KR102502032B1 - 온도 제어를 이용한 시료 분리기 및 이를 포함하는 시료 분석 장치 - Google Patents

온도 제어를 이용한 시료 분리기 및 이를 포함하는 시료 분석 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주로 복수의 물질이 혼합된 기체 상태인 시료를 분리하여 분석하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 온도 제어를 이용한 시료 분리기는 복수의 물질이 혼합된 시료를 냉각 또는 가열하여 온도를 제어함으로써 각 물질을 분리하는 것으로서, 상기 시료가 이송되는 이송 관, 상기 이송 관에 접촉되어 냉기를 제공할 수 있는 냉각부 및 상기 냉각부가 상기 이송 관에 접촉되거나 이격되도록 선택적으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

온도 제어를 이용한 시료 분리기 및 이를 포함하는 시료 분석 장치 {SAMPLE SEPARATOR USING TEMPERATURE CONTROL AND APPARATUS FOR ANALYZING SAMPLE INCLUDING THE SAMPLE SEPARATOR}
본 발명은 온도 제어를 이용한 시료 분리기 및 이를 포함하는 시료 분석 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주로 복수의 물질이 혼합된 기체 상태인 시료를 분리하여 분석하기 위한 장치에 관한 것이다.
복수의 물질이 혼합된 시료를 분리하기 위한 것으로 다양한 방법들이 제안된 바 있다. 예를 들어 각 물질의 물리·화학적 특성을 이용한 컬럼 크로마토그래피 방법 또는 각 물질 간 용해도의 차이를 이용한 분별 결정 방법이 있다.
이 중 컬럼 크로마토그래피 방법은 원통형 관에 고정상(stationary phase)을 채우고 이동상(mobile phase)인 불활성 물질을 주입하여, 고정상과 이동상 사이의 흡/탈착 특성에 따라 각 물질이 배출되는 시간차를 이용하여 분리한다. 따라서 컬럼 크로마토그래피 방법은 고정상과 이동상으로 사용되는 물질의 종류, 상호 작용의 수준, 밀도 및 균일성 등에 많은 영향을 받는 측면이 있다.
한편 미량의 시료에 대해 사용할 경우 그 시료의 농도가 시료 측정기의 감도에 미치지 못하면 분석의 정확성이 매우 저하될 수 있다. 이를 위해 시료를 특정 수용액에 녹이거나 흡착시키는 등의 전처리를 가하는 방안이 제안된 바 있으나, 이에 의하면 본래 시료의 형태나 농도가 변형될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 미량의 시료를 효과적으로 분리하여 실시간으로 분석할 수 있는 온도 제어를 이용한 시료 분리기 및 이를 포함하는 시료 분석 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 시료의 온도를 정밀하게 제어할 수 있는 온도 제어를 이용한 시료 분리기 및 이를 포함하는 시료 분석 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따른 온도 제어를 이용한 시료 분리기는 복수의 물질이 혼합된 시료를 냉각 또는 가열하여 온도를 제어함으로써 각 물질을 분리하는 것으로서, 상기 시료가 이송되는 이송 관, 상기 이송 관에 접촉되어 냉기를 제공할 수 있는 냉각부 및 상기 냉각부가 상기 이송 관에 접촉되거나 이격되도록 선택적으로 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한 상기 이송 관과 상기 냉각부를 감싸는 하우징을 포함하되, 상기 하우징의 내부는 진공으로 형성될 수 있다.
또한 상기 시료의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하여, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 따른 온도가 미리 설정된 온도 범위의 상한보다 높으면 상기 냉각부가 상기 이송 관에 접촉되도록 하고, 상기 미리 설정된 온도 범위의 하한보다 낮으면 상기 냉각부가 상기 이송 관으로부터 이격되도록 할 수 있다.
또한 상기 이송 관으로 열기를 제공할 수 있는 가열부를 포함하여, 상기 제어부는 상기 가열부가 작동하거나 작동하지 않도록 선택적으로 제어할 수 있다.
또한 상기 시료의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하여, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 따른 온도가 미리 설정된 온도 범위의 하한보다 낮으면 상기 가열부가 작동하도록 하고, 상기 미리 설정된 온도 범위의 상한보다 높으면 상기 가열부가 작동하지 않도록 할 수 있다.
또한 상기 시료의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하여, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 따른 온도가 미리 설정된 온도 범위의 상한보다 높으면 상기 냉각부는 상기 이송 관에 접촉되도록 하고 상기 가열부는 작동하지 않도록 하고, 상기 미리 설정된 온도 범위의 하한보다 낮으면 상기 냉각부는 상기 이송 관으로부터 이격되도록 하고 상기 가열부는 작동하도록 할 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 시료 분석 장치는 복수의 물질이 혼합된 시료를 주입하기 위한 시료 주입기 및 상기 시료 주입기로부터 주입된 시료를 냉각 또는 가열하여 온도를 제어함으로써 각 물질을 분리하는 것으로서, 상기 시료가 이송되는 이송 관, 상기 이송 관으로 냉기를 제공할 수 있는 냉각부 및 상기 냉각부가 상기 이송 관에 접촉되거나 이격되도록 선택적으로 제어하기 위한 제어부를 포함하는 시료 분리기를 포함할 수 있다.
또한 상기 시료 주입기는 기체 상태의 시료를 주입하기 위한 것으로서, 그 시료에 함유된 수분이나 분진을 제거하기 위한 필터 부재를 구비할 수 있다.
또한 상기 시료 분리기에 의해 분리된 각 물질의 질량이나 함유량을 측정하기 위한 시료 측정기를 포함할 수 있다.
또는 복수의 물질이 혼합된 시료를 냉각 또는 가열하여 온도를 제어함으로써 각 물질을 분리하는 것으로서, 상기 시료가 이송되는 이송 관, 상기 이송 관으로 냉기를 제공할 수 있는 냉각부 및 상기 냉각부가 상기 이송 관에 접촉되거나 이격되도록 선택적으로 제어하기 위한 제어부를 포함하는 시료 분리기 및 상기 시료 분리기에 의해 분리된 각 물질의 질량이나 함유량을 측정하기 위한 시료 측정기를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 온도 제어를 이용한 시료 분리기는 냉각부가 열전달부에 접촉되도록 하여 시료를 냉각하되, 시료의 온도가 미리 설정된 범위의 하한보다 낮아지면 냉각부가 열전달부로부터 이격되도록 하여 그 냉기가 더 이상 전달될 수 없도록 함으로써 시료의 온도를 적절하게 유지할 수 있다.
이때 가열부가 작동하거나 냉각부와 열전달부를 감싸는 하우징의 내부를 진공으로 형성함으로써 시료의 온도를 더욱 정밀하게, 그리고 신속하게 조절할 수 있다.
한편 이러한 과정에서 시료가 보다 농축될 수 있기 때문에 그 시료에 별도의 전처리를 가하지 않고도 미량의 시료를 효과적으로 측정·분석할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 분석 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기의 개요도로서, 냉각부가 열전달부에 접촉된 상태를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기의 개요도로서, 냉각부가 열전달부로부터 이격된 상태를 도시한 것이다.
도 4는 도 2의 A-A 선에 의한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기의 개요도로서, 가열부가 열전달부에 접촉된 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기의 개요도로서, 가열부가 열전달부로부터 이격된 상태를 도시한 것이다.
도 7은 도 5의 B-B 선에 의한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기의 개요도로서, 냉각부가 열전달부에 접촉되고 가열부는 열전달부로부터 이격된 상태를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기의 개요도로서, 냉각부가 열전달부로부터 이격되고 가열부는 열전달부에 접촉된 상태를 도시한 것이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 시료 분석 장치에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 분석 장치(100)의 구성도이다.
도 1을 참조하면 시료 분석 장치(100)는 시료 주입기(110), 시료 분리기(120) 및 시료 측정기(130)를 포함한다.
시료 주입기(110)는 주로 복수의 물질이 혼합된 기체 상태의 시료를 시료 분리기(120)로 주입하는 역할을 한다. 이때 시료 주입기(110)는 MFC(Mass Flow Controller)로 이루어져 시료를 미리 설정된 양으로 균일하게 주입할 수 있다. 단 이를 위한 구체적인 구성은 공지된 바와 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한 시료 주입기(110)는 필터 부재(미도시)를 구비하여 시료에 함유된 수분이나 분진을 제거한 이후에 그 시료를 시료 분리기(120)로 주입할 수 있다. 이에 의하면 본 시료 분석 장치(100)를 운용할 때 수분이나 분진 등이 부적절하게 간섭되는 것을 방지하여 분석의 정확성과 내구성을 개선할 수 있다.
시료 분리기(120)는 복수의 물질이 혼합된 시료의 온도를 냉각 또는 가열을 통해 제어함으로써 각 물질을 분리하는 역할을 한다. 보다 구체적으로 시료 분리기(120)는 시료에서 각 물질의 상전이 온도가 서로 다르다는 점을 이용하여 각 물질을 분리한다.
예를 들어 산소와 질소가 혼합된 기체 상태의 시료를 가상해 본다. 이 경우 시료를 점차 냉각해 나가면 산소의 액화 온도는 -183℃이고 질소의 액화 온도는 -195.8℃이므로 약 -185℃ 부근에서 산소는 액체 상태로 존재하게 되고 질소는 여전히 기체 상태로 존재할 것이다. 이에 액체 상태의 물질과 기체 상태의 물질을 분리함으로써 산소와 질소를 분리할 수 있다.
시료 측정기(130)는 시료 분리기(120)에 의해 분리된 각 물질의 성분과 질량이나 함유량을 측정하는 역할을 한다. 특히 본 시료 분리 장치(100)의 이동성을 확보하기 위해 시료 측정기(130)는 소형인 질량 분석기(Mass Spectrometry Analyzer)로 이루어질 수 있다. 단 이를 위한 구체적인 구성 역시 공지된 바와 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한 앞서 시료 분리기(120)에서 시료가 액체 상태로 변하면서 그 분자 구조에 별 다른 변화 없이 해당 물질이 더 농축될 수 있기 때문에 시료를 특정 수용액에 녹이거나 흡착시키는 등의 전처리를 가하지 않고도 본 시료 측정기(130)를 이용하여 미량의 시료를 효과적으로 측정·분석할 수 있게 된다.
한편 시료 분리기(120)에서 각 물질을 정확하게 분리하기 위하여 해당 시료의 특성에 맞게 미리 설정된 온도로 냉각하고 각 물질이 분리되는 동안 그 온도를 일정하게 유지하는 것이 매우 중요하다. 다시 말해 시료의 온도를 정밀하게 제어해야 하는바, 이하 이를 위한 시료 분리기(120)의 구성에 대해 설명한다.
도 2와 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 분석 장치(100)의 시료 분리기(120)의 개요도로서, 도 2는 냉각부(122)가 열전달부(123)에 접촉된 상태를 도시한 것이고, 도 3은 냉각부(122)가 열전달부(123)로부터 이격된 상태를 도시한 것이다. 또한 도 4는 도 2의 A-A 선에 의한 단면도이다.
도 2 내지 4를 참조하면 시료 분리기(120)는 이송 관(121), 냉각부(122), 열전달부(123), 가열부(124), 온도 센서(125), 제어부(미도시) 및 하우징(미도시)을 포함한다.
이송 관(121)은 시료 분리기(120)에서 시료가 이송되기 위한 관이다. 즉 시료 주입기(110)로부터 주입된 시료는 이송 관(121)을 따라 이송되면서 냉각부(122)에 의해 냉각되어 분리된다.
냉각부(122)는 이송 관(121)으로 냉기를 제공하여 시료를 냉각하는 역할을 한다. 이러한 냉각부(122)는 극저온 냉동기, 예컨대 헬륨 냉동기 또는 그 헬륨 냉동기로부터 연장된 판이나 핀으로 이루어질 수 있다. 단 이를 위한 구체적인 구성은 공지된 바와 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
또한 냉각부(122)는 이송 관(121)에 접촉되어 전도 방식으로 냉기를 전달한다. 이때 냉각부(122)는 이송 관(121)에 직접적으로 접촉될 수도 있고, 임의의 매체를 통해 이송 관(121)에 간접적으로 접촉될 수도 있다. 도 2 내지 4에서는 냉각부(122)가 열전달부(123)를 통해 이송 관(121)에 간접적으로 접촉되는 경우가 도시되어 있다.
이 경우 열전달부(123)는 이송 관(121)을 둘러싸면서 이송 관(121)에 접촉된다.
이에 냉각부(122)가 도 2에 도시된 바와 같이 열전달부(123)에 접촉되면 그 냉기가 열전달부(123)를 거쳐 전도 방식으로 이송 관(121)으로 전달될 수 있다. 이를 위해 열전달부(123)는 열전도율이 우수한 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.
반면 냉각부(122)가 도 3에 도시된 바와 같이 열전달부(123)로부터 이격되면 그 냉기는 이제 전도 방식으로 이송 관(121)으로 전달될 수 없게 된다.
가열부(124)는 필요에 따라 이송 관(121)으로 열기를 제공하여 시료를 가열한다. 도 2 내지 4에서는 가열부(124)가 열전달부(123)상에 설치되는 것으로 예시되어 있다. 따라서 가열부(124)가 작동하면 그 열기가 열전달부(123)를 거쳐 전도 방식으로 이송 관(121)으로 전달될 수 있다. 물론 경우에 따라 가열부(124)가 이송 관(121)에 직접적으로 접촉될 수도 있을 것이다.
온도 센서(125)는 시료의 온도를 측정하여 제어부(미도시)로 전송한다. 도 2 내지 4에서는 온도 센서(125)가 열전달부(123)상에 설치되어 이송 관(121)의 온도를 측정함으로써 시료의 온도를 측정하는 것으로 예시되어 있으나, 시료의 온도를 효과적으로 측정하여 제어부로 전송할 수만 있다면 그 위치는 특별히 제한되지 않는다.
제어부는 온도 센서(125)에 의해 측정된 온도에 기초하여 냉각부(122)가 열전달부(123)에 접촉되거나 열전달부(123)로부터 이격되도록 제어한다. 나아가 제어부는 필요에 따라 가열부(124)가 작동하거나 작동하지 않도록 제어할 수도 있다.
보다 구체적으로 일단 도 2에 도시된 바와 같이 냉각부(122)가 열전달부(123)에 접촉되어 작동함으로써 시료를 냉각한다. 그러나 만약 온도 센서(125)에 의해 측정된 온도, 즉 시료의 온도가 미리 설정된 온도 범위의 하한보다 낮아지면 제어부는 도 3에 도시된 바와 같이 냉각부(122)가 열전달부(123)로부터 이격되도록 한다. 즉 냉각부(122)의 냉기가 더 이상 전도 방식으로 이송 관(121)으로 전달될 수 없도록 한다. 그러면 시료의 온도가 점차 상승하여 이내 미리 설정된 온도 범위에 속하게 될 것이다.
이때 이송 관(121)과 냉각부(122) 그리고 열전달부(123) 등을 감싸는 시료 분리기(120)의 하우징(미도시)의 내부가 예컨대 10-4Pa 이하의 고진공으로 형성되어 밀폐될 수 있다. 이에 의하면 냉각부(122)가 열전달부(123)로부터 이격되어 있을 때 냉각부(122)의 냉기가 대류 방식으로도 이송 관(121)으로 전달될 수 없도록 할 수 있다. 따라서 시료의 온도가 의도치 않게 더 하강하거나 느리게 상승하는 것을 방지할 수 있다.
또한 제어부는 냉각부(122)가 열전달부(123)로부터 이격되도록 하고, 동시에 가열부(124)가 작동하도록 할 수 있다. 이에 의하면 가열부(124)의 열기가 이송 관(121)으로 전달되어 시료의 온도가 더 즉각적으로 상승하여 보다 빠르게 미리 설정된 온도 범위에 속하게 될 수 있다. 따라서 시료의 온도를 더욱 일정하게 유지할 수 있다.
반면 시료의 온도가 사용자에 의해 미리 설정된 온도 범위의 상한보다 높아지면 제어부는 도 2에 도시된 바와 같이 냉각부(122)가 열전달부(123)에 접촉되도록 한다. 즉 냉각부(122)의 냉기가 다시 열전달부(123)를 거쳐 전도 방식으로 이송 관(121)으로 전달되도록 하여 시료를 냉각한다. 동시에 가열부(124)는 이제 작동하지 않도록 할 수 있다.
이처럼 냉각부(122)가 열전달부(123)에 접촉되도록 함으로써 시료를 냉각하되, 시료의 온도가 미리 설정된 범위의 하한보다 낮아지면 냉각부(122)가 열전달부(123)로부터 이격되도록 하여 그 냉기가 더 이상 전달될 수 없도록 하고, 나아가 가열부(124)가 작동하도록 함으로써 시료의 온도를 정확하게, 그리고 신속하게 조절하여 미리 설정된 온도 범위를 지속적으로 만족하도록 제어할 수 있다. 따라서 분리의 정확성를 더욱 개선할 수 있으며 전체적인 신뢰성도 함께 개선할 수 있다.
한편 도 5와 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기(220)의 개요도로서, 도 5는 가열부(224)가 열전달부(223)에 접촉된 상태를 도시한 것이고, 도 6은 가열부(224)가 열전달부(223)로부터 이격된 상태를 도시한 것이다. 또한 도 7은 도 5의 B-B 선에 의한 단면도이다.
앞서 도 1 내지 4를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 분석 장치(100)의 시료 분리기(120)에서 냉각부(122)가 열전달부(123)에 접촉되거나 열전달부(123)로부터 이격되도록 이동 가능하게 설치되고 가열부(124)는 열전달부(123)상에 고정적으로 설치되어 있었다면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기(220)에서는 가열부(224)가 열전달부(223)에 접촉되거나 열전달부(223)로부터 이격되도록 이동 가능하게 설치되고 냉각부(222)는 도 7에 도시된 바와 같이 열전달부(223)상에 고정적으로 설치되어 있는 차이점이 있다.
보다 구체적으로 먼저 냉각부(222)가 작동하여 시료를 냉각한다. 그러나 만약 시료의 온도가 사용자에 의해 미리 설정된 온도 범위의 하한보다 낮아지면 제어부는 도 5에 도시된 바와 같이 가열부(224)가 열전달부(223)에 접촉되도록 한다. 즉 가열부(224)의 열기가 열전달부(223)를 거쳐 전도 방식으로 이송 관(221)으로 전달되도록 하여 시료를 가열한다. 그러면 시료의 온도가 상승하여 미리 설정된 온도 범위에 속하게 될 것이다.
반면 시료의 온도가 미리 설정된 온도 범위의 상한보다 높아지면 제어부는 도 6에 도시된 바와 같이 가열부(224)가 열전달부(223)로부터 이격되도록 제어한다. 즉 가열부(224)의 열기가 전도 방식으로 이송 관(221)으로 전달될 수 없도록 한다. 더욱이 앞서 설명한 바와 같이 하우징의 내부가 진공으로 형성되어 밀폐된다면 그 열기가 대류 방식으로도 이송 관(221)으로 전달될 수 없을 것이다. 따라서 시료의 온도가 하강하여 미리 설정된 온도 범위에 속하게 될 것이다.
그밖에 다른 사항은 본 발명의 일 실시예에 따른 시료 분석 장치(100)의 시료 분리기(120)와 실질적으로 동일하며, 혹 일부 상이한 부분이 있다 하더라도 이는 통상의 기술자라면 상기 차이점에 대응하여 당연히 변형할 것으로 예상되는 정도에 불과하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
한편 도 8과 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기(320)의 개요도로서, 도 8은 냉각부(322)가 열전달부(323)에 접촉되고 가열부(324)는 열전달부(323)로부터 이격된 상태를 도시한 것이고, 도 9는 냉각부(322)가 열전달부(323)로부터 이격되고 가열부(324)는 열전달부(323)에 접촉된 상태를 도시한 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시료 분석 장치의 시료 분리기(320)에서는 냉각부(322)와 가열부(324) 모두 열전달부(323)에 접촉되거나 열전달부(323)로부터 이격되도록 각각 이동 가능하게 설치되는 차이점이 있다. 물론 열전달부(323)가 채용되지 않고, 냉각부(322)와 가열부(324)가 이송 관(321)에 직접적으로 접촉되거나 이송 관(321)으로부터 이격되도록 설치될 수도 있을 것이다. 단 이해의 편의상 도면에 도시된 바와 같이 열전달부(323)가 설치되는 경우에 대해 설명한다.
보다 구체적으로 먼저 도 8에 도시된 바와 같이 냉각부(322)가 열전달부(323)에 접촉되어 시료를 냉각한다. 이때 시료를 효율적으로 냉각하기 위해 가열부(324)는 열전달부(323)로부터 이격된다. 그러나 만약 시료의 온도가 사용자에 의해 미리 설정된 온도 범위의 하한보다 낮아지면 제어부는 도 9에 도시된 바와 같이 냉각부(322)가 열전달부(323)으로부터 이격되고 가열부(324)는 열전달부(323)에 접촉되도록 한다. 이 경우 냉각부(322)의 냉기는 전도 방식으로 (하우징의 내부가 진공으로 형성되어 밀폐된다면 대류 방식으로도) 이송 관(321)으로 전달될 수 없는 한편, 가열부(324)의 열기는 열전달부(323)를 거쳐 전도 방식으로 이송 관(321)으로 전달되어 시료의 온도가 상승하게 된다.
반면 시료의 온도가 미리 설정된 온도 범위의 상한보다 높아지면 제어부는 도 8에 도시된 바와 같이 냉각부(322)가 열전달부(323)에 접촉되고 가열부(324)는 열전달부(323)로부터 이격되도록 한다. 그러면 냉각부(322)의 냉기는 열전달부(323)를 거쳐 전도 방식으로 이송 관(321)으로 전달되는 한편, 가열부(324)의 열기는 전도 방식 및 대류 방식으로 이송 관(321)으로 전달될 수 없어 시료의 온도가 하강하게 된다.
이처럼 냉각부(322)와 가열부(324) 중 어느 하나가 열전달부(323)에 접촉되고 다른 하나는 열전달부(323)로부터 이격되도록 교번하여 제어함으로써 냉각부(322) 자체가 열전달부(323)를 통해 가열부(324)에 의해 가열되는 것 또는 가열부(324) 자체가 열전달부(323)를 통해 냉각부(322)에 의해 냉각되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 냉각부(322)와 가열부(324) 자체의 급격한 온도 변화 및 그에 따른 부하를 완화할 수 있어 전체적인 에너지를 절감하고 내구성도 더욱 개선할 수 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하지 않는다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 기재된 사항에 의해 정해진다. 한편 통상의 기술자라면 본 발명의 기술적 사상을 다양하게 개량하거나 변경할 수 있을 것이다. 이러한 개량이나 변경은 통상의 기술자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 복수의 물질이 혼합된 시료를 냉각함으로써 각 물질을 분리하는 것으로서,
    상기 시료가 이송되는 이송 관,
    상기 이송 관에 접촉되어 냉기를 제공할 수 있는 냉각부 및
    상기 냉각부가 상기 이송 관에 접촉되거나 이격되도록 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 이송 관과 상기 냉각부를 감싸는 하우징을 포함하되,
    상기 냉각부가 상기 이송 관으로부터 이격되어 있을 때 상기 냉각부로부터 상기 이송 관으로 대류로 인한 냉기 전달을 방지할 수 있도록 상기 하우징의 내부는 10-4 Pa 이하의 진공으로 형성되는 온도 제어를 이용한 시료 분리기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시료의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하여,
    상기 제어부는 상기 온도 센서에 따른 온도가 미리 설정된 온도 범위의 상한보다 높으면 상기 냉각부가 상기 이송 관에 접촉되도록 하고, 상기 미리 설정된 온도 범위의 하한보다 낮으면 상기 냉각부가 상기 이송 관으로부터 이격되도록 하는 온도 제어를 이용한 시료 분리기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이송 관으로 열기를 제공할 수 있는 가열부를 포함하여,
    상기 제어부는 상기 가열부가 작동하거나 작동하지 않도록 선택적으로 제어하는 온도 제어를 이용한 시료 분리기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 시료의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하여,
    상기 제어부는 상기 온도 센서에 따른 온도가 미리 설정된 온도 범위의 하한보다 낮으면 상기 가열부가 작동하도록 하고, 상기 미리 설정된 온도 범위의 상한보다 높으면 상기 가열부가 작동하지 않도록 하는 온도 제어를 이용한 시료 분리기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 시료의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하여,
    상기 제어부는 상기 온도 센서에 따른 온도가 미리 설정된 온도 범위의 상한보다 높으면 상기 냉각부는 상기 이송 관에 접촉되도록 하고 상기 가열부는 작동하지 않도록 하고, 상기 미리 설정된 온도 범위의 하한보다 낮으면 상기 냉각부는 상기 이송 관으로부터 이격되도록 하고 상기 가열부는 작동하도록 하는 온도 제어를 이용한 시료 분리기.
  7. 복수의 물질이 혼합된 시료를 주입하기 위한 시료 주입기 및
    상기 시료 주입기로부터 주입된 시료를 냉각함으로써 각 물질을 분리하는 것으로서, 상기 시료가 이송되는 이송 관, 상기 이송 관에 접촉되어 냉기를 제공할 수 있는 냉각부 및 상기 냉각부가 상기 이송 관에 접촉되거나 이격되도록 선택적으로 제어하기 위한 제어부를 포함하는 시료 분리기를 포함하고,
    상기 시료 분리기는 상기 이송 관과 상기 냉각부를 감싸는 하우징을 포함하되,
    상기 냉각부가 상기 이송 관으로부터 이격되어 있을 때 상기 냉각부로부터 상기 이송 관으로 대류로 인한 냉기 전달을 방지할 수 있도록 상기 하우징의 내부는 10-4 Pa 이하의 진공으로 형성되는 시료 분석 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시료 주입기는 기체 상태의 시료를 주입하기 위한 것으로서, 그 시료에 함유된 수분이나 분진을 제거하기 위한 필터 부재를 구비하는 시료 분석 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 시료 분리기에 의해 분리된 각 물질의 질량이나 함유량을 측정하기 위한 시료 측정기를 포함하는 시료 분석 장치.
  10. 복수의 물질이 혼합된 시료를 냉각함으로써 각 물질을 분리하는 것으로서, 상기 시료가 이송되는 이송 관, 상기 이송 관에 접촉되어 냉기를 제공할 수 있는 냉각부 및 상기 냉각부가 상기 이송 관에 접촉되거나 이격되도록 선택적으로 제어하기 위한 제어부를 포함하는 시료 분리기 및
    상기 시료 분리기에 의해 분리된 각 물질의 질량이나 함유량을 측정하기 위한 시료 측정기를 포함하고,
    상기 시료 분리기는 상기 이송 관과 상기 냉각부를 감싸는 하우징을 포함하되,
    상기 냉각부가 상기 이송 관으로부터 이격되어 있을 때 상기 냉각부로부터 상기 이송 관으로 대류로 인한 냉기 전달을 방지할 수 있도록 상기 하우징의 내부는 10-4 Pa 이하의 진공으로 형성되는 시료 분석 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099079A1 (ja) * 2010-02-12 2011-08-18 ジーエルサイエンス株式会社 試料の捕集方法およびその捕集装置
KR101167486B1 (ko) 2010-07-08 2012-07-27 삼성전기주식회사 고온 크로마토그래피 장치 및 그 방법
KR101492982B1 (ko) 2014-02-10 2015-02-11 한국생산기술연구원 연소가스 측정장치 및 측정방법
JP2017053681A (ja) * 2015-09-08 2017-03-16 国立研究開発法人海洋研究開発機構 ガス分析用前処理装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101348540B1 (ko) * 2007-02-22 2014-01-07 동우 화인켐 주식회사 농축기가 구비된 아웃가스 분석 장치
KR20090014515A (ko) * 2007-08-06 2009-02-11 한국표준과학연구원 저 비등점 기체 분석을 위한 시료 전처리 유닛
KR101066418B1 (ko) * 2009-02-04 2011-09-21 주식회사 케이엔알 가스 상 물질의 저온 농축 시스템에 적용되는 개선된 시료 전처리 유닛
KR20160023039A (ko) * 2014-08-21 2016-03-03 동우 화인켐 주식회사 냉각부가 구비된 아웃가스 분석 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099079A1 (ja) * 2010-02-12 2011-08-18 ジーエルサイエンス株式会社 試料の捕集方法およびその捕集装置
US20130055791A1 (en) * 2010-02-12 2013-03-07 Gl Sciences Incorporated Sample trapping method and sample trapping apparatus
KR101167486B1 (ko) 2010-07-08 2012-07-27 삼성전기주식회사 고온 크로마토그래피 장치 및 그 방법
KR101492982B1 (ko) 2014-02-10 2015-02-11 한국생산기술연구원 연소가스 측정장치 및 측정방법
JP2017053681A (ja) * 2015-09-08 2017-03-16 国立研究開発法人海洋研究開発機構 ガス分析用前処理装置

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