KR20170121420A - 휴대용 점도 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점도 측정대상 유체 내에서 낙하하는 낙하체의 속도에 따라 점도를 측정하는 휴대용 점도 측정 장치에 있어서, 사용하기에 간편하고 미량의 점도 측정대상 유체로도 측정 가능한 휴대용 점도 측정 장치에 관한 것으로서, 일회용으로 교체 사용하는 모세관을 삽입한 후에, 모세관 현상에 의한 점도 측정대상 유체의 흡입을 레버로 손쉽게 조절하는 단순한 사용법으로 점도를 측정한다.

Description

휴대용 점도 측정 장치{PORTABLE VISCOSITY MEASURING DEVICE}

본 발명은 점도 측정대상 유체 내에서 낙하하는 낙하체의 속도에 따라 점도를 측정하는 휴대용 점도 측정 장치에 있어서, 사용하기에 간편하고 미량의 점도 측정대상 유체로도 측정 가능한 휴대용 점도 측정 장치에 관한 것이다.

유체의 점성(viscosity)은 유체를 흐르게 할 시에 유동에 저항하는 유체의 성질이다.

이러한 유체의 점성은 혈액, 도료, 잉크, 윤활유, 액상 식품 또는 약품 등의 유체에 대한 유동 특성을 나타내는 중요한 인자로서, 점도 또는 점성계수를 점도계(viscometer)로 측정하여 유체 분석에 사용되고 있다.

유체의 점도 측정이 필요한 경우는 대부분 유체를 채집한 후 즉시 점도 측정하여 유체를 분석하는 경우이므로, 측정하기에 쉽고 간편한 점도계가 요구된다.

특히, 혈액의 점성은 최근 증가하는 혈관계 질환의 진단에 중요한 항목으로 사용되고 있다. 더욱이, 일상생활 중에도 혈액의 점성을 수시로 측정하여 질환을 미연에 방지하거나 위험 초기에 대처해야 함으로, 일반 개인이라도 쉽고 간편하게 측정할 수 있는 점도계가 요구되며, 실제로 그러한 제품도 개발되고 있다.

점도 측정 장치에 적용되는 점도 측정 방법으로서, 낙하체를 유체 내에서 자유낙하시키며 낙하체의 속도를 측정하는 방법이 있다.

이러한 낙하체 낙하 방법은 유체의 점도에 따라 낙하 속도가 상이하게 나타나는 현상을 이용하며, 일본 등록특허 4701442에서 개시한 바와 같이 낙하체를 수용한 채혈관을 상하 반전 조작하게 구성되어, 채혈한 후 반전시켜 낙체를 혈액 내에서 자유 낙하시키고, 낙하하는 낙하체의 종단속도 또는 가속도를 검출하여 점도를 측정한다. 또한, 한국 등록특허 10-1458320에서는 가진 수단을 이용하여 다수의 미세 입자를 부유시킨 후 종말침강속도를 검출하여 점도를 측정한다. 또한, 한국 공개특허 10-2015-0069221에서는 측정 대상 용액을 모세관 현상에 따라 모세관의 내부로 흡입하게 한 후 모세관 내에서 낙하체를 낙하시키며 점도를 측정한다.

하지만, 상기한 종래 기술들은 장치의 크기가 커서 휴대 사용하기에 어려움이 있고, 측정을 위한 사용법이 복잡하여 일반 개인이 쉽게 사용하기에 어려우며, 측정대상 용액을 담기 위한 관의 제조도 복잡하여 그 관을 일회용으로 사용할 시에 비용 증가를 수반하기도 한다.

JP 4701442 B2 2011.03.18. KR 10-1458320 B1 2014.10.29. KR 10-2015-0069221 A 2015.06.23.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 점도 측정을 위한 조작이 간편하고, 다루기에도 편리하고, 소형화가 가능하여 휴대용으로 사용하기에 적합하며, 점도 측정대상 유체를 주입하는 부위만 간편하게 교체하며 사용할 수 있는 휴대용 점도 측정 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 휴대용 점도 측정 장치에 있어서, 모세관 현상으로 점도 측정대상 유체를 흡입할 수 있게 하며, 내부에서 자유낙하할 수 있는 낙하체(11)를 상측 내주면에 구비한 투명성 중공관 형태의 모세관(10); 및 하단의 삽입구(101)를 통해 모세관(10)을 내부에 삽탈 가능하며 외형상 손으로 파지하며 사용하도록 휴대 가능하게 한 본체(100);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 본체(100)는 삽입구(101)를 통해 내부에 삽입하는 상기 모세관(10)의 상부를 파지하고 모세관(10)의 내부와 연통되는 배출통로(112)를 구비한 파지부(110); 상기 배출통로(112)를 개폐하는 작동 레버부(120); 내부에 삽입된 모세관(10)을 따라 배치되어 자유 낙하하는 낙하체(11)를 감지하는 센서부(130); 센서부(130)의 센싱값에 근거하여 점도를 획득하는 신호처리부(180); 획득한 점도를 출력하는 인터페이스부(150); 를 포함함을 특징으로 한다.

상기 파지부(110)는 상기 모세관(10)의 상단을 하부측 구멍을 통해 내부 공간(111)에 수용하는 관상체로 구성되고, 내부 공간(111)을 외부와 연통시키는 배출통로(112)를 외주면에 구비하며, 작동 레버부(120)는 하단을 상기 파지부(110)의 내부 공간(111)에 삽입하되, 삽입된 부위의 외주면에는 상기 파지부(110)의 내부 공간(111)과 항시 이어지는 개폐용 홈(121)이 구비되어, 회전에 의해 개폐용 홈(121)을 배출통로(112)에 맞추거나 어긋나게 하여 개폐함을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 본체(100)에 삽입하는 모세관(10)을 안정적으로 파지한 상태에서 모세관(10) 내부와 외부 사이를 레버의 조작으로 연통 및 차단할 수 있으므로, 모세관 현상에 의한 점도 측정대상 유체의 유입을 조절하며, 이에, 모세관의 삽입 및 레버의 조작이라는 단순한 사용 절차에 따라 쉽게 사용할 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명은 레버를 이용하여 모세관을 본체로부터 탈거시키므로, 모세관(10)의 교체 사용도 간편한 이점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정 장치의 분리 사시도.
도 2는 도 1에서 모세관(10)을 삽입한 본체(100)를 스탠드(200)에 거치하기 이전의 사시도.
도 3은 도 2에서 본체(100)를 스탠드(200)에 거치한 상태의 사시도(a) 및 측면도(b).
도 4는 모세관(10)의 단면도.
도 5는 본체(100)의 단면도.
도 6은 도 5에서 A 영역 확대도.
도 7은 본체(100)의 분리 사시도.
도 8은 도 7에서 B 영역 확대도.
도 9는 파지부(110)와 작동 레버부(120)의 사시도.
도 10은 스탠드(200)의 분리 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 사시도를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 휴대용 점도 측정 장치는 점도 측정대상 유체를 모세관 현상으로 흡입하는 투명성 중공관 형상의 모세관(10), 모세관(10)을 교체 가능하게 삽입하며 모세관(10)을 삽입한 상태에서 조작에 의해 점도 측정대상 유체를 흡입한 후 점도를 측정하여 출력하는 본체(100) 및 본체(100)를 거치하여 자세 안정화함으로써 측정 정밀도를 향상시키는 용도 또는 점도 측정대상 유체의 예상되는 점도에 따라 본체(100)의 기울기를 적절한 값으로 조절하며 점도 측정하는 용도로 사용하기 위한 스탠드(200)를 포함하여 구성된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 휴대용 점도 측정 장치를 이용한 점도 측정 순서를 보여주며, 이에 따르면, 도 1에 도시한 바와 같이 모세관(10)을 하부 일부를 제외하고 삽입구(101)를 통해 본체(100)에 밀어 넣어 도 2에 도시한 바와 같이 되게 한 후, 후술하는 바와 같이 작동 레버부(120)의 조작용 돌기(124)를 조작하여 점도 측정대상 유체를 모세관(10)으로 흡입되게 한다. 이후, 도 3에 도시한 바와 같이 받침대(200)의 거치부(220)에 형성된 본체 삽입구(223)에 삽입하고, 디스플레이어(154)에 출력되는 점도 측정 결과를 확인한다. 더욱 구체적인 점도 측정 순서는 후술하는 바와 같이 각도 조절 및 탈거 조작도 포함한다.

상기 모세관(10)은 도 4에 단면도를 도시한 바와 같이 점도 측정대상 유체를 모세관 현상에 의해 내부로 흡입되게 하는 중공관으로서, 유체가 유입되는 하단뿐만 아니라 상단도 개구되어 있어 유체가 유입될 시에 내부의 공기를 상부 개구를 통해 배출되게 하여 모세관 현상에 의해 유체 유입을 원활하게 한다. 그리고 재질은 외부에서 내부를 가시적으로 볼 수 있는 투명성 재질이면 만족하며, 예를 들어 유리로 할 수 있다.

아울러, 모세관(10)의 상부측 내주면에는 적어도 내경보다 작은 직경의 낙하체(11)가 구비되어서 모세관(10)의 내부에서 자유 낙하할 수 있게 되어 있다.

여기서, 낙하체(11)의 형상은 어느 한 가지 형상으로 한정하지 아니하여도 되며, 예를 들어 구형, 원기둥형, 각형 등으로 할 수 있으나, 바람직하게는 구형이나 아니면 원기둥형으로 하는 것이 좋다.

그런데, 낙하체(11)는 점도 측정대상 유체를 모세관(10)의 내부로 흡입한 상태에서 자유 낙하시킬 것이므로, 점도 측정대상 유체의 예상되는 점도 범위를 감안하여 적절한 중량을 갖는 것이 좋다. 더욱이, 점도 측정대상 유체의 종류에 따라 모세관 현상으로 흡입할 수 있는 적절한 모세관의 내경이 요구되므로, 모세관(10)의 내경 및 낙하체(11)의 크기/중량은 점도 측정대상 유체의 종류에 따라 적합한 값으로 정하는 것이 좋다. 구체적인 예로서, 점도 측정대상 유체가 혈액인 경우에 모세관의 내경은 0.9~1.1mm로 하고, 낙하체는 0.6~0.8mm의 직경을 갖는 Fe, Ni, Co 등의 재질로 구성하거나 아니면 스테인리스강 재질로 구형 금속으로 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 점도 측정대상 유체에 잘 용해되는 화합물을 이용하여 낙하체(11)를 모세관(10)의 내주면에 고정하였다.

예를 들어, 점도 측정대상 유체가 혈액인 경우에, 우혈청 알부민, 수산화나트륨, 염화나트퓸, 구연산나트륨, 아세트산나트륨, 인산칼륨, 질산칼륨, 글루코스 및 락토스 일수화물을 포함하는 그룹에서 적어도 하나를 선택하여 상기 화합물로 사용할 수 있다. 낙하체(11)를 모세관 내에 고정하는 방식은 상기한 화합물을 표면에 도포한 낙하체(11)를 모세관(10) 내부에 넣은 후 동결 건조하는 방식으로 할 수 있다.

다른 예로서, 점도 측정대상 유체가 석유제품인 경우에, 상기 화합물은 친유성 화합물 중에 적절한 것을 선택 사용하여야 할 것이다.

상기 본체(100)는 외형적으로 보면, 모세관(10)을 세워 하단의 삽입구(101)를 통해 내부로 밀어 넣는 하부(100a), 하부(100a)의 상단에 이어지는 중간부(100b) 및 중간부(100b) 상단에 소정의 각도로 기울어지게 이어진 상부(100c)를 포함하여 구성된다.

본체(100)의 하부(100a)는 모세관(10)의 하부 일부를 제외하고 나머지 부위를 내부로 삽입하게 되어 있으며, 모세관(10)의 삽입 부위를 따라 투시창(102)을 상하로 길게 형성하여서 모세관(10)의 삽입 부위를 투시창(102)을 통해 볼 수 있다.

본체(100)의 중간부(100b)는 손으로 파지하기에 용이하도록 전체적으로 둥근 관상체로 형성되어 휴대 사용하기에 좋게 하고, 하부(100a)와 가까운 부위의 외주면에는 둘레방향을 따라 길게 형성된 후 하부(100a)로 꺾인 형상의 레버용 구멍(103)이 조성되어 있다. 여기서, 레버용 구멍(103)에는 후술하는 작동 레버부(120)의 조작용 돌기(124)가 고정된 돌기용 커버(125)가 끼워져 외부로 노출되게 되어 있으며, 이에, 작동 레버부(120)를 회전시키거나 전진시킬 시에 그 범위를 제한한다.

그리고, 본체(100)의 중간부(100b)는 본체(100)의 상부(100c)과 함께 인페이스부(150)를 장착하기 위한 구조를 갖는다.

인터페이스부(150)는 사용자의 조작을 수용하고 사용자에게 정보를 알려주는 기능을 담당하는 것으로서, 본체(100)의 기울기를 선택하기 위한 상하 버튼(151), 본체(100)의 전원을 온/오프(on/off)하기 위한 온오프 버튼(152), 중간부(100b)에 대해 후방으로 기울지게 형성한 상부(100c)의 상면에 설치하여 정보를 출력하는 디스플레이어(154), 동작 상태를 알리기 위한 램프(153)를 포함한다.

본체(100)의 전체 외형을 살펴보면, 모세관(10)이 삽입되는 하부(100a)는 모세관(10)을 따라 배치하는 하기에 설명할 센서부(130), 가이드부(140) 및 조명부(170)을 수용하되 최대한 가늘게 구성하고, 상대적으로 부피가 큰 작동 레버부(120), 상하 버튼(151), 온오프 버튼(152), 신호처리부(180), 및 전원부(160) 등이 장착되는 중간부(100b)는 장착되는 구성요소를 상하로 배치되게 수용하면서 손으로 쉽게 파지하며 조작할 정도로 가늘게 구성하였다. 디스플레이어(154)가 장착되는 상부(100c)는 디스플레이어(154)에 출력하는 화면에 대한 가독성을 고려하여 충분한 면적이 확보되어야 하므로 두께는 얇으면서 하부 및 중간 부보다는 상대적으로 넓은 면적을 갖는 구조로 하였다. 이에 휴대용으로 적합하다고 하겠다.

도 5 및 도 6에 도시한 본체(100)의 단면도와 도 7 및 도 8에 도시한 본체(100)의 분리 사시도와, 도 9에 도시한 파지부(110)와 작동 레버부(120)의 사시도를 참조하며 본체(100)의 내부 구조를 설명한다.

상기 본체(100)는 내부에 삽입하는 모세관(10)의 상측을 파지하는 파지부(110), 모세관(10)의 상단 개구를 외부와 연통시키거나 차단하여 점도 측정대상 유체의 흡입을 조절하고 모세관(10)을 하부로 밀어내어 파지부(110)로부터 탈거되게 할 수 있는 작동 레버부(120), 내부에 삽입한 모세관(10)의 측면을 따라 배치되어 자유낙하하는 낙하체(11)를 감지하는 센서부(130), 센서부(130)의 센싱값에 근거하여 점도를 획득하는 신호처리부(180), 획득한 점도를 출력 및 사용자 조작을 위해 본체의 외부에 노출되게 구비한 인터페이스부(150), 센서부(130) 및 인터페이스부(150)에 전원을 공급하는 전원부(160)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(100)의 내부 구조에 대해 하부(100a), 중간부(100b) 및 상부(100c)의 순서에 따라 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본체(100)의 하부(100a)에는 도 5,7,8에 도시한 바와 같이 모세관(10)을 삽입구(101)를 통해 내부로 삽입하여 수용되게 하는 긴 내부 통로가 마련되어 있다.

그리고, 하부(100a)의 내부 통로에는 모세관(10)의 내부에서 낙하하는 낙하체(11)를 서로 다른 위치(서로 다른 높이)에서 각각 감지하는 복수의 센서부(130)가 배치된다. 즉, 모세관(10)을 본체(100)에 삽입하였을 시에 낙하체(11)의 아래쪽에 서로 다른 높이로 복수의 센서부(130)가 배치되어 낙하체(11)의 낙하를 순차적으로 감지한다.

여기서, 상기 센서부(130)는 낙하체(11)를 감지할 수 있는 것이면 만족하며, 본 발명의 구체적인 실시 예에서는 모세관(10)을 사이에 두고 상호 마주하는 발광부와 수광부로 구성하여 발광부에서 수광부를 향해 조사한 광이 낙하체(11)에 의해 교란되는 시점을 감지하게 하였다. 다른 예로서, 자기장 센서로 구성하여 낙하체(11)에 의해 자기장이 교란되는 시점을 감지하게 하여도 좋다.

아울러, 모세관(10)의 삽입 부위를 따라 복수의 조명부(170)를 배치하여 조명부(170)의 조명을 받는 모세관(10)을 투시창(102)을 통해 외부에서 잘 볼 수 있게 하였다.

또한, 가느다란 모세관(10)을 안정시키기 위해서 내부 통로를 가로지르게 삽입할 시에 모세관(10)이 관통되는 구멍을 구비한 가이드부(140)을 배치하였다.

본체(100) 하부(100a)의 내부 통로 상단에는 내부 통로로 삽입되는 모세관(10)의 상측을 파지하는 파지부(110)가 구비된다.

상기 파지부(110)는 도 6,8,9에 도시한 바와 같이 본체(100) 하부(100a)의 내부 통로에 삽입되어 들어오는 모세관(10)의 상부를 관통시켜 내부 공간(111)에 수용하되, 관통되는 부위로 모세관(10)의 외주면에 밀착하여 밀폐하는 관상체로 형성된다. 그리고 상부가 개구된 내부 공간(111)은 모세관(10)의 외경보다는 상대적으로 큰 내경을 갖으며, 내주면 중에 정면 방향의 한 지점에 배출통로(112)가 조성되어 있어 내부 공간(112)을 외부와 연통시킬 수 있다.

여기서, 상기 파지부(110)의 재질은 실리콘고무 또는 고무처럼 고무탄성(rubber elasticity)을 갖는 재질로 이루어져서, 하부측 구멍을 통해 관통되는 모세관(10)의 외주면에 밀착하며 밀폐하고, 상측 개구를 통해 일부분을 내부 공간(111)에 삽입하는 하기의 작동 레버부(120)의 외주면에 밀착하여 밀폐함으로써, 내부공간에 놓이는 모세관(10)의 상단 개구는 배출통로(112)를 통해서만 외부와 연통시킬 수 있게 한다.

한편, 파지부(110)에서 내부 공간(111)을 향해 모세관(10)이 관통되는 구멍은 내경이 점차 좁아지게 형성되어 있어, 모세관(10)을 수월하게 관통시킬 수 있다. 아울러, 그 구멍의 외측에는 그 구멍으로 모세관(10)을 안내하는 삽입용 가이드부(114)를 추가하였다. 여기서, 삽입용 가이드부(114)는 내경이 점차 좁아져 대략 파지부(110)의 구멍 크기로 축소되는 구멍을 구비한다.

또한, 파지부(110)의 상측 개구를 통해 내부 공간(111)에 끼워지는 작동 레버부(120)가 회전할 시에 파지부(110)가 함께 회전하게 되는 것을 방지하기 위해서, 도 6 및 도 9에 도시한 바와 같이 파지부(110)의 외주면 중 상기 배출통로(112)의 주변에는 서로 마주하는 돌출부(113)를 조성하고, 돌출부(113) 사이에 끼워지는 돌기(104)를 본체(100)의 내주면에 조성하였다. 이때의 돌기(104)는 배출통로(112)에 연통되면서 파지부(110)의 외주면을 벗어나는 위치까지 연장되는 홈(105)을 구비하여 배출통로(112)를 본체(100) 내부 공간과 이어지게 한다.

작동 레버부(120)는 하부측 일부분을 상기 파지부(110)의 상측 개구를 통해 상기 파지부(110)의 내부 공간(111)에 삽입하여 내부 공간(111)을 밀폐하되, 파지부(110)의 재질 특성에 의해 수직축을 기준으로 회전 가능하다. 그리고, 내부 공간(111)에 삽입되는 하부측 부위의 외주면에는 상하로 길게 이어져 파지부(110)의 내부 공간(111)과 항시 연통된 상태를 유지하는 개폐용 홈(121)이 배출통로(112)의 높이까지 조성되어 있다.

이에, 내부 공간(111)은 개폐용 홈(121)을 배출통로(112)의 위치에 맞추면 외부와 연통되고, 개폐용 홈(121)을 배출통로(112)에 어긋나게 하면 외부와 차단되므로, 작동 레버부(120)를 회전각 조절로 배출통로(112)를 개폐할 수 있다.

아울러, 작동 레버부(120)에서 상기 파지부(110)의 내부 공간(111)에 삽입되는 부위에는 도 6,8,9에 도시한 바와 같이 내부 공간(111)에 수용된 모세관(10)의 상단과 맞닿게 한 돌기 형상의 탈거용 돌기(122)가 조성되어 있다. 이러한 탈거용 돌기(122)는 모세관(10)을 본체(100)에 삽입할 시에 삽입 깊이를 제한하면서, 작동 레버부(120)을 하강시켜 모세관(10)을 하부로 밀어냄으로써 파지부(110)로부터 이탈시키는 탈거용으로 활용된다. 그리고 탈거용 돌기(122)의 하단에는, 모세관(10)의 상단에 맞닿을 시에 모세관(10)의 상단 개구를 막지 아니하도록 하단의 중심에서 외주면에 이르는 개구용 홈(123)이 조성되어 있다.

작동 레버부(120)의 상측부는 상기 레버용 구멍(103)을 통해 외부로 돌출되어 이동 범위가 상기 레버용 구멍(103)에 의해 가이드 되는 돌기 형상의 조작용 돌기(124)를 구비한다.

여기서, 상기 레버용 구멍(103)은 몸체(100) 중간부(100b)의 둘레방향으로 소정 길이로 절개한 후 어느 한쪽 끝단에서 하부 방향을 향해 소정 길이로 추가 절개한 형상을 갖게 되므로, 작동 레버부(120)는 상기 레버용 구멍(103)에 의해 회전 범위 및 하강 범위를 제한받게 된다. 물론, 회전 범위는 작동 레버부(120)의 개폐용 홈(121)을 파지부(110)의 배출통로(112)에 맞추어 상호 연통시키게 하는 위치와 개폐용 홈(121)을 배출통로(112)와 어긋나 상호 연통되지 아니하게 하는 위치를 양 끝으로 하는 범위이고, 하강 범위는 모세관(10)을 탈거용 돌기(122)로 밀어내어 파지부(110)로 이탈되게 하는 범위로 한다.

구체적인 실시 예에서 상기 조작용 돌기(124)는 돌기용 커버(125)에 씌워진 상태로 상기 레버용 구멍(103)에 끼워진다. 아울러, 돌기용 커버(125)는 사람의 손에 의해 조작되어 레버용 구멍(103)에 따라 이동할 시에 레버용 구멍(103)를 항시 덮는 연장부를 구비한다. 여기서, 연장부는 본체(100) 중간부(110b)의 내주면에 밀착되게 구비하여서, 내부를 외부에서 보이지 아니하게 하면서 작동 레버부(120)의 회전 및 상하 이동을 안정시키며, 보다 안정되게 하기 위해 레버용 구멍(103), 조작용 돌기(124) 및 돌기용 커버(125)를 2개소에 구비한다.

물론, 파지부(110)의 외부는 본체(100) 중간부(100b)의 내부 공간이 되고 레버용 구멍(103)에 의한 틈새가 존재하게 되므로, 파지부(110)의 내부 공간(111)와 본체(100)의 외부 사이에는 공기의 흐름이 가능하게 된다.

작동 레버부(120)의 상부측에는 센서부(130)에서 감지된 센싱값에 근거하여 점도를 연산 또는 회득하는 알고리즘을 실행하는 신호처리부(180)와, 상기한 인터페이스부(150) 및 전원부(170)가 배치된다.

구체적인 실시 예에 따르면, 도 7에 도시한 바와 같이 중간부(100b)의 내부공간부터 하부(100a)의 내부공간에 이르는 폭이 좁고 상하로 길게 이어진 회로기판(181)을 마련하여, 센서부(130), 가이드부(140), 조명부(170), 파지부(110), 작동 레버부(120), 신호처리부(180) 및 전원부(160)는 물론이고, 인터페이스부(150) 중에 상하 버튼(151) 및 램프(153)를 배치 위치에 맞게 회로기판(181)에 실장하거나 장착하여서, 본 발명의 조립 공정을 단순화하였다. 온오프 버튼(152)의 경우는 상부(100c)의 하부측(디스플레이어의 아래쪽)에 장착하여 조작하기 쉽게 하였다.

한편, 상기 신호처리부(180)는 본체(100)의 기울기 각도를 선택 입력하게 하는 화면을 디스플레이어(154)에 출력하여 상기 상하 버튼(151)으로 기울기 각도를 선택하게 하고, 센서부(140)로 감지된 센싱값에 따라 점도를 획득할 시에 상하 버튼(151)에 의해 선택된 기울기 각도에 대응되는 점도 획득 알고리즘으로 점도를 획득한다.

모세관(10) 내에서 낙하하는 낙하체(11)는 수평면을 기준으로 한 모세관(10) 기울기 각도가 클수록 낙하시간이 짧아지며, 역으로서, 연직선을 기준으로 하면 모세관(10)의 기울어진 각도가 작을수록 낙하시간이 짧아진다.

이에, 점도 측정대상 유체에 대해 예상되는 점성이 낮을수록 수평면을 기준으로 한 기울기 각도를 작게 하여 점도를 측정함으로써 더욱 정확한 점도를 얻을 수 있다. 이는, 점도가 낮을수록 낙하체의 낙하시간이 짧아져서 센서부에서의 검출오차가 상대적으로 크게 될 수 있기 때문이다.

반대로, 예상되는 점성이 높을수록 수평면을 기준으로 한 기울기 각도를 크게 하여서, 점도가 낮은 경우와의 낙차시간 차이를 작게 하여 점도를 정확하게 얻는 것이 좋다.

따라서 상기한 점도 획득 알고리즘은 예를 들어 한국 공개특허 10-2015-0069221에 개시한 것처럼 모세관의 기울기에 따른 낙하시간의 변화를 실측하여서, 점도 연산식을 기울기에 따라 보정하는 알고리즘으로 할 수 있다.

한편, 점도 연산식은 예를 들어 한국 등록특허 10-1458320에 기술된 연산식을 활용할 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 본체(100)는 하기의 스탠드(200)를 사용하지 아니하고 단독 사용하여 점도를 측정할 수도 있으며, 사용방법은 다음과 같이 할 수 있다.

먼저, 작동 레버부(120)는 파지부(110)의 배출통로(112)를 차단하면서 상부로 밀려 있는 상태로 둔다.

다음으로, 낙하체(11)가 구비된 부위가 먼저 들어가도록 모세관(10)을 본체(100)의 삽입구(101)에 삽입하되, 파지부(110)의 내부 공간(111) 내에서 작동 레버부(120)의 탈거용 돌기(122)에 맞닿을 때까지 모세관(10)을 삽입한다. 이와 같이 삽입한 상태에서 모세관(10)의 하단(낙하체가 구비된 부위의 반대측)은 삽입구(101)의 외부로 노출되어 있어야 하므로, 모세관(10)의 길이를 본체에의 삽입 깊이 따라 적절하게 제조하여야 할 것이다.

다음으로, 온오프 버튼(152)을 눌러 전원을 킨다. 그리고, 기울기를 선택 입력한다. 하기의 스탠드(200)를 사용하지 아니하는 경우에, 기울기를 정확하게 맞추기 어려우므로, 연직방향으로 선택하는 것이 좋다.

다음으로, 모세관(10)의 하단을 점도 측정대상 용액에 담근 후, 조작용 돌기(124)를 손가락으로 움직여 작동 레버부(120)를 회전시킴으로써, 배출통로(112)를 개방시킨다. 이에, 모세관(10)의 내부 공기는 모세관 현상에 의해 점도 측정대상 유체의 상승 압력을 받아 작동 레버부(120)의 개구용 홈(123), 파지부(110)의 내부 공간(111), 작동 레버부(120)의 개폐용 홈(121) 및 배출통로(112)를 경유하여 외부로 배출되므로, 유체가 모세관(11)의 내부로 흡입된다.

여기서, 투과창(102)을 통해 유체의 유입 높이를 볼 수 있으므로, 유체가 낙하체(11)에 이르는 순간에 작동 레버부(120)를 회전시켜 배출통로(112)를 폐구함으로써, 모세관(10) 내의 공기 배출 경로가 차단된다. 이에, 모세관 내의 유체 흡입은 중단된다. 그리고, 본체(100)를 수직으로 세운다.

이때, 낙하체(11)를 모세관(10)의 내벽에 고정시킨 화합물이 유체에 용해되어 낙하체(11)가 낙하하므로, 신호처리부(180)는 센서부(130)에 감지된 낙하체(11)의 낙하 속도에 따라 점도를 획득하고 획득한 점도를 디스플레이어(154)에 출력한다.

사용자는 출력된 점도를 확인한 이후 작동 레버부(120)를 하부로 밀어서, 모세관(10)을 파지부(110)로부터 이탈시킨다. 이에, 모세관(10)은 본체(100)로부터 탈거된다.

이하, 스탠드(200)에 대해서 도 1 내지 도 3과 도 10의 분리 사시도를 참조하며 설명한다.

상기 스탠드(200)는 상기 본체(100)를 움직이지 아니하게 한 안정된 상태로 두고 점도를 측정하거나 또는 적절한 기울기로 조절한 상태로 점도를 측정하게 한다. 이를 위한 상기 스탠드(200)는 간격을 두고 상부로 돌출시켜 상호 마주하게 한 축 받침부(210), 양측 축 받침부(210)의 사이에 배치되어 축 받침부(210)에 지지되어 회전 가능한 회전축(221)을 축으로 기울일 수 있게 한 거치부(220), 및 거치부(220)의 기울기를 조절하기 위한 각도 조절부(230 : 231 내지 237)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 거치부(220)는 상하가 개구된 본체 삽입구(223)를 구비하며, 본체(100)를 본체(100)를 위에서 아래로 본체 삽입구(223)에 삽입할 수 있게 한다. 여기서, 본체 삽입구(223)의 내주면 하단측에는 본체(100)의 하부(100a)는 통과시키고 본체(100)의 중간부(100b)는 걸쳐지게 한 단턱(미도시)이 조성되어 있다. 즉, 본체(100)의 각 부위 중에 적어도 투시창(102)부터 삽입구(101)까지는 거치부(220)의 하부측으로 노출되어 있어 외부에서 볼 수 있어야 한다.

아울러, 상기 거치부(220)는 본체(100) 하부(100a)의 후방측을 간격을 두고 감싸도록 하부로 연장한 연장부(222)를 구비한다. 바람직하게는, 상기 연장부(222)의 하단은 모세관(10)에서 낙하하는 유체를 고이게 하는 작은 웅덩이 형상의 액받이홈(224)을 갖게 한다. 이러한 액받이홈(224)은 모세관(10)을 삽입하고 점도 측정대상 유체를 모세관(10)에 흡입시킨 상태의 본체(100)를 상기 거치부(220)에 끼워 넣을 시에, 모세관(10)에서 떨어질지 모르는 유체를 담아, 차후 씻어내기에 용이하게 하기 위함이다.

구체적인 실시 예에 따르면 거치부(220)는 상기 본체(100)를 끼워 넣는 연직 방향과 직교하는 횡단 방향의 양측에 각각 하나씩의 회전축(221)을 고정하게 구성된다. 또한, 양측의 회전축(221)는 각각 축 받침부(210)에 관통시킨 상태로 회전할 수 있게 되어 있다.

축 받침부(210)의 외측 면에는 회전축(221)의 단부에 관통되는 이탈 방지판(211)이 장착된다. 축 이탈 방지판(211)은 회전축(221)의 회전을 허용하면서 축 받침부(210)에 고정되어 회전축(221)의 이탈을 방지하며, 외부에서 회전축(221)의 회전각을 알 수 있게 한다. 즉, 회전축(221)의 회전각은 거치부(220)의 회전각 또는 거치부(220)에 거치한 본체(100)의 기울기 각이 되므로, 본체(100)에 삽입한 모세관(10)의 기술기를 회전축(221)의 회전각으로 알 수 있다.

상기 각도 조절부(230)는 외부로 노출된 회전축(221)의 단부에 표기한 지시선(232), 회전축(221)의 단부를 중심으로 하는 상기 축 이탈 방지판(211) 표면의 원호 상에 거치부(220)의 기울임 각도를 새기어 회전축(221)의 회전에 따라 지시선(232)이 가리키게 한 눈금(231), 축 받침부(210)와 거치부(220)의 사이에 개재되되 거치부(220)에 고정되고 회전축(221)에 관통되며 회전축(221)을 중심으로 한 원호를 따라 복수의 홀(234)이 조성된 회전원판(233), 축 받침부(210)에 고정되며 회전원판(233)의 회전에 따라 삽입되는 홀(234)이 달라지게 한 홀 삽입 돌기(235), 거치부(220)에 조성되는 돌기(236), 축 받침부(210)에 조성되어 돌기(236)에 걸리게 하여 거치부(220)의 회전범위를 제한하게 한 멈춤 돌기(237)을 포함한다.

여기서, 상기 홀 삽입 돌기(235)는 눌림에 대해 탄성적으로 수축되거나 또는 축 받침부(210)의 내부를 향해 탄성적으로 밀려들어가는 구조로 하여, 거치부(220)를 손으로 회전시킬 수 있게 함은 물론이고, 홀(234)에 끼워진 상태에서 손을 놓으면 인위적으로 회전시키지 아니하는 한 거치부(220)를 회전하지 않도록 멈춰 있게 한다.

또한, 상기 회전원판(233)에 조성한 복수 홀(234)의 조성 위치 및 상기 축 이탈 방지판(211)에 새기는 눈금의 표기 위치는 각각 상호 대응되면서, 아울러, 거치부(220)의 기울기 각도와도 대응되게 한다. 여기서의 각도는 예를 들어, 수평면과의 각도를 20°~ 90°범위로 하고, 홀(234) 및 눈금(231)을 20°, 30°, 45° 및 90°의 위치에 맞게 조성할 수 있고, 이러한 조절 각도는 본체(100)에서 선택 입력하는 각도와 일치시킨다.

이와 같이 구성되는 상기 스탠드(200)의 사용법은 본체(100)에 선택 입력한 기울기 각도와 동일한 각도로 거치부(220)를 기울이고, 적어도 점도 측정대상 유체가 채워진 모세관(10) 내에서 낙하체(11)가 낙하하기 이전에 본체(100)를 거치부(220)에 거치하는 것 이외에는 본체(100)의 단독 사용과 동일하다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10 : 모세관 11 : 낙하체
100 : 본체
100a : 하부 100b : 중간부 100c : 상부
101 : 삽입구 102 : 투시창 103 : 레버용 구멍
104 : 돌기 105 : 홈
110 : 파지부 111 : 내부 공간 112 : 배출통로
113 : 돌출부 114 : 삽입용 가이드부
120 : 작동 레버부 121 : 개폐용 홈 122 : 탈거용 돌기
123 : 개구용 홈 124 : 조작용 돌기 125 : 돌기용 커버
130 : 센서부
140 : 가이드부
150 : 인터페이스부 151 : 상하 버튼 152 : 온오프 버튼
153 : 램프 154 : 디스플레이어
160 : 전원부
170 : 조명부
180 : 신호처리부 181 : 회로기판
200 : 스탠드
210 : 축 받침부 211 : 축 이탈 방지판
220 : 거치부 221 : 회전축 222 : 연장부
223 : 본체 삽입구 224 : 액받이홈
230 : 각도 조절부 231 : 눈금 232 : 지시선
233 : 회전원판 234 : 홀 235 : 홀 삽입 돌기
236 : 돌기 237 : 멈춤 돌기

Claims (8)

1. 모세관 현상으로 점도 측정대상 유체를 흡입할 수 있게 하며, 내부에서 자유낙하할 수 있는 낙하체(11)를 상측 내주면에 구비한 투명성 중공관 형태의 모세관(10); 및 하단의 삽입구(101)를 통해 모세관(10)을 내부에 삽탈 가능하며 외형상 손으로 파지하며 사용하도록 휴대 가능하게 한 본체(100);를 포함하여 구성되되,
   상기 본체(100)는
   삽입구(101)를 통해 내부에 삽입하는 상기 모세관(10)의 상부를 파지하고 모세관(10)의 내부와 연통되는 배출통로(112)를 구비한 파지부(110);
   상기 배출통로(112)를 개폐하는 작동 레버부(120);
   내부에 삽입된 모세관(10)을 따라 배치되어 자유 낙하하는 낙하체(11)를 감지하는 센서부(130);
   센서부(130)의 센싱값에 근거하여 점도를 획득하는 신호처리부(180);
   획득한 점도를 출력하는 인터페이스부(150);
   를 포함하는 휴대용 점도 측정 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 파지부(110)는 상기 모세관(10)의 상단을 하부측 구멍을 통해 내부 공간(111)에 수용하는 관상체로 구성되고, 내부 공간(111)을 외부와 연통시키는 배출통로(112)를 외주면에 구비하며,
   작동 레버부(120)는 하단을 상기 파지부(110)의 내부 공간(111)에 삽입하되, 삽입된 부위의 외주면에는 상기 파지부(110)의 내부 공간(111)과 항시 이어지는 개폐용 홈(121)이 구비되어, 회전에 의해 개폐용 홈(121)을 배출통로(112)에 맞추거나 어긋나게 하여 개폐하는 휴대용 점도 측정 장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 작동 레버부(120)는 하강에 의해 모세관(10)을 하부 방향으로 밀어내어 상기 파지부(110)로부터 탈거되게 하는 휴대용 점도 측정 장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 작동 레버부(120)는 회전 범위 및 하강 범위를 제한하도록 본체(100)의 외주면에 형성한 레버용 구멍(103)을 통해 외부로 돌출시킨 조작용 돌기(124)를 구비하는 휴대용 점도 측정 장치.
5. 제 1항에 있어서,
   삽입구(101)를 하부로 하여 상기 본체(100)를 끼워 넣는 거치부(220); 및
   거치부(220)의 기울기를 조절하는 각도 조절부(230);
   를 구비하는 스탠드(200)를 더욱 포함하여 구성되는 휴대용 점도 측정 장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 각도 조절부(230)는 조절할 각도의 눈금(231)을 포함하고,
   상기 인터페이스부(150)는 각도를 선택하는 버튼(151)을 포함하며,
   상기 신호처리부(180)는 버튼(151)에 의해 선택된 각도에 대응되는 점도 획득 알고리즘으로 점도를 획득하는 휴대용 점도 측정 장치.
7. 제 5항에 있어서,
   상기 본체(100)는 내부에 삽입되는 모세관(10)을 따라 투시창(102)이 상하로 길게 형성되고 조명부(170)가 배열되어 있어, 조명부(170)의 조명을 받는 모세관(10)을 투시창(102)을 통해 볼 수 있게 한 휴대용 점도 측정 장치.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 스탠드(200)에 구비되는 거치부(220)는 적어도 투시창(102)부터 삽입구(101)까지 외부로 노출되도록 상기 본체(100)를 거치하고, 모세관(10)에서 낙하하는 유체를 고이게 할 액받이홈(224)을 삽입구(101)의 아래에 구비하는 휴대용 점도 측정 장치.

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