KR102641130B1

KR102641130B1 - 입도 분석기

Info

Publication number: KR102641130B1
Application number: KR1020230090269A
Authority: KR
Inventors: 박효식
Original assignee: (주)에프엠에스텍
Priority date: 2023-07-12
Filing date: 2023-07-12
Publication date: 2024-02-27

Abstract

본 발명은 입도 분석기에 관한 것으로, 샘플을 희석하여 샘플 내 파티클의 입도를 정확하게 측정할 수 있고, 샘플의 희석 및 세정이 용이하며, 샘플 이상에 대한 공정 불량 및 효율 저하를 최소화할 수 있는 입도 분석기를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 특징은, 샘플을 공급하는 샘플 공급부; 희석액을 공급하는 희석액 공급부; 샘플 공급부로부터 공급된 샘플이 일정량 포집되고, 희석액 공급부로부터 공급된 희석액이 샘플 대비 일정량 포집되는 정량 포집부; 정량 포집부로부터 공급된 샘플과 희석액을 교반하는 교반부; 교반부로부터 교반된 교반액에서 입도를 측정하는 측정부; 희석액 공급부에 연결되어 희석액을 일정량으로 펌핑하는 실린지 펌프; 샘플 공급부에서 정량 포집부로 일정량의 샘플이 포집되도록 샘플을 펌핑하는 정량 펌프; 내부 세정 시 샘플 공급부에서 공급되는 샘플을 외부로 배출하기 위한 제1 드레인부; 및 입도 측정 후 또는 내부 세정 후 샘플, 희석액, 세정액 또는 교반액을 외부로 배출하기 위한 제2 드레인부; 를 포함한다.

Description

입도 분석기{Particle size analyzer}

본 발명은 입도 분석기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 샘플을 희석하여 파티클의 입도를 정확하게 측정할 수 있는 입도 분석기에 관한 것이다.

반도체 기술에 있어, 점차 고밀도화 및 고집적화가 요구됨에 따라 소자 제조공정이 필수적으로 적용되고 있고, 평탄화 공정에 있어 미세한 패턴 형성 기술이 사용되고 있으며, 배선의 다층화 구조를 요구하는 영역도 점점 넓어지고 있다.

이에 따라, 반도체 소자의 구조가 더욱 복잡해지고 층간 막들의 단차도 더욱 심해지는 경향으로 발전되고 있다. 이러한 단차를 제거하기 위하여 웨이퍼 등 연마 대상체의 평탄화 공정 중 하나인 화학 기계적 연마(Chemical-Mechanical Polishing, CMP)는 연마패드가 장착된 테이블의 회전을 통한 기계적인 마찰력과 슬러리와의 화학적 작용을 통해 연마 대상체를 연마하는 공정이다.

CMP는 연마 속도(Removal Rate)와 평탄도(Uniformity)가 매우 중요한 요소로서, 이것은 CMP 공정조건, 슬러리(Slurry) 종류 및 연마패드 종류 등에 결정되는 요소이다.

웨이퍼를 포함하는 연마 대상체의 표면을 기계적으로 강제 연마하는 역할을 맡고 있는 슬러리의 경우 연마입자, 초순수 및 첨가제 등으로 구성된다. 슬러리는 물리적, 화학적, 기계적 메커니즘에 의해 입자들이 뭉치는 현상이 일어나게 되며, 입자가 뭉친 슬러리를 사용하여 CMP 공정을 진행하게 되면, 연마 대상체의 표면에 마이크로 스크래치(Micro scratch)와 같은 불량을 유발하여 수율 저하를 가져올 수 있다.

따라서, 거대 파티클을 쉽게 형성될 수 있는 성질을 보유한 슬러리를 포함하는 샘플에서 거대 파티클의 형성 정도를 측정하고, 이를 통해 슬러리의 품질 관리 및 거대 파티클의 유입 차단이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0134222호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 샘플을 희석하여 샘플 내 파티클의 입도를 정확하게 측정할 수 있고, 샘플의 희석 및 세정이 용이하며, 샘플 이상에 대한 공정 불량 및 효율 저하를 최소화할 수 있는 입도 분석기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 슬러리의 품질을 분석하고, 슬러리를 포함하는 샘플의 품질을 관리하여 화학 기계적 연마 공정에서 발생될 수 있는 불량을 감소시켜 전체 수율을 향상시킬 수 있는 입도 분석기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 입도 분석기는, 샘플을 공급하는 샘플 공급부; 희석액을 공급하는 희석액 공급부; 샘플 공급부로부터 공급된 샘플이 일정량 포집되고, 희석액 공급부로부터 공급된 희석액이 샘플 대비 일정량 포집되는 정량 포집부; 정량 포집부로부터 공급된 샘플과 희석액을 교반하는 교반부; 교반부로부터 교반된 교반액에서 입도를 측정하는 측정부; 희석액 공급부에 연결되어 희석액을 일정량으로 펌핑하는 실린지 펌프; 샘플 공급부에서 정량 포집부로 일정량의 샘플이 포집되도록 샘플을 펌핑하는 정량 펌프; 내부 세정 시 샘플 공급부에서 공급되는 샘플을 외부로 배출하기 위한 제1 드레인부; 및 입도 측정 후 또는 내부 세정 후 샘플, 희석액, 세정액 또는 교반액을 외부로 배출하기 위한 제2 드레인부; 를 포함할 수 있다.

하나의 실시형태로서, 샘플 공급부는, 정량 포집부와 연결되어 샘플의 유동을 안내하는 샘플 유동배관과, 샘플 유동배관에서 분기되어 제1 드레인부과 연결되고 세정 시 샘플을 외부로 배출하는 제1 드레인 배관을 포함하며, 샘플 유동배관과 제1 드레인 배관의 연결부에 구비되어 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제1 샘플 유동 제어밸브, 및 제1 드레인 배관에 구비되어 제1 드레인부로 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제1 드레인 유동 제어밸브를 포함할 수 있다.

하나의 실시형태로서, 희석액 공급부는, 정량 포집부와 연결되어 희석액의 유동을 안내하는 희석액 유동배관과, 희석액 유동배관에서 분기되어 제2 드레인부에 연결되고 희석액을 외부로 배출하는 제2 드레인 배관과, 희석액 유동배관에서 분기되며 정량 포집부에 연결되어 세정 시 희석액 공급부에서 공급되는 희석액을 교반부로 공급하는 제1 오버플로우 공급배관과, 제2 드레인 배관에서 분기되고 교반부에 연결되어 세정 시 희석액 공급부에서 공급되는 희석액을 교반부로 공급하는 제2 오버플로우 공급배관을 포함하고, 제1 오버플로우 공급배관에 구비되어 희석액 공급부에서 정량 포집부로 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 제1 오버플로우 유동 제어밸브, 및 제2 드레인 배관과 제2 오버플로우 공급배관의 연결부에 구비되어 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 제2 오버플로우 유동 제어밸브를 포함할 수 있다.

하나의 실시형태로서, 정량 포집부는, 교반부와 연결되는 샘플 희석액 공급배관과, 제2 드레인부와 연결되는 제1 샘플 배출배관, 및 제1 샘플 배출배관에서 분기되어 제2 드레인부에 연결되는 제2 샘플 배출배관을 포함하고, 샘플 공급부의 샘플 유동배관과 희석액 공급부의 희석액 유동배관이 연결되는 정량 포집부의 선단에 구비되어 샘플 또는 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 포집부 선단 제어밸브와, 샘플 희석액 공급배관과 제1 샘플 배출배관이 연결되는 정량 포집부의 후단에 구비되어 정량 포집부에 포집된 샘플 및 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 포집부 후단 제어밸브와, 제1 샘플 배출배관과 제2 샘플 배출배관의 연결부에 구비되어 샘플 공급부의 압력에 따라 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제2 샘플 유동 제어밸브, 및 제2 샘플 배출배관에 구비되어 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제3 샘플 유동 제어밸브를 포함할 수 있다.

하나의 실시형태로서, 교반부는, 측정부와 연결되어 교반액을 공급하는 교반액 유동배관, 및 제2 드레인부에 연결되고 세정 시 교반부에서 오버플로우되는 세정액을 제2 드레인부로 배출하는 오버플로우 배출배관을 포함하며, 오버플로우 배출배관에 구비되어 제2 드레인부로 오버플로우된 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 오버플로우 유동 제어밸브를 포함할 수 있다.

하나의 실시형태로서, 측정부는, 제1 샘플 배출배관에 연결되어 측정부를 통해 측정된 교반액을 제2 드레인부로 배출하는 교반액 배출배관, 및 제2 드레인 배관에 연결되어 측정부의 세정 후 세정액을 배출하기 위한 세정액 배출배관을 포함하고, 교반액 배출배관과 제1 샘플 배출배관의 연결부에 구비되어 측정부에서 측정된 교반액의 유동을 선택적으로 제어하는 교반액 유동 제어밸브, 및 세정액 배출배관에 구비되어 세정액의 유동을 선택적으로 제어하는 세정액 유동 제어밸브를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, 샘플을 희석하여 샘플 내 파티클의 입도를 정확하게 측정할 수 있고, 샘플의 희석 및 세정이 용이하며, 샘플 이상에 대한 공정 불량 및 효율 저하를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 슬러리의 품질을 분석하고, 슬러리를 포함하는 샘플의 품질을 관리하여 화학 기계적 연마 공정에서 발생될 수 있는 불량을 감소시켜 전체 수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 입도 분석기를 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 2는 본 발명에 의한 입도 분석기의 교반부 천정 이물질을 세정하는 교반부 천정 세정과정을 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 3은 본 발명에 의한 입도 분석기의 내부를 세정하는 내부 세정과정을 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 4는 본 발명에 의한 입도 분석기에 샘플을 공급하는 초기 샘플 공급과정을 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 5는 본 발명에 의한 입도 분석기의 교반부 하부 이물질을 세정하는 교반부 하부 세정과정을 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 6은 본 발명에 의한 입도 분석기를 통해 입도를 측정하는 입도 측정과정을 개략적으로 나타내는 계통도이다.

이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

본 출원에서 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 출원에서, "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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 "파티클"이란 슬러리 입자 중에서 웨이퍼에 마이크로 스크래치를 발생시키는 거대 입자를 의미할 수 있다. 본 명세서에서, "샘플"은 슬러리를 의미하는 것일 수 있고, 슬러리를 포함하는 각종 고분자 용액의 원액을 의미하는 것일 수 있다. 본 명세서에서, "희석액"은 초순수(DeIonized Water)를 의미하는 것일 수 있다. 본 명세서에서 "세정액"은 세정 후의 희석액을 의미하는 것일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "샘플 희석액"은 샘플과 희석액이 혼합된 후 교반되기 이전 상태를 의미하는 것일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1을 참조하여 설명하면, 도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 입도 분석기(1)는 샘플 공급부(10), 희석액 공급부(20), 정량 포집부(30), 교반부(40) 및 측정부(50)를 포함하고, 실린지 펌프(60), 정량 펌프(70), 제1 드레인부(80) 및 제2 드레인부(90)가 입도 분석기(1)의 각 구성요소에 연결 설치될 수 있다.

샘플 공급부(10)는 입도를 분석하기 위한 샘플을 선택적으로 공급하기 위한 것으로서, 화학 기계적 연마 장치(CMP)에 이용되는 슬러리 또는 고분자 용액 원액이 내부에 저장되거나, 슬러리 또는 고분자 용액 원액이 저장된 별도의 저장부에 연결될 수 있다. 구체적으로 샘플 공급부(10)는 압력을 갖는 저장용기일 수 있으며, 압력이 없는 상부가 개방된 길쭉한 컵 형태의 비커(Beaker)일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.

희석액 공급부(20)는 샘플을 희석하기 위한 희석액을 선택적으로 공급하기 위한 것으로서, 희석액이 내부에 저장되는 저장용기일 수 있다. 여기서, 희석액 공급부(20)는 압력을 갖는 저장용기일 수 있으며, 희석액은 초순수(D.I. Water)일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.

정량 포집부(30)는 샘플 공급부(10)로부터 공급된 샘플을 일정량 포집하고, 희석액 공급부(20)로부터 공급된 희석액을 샘플 대비 일정량 포집하기 위한 것이다. 이를 위하여, 정량 포집부(30)는 샘플 공급부(10) 및 희석액 공급부(20)에 연결될 수 있다. 샘플과 희석액은 1 : 10의 정량비로 정량 포집부(30)에 포집될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.

정량 포집부(30)는 샘플 공급부(10)로부터 일정량의 샘플을 먼저 포집한 후 희석액 공급부(20)로부터 샘플의 용량 대비 일정량의 희석액을 공급받아 포집할 수 있다.

정량 포집부는(30)는 일정량의 샘플 또는 희석액을 공급받기 위하여 별도의 센서가 설치될 수 있다.

교반부(40)는 정량 포집부(30)로부터 공급된 샘플과 희석액을 교반하기 위한 것으로서, 정량 포집부(30)에 연결될 수 있다. 따라서, 정량 포집부(30)에 포집된 일정 비율의 샘플 희석액이 교반부(40)로 공급된 후 교반부(40)를 통하여 교반액이 형성될 수 있다. 교반부(40)는 마그네틱 교반기로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.

측정부(50)는 교반부(40)로부터 교반된 교반액에서 파티클의 입도를 측정하기 위한 것으로서, 교반부(40)에 연결될 수 있다. 측정부(50)는 광 차단법 또는 광 산란법을 이용하여 샘플에서 파티클을 측정하는 측정센서일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.

실린지 펌프(60)는 희석액 공급부(20)에서 정량 포집부(30)로 희석액의 공급 시 일정량의 희석액을 공급하기 위한 것으로서, 희석액 공급부(20)에 연결되어 희석액을 일정량으로 펌핑할 수 있다. 따라서, 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플을 공급 및 포집한 후 샘플이 포집된 정량 포집부(30)에 샘플 대비 일정량의 희석액을 공급할 수 있다.

정량 펌프(70)는 정량 포집부(30)로 일정량의 샘플이 포집되도록 샘플을 펌핑하기 위한 것으로서, 샘플 공급부(10)가 압력을 갖지 않는 저장용기인 경우, 샘플 공급부(10)의 샘플을 정량 공급부(30)로 펌핑하여 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플을 포집시킬 수 있다.

제1 드레인부(80)는 희석액으로 내부 세정 시 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플을 외부로 배출할 수 있다. 구체적으로, 희석액 공급부(20)에서 희석액을 공급하여 실린지 펌프(60), 정량 포집부(30), 교반부(40) 및 측정부(50) 등의 세정 시 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플을 외부로 배출함으로써 정량 포집부(30)로 샘플의 공급을 차단할 수 있다.

즉, 샘플이 고분자 용액 원액인 경우, 샘플 공급부(10)에서 샘플의 공급을 중단하면 샘플 공급부(10) 내에서 샘플이 고형화될 수 있으므로, 샘플의 고형화를 방지하기 위하여 샘플의 유동을 선택적으로 제어하여 세정 시 샘플을 제1 드레인부(80)로 유동시켜 배출하는 것이 바람직하다. 따라서, 샘플 공급부(10) 내의 샘플은 세정 시에도 계속 유동하게 된다.

제2 드레인부(90)는 파티클의 입도를 측정 후 교반액을 외부로 배출할 수 있다. 제2 드레인부(90)는 샘플 또는 희석액을 외부로 배출할 수 있다.

샘플 공급부(10)는 샘플 공급부(10)와 정량 포집부(30)를 연결하기 위한 샘플 유동배관(11)을 포함하고, 샘플 유동배관(11)의 일단부는 샘플 공급부(10)에 연결되고, 타단부는 정량 포집부(30)에 연결될 수 있다. 따라서, 샘플 유동배관(11)을 통해 샘플 공급부(10)의 샘플이 정량 포집부(30)로 유동되어 포집될 수 있다.

샘플 공급부(10)는 샘플 유동배관(11)에서 분기되어 제1 드레인부(80)와 연결되기 위한 제1 드레인 배관(13)을 포함하고, 제1 드레인 배관(13)의 일단부는 샘플 유동배관(11)에 연결되고, 타단부는 제1 드레인부(80)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 드레인 배관(13)을 통해 샘플 공급부(10)의 샘플이 제1 드레인부(80)로 배출될 수 있다.

이를 위하여, 샘플 유동배관(11)과 제1 드레인 배관(13)의 연결부에는 샘플의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 제1 샘플 유동 제어밸브(11a)가 설치될 수 있다. 제1 샘플 유동 제어밸브(11a)는 3-way 밸브일 수 있다. 제1 샘플 유동 제어밸브(11a)에 의하여 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플이 샘플 유동배관(11)을 통해 정량 포집부(30)로 공급되거나, 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플이 제1 드레인 배관(13)을 통해 제1 드레인부(80)로 유동될 수 있다.

또한, 제1 드레인 배관(13)에는 제1 드레인부(80)로 샘플의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 제1 드레인 유동 제어밸브(13a)가 포함될 수 있다. 제1 드레인 유동 제어밸브(13a)는 개폐조절이 가능한 밸브일 수 있다. 제1 드레인 유동 제어밸브(13a)에 의하여 샘플 공급부(10)에서 제1 드레인 배관(13)을 통해 제1 드레인부(80)로 샘플의 공급 및 차단을 제어할 수 있다.

희석액 공급부(20)는 희석액 공급부(20)와 정량 포집부(30)를 연결하기 위한 희석액 유동배관(21)을 포함하고, 희석액 유동배관(21)의 일단부는 희석액 공급부(20)에 연결되고, 타단부는 정량 포집기(30)에 연결될 수 있다. 따라서, 희석액 유동배관(21)을 통해 희석액 공급부(20)의 희석액이 정량 포집부(30)로 유동되어 포집될 수 있다.

희석액 공급부(20)는 희석액 유동배관(21)에서 분기되어 제2 드레인부(90)에 연결되는 제2 드레인 배관(23)을 포함하고, 제2 드레인 배관(23)의 일단부는 희석액 유동배관(20)에 연결되고, 타단부는 제2 드레인부(90)에 연결될 수 있다. 따라서, 제2 드레인 배관(23)을 통해 희석액 공급부(20)에서 공급되는 희석액을 제2 드레인부(90)로 배출할 수 있다.

희석액 공급부(20)는 희석액 유동배관(21)에서 분기되어 정량 포집부(30)에 연결되는 제1 오버플로우 공급배관(25)을 포함하고, 제1 오버플로우 공급배관(25)의 일단부는 희석액 유동배관(21)에 연결되고, 타단부는 정량 포집부(30)에 연결될 수 있다.

따라서, 제1 오버플로우 공급배관(25)을 통해 희석액 공급부(20)의 희석액을 정량 포집부(30)와 교반부(40)를 향하여 순차적으로 공급할 수 있고, 이에 따라 정량 포집부(30)와 교반부(40)를 세정할 수 있다.

또한, 교반부(40)로 공급된 세정액은 교반부(40)를 세정한 후 교반부(40)의 상부로 오버플로우되어 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

희석액 공급부(20)는 제2 드레인 배관(23)에서 분기되고, 교반부(40)에 연결되는 제2 오버플로우 공급배관(27)을 포함하고, 제2 오버플로우 공급배관(27)은 일단부가 제2 드레인 배관(23)에 연결되고, 타단부가 교반부(40)에 연결될 수 있다.

따라서, 제2 오버플로우 공급배관(27)을 통해 희석액 공급부(20)의 희석액이 교반부(40)에 공급됨으로써 교반부(40)를 세정할 수 있다. 교반부(40)로 공급된 후 교반부(40)를 세정한 세정액은 교반부(40)의 상부로 오버플로우되어 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

상기한 바와 같이, 희석액 공급부(20)는 제1 오버플로우 공급배관(25) 및 제2 오버플로우 공급배관(27)을 통해 교반부(40)와 2중으로 연결됨으로써 교반부(40)의 세정 시 제1 오버플로우 공급배관(25) 또는 제2 오버플로우 공급배관(27) 중 어느 하나의 오버플로우 공급배관(25, 27)을 선택하여 교반부(40)를 세정할 수 있다.

만약, 교반부(40)의 세정에 많은 양의 희석액이 요구될 경우, 제1 오버플로우 공급배관(25) 및 제2 오버플로우 공급배관(27) 모두를 이용하여 교반부(40)에 희석액을 동시에 공급할 수 있으며, 이를 통해 교반부(40)의 신속한 세정이 가능하다.

이를 위하여, 제1 오버플로우 공급배관(25)은 희석액의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 제1 오버플로우 유동 제어밸브(25a)가 포함될 수 있다. 제1 오버플로우 유동 제어밸브(25a)는 개폐조절이 가능한 밸브일 수 있다. 제1 오버플로우 유동 제어밸브(25a)에 의하여 희석액 공급부(20)에서 제1 오버플로우 공급배관(25)을 통해 정량 공급부(30)로 희석액의 공급 및 차단을 제어할 수 있다.

또한, 제2 드레인 배관(23)과 제2 오버플로우 공급배관(27)의 연결부에는 희석액의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a)가 포함될 수 있다. 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a)는 3-way 밸브일 수 있다. 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a)에 의하여 희석액 공급부(20)에서 공급되는 희석액이 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 유동하거나, 희석액 공급부(20)에서 공급되는 희석액이 제2 오버플로우 유동 공급배관(27a)을 통해 교반부(40)로 공급될 수 있다.

정량 포집부(30)는 정량 포집부(30)와 교반부(40)를 연결하는 샘플 희석액 공급배관(31)을 포함할 수 있고, 샘플 희석액 공급배관(31)은 일단부가 정량 포집부(30)에 연결되고, 타단부가 교반부(40)에 연결될 수 있다. 따라서, 샘플 희석액 공급배관(31)을 통하여 정량 포집부(30)에 일정 비율로 공급된 샘플 희석액을 교반부(40)로 공급할 수 있다.

정량 포집부(30)는 정량 포집부(30)와 제2 드레인부(90)를 연결하는 제1 샘플 배출배관(33)을 포함할 수 있고, 제1 샘플 배출배관(33)은 일단부가 정량 포집부(30)에 연결되고, 타단부가 제2 드레인 배관(23)에 연결될 수 있다. 그리고, 제1 샘플 배출배관(33)은 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)에 연결될 수 있다. 제1 샘플 배출배관(33)을 통하여 정량 포집부(30)에서 유동하는 샘플 또는 희석액이 제2 드레인부(90)로 유동되어 배출될 수 있다.

정량 포집부(30)는 제1 샘플 배출배관(33)에서 분기되고, 제2 드레인부(90)에 연결되는 제2 샘플 배출배관(35)을 포함할 수 있고, 제2 샘플 배출배관(35)의 일단부는 제1 샘플 배출배관(33)에 연결되고, 타단부는 제2 드레인 배관(23)에 연결될 수 있다. 그리고, 제2 샘플 배출배관(35)은 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)에 연결될 수 있다.

제2 샘플 배출배관(35)을 통하여 정량 포집부(30)를 통해 유동하는 샘플 또는 희석액이 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

여기서, 샘플 공급부(10)가 압력을 갖는 저장용기인 경우, 샘플 공급부(10)에서 공급된 샘플은 샘플 유동배관(11)을 통해 정량 포집부(30)로 공급되고, 정량 포집부(30)로 공급된 샘플은 제1 샘플 배출배관(33)과 제1 샘플 배출배관(33)에서 분기되는 제2 샘플 배출배관(35)으로 자연적으로 유동하며, 제2 샘플 배출배관(35)으로 유동된 샘플은 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 유동할 수 있다.

만약, 샘플 공급부(10)가 압력이 없는 비커 형태의 저장용기인 경우, 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플은 제1 샘플 배출배관(33)에 설치된 정량 펌프(70)를 통해 강제 펌핑되고, 이에 따라 강제 펌핑된 샘플은 샘플 유동배관(11)을 통해 정량 포집부(30)로 공급되고, 정량 포집부(30)로 공급된 샘플은 제1 샘플 배출배관(33)으로 강제적으로 유동한 후 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 유동할 수 있다.

따라서, 샘플 공급부(10)의 압력 유/무에 따라 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플은 자연적으로 제1 샘플 배출배관(33) 및 제2 샘플 배출배관(35)를 통해 제2 드레인부(90)로 유동하여 배출되거나, 정량 펌프(70)의 강제 펌핑에 의하여 제1 샘플 배출배관(33)을 통해 제2 드레인부(90)로 유동하여 배출되도록 정량 펌프(70)를 선택적으로 동작시킬 수 있다.

이를 위하여, 샘플 공급부(10)의 샘플 유동배관(11)과 희석액 공급부(20)의 희석액 유동배관(21)이 연결되는 정량 포집부(30)의 선단에는 샘플 또는/및 희석액의 유동을 선택적으로 제어하기 위한 포집부 선단 제어밸브(30a)가 포함될 수 있다. 포집부 선단 제어밸브(30a)는 3-way 밸브일 수 있다. 따라서, 샘플 유동배관(11)의 타단부와 희석액 공급배관(21)의 타단부 및 정량 포집부(30)의 선단은 포집부 선단 제어밸브(30a)로 연통될 수 있고, 포집부 선단 제어밸브(30a)에 의하여 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플이 정량 포집부(30)로 유입되거나, 희석액 공급부(20)에서 공급되는 희석액의 정량 포집부(30)로 유입되는 등 정량 포집부(30)로 샘플 또는/및 희석액이 선택적으로 유입될 수 있다.

샘플 희석액 공급배관(31)과 제1 샘플 배출배관(33)이 연결되는 정량 포집부(30)의 후단에 구비되어 정량 포집부(30)에 포집된 샘플 또는/및 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 포집부 후단 제어밸브(30b)를 포함할 수 있다. 포집부 후단 제어밸브(30b)는 3-way 밸브일 수 있다. 따라서, 샘플 희석액 공급배관(31)의 일단부와 제1 샘플 배출배관(33)의 일단부 및 정량 포집부의 선단은 포집부 후단 제어밸브(30b)로 연통될 수 있고, 포집부 후단 제어밸브(30b)에 의하여 정량 포집부(30)에 일정 비율로 포집된 샘플 및 희석액이 교반부(4)로 유입되거나, 정량 포집부(30)에 포집된 샘플 또는 희석액이 제1 샘플 배출배관(33)과 제1 샘플 배출배관(33)에 연결되는 제2 드레인 배관을 통해 제2 드레인부(90)로 배출시키는 등 정량 포집부(30)에서 유동하는 샘플 또는/및 희석액의 유출할 수 있다.

제1 샘플 배출배관(33)과 제1 샘플 배출배관(33)에서 분기되는 제2 샘플 배출배관(35)의 연결부에 구비되어 샘플 공급부(10)의 압력 유/무에 따라 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제2 샘플 유동 제어밸브(33a)를 포함할 수 있다.

제2 샘플 유동 제어밸브는 3-way 밸브일 수 있다. 따라서, 제1 샘플 배출배관(33)과 제1 샘플 배출배관(33)에서 분기 형성되는 제2 샘플 배출배관(35)의 일단부는 제2 샘플 유동 제어밸브(33a)로 연통될 수 있다. 샘플 공급부(10)가 압력이 없는 저장용기인 경우, 제2 샘플 유동 제어밸브는 정량 펌프(70)가 설치된 제1 샘플 배출배관으로 샘플이 유동하도록 제어하거나, 샘플 공급부(10)가 압력을 갖는 저장용기인 경우, 제1 샘플 유동 제어밸브는 제2 샘플 배출배관으로 샘플이 유동하도록 제어할 수 있다.

제2 샘플 배출배관(35)에 구비되어 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제3 샘플 유동 제어밸브(35a)를 포함할 수 있다. 제3 샘플 유동 제어밸브(35a)는 개폐조절이 가능한 밸브일 수 있다. 제3 샘플 유동 제어밸브(35a)에 의하여 제3 샘플 배출배관(35)에 자연적으로 유입된 샘플이 제2 드레인 배관(35a)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

교반부(40)는 측정부(50)와 교반액 유동배관(41)으로 연결될 수 있다. 교반액 유동배관(41)을 통해 교반부(40)에서 교반된 교반액이 측정부(50)로 공급될 수 있다.

교반부(40)는 제2 드레인 배관(23)에 연결되고, 교반부(40)에 공급된 희석액으로 교반부(40)를 세정한 후 오버플로우되는 세정액을 제2 드레인부(90)로 배출하는 오버플로우 배출배관(43)을 포함할 수 있다. 오버플로우 배출배관(43)은 일단부가 교반부(40)에 연결되고, 타단부가 제2 드레인 배관(23)에 연결될 수 있다. 따라서, 교반부(40)에서 오버플로우되는 세정액이 제2 드레인 배관(23)으로 유동되어 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

여기서, 오버플로우 배출배관(43)은 교반부(40)의 상부에 연결될 수 있으며, 교반부(40)로 공급되는 희석액이 교반부(40)를 세정한 후 세정액이 교반부(40)의 상부를 통해 오버플로우되도록 함으로써 교반부(40)의 상부까지 세정이 가능하다.

이를 위하여, 오버플로우 배출배관(43)에는 교반부(40)를 세정한 후 제2 드레인부(90)로 오버플로우된 세정액의 유동을 선택적으로 제어하는 오버플로우 유동 제어밸브(43a)를 포함할 수 있다. 오버플로우 유동 제어밸브(43a)는 개폐조절이 가능한 밸브일 수 있다. 오버플로우 유동 제어밸브(43a)에 의하여 교반부(40)에서 오버플로우된 세정액이 오버플로우 배출배관(43)을 통하여 제2 드레인부(90)로의 유동을 선택적으로 제어할 수 있다.

측정부(50)는 측정부(50)와 제1 샘플 배출배관(33)을 연결하는 교반액 배출배관(51)을 포함할 수 있다. 교반액 배출배관(51)에 의하여 측정부(50)를 통해 측정이 완료된 교반액을 제2 드레인부(90)로 배출할 수 있다. 따라서, 교반액 배출배관(51)은 일단부가 측정부(50)에 연결되고, 타단부가 제1 샘플 배출배관(33)에 연결될 수 있고, 교반액 배출배관(51)은 제1 샘플 배출배관(33)을 통해 제2 드레인 배관(23)에 연결되어 측정이 완료된 교반액을 제2 드레인부(90)로 배출할 수 있다.

교반액 배출배관(51)과 제1 샘플 배출배관의 연결부에는 교반액 유동 제어밸브(51a)가 설치될 수 있다. 교반액 유동 제어밸브(51a)는 3-way 밸브일 수 있다. 따라서, 교반액 배출배관(51)의 타단부와 제1 샘플 배출배관(33)은 교반액 유동 제어밸브(51a)로 연통될 수 있다.

교반액 유동 제어밸브(51a)에 의하여 측정부(50)를 통해 측정이 완료된 교반액을 제1 샘플 배출배관(33)과 제1 샘플 배출배관(33)에 연결되는 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출할 수 있다.

측정부(50)는 측정부(50)와 제2 드레인 배관(23)을 연결하는 세정액 배출배관(53)을 포함할 수 있다. 이를 위하여, 세정액 배출배관(53)은 일단부가 측정부(50)에 연결되고, 타단부가 제2 드레인 배관(23)에 연결될 수 있다. 다른 실시형태로서, 교반액 배출배관(51)은 세정액 배출배관(53)에 분기 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.

세정액 배출배관(53)에 의하여 희석액 공급부(20)로부터 공급된 희석액으로 측정부(50)를 세정한 후 측정부(50)를 세정한 세정액을 제2 드레인부(90)로 배출할 수 있다.

세정액 배출배관(53)은 세정액 유동 제어밸브(53a)를 포함할 수 있다. 세정액 유동 제어밸브(53a)는 개폐조절이 가능한 밸브일 수 있다. 세정액 유동 제어밸브(53a)에 의하여 측정부(50)를 세정한 세정액의 유동을 선택적으로 제어할 수 있다.

제어부(미도시)는 샘플 공급부(10) 및 희석액 공급부(20)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부는 실린지 펌프(60)와 정량 포집부(30) 및 정량 펌프(70)의 동작을 제어할 수 있다.

제어부는 교반부(40)의 동작 및 측정부(50)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부는 각종 배관에 설치된 각종 밸브의 개폐 동작을 제어하여 샘플 또는/및 희석액, 교반액, 세정액의 유동을 제어할 수 있다.

여기서, 제어부는 각종 센서를 포함할 수 있으며, 센서는 본 발명의 각 구성요소 및 각 구성요소의 전, 후단에 설치될 수 있으며, 측정된 감지값을 제어부로 전송할 수 있고, 이를 통해 제어부는 본 발명에 의한 입도 분석기(1)를 제어할 수 있다.

이때, 제어부는 입도 분석기(1) 내부에 설치될 수 있으며, 입도 분석기(1)와 유/무선으로 연결되되, 별도로 설치될 수 있다.

또한, 제어부는 사용자가 갖는 단말기(미도시)와 유/무선으로 연결되거나, 사용자 단말일 수 있다. 더불어, 제어부는 원격지에 위치하는 제어센터 또는 상황실과 유/무선으로 연결되어 각종 정보를 전송하거나, 사용자 단말, 제어센터 또는 상황실로부터 제어받을 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 입도 분석기의 동작과정을 설명한다.

먼저, 본 발명에 의한 입도 분석기의 교반부 천정 이물질을 세정하는 교반부 천정 세정과정을 설명한다.

도 2를 참조하여 설명하면, 교반부(40)의 세정 시 교반부(40)의 상부 천정에 잔재하는 이물질을 제거하기 위하여 오버플로우시키면서 교반부(40)의 세정을 수행할 수 있다.

이를 위하여, 교반부(40)의 천정 이물질 세정 시 제1 오버플로우 공급배관(25) 또는/및 제2 오버플로우 공급배관(27)을 이용하여 교반부(40)를 오버플로우시키면서 세정을 수행할 수 있다. 또한 희석액 유동배관(21) 또는/및 제1 오버플로우 공급배관(25) 또는/및 제2 오버플로우 공급배관(27)을 이용하여 교반부(40)를 오버플로우시키면서 세정을 수행할 수 있다

구체적으로, 제1 오버플로우 공급배관(25)을 통한 교반부의 세정은, 희석액 공급부(20)에서 희석액 유동배관(21)으로 희석액을 공급하고, 희석액 유동배관(21)으로 유입된 희석액은 제1 오버플로우 공급배관(25)을 통해 정량 포집부(30)로 공급되며, 정량 포집부(30)로 유입된 희석액은 샘플 희석액 공급배관(31)을 통해 교반부(40)로 공급될 수 있다.

제어부는 제1 오버플로우 유동 제어밸브(25a)와 포집부 선단 제어밸브(30a)와 포집부 후단 제어밸브(30b)를 선택적으로 제어하여 희석액을 상기와 같이 유동시킬 수 있다.

이렇게, 제1 오버플로우 공급배관(25)을 통해 교반부(40)로 공급된 희석액을 오버플로우시켜 교반부(40)의 상부 천정에 부착 및 잔재하는 이물질에 대한 세정을 수행할 수 있다.

한편, 제2 오버플로우 공급배관(27)을 통한 교반부(40)의 세정은, 희석액 공급부(20)에서 희석액 유동배관(21)으로 희석액을 공급하고, 희석액 유동배관(21)으로 유입된 희석액은 제2 오버플로우 공급배관(27)을 통해 교반부(40)로 공급될 수 있다.

제어부는 제1 오버플로우 유동 제어밸브(25a)와 포집부 선단 제어밸브(30a)와 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a)를 선택적으로 제어하여 희석액을 상기와 같이 유동시킬 수 있다.

이렇게, 제2 오버플로우 공급배관(27)을 통해 교반부(40)로 공급된 희석액을 오버플로우시켜 교반부(40)의 상부 천정에 부착 및 잔재하는 이물질에 대한 세정을 수행할 수 있다.

상기한 바와 같이, 제1 오버플로우 공급배관(25) 또는/및 제2 오버플로우 공급배관(27)을 통해 교반부(40)로 공급된 희석액은 교반부(40)를 세정하면서 교반부(40)의 상부로 오버플로우되고, 오버플로우된 세정액은 교반부(40)의 상부에 연결된 오버플로우 배출배관(43)을 통해 오버플로우 배출배관(43)에 연결된 제2 드레인 배관(23)으로 유입되며, 제2 드레인 배관(23)으로 유입된 세정액은 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이때, 제어부는 오버플로우 유동 제어밸브(43a)를 선택적으로 제어하여 희석액을 상기와 같이 유동시킬 수 있다.

한편, 희석액 유동배관(21)을 통한 교반부(40)의 세정은, 희석액 공급부(20)에서 희석액 유동배관(21)으로 희석액을 공급하고, 희석액 유동배관(21)으로 유입된 희석액은 실린지 펌프(60)를 통해 정량 포집부(30)로 공급되며, 정량 포집부(30)로 유입된 희석액은 샘플 희석액 공급배관(31)을 통해 교반부(40)로 공급될 수 있다.

제어부는 제1 오버플로우 유동 제어밸브(25a)와 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a)와 포집부 선단 제어밸브(30a)와 포집부 후단 제어밸브(30b)를 선택적으로 제어하여 희석액을 상기와 같이 유동시킬 수 있다.

이렇게, 희석액 유동배관(21)을 통해 교반부(40)로 공급된 희석액을 오버플로우시켜 교반부(40)의 상부 천정에 부착 및 잔재하는 이물질에 대한 세정을 수행할 수 있다.

상기한 바와 같이, 교반부(40)의 세정 시 희석액을 제1 오버플로우 공급배관(25)을 통해 교반부(40)로 공급하거나, 희석액을 제2 오버플로우 공급배관(27)을 통해 교반부(40)로 공급하거나, 희석액 유동배관(21) 및 실린지 펌프(60)를 통해 교반부(40)로 공급한 후 교반부(40)를 오버플로우시키기 때문에, 교반부(40)의 상부 천정에 잔재할 수 있는 이물들에 대한 세정을 수행할 수 있다.

한편, 교반부(40)를 신속하게 세정하기 위하여, 희석액 유동배관(21)과 제1 오버플로우 공급배관(25) 및 제2 오버플로우 공급배관(27) 모두를 통해 교반부(40)에 희석액을 공급할 수 있다.

이에 따라, 희석액 유동배관(21)과 제1 오버플로우 공급배관(25) 및 제2 오버플로우 공급배관(27)을 통하여 교반부(40)에 희석액을 동시에 공급할 경우, 교반부(40)에 많은 양의 희석액을 공급할 수 있으며, 이에 따라 교반부(40)의 오버플로우를 빠르게 진행시킬 수 있어 신속한 세정이 가능해진다.

여기서, 교반부(40)의 세정 시 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플은 샘플 유동배관(11) 및 제1 드레인 배관(13)을 통해 제1 드레인부(80)로 배출될 수 있다.

상기한 바와 같이, 교반부(40)를 오버플로우시켜 천정을 세정한 후 입도 분석기 내부의 배관 등에 대한 내부 세정을 실시한다.

도 3을 참조하여 설명하면, 희석액 공급부(20)를 통해 희석액 유동배관(21)으로 희석액을 공급하고, 희석액 유동배관(21)을 통해 실린지 펌프(60)와 정량 포집부(30)와 교반부(40) 및 측정부(50)를 세정할 수 있으며, 각종 배관을 세정할 수 있다.

구체적으로, 희석액 공급부(20)에서 공급되는 희석액은 희석액 유동배관(21)으로 유입되고, 희석액 유동배관(21)으로 유입된 희석액은 희석액 유동배관(21)에 설치된 실린지 펌프(60)로 유동하고, 실린지 펌프(60)로 유동한 후 정량 포집부(30)로 유입되어 정량 포집부(30)를 세정하며, 정량 포집부(30)를 세정한 세정액은 제1 샘플 배출배관(33)을 통해 제2 드레인 배관(23)으로 유동된 후 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이때, 제어부는 정량 포집부(30)에 구비되는 포집부 선단 제어밸브(30a)와 포집부 후단 제어밸브(30b)와 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a)와 제1 오버플로우 유동 제어밸브(25a)와 제2 샘플 유동 제어밸브(33a) 및 교반액 유동 제어밸브(51a)를 선택적으로 제어하여 희석액을 상기와 같이 유동시키면서 입도 분석기(1) 내부의 배관 및 각 구성요소를 세정할 수 있다.

여기서, 정량 포집부(30)를 세정한 후 제1 샘플 배출배관(33)으로 유동하는 세정액은 제1 샘플 배출배관(33)에서 분기되는 제2 샘플 배출배관(35)을 통해 제2 드레인 배관(23)으로 유동된 후 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

한편, 희석액 공급부(20)를 통해 희석액 유동배관(21)으로 희석액을 공급하고, 희석액 유동배관(21)을 통해 제1 오버플로우 공급배관(25)으로 유동한 후 정량 포집부(30)를 세정하고, 정량 포집부(30)를 세정한 세정액은 제1 샘플 배출배관(33) 및 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

여기서, 제1 오버플로우 공급배관(25)으로 유동한 후 정량 포집부(30)를 세정한 세정액은 제1 샘플 배출배관(33)에서 분기되는 제2 샘플 배출배관(35)을 통해 제2 드레인 배관(23)으로 유동된 후 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

한편, 희석액 공급부(20)를 통해 희석액 유동배관(21)으로 공급된 희석액은 제2 오버플로우 공급배관(27)을 통해 교반부(40)로 유동하고, 교반부(40)로 유동된 희석액은 교반부(40) 및 측정부(50)를 세정한 후 교반액 배출배관(51)으로 유동하며, 교반액 배출배관(51)으로 유동한 세정액은 제1 샘플 배출배관(33) 및 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이때, 제어부는 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a)와 제1 오버플로우 유동 제어밸브(25a)와 포집부 선단 제어밸브(30a)와 교반액 유동 제어밸브(51a)를 선택적으로 제어하여 희석액을 상기와 같이 유동시키면서 입도 분석기(1) 내부의 배관 및 각 구성요소를 세정할 수 있다.

여기서, 교반부(40) 및 측정부(50)를 세정한 세정액은 세정액 배출배관(53)을 통해 제2 드레인 배관(23)으로 유동한 후 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이때, 제어부는 교반액 유동 제어밸브(51a) 및 세정액 유동 제어밸브(53a)를 선택적으로 제어하여 희석액을 상기와 같이 유동시키면서 배관을 세정할 수 있다.

한편, 입도 분석기(1)의 내부 세정 시 샘플 공급부(10)에서의 샘플 공급을 차단 및 정지시켜야 하나, 샘플이 고분자 용액 원액인 경우, 샘플 공급부(10)에 저장된 샘플의 유동을 정지 및 차단하면 샘플 공급부(10)의 샘플이 고형화될 수 있기 때문에, 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플은 샘플 유동배관(11) 및 제1 드레인 배관을 통해 제1 드레인부(80)로 배출시켜야 한다.

이를 위하여, 제어부는 제1 샘플 유동 제어밸브(11a)와 제1 드레인 유동 제어밸브(13a)를 선택적으로 제어하여 샘플을 상기와 같이 유동시킬 수 있다.

이렇게, 입도 분석기(1)의 세정 시 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플을 차단 또는 정지시키지 않고 제1 드레인부(80)로 유동시킴으로써 샘플 공급부(10)에 저장된 고분자 용액의 차단 또는 정지로 인해 고형화되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 제1 드레인부(80)는 샘플 공급부(10)와 연결되어 입도 분석기(1)의 세정 시 제1 드레인부(80)로 배출되는 샘플을 다시 재순환시켜 사용하도록 이루어지는 것도 가능하나, 이에 한정하지 아니한다.

한편, 교반부(40)를 오버플로우시켜 세정 시 정량 포집부(30)를 세정한 세정액이 샘플 희석액 공급배관(31)으로 유동된 후 교반부(40)로 공급되기 때문에, 본 실시예에 의한 입도 분석기(1)의 내부 세정 시에는, 정량 포집부(30)를 세정한 세정액을 제1 샘플 배출배관(33)으로 유동하도록 포집부 후단 제어밸브(30b)를 선택적으로 제어하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니하며, 입도 분석기(1)의 내부 세정 시에도 제1 샘플 배출배관(33)으로 세정액을 유동시켜 교반부(40) 및 측정부(50)를 세정하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같이, 입도 분석기(1)의 내부 세정을 실시한 후 정량 포집부(30)에 샘플을 공급하는 초기 샘플 공급과정을 실시한다.

입도 분석기(1)에 세정을 실시한 후 샘플의 입도 측정 시 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플을 포집하여야 한다. 이를 위하여, 샘플 공급부(10)에서 샘플 유동배관(11)을 통해 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플을 공급하여야 하나, 정량 포집부(30)에 샘플, 희석액 또는 공기 등이 잔재할 수 있기 때문에, 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플을 포집하기에 앞서 정량 포집부(30)에 일정량 이상의 희석액을 유동시켜 정량 포집부(30)에 잔재하는 샘플 또는 희석액을 제거하여야 한다.

즉, 입도 분석기(1)의 세정 후 샘플만을 일정량 또는 일정시간 공급하여 정량 포집부(30)에 잔재할 수 있는 샘플, 희석액 또는 공기 등을 먼저 제거한 후 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플을 포집할 수 있다.

도 4를 참조하여 설명하면, 샘플 공급부(10)에서 샘플 유동배관(11)으로 샘플을 공급하고, 샘플 유동배관(11)을 유동하는 샘플이 정량 포집부(30)로 유입되며, 제1 샘플 배출배관(33)을 통해 제1 샘플 배출배관(33)에 연결된 제2 드레인 배관(23)으로 유동한 후 제2 드레인 배관(23)으로 유입된 샘플은 제2 드레인부(90)로 배출시킨다.

여기서, 샘플 공급부(10)가 압력을 갖지 않는 비커 형태의 저장용기인 경우, 샘플은 제1 샘플 배출배관(33)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출되되, 제1 샘플 배출배관(33)에 설치된 정량 펌프(70)의 펌핑에 의해 샘플 공급부(10)에서 상기와 같이 유동되어 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이를 위하여, 제어부는 포집부 선단 제어밸브(30a)와 포집부 후단 제어밸브(30b)와 제2 샘플 유동 제어밸브(33a)와 교반액 유동 제어밸브(51a) 및 정량 펌프(70)의 펌핑을 선택적으로 제어하여 샘플을 상기와 같이 유동시킬 수 있다.

한편, 샘플 공급부(10)가 압력을 갖는 저장용기인 경우, 정량 펌프(70)의 펌핑 없이 샘플이 제1 샘플 배출배관(33)과 제2 샘플 배출배관(35)을 통해 제2 드레인부(90)로 자연적으로 배출될 수 있다.

구체적으로, 샘플 공급부(10)에서 샘플 유동배관(11)으로 샘플을 공급하고, 샘플 유동배관(11)을 유동하는 샘플은 정량 포집부(30)로 유입된 후 제1 샘플 배출배관(33)으로 유동하고, 제1 샘플 배출배관(33)에 연결된 제2 샘플 배출배관(35)으로 유입된 후 제2 샘플 배출배관(35)에 연결된 제2 드레인 배관(23)으로 유동하며, 제2 드레인 배관(23)으로 유입된 샘플은 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이를 위하여, 제어부는 포집부 선단 제어밸브(30a)와 포집부 후단 제어밸브(30b)와 제2 샘플 유동 제어밸브(33a)와 제3 샘플 유동 제어밸브(35a)를 선택적으로 제어하여 샘플을 상기와 같이 유동시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 샘플의 입도를 측정하기 이전에, 샘플 공급부(10)의 샘플을 일정향 또는 일정시간 동안 정량 포집부(30) 및 각 배관을 유동시킨 후 배출함으로써 정량 포집부(30)에 미세하게 잔재할 수 있는 샘플, 희석액 또는 공기 등을 외부로 배출할 수 있고, 이로 인해 새로운 입도 측정 시 정확도를 향상시킬 수 있다.

한편, 샘플 공급부(10)에 정량 포집부로 샘플의 공급 시 희석액 공급부(20)에서 공급되는 희석액 또한 차단 및 정지시키지 않고 제2 드레인부(90)로 배출할 수 있다.

즉, 샘플 공급부(10)에서 샘플 공급 시 희석액 공급부(20)에서 희석액의 공급은 차단 및 정지되어야 하나, 희석액의 공급 차단 시 희석액 공급부(20)에 박테리아 등의 미생물이 증식될 수 있기 때문에, 희석액 공급부(20)에 저장된 희석액을 흘려 보내줘야 한다.

따라서, 샘플 공급부(10)에서 샘플의 공급 시 희석액 공급부(20)에서 희석액 유동배관(21)으로 공급되는 희석액은 희석액 유동배관(21)에 연결되는 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출할 수 있다.

이때, 제어부는 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a)를 선택적으로 제어하여 희석액의 유동을 상기와 같이 제어할 수 있다. 희석액 공급부(20)는 압력을 갖는 저장용기이므로, 희석액 공급부(20)에서 공급되는 희석액은 자연적으로 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이렇게, 샘플의 입도 측정 전에, 측정하기 위한 샘플을 먼저 일정량 또는 일정시간 동안 정량 포집부(30)를 유동시킨 후 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플을 포집한다.

정량 포집부(30)의 샘플 포집은 기 설정된 일정량 또는 기 설정된 일정시간 만큼 샘플을 유동시켜 이물 및 오물을 제거한 후 포집부 후단 제어밸브(30b)를 제어하고, 정량 포집부(30) 내에 일정량의 샘플을 포집한다.

이때, 제어부는 제1 샘플 유동 제어밸브(11a)와 제1 드레인 유동 제어밸브(13a)를 선택적으로 제어하여 더 이상 정량 포집부(30)로 샘플이 유동하지 않도록 한 다음, 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플을 제1 드레인부(80)로 배출한다.

상기한 바와 같이, 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플을 포집한 후 입도 분석기의 교반부(40)의 하부 이물질의 세정을 실시한다.

도 5를 참조하여 설명하면, 일정량의 샘플을 정량 포집부(30)에 포집한 후 오버플로우된 후 교반부(40)에 남아있는 이물질을 배출하여 교반부(40)의 세정을 실시한다.

구체적으로, 교반부(40)의 잔여물 등의 이물질을 교반액 유동배관(41)을 통해 측정부(50)로 유동시킨 후 측정부(50)를 유동한 세정액을 세정액 배출배관(53)을 통해 제2 드레인 배관(23)을 유동시키고, 제2 드레인 배관(23)으로 유동된 세정액을 제2 드레인부(90)로 배출시킬 수 있다.

또한, 측정부(50)를 유동한 세정액을 교반액 배출배관(51)을 통해 제1 샘플 배출배관(33)으로 유동시킨 후 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출시킬 수 있다.

교반부(40) 내의 이물질 제거 시 제1 샘플 배출배관(33)에 설치되는 정량 펌프(70)의 펌핑을 통해 보다 빠르게 교반부(40) 내의 이물질을 제거할 수 있다.

이때, 제어부는 세정액 유동 제어밸브(53a) 및 교반액 유동 제어밸브(51a)를 선택적으로 제어하여 세정액을 상기와 같이 유동시킬 수 있다.

한편, 교반부(40)의 하부 이물질의 세정 시 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플은 샘플 유동배관(11) 및 제1 드레인 배관(13)을 통해 제1 드레인부(80)로 배출될 수 있고, 희석액 공급부(20)에서 공급되는 희석액은 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이때, 제어부는 제1 샘플 유동 제어밸브(11a)와 제1 드레인 유동 제어밸브(13a)와 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a) 등을 선택적으로 제어하여 세정액을 상기와 같이 유동시킬 수 있다.

상기한 바와 같이, 교반부(40) 내부의 하부에 잔재하는 이물질을 세정한 후 샘플의 입도를 측정한다.

도 6을 참조하여 설명하면, 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플을 포집한 상태에서 정량 포집부(30)에 일정량의 희석액을 공급할 수 있다.

이때, 제어부는 포집부 선단 제어밸브(30a)를 선택적으로 제어하여 희석액 공급부(20)에서 공급되는 희석액을 정량 포집부(30)로 유입시켜 일정량의 희석액을 포집할 수 있다.

이때, 제어부는 제1 샘플 유동 제어밸브(11a)와 제1 드레인 유동 제어밸브(13a)를 선택적으로 제어하여 더 이상 정량 포집부(30)로 샘플이 유동하지 않도록 한 다음, 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플을 제1 드레인부(80)로 배출하고, 정량 포집부(30)에 희석액만을 포집하도록 이루어질 수 있다.

여기서, 희석액 유동배관(21)에 설치된 실린지 펌프(60)를 통해 정량 포집부(30)에 일정량의 희석액을 공급할 수 있다. 구체적으로 샘플과 희석액의 정량비는 1 : 10인 것이 바람직하나, 이에 한정하지 아니한다.

이렇게, 일정량의 샘플 및 희석액을 정량 포집부(30)에 포집한 후 제어부는 포집부 후단 제어밸브(30b)를 선택적 제어하여 샘플과 희석액을 샘플 희석액 공급배관(31)으로 유동시키고, 샘플 희석액 공급배관(31)을 유동하는 샘플과 희석액은 교반부(40)로 유입된다.

교반부(40)로 유입된 샘플과 희석액은 교반되고, 교반된 교반액은 교반액 유동배관(41)을 통해 측정부(50)로 유입되고, 측정부(50)로 유입된 교반액의 입도를 측정한다.

입도를 측정한 교반액은 교반액 배출배관(51)을 통해 교반액 배출배관(51)에 연결되는 제1 샘플 배출배관(33)으로 유입되고, 제1 샘플 배출배관(33)에 연결된 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이때, 제어부는 제1 샘플 배출배관(33)에 설치된 정량 펌프(70)를 제어하여 측정이 완료된 교반액의 속도를 조절하면서 배출시킬 수 있으며, 측정부(50)의 측정 속도에 비례하여 교반액이 유동하도록 펌핑할 수 있다. 또한, 교반액의 측정 시 측정 유량에 비례하도록 교반액의 유속을 제어하도록 펌핑할 수 있다.

샘플의 입도 측정 시 정량 포집부(30)에 일정량의 샘플 및 희석액이 공급된 후에 샘플 공급부(10)에서 공급되는 샘플은 샘플 유동배관(11) 및 제1 드레인 배관(13)을 통해 제1 드레인부(80)로 배출되고, 희석액 공급부(20)에 공급되는 희석액은 제2 드레인 배관(23)을 통해 제2 드레인부(90)로 배출될 수 있다.

이때, 제어부는 제1 샘플 유동 제어밸브(11a)과 제1 유동 제어밸브(13a) 및 제2 오버플로우 유동 제어밸브(27a) 등을 선택적으로 제어하여 상기와 같이 샘플 및 희석액을 유동시킬 수 있다.

이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

1 : 입도 분석기
10 : 샘플 공급부
11 : 샘플 유동배관
11a : 제1 샘플 유동 제어밸브
13 : 제1 드레인 배관
13a : 제1 드레인 유동 제어밸브
20 : 희석액 공급부
21 : 희석액 유동배관
23 : 제2 드레인 배관
25 : 제1 오버플로우 공급배관
25a : 제1 오버플로우 유동 제어밸브
27 : 제2 오버플로우 공급배관
27a : 제2 오버플로우 유동 제어밸브
30: 정량 포집부
30a : 포집부 선단 제어밸브
30b : 포집부 후단 제어밸브
31 : 샘플 희석액 공급배관
33 : 제1 샘플 배출배관
33a : 제2 샘플 유동 제어밸브
35 : 제2 샘플 배출배관
35a : 제3 샘플 유동 제어밸브
40 : 교반부
41 : 교반액 유동배관
43 : 오버플로우 배출배관
43a : 오버플로우 유동 제어밸브
50 : 측정부
51 : 교반액 배출배관
51a : 교반액 유동 제어밸브
53 : 세정액 배출배관
53a : 세정액 유동 제어밸브
60 : 실린지 펌프
70 : 정량 펌프
80 : 제1 드레인부
90 : 제2 드레인부

Claims

샘플을 공급하는 샘플 공급부;
희석액을 공급하는 희석액 공급부;
상기 샘플 공급부로부터 공급된 샘플이 일정량 포집되고, 희석액 공급부로부터 공급된 희석액이 샘플 대비 일정량 포집되는 정량 포집부;
상기 정량 포집부로부터 공급된 샘플과 희석액을 교반하는 교반부;
상기 교반부로부터 교반된 교반액에서 입도를 측정하는 측정부;
상기 희석액 공급부에 연결되어 희석액을 일정량으로 펌핑하는 실린지 펌프;
상기 샘플 공급부에서 정량 포집부로 일정량의 샘플이 포집되도록 샘플을 펌핑하되, 상기 샘플 공급부가 압력이 없는 형태인 경우, 샘플을 강제 펌핑하는 정량 펌프;
내부 세정 시 고분자 용액 원액인 샘플의 공급 중단 시 발생되는 샘플의 고형화를 방지하기 위하여 상기 샘플 공급부에서 공급되는 샘플을 선택적으로 외부로 배출하기 위한 제1 드레인부; 및
입도 측정 후 또는 내부 세정 후 샘플, 희석액, 세정액 또는 교반액을 외부로 배출하기 위한 제2 드레인부;
를 포함하고,
상기 샘플 공급부는,
상기 정량 포집부와 연결되어 샘플의 유동을 안내하는 샘플 유동배관과, 상기 샘플 유동배관에서 분기되어 제1 드레인부과 연결되고 세정 시 샘플을 외부로 배출하는 제1 드레인 배관을 포함하며,
상기 샘플 유동배관과 제1 드레인 배관의 연결부에 구비되어 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제1 샘플 유동 제어밸브, 및 상기 제1 드레인 배관에 구비되어 제1 드레인부로 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제1 드레인 유동 제어밸브를 포함하고,
상기 희석액 공급부는,
상기 정량 포집부와 연결되어 희석액의 유동을 안내하는 희석액 유동배관과, 상기 희석액 유동배관에서 분기되어 제2 드레인부에 연결되고 희석액을 외부로 배출하는 제2 드레인 배관과, 상기 희석액 유동배관에서 분기되며 정량 포집부에 연결되어 세정 시 희석액 공급부에서 공급되는 희석액을 정량 포집부와 교반부를 향하여 순차적으로 공급하여 정량 포집부와 교반부를 세정하는 제1 오버플로우 공급배관과, 상기 제2 드레인 배관에서 분기되고 교반부에 연결되어 세정 시 희석액 공급부에서 공급되는 희석액을 교반부로 공급하되, 교반부의 상부로 오버플로우되면서 교반부를 세정하는 제2 오버플로우 공급배관을 포함하고,
상기 제1 오버플로우 공급배관에 구비되어 희석액 공급부에서 정량 포집부로 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 제1 오버플로우 유동 제어밸브, 및 상기 제2 드레인 배관과 제2 오버플로우 공급배관의 연결부에 구비되어 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 제2 오버플로우 유동 제어밸브를 포함하며,
상기 교반부는 제1 오버플로우 공급배관 및 제2 오버플로우 공급배관과 2중으로 연결되어 세정에 요구되는 희석액의 요구량에 따라 상기 제1 오버플로우 공급배관 또는 제2 오버플로우 공급배관 중 어느 하나를 선택하여 교반부를 세정하거나, 상기 제1 오버플로우 공급배관 및 제2 오버플로우 공급배관 모두를 통해 교반부를 세정하는 것을 특징으로 하는 입도 분석기.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 정량 포집부는,
상기 교반부와 연결되는 샘플 희석액 공급배관과, 상기 제2 드레인부와 연결되는 제1 샘플 배출배관, 및 상기 제1 샘플 배출배관에서 분기되어 제2 드레인부에 연결되는 제2 샘플 배출배관을 포함하고,
상기 샘플 공급부의 샘플 유동배관과 희석액 공급부의 희석액 유동배관이 연결되는 정량 포집부의 선단에 구비되어 샘플 또는 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 포집부 선단 제어밸브와, 상기 샘플 희석액 공급배관과 제1 샘플 배출배관이 연결되는 정량 포집부의 후단에 구비되어 정량 포집부에 포집된 샘플 및 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 포집부 후단 제어밸브와, 상기 제1 샘플 배출배관과 제2 샘플 배출배관의 연결부에 구비되어 샘플 공급부의 압력에 따라 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제2 샘플 유동 제어밸브, 및 상기 제2 샘플 배출배관에 구비되어 샘플의 유동을 선택적으로 제어하는 제3 샘플 유동 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 입도 분석기.
청구항 1에 있어서,
상기 교반부는,
상기 측정부와 연결되어 교반액을 공급하는 교반액 유동배관, 및 상기 제2 드레인부에 연결되고, 교반부의 상부에 연결되어 세정 시 교반부의 상부로 오버플로우되어 교반부의 상부를 세정한 세정액을 제2 드레인부로 배출하는 오버플로우 배출배관을 포함하며,
상기 오버플로우 배출배관에 구비되어 제2 드레인부로 오버플로우된 희석액의 유동을 선택적으로 제어하는 오버플로우 유동 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 입도 분석기.
청구항 3에 있어서,
상기 측정부는,
상기 제1 샘플 배출배관에 연결되어 측정부를 통해 측정된 교반액을 제2 드레인부로 배출하는 교반액 배출배관, 및 상기 제2 드레인 배관에 연결되어 측정부의 세정 후 세정액을 배출하기 위한 세정액 배출배관을 포함하고,
상기 교반액 배출배관과 제1 샘플 배출배관의 연결부에 구비되어 측정부에서 측정된 교반액의 유동을 선택적으로 제어하는 교반액 유동 제어밸브, 및 상기 세정액 배출배관에 구비되어 세정액의 유동을 선택적으로 제어하는 세정액 유동 제어밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 입도 분석기.