부와, 상면에 형성하여 비말을 포함한 에어로졸을 흡입하여 상기 검출부로 이동시키는 흡입부를 구비한 검출본체; 검출지와, 상기 검출지를 공급하는 급지릴과, 상기 검출지를 회수하는 회수릴을 내부에 구비한 검출카트리지; 및 상기 검출본체에 설치되어 상기 흡입부에 흡입력을 발생시키는 흡입팬; 을 포함하고, 상기 검출부는, 상기 검출지에 물을 분사하는 수화부; 상기 흡입부에서 이어진 에어로졸유로를 통해 이동한 에어로졸을 수화된 검출지에 접촉시키는 반응부; 및 에어로졸을 접촉한 검출지의 비말 유무에 따른 색반응을 감지하는 감지부;를 포함하고, 상기 검출카트리지는, 상기 검출본체의 결합부에 탈착가능하되, 상기 검출지가 상기 급지릴에서 상기 회수릴로 이동하면서 상기 검출지 일부가 노출되도록 일측면이 개방되고, 상기 검출카트리지가 상기 결합부에 결합 시, 상기 개방된 일측면이 상기 결합부의 내측면에 접하여, 상기 흡입부를 통해 포집된 에어로졸을 상기 검출지에 접촉시켜 상기 검출지의 색변화를 감지하여 에어로졸화된 비말을 검출하는 에어로졸화된 비말 검출장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 검출카트리지는, 상기 검출지가 장력을 유지하면서 상기 일측면에 노출될 수 있도록 상기 검출지를 걸 수 있는 다수의 검출지가이드를 상기 개방된 측부 내측에 형성한 에어로졸화된 비말 검출장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 수화부, 반응부, 및 감지부는 상기 급지릴에서 상기 회수릴로 이동하는 상기 검출지의 이동방향에 따라 상기 수화부, 반응부, 감지부 순으로 배치되는 에어로졸화된 비말 검출장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 결합부는, 상기 급지릴과 상기 회수릴에 삽입되고, 상기 급지릴 또는 상기 회수릴을 회전시켜 상기 검출지를 일방향으로 이동시키는 구동부를 상면에 돌출하여 형성한 에어로졸화된 비말 검출장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 구동부의 회전을 조절하여 상기 검출지로 검출되는 비말의 유무를 시간 별로 구분하는 에어로졸화된 비말 검출장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 에어로졸유로는, 상기 흡입부로 들어온 에어로졸이 상기 반응부를 거치도록, 상기 흡입부에서 상기 반응부로 이어지고, 상기 반응부에서 상기 흡입팬으로 이어지는 에어로졸화된 비말 검출장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 검출본체는 상기 수화부로 물을 공급하는 물공급부를 더 구비하고, 상기 검출본체 내부에는 상기 물공급부에서 상기 수화부로 이어지는 상기 에어로졸유로와 구분되도록 물유로를 형성한 에어로졸화된 비말 검출장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 검출본체는, 상기 감지부에서 감지한 색반응에 따라 비말의 유무를 알려주는 표시부를 더 구비하는 에어로졸화된 비말 검출장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치는 검출지의 색변화를 인식하는 광학검출부 및 비말을 포집하는 유체통로 및 포집부를 소형화함으로써, 장소에 구애받지 않고 편리하게 공기 중에 잔존하는 에어로졸을 포집하고 비말성분을 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 비말을 포집하는 유체통로 및 포집부를 구성하여, 공기 중에 잔존하는 에어로졸을 용이하게 포집하고 색변화를 통해 비말성분의 검출을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배출, 회수 및 교체가 용이하도록 검출지를 카트리지 형태로 하여 카트리지의 적절한 폐기를 통해 검출물질로 인한 감염을 예방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 일정시간 동안 지속적으로 공기를 포집 할 수 있어 에어로졸 내 비말성분 농축을 통한 반응을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 검출카트리지를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 검출카트리지를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치에서 검출지의 색변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치에서 검출카트리지를 제외한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치를 뒤에서 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 평단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 측단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 사시도이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현할 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
이하에서 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참고로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 검출카트리지를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 검출카트리지를 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치에서 검출지의 색변화를 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치에서 검출카트리지를 제외한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치를 뒤에서 나타낸 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 측단면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 평단면도이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 측단면도이다. 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치의 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치는, 내부에　검출지(101)를 구비하는　검출카트리지(100); 상기　검출카트리지(100)를 결합하도록 상부에 오목하게 인입하여 형성한　결합부(210)와,　상기　검출카트리지(100)의 결합 시 상기　검출카트리지(100)의 일측면이 접하도록 상기　결합부(210)의 내측면에 형성한　검출부(220)와, 상면에 형성하여　비말을 포함한 에어로졸을 흡입하여 상기　검출부(220)로 이동시키는　흡입부(230)를 구비한　검출본체(200); 및 상기　검출본체(200)에 설치되어 상기　흡입부(230)에 흡입력을 발생시키는　흡입팬(300); 을 포함하고, 상기　흡입부(230)를 통해 포집된 에어로졸을 상기　검출지(101)에 접촉시켜 상기　검출지(101)의 색변화를 감지하여 에어로졸에 포함한 비말을 검출한다.
도 1을 참조하면, 검출카트리지(100)는 내부에 검출지(101)를 구비하며, 공기 중의 에어로졸에 포함한 비말을 검출하기 위해 검출본체(200)에 결합한다. 검출카트리지(100)는 검출본체(200)에 탈착가능한 형태로 구성하며, 카세트테이프 형태를 가질 수 있다.
도 2는 검출카트리지(100)에 대한 일 실시예로써, 검출카트리지(100)는 카세트테이프 형태를 가지고 있다. 검출카트리지(100)는 내부에 검출지(101)를 구비하고 있으며, 검출지(101)는 급지릴(110)과 회수릴(120)에 감겨져 있다.
상기 검출카트리지(100)는, 상기 검출지(101)를 공급하는 급지릴(110)과 상기 검출지(101)를 회수하는 회수릴(120)을 구비하고, 상기 검출카트리지(100)의 일측면이 개방되어 상기 검출지(101)를 노출시킨다.
검출카트리지(100)는 카세트테이프와 같이 소정의 두께를 가지는 직사각형 형상을 가진다. 그리고 길이방향의 일측면이 개방되어 있어 내부의 검출지(101)를 외부로 노출시킨다. 일측면에 노출하는 검출지(101) 외에는 급지릴(110)과 회수릴(120)에 감겨져 있다.
사용 전의 검출지(101)가 감겨져 있는 급지릴(110)과 사용 후의 검출지(101)를 감아 회수하는 회수릴(120)은 검출카트리지(100)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 있다. 급지릴(110)과 회수릴(120)은 검출카트리지(100) 내부에서 일직선상에 배치되어 있으며, 회전력을 전달하는 구동부(240)에 삽입될 수 있도록 관통홀(130)을 형성하며, 관통홀(130)은 외부로 노출되어 있다.
검출지(101)는 급지릴(110)에서 회수릴(120)로 이어져 있으며, 이때 검출지(101)의 일부가 검출카트리지(100)의 개방된 일측면에 노출되는 것이다. 급지릴(110) 또는 회수릴(120)의 회전에 의해 검출지(101)의 이동이 시작되면 검출지(101) 급지릴(110)에서 풀어져서 회수릴(120)로 이동하여 감긴다. 이때, 검출카트리지(100)의 일측면에는 급지릴(110)에서 풀려 회수릴(120)에 감기기 전의 검출지(101) 일부가 노출된다.
상기 검출카트리지(100)는, 상기 검출지(101)가 장력을 유지하면서 상기 일측면에 노출될 수 있도록 상기 검출지(101)를 걸수 있는 다수의 검출지가이드(140)를 상기 개방된 측부 내측에 형성한다.
검출지(101)가 급지릴(110)에서 회수릴(120)로 이동하면서 검출지(101)의 장력을 유지할 수 있도록 검출카트리지(100)의 개방된 측부 내측에는 다수의 검출지가이드(140)가 설치된다.
검출지가이드(140)는 이동하는 검출지(101)의 폭방향을 가로지르면서 일정한 간격을 가지고 여러 개가 설치된다. 검출지가이드(140)는 검출지(101)의 이동에 맞출 수 있도록 회전하도록 구성할 수도 있다. 또한, 검출지가이드(140)는 고정되어 검출지(101)가 검출지가이드(140)에 미끄러져 이동할 수도 있다.
검출지가이드(140)에 걸리는 검출지(101)는 일부는 검출지가이드(140)의 위로 지나가고 일부는 검출지가이드(140)의 아래로 지나가도록 구성할 수 있다. 검출지(101)는 다수 개의 검출지가이드(140) 위아래를 번갈아가면서 지나가도록 구성할 수 있는 것이다.
도 3은 검출카트리지(100)에 대한 다른 실시예로써, 카세트테이프 형태가 아닌 박스형태를 가질 수 있다. 하지만, 내부는 검출카트리지(100)의 일 실시예인 카세트테이프와 동일하게 구성된다. 즉, 내부에 급지릴(110)과 회수릴(120)이 회전 가능하게 설치되어 있으며, 구동부(240)가 삽입될 수 있도록 급지릴(110)과 회수릴(120)는 관통홀(130)을 구비한다. 또한, 검출지(101)가 급지릴(110)에서 회수릴(120)로 이동하면서 노출되는 검출카트리지(100)의 일측부에는 검출지(101)가 걸릴 수 있는 다수의 검출지가이드(140)가 구비된다. 또한, 검출지가이드(140)는 롤러 형태로 구성할 수도 있다.
다만, 본 검출카트리지(100)의 다른 실시예에서는 검출지(101)가 검출카트리지(100)의 일측면에 노출되되 검출지(101)의 일부분만 노출되도록 구성될 수 있다. 즉, 검출카트리지(100)의 일측면에는 검출지(101)의 일부분이 노출될 수 있는 노출홀(150)이 형성될 수 있다.
검출지(101)에는 에어로졸에 포함된 비말 내 성분에 특이적으로 반응하여 색변화를 일으키는 화학물질이 도포되어 있다. 화학물질은 검출지(101)에 균일하게 도포되어 있다.
비말의 존재여부는 검출지(101)와 에어로졸의 접촉에 의한 색반응으로 확인할 수 있다. 공기 중의 비말과 반응한 검출지(101)는 반응전과 다른 색상을 발현한다. 비말의 반응에 의해 발현한 색상은 노란색 등일 수 있으며, 발현색상의 Red(R), Green(G), Blue(B) 값 또는 빛의 세기를 파악하여 흡입한 에어로졸에 비말의 존재여부를 판단할 수 있다.
여기서 도 4를 더 참조하면, 화학물질이 도포된 검출지(101)에 공기 중의 비말과 반응하였을 때의 색변화를 보여준다. 검출지(101)에는 색상발현시약이 도포되어 비말과 반응하여 노란색으로 색변화가 일어나는 것을 알 수 있다. 여기서는 침(Saliva)에 반응하여 노란색으로 색변화를 일으킨 검출지(101)와 물에 접촉한 대조군을 보여준 것이다.
이렇듯, 검출지(101)에 비말성분에 반응하는 화학물질을 도포하고, 그 색변화를 검출함으로써 포집하는 에어로졸에 검출하고자 하는 비말성분이 있는지 알 수 있는 것이다.
또한, 검출 대상인 비말성분은 아밀라아제에 한정하지 않으며, 다른 성분을 대상으로 할 수 도 있다. 이때에는 그에 반응하는 화학물질을 검출지에 도포할 수 있을 것이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 검출카트리지(100)를 결합할 수 있는 검출본체(200)는 결합부(210), 검출부(220), 및 흡입부(230)를 구비한다.
결합부(210)는 검출카트리지(100)를 결합하기 위해 검출본체(200)의 상부에 형성한다. 결합부(210)는 검출본체(200)의 상부에 오목하게 인입하여 형성한다. 검출카트리지(100)에 대응하는 형상으로 검출본체(200)의 상부면에서 오목하게 파여져 있다. 즉, 결합부(210)는 검출본체(200)의 상면에서 내측으로 파여져 검출카트리지(100)를 끼울 수 있는 공간을 형성하는 것이다.
또한, 상기 결합부(210)는, 상기 급지릴(110)과 상기 회수릴(120)에 삽입되고, 상기 급지릴(110) 또는 상기 회수릴(120)을 회전시켜 상기 검출지(101)를 일방향으로 이동시키는 구동부(240)를 상면에 돌출하여 형성한다.
구동부(240)는 급지릴(110)과 회수릴(120)에 대응하여 두 개가 구비될 수 있으며, 모터(241)에 의해 일방향으로 회전력을 발생시킨다. 구동부(240)의 회전은 삽입된 급지릴(110) 또는 회수릴(120)을 회전시켜 검출지(101)를 일방향으로 이동시킨다.
이때, 모터(241)는 회수릴(120)에 결합하는 구동부(240)에 설치되는 것이 바람직할 것이다. 회수릴(120)을 구동하여 검출지(101)를 회수릴(120)에 감으면서 이동시켜야 검출지(101)가 장력을 유지하면서 검출카트리지(100)의 일측면에서 노출된 상태로 이동할 수 있기 때문이다.
구동부(240)는 회전하는 속도가 조절될 수 있다. 구동부(240)의 회전이 조절되면서 검출지(101)의 이동속도가 조절된다. 이를 통해 검출지(101)로 검출되는 비말의 유무를 시간 별로 구분할 수 있다. 즉, 설정된 시간 동안 일정한 속도로 구동부(240)가 회전하도록 조절하거나, 설정된 시간 외에는 구동부(240)를 멈추도록 조절하는 등의 구동부(240)의 조절을 통해 검출지(101)에 어느 시간대에 비말이 검출됐는지 파악할 수 있는 것이다.
이를 위해 구동부(240)에는 제어부가 연결되어 제어부에 의해 조절될 수 있다.
또한, 결합부(210)는 검출카트리지(100)의 결합을 용이하도록 안내하는 결합가이드(211)를 상면에 돌출하여 형성할 수 있다. 결합가이드(211)는 구동부(240)와 근접한 곳에 형성할 수 있으며, 결합부(210)의 전면에도 형성할 수 있다. 검출카트리지(100)에는 결합가이드(211)가 삽입되는 가이드홀(160)이 결합가이드(211)와 대응하는 위치에 형성할 수 있다.
검출부(220)는 검출지(101)가 노출되는 검출카트리지(100)의 일측면과 접하도록 결합부(210)의 내측면에 형성한다.
상기 검출부(220)는, 상기 검출지(101)에 물을 분사하는 수화부(221); 상기 흡입부(230)에서 이어진 에어로졸유로(250)를 통해 이동한 에어로졸을 수화된 검출지(101)에 접촉시키는 반응부(222); 및 에어로졸을 접촉한 검출지(101)의 비말 유무에 따른 색반응을 감지하는 감지부(223); 를 포함한다.
검출지(101)에서 에어로졸에 포함된 비말의 반응성을 높이기 위해서 수화부(221)는 검출지(101)에 물을 분사한다. 수화부(221)는 검출카트리지(100)에서 노출되어 이동하는 검출지(101)에 물을 분사하여 검출지(101)를 적신다.
수화부(221)는 물을 분무형태로 분사할 수 있는 미스트 분사장치로 구성할 수 있다. 또한, 수화부(221)는 물을 방울형태로 공급할 수 있는 공급튜브 형태로 구성할 수도 있다.
반응부(222)는 흡입부(230)에서 이어진 에어로졸유로(250)를 통해 이동한 에어로졸을 수화된 검출지에 접촉시킨다.
흡입부(230)는 검출본체(200)의 상면에 형성하여 비말을 포함한 에어로졸을 흡입하여 검출부(220)로 이동시킨다. 흡입부(230)에서 반응부(222)로 이어지도록 형성한 에어로졸유로(250)를 통해 에어로졸은 반응부(222)로 이동하고, 검출지(101)에 접촉한다.
흡입부(230)는 검출본체(200)의 에어로졸을 흡입할 수 있도록 상부면에 다수의 구멍(231)이 검출본체(200) 내부로 관통하여 뚫려져 있으며, 구멍(231)은 에어로졸유로(250)에 연결된다.
흡입부(230)가 에어로졸을 흡입할 수 있도록 검출본체(200)에는 흡입팬(300)을 구성한다. 흡입팬(300)은 검출본체(200)의 측면 또는 하면에 설치되어 흡입부(230)에 흡입력을 발생시킨다. 흡입팬(300)은 흡입부(230)에서 에어로졸을 흡입할 수 있도록 흡입력을 발생하며, 흡입한 에어로졸을 검출본체(200) 외부로 배출시킨다.
이때, 에어로졸유로(250)는 흡입부(230)에서 반응부(222) 및 반응부(222)에서 흡입팬(300)까지 공기가 흐르는 통로를 형성한다.
도 7을 더 참조하면, 상기 에어로졸유로(250)는, 상기 흡입부(230)로 들어온 에어로졸이 상기 반응부(222)를 거치도록, 상기 흡입부(230)에서 상기 반응부(222)로 이어지고, 상기 반응부(222)에서 상기 흡입팬(300)으로 이어진다.
에어로졸유로(250)는 흡입부(230)로 들어온 에어로졸이 반드시 반응부(222)를 거쳐 흐르도록 구성한 것이다. 에어로졸유로(250)는 흡입부(230)에서 반응부(222)로 이어지는 제1유로(251)와 반응부(222)에서 흡입팬(300)으로 이어지는 제2유로(252)로 구성된다. 제1유로(251)와 제2유로(252)는 판(253)으로 나누어져 있다. 판(253)은 반응부(222)에 근접하도록 이어져 에어로졸이 반드시 반응부(222)를 거치도록 구성되는 것이다. 흡입부(230)로 들어온 에어로졸은 제1유로(251)를 흘러 반응부(222)에 도달하고 검출지(101)에 접촉한다. 그리고, 제2유로(252)를 흘러 흡입팬(300)을 통해 검출본체(200) 밖으로 나간다.
에어로졸유로(250)는 반응부(222)에 많은 에어로졸이 거쳐가도록 구성한 것으로, 판(253)을 반응부(222)에 더 근접하도록 구성하는 방법을 통해 에어로졸이 반응부(222)에 머무는 시간이 많아지도록 조절할 수도 있다.
감지부(223)는 반응부(222)에서 에어로졸을 접촉한 검출지(101)에서 색변화가 일어나는지를 감지한다. 에어로졸에 비말이 포함되어 있다면, 반응부(222)에서 에어로졸을 접촉한 검출지(101)는 색반응을 일으켜 다른 색(예를 들어 노란색 등)으로 변화한다. 감지부(223)는 검출지(101)의 변화한 색을 감지하여 에어로졸에 비말이 포함되어 있는지를 감지하는 것이다. 또한, 발현색상의 Red(R), Green(G), Blue(B) 값 또는 빛의 세기를 파악하여 흡입한 에어로졸에 비말의 존재여부를 판단할 수 있다. 이를 위해 감지부(223)에는 발현색상의 RGB 값 또는 빛의 세기를 파악할 수 있는 센서(223a)를 포함할 수 있다.
검출지(101)를 통해 에어로졸에 비말이 포함되어 있는지를 검출하기 위해서 검출지(101)는 수화부(221), 반응부(222), 감지부(223) 순서로 거쳐가야 한다.
상기 수화부(221), 반응부(222), 및 감지부(223)는 상기 급지릴(110)에서 상기 회수릴(120)로 이동하는 상기 검출지(101)의 이동방향에 따라 상기 수화부(221), 반응부(222), 감지부(223) 순으로 배치된다.
검출카트리지(100)가 검출본체(200)의 결합부(210)에 결합하고, 구동부(240)의 회전으로 검출지(101)가 이동하면, 검출지(101)는 수화부(221), 반응부(222), 감지부(223) 순서로 거쳐가게 된다. 또한, 검출지(101)는 수화부(221), 반응부(222), 감지부(223) 순서로 거쳐가야지만 에어로졸에 포함된 비말의 유무를 감지할 수 있다. 따라서, 검출부(220)에서 수화부(221), 반응부(222), 감지부(223)는 수화부(221), 반응부(222), 감지부(223) 순서대로 배치되는 것이다.
흡입부(230)를 통해 포집되는 에어로졸은 검출부(220)의 반응부(222)로 이동하고, 수화부(221)에서 수화된 검출지(101)와 접촉한다. 그리고 검출부(220)의 반응부(222)에서 검출지(101)의 색변화를 감지하여 에어로졸에 비말이 포함되어 있는지를 검출한다.
도 8을 참조하면, 상기 검출본체(200)는 상기 수화부(221)로 물을 공급하는 물공급부(400)를 더 구비하고, 상기 검출본체(200) 내부에는 상기 물공급부(400)에서 상기 수화부(221)로 이어지는 상기 에어로졸유로(250)와 구분되도록 물유로(260)를 형성한다.
수화부(221)에 물을 공급하기 위해 검출본체(200)에는 물공급부(400)를 구비할 수 있다. 물공급부(400)는 내부에 구성할 수도 있으며, 도 6에 도시한 것처럼 검출본체(200)의 상부에 결합하는 방법으로 구성할 수도 있다.
물공급부(400)의 물은 검출본체(200) 내부에 형성된 물유로(260)를 통해 수화부(221)로 공급된다. 물유로(260)는 검출장치가 작동하지 않을 때, 일정량의 물을 저장하는 역할을 할 수도 있다. 또한, 물유로(260)는 에어로졸유로(250)와 겹치지 않고 구분되어 형성된다. 물유로(260)는 에어로졸유로(250)와 구분된 공간을 형성하여, 물이 수화부(221)를 통해 배출될 때까지 에어로졸유로(250)에 영향을 주지 않는다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 검출본체(200)는, 상기 감지부(223)에서 감지한 색반응에 따라 비말의 유무를 알려주 표시부(500)를 더 구비한다.
표시부(500)는 감지부(223)에서 감지한 색반응에 따라 비말의 유무를 알려주는 것이다. 표시부(500)는 비말이 검출되었을 때에는 빨간색으로 표시하고, 비말이 검출되지 않았을 때에는 초록색으로 표시하는 방법으로 LED와 같은 발광장치로 알려줄 수도 있다. 또는, 디스플레이와 같은 표시장치를 사용하여 문자로도 알려줄 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치로써, 앞서 기술한 도 3의 검출카트리지(100)를 사용할 수 있는 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치와 기본 구성은 동일하다. 다만, 흡입팬(300)을 검출본체(200)의 하부에 구성한 것과 물공급부(400)를 내부에 구성할 수도 있는 차이점을 가진다.
본 발명의 실시예들에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치는 에어로졸화 된 비말의 농도가 높을수록 검출지(101)의 색변화 반응정도가 커지므로 검출부(220)의 반응부(222)에서 지속적인 공기의 포집이 필요하다. 즉, 검출지(101)에 에어로졸을 농축하면 할수록 검출지(101)의 비말에 대한 반응을 극대화할 수 있는 것이다.
따라서, 반응부(222)에서 검출지(101)의 반응 및 검출이 충분이 유도될 수 있도록 구동부(240)의 속도를 조절할 수 있으며, 필요에 따라서는 검출지(101)가 반응부(222)에 일정시간 머무르고 이동하도록 조절할 수도 있을 것이다.
이를 위해서 구동부(240)의 속도를 조절할 수 있는 제어부를 더 구비할 수도 있을 것이다.
본 발명의 실시예들에 따른 에어로졸화된 비말 검출장치는 검출지의 색변화를 인식하는 광학검출부 및 비말을 포집하는 유체통로 및 수화부, 포집부를 소형화함으로써, 장소에 구애 받지 않고 편리하게 공기 중에 잔존하는 에어로졸을 포집하고 비말성분을 검출할 수 있다. 또한, 비말을 포집하는 유체통로 및 포집부를 구성하여, 공기 중에 잔존하는 에어로졸을 용이하게 포집하고 비말성분의 검출을 용이하게 할 수 있다. 또한, 배출, 회수 및 교체가 용이하도록 검출지를 카트리지 형태로 하여 카트리지의 적절한 폐기를 통해 검출물질로 인한 감염을 예방할 수 있다. 또한, 일정시간 동안 지속적으로 공기를 포집할 수 있어 에어로졸 내 비말성분 농축을 통한 반응을 극대화할 수 있다. 또한, 비말 내 성분에 특이적으로 작용하는 시약을 도포한 검출지를 지속적으로 자동공급함으로써 공기 중의 비말성분을 지속적으로 검출할 수 있다.
이와 같이 잠재적 감염 전파를 갖는 에어로졸화된 비말 및 비말 내 인체유래 성분의 유무에 대한 정보를 실시간으로 얻을 수 있는 장치의 빠른 피드백을 통해 감염원을 조기에 발견할 수 있으며, 검출 결과를 소독 및 공기정화장치와 연계하면 빠르고 효과적인 생활 속 방역체계형성에 기여할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해하여야 한다.
100 : 검출카트리지 101 : 검출지
110 : 급지릴
120 : 회수릴
130 : 관통홀
140 : 검출지가이드
150 : 노출홀
160 : 가이드홀
200 : 검출본체
210 : 결합부
211 : 결합가이드
220 : 검출부
221 : 수화부
222 : 반응부
223 : 감지부
223a : 센서
230 : 흡입부
231 : 구멍
240 : 구동부
241 : 모터
250 : 에어로졸유로
251 : 제1유로
252 : 제2유로
253 : 판
260 : 물유로
300 : 흡입팬
400 : 물공급부
500 : 표시부

Claims (10)

  1. 상부에 오목하게 인입하여 형성한 결합부와, 상기 결합부의 내측면에 형성한 검출부와, 상면에 형성하여 비말을 포함한 에어로졸을 흡입하여 상기 검출부로 이동시키는 흡입부를 구비한 검출본체;
    검출지와, 상기 검출지를 공급하는 급지릴과, 상기 검출지를 회수하는 회수릴을 내부에 구비한 검출카트리지; 및
    상기 검출본체에 설치되어 상기 흡입부에 흡입력을 발생시키는 흡입팬; 을 포함하고,
    상기 검출부는,
    상기 검출지에 물을 분사하는 수화부;
    상기 흡입부에서 이어진 에어로졸유로를 통해 이동한 에어로졸을 수화된 검출지에 접촉시키는 반응부; 및
    에어로졸을 접촉한 검출지의 비말 유무에 따른 색반응을 감지하는 감지부;를 포함하고,
    상기 검출카트리지는, 상기 검출본체의 결합부에 탈착가능하되, 상기 검출지가 상기 급지릴에서 상기 회수릴로 이동하면서 상기 검출지 일부가 노출되도록 일측면이 개방되고,
    상기 검출카트리지가 상기 결합부에 결합 시, 상기 개방된 일측면이 상기 결합부의 내측면에 접하여,
    상기 흡입부를 통해 포집된 에어로졸을 상기 검출지에 접촉시켜 상기 검출지의 색변화를 감지하여 에어로졸화된 비말을 검출하는 에어로졸화된 비말 검출장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출카트리지는,
    상기 검출지가 장력을 유지하면서 상기 일측면에 노출될 수 있도록 상기 검출지를 걸 수 있는 다수의 검출지가이드를 상기 개방된 측부 내측에 형성한 에어로졸화된 비말 검출장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수화부, 반응부, 및 감지부는 상기 급지릴에서 상기 회수릴로 이동하는 상기 검출지의 이동방향에 따라 상기 수화부, 반응부, 감지부 순으로 배치되는 에어로졸화된 비말 검출장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 결합부는,
    상기 급지릴과 상기 회수릴에 삽입되고, 상기 급지릴 또는 상기 회수릴을 회전시켜 상기 검출지를 일방향으로 이동시키는 구동부를 상면에 돌출하여 형성한 에어로졸화된 비말 검출장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동부의 회전을 조절하여 상기 검출지로 검출되는 비말의 유무를 시간 별로 구분하는 에어로졸화된 비말 검출장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸유로는,
    상기 흡입부로 들어온 에어로졸이 상기 반응부를 거치도록, 상기 흡입부에서 상기 반응부로 이어지고, 상기 반응부에서 상기 흡입팬으로 이어지는 에어로졸화된 비말 검출장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출본체는 상기 수화부로 물을 공급하는 물공급부를 더 구비하고, 상기 검출본체 내부에는 상기 물공급부에서 상기 수화부로 이어지는 상기 에어로졸유로와 구분되도록 물유로를 형성한 에어로졸화된 비말 검출장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출본체는,
    상기 감지부에서 감지한 색반응에 따라 비말의 유무를 알려주는 표시부를 더 구비하는 에어로졸화된 비말 검출장치.
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e-Health Communication, "The trigger pulled by Corona 19, the development of diagnostic medical devices" (2020.09.01.) *
e-헬스 통신, "코로나19가 당긴 방아쇠, 진단 의료기기 개발 봇물"(2020.09.01.)*
동아사이언스, "공기 중 바이러스 현장서 진단하는 일회용 키트 플랫폼 개발"(2020.11.12.)*

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