KR102608202B1 - UV-VIS-NIR spectroscopic analyzer for measuring transmittance - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투과성 재료의 자외선-가시광선-적외선(UV/VIS/NIR)의 분광 분석기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투과성 재료의 흡광도를 정량적으로 분석할 수 있는 분광 분석기에 관란 것으로, 빛이 시료를 통과할 때 흡수나 산란에 의하여 강도가 변하는 것을 이용하는 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선(UV-VIS-NIR) 분광 분석기에 있어서, 시료에 광을 투사하는 광 송신부(100); 상기 시료를 재치하는 마운트 패널(200); 상기 광 송신부(100)에서 투사하는 광을 대물렌즈(370)측으로 유도하는 광학부 조립체로 이루어지는 경통부(300); 상기 광 송신부(200) 및 경통부(300)의 광학부 조립체를 제어하는 MCU(main control unit) 보드(400); 시료의 측정을 위한 설정값을 설정 및 변경할 수 있도록 사용자에게 터치식 GUI를 제공하는 미니 PC/LCD(500); 및 상기 광 송신부(100)에서 투사되는 시료 및 경통부(300)를 거천 광을 수신하는 광 수신부(600)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선 분광 분석기에 관한 것이다.The present invention relates to a spectroscopic analyzer for ultraviolet-visible-infrared (UV/VIS/NIR) of a transparent material, and more specifically, to a spectroscopic analyzer capable of quantitatively analyzing the absorbance of a transparent material, where light is transmitted to a sample. An ultraviolet-visible-infrared (UV-VIS-NIR) spectroscopic analyzer for measuring transmittance that uses intensity changes due to absorption or scattering when passing through a light transmitting unit 100 that projects light onto a sample; A mount panel 200 on which the sample is placed; A barrel unit 300 made of an optical unit assembly that guides the light projected from the optical transmitter 100 toward the objective lens 370; An MCU (main control unit) board 400 that controls the optical unit assembly of the optical transmitter 200 and the barrel unit 300; Mini PC/LCD (500) that provides a touch-sensitive GUI to the user to set and change settings for sample measurement; It relates to an ultraviolet-visible-infrared spectroscopic analyzer for measuring transmittance, characterized in that it consists of a light receiver 600 that receives light from the sample and barrel unit 300 projected from the light transmitter 100.

Description

투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선 분광 분석기{UV-VIS-NIR spectroscopic analyzer for measuring transmittance}Ultraviolet-visible-infrared spectroscopic analyzer for measuring transmittance {UV-VIS-NIR spectroscopic analyzer for measuring transmittance}

본 발명은 투과성 재료의 자외선-가시광선-적외선(UV/VIS/NIR)의 분광 분석기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투과성 재료의 흡광도를 정량적으로 분석할 수 있는 분광 분석기에 관란 것이다.The present invention relates to a spectroscopic analyzer for ultraviolet-visible-infrared (UV/VIS/NIR) of a transparent material, and more specifically, to a spectroscopic analyzer capable of quantitatively analyzing the absorbance of a transparent material.

분광 분석기는 빛이 시료를 통과할 때 흡수나 산란 등에 의하여 강도가 변화하는 것을 이용하여, 시료의 흡광도를 측정하고, 시료 중의 목적 성분을 정량하는 것으로, 예를들어 파장 330 ~ 960 nm 에서의 흡광도를 측정함으로써, 시료의 오염물질 분석에 적용한다.A spectroscopic analyzer measures the absorbance of a sample by using the change in intensity due to absorption or scattering when light passes through the sample and quantifies the target component in the sample, for example, the absorbance at a wavelength of 330 to 960 nm. It is applied to the analysis of contaminants in the sample by measuring.

종래 현장에서 샘플을 즉각 취득하여 측정하는 분석기의 경우에는, 파장 재현성이 다소 낮아지고, 노이즈 등으로 인해 측정 오차가 발생하였다. 그 원인으로는, 빛을 이용하여 투과성 재료를 통과한 빛을 반대편 센서에서 감지하여 스펙트럼을 분석하는 시스템 상, 외부 광원 등에 의해 빛이 교란되어 측정 오차가 일어나기 쉽고, 시료의 측각, 기기의 보정 시스템의 불량 등이 있다. 따라서 현장에서 즉각 취득한 샘플의 정량적인 분광 분석을 위해 기기의 재현성을 높이는 방법이 필요하게 되었다.In the case of conventional analyzers that immediately acquire and measure samples in the field, wavelength reproducibility is somewhat low and measurement errors occur due to noise, etc. The reason for this is that, in a system that uses light to detect light that has passed through a transparent material with a sensor on the other side and analyze the spectrum, measurement errors can easily occur due to light being disturbed by external light sources, the angle of the sample, and the calibration system of the device. There are defects, etc. Therefore, a method to increase the reproducibility of the instrument has become necessary for quantitative spectroscopic analysis of samples immediately acquired in the field.

분광 분석기에 관한 선행기술로는, 등록특허공보 제10-1516351호(2015. 04. 23. 등록)에는, 광을 생성하는 광원, 상기 광원에서 생성된 광이 공급되는 비임 관통공을 구비한 스테이지, 상기 스테이지의 상측에 구비되는 피검사체의 영상과 광특성을 서로 구별되는 경로로 동시에 추출하는 투과율 측정 모듈, 상기 투과율 측정 모듈에서 추출된 광특성을 분석하는 분광계를 포함하는 기술이 개시되어 있다.As a prior art related to a spectroscopic analyzer, Patent Registration No. 10-1516351 (registered on April 23, 2015) includes a stage having a light source that generates light and a beam through hole through which the light generated by the light source is supplied. , a technology including a transmittance measurement module that simultaneously extracts the image and optical characteristics of the object under inspection provided on the upper side of the stage through distinct paths, and a spectrometer that analyzes the optical characteristics extracted from the transmittance measurement module is disclosed.

또한, 등록특허공보 제10-1526870호(2015. 06. 02. 등록)에는, 입사되는 광을 필터링하는 랜덤필터모듈; 상기 랜덤필터모듈에 의해서 필터링된 광을 전하로 변환하여 출력하는 광센서 장치; 및 상기 광센서 장치의 출력신호를 디지털 신호처리하여 상기 입사되는 광의 스펙트럼 정보를 복구하는 디지털 신호 처리부가 포함되고, 상기 랜덤필터모듈에는, 상기 입사되는 광의 광경로의 상측에 놓이는 그레이팅필터; 및 상기 입사되는 광의 광경로의 하측에 놓이는 스케터링필터가 포함되는 랜덤필터모듈을 이용하는 분광기에 관한 기술이 개시되어 있습니다.In addition, Registered Patent Publication No. 10-1526870 (registered on June 2, 2015) includes a random filter module that filters incident light; An optical sensor device that converts the light filtered by the random filter module into electric charges and outputs them; and a digital signal processing unit that digitally processes the output signal of the optical sensor device to recover spectral information of the incident light, and the random filter module includes: a grating filter placed above the optical path of the incident light; A technology for a spectroscope using a random filter module including a scattering filter placed below the optical path of the incident light is disclosed.

또한, 등록특허공보 제10-1690073호(2016. 12. 21. 등록)에는, 측정물체의 측정부위를 외부와 차단되도록 덮는 외부차광부재; 상기 측정물체의 측정부위로 빛을 조사하는 광원부재; 상기 측정물체의 측정부위에서 반사 및 확산되어 입사되는 빛을 수집하는 수광렌즈; 상기 수광렌즈를 통해 수집되어 입사되는 빛을 파장별로 분리하여 검출하는 분광기;를 포함하여 이루어지되, 상기 수광렌즈의 중앙부에는 안착홀이 형성되고, 상기 광원부재는 상기 안착홀에 안착되어 배치되고, 상기 수In addition, Registered Patent Publication No. 10-1690073 (registered on December 21, 2016) discloses an external light-shielding member that covers the measurement area of the measurement object to block it from the outside; a light source member that irradiates light to a measurement portion of the measurement object; A light receiving lens that collects light that is reflected and diffused and incident on the measurement portion of the measurement object; and a spectroscope that separates and detects light collected and incident through the light receiving lens by wavelength, wherein a seating hole is formed in the center of the light receiving lens, and the light source member is seated and disposed in the seating hole, number above

광렌즈와 분광기는 상기 광원부재의 광축선 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 컴팩트한 구조를 갖는 분광분석장치에 관한 기술이 개시되어 있습니다.A technology regarding a spectroscopic analysis device having a compact structure is disclosed, wherein an optical lens and a spectrometer are arranged on the optical axis of the light source member.

또한, 공개특허공보 제10-2018-0032101호(2018. 03. 29. 공개)에는, 전기적 자극에 따라 반사 파장 또는 통과 파장이 가변되는 광 결정층(photonic crystal layer)을 포함하는 대역 통과 필터; 및 상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 광을 검출하는 광 검출부; 를 포함하는 분광기에 관한 기술이 개시되어 있다.In addition, Patent Publication No. 10-2018-0032101 (published on March 29, 2018) discloses a band-pass filter including a photonic crystal layer whose reflection or passing wavelength varies depending on electrical stimulation; and a light detection unit that detects light filtered through the band pass filter. A technology related to a spectrometer including is disclosed.

특허문헌 1 : 등록특허공보 제10-1516351호(2015. 04. 23. 등록)Patent Document 1: Registered Patent Publication No. 10-1516351 (registered on April 23, 2015) 특허문헌 2 : 등록특허공보 제10-1526870호(2015. 06. 02. 등록)Patent Document 2: Registered Patent Publication No. 10-1526870 (registered on June 2, 2015) 특허문헌 3 : 등록특허공보 제10-1690073호(2016. 12. 21. 등록)Patent Document 3: Registered Patent Publication No. 10-1690073 (registered on December 21, 2016) 특허문헌 4 : 공개특허공보 제10-2018-0032101호(2018. 03. 29. 공개Patent Document 4: Public Patent Publication No. 10-2018-0032101 (published on March 29, 2018)

종래 현장에서 샘플을 즉각 취득하여 측정하는 UV/VIS/NIR 분광 분석기의 경우 파장 재현성이 다소 낮고, 노이즈 등으로 인해 측정 오차가 발생하게 된다. 그 원인으로 빛을 이용하여 투과성 재료를 통과한 빛을 반대편 센서에서 감지하여 스펙트럼을 분석하는 시스템의 특성으로 인하여, 외부 광원 등에 의해 분광분석에 이용되는 빛이 교란되어 측정 오차가 일어나기 쉽고, 시료의 측각, 기기의 보정 시스템의 불량등으로 인해서도 오차가 발생된다. 따라서 현장에서 즉각 취득한 샘플의 정량적인 분광분석을 위해 기기의 재현성을 높일 수 있는 방법이 필요하다.In the case of conventional UV/VIS/NIR spectroscopic analyzers that immediately acquire and measure samples in the field, wavelength reproducibility is somewhat low and measurement errors occur due to noise, etc. The reason for this is that due to the characteristics of the system that analyzes the spectrum by detecting the light that has passed through the transparent material using light at the opposite sensor, the light used in spectroscopic analysis is easily disturbed by external light sources, causing measurement errors, and the sample Errors may also occur due to measurement problems or defects in the device’s correction system. Therefore, a method to increase the reproducibility of the device is needed for quantitative spectroscopic analysis of samples immediately acquired in the field.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 현장에서 취득한 샘플의 변형을 막고 취득한 샘플을 즉각 분석해야 할 경우에, 통제되지 않는 외부 환경에 의한 측정 오차를 발생하지 않도록 하는 것이다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art described above, and the purpose of the present invention is to prevent deformation of samples acquired in the field and generate measurement errors due to uncontrolled external environments when the acquired samples must be analyzed immediately. The idea is to avoid doing it.

또한, 본 발명의 목적은, 측정 샘플마다의 크기차 등에 의한 차이, 또한 현장 운용 특성상 기기의 신뢰성 문제를 해결하여, 분석기의 파장 재현성을 높이고, 운용이 쉬우면서 저렴한 가격의 대량 생산이 가능한 장치를 제공하고자 하는 것이다.In addition, the purpose of the present invention is to solve the problem of reliability of the device due to differences in size between measurement samples and the nature of field operation, improve the wavelength reproducibility of the analyzer, and provide a device that is easy to operate and can be mass-produced at a low price. This is what we want to provide.

또한, 본 발명의 목적은, 투과성 자재의 노후화 등으로 인한, 동일 시료의 투과율의 변화를 비교하기 매우 용이하므로, 농업 분야에서 흔히 쓰이는 온실의 투과성 재료의 노후화로 인한 투과율 손실을 구명하는데 적용하고자 하는 것이다.In addition, the purpose of the present invention is that it is very easy to compare changes in transmittance of the same sample due to aging of the permeable material, so it is intended to be applied to determine the loss of transmittance due to aging of the permeability material of greenhouses commonly used in the agricultural field. will be.

본 발명은 상기와 같은 목적을 갖는 것으로, [1] 빛이 시료를 통과할 때 흡수나 산란에 의하여 강도가 변하는 것을 이용하는 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선(UV-VIS-NIR) 분광 분석기에 있어서, 시료에 광을 투사하는 광 송신부(100); 상기 시료를 재치하는 마운트 패널(200); 상기 광 송신부(100)에서 투사하는 광을 대물렌즈(370)측으로 유도하는 광학부 조립체로 이루어지는 경통부(300); 상기 광 송신부(200) 및 경통부(300)의 광학부 조립체를 제어하는 MCU(main control unit) 보드(400); 시료의 측정을 위한 설정값을 설정 및 변경할 수 있도록 사용자에게 터치식 GUI를 제공하는 미니 PC/LCD(500); 및 상기 광 송신부(100)에서 투사되는 시료 및 경통부(300)를 거천 광을 수신하는 광 수신부(600)로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선 분광 분석기에 관한 것이다.The present invention has the above-mentioned purpose, [1] to provide an ultraviolet-visible-infrared (UV-VIS-NIR) spectroscopic analyzer for measuring transmittance that uses the change in intensity due to absorption or scattering when light passes through a sample. A light transmitting unit 100 that projects light onto the sample; A mount panel 200 on which the sample is placed; A barrel unit 300 made of an optical unit assembly that guides the light projected from the optical transmitter 100 toward the objective lens 370; An MCU (main control unit) board 400 that controls the optical unit assembly of the optical transmitter 200 and the barrel unit 300; Mini PC/LCD (500) that provides a touch-sensitive GUI to the user to set and change settings for sample measurement; It relates to an ultraviolet-visible-infrared spectroscopic analyzer for measuring transmittance, characterized in that it consists of a light receiver 600 that receives light from the sample and barrel unit 300 projected from the light transmitter 100.

또한, 본 발명은 [2] 상기 [1]에 있어서, 상기 광 송신부(100)는, ㄱ자 형상으로 이루어지는 수평부(111)와 수직부(112)로 이루어지는 상부 프레임(100)과, 상기 상부 프레임((100)의 수직부(112)를 엘리베이팅 가능하게 수납하는 하부 수납 프레임(120)으로 이루어지며, 상기 수평부(111)에는, 상측으로부터 LED 광(1111) 및 디텍터 렌즈(detector lens, 1112)가 설치되는 것을 특징으로 하는, 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선 분광 분석기에 관한 것이다.In addition, the present invention [2] In [1] above, the light transmitting unit 100 includes an upper frame 100 consisting of a horizontal portion 111 and a vertical portion 112 formed in an L shape, and the upper frame (It consists of a lower storage frame 120 that accommodates the vertical part 112 of (100) in an elevatorable manner, and in the horizontal part 111, an LED light 1111 and a detector lens 1112 are provided from the upper side. ) relates to an ultraviolet-visible-infrared spectroscopic analyzer for measuring transmittance, characterized in that it is installed.

또한, 본 발명은 [3] 상기 [1]에 있어서, 상기 마운트 패널(200)은, 상기 광 송신부(100)에서 투사되는 광을 투과시키는 투과공(210)을 형성하며, 재질은 알루미늄 플레이트로 하고, 일측에 미니 PC/LCD(500)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는, 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선 분광 분석기에 관한 것이다.In addition, the present invention [3] In [1] above, the mount panel 200 forms a transmission hole 210 that transmits the light projected from the light transmitting unit 100, and is made of an aluminum plate. It relates to an ultraviolet-visible-infrared spectroscopic analyzer for measuring transmittance, characterized in that a mini PC/LCD (500) is mounted on one side.

또한, 본 발명은 [4] 상기 [3]에 있어서, 광학부 조립체로 이루어지는 경통부(300)는, 상기 투과공(210)의 하측에 설치되며, 상기 투과공(210)에 맞대어지는 하프 미러(310)와, 상기 하프 미러(310)의 아래에 설치되는 콜리메터 렌즈(320)와, 상기 콜리메터 렌즈(320)의 아래에 설치되는 트랜스미션 그레이팅(330)과, 상기 트랜스미션 그레이팅(330)의 아래에는 렌즈 마운트(340)와, 렌즈 하우징(350)이 조립되며, 상기 렌즈 하우징(350)의 아래에 프리시전 에어 슬리트(360)가 설치되며, 상기 프리시전 에어 슬리트(360)의 아래에는 대물렌즈(370)가 설치되는 것을 특징으로 하는, 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선 분광 분석기에 관한 것이다.In addition, the present invention [4] In [3] above, the barrel unit 300 made of an optical unit assembly is installed on the lower side of the transmission hole 210, and includes a half mirror facing the transmission hole 210. 310), a collimator lens 320 installed below the half mirror 310, a transmission grating 330 installed below the collimator lens 320, and below the transmission grating 330 A lens mount 340 and a lens housing 350 are assembled, and a precision air slit 360 is installed below the lens housing 350, and an objective lens is installed below the precision air slit 360. (370) relates to an ultraviolet-visible-infrared spectroscopic analyzer for measuring transmittance, characterized in that it is installed.

본 발명은 상기와 같은 구성으로 이루어지는 것으로, 현장에서 취득한 샘플의 변형을 막고 취득한 샘플을 즉각 분석해야 할 경우에, 통제되지 않는 외부 환경에 의한 측정 오차를 발생시키지 않는다.The present invention consists of the above-mentioned configuration, preventing deformation of samples obtained in the field and preventing measurement errors from occurring due to uncontrolled external environments when the acquired samples must be analyzed immediately.

또한, 본 발명은, 측정 샘플마다의 크기차 등에 의한 차이, 또한 현장 운용 특성상 기기의 신뢰성 문제를 해결하여, 분석기의 파장 재현성을 높이고, 운용이 쉬우면서 저렴한 가격의 대량 생산이 가능한 장치를 제공할 수 있다.In addition, the present invention solves the problem of reliability of the device due to differences in size between measurement samples and the nature of field operation, improves the wavelength reproducibility of the analyzer, and provides a device that is easy to operate and can be mass-produced at a low price. You can.

또한, 본 발명은, 투과성 자재의 노후화 등으로 인한, 동일 시료의 투과율의 변화를 비교하기 매우 용이하므로, 농업 분야에서 흔히 쓰이는 온실의 투과성 재료의 노후화로 인한 투과율 손실을 구명하는데 적용할 수 있다.In addition, since the present invention is very easy to compare changes in transmittance of the same sample due to aging of the permeable material, etc., it can be applied to investigate loss of transmittance due to aging of the permeable material of greenhouses commonly used in the agricultural field.

도 1은 본 발명의 상측 사시도
도 2는 본 발명의 하측 사시도
도 3은 본 발명의 정면도
도 4는 본 발명의 하측 사시도 및 부분 단면 개념도
1 is a top perspective view of the present invention
Figure 2 is a lower perspective view of the present invention
Figure 3 is a front view of the present invention
Figure 4 is a lower perspective view and partial cross-sectional conceptual diagram of the present invention

상기 해결하고자 하는 과제 및 효과는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. The problems and effects to be solved will be described in detail later with reference to the attached drawings, so that those skilled in the art will be able to easily implement the technical idea of the present invention.

본 발명은 빛이 시료를 통과할 때 흡수나 산란에 의하여 강도가 변하는 것을 이용하는 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선(UV-VIS-NIR) 분광 분석기에 있어서, 시료에 광을 투사하는 광 송신부(100); 상기 시료를 재치하는 마운트 패널(200); 상기 광 송신부(100)에서 투사하는 광을 대물렌즈(370)측으로 유도하는 광학부 조립체로 이루어지는 경통부(300); 상기 광 송신부(200) 및 경통부(300)의 광학부 조립체를 제어하는 MCU(main control unit) 보드(400); 시료의 측정을 위한 설정값을 설정 및 변경할 수 있도록 사용자에게 터치식 GUI를 제공하는 미니 PC/LCD(500); 및 상기 광 송신부(100)에서 투사되는 시료 및 경통부(300)를 거천 광을 수신하는 광 수신부(600)로 이루어지는 것으로, 아래에서는 상기 각각의 구성들에 대해서 도면을 살펴보면서 구체적으로 설명한다.The present invention is an ultraviolet-visible-infrared (UV-VIS-NIR) spectroscopic analyzer for measuring transmittance that uses the change in intensity due to absorption or scattering when light passes through a sample, and includes an optical transmitter that projects light to the sample ( 100); A mount panel 200 on which the sample is placed; A barrel unit 300 made of an optical unit assembly that guides the light projected from the optical transmitter 100 toward the objective lens 370; An MCU (main control unit) board 400 that controls the optical unit assembly of the optical transmitter 200 and the barrel unit 300; Mini PC/LCD (500) that provides a touch-sensitive GUI to the user to set and change settings for sample measurement; and a light receiver 600 that receives light from the sample and barrel unit 300 projected from the light transmitter 100. Each of the above components will be described in detail below with reference to the drawings.

[광 송신부(100)][Optical transmitter (100)]

본 발명의 광 송신부(100)는, 도 1 내지 도 4에 나타내고 있는 것과 같이, 상부 프레임(110)과 하부 수납 프레임(120)으로 이루어진다.The light transmitting unit 100 of the present invention consists of an upper frame 110 and a lower storage frame 120, as shown in FIGS. 1 to 4.

상부 프레임(110)은, ㄱ자 형상으로 이루어지는 수평부(111)와 수직부(112)로 이루어진다. The upper frame 110 consists of a horizontal portion 111 and a vertical portion 112 that are L-shaped.

하부 수납 프레임(120)은, 상기 상부 프레임((100)의 수직부(112)를 엘리베이팅 가능하게 수납한다.The lower storage frame 120 accommodates the vertical portion 112 of the upper frame 100 in an elevatorable manner.

또한, 상기 수평부(111)에는, 상측으로부터 LED 광(1111) 및 디텍터 렌즈(detector lens, 1112)가 설치된다.Additionally, an LED light 1111 and a detector lens 1112 are installed on the horizontal portion 111 from the upper side.

상기 광 송신부(100)는, 상기 LED광(1111)으로부터 광을 아래에서 설명하는 광 수신부(600)로 조사하는 것이다.The light transmitting unit 100 irradiates light from the LED light 1111 to the light receiving unit 600 described below.

상기 LED 광(1111)의 아래에는, 도 3에 나타나 있는 것과 같이, 디텍터 렌즈(1112)를 설치한다. 상기와 같이 LED 광(1111)의 아래쪽에 디텍터 렌즈(1112)를 설치하는 것에 의하여, LED 광(1111)으로부터 조사되는 광을 집광시킴과 동시에 포커스를 일부러 흐리게 하여, UV, IR, VIS 광원이 퍼지게 하는 작용을 한다,A detector lens 1112 is installed below the LED light 1111, as shown in FIG. 3. By installing the detector lens 1112 below the LED light 1111 as described above, the light emitted from the LED light 1111 is concentrated and the focus is intentionally blurred to spread the UV, IR, and VIS light sources. It acts to

본 발명의 실시예에서의 디텍터 렌즈(1112)는, f/2.5, FL = 25 mm로 하고, IR, UV, VIS LED를 집광시켜 포인트를 만들어준다.The detector lens 1112 in the embodiment of the present invention is set at f/2.5, FL = 25 mm, and creates a point by concentrating IR, UV, and VIS LEDs.

또한 상기 상부 프레임(110)은, 상기 하부 수납 프레임(120)에 수납 가능하게 설치되는 것으로, 분광 분석을 하지 않는 경우에는, 상기 상부 프레임(110)의 수직부(112)를 상기 하부 수납 프레임(120)에 수납한 상태로 하여 렌즈를 보호하며, 분광 분석을 하는 경우에는, 상기 상부 프레임(110)의 수직부(112)를 상부로 엘리베이팅 시킨 후에 시편을 도 4에 나타내고 있는 거과 같이, 아래에서 설명하는 마운트 패널(200)에 올려 놓은 후에, 시편의 크기에 맞추어 상기 수평부(110)와 마운트 패널(200)의 거리를 조정하여, 상부 프레임(110)을 고정시키게 된다.In addition, the upper frame 110 is installed to be able to be stored in the lower storage frame 120, and when spectral analysis is not performed, the vertical portion 112 of the upper frame 110 is connected to the lower storage frame ( 120) to protect the lens, and in the case of spectroscopic analysis, the vertical portion 112 of the upper frame 110 is elevated upward, and then the specimen is placed below, as shown in FIG. After placing it on the mount panel 200 described in , the upper frame 110 is fixed by adjusting the distance between the horizontal portion 110 and the mount panel 200 according to the size of the specimen.

[마운트 패널(200)][Mount panel (200)]

본 발명의 마운트 패널(200)은, 도 2에 나타내고 있는 것과 같이, 상기 상부 프레임(110)이 상기 하부 수납 프레임(120)에 엘리베이팅 되면서 수납가능도록 하부 수납 프레임(120)을 고정 설치할 수 있다.As shown in FIG. 2, the mount panel 200 of the present invention can be fixed to the lower storage frame 120 so that the upper frame 110 can be stored while being elevated on the lower storage frame 120. .

또한, 상기 마운트 패널(200)에는, 도 3 및 도 4에 나타내고 있는 것과 같이, 광 투과공(210)이 설치된다.Additionally, as shown in FIGS. 3 and 4, the mount panel 200 is provided with a light transmission hole 210.

상기와 같이 광 투과공(210)을 설치하는 것에 의하여, 상기 LED 광(1111)에서 조사되는 광은 상기 디텍터 렌즈(1112)를 거쳐, 광 투과공(210)을 거진 후에, 아래에서 설명하는 경통부(300)를 지나 광 수신부(600)에서 수신된다.By installing the light transmission hole 210 as described above, the light irradiated from the LED light 1111 passes through the detector lens 1112, passes through the light transmission hole 210, and then passes through the barrel portion described below. It passes through 300 and is received at the light receiving unit 600.

또한, 상기 마운트 패널(200)의 재질은, 알루미늄 플레이트로 하고, 잡광을 방지할 수 있는 정도의 크기로 하는 것이 바람직하다.In addition, the material of the mount panel 200 is preferably aluminum plate and the size is sufficient to prevent stray light.

또한, 도 1, 도 3 및 도 4에 나타내고 있는 것과 같이, 마운트 패널(200)의 일측에는 사용자에게 터치식 GUI를 제공할 수 있도록 미니 PC/LCD(500)를 장착하는 것이 바람직하다.Additionally, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, it is desirable to mount a mini PC/LCD 500 on one side of the mount panel 200 to provide a touch-type GUI to the user.

[경통부(300)][Neck pain section (300)]

본 발명의 경통부(300)는, 도 3 및 도 4에 나타내고 있는 것과 같이, 광학부 조립체로서, 상기 투과공(210)의 하측에 설치되며, 상기 투과공(210)에 맞대어지는 하프 미러(310)와, 상기 하프 미러(310)의 아래에 설치되는 콜리메터 렌즈(320)와, 상기 콜리메터 렌즈(320)의 아래에 설치되는 트랜스미션 그레이팅(330)이 설치e도되며, 상기 트랜스미션 그레이팅(330)의 아래에는 렌즈 마운트(340)와, 렌즈 하우징(350)이 조립되며, 상기 렌즈 하우징(350)의 아래에는 프리시전 에어 슬리트(360)가 설치되며, 상기 프리시전 에어 슬리트(360)의 아래에는 대물렌즈(370)가 설치되는 것이다.As shown in FIGS. 3 and 4, the barrel unit 300 of the present invention is an optical unit assembly, which is installed below the transmission hole 210 and includes a half mirror 310 facing the transmission hole 210. ), a collimator lens 320 installed below the half mirror 310, and a transmission grating 330 installed below the collimator lens 320 are also installed, and the transmission grating 330 ), a lens mount 340 and a lens housing 350 are assembled below the lens housing 350, and a precision air slit 360 is installed below the precision air slit 360. An objective lens 370 is installed.

상기 하프 미러(half mirror, 310)는, 상기 콜리메터 렌즈(collimator lens, 320)에서 광 송신부(100)에서 보낸 광만을 받아들이기 위해 설치되는 것으로, 직선광에 대해서 약 2%의 손실이 있지만, 사광을 반사시키는 특성이 있어서 측정 오차를 크게 줄여준다는 점에서 유리한 효과를 갖는 것이다.The half mirror (310) is installed to receive only the light sent from the light transmitter 100 by the collimator lens (320), and has a loss of about 2% compared to straight light. Because it has the property of reflecting incident light, it has an advantageous effect in that it greatly reduces measurement errors.

상기 하프 미러(310)는, 상기 광 송신부(100)의 IR, VIS, UV 영역대에 대하여 직선으로 들어오는 광선은 98% 정도 투과되지만, 사광(옆에서 들어오는 빛)은 반사시키는 성질을 가지므로, 분광 측정시 유입되는 측면의 광을 막아 측정 오차율을 크게 줄여주는 작용을 하는 것으로. 기본적으로 렌즈의 형태이나 측면부는 거울의 형태를 갖는 것이다. The half mirror 310 transmits about 98% of the light coming in a straight line to the IR, VIS, and UV regions of the light transmitting unit 100, but has the property of reflecting incident light (light coming from the side), It acts to greatly reduce the measurement error rate by blocking side light from entering during spectral measurement. Basically, the shape of the lens or the side part has the shape of a mirror.

또한, 상기 콜리메터 렌즈(320)에서 모아진 광은, 상기 트랜스미션 그레이팅(transmission grating, 회절격자, 330)에 조사시켜 산광시킨다. 본 발명의 실시예에서는 상기 콜리메터 렌즈(320)를 FL = 30 mm로 한다.In addition, the light collected by the collimator lens 320 is irradiated to the transmission grating (diffraction grating) 330 and dispersed. In an embodiment of the present invention, the collimator lens 320 is set to FL = 30 mm.

상기 트랜스미션 그레이팅(회절격자, 330)에 의해 산광된 광은, 아래에 설치되는 렌즈 마운트(340)와, 렌즈 하우징(350)을 거쳐 상기 렌즈 하우징(350)의 아래에 설치되는 프리시전 에어 슬리트(360)에 도달하게 되며, 이때 아주 얇은 스펙트럼을 생성한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 트랜스미션 그레이팅을 600 grooves/mm로 한다. The light scattered by the transmission grating (diffraction grating, 330) passes through the lens mount 340 installed below and the lens housing 350, and passes through the precision air slit (installed below the lens housing 350). 360), and at this time, a very thin spectrum is generated. In an embodiment of the present invention, the transmission grating is set to 600 grooves/mm.

또한, 상기 프리시전 에어 슬리트(360)에 생성된 아주 얇은 스펙트럼은, 상기 대물렌즈(field lens, 370)를 통하여 집광되어, 아래에서 설명하는 광 수신부(600)에 일렬로 배열된 광을 생성시킨다.In addition, the very thin spectrum generated in the precision air slit 360 is condensed through the objective lens (field lens, 370) to generate light arranged in a line in the light receiver 600 described below. .

[MCU보드(400), 미니PC/LCD(500)][MCU board (400), mini PC/LCD (500)]

본 발명의 MCU보드(400)는, 상기 광 송신부(100)의 엘리베이팅 시스템 및 경통부(300)의 렌즈 제어 등을 하는 제어 모듈이며, 상기 미니PC/LCD(500)는, GUI 터치 시스템을 통해 분광 분석기를 제어하고, 측정된 투과율 현황을 실시간으로 파장대별로 그래프로 나타내는 작용을 하게 된다.The MCU board 400 of the present invention is a control module that controls the elevating system of the optical transmitter 100 and the lens of the barrel unit 300, and the mini PC/LCD 500 is operated through a GUI touch system. It controls the spectroscopic analyzer and graphs the measured transmittance status by wavelength in real time.

[광 수신부(600)][Optical receiver (600)]

본 발명의 광 수신부(600)는, 상기 광 송신부(100)에서 조사괸 광을 수신하는 것으로, 상기 광 수신부(600)에 수신된 IR, VIS, UV는 상기 MCU보드(400)의 제어 모듈에 의해 상기 미니PC/LCD(500)에 실시간으로 출력될 수 있다.The light receiver 600 of the present invention receives light irradiated from the light transmitter 100, and the IR, VIS, and UV received by the light receiver 600 are transmitted to the control module of the MCU board 400. It can be output in real time to the mini PC/LCD (500).

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.As described above, the present invention has been described with reference to the illustrative drawings, but the present invention is not limited to the embodiments and drawings disclosed herein, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. It is obvious that transformation can occur. In addition, although the operational effects according to the configuration of the present invention were not explicitly described and explained while explaining the embodiments of the present invention above, it is natural that the predictable effects due to the configuration should also be recognized.

100 : 광 송신부
110 : 상부 프레임
111 : 수평부
1111 : LED 광
1112 : 디텍터 렌즈(detector lens)
112 : 수직부
120 : 하부 수납 프레임
200 : 마운트 패널
210 : 광 투과공
300 : 경통부
310 : 하프미러(half mirror)
320 : 콜리메터 렌즈(collimator lens)
330 : 트랜스미션 그레이팅(transmission grating)
340 : 렌즈 마운트(thin lens mounts)
350 : 렌즈 하우징(focus tube)
360 : 프리시전 에어 슬리트(precision air slit)
400 : MCU보드
500 : 미니 PC/LED
600 : 광 수신부(센서부)
100: Optical transmitter
110: upper frame
111: horizontal part
1111: LED light
1112: detector lens
112: vertical part
120: Lower storage frame
200: Mount panel
210: Light transmission hole
300: neck tube
310: half mirror
320: collimator lens
330: transmission grating
340: lens mounts (thin lens mounts)
350: Lens housing (focus tube)
360: precision air slit
400: MCU board
500: Mini PC/LED
600: Optical receiver (sensor unit)

Claims (4)

빛이 시료를 통과할 때 흡수나 산란에 의하여 강도가 변하는 것을 이용하는 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선(UV-VIS-NIR) 분광 분석기에 있어서,
시료에 광을 투사하는 광 송신부(100);
상기 시료를 재치하는 마운트 패널(200);
상기 광 송신부(100)에서 투사하는 광을 대물렌즈(370)측으로 유도하는 광학부 조립체로 이루어지는 경통부(300);
상기 광 송신부(100) 및 경통부(300)의 광학부 조립체를 제어하는 MCU(main control unit) 보드(400);
시료의 측정을 위한 설정값을 설정 및 변경할 수 있도록 사용자에게 터치식 GUI를 제공하는 미니 PC/LCD(500); 및
상기 광 송신부(100)에서 투사되는 시료 및 경통부(300)를 거천 광을 수신하는 광 수신부(600)로 이루어지며,
상기 마운트 패널(200)은,
상기 광 송신부(100)에서 투사되는 광을 투과시키는 투과공(210)을 형성하며,
재질은 알루미늄 플레이트로 하고,
일측에 미니 PC/LCD(500)가 장착되며,
상기 광학부 조립체로 이루어지는 경통부(300)는,
상기 투과공(210)의 하측에 설치되며, 상기 투과공(210)에 맞대어지는 하프 미러(310)와,
상기 하프 미러(310)의 아래에 설치되는 콜리메터 렌즈(320)와,
상기 콜리메터 렌즈(320)의 아래에 설치되는 트랜스미션 그레이팅(330)과,
상기 트랜스미션 그레이팅(330)의 아래에는 렌즈 마운트(340)와, 렌즈 하우징(350)이 조립되며, 상기 렌즈 하우징(350)의 아래에 프리시전 에어 슬리트(360)가 설치되며,
상기 프리시전 에어 슬리트(360)의 아래에는 대물렌즈(370)가 설치되는 것을 특징으로 하는, 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선 분광 분석기.
In the ultraviolet-visible-infrared (UV-VIS-NIR) spectroscopic analyzer for measuring transmittance, which uses the change in intensity due to absorption or scattering when light passes through a sample,
An optical transmitter 100 that projects light onto the sample;
A mount panel 200 on which the sample is placed;
A barrel unit 300 made of an optical unit assembly that guides the light projected from the optical transmitter 100 toward the objective lens 370;
An MCU (main control unit) board 400 that controls the optical unit assembly of the optical transmitter 100 and the barrel unit 300;
Mini PC/LCD (500) that provides a touch-sensitive GUI to the user to set and change settings for sample measurement; and
It consists of a light receiver 600 that receives light from the sample and barrel unit 300 projected from the light transmitter 100,
The mount panel 200 is,
Forming a transmission hole 210 that transmits the light projected from the light transmitting unit 100,
The material is aluminum plate,
A mini PC/LCD (500) is mounted on one side,
The barrel unit 300 consisting of the optical unit assembly,
A half mirror 310 installed below the transmission hole 210 and facing the transmission hole 210,
A collimator lens 320 installed below the half mirror 310,
A transmission grating 330 installed below the collimator lens 320,
A lens mount 340 and a lens housing 350 are assembled below the transmission grating 330, and a precision air slit 360 is installed below the lens housing 350,
An ultraviolet-visible-infrared spectroscopic analyzer for measuring transmittance, characterized in that an objective lens 370 is installed below the precision air slit 360.
제1항에 있어서,
상기 광 송신부(100)는,
ㄱ자 형상으로 이루어지는 수평부(111)와 수직부(112)로 이루어지는 상부 프레임(110)과,
상기 상부 프레임(110)의 수직부(112)를 엘리베이팅 가능하게 수납하는 하부 수납 프레임(120)으로 이루어지며,
상기 수평부(111)에는, 상측으로부터 LED 광(1111) 및 디텍터 렌즈(detector lens, 1112)가 설치되는 것을 특징으로 하는, 투과율 측정용 자외선-가시광선-적외선 분광 분석기.


According to paragraph 1,
The optical transmitter 100,
An upper frame 110 consisting of a horizontal part 111 and a vertical part 112 in an L-shape,
It consists of a lower storage frame 120 that accommodates the vertical portion 112 of the upper frame 110 in an elevatorable manner,
An ultraviolet-visible-infrared spectroscopic analyzer for measuring transmittance, characterized in that an LED light 1111 and a detector lens 1112 are installed in the horizontal portion 111 from the upper side.


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