KR102445624B1 - 원거리에서 액체 샘플을 수집하기 위한 시스템 - Google Patents

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조나단 헤인
카일 더블유. 울메이어
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타일러 요스트
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Abstract

시스템은 제1 위치에 있는 분석 시스템 및 제1 위치로부터 이격한 제2 위치에 있는 하나 이상의 원격 샘플링 시스템을 포함한다. 샘플링 시스템은 원격 액체 샘플을 수용하도록 구성될 수 있다. 시스템은 제2 위치로부터 제1 위치로 가스를 운반하도록 구성된 샘플 이송 라인을 또한 포함한다. 샘플 이송 라인은 연속적인 액체 샘플 세그먼트를 샘플 이송 라인에 공급하기 위해 원격 샘플링 시스템과 선택적으로 결합하도록 구성된다. 시스템은 제1 위치에 있는 샘플 수용 라인을 더 포함할 수 있다. 샘플 수용 라인은 샘플 이송 라인 및 분석 시스템과 선택적으로 결합되어 연속적인 액체 샘플 세그먼트를 수용하고 샘플을 분석 디바이스에 공급한다.

Description

원거리에서 액체 샘플을 수집하기 위한 시스템 {SYSTEM FOR COLLECTING LIQUID SAMPLES FROM A DISTANCE}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2014년 2월 27일 출원되고 발명의 명칭이 "장거리에 걸쳐 작동 가능한 샘플 분석 시스템(SAMPLE ANALYSIS SYSTEM OPERABLE OVER LONG DISTANCES)"인 미국 가출원 제61/945,264호 및 2014년 2월 28일 출원되고 발명의 명칭이 "장거리에 걸쳐 작동 가능한 샘플 분석 시스템(SAMPLE ANALYSIS SYSTEM OPERABLE OVER LONG DISTANCES)"인 미국 가출원 제61/946,256호의 35 U.S.C. §119(e) 하에서 이익을 청구한다. 미국 가출원 제61/945,264호 및 미국 가출원 제61/946,256호는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다.
유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma: ICP) 분광법은 액체 샘플 내의 미량 원소(trace element) 농도 및 동위 원소 비율(isotope ratios)의 결정을 위해 통상적으로 사용되는 분석 기술이다. ICP 분광법은 대략 7,000 K의 온도에 도달하는 전자기적으로 발생된 부분적으로 이온화된 아르곤 플라즈마를 채용한다. 샘플이 플라즈마에 도입될 때, 고온은 샘플 원자가 이온화되게 하거나 광을 방출하게 한다. 각각의 화학 원소는 특성 질량(characteristic mass) 또는 방출 스펙트럼을 생성하기 때문에, 방출된 질량 또는 광의 스펙트럼을 측정하는 것은 원본 샘플의 원소 조성의 결정을 허용한다.
샘플 도입 시스템은 액체 샘플을 분석을 위해 ICP 분광 기구[예를 들어, 유도 결합 플라즈마 질량 분광기(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer: ICP/ICP-MS), 유도 결합 플라즈마 원자 방출 분광기(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer: ICP-AES) 등] 내로 액체 샘플을 도입하기 위해 채용될 수도 있다. 예를 들어, 샘플 도입 시스템은 용기로부터 액체 샘플의 분취량(aliquot)을 회수하고, 그 후에 분취량을 ICP 분광 기구에 의해 플라즈마 내의 이온화를 위해 적합한 복잡분산 에어로졸(polydisperse aerosol)로 변환하는 분무기(nebulizer)로 분취량을 운반할 수도 있다. 에어로졸은 이어서 스프레이 챔버 내에서 분류되어 더 대형의 에어로졸 입자를 제거한다. 스프레이 챔버를 떠날 때, 에어로졸은 분석을 위해 ICP-MS 또는 ICP-AES 기구의 플라즈마 토치(torch) 조립체에 의해 플라즈마 내로 도입된다.
시스템은 제1 위치에 있는 분석 시스템 및 제1 위치로부터 이격한 제2 위치에 있는 하나 이상의 원격 샘플링 시스템을 포함한다. 샘플링 시스템은 샘플 이송 라인을 통해 연속적인 액체 샘플 세그먼트를 수용하고 운반하도록 구성될 수 있다. 시스템은 제2 위치로부터 제1 위치로 분석을 위한 충분한 체적의 액체 샘플을 운반하기 위한 압축 가스 공급부를 또한 포함한다. 샘플 이송 라인은 액체 샘플을 제1 위치로 구동하고 운반하기 위해 원격 샘플링 시스템과 결합하도록 구성된다. 시스템은 제1 위치에 있는 샘플 수용 라인을 더 포함할 수 있다.
이 요약 설명은 상세한 설명에서 이하에 더 설명되는 개략된 형태의 개념의 선택을 소개하도록 제공된 것이다. 이 요약 설명은 청구된 주제의 주요 특징 또는 본질적인 특징을 식별하도록 의도된 것은 아니고, 또한 청구된 주제의 범주를 결정하는 보조로서 사용되도록 의도된 것도 아니다.
상세한 설명은 첨부 도면을 참조하여 설명된다. 첨부 도면에 포함된 임의의 치수는 단지 예시로서 제공된 것이고, 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 장거리에 걸쳐 운반되는 샘플을 분석하도록 구성된 시스템을 도시하고 있는 부분 라인 다이어그램이다.
도 2a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 원격 샘플링 시스템에 사용된 원격 샘플링 디바이스를 도시하고 있는 환경도이다.
도 2b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 원격 샘플링 시스템에 사용된 원격 샘플링 디바이스를 도시하고 있는 환경도이다.
도 3a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분석 시스템에 사용된 분석 디바이스를 도시하고 있는 환경도이다.
도 3b는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 분석 시스템에 사용된 분석 디바이스를 도시하고 있는 환경도이다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 장거리에 걸쳐 운반되는 샘플을 분석하도록 구성된 시스템 내의 분석 시스템을 도시하고 있는 부분 라인 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 도 4에 도시되어 있는 분석 시스템 내에 이용될 수 있는 검출기를 도시하고 있는 부분 라인 다이어그램이다.
도 1 내지 도 5를 일반적으로 참조하면, 장거리에 걸쳐 운반된 샘플을 분석하도록 구성된 예시적인 시스템이 설명된다. 시스템(100)은 제1 위치에 분석 시스템(102)을 포함한다. 시스템(100)은 제1 위치로부터 이격된 제2 위치에 하나 이상의 원격 샘플링 시스템(104)을 또한 포함할 수 있다. 시스템(100)은 제3 위치, 제4 위치 등에 하나 이상의 원격 샘플링 시스템(들)(104)을 또한 포함할 수 있고, 여기서 제3 위치 및/또는 제4 위치는 제1 위치로부터 이격되어 있다. 몇몇 실시예에서, 시스템(100)은 제1 위치에[예를 들어, 분석 시스템(102)에 근접함] 하나 이상의 원격 샘플링 시스템(들)(104)을 또한 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 위치에서 샘플링 시스템(104)은 분석 시스템(102)과 결합된 오토샘플러(autosampler)를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 샘플링 시스템(104)은 제1 위치, 제2 위치, 제3 위치, 제4 위치 등으로부터 샘플을 수신하도록 작동 가능할 수 있고, 시스템(100)은 분석을 위해 분석 시스템(102)으로 샘플을 전달하도록 작동 가능할 수 있다.
원격 샘플링 시스템(104)은 전달 및/또는 분석을 위해 샘플(150)을 수용하고 샘플(150)을 분석하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 원격 샘플링 시스템(104)은 분석 시스템(102)으로부터 다양한 거리(예를 들어, 1 m, 5 m, 50 m, 100 m, 1000 m 등)에 배치될 수 있다. 구현예에서, 원격 샘플링 시스템(104)은 원격 샘플링 디바이스(106) 및 샘플 준비 디바이스(108)를 포함할 수 있다. 샘플 준비 디바이스(108)는 관류 밸브(flow-through valve)와 같은 밸브(148)를 더 포함할 수도 있다. 구현예에서, 원격 샘플링 디바이스(106)는 샘플 스트림(예를 들어, 폐수, 헹굼수 등과 같은 액체)으로부터 샘플(150)을 수집하기 위해 구성된 디바이스를 포함할 수 있다. 원격 샘플링 디바이스(106)는 펌프, 밸브, 배관, 센서 등과 같은 구성요소를 포함할 수 있다. 샘플 준비 디바이스(108)는 희석제(114), 내부 표준물(116), 캐리어(154) 등을 사용하여 원격 샘플링 디바이스(106)로부터 수집된 샘플(150)을 준비하도록 구성된 디바이스를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 샘플(150)은 반드시 이들에 한정되는 것은 아니지만, 희석, 사전 농축(pre-concentration), 하나 이상의 캘리브레이션 표준물의 첨가 등을 포함하는, 하나 이상의 준비 기술을 사용하여 전달 및/또는 분석을 위해 준비될 수도 있다[예를 들어, 준비된 샘플(152)]. 예를 들어, 점성 샘플(150)이 분석 시스템(102)에 전달되기 전에[예를 들어, 샘플(150)이 전달 중에 분리하는 것을 방지하기 위해] 원격으로 희석될 수 있다[예를 들어, 샘플 준비 디바이스(108)에 의해]. 몇몇 실시예에서, 샘플 희석은 원하는 속도로 시스템을 통해 샘플(들)(150)을 이동시키도록 동적으로 조정될 수도 있다(예를 들어, 자동으로 조정됨). 예를 들어, 특정 샘플 또는 샘플의 유형에 첨가된 희석제(114)는 샘플(150)이 시스템(100)을 통해 너무 저속으로 이동할 때 증가된다(예를 들어, 제2 위치로부터 제1 위치로의 이송 시간에 의해 측정된 바와 같이). 다른 예에서, 1 리터(1 L)의 해수(seawater)가 분석 시스템(102)에 전달 전에 원격으로 사전 농축될 수 있다. 다른 예에서, 정전 농축이 가능한 공기중 오염물을 사전 농축하기 위해 공기 샘플로부터 재료 상에 사용된다. 몇몇 실시예에서, 인라인 희석 및/또는 캘리브레이션이 시스템(100)에 의해 자동으로 수행된다. 예를 들어, 샘플 준비 디바이스(108)가 하나 이상의 내부 표준물을 분석 시스템(102)에 전달된 샘플에 첨가할 수 있어 분석 시스템(102)을 캘리브레이팅한다.
본 발명의 실시예에서, 분석 시스템(102)은 샘플 이송 라인(144)으로부터 샘플(150)을 수집하도록 구성된 샘플 수집기(110) 및/또는 샘플 검출기(130) 및/또는 미량 원소 농도, 동위 원소 비율 등(예를 들어, 액체 샘플 내의)을 결정하기 위해 샘플을 분석하도록 구성된 적어도 하나의 분석 디바이스(112)를 포함할 수 있다. 부가적으로, 분석 시스템(102)은 분석 시스템(102)에 근거리에 있는 샘플(150)을 수집하도록 구성된 샘플링 디바이스(160)를 포함할 수도 있다. 분석 디바이스(112)의 일 예는 ICP 분광 기구를 포함할 수도 있다. 시스템(100) 및/또는 분석 시스템(102)은 시간 경과에 따라 위치에서의 분석물 농도를 보고하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 분석 디바이스(112)는 샘플(150) 내의 하나 이상의 미량 금속을 검출하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시예에서, 분석 디바이스(112)는 이온 크로마토그래피를 위해 구성될 수도 있다. 예를 들어, 이온 및/또는 양이온이 샘플(150) 내에 수집되고, 크로마토그래프 분석 디바이스(112)에 전달된다. 다른 실시예에서, 유기 분자, 단백질 등이 샘플 내에 수집되어 고분해능 비행 시간(high resolution time-of-flight: HR-ToF) 질량 분광기 분석 디바이스(112)에 전달될 수 있다[예를 들어, 분무기(156)를 사용하여]. 따라서, 본 명세서에 설명된 바와 같은 시스템은 반드시 이들에 한정되는 것은 아니지만, 약학 용례(예를 들어, 다수의 약학 반응기에 접속된 중심 질량 분석기 분석 디바이스를 갖는), 하나 이상의 폐수 스트림의 모니터링 등을 포함하는, 다양한 용례를 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 폐수 스트림은 오염물에 대해 연속적으로 모니터링되고, 오염물이 검출될 때 탱크로 전환될 수도 있다.
원격 샘플링 시스템(104)은 적어도 하나의 샘플 이송 라인(144)과 선택적으로 결합하여, 원격 샘플링 시스템(104)이 연속적인 액체 샘플 세그먼트(150)를 샘플 이송 라인(144)에 공급하기 위해 샘플 이송 라인(144)과 유체 연통하게 작동 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 원격 샘플링 시스템(104)은 샘플(150)을 수집하고 예를 들어 관류 밸브(148)를 사용하여 샘플(150)을 샘플 이송 라인(144)에 공급하여, 원격 샘플링 시스템(104)을 샘플 이송 라인(144)에 결합하도록 구성될 수도 있다. 샘플 이송 라인(144)으로의 샘플(150)의 공급은 "투입(pitch)"이라 칭할 수 있다. 샘플 이송 라인(144)은 가스 공급부(146)와 결합될 수 있고, 제2 위치(및 가능하게는, 제3 위치, 제4 위치 등)로부터 제1 위치로 가스를 운반하도록 구성될 수 있다. 이 방식으로, 원격 샘플링 시스템(104)에 의해 공급된 액체 샘플 세그먼트는 가스 스트림 내에 수집되고, 가스압 샘플 이송을 사용하여 분석 시스템(102)의 위치에 운반된다.
몇몇 실시예에서, 샘플 이송 라인(144) 내의 가스는 반드시 이들에 한정되는 것은 아니지만, 질소 가스, 아르곤 가스 등을 포함하는, 불활성 가스를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 샘플 이송 라인(144)은 8/10 밀리미터(0.8 mm)의 내경을 갖는 미분할 또는 최소 분할된 튜브를 포함할 수도 있다. 그러나, 8/10 밀리미터의 내경은 단지 예로서 제공된 것이고, 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니다. 다른 실시예에서, 샘플 이송 라인(144)은 8/10 밀리미터 초과의 내경 및/또는 8/10 밀리미터 미만의 내경을 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 샘플 이송 라인(144) 내의 압력은 적어도 대략 4 bar 내지 10 bar의 범위일 수 있다. 그러나, 이 범위는 단지 예로서 제공된 것이고, 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니다. 다른 실시예에서, 샘플 이송 라인(144) 내의 압력은 10 bar 초과 및/또는 4 bar 미만일 수도 있다. 또한, 몇몇 특정 실시예에서, 샘플 이송 라인(144) 내의 압력은 샘플(150)이 일반적으로 상향 방향으로(예를 들어, 수직으로) 분배되도록 조정될 수도 있다.
몇몇 예에서, 샘플 이송 라인(144)은 제1 액체욕(liquid bath)(또는 화학욕)과 유체 연통하는 원격 샘플링 시스템(104) 및 제2 액체욕(또는 화학욕)과 유체 연통하는 분석 시스템(102)과 결합될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 시스템(100)은 제1 위치 및/또는 하나 이상의 원격 위치에서 오버플로우를 방지하거나 최소화하기 위한 하나 이상의 누설 센서[예를 들어, 홈통(trough) 내에 장착됨]를 포함할 수도 있다. 주사기 펌프 또는 진공 펌프와 같은 펌프가 샘플링 디바이스 내에 샘플을 로딩하는데 사용될 수도 있다. 밸브(148)가 원격 샘플링 시스템(104)에서 샘플(150)을 선택하는데 사용될 수도 있고, 샘플(150)은 제1 위치에서 분석 시스템(102)에 샘플(150)을 전달할 수 있는 샘플 이송 라인(144)에 공급될 수 있다. 다이어프램 펌프와 같은 다른 펌프가 분석 시스템(102) 상에 드레인을 펌핑하고 샘플 이송 라인(144)으로부터 샘플(150)을 견인하는데 사용될 수도 있다.
시스템(100)은 봉입형(enclosed) 샘플링 시스템으로서 구현될 수 있는데, 여기서 샘플 이송 라인(144) 내의 가스 및 샘플은 주위 환경에 노출되지 않는다. 몇몇 실시예에서, 원격 샘플링 시스템(104)의 하나 이상의 샘플 라인은 샘플 전달들 사이에서 세척될 수도 있다. 또한, 샘플 이송 라인(144)은 샘플들(150) 사이에서 세척될 수도 있다(예를 들어, 세척 용액을 사용하여).
샘플 이송 라인(144)은 제1 위치에서 샘플 수용 라인(162)[예를 들어, 샘플 루프(164)]와 선택적으로 결합하여, 샘플 루프(164)가 연속적인 액체 샘플 세그먼트를 수용하기 위해 샘플 이송 라인(144)과 유체 연통하게 작동 가능하도록 구성될 수 있다. 샘플 루프(164)로의 연속적인 액체 샘플 세그먼트의 전달은 "포획(catch)"이라 칭할 수 있다. 샘플 루프(164)는 또한 분석 디바이스(112)와 선택적으로 결합하여, 샘플 루프(164)가 분석 디바이스(112)에 연속적인 액체 샘플 세그먼트를 공급하기 위해 분석 디바이스(112)와 유체 연통하게 작동 가능하도록 구성된다. 본 발명의 실시예에서, 분석 시스템(102)은 연속적인 액체 샘플 세그먼트가 샘플 루프(164)에 진입한 것을 판정하도록 구성된 제1 검출기(126) 및 샘플 루프(164)가 분석 시스템(102)에 의한 분석을 위해 충분한 양의 연속적인 샘플 세그먼트를 포함하는 것을 판정하도록 구성된 제2 검출기(128)를 포함할 수 있다. 일 예에서, 충분한 양의 연속적인 액체 샘플은 분석 디바이스(112)에 송출하기 위해 충분한 액체 샘플을 포함할 수 있다. 충분한 양의 연속적인 액체 샘플의 다른 예는 제1 검출기(126)와 제2 검출기(128) 사이에 연속적인 액체 샘플을 포함할 수 있다. 구현예에서, 제1 검출기(126) 및/또는 제2 검출기(128)는 광 분석기(132), 광학 센서(134), 전도도 센서(136), 금속 센서(138), 도전 센서(140), 및/또는 압력 센서(142)를 포함할 수도 있다. 제1 검출기(126) 및/또는 제2 검출기(128)는 다른 센서를 포함할 수도 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 제1 검출기(126)는 샘플(150)이 샘플 루프(164)에 진입할 때를 검출하는 광 분석기(132)를 포함할 수도 있고, 제2 검출기(128)는 샘플 루프(164)가 충전될 때를 검출하는 다른 광 분석기(132)를 포함할 수도 있다. 본 예는 "성공적인 포획"이라 칭할 수 있다. 광 분석기(132)는 단지 예로서 제공된 것이고, 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니라는 것이 주목되어야 한다. 다른 예시적인 검출기는 반드시 이들에 한정되는 것은 아니지만, 광학 센서, 전도도 센서, 금속 센서, 도전 센서, 압력 센서 등을 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 원격 샘플링 시스템(104)에 의해 수집된 샘플의 양은 분석 디바이스(112)에 의한 분석을 위해 충분한 양의 샘플(150)을 제공하도록 조정된다. 예를 들어, "포획된" 샘플(150)의 양에 대한 "투입된" 샘플(150)의 양의 비율은 적어도 대략 1과 1/4(1.25)이다. 그러나, 이 비율은 단지 예로서 제공된 것이고, 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 비율은 1과 1/4 초과이고, 다른 실시예에서 비율은 1과 1/4 미만이다. 일 예에서, 2와 1/2 밀리리터(2.5 mL)의 샘플(150)(예를 들어, 농축된 황산 또는 질산)이 투입되고, 1 밀리리터(1 mL)의 샘플(150)이 포획된다. 다른 예에서, 1과 1/2 밀리리터(1.5 mL)의 샘플(150)이 투입되고, 1 밀리리터(1 mL)의 샘플(150)이 포획된다. 본 발명의 실시예에서, "투입된" 샘플(150)의 양은 제1 위치와 제2 위치 사이의 거리, 제1 위치와 제2 위치 사이의 샘플 라인 배관의 양, 샘플 이송 라인(144) 내의 압력 등을 고려하도록 조정된다.
시스템(100)은 그 구성요소의 일부 또는 모두를 포함하여, 컴퓨터 제어 하에서 작동할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(120)는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어(예를 들어, 고정 논리 회로), 수동 프로세싱, 또는 이들의 조합을 사용하여 본 명세서에 설명된 시스템의 구성요소 및 기능을 제어하기 위해 시스템(100)과 함께 또는 시스템 내에 포함될 수 있다. 용어 "제어기", "기능성", "서비스" 및 "로직"은 본 명세서에 사용될 때, 일반적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 시스템을 제어하는 것과 함께 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어의 조합을 표현한다. 소프트웨어 구현예의 경우에, 모듈, 기능성, 또는 로직은 프로세서[예를 들어, 중앙 프로세싱 유닛(CPU) 또는 CPU들] 상에서 실행될 때 지정된 작업을 수행하는 프로그램 코드를 표현한다. 프로그램 코드는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 메모리 디바이스(예를 들어, 내장 메모리 및/또는 하나 이상의 탠저블 매체) 등 내에 저장될 수 있다. 본 명세서에 설명된 구조, 기능, 접근법 및 기술은 다양한 프로세서를 갖는 다양한 상업적 컴퓨팅 플랫폼 상에서 구현될 수 있다.
예를 들어, 분석 시스템(102), 원격 샘플링 시스템(104), 밸브(148), 펌프, 및/또는 검출기(130)와 같은 시스템의 하나 이상의 구성요소는 샘플(150)의 수집, 전달, 및/또는 분석을 제어하기 위한 제어기와 결합될 수 있다. 예를 들어, 제어기(118)는 샘플 루프(164)를 분석 시스템(102)에 결합하는 밸브(148)를 스위칭하고 성공적인 "포획"이 제1 검출기(126) 및 제2 검출기(128)에 의해 지시될 때(예를 들어, 양 센서가 액체를 검출할 때) 샘플 루프(164)로부터 분석 시스템(102)으로 샘플(150)을 유도하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 제어기(118)는 "비성공적인 포획"을 결정하기 위한 기능성을 구현할 수 있다[예를 들어, 샘플 루프(164)가 분석 시스템(102)에 의한 완전한 분석을 위해 충분한 샘플(150)로 충전되지 않을 때]. 몇몇 실시예에서, "비성공적인 포획"은 예를 들어 제1 검출기(126) 또는 제2 검출기(128)와 같은, 센서로부터 수신된 신호의 신호 강도의 편차에 기초하여 결정된다. 다른 실시예에서, "비성공적인 포획"은 제1 검출기(126)가 샘플 수용 라인(162) 내의 샘플(150)을 지시하고 제2 검출기(128)가 샘플 수용 라인(162) 내의 샘플(150)을 지시하지 않는 미리 결정된 시간이 경과되었을 때 결정된다.
몇몇 실시예에서, 제어기(118)는 제2 위치와 같은 원격 위치에서 지시기와 통신적으로 결합되고, 불충분한 샘플(150)이 제1 위치에 수용될 때 제2 위치에서 지시(예를 들어, 경보)를 제공한다. 지시는 부가의 샘플 수집 및 전달을 개시하는데(예를 들어, 자동으로) 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 지시기는 조작자에게 경보를 제공한다(예를 들어, 하나 이상의 지시기 광원을 통해). 또한, 지시는 하나 이상의 미리 결정된 조건에 기초하여(예를 들어, 단지 다수의 샘플이 누락되었을 때에만) 타이밍 조절되고 그리고/또는 개시될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 지시기는 또한 원격 샘플링 사이트에서 측정된 조건에 기초하여 활성화될 수 있다. 예를 들어, 제2 위치에서 검출기(130)는 샘플(150)이 원격 샘플링 시스템(104)에 제공될 때를 결정하는데 사용될 수 있고, 지시기는 샘플(150)이 수집되지 않을 때 활성화될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제어기(118)는 상이한 원격 위치로부터의 샘플의 수집을 위해 그리고/또는 상이한 유형의 샘플(150)을 위해 상이한 타이밍을 제공하도록 작동 가능하다. 예를 들어, 제어기(118)는 원격 샘플링 시스템(104)이 샘플(150)을 샘플 이송 라인(144)에 전달할 준비가 될 때 경보 발생될 수 있고, 샘플 이송 라인(144) 내로의 샘플(150)의 이송을 개시할 수 있다. 제어기(118)는 또한 샘플(150)과 연계된 식별 정보를 수신하고(그리고 가능하게는 로그/기록함), 그리고/또는 샘플(150)이 시스템(100) 내에서 전달되는 순서를 제어하기 위해 하나 이상의 원격 샘플링 시스템(102)과 통신적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 제어기(118)는 다수의 샘플(150)을 원격으로 대기열 처리할(queue) 수 있고, 샘플 이송 라인(144) 중 하나 이상을 통한 이들의 전달을 조화할(coordinate) 수 있다. 이 방식으로, 샘플(150)의 전달은 다수의 동시 유동 경로를 따라 조화될 수 있고[예를 들어, 다수의 샘플 이송 라인(144)을 통해], 하나 이상의 샘플(150)은 하나 이상의 부가의 샘플(150)이 취해지는 동안에 이송 상태에 있을 수 있는 등이다.
제어기(118)는 프로세서(120), 메모리(122), 및 통신 인터페이스(124)를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 제어기(118)를 위한 프로세싱 기능성을 제공하고, 임의의 수의 프로세서, 마이크로 제어기, 또는 다른 프로세싱 시스템, 및 제어기(118)에 의해 액세스되거나 발생된 데이터 및 다른 정보를 저장하기 위한 상주 또는 외장 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서(120)는 본 명세서에 설명된 기술을 구현하는 하나 이상의 소프트웨어 프로그램을 실행할 수 있다. 프로세서(120)는 그가 형성하는 자료 또는 본 명세서에 채용된 프로세싱 메커니즘에 의해 한정되는 것은 아니고, 이와 같이 반도체(들) 및/또는 트랜지스터[예를 들어, 전자 집적 회로(IC) 구성요소를 사용하여] 등을 거쳐 구현될 수 있다.
메모리(122)는 소프트웨어 프로그램 및/또는 코드 세그먼트와 같은, 제어기(118)의 동작과 연계된 다양한 데이터, 또는 프로세서(120), 및 가능하게는 제어기(118)의 다른 구성요소에 본 명세서에 설명된 기능성을 수행하도록 명령하는 다른 데이터를 저장하는 저장 장치 기능성을 제공하는 탠저블 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 예이다. 따라서, 메모리(122)는 시스템(100)(그 구성요소를 포함함) 등을 동작하기 위한 명령의 프로그램과 같은 데이터를 저장할 수 있다. 단일의 메모리가 설명되었지만, 메모리(예를 들어, 탠저블, 비일시적 메모리)의 광범위한 유형 및 조합이 채용될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 메모리(122)는 프로세서(120)와 일체일 수 있고, 자립형 메모리를 포함할 수 있고, 또는 이들 모두의 조합일 수 있다.
메모리(122)는 랜덤 액세스 메모리(random-access memory: RAM), 판독 전용 메모리(read only memory: ROM), 플래시 메모리[예를 들어, 보안 디지털(secure digital: SD) 메모리 카드, 미니-SD 카드, 및/또는 마이크로-SD 메모리 카드], 자기 메모리, 광학 메모리, 범용 직렬 버스(universal serial bus: USB) 메모리 디바이스, 하드 디스크 메모리, 외장 메모리 등과 같은 이동식 및 비이동식 메모리 구성요소를 포함할 수 있지만, 반드시 이들에 한정되는 것은 아니다. 구현예에서, 시스템(100) 및/또는 메모리(122)는 가입자 식별 모듈(subscriber identity module: SIM) 카드, 범용 가입자 식별 모듈(universal subscriber identity module: USIM) 카드, 범용 집적 횔 카드(universal integrated circuit card: UICC)에 의해 제공된 메모리(122)와 같은 이동식 집적 회로 카드(integrated circuit card: ICC) 메모리를 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(124)는 시스템의 구성요소와 통신하도록 작동식으로 구성된다. 예를 들어, 통신 인터페이스(124)는 시스템(100) 내의 저장 장치를 위한 데이터를 전송하고, 시스템(100) 내의 저장 장치로부터 데이터를 검색하는 등이 되도록 구성될 수 있다. 통신 인터페이스(124)는 또한 시스템(100) 및 프로세서(120)의 구성요소들 사이의 데이터 전달을 용이하게 하기 위해 프로세서(120)와 통신적으로 결합된다[예를 들어, 제어기(118)와 통신적으로 결합된 디바이스로부터 수신된 프로세서(120)에 입력을 통신하기 위해]. 통신 인터페이스(124)는 제어기(118)의 구성요소로서 설명되었지만, 통신 인터페이스(124)의 하나 이상의 구성요소는 유선 및/또는 무선 접속을 거쳐 시스템(100)에 통신적으로 결합된 외부 구성요소로서 구현될 수 있다는 것이 주목되어야 한다. 시스템(100)은 반드시 이들에 한정되는 것은 아니지만, 디스플레이, 마우스, 터치패드, 키보드 등을 포함하는, 하나 이상의 입출력(I/O) 디바이스를 포함하고 그리고/또는 그에 접속될 수 있다[예를 들어, 통신 인터페이스(124)를 거쳐].
통신 인터페이스(124) 및/또는 프로세서(120)는 반드시 이들에 한정되는 것은 아니지만, 3G 셀룰러 네트워크, 4G 셀룰러 네트워크, 또는 모바일 통신을 위한 글로벌 시스템(global system for mobile communications: GSM) 네트워크와 같은 광대역 휴대 전화 네트워크; 와이파이 네트워크와 같은 무선 컴퓨터 통신 네트워크[예를 들어, IEEE 802.11 네트워크 표준을 사용하여 동작된 무선 근거리 네트워크(wireless local area network: WLAN); 인터넷; 광대역 네트워크(wide area network: WAN); 근거리 네트워크(local area network: LAN); 개인 영역 네트워크(personal area network: PAN)[예를 들어, IEEE 802.15 네트워크 표준을 사용하여 동작된 무선 개인 영역 네트워크(wireless personal area network: WPAN)]; 공중 전화 네트워크; 익스트라넷; 인트라넷 등을 포함하는 다양한 상이한 네트워크와 통신하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이 리스트는 단지 예로서 제공된 것이고, 본 발명을 한정하도록 의도된 것은 아니다. 또한, 통신 인터페이스(124)는 상이한 액세스 포인트를 가로질러 단일의 네트워크 또는 다수의 네트워크와 통신하도록 구성될 수 있다.
구현예에서, 다양한 분석 디바이스는 본 명세서에 설명된 구조, 기술, 접근법 등을 사용할 수 있다. 따라서, 시스템이 본 명세서에 설명되어 있지만, 다양한 분석 기구가 설명된 기술, 접근법, 구조 등을 사용할 수도 있다. 이들 디바이스는 제한된 기능성을 갖고(예를 들어, 박형 디바이스) 또는 강인한(robust) 기능성을 갖고(예를 들어, 두꺼운 디바이스) 구성될 수도 있다. 따라서, 디바이스의 기능성은 디바이스의 소프트웨어 또는 하드웨어 리소스, 예를 들어 프로세싱 전력, 메모리(예를 들어, 데이터 저장 장치 능력), 분석 능력 등에 관련될 수도 있다.
일반적으로, 본 명세서에 설명된 임의의 기능은 하드웨어(예를 들어, 집적 회로와 같은 고정 논리 회로), 소프트웨어, 펌웨어, 수동 프로세싱, 또는 이들의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 따라서, 상기 개시내용에 설명된 블록은 일반적으로 하드웨어(예를 들어, 집적 회로와 같은 고정 논리 회로), 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합을 표현한다. 하드웨어 구성의 경우에, 상기 개시내용에 설명된 다양한 블록은 다른 기능성과 함께 집적 회로로서 구현될 수도 있다. 이러한 집적 회로는 소정의 블록, 시스템, 또는 회로의 모든 기능, 또는 블록, 시스템, 또는 회로의 기능의 일부를 포함할 수도 있다. 또한, 블록, 시스템, 또는 회로의 요소는 다수의 집적 회로를 가로질러 구현될 수도 있다. 이러한 집적 회로는 반드시 이들에 한정되는 것은 아니지만, 모놀리식(monolithic) 집적 회로, 플립칩 집적 회로, 멀티칩 모듈 집적 회로, 및/또는 혼합 신호 집적 회로를 포함하는, 다양한 집적 회로를 포함할 수도 있다. 소프트웨어 구현예의 경우에, 상기 개시내용에 설명된 다양한 블록은 프로세서 상에서 실행될 때 지정된 작업을 수행하는 실행 가능한 명령(예를 들어, 프로그램 코드)을 표현한다. 이들 실행 가능한 명령은 하나 이상의 탠저블 컴퓨터 판독 가능 매체 내에 저장될 수 있다. 몇몇 이러한 경우에, 전체 시스템, 블록, 또는 회로는 그 소프트웨어 또는 펌웨어 등가물을 사용하여 구현될 수도 있다. 다른 경우에, 소정의 시스템, 블록, 또는 회로의 일 부분은 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현될 수도 있고, 반면에 다른 부분은 하드웨어로 구현된다.
주제는 구조적 특징 및/또는 프로세스 동작에 특정한 언어로 설명되었지만, 첨부된 청구범위에 정의된 주제는 반드시 전술된 특정 특징 또는 동작에 한정되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다. 오히려, 전술된 특정 특징 및 동작은 청구범위를 구현하는 예시적인 형태로서 개시되어 있다.

Claims (14)

  1. 시스템이며,
    제1 위치에 배치되도록 구성된 샘플 수용 라인;
    제1 위치로부터 이격된 제2 위치에 배치되도록 구성된 원격 샘플링 시스템으로서, 상기 원격 샘플링 시스템은 원격 샘플링 디바이스 및 샘플 준비 디바이스를 포함하고, 상기 원격 샘플링 시스템은 액체 샘플을 수용하고 분석을 위해 액체 샘플을 준비하도록 구성되고, 상기 샘플 준비 디바이스는 준비된 액체 샘플을 생성하기 위해, 액체 샘플을 희석하는 것, 액체 샘플에 내부 표준물을 첨가하는 것, 또는 액체 샘플을 미리 농축하는 것 중 적어도 하나를 행하도록 구성되는, 원격 샘플링 시스템;
    상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에 유체적으로 결합되도록 구성된 샘플 이송 라인으로서, 상기 샘플 이송 라인은 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 상기 샘플 이송 라인 내의 준비된 액체 샘플을 운반하고 이에 의해 구동하기 위해 압축 가스 스트림을 제공하도록 구성된 가스 공급부와의 결합을 위해 구성되는, 샘플 이송 라인; 및
    샘플 수용 라인이 준비된 액체 샘플을 수용하기 위해 샘플 이송 라인과 유체 연통하고 준비된 액체 샘플의 액체 샘플 세그먼트를 분석 시스템에 공급하기 위해 분석 시스템과 유체 연통하도록 샘플 수용 라인을 샘플 이송 라인과 선택적으로 결합하도록 구성된 밸브로서, 액체 샘플 세그먼트는 준비된 액체 샘플의 일부를 포함하는, 밸브를 포함하는,
    시스템.
  2. 제1항에 있어서, 샘플 수용 라인 내의 액체 샘플 세그먼트의 존재 또는 부재를 검출하기 위해서 샘플 수용 라인을 모니터링하도록 구성된 검출기를 더 포함하는, 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 검출기가 광 분석기, 광학적 센서, 전도도 센서, 금속 센서, 도전 센서, 또는 압력 센서 중 하나 이상을 포함하는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 원격 샘플링 디바이스는 액체 샘플을 원격 샘플링 시스템 내로 로딩하도록 구성된 펌프를 포함하는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 샘플 이송 라인의 길이가 적어도 5 미터인, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 분석 시스템은 유도 결합 플라즈마(ICP) 분광기를 포함하는, 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 액체 샘플 세그먼트에 대한 준비된 액체 샘플의 체적비는 적어도 1.25인, 시스템.
  8. 시스템이며,
    제1 위치에 배치되도록 구성된 샘플 수용 라인;
    제1 위치로부터 이격된 제2 위치에 배치되도록 구성된 원격 샘플링 시스템으로서, 상기 원격 샘플링 시스템은 원격 샘플링 디바이스 및 샘플 준비 디바이스를 포함하고, 상기 원격 샘플링 시스템은 액체 샘플을 수용하고 분석을 위해 액체 샘플을 준비하도록 구성되고, 상기 샘플 준비 디바이스는 준비된 액체 샘플을 생성하기 위해, 액체 샘플을 희석하는 것, 액체 샘플에 내부 표준물을 첨가하는 것, 또는 액체 샘플을 미리 농축하는 것 중 적어도 하나를 행하도록 구성되는, 원격 샘플링 시스템;
    상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에 유체적으로 결합되도록 구성된 샘플 이송 라인으로서, 상기 샘플 이송 라인은 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치로 상기 샘플 이송 라인 내의 준비된 액체 샘플을 운반하고 이에 의해 구동하기 위해 압축 가스 스트림을 제공하도록 구성된 가스 공급부와의 결합을 위해 구성되는, 샘플 이송 라인;
    샘플 수용 라인 내의 준비된 액체 샘플의 존재 또는 부재를 검출하기 위해 샘플 수용 라인을 모니터링하도록 구성된 검출기; 및
    샘플 수용 라인 내의 준비된 액체 샘플의 액체 샘플 세그먼트의 존재의 검출에 응답하여, 샘플 수용 라인을 분석 시스템과 유체적으로 결합시켜 준비된 액체 샘플의 액체 샘플 세그먼트를 분석 시스템에 공급하도록 구성된 밸브로서, 액체 샘플 세그먼트는 준비된 액체 샘플의 일부를 포함하는, 밸브를 포함하는,
    시스템.
  9. 제8항에 있어서, 검출기가 광 분석기, 광학 센서, 전도도 센서, 금속 센서, 도전 센서, 또는 압력 센서 중 하나 이상을 포함하는, 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 검출기는 제1 검출기 및 제2 검출기를 포함하고, 제1 검출기는 준비된 액체 샘플이 샘플 수용 라인에 진입하는 것을 검출하도록 구성되고, 제2 검출기는 샘플 수용 라인이 준비된 액체 샘플을 통해서 실질적으로 충전되는 것을 검출하도록 구성되는, 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 원격 샘플링 디바이스는 액체 샘플을 원격 샘플링 시스템 내로 로딩하도록 구성된 펌프를 포함하는, 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 샘플 이송 라인의 길이가 적어도 5 미터인, 시스템.
  13. 제8항에 있어서, 상기 분석 시스템은 유도 결합 플라즈마(ICP) 분광기를 포함하는, 시스템.
  14. 제8항에 있어서, 액체 샘플 세그먼트에 대한 준비된 액체 샘플의 체적비는 적어도 1.25인, 시스템.
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