KR20150041834A - 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 근적외선을 이용하여 반사형 분광분석 시스템 내에서 측정 시료를 담는 홀더 모듈에 관한 것이다.
본 발명은 빛의 도입을 위한 광 윈도우 마운트, 시료를 담을 수 있는 시료 적재 모듈, 높이를 가변시킬 수 있는 높낮이 조절 마운트 등의 조합으로 이루어진 새로운 형태의 시료 적재용 모듈 홀더를 구현함으로써, 분광분석측정 방법에 맞게 다양한 광 윈도우 재료들을 선택 및 적용할 수 있고, 측정시료의 다양한 특징과 형태를 반영하여 측정할 수 있는 등 분광분석의 효율성을 향상시킬 수 있는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈을 제공한다.
본 발명은 빛의 도입을 위한 광 윈도우 마운트, 시료를 담을 수 있는 시료 적재 모듈, 높이를 가변시킬 수 있는 높낮이 조절 마운트 등의 조합으로 이루어진 새로운 형태의 시료 적재용 모듈 홀더를 구현함으로써, 분광분석측정 방법에 맞게 다양한 광 윈도우 재료들을 선택 및 적용할 수 있고, 측정시료의 다양한 특징과 형태를 반영하여 측정할 수 있는 등 분광분석의 효율성을 향상시킬 수 있는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈을 제공한다.
Description
본 발명은 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반사형 분광분석 시스템 내에서 측정 시료를 담는 홀더 모듈에 관한 것이다.
최근 각종 산업의 비약적인 발전과 함께 이들 산업에서 필요로 하는 각종 소재 및 새로운 물질들의 연구 개발이 많이 이루어지고 있다.
이러한 소재 및 물질들의 개발과정에서 소재의 화학적인 조성이 최종 물질의 성능을 좌우하는 경우가 많으므로 철저한 품질관리가 필요하다.
또한, 화학적 조성 중에서도 극미량 성분에 의하여 재료, 소재 및 물질들의 특성과 성질이 변하므로 이들을 분석할 수 있는 기기가 필요하다.
이러한 목적을 위하여 사용되는 일반적인 분석 방법에는 스파크 방출 분광 광도법, X-선 형광분석법, 근적외선 분광분석법 등이 있다.
이와 같은 분석 방법에 이용되는 분광분석기는 특정 물질을 제조할 때, 특정 물질의 시료를 분광분석하여 시료의 특성을 검사함으로써, 특정 물질의 상태를 점검할 수 있는 기기라 할 수 있다.
보통 전자기 복사선인 빛은 파장에 따라 자외선(Ultraviolet;UV), X-선(X-ray), 가시선(Visible;VIS), 적외선(Infrared;IR) 등으로 나뉘어지며, 각각의 파장 대역에 따라 분광적으로 분석이 다양하게 이용되고 있다.
예를 들면, 적외선은 근적외선(Near-infrared)과 중적외선(Mid-infrared)으로 분류되며, 흡수에 의한 시료의 분자 진동 운동에너지의 변화를 측정하게 된다.
특히, 이 중에서 근적외선은 측정시료의 흡수특성을 이용하는 기법으로 축산환경, 농업, 동물사료, 의학, 석유화학 등에 널리 이용되어 분석분야에 사용되고 있다.
이러한 근적외선 분광분석 방법과 장치는 한국 공개특허 10-2012-0075907호, 한국 공개특허 10-2007-0107918호 등에 다양한 형태의 것들이 개시되어 있다.
그리고, 근적외선 분광분석의 경우 여러 분야에 응용/적용되는 만큼 시료의 형태나 성상이 다양하여 분광분석법에 따라 최적화된 시료 적재수단들이 요구된다.
즉, 분광분석을 위하여 측정 시료를 담는 시료 적재수단은 시료들의 다양한 특성과 분광분석측정 방법에 따른 적절한 형태 및 광 윈도우 재료들이 요구된다.
다양한 분야에서 사용되는 시료들의 특징과 분광분석측정 방법에 따라 다양한 특징과 형태를 가지는 모든 운송모듈을 보유하기에는 많은 비용이 요구될 뿐만 아니라 구현하는데 현실적으로 어려움이 있어 농촌진흥청 농업과학기술개발사업에 따라 수행 중인 연구사업(project No. PJ907038)의 성과로 본 발명에서는 시료의 다양한 특징과 형태 등에 맞게 손쉽게 변형시킬 수 있는 등 근적외선 분광분석에 최적화된 시료 적재용 홀더 모듈을 그 안출의 대상으로 한다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 빛의 도입을 위한 광 윈도우 마운트, 시료를 담을 수 있는 시료 적재 모듈, 높이를 가변시킬 수 있는 높낮이 조절 마운트 등의 조합으로 이루어진 새로운 형태의 시료 적재용 모듈 홀더를 구현함으로써, 분광분석측정 방법에 맞게 다양한 광 윈도우 재료들을 선택 및 적용할 수 있고, 측정시료의 다양한 특징과 형태를 반영하여 측정할 수 있는 등 분광분석의 효율성을 향상시킬 수 있는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에서 제공하는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈은 다음과 같은 특징이 있다.
상기 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈은 중심부에 광 윈도우가 설치되어 있는 광 윈도우 마운트와, 중심부에 광 윈도우 포트가 형성되어 있고 광 윈도우 마운트의 상부에 결합되는 시료 적재 모듈과, 관 형태로서 시료 적재 모듈의 상부에 결합되는 높낮이 조절 마운트와, 상기 높낮이 조절 마운트의 상단부에 씌워져 그 내부를 마감하는 덮개를 포함하는 형태로 이루어진다.
따라서, 상기 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈은 분광분석측정 방법에 맞게 다양한 광 윈도우 재료들을 선택/적용할 수 있고, 측정시료의 다양한 특징과 형태를 반영하여 측정할 수 있는 등의 특징이 있다.
여기서, 상기 광 윈도우 마운트와 시료 적재 모듈은 각각이 가지고 있는 나사부를 이용하여 서로 체결되는 구조로 결합되도록 함으로써, 광 윈도우 마운트를 교체 사용할 수 있다.
그리고, 상기 시료 적재 모듈과 높낮이 조절 마운트는 각각이 가지고 있는 나사부를 이용하여 서로 체결되는 구조로 결합되도록 함으로써, 높낮이 조절 마운트를 교체 사용할 수 있으며, 이때의 높낮이 조절 마운트는 높이가 다른 복수 개를 구비하여 측정 시료의 특성이나 형태에 맞게 교체하여 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 시료 적재 모듈의 경우 모듈 둘레를 따라 연장 형성되어 시료 잔여물을 보관할 수 있도록 된 시료 잔여물 적재 공간부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 덮개의 경우 이면에 광 윈도우 포트로 입사되는 광을 반사시키는 반사체를 형성하여 시료가 고른 압력을 받도록 하고 사용자가 손쉽게 다룰 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 반사체의 소재로는 테프론, 알루미늄, 금, 은, MgF2, SIO 등 다양한 소재를 사용할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈은 각 부품들이 착탈가능한 조립식 구조로 이루어짐으로써, 분광분석 방법에 맞게 손쉽게 다양한 광 윈도우 재료들을 선택 및 적용할 수 있고, 측정시료의 다양한 특성과 형태를 반영하여 측정할 수 있어, 사용자의 편리성과 경제적인 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈을 나타내는 분해 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈을 나타내는 결합 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈을 나타내는 단면 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈의 사용상태를 나타내는 단면도
도 5는 광 윈도우 재료에 따른 파장 별 투과 감도를 나타내는 그래프
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈을 나타내는 결합 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈을 나타내는 단면 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈의 사용상태를 나타내는 단면도
도 5는 광 윈도우 재료에 따른 파장 별 투과 감도를 나타내는 그래프
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈을 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈의 사용상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈은 측정 시료의 특성과 형태, 그리고 분광분석 방법에 따라 적절한 광 윈도우 재료를 선택 사용할 수 있는 동시에 높낮이 또한 적절히 교체 사용할 수 있는 구조로 이루어진다.
이를 위하여, 원판 형태의 광 윈도우 마운트(11)가 마련되고, 상기 광 윈도우 마운트(11)의 중심부, 즉 원판 중심부에는 빛이 입사되는 광 윈도우(10)가 설치된다.
여기서, 상기 광 윈도우(10)는 광 윈도우 마운트(11)의 중심부에 있는 홀 내에 삽입되는 구조 등으로 설치될 수 있게 된다.
그리고, 상기 광 윈도우 마운트(11)에는 후술하는 시료 적재 모듈(13)측과의 체결을 위한 나사부(16a), 즉 암나사부가 구비되고, 이때의 암나사부는 마운트 가장자리를 따라 일정높이를 가지면서 형성되어 있는 벽체의 내주면에 형성될 수 있게 된다.
이러한 상기 광 윈도우(10)를 가지는 광 윈도우 마운트(11)는 나사부(16a)를 이용하여 시료 적재 모듈(13)에 있는 나사부(16b), 즉 수나사부에 체결되는 구조로 아래위로 조립될 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 광 윈도우 마운트(11)는 나사부(16a,16b) 간의 체결구조를 풀거나 감는 방식으로 시료 적재 모듈(13)측으로부터 쉽게 분리 및 결합시킬 수 있게 되고, 결국 분리 및 결합 구조 특성을 이용하여 광 윈도우 마운트(11)를 교체하여 사용할 수 있게 된다.
다시 말해, 파장 별 투과 감도가 다른 광 윈도우 재료(광 윈도우)를 가지는 여러 광 윈도우 마운트(11)를 시료 적재 모듈(13)측에 교체하여 사용할 수 있게 된다.
즉, 상기 광 윈도우 마운트(11)를 스크류 방식으로 제작하여 분광학적 특성에 맞는 광 윈도우 재료를 선택하여 쉽게 교환할 수 있게 된다.
또한, 측정 시료를 담을 수 있는 수단으로 시료 적재 모듈(13)이 마련된다.
상기 시료 적재 모듈(13)은 후술하는 높낮이 조절 마운트(14)와 함께 측정 시료를 담을 수 있는 공간을 조성하는 부분으로서, 원형의 링 모양으로 이루어지게 되고, 중심부에는 광 윈도우(10)와 대략 같은 크기를 가지는 원형의 광 윈도우 포트(12)가 형성된다.
즉, 상기 광 윈도우 포트(12)는 링 모양에 의해 자연스럽게 형성되는 중심부의 홀을 의미한다.
그리고, 상기 시료 적재 모듈(13)의 바깥 둘레면에는 높낮이 조절 마운트(14)측과의 체결을 위한 나사부(17b), 즉 수나사부가 구비된다.
이러한 시료 적재 모듈(13)은 나사부(17b)를 이용하여 높낮이 조절 마운트(14)에 있는 나사부(17a), 즉 암나사부에 체결되는 구조로 아래위로 조립될 수 있게 된다.
또한, 상기 시료 적재 모듈(13)에는 시료 잔여물을 보관할 수 있는 시료 잔여물 적재 공간부(18)가 구비된다.
즉, 상기 시료 잔여물 적재 공간부(18)는 시료 적재 모듈(13)의 바깥쪽 둘레를 따라 가면서 일정폭으로 연장형성되는 바닥부(21)와 이 바닥부(21)의 가장자리에서 일정높이로 세워지는 벽체(22)로 구성된다.
이렇게 시료 적재 모듈(13)의 둘레에 이보다 확장된 면적의 공간으로 조성되는 시료 잔여물 적재 공간부(18)를 둠으로써, 시료 적재 시 발생하는 잔여물(잔여 시료)를 용이하게 보관할 수 있게 된다.
그리고, 상기 시료 적재 모듈(13)에는 광 윈도우 마운트(11)측과의 결합을 위한 수나사부인 나사부(16b)가 구비되며, 이때의 나사부(16b)는 시료 적재 모듈(13)이 가지는 시료 잔여물 적재 공간부(18)의 벽체 바깥둘레에 형성될 수 있게 된다.
또한, 시료를 적재하는 케이스 역할과 후술하는 반사체(19)와 광 윈도우(10) 간의 거리(높이)를 조절할 수 있는 수단으로 높낮이 조절 마운트(14)가 마련된다.
즉, 상기 높낮이 조절 마운트(14)는 광 윈도우(10)와 반사체(19)와의 높이를 조절할 수 있게 하고, 시료의 다양한 형태를 반영하여 적재할 수 있도록 케이스 역할을 수행하며, 시료 적재 모듈(13)로부터 결합 및 분리가 가능한 구조로 이루어지게 된다.
이러한 높낮이 조절 마운트(14)는 원형의 관 형태로 이루어지고, 하단부 내주면에는 시료 적재 모듈(13)에 있는 나사부(수나사부)와 체결가능한 암나사부인 나사부(17a)가 형성되며, 상단부 내주면에는 받침턱(20)이 형성되어 있어서 후술하는 덮개(15)를 이곳에 걸쳐놓을 수 있게 된다.
이에 따라, 상기 높낮이 조절 마운트(14)는 스크류 방식으로 결합 및 분리 가능한 형태로 제작되어, 측정 시료의 형태에 맞게 높낮이 조절 뿐만 아니라 케이스 타입을 선택하여 사용할 수 있게 된다.
이를 위하여, 상기 높낮이 조절 마운트(14)의 경우, 높이를 달리하는 여러 개가 구비될 수 있으며, 측정 시료의 형태가 결정되면 이에 맞는 높낮이 조절 마운트(14)로 교체하여 사용할 수 있게 된다.
또한, 분광분석측정 시 시료가 들어 있는 시료 적재 모듈(11) 및 높낮이 조절 마운트(14)의 내부를 밀폐시켜주는 수단으로 덮개(15)가 마련된다.
상기 덮개(15)는 상면에 손잡이 부분을 가지는 원판형으로 이루어지게 되며, 높낮이 조절 마운트(14)의 상단부 내측으로 삽입된 후에 마운트측 받침대(20)에 걸쳐지는 형태로 덮혀져서 시료가 들어 있는 내부를 마감시켜줄 수 있게 된다.
특히, 상기 덮개(15)의 이면에는 광 윈도우 포트(12)를 통해 입사되는 빛을 반사시키는 반사체(19)가 형성되어 있으며,이러한 반사체(19)는 광을 반사시키는 반사율이 높은 다양한 재질로 이루어질 수 있는데, 분광분석방법에 따라 테프론, 알루미늄, 금, 은, MgF2, SIO, PTFE 등과 같은 재질로 이루어질 수 있으며, 코팅이나 부착 및 도장 등의 방법으로 덮개 이면에 형성될 수 있게 된다.
한편, 시료 적재용 홀더 모듈을 구성하고 있는 광 윈도우 마운트(11), 시료 적재 모듈(13), 높낮이 조절 마운트(14), 덮개(15)는 테프론, 알루미늄, 금 등과 같은 다양한 소재로 제작될 수 있다.
그리고, 도 5의 그래프에서는 광 윈도우 재료, 즉 광 윈도우에 따른 파장 별 투과 감도를 보여준다.
예를 들면, ZnSe, Fused Silica, Germanium 등의 광 윈도우 재료에 따라 다르게 나타나는 파장 별 투과 감도를 보여준다.
예를 들면, ZnSe, Fused Silica, Germanium, BK7, Optical Glass 등의 광 윈도우 재료에 따라 다르게 나타나는 파장 별 투과 감도를 보여준다.
이에 따라, 본 발명에서는 스크류 방식으로 착탈가능한 광 윈도우 마운트, 즉 광 윈도우를 포함하는 광 윈도우 마운트를 통해 시료의 특성과 분광분석 방법에 따라 적절한 광 윈도우 재료를 선택하여 사용할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈의 사용상태를 나타내는 단면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 시료의 특성과 분광분석 방법에 맞게 적절히 선택한 광 윈도우 재료를 가지는 광 윈도우 마운트(11)와 시료의 형태에 맞게 선택한 높낮이 조절 마운트(14)를 시료 적재 모듈(13)의 아래쪽과 윗쪽에 각각 스크류 체결구조로 조립하고, 시료 적재 모듈(13) 및 높낮이 조절 마운트(14)의 내측에 조성되는 공간 내에 시료(100)를 적재한 후, 높낮이 조절 마운트(14)의 상부를 덮개(15)로 마감한다.
이 상태에서, 광 윈도우 마운트(11)에 있는 광 윈도우(10)의 저부에서 광원의 빛을 조사하면, 이때의 광은 광 윈도우(10)를 투과한 후에 곧바로 광 윈도우 포트(12)를 통해 시료(100)측에 흡수되고, 이렇게 빛을 흡수한 시료(100)의 분자 진동 운동에너지의 변화를 측정하는 방식으로 시료(100)를 분석할 수 있게 된다.
여기서, 시료측에 빛을 조사하여 시료 특성을 분석하는 분광분석측정 방식은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려져 있는 방식이므로 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이와 같이, 본 발명에서는 분광분석측정 방법에 맞게 손쉽게 다양한 광 윈도우 재료들을 선택 적용할 수 있고, 또 측정 시료의 다양한 형태를 반영하여 측정할 수 있으므로, 사용자의 편리성과 경제적 효과를 얻을 수 있다.
10 : 광 윈도우 11 : 광 윈도우 마운트
12 : 광 윈도우 포트 13 : 시료 적재 모듈
14 : 높낮이 조절 마운트 15 : 덮개
16a,16b,17a,17b : 나사부 18 : 시료 잔여물 적재부
19 : 반사체 20 : 받침턱
21 : 바닥부 22 : 벽체
12 : 광 윈도우 포트 13 : 시료 적재 모듈
14 : 높낮이 조절 마운트 15 : 덮개
16a,16b,17a,17b : 나사부 18 : 시료 잔여물 적재부
19 : 반사체 20 : 받침턱
21 : 바닥부 22 : 벽체
Claims (7)
- 중심부에 광 윈도우(10)가 설치되어 있는 광 윈도우 마운트(11);
중심부에 광 윈도우 포트(12)가 형성되어 있고 광 윈도우 마운트(10)의 상부에 결합되는 시료 적재 모듈(13);
관 형태로서 시료 적재 모듈(13)의 상부에 결합되는 높낮이 조절 마운트(14);
상기 높낮이 조절 마운트(14)의 상단부에 씌워져 그 내부를 마감하는 덮개(15);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 광 윈도우 마운트(11)와 시료 적재 모듈(13)은 각각이 가지고 있는 나사부(16a,16b)를 이용하여 서로 체결되는 구조로 결합됨으로써 광 윈도우 마운트(11)를 교체할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 시료 적재 모듈(13)과 높낮이 조절 마운트(14)는 각각이 가지고 있는 나사부(17a,17b)를 이용하여 서로 체결되는 구조로 결합됨으로써 높낮이 조절 마운트(14)를 교체할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈.
- 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 높낮이 조절 마운트(14)는 높이가 다른 복수 개가 구비되어 측정 시료의 형태에 맞게 교체하여 사용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 시료 적재 모듈(13)은 모듈 둘레를 따라 연장 형성되어 시료 잔여물을 보관할 수 있도록 된 시료 잔여물 적재 공간부(18)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈.
- 청구항 1에 있어서,
상기 덮개(15)의 이면에는 광 윈도우 포트(12)로 입사되는 광을 반사시키는 반사체(19)가 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈.
- 청구항 1 또는 청구항 6에 있어서,
상기 반사체(19)는 테프론, 알루미늄, 금, 은, MgF2, SIO, PTFE 중 어느 하나의 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈.
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| KR1020130120273A KR101559846B1 (ko) | 2013-10-10 | 2013-10-10 | 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020130120273A KR101559846B1 (ko) | 2013-10-10 | 2013-10-10 | 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150041834A true KR20150041834A (ko) | 2015-04-20 |
| KR101559846B1 KR101559846B1 (ko) | 2015-10-13 |
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ID=53035129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020130120273A KR101559846B1 (ko) | 2013-10-10 | 2013-10-10 | 반사형 분광분석 시스템의 시료 적재용 홀더 모듈 |
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| KR (1) | KR101559846B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110132889A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-08-16 | 北京凯元盛世科技发展有限责任公司 | 一种透反射测量附件和固液测量转换方法 |
| US20220235655A1 (en) * | 2021-01-25 | 2022-07-28 | Aramco Services Company | Apparatus and method for observing performance of a treatment fluid in a core sample |
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-
2013
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| CN110132889A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-08-16 | 北京凯元盛世科技发展有限责任公司 | 一种透反射测量附件和固液测量转换方法 |
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