KR20040043436A

KR20040043436A - 식품위해물 분석기

Info

Publication number: KR20040043436A
Application number: KR1020020071689A
Authority: KR
Inventors: 최광용; 김승률; 강병동
Original assignee: 에스.와이. 엔터프라이즈 리미티드
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-05-24

Abstract

식품위해물 분석기에 대해 개시한다. 본 발명의 식품위해물 분석기는, 백색 광원으로부터 원하는 특정파장으로 분광시킨 뒤 시료를 통과한 특정파장으로 분광된 광과 기준물을 통과한 분광된 광과의 비교를 통해 식품의 위해한 정도를 판정할 수 있도록 구성하고 있다. 여기서 분광은 밴드패스필터와 컷오프필터로 구성된 한 쌍의 필터 또는 특정파장을 선택할 수 있는 회절격자를 통하여 수행되어지며, 이후 광 신호처리에 의해 시료와 기준물을 투과한 광신호를 취득하고 디지털 데이터로의 전환 및 데이터 처리를 통하여 식품의 위해여부 판정이 이루어지게 된다. 본 발명에 따르면, 식품위해물에 대한 다양한 판정을 통합적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 특정 위해물의 분석을 위한 특정 파장의 선택이 자유로움으로써 분석의 용이성, 신뢰도 등이 향상되며, 시료와 기준물의 흡광도를 투과된 광 신호를 디지털 신호로 변환한 뒤 소프트웨어적으로 판정하는 방식이 아닌 하드웨어적으로 광신호의 일차적인 전압 분석을 통해 판정이 이루어지므로 회로 구성의 단순화, 재현성, 및 정확도를 향상시킬 수 있다.

Description

식품위해물 분석기{Apparatus for analyzing Food}

본 발명은 식품위해물 분석기에 관한 것으로, 특히 식품위해물의 통합적인 분석이 이루어지며 분석을 위한 특정 파장의 선택이 용이하고 특정파장으로 분광된 광을 통한 분석이 이루어지는 식품위해물 분석기에 관한 것이다.

최근, 학교급식을 비롯한 단체급식에 대해 HACCP(Hazard Analysis Critical Control Point) 시스템이 도입되고 있으며, 이 HACCP 시스템은 시ㆍ도별로 위생관리팀을 운영하고, 이 위생관리팀에서 전문교육을 실시하여 과학적인 관리기법을 구축하고 있다.

단체급식에서의 HACCP 시스템의 적용은 단체급식의 메뉴의 다양성과 표준화가 어려운 조리공정상의 특성으로 일반 제조ㆍ가공에서와는 다른 접근방법이 모색되어야 한다. 또한, 급식업소의 유형이나 사용하고 있는 급식체계에 따라 다양한 조리공정이 사용될 수 있고 조리방법별로도 사용하는 기기의 종류나 보관ㆍ운반방법 등이 상이하여 위해요소에 있어 현저한 차이가 있을 수 있으므로 이에 대한 관리기준과 모니터링방법에서도 상당한 차이가 있을 수 있다. 그러므로 Cook/chill system, 중앙공급식 시스템, 학교급식, 보육아동시설급식, 병원급식, 케터링업체, 도시락업체, 카페테리아 등 급식소 유형별로 특성에 맞도록 적용되어야 할 것이다.

또한, 수백가지의 다양한 메뉴는 각 메뉴별 HACCP 적용을 어렵게 하므로 원재료와 조리과정을 따로 떼어서 관리하는 것도 한 방법이 될 수 있다. 즉, 원재료에서 유래되는 위해요소는 조리에 사용되는 모든 원재료별로 함께 관리하고, 조리과정에서 유래되는 위해요소는 조리유형별로 크게 나누어서 위해요소를 분석한 후이에 대한 관리기준 및 모니터링방법을 조리유형별로 설정하여 관리하는 것도 방법이 될 수 있다.

그러나, 이러한 관리시스템에 있어 위해요소의 판정이 다분히 조리자 또는 이의 감독자의 개인적인 판정에 따라 위해여부가 판정되거나, 식품의 보관이 이루어지는 냉동기기의 단순한 온도상태로 식품의 냉동보관 상태의 지속성을 판단하게 되는 경우가 많아, 이에 대한 정확성 및 신뢰성이 저하되어 이를 높일 수 있는 검사 및 분석 방법이 요구되고 있다. 또한, 분석이 이루어지는 기구가 많이 제시되고 있으나, 각 분석영역이 한정되어 이를 통합적으로 검사할 수 있는 장비 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 농산물의 잔류농약 속성검사/냉장ㆍ냉동 생선의 신선도 측정/작업 환경 및 급식 원부 재료의 대장균검사/조리 수의 잔류염소 농도 및 음용수의 적합여부를 현장에서 손쉽게 측정할 수 있으며, 위해 물질종합 측정/관리할 수 있고, 원터치(One-Touch)설계로 정해진 측정성분의 키를 누르면 자동으로 측정 성분에 맞는 특정파장이 선택되어 측정이 이루어지며, 등급(Grade)값으로 연산하여 표시되고, 재현성이 뛰어난 식품위해물 분석기를 제공하는데 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 식품위해물 분석기의 구성을 개략적으로 나타낸 제어회로블록도,

도 2는 광원부의 구성, 조립과정, 사용상태를 나타낸 도면,

도 3a 내지 도 3h는 각 필터의 투광도를 나타낸 그래프,

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 식품위해물 분석기의 구성을 개략적으로 나타낸 제어회로블록도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 광원부 20, 20' : 분광부

201 : 필터 201' : 회절격자

202 : 빔 스플리터 30 : 신호처리부

40 : 데이터처리부 50 : 컴퓨터

60 : 스텝 모터

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1 실시 예에 의한 식품위해물 분석기의 구성을 개략적으로 나타낸 제어회로블록도이다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 식품위해물 분석기는 크게 광원부(10), 분광부(20), 신호처리부(30), 데이터처리부(40)로 이루어진다.

상기 광원부(10)는 백색광을 발산하는 부분으로써 수명 및 광원의 세기 때문에 텡스텐광을 사용한다. 상기 분광부(20)는 광원으로부터 발산된 백색광에서 특정파장만을 통과시키는 필터(201)와, 광원부(10)에서 발산된 백색광에 대해 광량변화를 보정하기 위해 두 갈래의 광으로 나누어 진행시키는 빔 스플리터(202)로 이루어진다. 상기 신호처리부(30)는 이 빔 스플리터(202)를 통과함과 동시에 시료(S)를 통과한 광을 감지하는 샘플 센서(301)와, 상기 빔 스플리터(202)에서 반사된 광을 감지하는 스플릿 센서(302)와, 상기 샘플 센서(301)와 스플릿 센서(302) 각각에 접속되어 각각에서 감지된 전류를 전압으로 변환하는 제1, 제2 전류/전압 변환기(303, 304)와, 제1 전류/전압 변환기(303)와 제2 전류/전압 변환기(304)에 접속되어 변환된 아날로그값을 갖는 전압을 디지털로 변환하는 A/D 컨버터(305)로 이루어져 있다. 여기서 센서(301, 302)는 광신호를 검출하는 모든 센서(PD, PMT, PDA, CCD)를 사용가능하며, 센서로부터 얻어지는 전류를 전압으로 변환한 뒤 변환된 전압값에 따라 자동증폭(Auto gain system)된 후 A/D 변환기로 입력되는 방법과, 전류로부터 직접적으로 흡광도를 연산해주는 하드웨어 장치를 통하여 흡광도에 해당하는 전압값을 A/D 변환기로 입력시키는 방법들을 통하여 이루어진다. 또한 상기필터는 측정항목에 따라 특정파장대역만을 통과하는 밴드패스필터(간섭필터 혹은분광필터)를 사용하고 있다.

상기 데이터처리부(40)는 상기 A/D 컨버터(305)로부터 출력된 디지털화된 데이터를 전달받아 데이터 처리를 하는 마이크로 프로세서가 마련되는데, 이 마이크로 프로세서(401)는, 주변소자인 ROM(402), RAM(403) 및 기타 입출력 소자들을 통하여 프로그램실행, 데이터 취득 및 데이터 처리를 통하여 식품의 위해정도를 판정하며, 키패드(404)를 통해 입력되는 키 입력 신호에 대응한 제어신호를 발생시키고, 발생된 제어신호에 대응하여 디스플레이신호를 LCD(405)로 출력하며, 컴퓨터(50)와의 통신 제어를 수행하게 된다. 이 마이크로 프로세서(401)는 8bit 마이크로 프로세서(401)를 사용하고 있다. ROM(402)은 전체 구성 장비의 구동에 필요한 소프트웨어를 저장하고 있으며, RAM(403)은 상기 ROM(402)에 저장된 소프트웨어가 실행될 경우에 독출되는 데이터, 즉 상기 A/D 컨버터(305)를 통해 입력되는 데이터를 저장시키고 있다. 키패드(404)는 사용자의 작업을 받아들이는 장치로서, 소프트 터치 키패드(404)를 사용하고 있다. LCD(405)는 작업결과, 사용 메뉴 등을 표시하는 장치로서, 통상의 TFT-LCD(405)를 의미한다. RS232C(406)는 컴퓨터(50)와 통신하는 통신 포트로서, 이 포트를 통하여 컴퓨터(50)에서 실행되는 식품위해물 분석 소프트웨어와 통신한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1 실시예에 의한 식품위해물 분석기의 동작을 간단하게 설명한다.

시스템에 전원을 공급하여 시스템의 초기화가 이루어지면, 광원부(10)에 있는 텡스텐 램프는 켜지게 되면서 가시광선 영역의 파장을 발산하게 된다.키패드(404)를 통해 분석대상을 선택하고, 이어서 키패드(404)를 통해 입력된 작동신호에 의해 해당 필터를 선택하게 되며, 필터(201)를 통과하면서 선택된 필터가 투과하는 파장을 갖는 광만이 통과하게 된다. 이후 이 선택된 필터가 투과하는 파장을 갖는 광은 빔 스플리터(202)를 거치면서 일부 광은 투과하여 시료(S)쪽으로 향하게 되고, 나머지 광은 반사되어 스플릿 센서(302)로 향하게 된다. 한편, 시료(S)를 통과한 광 역시 샘플 센서(301)로 향하게 된다. 상기 스플릿 센서(302)와 샘플 센서(301)에 수광된 광은 전류/전압 변환기(303, 304)에서 광에 비례한 전압으로 각각 변환되게 된다. 상기 변환된 전압은 아날로그값을 가지고 있으므로 2진화된 데이터를 처리하는 마이크로 프로세서(401)에서 직접 처리할 수 없으므로 이를 A/D 컨버터(305)에서 디지털화된다. 상기한 바와 같이, 이 디지털화된 데이터는 마이크로 프로세서(401)에 입력되어 ROM에서 실행되어지는 식품위해물 분석 프로그램에 의해 해당 항목의 식품위해 여부를 계산하게 된다. 이 계산 결과값은 LCD(405)를 통하여 사용자에게 디스플레이시키고, 해당 계산 결과값은 RAM(403)에 일시 저장시킨다. 한편, 이 계산 결과값은 RS232C(406) 통신포트를 통하여 본 발명의 식품위해물 분석기와 연결된 원격 컴퓨터(50) 등에 전송되어 온라인으로 결과값을 송신받을 수 있다. 이는 중앙관리의 용이성을 위해 마련된 것이다. 그리고, 본 발명의 식품위해물 분석기를 현장에서 사용하는 사용자가 LCD(405)를 통하여 계산 결과값을 인지한 이후에, 키패드(404)를 이용하여 해당 계산 결과값의 저장 또는 삭제 등의 키입력, 재분석, 새로운 샘플의 분석 등의 키입력을 수행함에 따라 이에 해당하는 동작이 수행되게 된다. 여기서 상기 계산 결과값은 기준이 되는 기준데이터를 바탕으로 결과값을 도출하게 되는 것이다.

분석대상의 선택, 분석대상의 측정방법 및 계산 결과값에 관한 데이터는 아래의 「표 1」 및 「표 2」와 같다.

「표 1」

모드	측정 항목	측정 방법	흡광도에 따른 결과판정
자동/수동	일반 세균검사	영점측정 후 샘플 측정.	샘플의 흡광도에 의해 분석결과식을 통해 일반 세균의 수를 계산.
	어류 부패도검사	방울시약을 떨어뜨려서 변화가 생긴 수만큼 장비에 입력. 부패도는 분광법 이용 안 함.	장비에 입력된 방울시약의 방울수에 따라 매우 신선, 신선, 14개 이하이면 보통, 부패로 판정.
	어류 품질검사	영점측정 후 샘플 측정.	샘플의 흡광도에 따라 불량, 양호, 신선으로 판정.
	잔류 염소검사	검량선 농도 0.2, 0.4, 0.8 세 개 측정 및 저장하고 샘플 측정.	표준곡선식에 의해서 샘플 농도의 값에 따라 낮음, 적정, 높음으로 판정.
	염소 소독액검사	검량선 농도 100, 200, 250 세 개 측정 및 저장하고 샘플 측정.	표준곡선식에 의해서 샘플 농도의 값에 따라 옅음(과채류)/옅음(식기류), 적절함/옅음, 진함/옅음, 진함/적절함, 진함/진함 등으로 판정.
	요오드소독액검사	검량선 농도 10, 20, 30 세 개 측정 및 저장하고 샘플 측정.	표준곡선식에 의해서 샘플 농도의 값에 따라 옅음, 적절함, 진함으로 판정.

「표 2」

모드	측정 항목	측정 방법	흡광도에 따른 결과판정
자동	잔류 농약검사	공시료를 A, B 분석방법으로 공시료와 콘트롤을 사용자가 측정 후 저장. 저장 후 역시 A, B 분석 방법으로 샘플 측정.	컨트롤 흡광도, 샘플 흡광도, 블랭크 흡광도 값에 따라 저해율 계산.
	대장균군검사	공시료를 최대 6까지 측정해서 저장하고 배양 후 샘플로 측정.	배양된 샘플 흡광도, 저장된 공시료 흡광도 값에 따라 음성, 양성 판정.
	살모넬라검사	공시료를 A, B 분석방법으로 최대 6개까지 흡광도 저장하고 배양 후 역시 A, B 분석 방법으로 샘플 측정.	배양된 A분석 방법의 샘플의 흡광도와 저장된 공시료 차이에 따라 음성, 양성 판정.배양된 B분석 방법의 샘플의 흡광도, 저장된 공시료의 값에 따라 양성, 음성 판정.두 분석방법 모두 다 양성이면 최종 판결은 불합격, 두 분석방법 중 하나라도 음성이 있다면 최종 판결은 합격.

도 2는 광원부(10)의 구성, 조립과정, 사용상태를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광원부(10)는 텅스텐 램프(101), 램프 소켓(102), 램프 블록(103), 램프 브라킷(104), 핀홀 케이스(120)로 구성된다. 도시한 바와 같이 조립하여 참조번호 101과 같은 조립된 램프인 광원부(10)를 완성시키고, 이 조립된 램프를 핀홀 케이스(120)에 설치하게 된다. 이 때, 상기 조립된 램프는 높이를 조절할 수 있을 뿐만 아니라 광원 교정 시에 정확한 광로를 맞추기 위해서 핀홀 케이스(120)와의 거리를 조절할 수 있다. 즉, 상기 조립된 램프는 전후좌우로 움직일 수 있다. 이를 위해 조립된 램프를 전후좌우로 움직이게 하는 위한 기계적인 메카니즘(미도시)이 이용됨은 주지의 사실이다. 한편, 사용상태에 도시된 바와 같이 조립된 램프를 핀홀 케이스(120) 내측에 위치시키고, 핀홀 케이스(120)에 형성된 핀홀(H)과 텅스텐 램프(101)의 필라멘트의 높이를 조절하고, 핀홀(H)과의 거리도 조절하여 위치시킨다. 이 때, 핀홀(H)의 직경은 1.5mm ∼ 2.0mm 범위 내에서 설정되는 것이 적당하다. 이 핀홀(H)은 시료(S)쪽에 맺이는 이미지의 크기를 줄이고 셀을 지나지 않고 들어가는 잡광을 막기 위해 사용한다. 또한, 광이 약하면 데이터의 재현성이 좋지 않으므로 측정 데이터의 재현성에 영향을 주지 않고 샘플 챔버 쪽의 측정 셀 크기보다 작은 이미지를 맺을 수 있는 적당한 크기로 조절한다. 한편, 텅스텐 램프(101)를 고정시켜 램프 소켓(102)의 접지 단자에 두개의 나사를 이용하여 결합하여 충격이나 이동 중에도 정확한 얼라인(align)이 유지되도록 한다.

도 3a 내지 도 3h는 각 필터의 투광도를 나타낸 그래프이다.

상기 필터(201)는 원하는 파장만 통과시키고 다른 영역의 광을 차단 시켜주는 밴드패스필터(Band Pass Filter)와 해당 파장영역 외의 빛을 차단 시켜주기 위한 컷오프필터(Cut Off Filter)가 있다. 밴드패스필터는 도시된 바와 같이, 특정 파장만을 통과시키는 역할을 수행하게 된다.

기존에, 분광분석기기는 특정파장의 흡수율와 투과율로서 물질의 정량적 분석을 한다. 따라서 빛(uv-visible 영역)의 여러 파장 중에서 특정 파장만을 선별적으로 뽑아 물질에 투과시켜 분석을 하게 된다. 흔히 분광분석기기는 단색광의 뽑아내기 위하여 모노크로미터(monochrometer)를 사용한다. 원리는 슬릿을 통하여 백색광을 입사하면 회절격자에 입사되고 그 빛은 회절격자에 의하여 파장별로 늘어선다. 해당 파장만을 또 다른 슬릿을 이용하여 선별적으로 통과시키면 단색광을 얻을 수 있고 그 단색광(monochromatic light)을 이용하여 분석에 사용하다.

본 발명의 식품위해물 분석기에는 이러한 용도로 모노크로미터를 대신하여 밴드패스필터를 사용하고 있다. 필터(201)는 백색광이 입사되었을 때 해당 파장만 투과되도록 코팅되어 있다. 그러나 정해진 파장만을 투과시키지는 않는 것이 약점이다. 도 3a에서 볼 수 있듯이 주 파장 외에 오른쪽에 약간 솟은 투과 스팩트럼을 볼 수 있다. 따라서 주 파장외의 다른 영역의 투과되는 광을 블로킹(blocking)하기 위하여 컷오프필터를 사용하였다. 컷오프필터를 사용하지 않으면 주파장외의 잡광의 영향으로 흡광도가 3.0인 샘플이 2.0의 흡광도도 나오지 않기 때문이다. 따라서 위 두개의 필터(201)는 쌍(pair)으로 장착하면 주파장외의 잡광의 영향이 줄어들게되어 보다 정확한 데이터를 얻을 수 있기 때문에 기기에 장착한다.

총 6개의 밴드패스필터를 사용하게 되는데, 아래 도 3b 내지 도 3g와 같다.

도 3b는 412nm 파장의 빛을 통과시키는데 정확히, 412nm가 아니라 약간의 오차가 있음을 알 수 있다. 410.0nm 파장은 피크(peak)치가 410nm에 있음을 말해주고 27.48％는 그 때의 투광도이다.

도 3c는 밴드패스필터는 200 ∼ 1100nm까지 스캔(Scan)한 도면이다. 420nm의 밴드패스필터는 418에서 피크(peak)치가 나타나고 그 때의 투과율은 31.77％ 이다.

도 3d는 438nm의 밴드패스필터는 437nm에서 22.23％의 투과율을 가진다.

도 3e는 595nm의 밴드패스필터는 593nm에서 36.14％의 투과율을 가진다.

도 3f는 600nm의 밴드패스필터는 437nm에서 22.23％의 투과율을 가진다.

도 3g는 640nm의 밴드패스필터는 640nm에서 36.56％의 투과율을 가진다.

도 3h는 컷오프필터의 투과 스펙트럼이다.

빔 스플리터(beam splitter ; 광속분할기, 202)는 측정에 사용되는 광선 중 일부를 이용하여 광원, 전자부품, 온도, 습도 등 주변환경의 시간적 변화에 의한 드리프트(drift)의 영향을 보정해 주기 위한 장치이다. 흔히, 빔 스플리터(202)는 투과율과 반사율의 비율이 50％ : 50％이나, 본 기기에서는 투과율(투과60％ : 반사40％)이 더 높은 스플리터를 사용한다. 투과도를 높임으로서 샘플 센서(301)에 입사되는 광이 상대적으로 커지게 되므로 고 흡광도(투과율이 매우 작은 1％미만)의 샘플 측정시 노이즈에 의한 오차를 줄일 수 있다.

상기 샘플 센서(301)와 스플릿 센서(302)는 단색광의 입사 강도를 측정하는 부분이다. 통상의 수광센서를 이용하고 있다.

제1 전류/전압 변환기(303) 및 제2 전류/전압 변환기(304)는 상기 샘플 센서(301) 및 스플릿 센서(302)로부터 입력되는 전류값을 비교하여 흡광도를 나타내는 전압값으로 변환시켜 준다. 이 때, 전압값으로의 변환은, 도 1b에 도시된 바와 같이, LOG100(306)을 이용하게 되는데, 이 LOG100(306)은 BurrBrown 사의 Logarithmic and LOG ratio Amplifier 이다. 2개의 측정센서 중 스플릿 센서(302)는 기준값을 제공하고, 샘플 센서(301)는 측정값을 제공하여 2개의 값을 가지고 내부적으로 흡광도를 계산하여 전압으로 출력한다. 그러므로 센서를 통해 흐르는 전류가 미세하더라도 정확한 비율을 나타낼 수 있는 넓은 동작범위를 가진다. 이는 기존의 센서를 통해 흐르는 전류의 양에 따라 증폭시키는 회로는 구성하지 않아도 되는 장점이 있다. LOG100(306) 부분을 거친 전압은 A/D 컨버터(305)로 입력된다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 식품위해물 분석기의 구성을 개략적으로 나타낸 제어회로블록도이다. 이하, 제1 실시예에서 제시한 식품위해물 분석기와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하기로 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 식품위해물 분석기는 크게 광원부(10), 분광부(20'), 신호처리부(30), 데이터처리부(40)로 이루어진다.

상기 광원부(10)는 백색광을 발산하는 부분으로써 수명 및 광원의 세기 때문에 텡스텐광을 사용한다. 상기 분광부(20')는 광원으로부터 발산된 백색광에서 특정파장만을 통과시키는 회절격자(201')와, 광원부(10)에서 발산된 백색광에 대해 광량변화를 보정하기 위해 두 갈래의 광으로 나누어 진행시키는 빔 스플리터(202)로 이루어진다. 상기 신호처리부(30)는 이 빔 스플리터(202)를 통과함과 동시에 시료(S)를 통과한 광을 감지하는 샘플 센서(301)와, 상기 빔 스플리터(202)에서 반사된 광을 감지하는 스플릿 센서(302)와, 상기 샘플 센서(301)와 스플릿 센서(302) 각각에 접속되어 각각에서 감지된 전류를 전압으로 변환하는 제1, 제2 전류/전압 변환기(303, 304)와, 제1 전류/전압 변환기(303)와 제2 전류/전압 변환기(304)에 접속되어 변환된 아날로그값을 갖는 전압을 디지털로 변환하는 A/D 컨버터(305)와, 하기하는 마이크로 프로세서(401)의 제어신호에 따라 구동되며, 상기 광원부(10)로부터 발생된 광에서 원하는 파장을 추출하기 위해 회절격자(Grating, 201')을 이동시키는 스텝 모터(60)로 이루어져 있다. 여기서 센서는 광신호를 검출하는 모든 센서(PD, PMT, PDA, CCD)를 사용가능하며, 센서로부터 얻어지는 전류를 전압으로 변환한 뒤 변환된 전압값에 따라 자동증폭(Auto gain system)된 후 A/D 변환기로 입력되는 방법과, 전류로부터 직접적으로 흡광도를 연산해주는 하드웨어 장치를 통하여 흡광도에 해당하는 전압값을 A/D 변환기로 입력시키는 방법들을 통하여 이루어진다.

상기 데이터처리부(40)는 상기 A/D 컨버터(305)로부터 출력된 디지털화된 데이터를 전달받아 데이터 처리를 하는 마이크로 프로세서가 마련되는데, 이 마이크로 프로세서(401)는, 주변소자인 ROM RAM 및 기타 입출력 소자들을 통하여 프로그램실행, 데이터 취득 및 데이터 처리를 통하여 식품의 위해정도를 판정하며, 키패드(404)를 통해 입력되는 키입력 신호에 대응한 제어신호를 발생시키고, 발생된 제어신호에 대응하여 디스플레이신호를 LCD(405)로 출력하며, 컴퓨터(50)와의 통신 제어를 수행하고, 회절격자(201')의 회전을 위한 스텝 모터(60)의 회전구동신호의 출력이 이루어지게 된다. 이 마이크로 프로세서(401)는 8bit 마이크로 프로세서(401)를 사용하고 있다. ROM(402)은 전체 구성 장비의 구동에 필요한 소프트웨어를 저장하고 있으며, RAM(403)은 상기 ROM(402)에 저장된 소프트웨어가 실행될 경우에 독출되는 데이터, 즉 상기 A/D 컨버터(305)를 통해 입력되는 데이터를 저장시키고 있다. 키패드(404)는 사용자의 작업을 받아들이는 장치로서, 소프트 터치 키패드(404)를 사용하고 있다. LCD(405)는 작업결과, 사용 메뉴 등을 표시하는 장치로서, 통상의 TFT-LCD(405)를 의미한다. RS232C(406)는 컴퓨터(50)와 통신하는 통신 포트로서, 이 포트를 통하여 컴퓨터(50)에서 실행되는 식품위해물 분석 소프트웨어와 통신한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2 실시예에 의한 식품위해물 분석기의 동작을 간단하게 설명한다.

시스템에 전원을 공급하여 시스템의 초기화가 이루어지면, 광원부(10)에 있는 텡스텐 램프는 켜지게 되면서 가시광선 영역의 파장을 발산하게 된다. 키패드(404)를 통해 분석대상을 선택하고, 이어서 키패드(404)를 통해 입력된 작동신호에 의해 해당 특정파장이 선택되는데, 이 특정파장을 얻기 위해 스텝 모터(60)에 제어신호를 출력하고, 이 제어신호에 의해 스텝 모터(60)가 구동되어 회절격자(Grating, 201')의 회전이 이루어지게 된다. 이후, 이어서 키패드(404)를통해 입력된 작동신호에 의해 광원부(10)가 발광하게 되고 이에 따라 발광된 광은 회절격자(Grating, 201')을 통과하면서 가시광선 범위 내의 파장 중에서 사용자가 설정한 파장을 갖는 광만이 통과하게 된다. 특정 파장을 갖는 광은 빔 스플리터(202)를 거치면서 일부 광은 투과하여 시료(S)쪽으로 향하게 되고, 나머지 광은 반사되어 스플릿 센서(302)로 향하게 된다. 한편, 시료(S)를 통과한 광 역시 샘플 센서(301)로 향하게 된다. 상기 스플릿 센서(302)와 샘플 센서(301)에 수광된 광은 전류/전압 변환기(303, 304)에서 광에 비례한 전압으로 각각 변환되게 된다. 상기 변환된 전압은 아날로그값을 가지고 있으므로 2진화된 데이터를 처리하는 마이크로 프로세서(401)에서 직접 처리할 수 없으므로 이를 A/D 컨버터(305)에서 디지털화된다. 상기한 바와 같이, 이 디지털화된 데이터는 마이크로 프로세서(401)에 입력되어 ROM에서 실행되어지는 식품위해물 분석 프로그램에 의해 해당 항목의 식품위해 여부를 계산하게 된다. 이 계산 결과값은 LCD(405)를 통하여 사용자에게 디스플레이시키고, 해당 계산 결과값은 RAM(403)에 일시 저장시킨다. 한편, 이 계산 결과값은 RS232C(406) 통신포트를 통하여 본 발명의 식품위해물 분석기와 연결된 원격 컴퓨터(50) 등에 전송되어 온라인으로 결과값을 송신받을 수 있다. 이는 중앙관리의 용이성을 위해 마련된 것이다. 그리고, 본 발명의 식품위해물 분석기를 현장에서 사용하는 사용자가 LCD(405)를 통하여 계산 결과값을 인지한 이후에, 키패드(404)를 이용하여 해당 계산 결과값의 저장 또는 삭제 등의 키입력, 재분석, 새로운 샘플의 분석 등의 키입력을 수행함에 따라 이에 해당하는 동작이 수행되게 된다. 여기서 상기 계산 결과값은 기준이 되는 기준데이터를 바탕으로 결과값을 도출하게 되는 것이다. 분석대상의 선택, 분석대상의 측정방법 및 계산 결과값에 관한 데이터는 상기한 「표 1」 및 「표 2」와 같다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 식품위해물 분석기는, 식품위해물에 대한 다양한 판정을 통합적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 특정 위해물의 분석을 위한 특정 파장의 선택이 자유로움으로써 분석의 용이성, 신뢰도 등이 향상되며, 광의 흡광도를 통한 전류의 분석을 통해 판정이 이루어지므로 회로 구성의 단순화 및 정확도를 향상시킬 수 있다. 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.

Claims

백색광을 발산시키는 광원부(10);

상기 광원부(10)로부터 발산된 백색광에서 특정파장만을 통과시키는 필터(201)와, 상기 광원부(10)에서 발산된 광에 대해 광량변화를 보정하기 위해 광을 분광시켜 진행시키는 빔 스플리터(202)로 이루어진 분광부(20);

상기 빔 스플리터(202)를 통과함과 아울러 시료(S)를 통과한 광을 감지하는 샘플 센서(301)와, 상기 빔 스플리터(202)에서 반사된 광을 감지하는 적어도 하나 이상의 스플릿 센서(302)와, 상기 샘플 센서(301)와 스플릿 센서(302) 각각에 접속되어 각각에서 감지된 전류를 전압으로 변환하는 제1, 제2 전류/전압 변환기(303, 304)와, 그리고 상기 제1 전류/전압 변환기(303)와 제2 전류/전압 변환기(304)에 접속되어 변환된 아날로그값을 갖는 전압을 디지털로 변환하는 A/D 컨버터(305)로 이루어진 신호처리부(30); 및

상기 A/D 컨버터(305)로부터 출력된 디지털화된 신호를 전달받아 처리가 이루어지고, 하기하는 ROM(402)과 RAM(403)의 독출 및 실행이 이루어지는 마이크로 프로세서(401); 장비 구동에 필요한 소프트웨어 및 흡광도와 위해정도를 샘플로 저장함과 동시에 위해정도를 판정하는 계산식을 저장하는 ROM(402); 및 상기 ROM(402)에 저장된 소프트웨어가 실행될 경우에 데이터의 입출력이 이루어질 수 있도록 데이터의 저장이 이루어지는 RAM(403)으로 이루어진 데이터처리부(40)

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.
백색광을 발산시키는 광원부(10);

상기 광원부(10)로부터 발산된 가시광선 범위의 파장대에서 원하는 파장으로 분광하는 회절격자(201')와, 상기 광원부(10)에서 발산된 광에 대해 광량변화를 보정하기 위해 광을 분광시켜 진행시키는 빔 스플리터(202)로 이루어진 분광부(20');

상기 빔 스플리터(202)를 통과함과 아울러 시료(S)를 통과한 광을 감지하는 샘플 센서(301)와, 상기 빔 스플리터(202)에서 반사된 광을 감지하는 적어도 하나 이상의 스플릿 센서(302)와, 상기 샘플 센서(301)와 스플릿 센서(302) 각각에 접속되어 각각에서 감지된 전류를 전압으로 변환하는 제1, 제2 전류/전압 변환기(303, 304)와, 그리고 상기 제1 전류/전압 변환기(303)와 제2 전류/전압 변환기(304)에 접속되어 변환된 아날로그값을 갖는 전압을 디지털로 변환하는 A/D 컨버터(305)로 이루어진 신호처리부(30); 및

상기 A/D 컨버터(305)로부터 출력된 디지털화된 신호를 전달받아 처리가 이루어지고, 하기하는 ROM(402)과 RAM(403)의 독출 및 실행이 이루어지는 마이크로 프로세서(401); 장비 구동에 필요한 소프트웨어 및 흡광도와 위해정도를 샘플로 저장함과 동시에 위해정도를 판정하는 계산식을 저장하는 ROM(402); 및 상기 ROM(402)에 저장된 소프트웨어가 실행될 경우에 데이터의 입출력이 이루어질 수 있도록 데이터의 저장이 이루어지는 RAM(403)으로 이루어진 데이터처리부(40)

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.
제 1 항에 있어서, 상기 필터(201)로는 400nm ∼ 650nm 범위내의 광을 통과시키는 필터인 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.
제 1 항에 있어서, 상기 필터(201)는, 해당 특정파장의 투과가 이루어지는 밴드패스필터와, 상기 특정파장 주변에서 발생하는 다른 영역의 파장을 제거하는 컷오프필터를 하나의 쌍으로 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서에는 사용자의 조작을 지원하는 키패드(204)와, 작업결과 및 사용 메뉴 등을 표시하는 LCD(205)를 더 마련하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 마이크로 프로세서에는 외부와의 통신을 수행할 수 있는 RS232C 통신 포트를 더 마련하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.
제 6 항에 있어서, 상기 RS232C 통신 포트에는 통상의 컴퓨터를 접속시키되, 이 컴퓨터에 위해물 판정을 위한 소프트웨어를 마련한 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광원부는 텅스텐 램프(101), 램프 소켓(102), 램프 블록(103), 및 램프 브라킷(104)의 결합으로 이루어지고, 이 결합된 결과물은 핀홀 케이스(120)와의 위치조정이 이루어지는데, 상기 핀홀 케이스(120)에 형성된 핀홀(H)과의 거리를 조절하기 위해 상기 결과물의 상하좌우 이동이 가능하도록 구성하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.
제 8 항에 있어서, 상기 핀홀(H)의 직경은 1.5mm ∼ 2.0mm 범위 내에서 설정되는 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.
제 8 항에 있어서, 상기 텅스텐 램프(101)를 삽입 고정시킨 램프 소켓(102)의 접지 단자에 나사를 이용하여 얼라인을 위한 체결이 이루어진 것을 특징으로 하는 식품위해물 분석기.