KR20180097493A - Apparatus for measuring gas concentration - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 농도 측정 장치에 관한 것으로서, 특히 복수 개의 반사경을 이용하여 가스 농도 측정을 위한 광 경로 길이를 길게 연장시킴으로써 정밀한 가스 농도 측정 및 소형화가 가능한 가스 농도 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gas concentration measuring apparatus and, more particularly, to a gas concentration measuring apparatus capable of precisely measuring a gas concentration and reducing the size of a gas by extending a light path length for measuring a gas concentration using a plurality of reflectors.
광학 방식의 가스 센서 기술은 서로 다른 원자로 구성된 가스(예: CO, CO2, CH4, NO, NO2, SO2, NH3, 아세톤 등)가 각 분자에 고유한 특정 파장대의 광을 흡수하는 특성을 이용한 것으로, 가스의 파장대별 광 흡수율을 측정하여 이를 환산함으로써 가스 농도를 측정하는 방식이다.Optical gas sensor technologies are based on the assumption that gases composed of different atoms (eg, CO, CO 2 , CH 4 , NO, NO 2 , SO 2 , NH 3 and acetone) absorb light of a specific wavelength band , Which is a method of measuring the gas concentration by measuring the light absorption rate of the gas by wavelength and converting it into the light absorption rate.
가스의 광 흡수율은 가스 농도에 비례할 것이므로 결국 가스의 광 흡수율을 정확히 측정하는 것이 광학 방식 가스 센서의 주요 관건이다. 그러므로 광학 방식의 가스 센서는 광원과 광 검출기를 기본적으로 포함하고 있으며 광 흡수율을 높이기 위한 광 공동을 포함하는 구조를 가진다.Since the light absorptance of the gas will be proportional to the gas concentration, accurate measurement of the light absorption rate of the gas is the key to the optical gas sensor. Therefore, an optical gas sensor basically includes a light source and a photodetector, and has a structure including an optical cavity for increasing a light absorption rate.
가스 분자가 광을 흡수하는 메커니즘은 다음과 같다. 일반적으로 가스 분자는 여러 에너지 준위를 구성하고 있으며 이러한 에너지 준위에 공명하는 에너지를 가진 광자(photon)를 흡수함으로써 가스 분자는 바닥상태(ground state)에서 들뜬 상태(excited state)로 전이한다.The mechanism by which gas molecules absorb light is as follows. In general, gas molecules constitute various energy levels, and by absorbing photons with energetic energy at these energy levels, the gas molecules transit from the ground state to the excited state.
기체 분자들은 각기 진동에너지 양자에 해당하는 에너지만을 선택적으로 흡수하는 성질이 있는데, 대체로 적외선 영역의 빛을 진동에너지로 흡수한다. 이와 같은 이유로 CO2, CO, CH4, C3H8 등은 각각 독특한 흡수 스펙트럼을 갖는데, 예를 들어 CO2는 4.25㎛, CO는 4.7㎛, CH4는 3.3㎛의 파장을 흡수하며, 빛을 흡수하는 정도는 해당 기체의 농도에 따라 달라진다.Gas molecules selectively absorb only the energy corresponding to each of the vibration energy, and absorb the light of the infrared region as vibration energy. For this reason, CO 2 , CO, CH 4 and C 3 H 8 have a unique absorption spectrum. For example, CO 2 absorbs a wavelength of 4.25 μm, CO 4 .7 μm, CH 4 absorbs a wavelength of 3.3 μm, The degree of absorption depends on the concentration of the gas.
이러한 광 흡수율은 가스 분자에 따라 다른데, 예를 들어 이산화탄소(Carbon Dioxide)는 온실 가스로 지목될 만큼 광 흡수율이 높지만, 일산화탄소(Carbon Monoxide)는 광 흡수율이 낮다. 광자의 흡수율은 분자당 흡수율로 정의되는데 일반적으로 흡수율이 높은 가스를 검지하기 위한 가스 센서는 기술적으로 난이도가 낮으며 흡수율이 낮은 가스를 검지하기 위한 가스 센서는 기술적으로 난이도가 높다고 할 수 있다.This light absorption rate differs depending on the gas molecules. For example, carbon dioxide (Carbon Dioxide) has a high light absorptance so as to be designated as a greenhouse gas, but Carbon Monoxide has a low light absorption rate. The absorption rate of photons is defined as the absorption rate per molecule. In general, the gas sensor for detecting a gas having a high absorption rate is technically difficult, and the gas sensor for detecting a gas having a low absorption rate is technically difficult.
그러나 흡수율이 낮은 가스라도 광자와 가스 분자의 접촉할 수 있는 횟수를 증가시키면 흡수율은 증가한다. 동일한 광량에 대해 가스 분자의 접촉 횟수를 증가시키는 방법 중의 하나가 광 공동 내에서의 광 경로 길이를 길게 하는 방법인데, 이는 광학 방식의 가스 센서 해석 이론인 비어-램버트(Beer-Lambert) 이론으로부터 확인할 수 있다.However, even with a gas with a low absorption rate, the absorption rate increases when the number of photons and gas molecules can be increased. One of the ways to increase the number of contacts of gas molecules for the same amount of light is to increase the optical path length in the optical cavity, which is confirmed from the Beer-Lambert theory of optical gas sensor interpretation theory. .
비어-램버트 이론은 가스 분자가 없는 상태에서 광검출기에 검지되는 광량을 Io, 가스의 농도를 X, 광원에서부터 광 검출기까지 광이 가스와 접촉하는 거리인 광 경로의 길이를 L, 가스 분자의 고유 흡수율을 b라 할 때 가스 농도와 광 검출기에 도달하는 광량인 I 간의 관계식(아래 참조)을 제공한다.In the Beer-Lambert theory, the amount of light detected by the photodetector in the absence of gas molecules is I o , the concentration of gas in X, the length of the optical path in which the light contacts the gas from the light source to the photodetector is L, Providing the relationship between gas concentration and I, the amount of light reaching the photodetector (see below), when b is the natural absorption rate.
I = Ioexp(-bLX) I = I o exp (-bLX)
비어-램버트 이론으로부터 동일한 농도에 대해 광 경로 길이인 L이 클수록 I 값이 작아지며, 동일한 농도 변화에 대해 광 경로 길이인 L이 클수록 I 값의 변화폭이 커져서 보다 정밀한 센서의 제작이 가능하게 됨을 알 수 있다.From the Beer-Lambert theory, it can be seen that as the optical path length L increases, the I value becomes smaller for the same concentration, and as the optical path length L increases for the same concentration change, the variation width of the I value becomes larger, .
한편, 효과적인 광 공동은 광 경로를 길게 하는 것 외에 광 효율성을 높이는 구조를 가져야 한다. 일반적으로 광원에서 방출된 광은 사방으로 방사되기 때문에 상당량의 광이 가스 농도를 검출하는 데 기여하지 못하고 낭비된다. 그러나 광 공동의 집광 특성을 높인다면 낭비되는 광량을 줄일 수 있어 광 효율성이 높아진다.On the other hand, an effective optical cavity must have a structure for increasing the light efficiency in addition to lengthening the optical path. In general, since the light emitted from the light source is radiated in all directions, a considerable amount of light is wasted without contributing to the detection of the gas concentration. However, if the light collecting characteristic of the optical cavity is increased, the amount of light to be wasted can be reduced, thereby increasing the light efficiency.
상기 식에서 알 수 있듯이 Io 값이 클수록 광 효율이 높은 것이며, 동일한 농도의 변화에 대해 I 값의 변화폭이 크므로 역시 보다 정밀한 센서의 제작이 가능하다. 결론적으로 광 공동의 제작 시 광경로 길이를 길게 함과 동시에 그 크기를 소형화하고 광 효율성을 높이는 것이 광학 방식 가스 센서의 경쟁력을 결정한다고 할 수 있다.As can be seen from the above expression, the larger the I o value is, the higher the light efficiency is, and since the variation of the I value is large with respect to the same concentration change, it is also possible to manufacture a more precise sensor. In conclusion, it can be said that the competitiveness of the optical type gas sensor is determined by increasing the length of the optical path, making the size smaller and increasing the light efficiency.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수 개의 반사경을 이용하여 가스 농도 측정을 위한 광 경로 길이를 길게 연장시킴으로써 정밀한 가스 농도 측정 및 소형화가 가능한 가스 농도 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a gas concentration measuring apparatus capable of accurately measuring a gas concentration and downsizing it by extending a light path length for measuring a gas concentration using a plurality of reflectors .
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 가스 농도 측정 장치는, 상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 광을 조사하는 광원부, 상기 광원부로부터 조사된 광을 굴절시키는 입사부, 입사되는 광을 반사하는 제1반사경 및 제2반사경, 회전이 가능한 제3반사경, 및 입사되는 광의 광량을 측정하는 수광부를 포함하고, 상기 입사부로부터 입사되는 광은 상기 제3반사경을 통해 상기 제1반사경과 상기 제2반사경 사이에서 반사되고, 상기 제3반사경이 회전함에 따라 광경로가 변경되어 상기 수광부로 입사되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a gas concentration according to an embodiment of the present invention, including: a light source section for irradiating light into the gas concentration measuring apparatus; an incident section for refracting light emitted from the light source section; And a light receiving portion for measuring a light amount of the incident light, wherein light incident from the incident portion is incident on the first reflector through the third reflector, And is reflected between the reflector and the second reflector. As the third reflector rotates, the optical path changes and is incident on the light receiver.
바람직하게는, 상기 제1반사경으로부터 반사된 광과 상기 제2반사경으로부터 반사된 광은 동일한 지점을 통과할 수 있다.Advantageously, the light reflected from the first reflector and the light reflected from the second reflector can pass through the same point.
또한 바람직하게는, 상기 제1반사경, 제2반사경 및 제3반사경 각각은, 타원경, 원경, 포물경 및 평면경 중 어느 하나일 수 있다.Preferably, each of the first reflector, the second reflector, and the third reflector may be any one of an ellipse, a mirror, a pipe, and a plane mirror.
또한 바람직하게는, 상기 제1반사경의 초점 및 상기 제2반사경의 초점은 상기 제3반사경의 반사면 상에 위치할 수 있다.Also preferably, the focal point of the first reflector and the focal point of the second reflector may be located on the reflection surface of the third reflector.
또한 바람직하게는, 상기 제1반사경은 평면경이고, 상기 가스 농도 측정 장치는, 상기 제1반사경과 상기 제2반사경 사이에 배치되는 집광용 렌즈를 더 포함할 수 있다.Preferably, the first reflector is a plane mirror, and the gas concentration measuring device further comprises a light-converging lens disposed between the first reflector and the second reflector.
또한 바람직하게는, 상기 집광용 렌즈의 초점은 상기 제3반사경의 반사면 상에 위치할 수 있다.Also preferably, the focal point of the light-converging lens may be located on the reflecting surface of the third reflector.
또한 바람직하게는, 상기 가스 농도 측정 장치는, 상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 조사되는 광의 파장에 따라, 상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 조사되는 광의 입사각을 서로 다르게 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The gas concentration measuring apparatus may further comprise a control unit for controlling the incident angle of light irradiated to the inside of the gas concentration measuring apparatus to be different from each other in accordance with the wavelength of the light irradiated into the gas concentration measuring apparatus have.
또한 바람직하게는, 상기 광원부는, 서로 다른 입사각 및 서로 다른 파장의 광을 조사하는 복수 개의 광소자를 포함할 수 있다.Also, preferably, the light source unit may include a plurality of optical elements for emitting light having different incident angles and different wavelengths.
또한 바람직하게는, 상기 입사부는, 상기 광원부로부터 조사된 광의 파장별 분산을 최소화하는 광분산 보정부를 더 포함할 수 있다.Preferably, the incident portion may further include an optical dispersion compensator that minimizes dispersion of the wavelength of the light emitted from the light source portion.
또한 바람직하게는, 상기 제1반사경과 상기 제2반사경은, 하나의 원경으로 형성되고, 상기 제1반사경과 상기 제2반사경의 초점은 서로 일치할 수 있다.Preferably, the first reflector and the second reflector are formed of a single mirror, and the focal points of the first reflector and the second reflector may coincide with each other.
또한 바람직하게는, 상기 가스 농도 측정 장치는, 상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 광이 조사되는 시점부터 상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 조사된 광이 수광부로 출수되는 시점까지 일정한 구동 범위에서 상기 제3반사경을 회전시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.Preferably, the gas concentration measuring apparatus further includes a gas concentration measuring unit for measuring a gas concentration in the gas concentration measuring apparatus, And a control unit for rotating the three mirrors.
상기와 같은 본 발명에 따른 가스 농도 측정 장치는, 복수 개의 반사경을 이용하여 가스 농도 측정을 위한 광 경로 길이를 길게 연장시킴으로써 정밀한 가스 농도 측정 및 소형화가 가능한 효과가 있다.The gas concentration measuring apparatus according to the present invention as described above has the effect of accurately measuring the gas concentration and reducing the size by extending the optical path length for measuring the gas concentration using a plurality of reflectors.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 사시도이다.1A to 1C are views showing an apparatus for measuring a gas concentration according to an embodiment of the present invention.
2A to 2C are views showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
3 is a view showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing an apparatus for measuring a gas concentration according to another embodiment of the present invention.
5 is a view showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
6A to 6C are views showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a perspective view showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부도면에 도시된 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해 적외선 가스 농도 측정 장치를 예로 들어 설명한다. 하지만 본 발명은 적외선 가스 농도 측정 장치에 한정하지 않고, 적외선 외 다른 광원을 사용하는 가스 농도 측정 장치에도 적용할 수 있다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, the infrared gas concentration measuring apparatus will be described as an example. However, the present invention is not limited to the infrared gas concentration measuring apparatus, and can be applied to a gas concentration measuring apparatus using a light source other than infrared rays.
도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The thickness of the lines and the size of the elements shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면으로서, 가로 방향 단면도이다.Figs. 1A to 1C are views showing a gas concentration measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and are cross-sectional side views.
도 1a을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(100)는 광원부(110), 입사부(120), 수광부(130), 챔버부(150), 제1반사경(160), 제2반사경(170) 및 제3반사경(180)을 포함할 수 있다. 1A, a gas
광원부(110)는 인가되는 전원에 의해 상기 가스 농도 측정 장치(100)의 내부로 광을 조사할 수 있다. 즉, 광원부(110)는 입사부(120)로 일정한 각도로 광을 조사할 수 있다. 광원부(110)가 광을 조사하는 각도는 입사부(120)를 통과하여 챔버부(150) 내부로 방사되는 광이 제2반사경(170)의 초점(F)을 향하도록 설정할 수 있다. Snell의 법칙에 따라 서로 다른 물질의 굴절률 차이로 인해 광의 입사각과 굴절각이 달라지는 성질을 이용하고 가스 농도 측정에 사용하는 광원의 파장을 고려하여, 광원부(110)로부터 조사된 광이 입사부(120)에 입사하는 각도를 설정할 수 있다. 도 1a에 도시된 굴절각은 예시적인 것으로서 이에 한정하지는 않는다.The
광원부(110)는 적외선 발광 다이오드(infrared light emitting diode), 적외선 램프(infrared lamp) 및 자외선 램프 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 광원부(110)는 광을 일정한 각도로 평행하게 조사하기 위한 별도의 집광 장치를 더 포함할 수 있다.The
입사부(120)는 도 1a에 도시된 바와 같이 광원부(110)로부터 조사된 광을 굴절시켜 제3반사경(180)을 향하도록 한다. 광의 손실을 줄이기 위해 입사부(120)는 광의 투과율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 또한, 입사부(120)는 파장에 따른 분산(dispersion)이 적게 일어나는 물질로 구성될 수 있다.The
실시예에 따라, 입사부(120)의 곡률은 제1반사경(160)의 곡률과 동일하게, 초점(F)을 중심으로 입사부(120)의 일측면으로부터 초점(F)까지의 거리를 반지름으로 하는 원의 일부인 포물경으로 설계할 수도 있다. 입사부(120)는 제1반사경(160)과 동일한 면적을 형성할 수도 있으나 이에 한정되지 않으며, 입사부(120)의 면적과 두께는 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 상기 입사부(120)는 챔버부(150) 내부로 유입된 가스가 외부로 유출되지 않도록 챔버부(150) 내부를 밀폐시킬 수도 있다.The curvature of the
한편, 사용하는 광의 파장 대역이 좁은 경우, 즉 레이저와 같이 특정 파장 대역의 광을 사용하는 경우에는 제1반사경(160)과 초점(F)까지의 거리, 제2반사경(170)과 초점(F)까지의 거리 및 입사부(120)의 두께는 사용하는 광의 파장에 기반하여 빛의 상쇄간섭이 일어나지 않도록 설계할 수 있다.On the other hand, when the wavelength band of light used is narrow, that is, when light of a specific wavelength band such as a laser is used, the distance from the
수광부(130)는 상기 광원부(110)에서 조사되어 상기 챔버부(150)를 통과한 광이 입사되는 광량을 측정할 수 있다. 수광부(130)는 통상의 기술자에게 알려진 바와 같은 다양한 형태의 광량 측정 장치로 구현될 수 있다.The
챔버부(150)는 내부로 가스가 유입되고 배출될 수 있는 중공의 함체로 형성될 수 있다. 챔버부(150)는 가스유입구(151), 가스배출구(152) 및 광출수구(153)를 포함할 수 있다. 챔버부(150)에 형성된 가스유입구(151)를 통해 가스가 유입되고, 주입된 가스는 가스배출구(152)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 실시예에 따라, 가스 유입구(151)에는 먼지제거 필터, 수분제거 필터 등이 설치되어 주입되는 가스에서 이물질을 제거할 수 있고, 이에 따라 가스의 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 가스유입구(151) 및 가스배출구(152)는 가스의 누출을 방지하기 위해 슬라이딩 방식으로 동작하는 차단막을 각각 포함할 수도 있다.The
광출수구(153)는 챔버부(150)로부터 수광부(130)로 광이 도달할 수 있도록 챔버부(150)의 일측면에 형성될 수 있다. 광의 손실을 줄이기 위해 광출수구(153)는 투과율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 편의상 도 1a에서 광출수구(153)는 제2반사경(170)의 일측면에 위치하도록 도시하였으나 이에 한정되지는 않는다. 가스유입구(151)와 가스배출구(152) 및 광출수구(153)의 위치는 설계에 따라 다양한 위치에 형성될 수 있다.The
제1반사경(160)은 초점(F)을 중심으로 제1반사경(160)의 일측면으로부터 초점(F)까지의 거리를 반지름으로 하는 원의 일부인 포물경으로 설계할 수 있다. 광의 손실을 줄이기 위해 제1반사경(160)은 광의 반사율이 높은 물질로 구성될 수 있고 반사율을 높이기 위해 추가로 코팅될 수 있다. 빛의 성질에 따라 초점(F)을 지나 제1반사경(160)에 수직으로 입사한 광은 수직으로 반사되어 초점(F)을 향하게 된다. 실시예에 따라, 상기 제1반사경(160)은 도 1a에 도시된 바와 같이 챔버부(150) 내부에 부착될 수 있다.The
제2반사경(170)은 초점(F)을 중심으로 제2반사경(170)의 일측면으로부터 초점(F)까지의 거리를 반지름으로 하는 원의 일부인 포물경으로 설계할 수 있다. 광의 손실을 줄이기 위해 제2반사경(170)은 광의 반사율이 높은 물질로 구성될 수 있고 반사율을 높이기 위해 추가로 코팅될 수 있다. 빛의 성질에 따라 초점(F)을 지나 제2반사경(170)에 수직으로 입사한 광은 수직으로 반사되어 초점(F)을 향하게 된다. 실시예에 따라, 상기 제2반사경(170)은 도 1a에 도시된 바와 같이 챔버부(150) 내부에 부착될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 제1반사경(160)과 초점(F)까지의 거리, 제2반사경(170)과 초점(F)까지의 거리 등은 다양하게 변경될 수 있다. The
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(100)는, 제1반사경(160)으로부터 반사된 광과 제2반사경(170)으로부터 반사된 광이 제3반사경(180)을 향할 수 있다. 일례로서, 제1반사경(160)으로부터 반사된 광과 제2반사경(170)으로부터 반사된 광이 동일한 지점을 통과할 수 있다. 즉, 제1반사경(160)으로부터 반사된 광이 향하는 초점(F)과 제2반사경(170)으로부터 반사된 광이 향하는 초점(F)은 서로 동일한 지점에 형성될 수 있다. 일례로서, 상기 제1반사경(160)의 초점(F) 및 상기 제2반사경(170)의 초점(F)은 상기 제3반사경(180)의 반사면 상에 위치할 수 있다.The gas
제3반사경(180)은 제3반사경(180)을 회전시키는 구동부(미도시)와 연결될 수 있다. 광의 손실을 줄이기 위해 제3반사경(180)은 광의 반사율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 구동부는 인가된 전원에 의해 구동축을 회전시켜 구동축에 연결된 제3반사경(180)을 회전시키는 것으로서, 스텝핑모터(stepping motor), DC모터, 인덕션모터(Induction motor) 등으로 구성될 수 있다. 상기 구동축은 제3반사경(180)의 중심에 결합될 수 있다.The
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(100)는, 가스 농도 측정 장치(100)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 가스 측정을 위해 광을 조사하기 시작할 때, 제3반사경(180)에서 반사된 광이 제2반사경(170)을 향하도록 제3반사경(180)의 각도를 제어할 수 있다. The gas
도 1a를 참조하면, 입사부(120)를 통해 챔버부(150) 내부로 조사된 광은 초점(F)에 위치한 제3반사경(180)에 의해 반사되어 제2반사경(170)으로 향할 수 있다. 일례로서, 제어부는 구동부를 제어하여 제3반사경(180)을 회전시킴으로써 제3반사경(180)에 입사하는 광의 입사각이 45도가 되도록 제3반사경(180)의 각도를 조절하여, 제3반사경(180)에서 반사된 광이 제2반사경(170)을 향하도록 할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서 제3반사경(180)의 초기 각도는 이에 한정되지는 않는다.1A, the light irradiated into the
다음으로, 도 1b를 참조하면, 제2반사경(170)에 의해 반사된 광은 다시 초점(F)에 위치한 제3반사경(180)으로 향할 수 있고, 그동안 제3반사경(180)은 제어부에 의해 일정 각도 회전될 수 있다. 제2반사경(170)에 의해 반사된 광은 제3반사경(180)에서 반사되어 제1반사경(160)으로 향할 수 있다.Referring to FIG. 1B, the light reflected by the
다음으로, 도 1c를 참조하면, 제1반사경(160)에 의해 반사된 광은 다시 제3반사경(180) 및 초점(F)을 향할 수 있다. 제어부는 제3반사경(180)을 회전시켜 제1반사경(160)으로부터 초점(F)을 향하는 광의 반사각을 조절함으로써, 초점(F)에 위치한 제3반사경(180)에 의해 반사된 광이 광출수구(153)를 향하도록 조절할 수 있다. 즉, 입사부(120)로부터 입사된 광은 제3반사경(180)을 통해 제1반사경(160)과 제2반사경(170) 사이에서 반사될 수 있고, 제3반사경(180)이 회전함에 따라 광경로가 변경되어 수광부(130)로 입사될 수 있다. 도 1a 내지 도 1c에는 편의상 입사부(120)를 통해 입사된 광이 제3반사경(180), 제2반사경(170), 제3반사경(180), 제1반사경(160), 제3반사경(180) 순으로 반사된 후 광출수구(153)를 통해 수광부(130)에 도달하는 것으로 도시되어 있으나 이는 예시적인 것으로서, 챔버부(150)의 크기 및 제3반사경(180)의 회전 속도 등에 따라 챔버부(150) 내부로 입사된 광이 반사되는 횟수는 다양하게 변경될 수 있다.Next, referring to FIG. 1C, the light reflected by the
제어부는 광이 가스와 접촉하는 경로를 조절하기 위해 구동부의 회전을 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는, 일정한 속도로 제3반사경(180)이 회전하도록 제어할 수 있지만, 이에 한정하지는 않는다. 즉, 제어부는 구동부의 회전 속도를 일정하게 제어할 수도 있고, 불규칙적으로 제어할 수도 있다. The control unit may control the rotation of the driving unit so as to adjust the path in which light is in contact with the gas. The controller according to an embodiment of the present invention can control the
또한 제어부(190)는 광이 상기 가스 농도 측정 장치(100)의 내부인 챔버부(150)에 입사하는 시점부터 상기 가스 농도 측정 장치(100)의 내부로 조사된 광이 광출수구(153)를 통해 수광부(130)로 출수되는 시점까지 일정한 구동 범위에서 제3반사경(180)을 회전시킬 수 있다. 즉, 제어부(190)는 구동부를 시계방향으로 혹은 반시계방향으로 일정 구동범위 내에서 반복적으로 회전시킬 수 있다. 이때, 일정한 구동 범위는 제3반사경(180)에 의해 반사된 광이 광출수구(153)를 향하지 않고 제2반사경(170)에 반사되는 제3반사경(180)의 각도 중에서 선택될 수 있다. 일정 구동범위 내에서 회전시키는 경우, 제1반사경(160)과 제3반사경(180) 사이에서 광은 동일한 경로를 왕복하지 않을 수 있다. 제1반사경(160)으로부터 초점(F)을 향한 광이 제3반사경(180)에서 반사된 후 제2반사경(170)에 반사되어 다시 초점(F)으로 돌아오는 동안 제3반사경(180)이 회전하므로, 제3반사경(180)에서의 반사각이 제2반사경(170)에 반사되기 전후로 달라지기 때문이다.The control unit 190 controls the light emitted from the gas
또한, 상기 제어부는 광이 가스와 접촉하는 시간을 기반으로 광이 가스와 접촉하는 경로의 길이를 조절할 수 있다. 광경로의 길이는 광이 입사부(120)를 통해 챔버부(150)에 입사하여 광출수구(153)를 통해 출수될 때까지 소요되는 시간과 관계가 있기 때문이다. 도 1a에서 빛의 속도를 c, 소요되는 시간을 t, 제1반사경(160)과 제3반사경(180) 사이의 거리를 r1, 제2반사경(170)과 제3반사경(180) 사이의 거리를 r2, 입사부(120)의 두께를 d라고 하면, 광경로 L은 하기 식과 같이 대략적으로 나타낼 수 있다. In addition, the controller may adjust the length of the path in which light is in contact with the gas based on the time when the light is in contact with the gas. This is because the length of the optical path is related to the time required for light to enter the
L = (c x t) x (r1 + r2 - d) / (r1 + r2) L = (c x t) x (r 1 + r 2 - d) / (r 1 + r 2)
광경로는 입사부(120)의 길이 및 재질에 따라 조금씩 달라질 수 있으며, 광 경로와 측정 시간의 관계는 상기의 식에 한정하지 않는다. 또한, 제어부는 측정하고자 하는 가스의 종류에 따라 광 경로의 길이를 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 측정하고자 하는 가스의 농도가 높은 경우 광 경로의 길이를 짧게, 측정하고자 하는 가스의 농도가 낮은 경우 광 경로의 길이를 길게 설정할 수 있다. 또한, 동일한 농도 변화에 대해 광 경로의 길이가 길수록 가스 농도를 보다 정밀하게 측정할 수 있다. 제어부는 상기 광경로 길이에 따라 설정한 시간이 지난 후, 제3반사경(180)을 회전시켜 제1반사경(160)으로부터 초점(F)을 향하는 광의 반사각을 조절함으로써, 초점(F)에 위치한 제3반사경(180)에 의해 반사된 광이 광출수구(153)를 향하도록 조절할 수 있다.The optical path may be slightly different depending on the length and material of the
한편, 실시예에 따라, 상기 제1반사경(160), 제2반사경(170) 및 제3반사경(180)은, 타원경, 원경, 포물경 및 평면경 중 어느 하나일 수 있다. 도 1에서 제1반사경(160)과 제2반사경(170)은 편의상 초점(F)을 중심으로 하고 서로 다른 반지름을 가지는 원의 일부인 포물경으로 도시하였으나 이에 한정하지는 않는다. 제1 반사경(160)이 평면경인 실시예는 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 상술하기로 하고 여기에서는 자세한 설명을 생략한다.Meanwhile, the
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다. 도 2a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(200)는, 광원부(210), 입사부(220), 수광부(230), 챔버부(250), 제1반사경(260), 제2반사경(270) 및 제3반사경(280)을 포함할 수 있다. 상기 광원부(210), 입사부(220), 수광부(230), 챔버부(250), 제2반사경(270) 및 제3반사경(280)은 도 1a를 참조하여 상술한 광원부(110), 입사부(120), 수광부(130), 챔버부(150), 제2반사경(170) 및 제3반사경(180)과 각각 유사할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.2A to 2C are views showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention. 2A, a gas
도 2a를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(200)는, 제1반사경(260)이 평면경일 수 있다. 이때, 제1반사경(260)으로부터 초점(F)을 향한 광이 제3반사경(280)에서 반사된 후 제2반사경(270)에 반사되어 다시 초점(F)으로 돌아오는 동안 제3반사경(280)이 회전하므로, 제3반사경(280)에서의 반사각이 제2반사경(270)에 반사되기 전후로 달라지기 때문에 광의 경로가 변경될 수 있다. 제1반사경(260)으로 향하는 광의 경로가 변경되는 것을 보정하기 위해, 평행하게 입사하는 광을 초점(F)으로 집광시키고, 초점(F)을 통과하는 광을 평행하게 제1반사경(260)으로 향하게 하는 집광용 렌즈(254)가 상기 가스 농도 측정 장치(200)에 추가로 더 포함될 수 있다. 상기 집광용 렌즈(254)는 제1반사경(260)과 제2반사경(270) 사이에 배치될 수 있고, 투과율이 높은 물질로 구성될 수 있다. 상기 집광용 렌즈(254)의 초점은 제3반사경(280)의 반사면 상에 위치할 수 있고, 제1반사경(260) 및 제2반사경(270)의 초점(F)과 동일할 수 있다.Referring to FIG. 2A, in the
도 2a를 참조하면, 입사부(220)를 통해 챔버부(250) 내부로 조사된 광은 집광용 렌즈(254)를 통과한 후 초점(F)에 위치한 제3반사경(280)에 의해 반사되어 제2반사경(270)으로 향할 수 있다. 2A, the light irradiated into the
다음으로, 도 2b를 참조하면, 제2반사경(270)에 의해 반사된 광은 다시 초점(F)에 위치한 제3반사경(280)에 의해 반사되어 집광용 렌즈(254)를 통과할 수 있고, 집광용 렌즈(254)에 의해 굴절되어 제1반사경(260)에 수직으로 입사할 수 있다. 광이 제2반사경(270)에 의해 반사되는 동안 제3반사경(280)은 제어부에 의해 일정 각도 회전되기 때문에, 입사부(220)로부터 제3반사경(280)으로 입사된 광의 경로와 제3반사경(280)에서 반사되어 제1반사경(260)을 향하는 광의 경로가 서로 달라질 수 있다.2B, the light reflected by the
다음으로, 도 2c를 참조하면, 제1반사경(260)에 의해 반사된 광은 집광용 렌즈(254)를 통과하면서 굴절되어 제3반사경(280) 및 초점(F)을 향할 수 있다. 제어부는 제3반사경(280)을 회전시켜 제1반사경(260)으로부터 초점(F)을 향하는 광의 반사각을 조절함으로써, 초점(F)에 위치한 제3반사경(280)에 의해 반사된 광이 광출수구(253)를 향하도록 조절할 수 있다.2C, the light reflected by the
이에 따라, 수광부(230)는 상기 광원부(210)에서 조사되어 상기 챔버부(250)를 통과한 광이 입사되는 광량을 측정할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(200)는, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 상술한 바와 같이 가스 농도 측정 장치(200)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.Accordingly, the
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(300)는, 광원부(310), 입사부(320), 챔버부(350) 및 제1반사경(360)을 포함할 수 있고, 도 3에 도시되지는 않았으나 도 1a 내지 도 2c를 참조하여 상술한 바와 같이 수광부, 제2반사경, 제3반사경 및 제어부 등을 구비할 수 있다. 상기 입사부(320), 챔버부(350) 및 제1반사경(360)은 도 1a를 참조하여 상술한 입사부(120), 챔버부(150) 및 제1반사경(160)과 각각 유사할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.3 is a view showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention. 3, the gas
도 3을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(300)는 광원부(310)가 서로 다른 입사각 및 서로 다른 파장의 광을 조사하는 복수 개의 광소자(311)를 포함할 수 있다. 가스 측정에 사용하는 광의 파장대역이 넓은 경우, 파장별로 굴절률이 다르므로, 도 3에 도시된 바와 같이 광원부(310)는 서로 다른 파장대역의 광소자(311)들이 서로 다른 각도로 입사부(320)에 조사되도록 복수의 광소자(311)가 배열로 결합된 형태일 수 있다. 일례로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 광소자(311)에서 조사되는 각각의 광은 입사부(320)를 통과하면서 각기 다르게 굴절되어 동일한 광 경로를 따라 제3반사경을 향해 진행할 수 있다.3, the gas
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(400)는, 광원부(410), 입사부(420), 챔버부(450) 및 제1반사경(460)을 포함할 수 있고, 도 4에 도시되지는 않았으나 도 1a 내지 도 2c를 참조하여 상술한 바와 같이 수광부, 제2반사경, 제3반사경 및 제어부 등을 구비할 수 있다. 상기 입사부(420), 챔버부(450) 및 제1반사경(460)은 도 1a를 참조하여 상술한 입사부(120), 챔버부(150) 및 제1반사경(160)과 각각 유사할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.4 is a view showing an apparatus for measuring a gas concentration according to another embodiment of the present invention. 4, a gas
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(400)는, 사용하는 광의 파장에 따라 입사부(420)에 광을 조사하는 각도를 변경할 수 있도록 입사조절부(413)를 더 포함할 수 있다. 일례로서, 상기 입사조절부(413)는 도 4에 도시된 바와 같이 광원부(410)가 이동할 수 있는 레일 형태로 구현될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 상기 입사조절부(413)는 광원부(410)로부터 입사부(420)로 조사되는 광의 입사각을 조절할 수 있는 다양한 형태로 변경될 수 있다.The gas
제어부는 가스 농도 측정 장치(400)의 내부로 조사되는 광의 파장에 따라, 가스 농도 측정 장치(400)의 내부로 조사되는 광의 입사각을 서로 다르게 조절할 수 있다. 일례로서, 제어부는 측정하고자 하는 가스의 성질에 따라 측정에 적합한 광의 파장 대역을 선택하고, 해당하는 파장 대역의 굴절률에 따라 입사부에서의 굴절각이 90도가 되도록 입사각을 결정할 수 있다. 제어부는 결정한 입사각에 따라 입사조절부(413)를 제어하여 광원부(410)를 회전시키거나 이동시켜 광의 입사각을 조절할 수 있다.The control unit can adjust the incident angle of the light irradiated into the gas
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(500)는, 광원부(510), 입사부(520), 챔버부(550) 및 제1반사경(560)을 포함할 수 있고, 도 4에 도시되지는 않았으나 도 1a 내지 도 2c를 참조하여 상술한 바와 같이 수광부, 제2반사경, 제3반사경 및 제어부 등을 구비할 수 있다. 상기 입사부(420), 챔버부(450) 및 제1반사경(460)은 도 1a를 참조하여 상술한 입사부(120), 챔버부(150) 및 제1반사경(160)과 각각 유사할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.5 is a view showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention. 5, a gas
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(500)의 입사부(520)는 광원부(510)로부터 조사된 광의 파장별 분산을 최소화하는 광분산 보정부(522)를 더 포함할 수 있다. 즉, 입사부(520)는 무채색 프리즘과 같이 광의 분산을 최소화하는 광분산 보정부(522)를 더 포함하여 서로 다른 파장의 광이 동일한 굴절각으로 초점(F)을 향해 방사되도록 설계할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 광원부(510)에서 조사되는 광에 다양한 파장이 혼재되어 있거나 광원부(510)에서 조사되는 광이 다양한 파장으로 변경되는 경우에도, 광원부(510)에서 조사된 광은 광분산 보정부(522) 및 입사부(520)를 통과하면서 파장에 따라 각기 다르게 굴절되어 동일한 광 경로를 따라 제3반사경을 향해 진행할 수 있다.The
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 도면이다. 6A to 6C are views showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6a을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(600)는 광원부(610), 입사부(620), 수광부(630), 챔버부(650), 가스유입구(651), 가스배출구(652), 광출수구(653), 제1반사경(660) 및 제3반사경(680)을 포함할 수 있다. 상기 광원부(610), 입사부(620), 수광부(630) 및 제3반사경(680)은 도 1a를 참조하여 상술한 광원부(110), 입사부(120), 수광부(130), 가스유입구(151), 가스배출구(152), 광출수구(153) 및 제3반사경(180)과 각각 유사할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.6A, a gas
도 6a에 도시된 가스 농도 측정 장치(600)는 상술한 실시예들과 다르게 챔버부(650)의 형태가 구형이고 단면은 원형일 수 있다. 이에 따라 챔버부(650)의 내측에 부착되어 형성되는 제1반사경(660)은 하나의 원경의 일부분으로 형성될 수 있다.The gas
즉, 도 6a에 도시된 가스 농도 측정 장치(600)는 상술한 실시예들에서의 서로 초점(F)이 일치하는 제1반사경과 제2반사경이 하나의 원경으로 형성된 실시예일 수 있다.That is, the gas
도 6a를 참조하면, 입사부(620)를 통해 챔버부(650) 내부로 조사된 광은 초점(F)에 위치한 제3반사경(680)에 의해 반사되어 제1반사경(660)으로 향할 수 있다. 이후 제3반사경(680)은 제어부에 의해 일정 각도 회전될 수 있다. 6A, light irradiated into the
다음으로, 도 6b를 참조하면, 제1반사경(660)에 의해 반사된 광은 다시 초점(F)에 위치한 제3반사경(680)에 의해 반사되어 제1반사경(660)에 수직으로 입사할 수 있다. 그동안 제3반사경(680)은 제어부에 의해 일정 각도 회전될 수 있다.6B, the light reflected by the
다음으로, 도 6c를 참조하면, 제1반사경(660)에 의해 반사된 광은 제3반사경(680) 및 초점(F)을 향할 수 있다. 제어부는 제3반사경(680)을 회전시켜 제1반사경(660)으로부터 초점(F)을 향하는 광의 반사각을 조절함으로써, 초점(F)에 위치한 제3반사경(680)에 의해 반사된 광이 광출수구(653)를 향하도록 조절할 수 있다. 이에 따라, 수광부(630)는 상기 광원부(610)에서 조사되어 상기 챔버부(650)를 통과한 광이 입사되는 광량을 측정할 수 있다. Next, referring to FIG. 6C, the light reflected by the
도 6a 내지 도 6c에는 설명의 편의를 위해 챔버부(650) 내부로 입사된 광이 제1반사경(660)에 2번 반사된 후 광출수구(653)를 통해 수광부(630)로 출수되는 것으로 도시되어 있으나 이는 예시적인 것으로서, 챔버부(650) 내부로 입사된 광이 제1반사경(660)에 반사되는 횟수는 제어부에 의해 조절되는 제3반사경(680)의 회전속도 및 회전각도 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.6A to 6C, the light incident into the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치를 나타내는 사시도이다. 도 7을 참조하면 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가스 농도 측정 장치(700)는 광원부(710), 입사부(720), 수광부(730), 제1반사경(760), 제2반사경(770), 제3반사경(780) 및 베이스부(790)를 포함할 수 있다.7 is a perspective view showing a gas concentration measuring apparatus according to another embodiment of the present invention. 7, an
도 7에 도시된 가스 농도 측정 장치(700)는, 도 1에 도시된 가스 농도 측정 장치(100)와 비교하여 챔버부(150)가 생략된 형태로서, 베이스부(790) 상단에 광원부(710), 입사부(720), 수광부(730), 제1반사경(760), 제2반사경(770) 및 제3반사경(780)이 결합된 형태일 수 있다. 이에 따라, 상기 가스 농도 측정 장치(700)는, 별도의 가스유입구 및 가스배출구가 필요하지 않고 개방된 공간에 존재하는 공기 상태나 공기 중의 가스 농도 등을 측정할 수 있다.The gas
도 7에 도시된 바와 같이, 베이스부(790)는 소정 크기의 평판 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 입사부(720), 제1반사경(760), 제2반사경(770) 및 제3반사경(780)은 일정한 높이로 형성될 수 있으며, 제어부(미도시)는 입사부(720), 수광부(730), 제3반사경(780)의 구동부 등을 제어할 수 있다.As shown in FIG. 7, the
광원부(710)로부터 입사된 광이 입사부(720)를 통해 제3반사경(780)으로 진행하고, 제3반사경(780)에서 반사된 광이 제2반사경(770)과 제1반사경(760)을 통해 반사되며, 제3반사경(780)의 회전에 따라 광이 수광부(730)로 출수되는 내용은 도 1 등을 참조하여 상술한 바와 유사하므로 여기에서는 자세한 설명은 생략한다.The light incident from the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부는 구동부, 입사조절부, 가스유입구, 가스배출구 등을 제어하는 하나의 프로세서 혹은 프로그램의 형태로 존재할 수 있지만 이에 한정되지는 않는다. 제어부는 구동부, 입사조절부(413), 가스유입구(151), 가스배출구(152) 별로 각각의 프로세서 혹은 프로그램의 형태로 존재할 수 있다.Meanwhile, the controller according to an embodiment of the present invention may exist in the form of a single processor or a program for controlling the driving unit, the incident control unit, the gas inlet, and the gas outlet, but is not limited thereto. The control unit may exist in the form of a processor or a program for each of the driving unit, the
한편, 본 발명에 따른 가스 농도 측정 장치는 상술한 바와 같은 다양한 실시예들에 기재된 광원부, 입사부, 수광부, 챔버부, 제1반사경, 제2반사경 및 제3반사경 등이 다양하게 조합될 수 있다.Meanwhile, the gas concentration measuring apparatus according to the present invention can be variously combined with the light source unit, the incident unit, the light receiving unit, the chamber unit, the first reflector, the second reflector, and the third reflector described in various embodiments as described above .
이상, 본 발명의 여러 실시예를 통해 본 발명의 특징을 상세하게 설명하였으나 본 발명에 의해 주어지는 권리의 범위가 상기 실시예들에 한정되어서는 아니되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 첨부된 특허청구범위에 의해 주어지는 본 발명의 내에서 다양한 변형과 개량을 수행할 수 있을 것이며, 본 발명의 권리범위는 그러한 다양한 변형과 개량에도 미치는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (11)
상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 광을 조사하는 광원부;
상기 광원부로부터 조사된 광을 굴절시키는 입사부;
입사되는 광을 반사하는 제1반사경;
회전이 가능한 제3반사경; 및
입사되는 광의 광량을 측정하는 수광부를 포함하고,
상기 입사부로부터 입사되는 광은 상기 제3반사경을 통해 상기 제1반사경 사이에서 반사되고, 상기 제3반사경이 회전함에 따라 광경로가 변경되어 상기 수광부로 입사되며,
상기 제3반사경의 회전을 제어하여 상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 입사된 광의 광 경로의 길이를 연장시키는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.A gas concentration measuring apparatus comprising:
A light source unit for irradiating light into the gas concentration measuring apparatus;
An incident portion for refracting the light emitted from the light source portion;
A first reflector for reflecting incident light;
A third rotatable mirror; And
And a light receiving portion for measuring the light amount of the incident light,
The light incident from the incidence portion is reflected by the first reflector through the third reflector, the optical path changes as the third reflector rotates, and is incident on the light receiving portion,
And the rotation of the third reflector is controlled to extend the length of the optical path of the light incident into the gas concentration measuring device.
상기 제1반사경으로부터 반사된 광은 동일한 지점을 통과하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치. The method according to claim 1,
And the light reflected from the first reflector passes through the same point.
타원경, 원경, 포물경 및 평면경 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.2. The display device according to claim 1, wherein each of the first reflector and the third reflector comprises:
An oval diameter, a diameter, a porosity, and a plane diameter.
상기 제1반사경의 초점은 상기 제3반사경의 반사면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.The method according to claim 1,
And the focal point of the first reflector is located on the reflection surface of the third reflector.
상기 가스 농도 측정 장치는,
상기 제1반사경과 상기 제3반사경 사이에 배치되는 집광용 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.The apparatus of claim 3, wherein the first reflector is a planar mirror,
Wherein the gas concentration measuring device comprises:
And a condenser lens disposed between the first reflector and the third reflector.
상기 집광용 렌즈의 초점은 상기 제3반사경의 반사면 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.6. The method of claim 5,
And the focal point of the light-converging lens is located on the reflecting surface of the third reflector.
상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 조사되는 광의 파장에 따라, 상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 조사되는 광의 입사각을 서로 다르게 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.The gas concentration measuring apparatus according to claim 1,
Wherein the gas concentration measuring apparatus further comprises a control unit for controlling an incident angle of light irradiated into the gas concentration measuring apparatus to be different from each other according to a wavelength of light irradiated to the interior of the gas concentration measuring apparatus.
서로 다른 입사각 및 서로 다른 파장의 광을 조사하는 복수 개의 광소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.The light source unit according to claim 1,
And a plurality of optical elements for emitting light having different incident angles and different wavelengths.
상기 광원부로부터 조사된 광의 파장별 분산을 최소화하는 광분산 보정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.The apparatus according to claim 1,
Further comprising an optical dispersion correcting unit for minimizing dispersion of the wavelength of the light emitted from the light source unit.
하나의 원경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.The light-emitting device according to claim 1,
Wherein the gas concentration measuring unit is formed of one of a plurality of gas measuring units.
상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 광이 조사되는 시점부터 상기 가스 농도 측정 장치의 내부로 조사된 광이 수광부로 출수되는 시점까지 일정한 구동 범위에서 상기 제3반사경을 회전시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 농도 측정 장치.The gas concentration measuring apparatus according to claim 1,
And a control unit for rotating the third reflector in a constant driving range from a point of time when the light is irradiated into the gas concentration measuring apparatus to a point of time when the light irradiated into the gas concentration measuring apparatus exits to the light receiving unit Wherein the gas concentration measuring device comprises:
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KR102309250B1 (en) * | 2021-03-17 | 2021-10-07 | (주)세성 | Noxious gas sensor |
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KR101256381B1 (en) | 2011-11-11 | 2013-04-25 | 서울시립대학교 산학협력단 | Gas density measurement device for variable optical path |
US8749789B2 (en) | 2010-12-27 | 2014-06-10 | Horiba, Ltd. | Gas concentration measuring apparatus |
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