KR102420237B1 - X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치 및 이의 분석방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치 및 분석방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동하는 3차원 물질의 성분 및 공간상의 위치를 도출하기 위한 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치 및 분석방법에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 대상물의 일측에 복수개로 마련되며, 각각 상기 대상물을 향해 서로 다른 에너지 준위를 갖는 X-선을 조사하도록 마련된 조사부; 상기 대상물의 타측에 마련되며, 상기 조사부로부터 조사되어 상기 대상물 내 타겟물체를 투과하거나 상기 타겟물체로부터 반사된 X-선을 수신하도록 마련된 수신부; 및 상기 수신부가 수신한 X-선 신호를 분석하여 상기 타겟물체의 위치 및 성분을 도출하도록 마련된 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치를 제공한다.
Description
본 발명은 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치 및 분석방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동하는 3차원 물질의 성분 및 공간상의 위치를 도출하기 위한 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치 및 분석방법에 관한 것이다.
엑스선을 대상물에 조사하면, 투과 방사선의 강도의 변화나 투과선량의 차에 의하여 필름상의 농도차가 발생하고, 이를 이용하여 2차원 영상을 생성할 수 있다. 그리고, 다양한 각도로 투사된 여러 장의 2차원 영상을 이용하여 대상물의 3차원 형상을 복원함으로써, 내부 구성물의 3차원 위치 역시 확인할 수 있다.
그러나, 이러한 기술은 방사선의 투과량에 비례하는 영상이므로, 물질의 성분을 분석할 수 없다는 단점이 있다. 즉, 종래에는 엑스선을 조사하여 대상물의 3차원 형상을 및 내부 구성물의 위치를 확인하는 것까지는 가능하였으나, 구체적으로 내부 구성물이 무엇인지 알기 위해서는 내부를 직접 열어서 확인해보아야 하는 불편함이 있었다.
이처럼 내부 구성물을 확인하기 위해 직접 열어서 확인해보는 작업은 불편함이 있고, 내부 구성물이 확인하기 어려운 위치에 있을 경우, 확인 작업에 장기간이 소요되는 문제가 있다. 또한, 대상물의 내부 구성물이 폭발 등을 일으킬 수 있는 위험한 물질인 경우에는 확인 작업 중 안전 상의 문제가 발생할 수도 있다.
또한, 컨베이어 벨트 상에서 이동하는 타겟물체의 경우, 정확하게 물제의 위치 및 성분을 도출하기 어려운 문제가 있었다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이동하는 3차원 물질의 성분 및 공간상의 위치를 도출하기 위한 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치 및 분석방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 대상물의 일측에 복수개로 마련되며, 각각 상기 대상물을 향해 서로 다른 에너지 준위를 갖는 X-선을 조사하도록 마련된 조사부; 상기 대상물의 타측에 마련되며, 상기 조사부로부터 조사되어 상기 대상물 내 타겟물체를 투과하거나 상기 타겟물체로부터 반사된 X-선을 수신하도록 마련된 수신부; 및 상기 수신부가 수신한 X-선 신호를 분석하여 상기 타겟물체의 위치 및 성분을 도출하도록 마련된 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 복수의 상기 조사부는 상기 대상물의 일측에 마련되되, 각각의 상기 조사부는 상기 대상물과 동일한 간격만큼 이격된 상태로 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수신부는 상기 대상물의 타측에 복수로 마련되며, 각각의 상기 수신부는 상기 대상물과 동일한 간격만큼 이격된 상태로 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 수신부는 상기 대상물의 타측에 마련되되, 상기 대상물을 중심축으로 한 반원 형태의 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분석부는, 상기 타겟물체에 X-선이 충돌하여 발생한 신호를 처음으로 감지한 시간을 측정 및 분석하여, 상기 대상물 내에서의 상기 타겟물체의 위치를 도출하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분석부는, 복수의 상기 수신부가 각각 상기 신호를 처음으로 감지한 개시시간들을 비교 분석하여 상기 타겟물체의 위치를 도출하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분석부는, 복수의 상기 수신부가 각각 상기 신호를 처음으로 감지한 개시시간부터 상기 신호의 수신이 종료되는 시간까지 흡광광도분석법을 통해 상기 타겟물체의 성분을 측정하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 대상물과 상기 수신부 사이에 위치하도록 마련된 복수의 필터부를 더 포함하며, 복수의 상기 필터부는 서로 다른 파장을 투과시키도록 마련된 필터인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 분석부는, 상기 필터부를 통과하여 상기 수신부에 수신된 X-선 신호에서, 에너지 준위 별로 회절 각도를 측정하여 상기 타겟 물질의 성분을 도출할 수 있도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법에 있어서, 상기 조사부가 상기 대상물을 향해 X-선을 조사하는 단계; b) 상기 수신부가 상기 대상물 내 상기 타겟물체를 투과하거나 상기 타겟물체로부터 반사된 X-선을 수신하는 단계; 및 c) 상기 분석부가 상기 수신된 X-선 신호를 분석하여 상기 타겟물체의 위치 및 성분을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c) 단계는, c1) 복수의 상기 수신부가 각각 상기 신호를 처음 감지한 개시시간들을 비교 분석하여 상기 대상물 내 상기 타겟 검출물의 위치를 도출하는 단계; 및 c2) 에너지 준위별로 상기 신호를 처음으로 감지한 개시시간부터 상기 신호의 수신이 종료된 시간까지의 동시성 원리를 기반으로 한 측정을 통한 흡광광도 분석법을 통해 상기 타겟물체의 성분을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c2) 단계에서, 상기 에너지 준위 별로 X-선의 회절 각도를 더 측정하여 상기 타겟 물질의 성분을 도출하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 대상물의 내부에 위치한 타겟물체의 위치를 신속하고, 정확하게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 타겟물체의 물질 성분을 신속하고, 정확하고, 안전하게 검출할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 예시도이다.
도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 예시도이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법의 위치 및 성분을 도출하는 단계의 순서도이다.
도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 예시도이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법의 위치 및 성분을 도출하는 단계의 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 예시도이다.
도 1에 도시된 것처럼, X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치(100)는 조사부(110), 수신부(120), 필터부(130) 및 분석부(140)를 포함한다.
상기 조사부(110)는 대상물(10)의 일측에 복수개로 마련되며, 각각 상기 대상물(10)을 향해 서로 다른 에너지 준위를 갖는 X-선을 조사하도록 마련될 수 있다.
여기서, 상기 대상물(10)은 고정된 물체일 수도 있고, 컨베이어 벨트 상에서와 같이 이동중인 물체일 수도 있다.
복수의 상기 조사부(110)는 상기 대상물(10)의 일측에 마련되되, 각각의 상기 조사부(110)는 상기 대상물(10)과 동일한 간격만큼 이격된 상태로 마련될 수 있다.
이처럼, 상기 조사부(110)는 상기 대상물의(10)에 대해 다양한 각도에서 X-선을 조사하도록 마련될 수 있다.
상기 필터부(130)는 상기 대상물(10)과 상기 수신부(120) 사이에 위치하도록 마련되며, 복수로 마련될 수 있다.
여기서, 복수의 상기 필터부(130)는 서로 다른 파장을 투과시키도록 마련된 파장 필터일 수 있다.
상기 수신부(120)는 상기 대상물(10)의 타측에 마련되며, 상기 조사부(110)로부터 조사되어 상기 대상물(10) 내 타겟물체(11)를 투과하거나 상기 타겟물체(11)로부터 반사된 X-선 신호를 수신하도록 마련될 수 있다.
상기 수신부(120)는 상기 대상물(10)의 타측에 복수로 마련되며, 각각의 상기 수신부(120)는 상기 대상물(10)과 동일한 간격만큼 이격된 상태로 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 조사부(110) 및 상기 수신부(120)는 상기 대상물(10)을 중심에 두고 일측에는 상기 조사부(110)가 마련되고 타측에는 상기 수신부(120)가 마련되어 원을 이루도록 배치될 수 있다.
상기 분석부(140)는 상기 수신부(120)가 수신한 X-선 신호를 분석하여 상기 타겟물체(11)의 위치 및 성분을 도출하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 분석부(140)는 상기 대상물(10)을 투과한 X-선을 검출하여 3차원 형상을 얻도록 마련될 수 있다. 상기 분석부(140)는 상기 조사부(110)로부터 상기 대상물(10)을 투과한 X-선을 수신한 상기 수신부(120)로부터 X-선 신호를 제공받을 수 있다. 이때, X-선 신호는 다양한 각도에서 조사되어 수신된 신호로서, 이러한 신호를 검출하여 여러 각도에서의 대상물(10)에 대한 2차원 형상을 얻을 수 있다. 그리고, 상기 분석부(140)는 획득한 상기 2차원 형상을 이용하여 3차원 형상을 복원하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 분석부(140)는, 상기 타겟물체(11)에 에너지 준위에 따른 X-선이 충돌하여 발생한 신호를 처음으로 감지한 시간을 측정 및 분석하여, 상기 타겟물체(11)의 위치를 도출하도록 마련될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 조사부(110)에 의해 조사된 X-선은 상기 타겟물체(11)를 거치면서 회절되며 반사되면서 상기 수신부(120)에 수신되게 된다. 이때, 상기 분석부(140)는 복수의 상기 수신부(120)가 각각 상기 신호를 처음으로 감지한 개시시간들을 비교 분석하여 상기 대상물(10) 내에서의 상기 타겟물체(11)의 위치를 도출하도록 마련될 수 있다.
일 예로, 어느 하나의 조사부(110)에서 기설정된 제1 에너지 준위를 갖는 X-선을 조사하게 되면 이의 X-선이 상기 타겟물체(11)에 반사되어 복수의 수신부(120)에 도달하게 된다. 상기 분석부(140)는 각각의 수신부(120)에 전달된 상기 제1 에너지 준위를 갖는 X-선이 감지된 개시시간들을 비교 분석함으로써, 상기 타겟물체(11)의 위치를 도출할 수 있다. 그리고, 상기 조사부(110)는 복수로 마련되기 때문에, 각 에너지 준위를 갖는 X-선의 개시시간들을 비교 분석하면 상기 타겟물체(11)의 위치를 보다 정확하게 도출해낼 수 있다.
또한, 상기 분석부(140)는, 복수의 상기 수신부(120)가 각각 상기 신호를 처음으로 감지한 개시시간부터 상기 신호의 수신이 종료되는 시간까지 흡광광도분석법을 통해 상기 타겟물체(11)의 성분을 측정하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 원자는 전자에 의해 둘러싸여진 원자핵으로 구성되며, 모든 원소는 각자 고유한 궤도 내에서 원자핵과 같은 특정수의 전자를 갖는다. 이러한 원자에 적정량에 에너지가 가해지면 에너지는 원자에 흡수되고 원자 바깥의 외각 전자는 불안정한 상태로 변하게 된다. 그렇게 되면 원자는 안정된 상태로 돌아가기 위해 흡수된 에너지량과 동일한 에너지를 방출하게 된다. 이러한 방출된 파장은 원소마다 가지고 있는 독특한 전자구조로서, 에너지를 가할 때 원자의 수가 많으면 흡수되는 에너지 양도 비례적으로 증가하게 된다.
이러한 원리를 이용하여 상기 조사부(110)가 상기 타겟물체(11)에 기설정된 에너지 준위를 갖는 X-선을 조사하게 되면 X-선은 상기 타겟물체(11)에 에너지를 가하게 되면서 파장이 변하게 된다. 그리고, 복수의 상기 필터부(130)는 상기 타겟물체(11)와 상기 수신부(120) 사이에 마련되어 각각 정해진 파장을 갖는 X-선 신호를 투과시키도록 마련된다. 이에 따라, 상기 분석부(140)는 상기 수신부(120)에 의해 수신된 각 X선 신호의 파장을 분석함으로써, 상기 타겟물체(11)의 원소 스펙트럼을 알아낼 수 있다.
또한, 상기 분석부(140)는, 상기 필터부(130)를 통과하여 상기 수신부(120)에 수신된 X-선 신호에서, 에너지 준위 별로 회절 각도를 측정하여 상기 타겟 물질의 성분을 도출하도록 마련될 수도 있다.
구체적으로, 에너지 준위를 갖는 X-선 신호는 타겟물체(110)의 성분에 따라 충돌 후 회절되는 각도가 달라질 수 있다. 따라서, 상기 분석부(140)는 상기 X-선 신호에서 에너지 준위별로 회절된 각도를 측정하여 상기 타겟물체(110)의 성분을 도출하도록 마련될 수도 있다.
또한, 본 발명의 상기 조사부(110)는 중성자를 조사하는 모듈을 추가로 더 구비하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 분석부(140)는 상기 중성자의 플럭스가 상기 타겟물체(11)와 충돌하면서 발생하는 감마신호에 포함된 원소 스펙트럼을 분석하여 상기 타겟물체(11)의 성분을 더 정확하게 도출하도록 마련될 수도 있다.
또한, 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 조사부(110)와 수신부(120)는 컨베이어 벨트를 지나가는 대상물(10)의 종단면을 촬영하도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 조사부(110)와 상기 수신부(120)는 대상물(10)의 일측과 타측에 각각 배치되어 함께 원형을 이루도록 마련되고, 컨베이어벨트가 조사부(110)와 수신부(120)가 형성하는 원형의 내부 중심을 통과하도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 조사부(110)는 상기 컨베이어 벨트를 따라 이동하는 대상물(10)에 X-선을 조사하여 상기 대상물(10)의 종단면에서의 타겟물체(11)의 위치를 보다 정확하게 도출해내도록 마련될 수 있다.
즉, 본 발명에서 상기 조사부(110) 상기 수신부(120)는 대상물(10)의 횡단면을 촬영할 수 있는 원형으로 배치되거나 대상물(10)의 종단면을 촬영할 수 있도록 원형으로 배치될 수 있다. 그리고, 이 2가지 경우가 연속적으로 마련되어 대상물(10) 내 타겟물(11)의 종축 횡축 상에서의 정확한 위치가 도출되도록 할 수도 있다.
도 3는 본 발명의 제2 실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 예시도이다.
도 3에 도시된 것처럼, 제2 실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치(200)는 조사부(210), 수신부(220), 필터부(230) 및 분석부(240)를 포함한다.
상기 조사부(210), 수신부(220), 필터부(230) 및 분석부(240)는 제1 실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치(100)와 실질저긍로 동일하나, 상기 수신부(220)의 형상에 있어서 차이가 있기 때문에, 이의 차이에 대해서만 설명하도록 한다.
상기 수신부(220)는 상기 대상물(10)의 타측에 마련되되, 상기 대상물(10)을 중심축으로 한 하나의 반원 형태의 곡면체로 이루어질 수 있다.
이처럼 마련된 상기 수신부(220)는 상기 조사부(210)로부터 조사된 X-선 신호를 더 넓은 면적에서 수신함으로써, 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법의 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법은, 먼저, 조사부가 상기 대상물을 향해 X-선을 조사하는 단계(S10)가 수행될 수 있다.
조사부가 상기 대상물을 향해 X-선을 조사하는 단계(S10)에서, 상기 조사부(110)는 상기 대상물(10)을 향해 X-선을 조사하도록 마련되며, 각각의 상기 조사부(110)는 서로 다른 에너지 준위를 갖는 X-선을 조사하도록 마련될 수 있다.
조사부가 상기 대상물을 향해 X-선을 조사하는 단계(S10) 이후에는, 수신부가 대상물 내 타겟물체를 투과하거나 타겟물체로부터 반사된 X-선을 수신하는 단계(S20)가 수행될 수 있다.
수신부가 대상물 내 타겟물체를 투과하거나 타겟물체로부터 반사된 X-선을 수신하는 단계(S20)에서, 상기 수신부(120)는 상기 대상물(10)의 타측에 마련되며, 상기 조사부(110)로부터 조사되어 상기 대상물(10) 내 타겟물체(11)를 투과하거나 상기 타겟물체(11)로부터 반사된 X-선 신호를 수신하도록 마련될 수 있다.
이때, 상기 수신부(120)는 상기 필터부(130)를 통과한 X-선 신호를 수신하도록 마련될 수 있다.
수신부가 대상물 내 타겟물체를 투과하거나 타겟물체로부터 반사된 X-선을 수신하는 단계(S20) 이후에는, 분석부가 수신된 X-선 신호를 분석하여 타겟물체의 위치 및 성분을 도출하는 단계(S30)가 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법의 위치 및 성분을 도출하는 단계의 순서도이다.
도 5를 참조하면, 분석부가 수신된 X-선 신호를 분석하여 타겟물체의 위치 및 성분을 도출하는 단계(S30)는 먼저, 복수의 수신부가 각각 신호를 처음 감지한 개시시간들을 비교 분석하여 대상물 내 타겟 검출물의 위치를 도출하는 단계(S31)가 수행될 수 있다.
복수의 수신부가 각각 신호를 처음 감지한 개시시간들을 비교 분석하여 대상물 내 타겟 검출물의 위치를 도출하는 단계(S31)에서, 상기 분석부(140)는 복수의 상기 수신부(120)가 각각 상기 신호를 처음으로 감지한 개시시간들을 비교 분석하여 상기 대상물(10) 내에서의 상기 타겟물체(11)의 위치를 도출하도록 마련될 수 있다.
복수의 수신부가 각각 신호를 처음 감지한 개시시간들을 비교 분석하여 대상물 내 타겟 검출물의 위치를 도출하는 단계(S31) 이후에는, 에너지 준위별로 신호를 처음으로 감지한 개시시간부터 신호의 수신이 종료된 시간까지 흡광광도 분석법을 통해 타겟물체의 성분을 도출하는 단계(S32)가 수행될 수 있다.
구체적으로, 상기 조사부(110)가 상기 타겟물체(11)에 기설정된 에너지 준위를 갖는 X-선을 조사하게 되면 X-선은 상기 타겟물체(11)에 에너지를 가하게 되면서 파장이 변하게 된다. 그리고, 복수의 상기 필터부(130)는 상기 타겟물체(11)와 상기 수신부(120) 사이에 마련되어 각각 정해진 파장을 갖는 X-선 신호를 투과시키도록 마련된다. 이에 따라, 에너지 준위별로 신호를 처음으로 감지한 개시시간부터 신호의 수신이 종료된 시간까지 흡광광도 분석법을 통해 타겟물체의 성분을 도출하는 단계(S32)에서, 상기 분석부(140)는 상기 수신부(120)에 의해 수신된 각 X선 신호의 파장을 분석함으로써, 상기 타겟물체(11)의 원소 스펙트럼을 알아내어 성분을 도출하도록 마련될 수 있다.
에너지 준위별로 신호를 처음으로 감지한 개시시간부터 신호의 수신이 종료된 시간까지 흡광광도 분석법을 통해 타겟물체의 성분을 도출하는 단계(S32)는, 상기 에너지 준위 별로 X-선의 회절 각도를 더 측정하여 상기 타겟 물질의 성분을 더 도출하도록 마련될 수도 있다.
에너지 준위별로 신호를 처음으로 감지한 개시시간부터 신호의 수신이 종료된 시간까지 흡광광도 분석법을 통해 타겟물체의 성분을 도출하는 단계(S32)는, 도출된 상기 타겟물체(11)의 성분 및 복원된 3차원 형상을 이용하여 상기 타겟물체(11)의 종류를 유추하고, 사용자에게 유추한 상기 타겟 검출물(11)의 종류 및 기타 정보를 보여주도록 더 마련될 수도 있다.
분석부가 수신된 X-선 신호를 분석하여 타겟물체의 위치 및 성분을 도출하는 단계(S30) 이후에는, 상기 타겟 검출물이 기설정된 물품일 경우, 사용자에게 알리는 단계를 더 포함할 수도 있다. 일 예로, 공항 검색대의 경우, 상기 타겟물체(11)가 마약, 화기, 폭발물질 및 기타 반입금지 물품인 경우, 경고음이나 경고등을 통해 사용자가 인지하도록 알릴 수 있다.
전술한 바와 같이 마련된 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치(100) 및 분석방법은, 대상물(10)의 내부에 위치한 상기 타겟물체(11)의 위치를 신속하고, 정확하게 파악할 수 있고, 타겟 검출물의 물질 성분을 신속하고, 정확하고 검출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 직접 상기 타겟물체(11)를 육안으로 확인하지 않고도 타겟물체(11)의 성분을 검출할 수 있기 때문에 안전하다. 일 예로, 공항 등에 사용되는 수화물검사장치의 경우, 마약이나, 폭발물, 화기 등의 물질을 수색하기 위해 필수적으로 사용되고 있다. 그런데, 폭발물이나 화기의 경우, 폭발물임을 인지하지 못한 상태에서 직접 육안으로 확인하고자 할 경우, 안전 상의 문제가 발생할 수 있다. 즉, 본 발명은, 직접 상기 타겟물체(11)를 육안으로 확인하거나 만질 필요 없이 성분을 확인하고, 대상을 파악할 수 있도록 한다는 점에서 안전하다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 대상물
11: 타겟물체
100, 200: X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치
110, 210: 조사부
120, 220: 수신부
130, 230: 필터부
140, 240: 분석부
11: 타겟물체
100, 200: X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치
110, 210: 조사부
120, 220: 수신부
130, 230: 필터부
140, 240: 분석부
Claims (12)
- 대상물의 일측에 복수개로 마련되며, 각각 상기 대상물을 향해 서로 다른 에너지 준위를 갖는 X-선을 조사하도록 마련된 조사부;
상기 대상물의 타측에 마련되며, 상기 조사부로부터 조사되어 상기 대상물 내 타겟물체를 투과하거나 상기 타겟물체로부터 반사된 X-선을 수신하도록 마련된 수신부; 및
상기 수신부가 수신한 X-선 신호를 분석하여 상기 타겟물체의 위치 및 성분을 도출하도록 마련된 분석부를 포함하며,
상기 분석부는, 상기 타겟물체에 X-선이 충돌하여 발생한 신호를 처음으로 감지한 시간을 측정 및 분석하여, 상기 대상물 내에서의 상기 타겟물체의 위치를 도출하도록 마련되며, 복수의 상기 수신부가 각각 상기 신호를 처음으로 감지한 개시시간들을 비교 분석하여 상기 타겟물체의 위치를 도출하도록 마련되되,
상기 대상물과 상기 수신부 사이에 위치하도록 마련된 복수의 필터부를 더 포함하며,
복수의 상기 필터부는 서로 다른 파장을 투과시키도록 마련된 필터로서, 각각 정해진 파장을 갖는 X-선 신호를 투과시키며,
상기 분석부는, 상기 필터부를 통과하여 상기 수신부에 수신된 X-선 신호에서, 에너지 준위 별로 회절 각도를 측정하여 상기 타겟물체의 성분을 도출할 수 있도록 마련되며,
상기 분석부는,
복수의 상기 수신부가 각각 상기 신호를 처음으로 감지한 개시시간부터 상기 신호의 수신이 종료되는 시간까지 흡광광도분석법을 통해 상기 타겟물체의 성분을 측정하도록 마련된 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치.
- 제 1 항에 있어서,
복수의 상기 조사부는 상기 대상물의 일측에 마련되되, 각각의 상기 조사부는 상기 대상물과 동일한 간격만큼 이격된 상태로 마련된 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수신부는 상기 대상물의 타측에 복수로 마련되며, 각각의 상기 수신부는 상기 대상물과 동일한 간격만큼 이격된 상태로 마련된 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수신부는 상기 대상물의 타측에 마련되되, 상기 대상물을 중심축으로 한 반원 형태의 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 따른 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법에 있어서,
a) 상기 조사부가 상기 대상물을 향해 X-선을 조사하는 단계;
b) 상기 수신부가 상기 대상물 내 상기 타겟물체를 투과하거나 상기 타겟물체로부터 반사된 X-선을 수신하는 단계; 및
c) 상기 분석부가 상기 수신된 X-선 신호를 분석하여 상기 타겟물체의 위치 및 성분을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 c) 단계는,
c1) 복수의 상기 수신부가 각각 상기 신호를 처음 감지한 개시시간들을 비교 분석하여 상기 대상물 내 상기 타겟물체의 위치를 도출하는 단계; 및
c2) 에너지 준위별로 상기 신호를 처음으로 감지한 개시시간부터 상기 신호의 수신이 종료된 시간까지 흡광광도 분석법을 통해 상기 타겟물체의 성분을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법.
- 제 11 항에 있어서,
상기 c2) 단계에서,
상기 에너지 준위 별로 X-선의 회절 각도를 더 측정하여 상기 타겟물체의 성분을 도출하도록 마련된 것을 특징으로 하는 X-선 에너지를 이용한 3차원 물질 분석장치의 분석방법.
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