KR20180024295A - Sensor for detecting environmental change information of internal packaging and package inspection apparatus using the same - Google Patents

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KR20180024295A
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옥경식
최성욱
장현주
박기상
임민철
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한국식품연구원
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Abstract

The present invention relates to a sensor for sensing environmental change information inside wrapping paper, and to an apparatus for inspecting the wrapping paper using the same. To this end, the present invention includes: an electric field strengthening structure installed inside wrapping paper and configured to reinforce an electric field in response to a preset frequency band of electromagnetic waves; and a sensing layer applied onto the electric field strengthening structure and formed to change a state thereof in accordance with an environmental change inside the wrapping paper.

Description

포장지 내부의 환경 변화 정보를 감지하는 센서 및 이를 이용한 포장지 검사장치{SENSOR FOR DETECTING ENVIRONMENTAL CHANGE INFORMATION OF INTERNAL PACKAGING AND PACKAGE INSPECTION APPARATUS USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensor for detecting environmental change information inside a wrapping paper, and a device for inspecting a wrapping paper using the sensor.

본 발명은 포장지 내부의 환경 변화 정보를 감지하는 센서 및 이를 이용한 포장지 검사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a sensor for sensing environmental change information inside a wrapping paper, and an apparatus for inspecting a wrapping paper using the same.

일반적으로 포장지는 내부에 수용되는 내용물을 보호 및 포장하기 위한 수단으로 해당 내용물의 종류에 따라 그 종류를 달리한다. In general, wrapping paper is a means for protecting and packaging the contents contained therein, and the kind thereof is different according to the type of contents.

이러한 포장지에 수용되는 내용물은 포장지 내부의 환경 변화에 따라 상태가 변화되는 상황이 발생될 수 있다. 특히, 식료품과 같은 내용물의 경우 환경 변화에 따라 변질 가능성이 높다. 하지만 대부분의 제품들은 불투명 재질의 밀봉 상태인 포장지 내부에 내용물이 구비되기 때문에 내부 내용물의 변질 상태를 외부에서 식별하기가 어려운 문제점이 있다.The contents accommodated in such a wrapping paper may be changed in accordance with a change in environment inside the wrapping paper. Especially, contents such as groceries are highly likely to change due to environmental changes. However, since most of the products are provided with the contents inside the wrapping paper which is a sealed state of the opaque material, it is difficult to identify the altered state of the contents inside from the outside.

따라서, 각 유통 단계에서 포장지를 개봉하지 않고 내용물의 상태 변화를 용이하게 감지하여 최종 소비자에게 정상적인 제품을 제공하기 위한 장치 및 방법이 요구된다.Accordingly, there is a need for an apparatus and method for easily detecting a change in the state of contents without opening the wrapping paper at each distribution stage and providing a normal product to the end consumer.

본 발명의 목적은 저비용으로 포장지 내부의 환경 변화를 용이하게 감지할 수 있는 센서 및 이를 이용한 포장지 검사장치를 제공하기 위한 것이다SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sensor capable of easily detecting environmental changes inside a wrapping paper at low cost and an apparatus for inspecting a wrapping paper using the same

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 포장지 내부의 환경 변화 정보를 감지하는 센서는, 포장지 내부에 설치되어 전자기파 중 기설정된 주파수 대역에 반응하여 전계를 강화시키는 전계 강화 구조체; 및 상기 전계 강화 구조체에 도포되어, 상기 포장지 내부의 환경 변화에 따라 상태 변화가 이루어지도록 형성되는 감지층을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a sensor for sensing environmental change information in a wrapping paper, comprising: an electric field reinforcing structure installed inside a wrapping paper to reinforce an electric field in response to a predetermined frequency band of electromagnetic waves; And a sensing layer formed on the electric field enhancing structure so as to change a state according to an environmental change in the packaging sheet.

여기서, 상기 감지층은, 상기 상태 변화가 발생되는 경우, 입사되는 제1 전자기파를 상기 상태 변화에 대응되는 제2 전자기파로 변환시킬 수 있다.Here, the sensing layer may convert the incident first electromagnetic wave into a second electromagnetic wave corresponding to the state change when the state change occurs.

여기서, 상기 제2 전자기파는, 상기 상태 변화에 따라 상기 제1 전자기파의 주파수 정보, 반사도 정보, 및 Q-인자 정보 중 적어도 어느 하나가 변화될 수 있다.Here, at least one of frequency information, reflectivity information, and Q-factor information of the first electromagnetic wave may be changed according to the change of the state of the second electromagnetic wave.

여기서, 상기 감지층은, 온도 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 온도 변형 물질을 포함할 수 있다.Here, the sensing layer may include a temperature strain material that undergoes a physical change according to a temperature change.

여기서, 상기 온도 변형 물질은, 파라핀 왁스(Paraffin Wax), 폴리올레핀계 왁스(Polyolefine Wax), 열가소성 수지(Thermoplastic Resin), 폴리스티렌(Polystyrene), 메타크릴 수지(Methacrylic Resin), 폴리에틸렌(Polyethylene), 천연 지방(Natural Fat), 및 오일(Oil) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Here, the temperature-modifying substance may be selected from the group consisting of paraffin wax, polyolefin wax, thermoplastic resin, polystyrene, methacrylic resin, polyethylene, natural fat (Natural Fat), and oil (oil).

여기서, 상기 감지층은, 습도 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 습도 변형 물질을 포함할 수 있다.Here, the sensing layer may include a moisture deformation material that undergoes a physical change in response to a change in humidity.

여기서, 상기 습도 변형 물질은, 메타크릴산 히드록시알킬(Methacrylic Acid Hydroxyalkyl), 폴리메타크릴 아미드(Polymethacryl Amide), 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol), 및 하이드로겔(Hydrogel) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Here, the moisture modifying material may include at least one of Methacrylic Acid Hydroxyalkyl, Polymethacryl Amide, Polyvinyl Alcohol, and Hydrogel. .

여기서, 상기 감지층은, 압력 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 압력 변형 물질을 포함하는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지할 수 있다.Here, the sensing layer may sense information on the internal environment change of the wrapping paper including a pressure-deforming material that is physically changed in accordance with the pressure change.

여기서, 상기 포장지 내부에 부착되도록 형성되는 베이스층을 더 포함하고, 상기 전계 강화 구조체는, 상기 베이스층 상에 배치될 수 있다.Here, the base further includes a base layer formed to be attached to the inside of the package, and the electric field enhancing structure may be disposed on the base layer.

여기서, 상기 전계 강화 구조체는 제1 굴절률을 가지도록 형성되고, 상기 베이스층은 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖도록 형성될 수 있다.Here, the electric field enhancing structure may be formed to have a first refractive index, and the base layer may be formed to have a second refractive index that is smaller than the first refractive index.

여기서, 상기 전계 강화 구조체는, 일방향으로 돌출되도록 형성되는 돌출부와 타방향으로 오목되도록 형성되는 오목부가 교대로 연속 배치될 수 있다.Here, the electric field reinforcing structure may be arranged such that protrusions protruding in one direction and recesses formed in the other direction are alternately and continuously arranged.

여기서, 상기 전계 강화 구조체는, 회절격자, 메탈 메쉬, 메타물질, 광원의 파장 이하의 폭을 갖는 개구부(opening)를 포함하는 금속층, 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 구조물 및 광결정 구조물 중 적어도 어느 하나일 수 있다.Here, the electric field enhancing structure may be at least one of a diffraction grating, a metal mesh, a metamaterial, a metal layer including an opening having a width less than the wavelength of the light source, a structure for inducing surface plasmon resonance, and a photonic crystal structure have.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 실시예와 관련된 포장지 검사장치는, 포장지 내부에 설치되어 전자기파 중 기설정된 주파수 대역에 반응하여 전계를 강화시키는 전계 강화 구조체와 상기 전계 강화 구조체에 도포되어 상기 포장지 내부의 환경 변화에 따라 상태 변화가 이루어지는 감지층을 구비하며 센서; 상기 센서로 제1 전자기파를 조사하는 광원; 상기 센서로부터 생성되는 제2 전자기파를 검출하는 검출부; 및 상기 검출부로부터 검출된 상기 제2 전자기파에 기초하여 상기 포장지 내부의 상기 환경 변화에 대한 환경 변화 정보를 생성하는 인식부;를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for inspecting a wrapping paper according to another embodiment of the present invention, comprising: an electric field reinforcing structure provided inside a wrapping paper to reinforce an electric field in response to a predetermined frequency band of electromagnetic waves; A sensor having a sensing layer for changing a state according to a change in environment inside the wrapping paper; A light source for irradiating the first electromagnetic wave with the sensor; A detector for detecting a second electromagnetic wave generated from the sensor; And a recognition unit for generating environmental change information on the environmental change inside the wrapping paper based on the second electromagnetic wave detected by the detection unit.

여기서, 상기 감지층은, 온도 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 온도 변형 물질을 포함하고, 상기 온도 변형 물질은, 파라핀 왁스(Paraffin Wax), 폴리올레핀계 왁스(Polyolefine Wax), 열가소성 수지(Thermoplastic Resin), 폴리스티렌(Polystyrene), 메타크릴 수지(Methacrylic Resin), 폴리에틸렌(Polyethylene), 천연 지방(Natural Fat), 및 오일(Oil) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Here, the sensing layer may include a temperature deformation material that undergoes a physical change in response to a temperature change, and the temperature deformation material may include paraffin wax, polyolefin wax, thermoplastic resin, And may include at least one of polystyrene, methacrylic resin, polyethylene, natural fat, and oil.

여기서, 상기 감지층은, 습도 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 습도 변형 물질을 포함하고, 상기 습도 변형 물질은, 메타크릴산 히드록시알킬(Methacrylic Acid Hydroxyalkyl), 폴리메타크릴 아미드(Polymethacryl Amide), 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol), 및 하이드로겔(Hydrogel) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Here, the sensing layer may include a moisture modifying material that undergoes a physical change in response to a change in humidity, and the moisture modifying material may be selected from the group consisting of Methacrylic Acid Hydroxyalkyl, Polymethacryl Amide, Vinyl alcohol, polyvinyl alcohol, and hydrogel.

여기서, 상기 감지층은, 압력 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 압력 변형 물질을 포함할 수 있다.Here, the sensing layer may include a pressure-strain material that undergoes a physical change in response to a pressure change.

여기서, 상기 인식부는, 상기 제1 전자기파와 상기 제2 전자기파의 주파수 정보, 반사도 정보, 및 Q-인자 정보 중 적어도 어느 하나를 비교하여 상기 환경 변화 정보를 생성Here, the recognizing unit may generate at least one of the frequency information, the reflectivity information, and the Q-factor information of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave to generate the environment change information

여기서, 상기 환경 변화 정보를 이미지 정보로 출력하도록 형성되는 디스플레이부; 및 상기 환경 변화 정보를 음성 정보로 출력하도록 형성되는 스피커부;를 더 포함할 수 있다.A display unit configured to output the environmental change information as image information; And a speaker unit configured to output the environment change information as voice information.

상기와 같이 구성되는 포장지 내부의 환경 변화 정보를 감지하는 센서 및 이를 이용한 포장지 검사장치에 의하면, 포장지 내부의 환경 변화를 용이하게 감지할 수 있다.According to the sensor for detecting the environmental change information in the wrapping paper and the wrapping paper inspecting apparatus using the same, the environmental change inside the wrapping paper can be easily detected.

또한, 환경 변화에 의해 변환되는 구조에 따라 반사되는 전자기파를 변화시킴으로써, 전기적으로 구동되는 일반 센서들의 구성(전원, 메모리, 통신부 등)을 구비하지 않아도 됨으로써 간략한 구조를 갖는 저비용의 센서를 구현할 수 있다.In addition, by changing the electromagnetic waves reflected according to the structure converted by the environment change, it is possible to realize a low-cost sensor having a simple structure by not including the configuration (power source, memory, communication unit, etc.) of general sensors electrically driven .

또한, 온도, 습도 및 압력 등과 같은 환경 변화에 반응하는 물질들로 센서를 구성함에 따라, 다양한 환경 변화를 감지할 수 있다.In addition, by configuring the sensor with materials that respond to environmental changes, such as temperature, humidity, and pressure, various environmental changes can be detected.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서(100)의 계층 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴곡 구조의 센서(100')를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포장지 검사장치(200)의 구조 및 동작 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a 내지 도 4c는 환경 변화에 따라 제2 전자기파의 속성 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 센서(100) 및 포장지 검사장치(200)를 통해 포장지(P) 내부의 습도 정보를 감지하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6는 센서(100) 및 포장지 검사장치(200)를 통해 포장지(P) 내부의 압력 정보를 감지하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7a 및 도 7b는 센서(100) 및 포장지 검사장치(200)를 통해 포장지(P') 내부의 온도 정보를 감지하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
1 is a cross-sectional view illustrating a hierarchical structure of a sensor 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a flexure sensor 100 'according to another embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a structure and an operation method of the wrapping paper inspecting apparatus 200 according to another embodiment of the present invention.
4A to 4C are diagrams for explaining the property change of the second electromagnetic wave according to the change of the environment.
5 is a conceptual diagram for explaining a method of sensing humidity information inside the wrapping paper P through the sensor 100 and the package inspecting apparatus 200. FIG.
6 is a conceptual diagram for explaining a method of sensing pressure information inside the wrapping paper P through the sensor 100 and the package inspecting apparatus 200. As shown in FIG.
7A and 7B are conceptual diagrams for explaining a method of sensing temperature information inside the wrapping paper P 'through the sensor 100 and the wrapping paper inspecting apparatus 200. FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포장지 내부의 환경 변화 정보를 감지하는 센서 및 이를 이용한 포장지 검사장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a sensor for detecting environmental change information in a wrapping paper according to a preferred embodiment of the present invention and an apparatus for inspecting a wrapping paper using the sensor will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서(100)의 계층 구조를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a hierarchical structure of a sensor 100 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 센서(100)는 베이스층(110), 전계 강화 구조체(130) 및 감지층(150)을 포함할 수 있다.As shown, the sensor 100 may include a base layer 110, an electric field enhancing structure 130, and a sensing layer 150.

베이스층(110)은, 후술하는 포장지(도 5, P 이하생략)와 같은 대상물에 부착되기 위한 수단으로 센서(100)의 일면에 형성될 수 있다. 여기서, 센서(100)는 대상물의 내부면에 부착될 수 있으나, 대상물의 내부면과 외부면 사이에 삽입되어 배치될 수도 있다. 내부면과 외부면 사이에 배치되는 경우, 베이스층(110)은 대상물의 내부면 또는 외부면과 동일선상에 위치하거나, 그 내부에 배치될 수 있다.The base layer 110 may be formed on one surface of the sensor 100 as a means for attaching to an object such as a wrapping paper (not shown in Fig. Here, the sensor 100 may be attached to the inner surface of the object, but may be inserted between the inner surface and the outer surface of the object. When disposed between the inner and outer surfaces, the base layer 110 may be co-located with or disposed within the inner or outer surface of the object.

전계 강화 구조체(130)는, 포장지 내부에 설치되어 전자기파 중 기설정된 주파수 대역에 반응하여 전계(field)를 강화(enhancement)시킬 수 있다. 예를 들면, 전계 강화 구조체(130)는 회절 격자, 메탈 메쉬, 메타물질, 광원의 파장 이하의 폭을 갖는 개구부(opening)를 포함하는 금속층, 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 구조물 및 광결정 구조물 등과 같이 전계를 강화할 수 있는 다양한 구조일 수 있다. 개구부(opening)는 슬릿(slit) 또는 홀(hole) 형태일 수 있다.The electric field enhancing structure 130 may be provided inside the wrapper to enhance an electric field in response to a predetermined frequency band of electromagnetic waves. For example, the electric field enhancing structure 130 may include a diffraction grating, a metal mesh, a metamaterial, a metal layer including an opening having a width equal to or less than the wavelength of the light source, a structure inducing surface plasmon resonance, Or the like. The opening may be in the form of a slit or a hole.

이러한, 전계 강화 구조체(130)는 베이스층(110) 상에 배치되는 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 전계 강화 구조체(130)와 베이스층(110)은 서로 적층된 필름 구조로 형성될 수 있다. 이때, 전계 강화 구조체(130)는 제1 굴절률을 갖고, 베이스층(110)은 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 가질 수 있다. 따라서, 전계 강화 구조체(130)의 굴절률이 베이스층(110)의 굴절률보다 크게 되어 전계 강화 구조체(130)가 도파로 역할을 함으로써, 외부에서 조사되는 제1 전자기파는 전계 강화 구조체(130)와 베이스층(110) 사이에서 공진하여 제2 전자기파가 생성될 수 있다.The electric field enhancing structure 130 may be formed on the base layer 110. Accordingly, the electric field enhancing structure 130 and the base layer 110 may be formed of a laminated film structure. At this time, the electric field enhancing structure 130 may have a first refractive index, and the base layer 110 may have a second refractive index that is smaller than the first refractive index. Accordingly, the refractive index of the electric field enhancing structure 130 is greater than the refractive index of the base layer 110, and the electric field enhancing structure 130 serves as a waveguide, The second electromagnetic wave may be generated between the first and second electrodes 110 and 110.

감지층(150)은, 전계 강화 구조체(130)에 도포되어 포장지 내부의 환경 변화에 따라 상태 변화가 이루어지도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 감지층(150)은 포장지 내부의 환경 변화가 되는 경우, 이에 대응되는 물리적, 화학적 상태 변화가 이루어질 수 있다. 이렇게 감지층(150)의 상태 변화가 이루어지면, 외부에서 감지층(150)으로 조사되는 제1 전자기파는 감지층(150)의 상태 변화에 따라 대응되는 제2 전자기파로 변환될 수 있다. 이때, 제2 전자기파는 감지층(150)의 상태 변화에 따라 제1 전자기파의 주파수 정보, 반사도 정보, 및 Q-인자(Quality Factor) 정보 중 적어도 어느 하나가 변화될 수 있다. 따라서, 후술하는 포장지 검사장치(도 3, 200)는 센서(100)를 향해 최초 입사되는 제1 전자기파와 제1 전자기파에 의해 검출되는 제2 전자기파의 차이를 통하여 포장지 내부의 환경 변화를 감지할 수 있다.The sensing layer 150 may be formed on the electric field enhancing structure 130 so that the state of the sensing layer 150 changes according to changes in the environment inside the packaging sheet. In other words, when the sensing layer 150 is changed in the environment inside the wrapping paper, corresponding physical and chemical state changes can be made. When the state of the sensing layer 150 is changed, the first electromagnetic wave irradiated to the sensing layer 150 from the outside may be converted into the corresponding second electromagnetic wave according to the change in the state of the sensing layer 150. At this time, at least one of the frequency information, the reflectivity information, and the Q-factor (Quality Factor) information of the first electromagnetic wave may be changed according to the change of the state of the sensing layer 150. Therefore, the wrapping paper inspecting apparatus (FIGS. 3 and 200) described later can detect a change in the environment inside the wrapping paper through the difference between the first electromagnetic wave firstly incident on the sensor 100 and the second electromagnetic wave detected by the first electromagnetic wave have.

상술한 포장지의 환경 변화와 이에 따른 감지층(150)의 상태 변화에 대해서는 후술하는 실시예들에서 개별적으로 설명하도록 한다.The change in the environment of the wrapping paper and the change in the state of the sensing layer 150 will be separately described in the following embodiments.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 굴곡 구조의 센서(100')를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a flexure sensor 100 'according to another embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 도 2의 센서(100')는 굴곡 구조의 전계 강화 구조체(130')를 구비할 수 있다. 다시말해, 전계 강화 구조체(130')는 일방향으로 돌출되도록 형성되는 돌출부(131')와 타방향으로 오목되도록 형성되는 오목부(133')가 교대로 연속 배치될 수 있다. 따라서, 전계 강화 구조체(130')는 그레이팅 구조를 형성할 수 있으며, 감지층(150')은 그레이팅 상에 도포될 수 있다.As shown, the sensor 100 'of FIG. 2 may include a field enhancement structure 130' of a flexural structure. In other words, the electric field reinforcing structure 130 'may have a protrusion 131' formed to protrude in one direction and a concave portion 133 'formed to be recessed in the other direction. Accordingly, the electric field enhancing structure 130 'may form a grating structure, and the sensing layer 150' may be applied on the grating.

이렇게 그레이팅이 형성되는 전계 강화 구조체(130')에 테라헤르츠파와 같은 제1 전자기파가 조사되는 경우, 그레이팅층으로 형성되는 회절격자를 따라 특정 파장대역 및 Q-인자를 갖는 제2 전자기파를 생성할 수 있다.When a first electromagnetic wave such as a terahertz wave is irradiated to the electric field enhancing structure 130 'in which the grating is formed, a second electromagnetic wave having a specific wavelength band and a Q-factor can be generated along a diffraction grating formed of a grating layer have.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포장지 검사장치(200)의 구조 및 동작 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 4a 내지 도 4c는 환경 변화에 따라 제2 전자기파의 속성 변화를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a conceptual view for explaining the structure and operation method of the wrapping paper inspecting apparatus 200 according to another embodiment of the present invention. FIGS. 4A to 4C are diagrams for explaining a property change of the second electromagnetic wave to be.

도시된 바와 같이, 포장지 검사장치(200)는 도 1 및 도 2의 센서(100)를 향해 제1 전자기파(W1)를 조사하고, 센서(100)에 의해 생성되는 제2 전자기파(W2)를 검출할 수 있다. 이를 위해 포장지 검사장치(200)는, 광원(210), 검출부(230), 인식부(250), 디스플레이부(270), 및 스피커부(290)를 포함할 수 있다.As shown in the figure, the wrapping paper inspecting apparatus 200 irradiates the first electromagnetic wave W1 toward the sensor 100 of FIGS. 1 and 2 and detects the second electromagnetic wave W2 generated by the sensor 100 can do. The packaging inspection apparatus 200 may include a light source 210, a detection unit 230, a recognition unit 250, a display unit 270, and a speaker unit 290.

광원(210)은, 센서(100)를 향해 제1 전자기파(W1)를 조사하기 위한 수단이다. 예를 들면, 광원(210)은 테라헤르츠파를 발생시킬 수 있는 다양한 형태의 장치일 수 있다. 테라헤르츠파란 적외선과 마이크로파의 사이 영역에 위치한 제1 전자기파(W1)로서, 일반적으로 0.1THz 내지 10THz의 진동수를 가질 수 있다. 다만, 이러한 범위를 다소 벗어난다 하더라도, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 용이하게 생각해낼 수 있는 범위라면, 본 발명에서의 테라헤르츠파로 인정될 수 있음은 물론이다.The light source 210 is a means for irradiating the first electromagnetic wave W1 toward the sensor 100. [ For example, the light source 210 may be various types of devices capable of generating terahertz waves. The terahertz wave is a first electromagnetic wave (W1) positioned in the region between the infrared ray and the microwave, and may have a frequency of generally 0.1 THz to 10 THz. However, it should be understood that the present invention can be considered as a terahertz wave even if it is somewhat deviated from such a range, as long as those skilled in the art can easily contemplate the present invention.

검출부(230)는, 센서(100)로부터 생성되는 제2 전자기파(W2)를 검출할 수 있다. 다시 말해, 검출부(230)는 센서(100)로부터 반사되는 제2 전자기파(W2)의 주파수 정보, 반사도 정보, Q-인자 정보 등을 검출할 수 있다.The detection unit 230 can detect the second electromagnetic wave W2 generated from the sensor 100. [ In other words, the detection unit 230 can detect frequency information, reflectivity information, Q-factor information, and the like of the second electromagnetic wave W2 reflected from the sensor 100. [

인식부(250)는, 검출부(230)로부터 검출되는 제2 전자기파(W2)에 기초하여 포장지의 내부 환경 변화에 대한 환경 변화 정보를 생성할 수 있다. 다시 말해, 인식부(250)는 제1 전자기파(W1)와 제2 전자기파(W2)의 주파수 정보, 반사도 정보, Q-인자 정보 중 적어도 어느 하나를 비교하여 환경 변화 정보를 생성할 수 있다. 이때, 비교 방법은, 제1 전자기파(W1)가 정상 상태의 포장지에 설치된 센서(100)에 조사되었을 때, 발생되는 제2 전자기파(W2)의 주파수 정보, 반사도 정보, 및 Q-인자 정보를 기준값으로 설정하고, 해당 기준값을 통해 제2 전자기파(W2)의 변화 정보를 판단할 수 있다.The recognition unit 250 can generate environment change information on the internal environment change of the wrapping paper based on the second electromagnetic wave W2 detected by the detection unit 230. [ In other words, the recognizing unit 250 may generate at least one of the frequency information, the reflectivity information, and the Q-factor information of the first electromagnetic wave W1 and the second electromagnetic wave W2 to generate the environment change information. The comparison method is a method of comparing the frequency information, the reflectance information, and the Q-factor information of the second electromagnetic wave W2 generated when the first electromagnetic wave W1 is irradiated on the sensor 100 provided on the wrapping paper in the steady state, And the change information of the second electromagnetic wave W2 can be determined through the reference value.

디스플레이부(270)는, 환경 변화 정보를 텍스트 정보나 이미지 정보로 출력하여 사용자에게 이를 시각적으로 인지시킬 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 도시되지 않았으나, 디스플레이부(270)는 터치 스크린과 같은 사용자 입력부와 통합되어 이용될 수도 있다. 사용자 입력부는 광원(210)에서 조사되는 제1 전자기파(W1)에 관한 설정 정보를 입력할 수 있다.The display unit 270 may output environment change information as text information or image information to visually recognize the change. Also, although not shown in the present embodiment, the display unit 270 may be integrated with a user input unit such as a touch screen. The user input unit may input setting information related to the first electromagnetic wave W1 emitted from the light source 210. [

스피커부(290)는, 환경 변화 정보를 음성 정보로 출력하여 사용자에게 청각적으로 이를 인지시킬 수 있다.The speaker unit 290 can output environmental change information as voice information and recognize the user as audibly.

여기서, 포장지 검사장치(200)는 건 타입의 하우징으로 구성되어 방아쇠와 같은 스위치부를 통해 제1 전자기파(W1)를 조사할 수 있다.Here, the wrapping paper inspecting apparatus 200 is constituted by a housing of a gun type and can irradiate the first electromagnetic wave W1 through a switch portion such as a trigger.

이와 같은 포장지 검사장치(200)의 전체적인 동작 방법은 다음과 같다.The overall operation of the wrapping paper inspecting apparatus 200 is as follows.

최초, 사용자는 사용자 입력부를 통해 광원(210)에서 조사될 제1 전자기파(W1)의 주파수 정보 등을 설정할 수 있다. 제1 전자기파(W1)의 설정이 완료되면, 도시하지 않은 메모리부에 저장된 기준값 테이블을 통해, 제1 전자기파(W1)에 대응되는 기준값이 설정될 수 있다. 이때 기준값은, 제1 전자기파(W1)를 조사할 경우 정상적인 포장지 상태의 센서로부터 생성되는 제2 전자기파(W2)의 주파수 정보, 반사도 정보, 및 Q-인자 정보일 수 있다.First, the user can set the frequency information of the first electromagnetic wave W1 to be irradiated by the light source 210 through the user input unit. When the setting of the first electromagnetic wave W1 is completed, a reference value corresponding to the first electromagnetic wave W1 can be set through the reference value table stored in a memory unit (not shown). In this case, the reference value may be frequency information, reflectivity information, and Q-factor information of the second electromagnetic wave W2 generated from the sensor in the normal packaging state when the first electromagnetic wave W1 is irradiated.

제1 전자기파(W1)의 설정이 완료되면 사용자는 스위치부를 통해 제1 전자기파(W1)를 포장지 내부의 센서(100)를 향해 조사할 수 있다. 조사된 제1 전자기파(W1)는 포장지를 투과하여 센서(100)로부터 제2 전자기파(W2)가 생성될 수 있다. 생성된 제2 전자기파(W2)는 검출부(230)를 통해 검출되어 검출 정보가 인식부(250)에 전달될 수 있다. 검출 정보에는 제2 전자기파(W2)의 주파수 정보, 반사도 정보, 및 Q-인자 정보 등이 포함되어 있어, 인식부(250)는 해당 정보들을 기설정된 기준값과 비교할 수 있다. When the setting of the first electromagnetic wave W1 is completed, the user can irradiate the first electromagnetic wave W1 toward the sensor 100 inside the package through the switch unit. The irradiated first electromagnetic wave W1 may be transmitted through the wrapping paper to generate the second electromagnetic wave W2 from the sensor 100. [ The generated second electromagnetic wave W2 may be detected through the detection unit 230 and the detection information may be transmitted to the recognition unit 250. [ The detection information includes frequency information, reflectivity information, and Q-factor information of the second electromagnetic wave W2, and the recognition unit 250 can compare the information with a predetermined reference value.

상술한 포장지 검사 장치를 이용한 포장지 내부의 검사 방법에서, 포장지 내부의 상태 변화를 확인하기 위한 조건은 대체로 3종류의 수치 변화를 통해 확인할 수 있다.In the inspecting method of the inside of the wrapping paper using the wrapping paper inspecting apparatus described above, the conditions for checking the change in the state of the inside of the wrapping paper can be generally confirmed through three kinds of numerical values.

우선, 도 4a에 도시된 바와 같이 주파수 정보를 통해 포장지의 내부의 환경 변화를 감지할 수 있다. 여기서, 주파수 정보는 최대 주파수 정보에 관한 것으로, 센서(100)로부터 생성되는 제2 전자기파의 최대 주파수 정보일 수 있다.First, as shown in FIG. 4A, a change in the internal environment of the wrapper can be detected through the frequency information. Here, the frequency information relates to the maximum frequency information, and may be the maximum frequency information of the second electromagnetic wave generated from the sensor 100. [

따라서, 도 4a의 (1)에서와 같이 최초 광원(210)에서 정상적인 포장지에 배치된 센서(100)에 제1 전자기파가 조사되는 경우, (3)에서처럼 최대 주파수 정보가 f1인 제2 전자기파가 검출부(230)로 검출될 수 있다. 이후, (2)와 같이 수분(M)가 같은 이물질이 센서(100)의 감지층(150)에 부착되는 경우, 검출부(230)으로 검출되는 제2 전자기파의 최대 주파수 정보는 기존 최대 주파수 정보인 f1과 다른 대역을 같는 f2를 가질 수 있다. 4A, when the first electromagnetic wave is irradiated onto the sensor 100 disposed on the normal wrapping paper in the first light source 210, the second electromagnetic wave having the maximum frequency information f1 as shown in (3) (230). The maximum frequency information of the second electromagnetic wave detected by the detecting unit 230 is the maximum frequency information of the sensor 100 when the foreign substance having the same moisture M is attached to the sensing layer 150 of the sensor 100 as shown in (2) and f2 having the same band as f1.

이와 같이, 센서(100)에 이물질이 부착되는, 다시 말해 포장지 내부에 환경변화가 발생되는 상황에서는 전자기파의 변화 특성 중, 최대 주파수 정보의 변화가 발생되므로, 검출되는 제2 전자기파의 최대 주파수 정보 변화를 통해 포장지 내부의 환경 변화를 감지할 수 있다. 이때, 최대 주파수 정보의 변화는 기설정된 기준값에서 특정 오차 범위 내에서 비교할 수 있으며, 또는 최대 주파수 정보에 대비 이물질 함량 정보 비율 테이블을 참고할 수 있다. 이물질 함량 정보 비율 테이블은, 최대 주파수 정보에 따라, 센서(100)에 흡착되는 이물질의 함량 비율을 나타내는 테이블일 수 있으며, 이를 통해 특정 최대 주파수 정보가 수집되는 경우 이에 대응되는 이물질의 함량 비율을 산출할 수도 있다.As described above, in a situation where a foreign matter adheres to the sensor 100, that is, the environment changes inside the wrapping paper, a change in the maximum frequency information among the change characteristics of the electromagnetic waves occurs. The change in the environment inside the wrapping paper can be detected. At this time, the change of the maximum frequency information can be compared within a predetermined error range from the predetermined reference value, or the foreign substance content information ratio table can be referred to as the maximum frequency information. The foreign substance content information ratio table may be a table indicating the content ratio of the foreign substances adsorbed to the sensor 100 according to the maximum frequency information. When the specific maximum frequency information is collected, the content ratio of the foreign substance corresponding thereto is calculated You may.

다음으로, 도 4b에서와 같이 센서의 흡수계수(K)와 이에 따른 반사도 측정을 통해 포장지 내부의 환경 변화를 감지할 수 있다. Next, as shown in FIG. 4B, the environment change inside the wrapping paper can be detected by measuring the absorption coefficient (K) of the sensor and the reflectance thereof.

반사도는, 조사된 제1 전자기파가 센서에 의해 반사된 정도를 나타냄 값으로 제2 전자기파의 검출 값으로 산출될 수 있다. The reflectivity can be calculated as the detected value of the second electromagnetic wave as a value indicating the degree to which the irradiated first electromagnetic wave is reflected by the sensor.

흡수계수는, 센서에 수분이 흡착되는 경우, 이를 향해 조사되는 제1 전자기파의 광에너지가 센서에 흡착된 물분자에 흡수되어 감쇠되는 정보에 관한 수치일 수 있다. 다시 말해, 흡수계수는, 전파 등이 특정 물질을 통과할 때 감쇠되는 비율을 나타내는 계수일 수 있다.The absorption coefficient may be a numerical value related to information that the light energy of the first electromagnetic wave irradiated toward the sensor is absorbed and attenuated by the water molecules adsorbed by the sensor when moisture is adsorbed to the sensor. In other words, the absorption coefficient may be a coefficient indicating the rate at which the radio wave or the like attenuates when passing through a specific material.

다시 말해, 상술한 설명에서와 같이 흡수계수가 증가하는 경우, 반사도는 감소하는 반비례 관계를 가짐으로써, 도 4b에서와 같이, 흡수계수가 0.00에서 0.10까지 0.02 단위로 증가하는 경우, 반사도는 이에 반비례하여 저감될 수 있다. 따라서, 제2 전자기파에 의해 검출되는 반사도 및 센서의 흡수계수가 기설정된 기준값과 차이가 발생되는 경우, 포장지 내부에 환경 변화가 발생되었다고 판단할 수 있다.In other words, when the absorption coefficient is increased as in the above description, the reflectivity is inversely proportional to the decrease, so that when the absorption coefficient increases from 0.00 to 0.10 in 0.02 units as in Fig. 4B, . Therefore, when the reflectivity detected by the second electromagnetic wave and the absorption coefficient of the sensor are different from the predetermined reference value, it can be determined that the environmental change has occurred in the wrapping paper.

마지막으로, 센서의 흡수계수에 따라 변화되는 Q-인자(Quality Factor)을 참고하여, 검출되는 Q-인자가 흡수계수의 연관 관계에서 벗어나는 경우 포장지 내부에서 환경 변화가 발생한 것으로 판단할 수 있다.Lastly, it can be judged that the environmental change has occurred in the wrapping paper when the Q-factor, which is changed according to the absorption coefficient of the sensor, is out of the relation of the absorption coefficient.

Q-인자는, 일반적인 공진 구조물의 성능을 표현하기 위해 사용하는 지수로 공진 주파수(fr)를 반치폭의 대역 주파수(Full width half maximum frequency: Δf)로 나눈 값으로 표현할 수 있다. 따라서, Q-인자의 산출 공식은 Q= f/Δf으로 정의될 수 있다.The Q-factor is an exponent used to express the performance of a general resonant structure and can be expressed as a value obtained by dividing the resonance frequency fr by the full width half maximum frequency (Δf). Thus, the formula for calculating the Q-factor can be defined as Q = f / Δf.

이러한 Q-인자는 센서의 흡수계수가 증가하는 경우, Q= f/Δf, f:공진주파수,Δf:반치폭)의 공식에 따라 감소되는 결과값을(유한차분요소해석)을 갖는다. 다시 말해, 상술한 반사도와 유사하게 Q-인자는 센서의 흡수계수가 증가하는 경우, 점진적으로 감소하는 반비례 관계를 가짐으로써, 이를 토대로 기준값을 설정하고 제2 전자기파의 반사도 및 센서의 흡수계수를 통해 포장지 내부의 환경 변화를 감지할 수 있다.This Q-factor has a (finite difference factor analysis) result which decreases according to the formula of Q = f / Δf, f: resonant frequency, and Δf: half-width when the absorption coefficient of the sensor increases. In other words, similar to the above-described reflectivity, the Q-factor has a gradually decreasing inverse relationship with the increase of the absorption coefficient of the sensor, so that a reference value is set based on this and the reflection coefficient of the second electromagnetic wave and the absorption coefficient of the sensor It is possible to detect the environmental change inside the wrapping paper.

이와 같은 제1 전자기파와 제2 전자기파의 변화(반사도, Q-인자)에 따라 포장지 내부의 환경 변화를 감지할 수 있으며, 이는 아래의 기준값 테이블에 관한 표1을 통해 보다 명확하게 정리될 수 있다.The change in the internal environment of the wrapping paper can be detected according to the change of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave (reflectivity, Q-factor), which can be more clearly summarized in Table 1 of the reference value table below.

센서 흡수계수Sensor absorption coefficient 반사도Reflectivity 기준값Reference value

반사도(Fq: 902.5)


Reflectivity (Fq: 902.5)
흡수계수: 0.00
흡수계수: 0.02
흡수계수: 0.04
흡수계수: 0.06
흡수계수: 0.08
Absorption coefficient: 0.00
Absorption coefficient: 0.02
Absorption coefficient: 0.04
Absorption coefficient: 0.06
Absorption coefficient: 0.08
0
0.4
0.2
0.1
0.05
0
0.4
0.2
0.1
0.05
0
0.5
0.3
0.2
0.18
0
0.5
0.3
0.2
0.18
센서 흡수계수Sensor absorption coefficient Q-인자Q-factor 기준값Reference value

Q-인자(Fq: 902.5)


Q-factor (Fq: 902.5)
흡수계수: 0.00
흡수계수: 0.02
흡수계수: 0.04
흡수계수: 0.06
흡수계수: 0.08
Absorption coefficient: 0.00
Absorption coefficient: 0.02
Absorption coefficient: 0.04
Absorption coefficient: 0.06
Absorption coefficient: 0.08
0
200
120
100
40
0
200
120
100
40
0
225
170
130
120
0
225
170
130
120

최대 주파수 정보의 변화에 따른 포장지 환경 변화 감지는, 제2 전자기파를 통해 검출되는 최대 주파수 정보를 기준값과 비교하는 방식으로 환경 변화를 판단할 수 있다.The environmental change may be detected by comparing the maximum frequency information detected through the second electromagnetic wave with a reference value in the change of the wrapping paper environment according to the change of the maximum frequency information.

반사도의 경우, 센서의 흡수계수의 변화에 따른 반사도 기준값과 실제로 검출되는 반사도를 비교하여 기준 오차를 벗어나는 경우, 환경 변화 발생으로 판단할 수 있다.In the case of the reflectivity, when the reference value of reflectivity according to the change of the absorption coefficient of the sensor is compared with the actually measured reflectivity, if the reference error deviates, it can be judged that the environment change has occurred.

Q-인자는, 반사도와 동일한 방식으로 센서의 흡수계수의 변화에 따른 Q-인자 기준값과 실제로 검출되는 Q-인자를 비교하여 기준 오차를 벗어나는 경우, 환경 변화 발생으로 판단할 수 있다. The Q-factor can be judged as the occurrence of an environmental change when the Q-factor reference value according to the variation of the absorption coefficient of the sensor is compared with the actually detected Q-factor in the same manner as the reflectance and deviates from the reference error.

여기서, 상기 기준값은 설명의 편리성을 위해 특정 수치를 기준값으로 설정하였으나, 오차 범위를 고려하여 특정 범위를 갖도록 기준값이 설정될 수 있다. 또한, 반사도, Q-인자 등의 기준값에 대응되는 환경 변화에 대한 예시들(포장지 훼손, 온도 변화 정도, 압력 변화 정도 등)을 추가적으로 연계할 수도 있다.Here, the reference value is set to a reference value for convenience of explanation, but a reference value may be set to have a specific range in consideration of an error range. In addition, examples of environmental changes corresponding to reference values such as reflectivity and Q-factor (such as wrapping paper damage, temperature change degree, pressure change degree, etc.) may be additionally associated.

따라서, 결과적으로 제2 전자기파와 기준값의 비교 결과 기준값을 벗어나는 경우, 인식부는 해당 내용에 관한 환경 변화 정보를 생성하여 디스플레이부나 스피커로 출력함으로써 사용자에게 환경 변화 정보를 인지시킬 수 있다.Accordingly, when the comparison result of the second electromagnetic wave and the reference value is out of the reference value, the recognition unit generates environment change information on the corresponding content and outputs it to the display unit or the speaker so that the user can recognize the environment change information.

이와 같은 포장지 검사장치의 동작에 의하면, 사용자는 포장지 검사장치를 포장지에 조사하는 간단한 동작만으로도 포장지 내부의 환경 변화 여부를 판단할 수 있다.According to the operation of such a wrapping paper inspecting apparatus, the user can judge whether or not the environment inside the wrapping paper is changed by a simple operation of irradiating the wrapping paper inspecting apparatus to the wrapping paper.

도 5는 센서(100) 및 포장지 검사장치(200)를 통해 포장지(P) 내부의 습도 정보를 감지하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 5 내지 도 7b에서 적용되는 센서는 설명의 편의상 도 1의 센서를 적용하고 있으나, 도 2의 센서도 적용될 수 있다.5 is a conceptual diagram for explaining a method of sensing humidity information inside the wrapping paper P through the sensor 100 and the package inspecting apparatus 200. FIG. 5 to 7B, the sensor of FIG. 1 is applied for convenience of explanation, but the sensor of FIG. 2 may also be applied.

도시된 바와 같이, 과자와 같은 내용물이 수용된 포장지(P)의 내부면에 센서(100)가 부착된다. 외부에 위치하는 포장지 검사장치(200)는 센서를 향해 제1 전자기파(W1)를 조사하여, 센서(100)로부터 생성되는 제2 전자기파(200)를 검출할 수 있다.As shown in the figure, the sensor 100 is attached to the inner surface of the wrapping paper P containing contents such as confectionary. The wrapping paper inspecting apparatus 200 located outside may irradiate the first electromagnetic wave W1 toward the sensor to detect the second electromagnetic wave 200 generated from the sensor 100. [

이때, (a)에서처럼 포장지(P)의 내부 환경 변화가 없는 상태인 경우, 제2 전자기파(W2)의 기준값 매칭 여부에 관한 환경 변화 정보가 포장지 검사장치(200)를 통해 출력될 수 있다.At this time, if there is no change in the internal environment of the wrapping paper P as shown in (a), environmental change information on whether the second electromagnetic wave W2 is matched with the reference value can be outputted through the wrapping paper inspection apparatus 200.

하지만, (b)에서처럼 포장지(P)의 손상 등에 의해 포장지(P) 내부에 수분(M)이 증가하여 습도가 높아지는 환경 변화가 발생되는 경우, 센서(100)의 감지층(도 1, 150 이하생략)의 상태 변화가 발생되어, 센서(100)에 의해 생성되는 제2 전자기파(W2)가 기준값을 벗어날 수 있다. 따라서, 사용자는 포장지 검사장치(200)에서 출력되는 환경 변화 정보를 통해 포장지(P)의 이상 여부를 판단할 수 있다.However, when an environment change occurs in which moisture (M) increases inside the wrapping paper P due to damage to the wrapping paper P or the like as shown in FIG. 1B, the sensor layer 100 of the sensor 100 And the second electromagnetic wave W2 generated by the sensor 100 may deviate from the reference value. Accordingly, the user can determine whether the wrapping paper P is abnormal based on the environmental change information output from the wrapping paper inspection apparatus 200.

여기서, 감지층은 습도 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 습도 변형 물질을 포함할 수 있다. 습도 변형 물질은, 수분 흡착 시 부피, 질량, 밀도, 입자 배열 등이 변형될 수 있는 메타크릴산 히드록시알킬(Methacrylic Acid Hydroxyalkyl), 폴리메타크릴 아미드(Polymethacryl Amide), 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol), 및 하이드로겔(Hydrogel) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Here, the sensing layer may comprise a moisture modifying material that undergoes a physical change in response to humidity changes. Humidity modifying materials may be selected from the group consisting of Methacrylic Acid Hydroxyalkyl, Polymethacryl Amide, Polyvinyl Alcohol, and the like which can change the volume, mass, density, , And hydrogels (Hydrogel).

도 6은 센서(100) 및 포장지 검사장치(200)를 통해 포장지(P) 내부의 압력 정보를 감지하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.6 is a conceptual diagram for explaining a method of sensing pressure information inside the wrapping paper P through the sensor 100 and the package inspecting apparatus 200. As shown in FIG.

먼저, (a)에서처럼 포장지(P) 내부의 환경 변화가 이루어지지 않는 정상 상태에서 포장지(P) 내부의 압력은 2Pa을 가질 수 있다. 이러한 경우, 포장지 검사장치(200)를 통해 포장지(P) 내부에 설치된 센서(100)에 제1 전자기파(W1)를 조사하면 기준값에 매칭되는 제2 전자기파(W2)를 검출할 수 있다.First, the pressure inside the wrapping paper P can be 2 Pa in a steady state in which the environment of the wrapping paper P is not changed as in (a). In this case, when the first electromagnetic wave W1 is irradiated to the sensor 100 installed in the wrapping paper P through the wrapping paper inspecting apparatus 200, the second electromagnetic wave W2 matching the reference value can be detected.

하지만, (b)에서처럼 외부 충격에 의해 포장지(P) 내부의 압력이 10Pa로 상승되는 환경 변화가 발생되면 센서(100)의 감지층(도 1, 150 이하생략)은 압력 변화에 따라 물리적 변화가 이루어지는 압력 변형 물질로 포함하므로, 해당 압력에 대응되는 상태 변화가 이루어질 수 있다. 다시말해, 압력이 높아지는 경우, 감지층의 부피나 구조적 배열이 변화되어, 센서(100)를 통해 생성되는 제2 전자기파(W2)가 변화될 수 있다. 따라서, 사용자는 변화된 제2 전자기파(W2)의 검출을 통해 포장지(P) 내부의 환경 변화 정보를 감지할 수 있다.However, if an environmental change occurs in which the pressure inside the wrapping paper P is raised to 10 Pa by the external impact as shown in FIG. 2B, the sensing layer of the sensor 100 (not shown in FIG. 1, 150 or less) , The state change corresponding to the pressure can be achieved. In other words, when the pressure is increased, the volume or the structural arrangement of the sensing layer is changed, so that the second electromagnetic wave W2 generated through the sensor 100 can be changed. Accordingly, the user can sense the environmental change information inside the wrapping paper P by detecting the second electromagnetic wave W2 changed.

이와 반대의 경우에도 포장지 검사장치(200)을 통해 포장지(P)의 압력 변화를 감지할 수 있다. 다시말해, 최초 포장지(P) 내부의 압력이 10Pa의 상태를 유지하고 있다가, 포장지(P)의 훼손에 의해 포장지(P) 내부가 외부와 연통(구멍)되는 경우, 포장지(P) 내부의 압력은 낮아지게 될 수 있다. 이러한 경우, 포장지 검사장치(200)를 통해 검출되는 제2 전자기파(W2)는 상술한 압력 증가와 반대되는 검출값이 도출되므로 이를 통해 포장지(P) 훼손 상태를 판단할 수 있다.In the opposite case, the change in the pressure of the wrapping paper P can be sensed through the wrapping paper inspecting apparatus 200. In other words, when the inside of the wrapping paper P is maintained at a pressure of 10 Pa and the inside of the wrapping paper P is communicated (opened) with the outside due to the destruction of the wrapping paper P, The pressure can be lowered. In this case, since the second electromagnetic wave W2 detected through the wrapping paper inspecting apparatus 200 has a detection value opposite to the pressure increase described above, it is possible to determine the damage state of the wrapping paper P through the detection value.

여기서, 감지층의 압력 변형 물질은 압력에 따라 부피 및 배열 구조가 변화되는 다양한 공지의 물질들이 적용될 수 있다.Here, the pressure-sensitive material of the sensing layer may be various known materials whose volume and arrangement are changed according to the pressure.

도 7a 및 도7b는 센서(100) 및 포장지 검사장치(200)를 통해 포장지(P) 내부의 온도 정보를 감지하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.7A and 7B are conceptual diagrams for explaining a method of sensing temperature information inside the wrapping paper P through the sensor 100 and the wrapping paper inspecting apparatus 200. FIG.

도시된 바와 같이, 포장지(P) 내부에는 두부와 같이 온도에 따라 변질이 쉽게 이루어지는 신선 식품이 수용될 수 있다. As shown in the drawing, a fresh food which can easily change according to temperature such as tofu can be accommodated in the wrapping paper P.

도 7a에서처럼 온도가 15℃와 같이 정상 온도에서는 포장지(P) 내부에 환경 변화가 발생되지 않아, 포장지 검사장치(200)를 통해 센서(100)로부터 검출되는 제2 전자기파(W2)는 기준값에 매칭될 수 있다.The environmental change does not occur in the wrapping paper P at the normal temperature as shown in FIG. 7A, and the second electromagnetic wave W2 detected from the sensor 100 through the wrapping paper inspecting apparatus 200 is matched to the reference value .

하지만, 도 7b에서처럼 태양빛이 강한 장소나 30℃의 고온 장소에서 포장지가 장시간 노출되는 경우, 해당 온도는 포장지(P) 내부에까지 전달되어 센서(100) 감지층(도 1, 150 이하생략)의 상태 변화를 발생시킬 수 있다. 이때, 센서(100)의 감지층은 온도 변화에 따라 물리적 변화가 이루어지는 온도 변형 물질인 파라핀 왁스(Paraffin Wax), 폴리올레핀계 왁스(Polyolefine Wax), 열가소성 수지(Thermoplastic Resin), 폴리스티렌(Polystyrene), 메타크릴 수지(Methacrylic Resin), 폴리에틸렌(Polyethylene), 천연 지방(Natural Fat), 및 오일(Oil) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.However, when the wrapping paper is exposed for a long time in a sunlight-strong place or a high-temperature place at 30 ° C as shown in FIG. 7B, the temperature is transferred to the inside of the wrapping paper P, A state change can be generated. At this time, the sensing layer of the sensor 100 may be formed of a material such as paraffin wax, polyolefin wax, thermoplastic resin, polystyrene, And may include at least one of methacrylic resin, polyethylene, natural fat, and oil.

따라서, 포장지 검사장치(200)를 통해 포장지(P)의 센서(100)로부터 검출되는 제2 전자기파(W2)가 기준 온도 범위를 벗어나는 값을 가지는 경우, 사용자는 해당 포장지(P) 내부의 식품이 고온에 노출된 것으로 판단하여, 이를 불량 처리하거나 이용을 자제할 수 있다.Therefore, when the second electromagnetic wave W2 detected from the sensor 100 of the wrapping paper P through the wrapping paper inspecting apparatus 200 has a value out of the reference temperature range, It is judged that it is exposed to a high temperature, and it can be treated poorly or refrained from use.

상기와 같은 포장지 내부의 환경 변화 정보를 감지하는 센서 및 이를 이용한 A sensor for detecting environmental change information inside the wrapping paper as described above, and a sensor

포장지 검사장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. The wrapping paper inspecting apparatus is not limited to the configuration and operation manner of the embodiments described above. The embodiments may be configured so that all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.

100: 센서
110: 베이스층
130: 전계 강화 구조체
150: 감지층
200: 포장지 검사장치
100: Sensor
110: base layer
130: electric field enhancing structure
150: sensing layer
200: Packing paper inspection device

Claims (18)

포장지 내부에 설치되어 전자기파 중 기설정된 주파수 대역에 반응하여 전계를 강화시키는 전계 강화 구조체; 및
상기 전계 강화 구조체에 도포되어, 상기 포장지 내부의 환경 변화에 따라 상태 변화가 이루어지도록 형성되는 감지층을 포함하는, 포장지 내부의 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
An electric field reinforcing structure installed inside the wrapping paper to reinforce the electric field in response to a predetermined frequency band of electromagnetic waves; And
And a sensing layer formed on the electric field enhancing structure so as to be changed in accordance with an environmental change in the packaging material.
제1항에 있어서,
상기 감지층은,
상기 상태 변화가 발생되는 경우, 입사되는 제1 전자기파를 상기 상태 변화에 대응되는 제2 전자기파로 변환시키는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the sensing layer
And converts the incident first electromagnetic wave into a second electromagnetic wave corresponding to the state change when the state change occurs.
제2항에 있어서,
상기 제2 전자기파는,
상기 상태 변화에 따라 상기 제1 전자기파의 주파수 정보, 반사도 정보, 및 Q-인자(Quality Factor) 정보 중 적어도 어느 하나가 변화되는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
3. The method of claim 2,
Wherein the second electromagnetic wave includes:
Wherein at least one of frequency information, reflectivity information, and Q-factor (Quality Factor) information of the first electromagnetic wave is changed according to the state change.
제1항에 있어서,
상기 감지층은,
온도 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 온도 변형 물질을 포함하는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the sensing layer
A sensor that senses information about changes in the internal environment of the wrapper, including temperature-shifting materials that undergo physical changes in response to temperature changes.
제4항에 있어서,
상기 온도 변형 물질은,
파라핀 왁스(Paraffin Wax), 폴리올레핀계 왁스(Polyolefine Wax), 열가소성 수지(Thermoplastic Resin), 폴리스티렌(Polystyrene), 메타크릴 수지(Methacrylic Resin), 폴리에틸렌(Polyethylene), 천연 지방(Natural Fat), 및 오일(Oil) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
5. The method of claim 4,
The temperature-
It can be used in various fields such as paraffin wax, polyolefin wax, thermoplastic resin, polystyrene, methacrylic resin, polyethylene, natural fat, And a sensor for detecting the internal environment change information of the wrapping paper.
제1항에 있어서,
상기 감지층은,
습도 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 습도 변형 물질을 포함하는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the sensing layer
A sensor that senses information about changes in the internal environment of the wrapper, including moisture deformation materials that cause physical changes in response to humidity changes.
제6항에 있어서,
상기 습도 변형 물질은,
메타크릴산 히드록시알킬(Methacrylic Acid Hydroxyalkyl), 폴리메타크릴 아미드(Polymethacryl Amide), 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol), 및 하이드로겔(Hydrogel) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
The method according to claim 6,
The moisture deformation material may include,
Detecting at least one of environmental change information on the wrapping paper including at least one of Methacrylic Acid Hydroxyalkyl, Polymethacryl Amide, Polyvinyl Alcohol, and Hydrogel. The sensor.
제1항에 있어서,
상기 감지층은,
압력 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 압력 변형 물질을 포함하는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the sensing layer
A sensor that senses information about changes in the environment of the wrapping paper, including pressure-strain materials that undergo physical changes in response to pressure changes.
제1항에 있어서,
상기 포장지 내부에 부착되도록 형성되는 베이스층을 더 포함하고,
상기 전계 강화 구조체는,
상기 베이스층 상에 배치되는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
The method according to claim 1,
And a base layer formed to be attached to the inside of the wrapping paper,
Wherein the electric field enhancing structure comprises:
And a sensor disposed on the base layer for sensing information on internal environment change of the wrapping paper.
제9항에 있어서,
상기 전계 강화 구조체는 제1 굴절률을 가지도록 형성되고, 상기 베이스층은 상기 제1 굴절률보다 작은 제2 굴절률을 갖도록 형성되는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
10. The method of claim 9,
Wherein the electric field enhancing structure is formed to have a first refractive index, and the base layer is formed to have a second refractive index smaller than the first refractive index.
제1항에 있어서,
상기 전계 강화 구조체는,
일방향으로 돌출되도록 형성되는 돌출부와 타방향으로 오목되도록 형성되는 오목부가 교대로 연속 배치되는, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the electric field enhancing structure comprises:
Wherein a protrusion formed so as to protrude in one direction and a recess formed to be recessed in the other direction are alternately and continuously arranged.
제1항에 있어서,
상기 전계 강화 구조체는,
회절격자, 메탈 메쉬, 메타물질, 광원의 파장 이하의 폭을 갖는 개구부(opening)를 포함하는 금속층, 표면 플라즈몬 공명을 유도하는 구조물 및 광결정 구조물 중 적어도 어느 하나인, 포장지 내부 환경 변화 정보를 감지하는 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the electric field enhancing structure comprises:
Wherein at least one of a diffraction grating, a metal mesh, a metamaterial, a metal layer including an opening having a width equal to or less than the wavelength of the light source, a structure for inducing surface plasmon resonance, and a photonic crystal structure, sensor.
포장지 내부에 설치되어 전자기파 중 기설정된 주파수 대역에 반응하여 전계를 강화시키는 전계 강화 구조체와 상기 전계 강화 구조체에 도포되어 상기 포장지 내부의 환경 변화에 따라 상태 변화가 이루어지는 감지층을 구비하며 센서;
상기 센서로 제1 전자기파를 조사하는 광원;
상기 센서로부터 생성되는 제2 전자기파를 검출하는 검출부; 및
상기 검출부로부터 검출된 상기 제2 전자기파에 기초하여 상기 포장지 내부의 상기 환경 변화에 대한 환경 변화 정보를 생성하는 인식부;를 포함하는, 포장지 검사장치.
An electric field reinforcing structure provided inside the wrapping paper to reinforce an electric field in response to a predetermined frequency band of electromagnetic waves; and a sensing layer coated on the electric field reinforcing structure to change a state according to an environmental change in the packaging sheet.
A light source for irradiating the first electromagnetic wave with the sensor;
A detector for detecting a second electromagnetic wave generated from the sensor; And
And a recognition unit for generating environmental change information on the environmental change inside the wrapping paper based on the second electromagnetic wave detected by the detection unit.
제13항에 있어서,
상기 감지층은,
온도 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 온도 변형 물질을 포함하고,
상기 온도 변형 물질은,
파라핀 왁스(Paraffin Wax), 폴리올레핀계 왁스(Polyolefine Wax), 열가소성 수지(Thermoplastic Resin), 폴리스티렌(Polystyrene), 메타크릴 수지(Methacrylic Resin), 폴리에틸렌(Polyethylene), 천연 지방(Natural Fat), 및 오일(Oil) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 포장지 검사장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the sensing layer
A temperature-modifying material that undergoes a physical change with temperature change,
The temperature-
It can be used in various fields such as paraffin wax, polyolefin wax, thermoplastic resin, polystyrene, methacrylic resin, polyethylene, natural fat, Oil). ≪ / RTI >
제13항에 있어서,
상기 감지층은,
습도 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 습도 변형 물질을 포함하고,
상기 습도 변형 물질은,
메타크릴산 히드록시알킬(Methacrylic Acid Hydroxyalkyl), 폴리메타크릴 아미드(Polymethacryl Amide), 폴리비닐 알코올(Polyvinyl Alcohol), 및 하이드로겔(Hydrogel) 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 포장지 검사장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the sensing layer
A moisture modifying material that undergoes physical changes in response to humidity changes,
The moisture deformation material may include,
Wherein at least one of the thermoplastic resin and the thermoplastic resin comprises at least one of Methacrylic Acid Hydroxyalkyl, Polymethacryl Amide, Polyvinyl Alcohol, and Hydrogel.
제13항에 있어서,
상기 감지층은,
압력 변화에 따라 물리적 변화가 일어나는 압력 변형 물질을 포함하는, 포장지 검사장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the sensing layer
And a pressure modifying material that undergoes a physical change in response to a pressure change.
제13항에 있어서,
상기 인식부는,
상기 제1 전자기파와 상기 제2 전자기파의 주파수 정보, 반사도 정보, 및 Q-인자 정보 중 적어도 어느 하나를 비교하여 상기 환경 변화 정보를 생성하는, 포장지 검사장치.
14. The method of claim 13,
Wherein,
Wherein the environmental change information is generated by comparing at least any one of frequency information, reflectivity information, and Q-factor information of the first electromagnetic wave and the second electromagnetic wave.
제13항에 있어서,
상기 환경 변화 정보를 이미지 정보로 출력하도록 형성되는 디스플레이부; 및
상기 환경 변화 정보를 음성 정보로 출력하도록 형성되는 스피커부;를 더 포함하는, 포장지 검사장치.
14. The method of claim 13,
A display unit configured to output the environmental change information as image information; And
And a speaker unit configured to output the environmental change information as audio information.
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