KR20080084129A - 분광기를 이용한 액체내의 조성물 농도측정장치 - Google Patents

분광기를 이용한 액체내의 조성물 농도측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각종 케미컬 액체를 튜브 내부로 공급하면서 분광기에서 조사되는 특정 파장의 빛을 측방에서 통과시켜 스팩트로메타 측정에 의해 액체 내의 조정물 농도를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 몸체상에 결합되는 액체 튜브, 윈도우, 조인트부싱, 렌즈블럭, 커버 등의 각종 결합 부재의 결합 구조를 개선하여 기밀성을 우수하게 제공하고, 액체 튜브의 청소를 위해 튜브캡을 체결 조립방식으로 제공하여 간편하게 분리, 교체할 수 있도록 하므로 보수 유지성을 우수하게 제공함은 물론 특정 파장의 빛이 확산렌즈와 모집렌즈를 통해 일정하게 조사되도록 하는 광정렬성을 극대화하므로 케미컬 액체의 조성물 농도 측정에 따른 정밀, 정확성을 극대화하고, 장치 사용의 신뢰도, 편리성, 내구성 등을 우수하게 제공하게 되는데 그 특징이 있다.
분광기, 케이컬, 액체, 농도, 조성물, 측정, 스팩트라메타, 반도체

Description

분광기를 이용한 액체내의 조성물 농도측정장치{Apparatus for measuring the composition density of liquid using spectrometer}
도 1은 본 발명 장치가 적용되는 전체적인 구성을 보여주는 구성도.
도 2는 본 발명 장치의 일부 절결 정 단면도.
도 3은 도 2의 요부 발췌 확대도.
도 4는 본 발명 장치의 분해 단면도.
도 5는 본 발명 장치의 사용 상태를 보여주는 평 단면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명**
5: 분광기 6,6': 광케이블
10: 몸체 12: 삽입홈
13,14: 단차홈부 20: 튜브캡
25,36: 체결볼트 30: 오링
32: 윈도우 35: 조인트부싱
40: 확산렌즈 40': 모집렌즈
50: 커버 21: 지지면
51: 돌출부 52: 경사 밀착 지지면
본 발명은 각종 케미컬 액체를 튜브 내부로 공급하면서 분광기에서 조사되는 특정 파장의 빛을 측방에서 통과시켜 스팩트로메타 측정에 의해 액체 내의 조정물 농도를 측정하는 분광기를 이용한 액체내의 조성물 농도측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 또는 LCD의 제조, 생산 공정 등에서 식각액 또는 세정액 사용되는 액체는 조성물의 농도를 각각의 관리범위 이내로 유지하는 것이 중요한바, 조성물의 농도가 각 관리범위를 넘어서게 되면, 공정품질의 저하 등의 심각한 문제를 유발하게 된다.
이러한 문제로 인해 상기한 식각액 또는 세정액 등 (이하 총칭하여 케미컬 액체라 칭함)을 공급, 사용함에 있어서, 케미컬 액체 내부의 조성물의 농도를 측정하여 각 조성물의 농도를 관리범위 내에 유지시킬 경우에 상기한 제 문제점을 해결할 수 있었다.
상기한 종래 제 문제점의 해결 방법은 다양하게 개시된 바 있는데, 그 중 하나는 분광기를 이용하여 액체내의 조성물 농도를 측정하는 장치를 이용하는 것이었다.
상기한 액체내의 조성물 농도를 측정하는 장치는 각종 케미컬 액체를 일정 튜브 내부로 공급하면서 분광기에서 조사되는 특정 파장의 빛을 측방으로 통과시켜 스팩트로메타 측정에 의해 액체 내의 조정물 농도를 측정하므로 케미컬 액체를 관 리범위내의 상태로 조절하여 제공할 수 있도록 하였다.
이때, 상기 튜브 양측에는 광케이블에 의해 전달되는 특정 파장의 빛을 확산하여 평행하게 비추는 확산렌즈와 특정 파장의 빛을 다시 모집하는 모집렌즈가 대향되게 설치된다.
그러나 상기한 종래의 측정장치에서 중요하게 요구되는 사항, 즉 종래의 기술에 의해 효과적으로 해결되지 않는 문제점이 다음과 같이 있었다.
첫째는 측정장치의 몸체상에 결합되는 액체 튜브, 렌즈 등의 결합 구조에 대한 기밀성이 요구되었다.
특히, 상기 액체 튜브를 통해 공급되는 액체의 외부 유출을 방지함과 외부의 다른 액체나 가스 등이 렌즈구성부품, 또는 광케이블 등이 설치되는 튜브 내부로 유입되는 것, 즉 외부 환경으로 부터 기밀을 보호하는 것이 요구되었다.
둘째, 상기 액체 튜브를 통해 공급되는 액체로 인해 상기 튜브 내부에 이물질이 끼이게 되기 때문에 상기 튜브의 잦은 청소 및 교체가 요구되는데, 이를 위해 액체 튜브를 본체상에서 간편하게 분리, 교체함이 요구되었다.
셋째, 상기 분광기에서 조사되는 특정 파장의 빛이 액체 튜브 내부를 일정하게 통과하면서 조성물의 농도를 측정하도록 광정렬성이 요구되었다.
즉, 상기 액체 튜브의 양측방에 위치하는 확산렌즈와 모집렌즈가 특정 파장의 빛을 일정하게 확산, 평행한 상태로 액체 튜브를 통과시키고 , 다시 모집하므로서 분광기에서 일정한 농도 측정값을 측정할 수 있도록 제공됨이 요구되었다.
그러나 상기한 제 문제점을 종래에는 효과적으로 해결하지 못하므로 인해 측정, 검사 신뢰성이 저하됨은 물론 사용상의 편리성과 내구성이 저하되어 비 경제적인 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 창출된 것이다.
본 발명은 케미컬 액체내의 조성물 농도 측정에 따른 측정, 검사의 정밀, 정확성에 의한 신뢰도를 극대화함은 장치 사용의 편리성, 내구성 등에 의한 만족도를 극대화하도록 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 장치의 몸체상에 결합되는 액체 튜브, 윈도우, 조인트부싱, 렌즈블럭, 커버 등의 각종 결합 부재 결합 구조를 개선하여 기밀성을 우수하게 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 장치의 몸체상에서 액체 튜브의 청소를 위한 간편한 분리 및 교체가 이루어져 보수유지성을 우수하게 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 분광기에서 조사되는 특정 파장의 빛이 확산렌즈와 모집렌즈에 의해 일정하게 통과되어 조사되도록 하는 광정렬성을 극대화하여 측정 정밀도를 우수하게 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 본 발명은,
케미컬 액체로 분광기에서 조사되는 특정 파장의 빛을 통과시켜 액체 내의 조성물 농도를 측정하도록 하되,
몸체상에 삽입홈을 형성하여 케미컬 액체가 지나는 반투명 합성수지 튜브를 삽입하고, 상부에서 튜브캡으로 지지하도록 체결볼트로 체결 고정 설치하고,
상기 삽입홈 양측에는 대향되게 제1,2단차홈부을 형성하여, 제1단차홈부의 바닥면에 설치되는 오링 외측으로 윈도우를 삽입하여 제2단차홈부에서 체결볼트로 체결 고정되는 조인트부싱에 의해 밀착 지지되게 설치함과 함께 후단부에 튜브가 기밀유지되도록 결합되는 커버를 나사 결합하여 마감 설치하되, 상기 양측 조인트부싱에는 각각 분광기와 광케이블로 연결되는 확산렌즈와 모집렌즈가 각각 결합된 렌즈블럭을 고정 결합함에 그 특징이 있다.
이때, 상기 튜브캡의 하단면에는 반투명 합성수지 튜브를 감싸며 밀착 지지하도록 구형 지지면을 형성함에 그 특징이 있다.
또한, 상기 커버는 내측 외주연으로 형성된 경사 밀착면이 몸체의 제2단차홈부 끝단으로 형성된 모서리부에 선 접촉하면서 기밀 형성하도록 함에 그 특징이 있다.
이하, 상기한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.
즉, 본 발명은 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 캐미컬 액체를 몸체(10) 상에 설치된 반투명 합성수지 튜브 내부로 공급하면서 광케이블(6)(6')로 연결된 분광기(5)에서 조사되는 특정 파장의 빛을 측방으로 통과시켜 액체 내의 조성물 농도를 측정하도록 구성된다.
상기 몸체(10)는 반투명 합성수지 튜브(8)를 삽입 설치하기 위한 삽입홈(12)을 전후 및 상부로 개방되게 연통 형성하고, 상기 삽입홈(12)의 양측방으로 외주연에 나사부(16) 갖는 돌출부(15)를 돌출 형성하여 내부에 상기 삽입홈(12)과 연통되게 제1,2단차홈부(13)(14)를 대향 형성하여 이루고,
상기 몸체(10)의 삽입홈(12)에는 전후로 삽입 설치되는 반투명 합성수지 튜브(8)를 상부에서 튜브캡(20)으로 지지하도록 몸체상에 체결볼트(25)로 체결 고정 설치하고,
상기 몸체(10)의 삽입홈(12) 양측에는 대향되게 제1단차홈부(13)의 바닥면에 형성된 링형홈부(13a)로 삽입되는 오링(30) 외측으로 윈도우(32)를 삽입하여 제2단차홈부(14)에서 체결볼트(36)로 체결 고정되는 조인트부싱(35)에 의해 밀착 지지되게 설치함과 함께 후단부에 튜브(55)가 기밀유지되도록 결합되는 커버(50)를 나사부(16)에 나사 결합하여 설치하되, 상기 양측 조인트부싱(35)에는 광케이블(6)(6')이 각각 연결되어 특정 파장의 빛을 확산하여 평행하게 반투명 합성수지 튜브(8)로 비추는 확산렌즈(40)와 상기 튜브를 통과한 특정 파장의 빛을 모집하는 모집렌즈(40')가 각각 설치된 렌즈블럭(41)을 대향되게 고정 결합하여 이루어진다.
이때, 상기 튜브캡(20)은 하단면으로 반투명 합성수지 튜브(8)를 유동, 이탈방지되도록 감싸며 밀착 지지할 수 있도록 구형 지지면(21)을 형성하여 이룬다.
그리고, 상기 반투명 합성수지 튜브(8)와 윈도우(32)는 특정 파장의 빛을 통과할 수 있는 재질, 즉 튜브(8)는 반투명 합성수지재로 형성하고 윈도우(32)는 쿼츠로 형성함이 바람직하다.
또한, 상기 확산렌즈(40)와 모집렌즈(40')가 각각 결합되는 렌즈블럭(41)은 조인트부싱(35)의 내부에 형성된 나사공(35a)으로 나사 결합되어 고정 설치되도록 이룬다.
또한, 상기 커버(50)는 내측면으로 돌출된 돌출부(51) 외주연으로 경사 밀착면(52)을 형성하여 몸체(10)의 제2단차홈부(14) 끝단으로 형성된 모서리부(14')에 선 접촉하면서 기밀 형성하도록 이룬다.
미설명부호로서, 17은 몸체(10)의 상단에 형성되어 튜브캡(20)의 플랜지부가 삽입되어 결합되는 단차홈부, 56은 커버(50)의 외측 끝단에 결합되는 튜브(55)를 기밀되게 결합 고정하기 위해 커버에 나사 결합되는 너트를 나타내는 것이다.
다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 및 작용에 대해 살펴보기로 한다.
먼저 본 발명의 조립 과정을 설명하기로 한다.
몸체(10)의 전후 및 상부로 연통된 삽입홈(12)에 반투명 합성수지 튜브(8)를 삽입하고, 그 상부에서 튜브캡(20)이 상기 튜브를 밀착 지지하도록 삽입한 후 체결볼트(25)로 몸체상에 체결 고정 설치하게 된다.
이때, 상기 튜브캡(20)은 하단면으로 형성된 구형 지지면(21)으로 반투명 합 성수지 튜브(8)를 유동, 이탈방지되도록 감싸며 밀착 지지하게 된다.
그리고, 상기 몸체(10)의 양측에는 제1단차홈부(13)으로 링형홈부(13a)에 오링(30)과 그 외측에 윈도우(32)를 삽입하고, 제2단차홈부(14)에서 조인트부싱(35)을 체결볼트(36)로 체결 고정하면서 상기 부싱의 끝단이 윈도우(32)를 가압하면서 밀착 지지되게 설치된다.
즉, 상기 윈도우(32)는 오링(30)에 자연스럽게 가압 밀착되면서 기밀성을 우수하게 확보하게 된다.
그리고, 상기 조인트부싱(35)에는 광케이블(6)(6')이 각각 연결되는 환산렌즈(40)와 모집렌즈(40')가 각각 결합된 렌즈블럭(41)을 대향되게 나사 결합하여 고정 설치하게 된다.
이와 같은 상태에서 상기 몸체(10)의 나사부(16)에는 후단부에 튜브(55)가 기밀유지되도록 결합되는 커버(50)를 나사 결합하여 조립 설치를 완료하게 된다.
이때, 상기 커버(50)의 내측면으로 돌출된 돌출부(51) 외주연의 경사 밀착면(52)이 몸체(10)의 제2단차홈부(14) 끝단으로 형성된 모서리부(14')에 선 접촉하면서 또 다시 기밀성을 확보하게 되는 것이다.
즉, 본 발명은 상기 윈도우(32)가 오링(30)에 가압 밀착되는 1차 기밀과 커버(50)의 경사 밀착면(52)이 몸체(10)의 모서리부(14')에 선 접촉하면서 2차 기밀을 형성하므로 내부 액체의 유출이나 외부 액체, 기체 등의 유입과 같은 외부 환경의 영향을 배제하므로서 내부의 렌즈블럭, 광케이블 등의 보호기능을 제공하게 되는 것이다.
이와 같이 조립 설치되는 본 발명의 장치는 분광기(5)에서 조사되는 특정 파장의 빛을 광케이블(6)에 의해 몸체(10)의 일측 확산렌즈(40)로 전달하여 학산렌즈에서 확산하여 평행한 상태로 조사하게 된다.
이와 같이 조사되는 빛은 윈도우(32)와 반투명 합성수지 튜브(8)를 통과하면서 상기 튜브(8)를 지나는 케이컬 액체에 투과되면서 케미컬 액체의 조성물 농도에 따른 결과 반응을 얻은 후 다시 몸체 반대측 윈도우(23)와 모집렌즈(40')를 통과하게 된다.
이때, 상기 모집렌즈(40')는 확산된 특정 파장의 빛을 다시 집광하여 광케이블(6')을 통해 분광기(5)로 전달하게 된다.
이와 같이 상기 반투명 합성수지 튜브(8)를 지나는 케이컬 액체를 통과한 특정 파장의 빛을 다시 분광기(5)로 전달하여 스팩트럼메타 측정결과에 의해 상기 케미컬 액체의 조정물 농도를 측정하게 되는 것이다.
특히, 상기한 측정과정에서 특정 파장의 빛을 확산, 모집하는 확산렌즈(40)와 모집렌즈(40')는 반투명 합성수지 튜브(8)의 양측에서 몸체(10) 상에 평행한 상태를 일정하게 유지하도록 설치되어 작동하기 때문에 특정 파장의 빛이 일정하게 통과하도록 하는 광 정렬성을 우수하게 확보하게 되고, 이로인해 농도 측정에 따른 신뢰성을 더욱 확보하게 되는 것이다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 사용에 따라 반투명 합성수지 튜브(8) 내로 케미컬 액체과 지나면서 튜브 내부에 이물질이 끼이거나 손상되어 상기한 특정 파장의 빛을 통과하는데 지장을 초래하여 측정에 장애를 갖는 경우가 발생하게 된다.
이 때문에 상기 반투명 합성수지 튜브(8)는 분리하여 잦은 소제 및 교체 작업이 필요하게 되고, 이는 상기 몸체(10) 상부에 체결볼트(25)에 의한 체결방식으로 결합되어 있는 튜브캡(20)을 간단히 분리함에 따라 삽입홈(12)에 전후로 삽입된 반투명 합성수지 튜브(8)를 손쉽게 분리할 수 있어, 소제 및 교체에 따른 작업이 편리하게 제공되게 되는 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 몸체상에 설치된 반투명 합성수지 튜브내로 케이컬 액체를 지나게 하면서 분광기에 의한 특정 파장의 빛을 측방으로 통과시켜 액체의 조성물 농도를 측정하도록 하되, 상기 몸체상에 결합되는 액체 튜브, 윈도우, 조인트부싱, 렌즈블럭, 커버 등의 각종 결합 부재 결합구조를 개선하여 기밀성을 우수하게 제공하고, 액체 튜브의 청소를 위한 간편한 분리, 교체로 보수 유지성을 우수하게 제공함은 물론 특정 파장의 빛이 확산렌즈와 모집렌즈에 의해 일정하게 통과하도록 조사하는 광정렬성을 극대화하므로 케미컬 액체의 조성물 농도 측정에 따른 정밀, 정확성을 극대화하고, 장치 사용의 신뢰도, 편리성, 내구성 등을 우수하게 제공하게 되는 효과를 갖는 것이다.

Claims (3)

  1. 캐미컬 액체를 몸체(10)상에 설치된 튜브 내부로 공급하면서 광케이블(6)(6')로 연결된 분광기(5)에서 조사되는 특정 파장의 빛을 측방으로 통과시켜 액체 내의 조성물 농도를 측정하는 것에 있어서,
    상기 몸체(10)는 반투명 합성수지 튜브(8)를 삽입 설치하기 위한 삽입홈(12)을 전후 및 상부로 개방되게 연통 형성하고, 상기 삽입홈(12)의 양측방으로 내부에 삽입홈(12)과 연통되게 제1,2단차홈부(13)(14)를 대향 형성하여 이루고,
    상기 몸체(10)의 삽입홈(12)에는 전후로 삽입되는 반투명 합성수지 튜브(8)를 상부에서 튜브캡(20)으로 지지하도록 몸체상에 체결볼트(25)로 체결 고정 설치하고,
    상기 몸체(10)의 삽입홈(12) 양측에는 대향되게 제1단차홈부(13) 바닥면의 링형홈부(13a)로 삽입되는 오링(30) 외측으로 윈도우(32)를 삽입하여 제2단차홈부(14)에서 체결볼트(36)로 체결 고정되는 조인트부싱(35)에 의해 밀착 지지되게 설치함과 함께 후단부에 튜브(55)가 기밀유지되도록 결합되는 커버(50)를 나사부(16)에 나사 결합하여 설치하되, 상기 양측 조인트부싱(35)에는 광케이블(6)(6')이 각각 연결되어 특정 파장의 빛을 확산하여 평행하게 비추는 확산렌즈(40)와 상기 튜브를 학산된 빛을 다시 모집하는 모집렌즈(40')가 각각 설치된 렌즈블럭(41)을 대향되게 고정 결합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 분광기를 이용한 액체내의 조성물 농도측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 튜브캡(20)은 하단면으로 반투명 합성수지 튜브(8)를 유동, 이탈방지되도록 감싸며 밀착 지지할 수 있도록 구형 지지면(21)을 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 분광기를 이용한 액체내의 조성물 농도측정장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커버(50)는 내측면으로 돌출된 돌출부(51) 외주연으로 경사 밀착면(52)을 형성하여 몸체(10)의 제2단차홈부(14) 끝단으로 형성된 모서리부(15)에 선 접촉하면서 기밀 형성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 분광기를 이용한 액체내의 조성물 농도측정장치.
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