KR20190100192A - 폴리머의 파라미터를 추정하는 휴대용 디바이스 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리머 물질의 적어도 하나의 파라미터 특성을 추정하는 효대용 디바이스(1)에 관한 것으로, 디바이스는 적어도 하나의 소스(101), 각 적외선 소스(101)는 파장 10 μm, 9.5 μm, 7.2 μm, 6 μm, 3.5 μm, 2.7 μm 중 하나 또는 파수 1000 cm-1, 1050 cm-1, 1350 cm-1, 1700 cm-1, 2900 cm-1, 3700 cm- 1 중 하나에서 선택된, 최대 방출 에너지를 나타내는 스펙트럼 라인을 폴리머 물질을 향하여 방출할 수 있으며, 스펙트럼 라인에 응답하여 폴리머 물질(M)에 의하여 반사된 적외선 방사(112)를 수신할 수 있는 적어도 하나의 적외선 검출기(102), 폴리머 물질(M)에 의하여 반사되고 적외선 검출기(102)에 의하여 수신된 적외선 방사(112)에서의 스펙트럼 라인에 존재하는 에너지의 함수로서 폴리머 물질(M)의 파라미터 특성을 결정하는 결정 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 폴리머 물질의 파라미터를 추정하는 디바이스에 관한 것이다.
본 출원 발명의 분야는 벽 또는 배관의 코팅으로서 기능하는 폴리머에 관한 것이며, 특히 전력 생산을 위한 원자력 발전소에 관한 것이다.
본 발명은 물질에 대한 하나 이상의 파라미터를 측정하는 것에 관련되며, 물질은 비제한적인 방식으로,
- 폴리머 코팅, 전형적으로 페인트를 구성하는 페인트
- 예를 들어 유체의 운송을 위한 도관과 같은 폴리머의 컴포넌트
- 전기 케이블
일 수 있다.
그런 페인트 또는 컴포넌트는 산업 환경, 예를 들어 페인트 또는 컴포넌트가 견뎌야 하는 가혹한 온도 및 습도 조건을 가지는 원자력 발전 분야에서 일반적이다. 원자력 발전소에 적용되는 안전 수칙에서, 가혹한 온도 및 습도 조건을 견디기 위하여 원자로 건물의 봉합을 형성하는 내부 콘트리트 벽에 적용되는 폴리머 페인트와 같은 표면 코팅의 밀봉 성질이 요구된다. 그러한 코팅의 제거 또는 벗겨짐은 예를 들어 운용 테스트 동안 또는 사고의 경우에, 건물의 봉합 내에 물방울을 뿌림으로써 물을 분사하는, 약어 EAS로 알려진 비상 스필링클러 회로를 방해하거나 막는 것을 초래할 수 있으며, 뜨거운 물의 방출을 초래하여, 코팅의 벗겨짐에 기인한, 비상 시스템 EAS을 위한 상황인 봉합 내의 압력과 온도의 상당한 상승을 야기한다.
이러한 요구는 더 일반적으로, 순환 유체가 고온일 수 있는, 예를 들어 소위 고밀도 폴리머 튜브 또는 도관과 같은 폴리머에 기초하는 모들 물질들에 관련된다. 여기서, 상기 튜브의 내부 표면에 대해 적절한 점검이 수행되어야 한다. 모니터링이 요구되는 다른 예시는 또한 폴리머 성분의 전기 케이블이며, 열화는 전기적 절연의 손실과 동등하다.
각 산업에 특화된 규제 및 안전 기준에 따른 요구는 오퍼레이터가 페인트와 같은 표면 코팅, 및 도관 및 케이블과 같은 일부 컴포넌트의 상태를 모니터링 할 것을 요구한다. 그들은 폴리머 구조를 가지므로, 절절한 제어 방법이 실행되어야 한다.
예를 들어 원자력 발전소에 적용된, 봉지 기능을 보장할 수 있어야 하는, 원자력 발전소의 건물의 내벽 상의 코팅의 경우, 시각적 검사로는 요구되는 기준에 대하여, 예를 들어 크랙이나 블리스터(blistering)와 같은 에이징의 실제 상태를 파라미터와 같이 추정하할 수 없다는 것이 잘 알려져 있다. 사실, 크랙이나 블리스터의 어느 것이 나타나 진행된 열화 진단이 선고되거나, 혹은 이들 증상 중 어느 것도 나타나지 않고 오퍼레이터는 판정할 수 없다. 비록 어떠한 열화도 육안으로 볼 수 없더라도, 밀봉과 같은 보호 특성의 손상과 동일한 품질 저하의 신호인 열화가 얇은 층의 코팅의 미세구조 내에서 이미 시작되었을 수 있다. 이러한 조건에서, 비록 건전한 외관이라도, 코팅은 온도 및 습도의 사실상 일시적인 상승의 시련을 견디지 못할 것이며, 이는 적용된 코팅을 벗겨내, 오퍼레이터에 대하여 유해 폐기물을 구성할 것이다.
따라서 에이징의 상태의 적절한 평가로 초기 취화(embrittlement)의 발현 이전에 그러한 상황을 예측하는 것이 과제이다.
이러한 방식으로, 오퍼레이터는 열화를 측정하는 방법을 기대할 수 있으며, 이는 사전에 정의된 열화 기준 및 사전에 설정된 메인터넌스 프로그램과 관련하여 메인터넌스의 필요성을 예측할 수 있다.
페인트 생성 단계 동안 코팅의 관리를 위하여 모델 브리켓(briquette)을 생성하는 것이 알려져 있다. 모델 브리겟은 폴리머 코팅으로 페인팅되며, 이어서 관련 건물의 내부의 캐비닛에 보관된다. 이 방법은 브리켓의 에이징이 보호 코팅의 에이징으로 나타내질 수 있다는 가정에 기초한다. 프로그램된 방법으로, 모델 브리켓이 분석 실험실에서 관리된다. 이것은 그들의 보존 위치와 분석 실험실 사이에서의 모델 브리켓의 통상의 운송(반출 및 반납)을 수반한다. 여기에는 몇 가지 단점이 존재한다:
브리켓이 운송 동안 때때로 분실되거나 손상된다. 예를 들어 원자력 발전소의 건물의 벽의 콘크리트 내의 코어 샘플링이 모델 브리켓의 대체로 필요하다. 코어 샘플링에 의하여 생성된 구멍은 다시 채워지고 다시 페인팅 되어야 하므로, 이 동작은 상당한 메인터넌스 조치가 요구된다.
브리켓의 코팅의 에이징의 상태가 전체 건물의 에이징을 완전히 나타내지는 않는다.
또한, 다른 문제점은 결정된 폴리머가 존재하는지를 체크해야 한다는 것이다. 예를 들어, 위에서 나타내진 환경에서, 목적은 예를 들어 조인트를 형성하는 제품이 위에서 나타내진 환경 또는 다른 환경에서의 원자로 건물 내, 그리고 더욱 일반적으로는 모든 환경에서의 산업 특성의 다른 건물 내에서, 사양서에 의하여 특정된 폴리머 물질을 구성하는지를 체크하는 것일 수 있다.
본 발명은 종래 기술의 단점들을 제거하고 간단하게 실행되고 폴리머 물질의 에이징 트레이서를 시스템적으로 검출하도록 조정되는 디바이스 및 방법에 의하여 폴리머 물질의 파라미터를 추정하는 상술한 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명의 제1 대상은 폴리머 물질의 적어도 하나의 파라미터를 추정하는 디바이스로서:
폴리머 물질을 향해 제1 적외선 방사를 방출할 수 있는 적어도 하나의 적외선 소스 - 폴리머 물질의 적어도 하나의 에이징 트레이서의 검출에 대응하는, 적어도 하나의 미리 정해진 파장을 갖는 이미션의 적어도 하나의 스펙트럼 라인을 가짐-,
제1 적외선 방사의 방출에 응답하여 폴리머 물질에서 반사된 제2 적외선 방사를 수신할 수 있는 적어도 하나의 적외선 검출기,
제2 적외선 방사에서의 미리 정해진 파장을 갖는 적어도 하나의 라인의 함수로서 폴리머 물질의 파라미터를 결정하는 유닛
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따르면, 폴리머 물질의 적어도 하나의 파라미터 특성을 추정하는 휴대용 디바이스가 제공되며, 상기 디바이스는:
적어도 하나의 적외선 소스
- 각 적외선 소스는 폴리머 물질을 향하여, 파장 10 μm, 9.5 μm, 7.2 μm, 6 μm, 3.5 μm, 2.7 μm 중 하나 또는 파수 1000 cm-1, 1050 cm-1, 1350 cm-1, 1700 cm-1, 2900 cm-1, 3700 cm- 1 중 하나에서 선택된, 최대 방출 에너지를 나타내는 스펙트럼 라인을 방출할 수 있음-,
적어도 하나의 적외선 소스에 의하여 방출되는 스펙트럼 라인에 응답하여 폴리머 물질에 의하여 반사된 적외선 방사를 수신할 수 있는 적어도 하나의 적외선 검출기,
폴리머 물질에 의하여 반사되고 적외선 검출기에 의하여 수신된 적외선 방사에서의 상기 스펙트럼 라인에 존재하는 에너지의 함수로서 폴리머 물질의 파라미터 특성을 결정하는 결정 유닛
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
선택된 파장 및 파수의 값은, 이들 값들 중 하나에 최대 에너지가 위치하는 라인의 이미션에 의하여 폴리머 물질의 에이징 트레이서의 검출에 대응하는 것으로서 발명자들에 의하여 결정된 것이다.
본 발명은 따라서 에이징 트레이서의 검출에 의존하여 폴리머의 파라미터를 결정할 수 있으며, 이것이 휴대용 디바이스에 의하여 간단하게 실행된다.
본 발명에 따른 디바이스는 따라서 적외선 스펙트럼의 모든 파장에 의하여 폴리머 물질에 방사하는 것을 피할 수 있으며, 대신 폴리머 물질에 상술한 파장들 또는 파수 중 하나 이상에 위치한 관심 라인으로만 방사하여, 분광기가 적외선 검출기에 의하여 수신된 하나 이상의 파장을 선택해야만 하는 것을 피할 수 있다.
실시예에 따르면, 복수의 적외선 소스가 있을 수 있다.
실시예에 따르면, 복수의 스펙트럼 라인이 있을 수 있다.
실시예에 따르면, 각 적외선 소스는 폴리머 물질을 향하여 상술한 것처럼 고유의 스펙트럼 라인을 방출할 수 있다. 이하에서는, 적외선 소스(들)에 의한 상기 스펙트럼 라인(들)에 응답하여 폴리머 물질에 의하여 반사되어 적외선 검출기에 의하여 수신된 적외선 방사를 또한 제2 적외선 방사라고도 부른다.
실시예에 따르면, 스펙트럼 라인은 협대역의 이미션이다.
실시예에 따르면, 폴리머 물질의 파라미터 특성은 폴리머 물질에서의 적어도 하나의 에이징 트레이서의 존재여부 및/또는 그 내용이다.
실시예에 따르면, 폴리머 물질의 파라미터 특성은 폴리머의 식별자이다.
실시예에 따르면, 각 적외선 소스는 하나 이상의 시간 펄스 형태로 스펙트럼 라인을 폴리머 물질을 향하여 방출할 수 있다.
실시예에 따르면, 시간 펄스(들)는 직사각형이다.
실시예에 따르면, 시간 펄스(들)와 동기하여 적어도 하나의 적외선 검출기를 개시시키기 위한 제어 수단이 제공된다.
실시예에 따르면, 디바이스는 제1 측정량을 나타내는 제1 값의 추정치를 계산하기 위해, 적어도 하나의 펄스 각각의 시간 폭 내에 포함되거나 그와 동일한 미리 정해진 제1 시간 폭에 걸친 적외선 방사의 복수의 제1 측정량을 얻기 위한 제어 수단을 포함하며, 파라미터는 적어도 제1 값으로부터 계산된다.
실시예에 따르면, 디바이스는 제2 측정량을 나타내는 제2 값의 추정치를 계산하기 위해, 각각의 두 개의 연속적인 펄스 사이의 시간 폭 내에 포함되거나 그와 동일한 미리 정해진 제2 시간 폭에 걸친 제2 적외선 방사의 복수의 제2 측정량을 얻기 위한 제어 수단을 포함하며, 파라미터는 적어도 제1 값 및 제2 값 사이의 차이로부터 계산된다.
실시예에 따르면, 디바이스는 적어도 하나의 적외선 소스에 의하여 스펙트럼 라인의 방출을 트리거하는 적어도 하나의 수동 조작 부재를 포함한다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 적외선 소스는 적어도 하나의 적외선 발광 다이오드 또는 적어도 하나의 레이저원이다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 적외선 검출기는 포토다이오드 또는 포토컨덕터 타입의 것이며, 수신하는 적외선 방사의 함수로서 전기적 광전류를 생성한다.
실시예에 따르면, 적외선 소스로서 적어도 두 개의 적외선 소스가 제공되며, 각각 두 개의 상이한 스펙트럼 라인을 폴리머 물질을 향해 방출할 수 있으며, 각각은 파장 10 μm, 9.5 μm, 7.2 μm, 6 μm, 3.5 μm, 2.7 μm 중 두 개의 상이한 파장으로부터 각각 선택되거나 혹은 파수 1000 cm-1, 1050 cm-1, 1350 cm-1, 1700 cm-1, 2900 cm-1, 3700 cm- 1 중 두 개의 상이한 파수로부터 각각 선택된 최대 방출 에너지를 나타낼 수 있다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 적외선 소스의 스펙트럼 라인의 반값폭은 1 μm 이하이다.
실시예에 따르면, 폴리머 물질의 파라미터 특성을 결정하는 유닛은 적외선 방사로부터 적외선 검출기에 의하여 제공되는 신호의 연속 성분의 감쇠 또는 억제를 위한 적어도 하나의 필터 또는 회로 또는 필터링 유닛을 포함한다.
실시예에 따르면, 폴리머 물질의 파라미터 특성을 결정하는 유닛은 필터 또는 회로 또는 필터링 유닛으로부터의 다운스트림의 필터링된 신호를 증폭하는 증폭기, 증폭기로부터의 다운스트림의 아날로그-디지털 변환기, 및 아날로그-디지털 변환기에 의하여 제공된 디지털 신호(들)로부터 폴리머 물질의 파라미터 특성을 결정하는 데이터를 처리하고 저장하는 수단을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 결정 유닛은 폴리머 물질의 파라미터 특성을 적어도, 적외선 검출기 및 적어도 하나의 스펙트럼 라인에 대응하는 적어도 하나의 파장에서 수신된 적외선 방사로부터 획득된 검출 신호의 진폭의 함수로서 계산하도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 결정 유닛은 폴리머 물질의 파라미터 특성을, 적어도 하나의 적외선 소스가 적어도 하나의 스펙트럼 라인을 방출하도록 제어하게 하는 방출 신호의 진폭에 대한, 적외선 검출기 및 적어도 하나의 라인에 대응하는 적어도 하나의 파장에서 수신된 적외선 방사로부터 획득된 검출 신호의 진폭의 함수로서 계산하도록 구성된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디바이스는 적어도 하나의 적외선 검출기를 냉각하는 냉각 모듈 및/또는 적어도 하나의 적외선 소스를 냉각하는 냉각 모듈을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디바이스는 서모스탯과 적어도 하나의 검출기 및/또는 적어도 하나의 적외선 소스를 서모스탯에 의하여 미리 정해진 온도로 유지하기 위한 냉각 모듈에 연결된 자동 온도 안정을 위한 전자 유닛을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디바이스는 핸들로부터 먼 전단에 적어도 하나의 적외선 소스 및 적어도 하나의 적외선 검출기를 포함하는 조준 모듈에 부착된 그립 핸들을 포함하는 피스톨 형상을 가지며, 피스톨은 적어도 하나의 적외선 소스에 의하여 적어도 하나의 스펙트럼 라인의 방출을 트리거하는 적어도 하나의 수동 조작 부재를 포함하며, 수동 조작 부재는 핸들을 조준 모듈에 연결하는 피스톨의 구역 근처에 위치한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 적어도 하나의 소스 및/또는 적어도 하나의 적외선 검출기는 적어도 하나의 외부 블록에 의하여 커버되며,
적어도 하나의 소스는 적어도 하나의 스펙트럼 라인을 방출 가능하며, 적어도 하나의 적외선 검출기는, 적외선 방사에 대하여 투명하고 폴리머 물질을 향하여 조정되는, 외부 블록을 통과하는 적외선 방사를 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디바이스는 폴리머 물질에 대한 지지 가드를 포함하며,
외부 블록은 외측 말단 표면을 가지며, 동시에 폴리머 물질을 향하여 지향되고 가드의 외측 말단 표면에 대해 내측으로 들어가 있으며, 또한 폴리머 물질의 표면을 향하여 조정된다.
본 발명의 제2 대상은 폴리머 물질의 적어도 하나의 파라미터를 추정하는 방법으로서,
폴리머 물질의 적어도 하나의 에이징 트레이서의 검출에 대응하는, 적어도 하나의 미리 정해진 파장을 갖는 이미션의 적어도 하나의 스펙트럼 라인에 의하여 특징지어지는 제1 적외선 방사가 폴리머 물질을 향하는 적어도 하나의 적외선 소스에 의하여 전송되고,
제1 적외선 방사의 전송에 응답하여 폴리머 물질에 의하여 반사된 제2 적외선 방사가 적어도 하나의 적외선 검출기에 의하여 수신되고,
폴리머 물질의 파라미터가, 결정 유닛에 의하여, 제2 적외선 방사에서의 미리 정해진 파장의 적어도 하나의 스펙트럼 라인의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 폴리머 물질의 적어도 하나의 파라미터 특성을 추정하는 방법을 제공하며,
파장 10 μm, 9.5 μm, 7.2 μm, 6 μm, 3.5 μm, 2.7 μm 중 적어도 하나 또는 파수 1000 cm-1, 1050 cm-1, 1350 cm-1, 1700 cm-1, 2900 cm-1, 3700 cm- 1 중 적어도 하나에서 선택된, 최대 방출 에너지를 나타내는, 적어도 하나의 스펙트럼 라인의 이미션이 폴리머 물질을 향하여 적어도 하나의 적외선 소스에 의하여 방출되고,
적어도 하나의 적외선 소스에 의하여 방출된 스펙트럼 라인에 응답하여 폴리머 물질에 의하여 반사된 적외선 방사가 적어도 하나의 적외선 검출기에 의하여 수신되고,
폴리머 물질의 파라미터 특성이, 결정 유닛에 의하여, 폴리머 물질에 의하여 반사되며 적외선 검출기에 의하여 수신되는 제2 적외선 방사에서의 적어도 하나의 스펙트럼 라인에 나타나는 에너지의 함수로서 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 오직 비제한적인 예시로서 주어진 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 일반적인 블록도를 나타낸다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 부분을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 측정값 획득의 부분을 나타내는 블록도이다.
도 3은 가로축에서 파장의 역수의 함수로서 폴리머의 적외선 스펙트럼 반사율의 변동을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 적외선 소스를 제어하는 신호의 크로노그램을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 적외선 검출기에 의해 얻어진 측정값의 크로노그램을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 블록도이다.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 일반적인 블록도를 나타낸다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 부분을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 측정값 획득의 부분을 나타내는 블록도이다.
도 3은 가로축에서 파장의 역수의 함수로서 폴리머의 적외선 스펙트럼 반사율의 변동을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 적외선 소스를 제어하는 신호의 크로노그램을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 적외선 검출기에 의해 얻어진 측정값의 크로노그램을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 추정 디바이스의 블록도이다.
폴리머 물질 M의 파라미터를 추정하기 위한 디바이스(1) 및 이 디바이스(1)에 의하여 구현되는 폴리머 물질 M의 파라미터를 추정하기 위한 방법의 실시예들이 이하에서 설명된다. 이 파라미터는 적어도 하나의 에이징 트레이서 및/또는 적어도 하나의 에이징 트레이서의 내용 및/또는 폴리머 물질 M의 식별자의 존재여부일 수 있다.
도면에서, 파라미터를 추정하기 위한 디바이스(1)는 하나 이상의 적외선 소스(101), 하나 이상의 적외선 검출기(102) 및 파라미터 결정을 위한 유닛(2)을 포함한다.
일반적으로, 본 발명에 따르면, 적외선 소스(들)(101)는 폴리머 물질 M을 향하여, 폴리머 물질의 적어도 하나의 에이징 트레이서의 검출에 대응하는 미리 정해진 파장의 하나 이상의 스펙트럼 라인의 이미션을 갖는 제1 적외선 방사(111)를 보낸다.
실시예에 따르면, 각 적외선 소스는 폴리머 물질 M의 에이징 트레이서에 대응하는, 미리 정해진 파장, 소위 관심 파장 또는 관심 피크 파장을 포함하는 협대역의 방출 파장을 갖는다.
실시예에 따르면, 적외선 소스는 오직, 폴리머 물질 M의 에이징 트레이서의 검출에 대응하는 미리 정해진 파장의 적외선 방사를 갖는 이미션의 스펙트럼 라인 주변 또는 스펙트럼 라인을 포함하는 적어도 하나의 스펙트럼 영역 (또는 대역)에서의 이미션으로 방출한다.
실시예에 따르면, 적외선 소스(101)는 적외선 발광 다이오드이다. 그러한 다이오드는 상술한 라인에 위치한 상술한 스펙트럼 영역에서의 이미션을 방출한다. 이 스펙트럼 영역의 이미션은 예를 들어 방출된 최대 에너지에 대응하는 스펙트럼 라인이 가우시안의 중심이 되는 것으로 표현될 수 있다. 다이오드는 따라서 라인, 및 라인이 위치한 대역에 의하여 특징지어질 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 적외선 소스(101)는 레이저원일 수 있다. 그러한 레이저원은 사실상 단색광이다. 이러한 경우, 소스는 미리 정해진 파장에서만 방출하거나, 또는 상술한 라인 부근의 실질적으로 제로폭의 스펙트럼 영역의 이미션을 방출한다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 그곳에 또는 그 아래에 소스(들)(101) 및/또는 적외선 검출기(들)(102)가 위치하는 표면(1010)을 포함할 수 있으며, 이는 측정 대상의 폴리머 물질 M을 향하여 조정되는 것이 의도된다. 실시예에서, 소스(들)(101) 및/또는 적외선 검출기(들)(102)는 적어도 하나의 외부 블록(1011)에 의하여 커버되며, 이 외부 블록(1011)은 제1 및 제2 적외선 방사(111 및 112)에 대하여 투명하고, 외부 블록의 말단 면(distal face)(1013)이 폴리머 물질 M의 표면(200)에 그것과 접촉하지 않으면서 근접하도록 배치된다. 이 외부 블록(1011)은 적외선 소스(들)의 방사(111)를 물질 M을 향하여 전송하고, 본 실시예에 대한 도 1b에서 도시한 것과 같이 기하광학의 법칙에 따른 굴절로 인한 제1 및 제2 적외선 방사(111 및 112)의 궤도 변경 이외에는 다른 변동 없이 물질 M의 방사를 적외선 검출기(들)를 향하여 전송한다. 말단 면(1013)과 폴리머 물질 M의 표면(200) 사이에 비어 있는 얇은 부피(1014)가 적외선 방사(111 및/또는 112)와 상호작용함으로 인하여 측정 시 공기의 존재로 야기되는 섭동을 제한하고, 공기에 포함된 산소가 특정 파장을 흡수하여 방사를 감쇠시키는 것을 방지한다. 이 블록은 예를 들어 게르마늄으로 이루어질 수 있다.
적외선 검출기(들)(102)은 적외선 소스(들)(101)로부터 오는 제1 적외선 소스(111)의 전송에 응답하여 폴리머 물질 M(폴리머 물질의 표면(200))에 의하여 반사된 제2 적외선 방사(112)를 수신하도록 구성될 수 있다.
디바이스(1)는 폴리머 물질 M의 파라미터를 제2 적외선 방사(112)에서의 미리 정해진 파장을 갖는 이미션의 적어도 하나의 스펙트럼 라인의 함수로서 결정하는 유닛(2)을 포함한다.
예를 들어 소스(101)로서 다이오드의 경우와 같은, 이미션의 스펙트럼 라인 또는 이미션의 스펙트럼 라인 주변을 포함하는 적어도 하나의 스펙트럼 영역의 이미션(또는 대역)의 경우, 그리고 다른 방사 소스가 없는 경우, 제2 방사의 에너지는 방출을 수행하는 다이오드와 연관된 대역에 포함되어 있다. 적외선 검출기(102)는 대역의 개념을 인식하고 있지 않고, 단지 예를 들어 다이오드와 같은 소스로부터 오는 에너지를 집적한다. 수신 대역이 따라서 생성된다.
실시예에 따르면, 유닛(2)은 폴리머 물질 M의 파라미터를, 스펙트럼 라인(들)에 대응하는 미리 정해진 파장(들)에서 적외선 검출기(102) 및 제2 적외선 방사(112)로부터 획득한 제2 신호의 존재여부 및/또는 제2 신호의 진폭의 함수로서 결정한다.
결정 유닛(2)은 폴리머 물질 M의 파라미터를, 적어도 하나의 스펙트럼 라인에 대응하는 적어도 하나의 미리 정해진 파장에서 적외선 검출기(102) 및 제2 적외선 방사(112)로부터 획득한 제2 신호의 진폭을, 적어도 하나의 미리 정해진 파장에서의 적어도 하나의 스펙트럼 라인을 갖는 제1 적외선 방사(111)를 전송하는 적어도 하나의 적외선 소스(101)를 제어하게 하는 제1 신호의 진폭으로 나누어 계산된 비율의 함수로서 계산하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 미리 정해진 파장의 적어도 하나의 스펙트럼 라인 R1, R2, R3, R4, R5, R6는 2 μm 내지 10 μm 범위의 파장 간격, 즉 1000 cm-1 내지 5000 cm-1 범위의 파수 간격에서 선택된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 미리 정해진 파장의 적어도 하나의 라인 R1, R2, R3, R4, R5, R6을 포함하는 이미션의 적어도 하나의 스펙트럼 영역 B1, B2, B3, B4, B5, B6의 반값폭은 1 μm 이하이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 미리 정해진 파장의 적어도 하나의 라인 R1, R2, R3, R4, R5, R6을 포함하는 이미션의 적어도 하나의 스펙트럼 영역 B1, B2, B3, B4, B5, B6의 반값폭(FWM)은 0.2 μm 이상 1 μm 이하이다. 예를 들어, 이 미리 정해진 파장의 적어도 하나의 라인 R1, R2, R3, R4, R5, R6을 포함하는 이미션의 적어도 하나의 스펙트럼 영역 B1, B2, B3, B4, B5, B6의 반값폭은 0.2 μm와 같을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 미리 정해진 파장의 적어도 하나의 스펙트럼 라인 R1, R2, R3, R4, R5, R6은 이하에 설명되는 파장, 특히 각각 폴리머 물질 M의 파라미터를 결정하기 위한 관심 라인 R1, R2, R3, R4, R5, R6에 각각 대응하는, 6 μm 및/또는 9.5 μm, 및/또는 3.5 μm 및/또는 7.2 μm, 및/또는 10 μm 및/또는 2.7 μm의 적어도 하나의 파장에서 선택된다.
실시예에 따르면, 파라미터가 에이징 트레이서의 존재여부 및/또는 적어도 하나의 에이징 트레이서의 내용인 경우에, 이 존재여부 및/또는 내용은 제2 적외선 방사(112)의 미리 정해진 파장(들)에서의 라인(들) R1, R2, R3 R4, R5, R6로부터, 선택적으로 라인(들) R1, R2, R3 R4, R5, R6 각각의 주변의 이미션(들) B1, B2, B3, B4, B5, B6의 적외선 스펙트럼 대역으로부터 결정된다.
파라미터가 폴리머 물질 M의 식별자(identification)인 경우, 유닛(2)은, 폴리머 물질 M을 미리 결정된 폴리머에 대하여 식별하기 위하여, 제2 적외선 방사(112)의 미리 정해진 파장의 라인(들)(R1, R2, R3, R4, R5, R6) 주변의 이미션의 적어도 하나의 스펙트럼 대역(B1, B2, B3, B4, B5, B6)을 적어도 하나의 미리 결정된 폴리머의 적어도 하나의 미리 기록된 스펙트럼 특징(signature)과 비교하는 비교수단을 포함할 수 있다.
파라미터가 폴리머 물질 M의 식별자인 경우, 유닛(2)은,
제2 적외선 방사(112)의 스펙트럼 라인(들)이 알려진 식별자의 스펙트럼 특징 또는 특징 값에 대응하는지를 판단하기 위하여,
- 한쪽에서는, (예를 들어 미리 정해진 파장(들) 및 검출 신호의 진폭의) 미리 정해진 파장(들)에서의 라인(들) 주변의 대역에서, 제2 적외선 방사(112)로부터 획득된, 적외선 검출기(들)(112)(또는 적외선 검출기(들)의 응답(들))의 검출 신호를
- 다른 한쪽에서는, 하나 이상의 알려진 식별자(들)(예를 들어 성분)를 갖는 하나 이상의 폴리머 물질(들)에 대한 미리 결정되고 유닛(2)의 메모리에 미리 기록된, 스펙트럼 특징 또는 스펙트럼 라인(들)의 하나 이상의 특성 값(미리 정해진 파장(들) 및 검출 신호에 진폭)에
비교하는 비교 수단을 또한 포함한다.
본문에서 μm로 주어진 값은 파장이며, 각각은 적외선 방사의 이미션 대역에 포함되며, cm-1로 주어진 값은 파장의 역수로 정의되며 화학 분야에 의하여 더 사용되는(처음 것이 광학, 광전자 재료의 제조자에 의해 더 사용됨) 파수이다. 유사하게, R로 표현되는 단어 라인의 사용은 적외선 방사의 이미션 대역 B에서 방출되는 μm 치수의 파장의 스펙트럼 라인에 대응할 것이며, P로 표현되는 단어 피크 또는 관심 피크의 사용은 관심 폴리머 물질 M의 컴포넌트의 특성의 cm-1 치수의 파장의 스펙트럼 라인에 대응할 것이다.
추정 디바이스(1)는 모든 폴리머(특히 페인트, 네오프렌, 전기 케이블 등)에 대하여 사용될 수 있다. 특히 6 μm의 스펙트럼 라인은 카르보닐을 통한 개시된 모든 폴리머의 산화에 대응한다. 사실, 카르보닐은 그 이미션 대역 B1에 포함되는 약 6 μm 의 미리 정해진 파장의 제1 라인 R1에서 이어지는 대응하는 관심 피크 P1을 형성하는 약 1700 cm-1 근처에서 나타난다. 그러나, 예를 들어 네오프렌의 에이징 또한 약 1000 cm-1 및 약 1100 cm-1 사이에서 나타나는 다른 원인(그 부하의 열화)에 기인할 수 있으며, 이것은 관심 피크 P2를 형성하는 약 9.5 μm, 또는 1050 cm- 1 의 미리 정해진 파장의 제2 라인 R2를 통하여 보여진다. 제3 라인 R3이 약 2900 cm-1에 위치한 관심 피크 P3에 대응하는 약 3.5 μm의 미리 정해진 파장에 위치한다. 3000 cm-1를 넘어서는, 에이징의 다른 원인이 관찰되는데, 모든 또는 일부의 폴리머의 에이징의 상이한 모드에 적용될 수 있다. 예를 들어, 에이징 모드에 의하여 연관된 밴드를 갖는 미리 정해진 파장의 스펙트럼 라인이 존재한다.
예를 들어, 카르보닐의 농도가 비어 람버트 법칙(Beer-Lambert law)에 의하여 결정될 수 있는 에이징 트레이서이다. 에이징 트레이서의 역할을 수행하는 이 물리적 파라미터는 직접적으로 산화 열화에 기인한다.
컴포넌트 또는 에폭시드 코팅의 종류와 무관하게, 폴리머 구조를 가지기 때문에, 제1 에이징 이벤트의 생성이 분자 레벨에서 물질의 구조 규모에서 발생한다. 도 3에 따른 적외선 반사율의 통계적 곡선을 그래픽적으로 도시(세로축에 밀도를 나타냄)하는 함수 상자그림(functional boxplot)에 의한 통계적 처리에 따른 적외선 반사율 스펙트럼의 분석이 폴리머의 열화가 나타나는 관심 피크를 개시하는 것을 실험이 보여준다.
함수 상자그림 기법은 함수들에 적용 가능하고 스칼라값들의 세트에는 적용되지 않는, 상자그림으로부터 파생되는 통계적 방법이다.
이들 피크들은 함수 상자그림에 의하여 얻어진 곡선의 통계적 분산이 넓은 적외선 주파수에서의 라인에 대응하도록 되며, 특히 약 1050 cm-1 근처의 피크 P2 및 약 1350 cm-1 근처의 피크 P4가 미리 정해진 파장 약 9.5 μm 및 7.2 μm 각각의 제2 스펙트럼 라인 R2 및 제4 스펙트럼 라인 R4 각각에 대응한다. 검출기(102)는 에이징을 특징짓는 이들 스펙트럼의 영역에 위치한다. 실시예에 따르면, 각각의 관심 피크 또는 관심 라인은 에이징 트레이서의 검출 및 파라미터의 추정에 관련된 정보를 포함하는 스펙트럼 영역에 대응한다. 이 관련된 정보는 함수 상자그림 기법을 통한 통계적 분석에 의하여 발견될 수 있다.
폴리머의 경우, 분석은 중적외선 대역에서의 IR파의 방출 이후의 반사 스펙트럼을 참고한다: 특이점이 통계적 분석 이후에 관찰되는 것이 이 반사율로부터이다.
도 3은 함수 상자그림의 예시를 나타낸다. 이것은 세로축에서의 적외선 방사(111, 112)의 반사율 변동을 가로축에서의 파장의 역수 cm-1의 함수로서 나타낸다. 도 3은 밀도 함수의 사분위수를 나타내며, 특히:
1) 검은색은 메디안 곡선이며,
2) 진한 회색은, 함수 사분위 25% 및 75% 사이의 모든 곡선, 또는 중간 데이터의 50%의 모든 곡선
3) 밝은 회색은, 5% 내지 95% 사이의 모든 곡선 또는 이상점(outlier) 없는 데이터의 리미트
를 나타낸다.
이 도 3에서, 이상점은 도시되지 않는다.
따라서 도 3은 화살표에 의하여 마킹된 것처럼 관심 피크에 대응하는 라인 R1, R2, R3, R4, R5, R6을 나타낸다. 특히, 도 3은 각각 실리카의 피크 및 가수분해 실리카의 피크에 대응하며, 미리 정해진 파장 약 10 μm에 대응하는 1000 cm-1에서의 제5 관심 피크 P5에서의 제5 스펙트럼 라인 R5와 미리 정해진 파장 약 9.5 μm에 대응하는 약 1050 cm-1 에서의 제2 관심 피크 P2에서의 제2 스펙트럼 라인 R2을 나타내며, 미리 정해진 파장 약 2.7 μm에 대응하는 약 3700 cm-1에서의 제6 관심 피크 P6에서의 제6 스펙트럼 라인 R6을 나타낸다.
상술한 통계적 기법은 상기의 파장 또는 파수의 몇몇 또는 전체의 모든 반사율에 대한 분포 함수를 결정한다. 따라서 실시예에 따르면, 적어도 두 개의 상이한 파장 또는 상이한 파수의 스펙트럼 라인이 사용되며, 두 개의 별개의 적외선 소스로부터 온다. 이것은 측정에서의 확산을 극복하는데, 이는 폴리머 물질의 표면 상태에 기인할 수 있다. 이것은 폴리머 물질의 에이징의 정도 및/또는 식별자를 더욱 효과적으로 검출한다.
실시예에 따르면, 적외선 소스는 이미션이 발생하는 스펙트럼 대역 B에 의하여 특징지어지며, 이 대역은 대략 이미션의 에너지가 일반적으로 최대인 스펙트럼 라인 R이다.
적외선 소스(들)에 의하여 방출된 스펙트럼 대역은 스펙트럼 라인 R1, R2, R3, R4, R5, R6 중 하나 이상의 주변으로부터 선택될 수 있다. 특히, 적어도 두 개의 별개의 스펙트럼 라인이 선택될 수 있다.
실시예에 따르면, 상기 관심 스펙트럼 라인은 이들 스펙트럼 대역에서 방사하는 물질의 온도에 기인하고 절대적으로 제거되어야 하는 실질적인 노이즈를 야기하는 기생 신호를 처리한 후에 모니터링된다.
따라서, 상술한 라인의 하나 이상 주변의 좁은 스펙트럼 파장 대역에서의 적외선 샷을 처리하고, 에이징을 특징짓기 위하여 반사율의 상대 밀도를 측정하기에 충분하다.
전사된 빔의 바람직한 선택 필드 및 그에 따른 그 반사율의 측정은 바람직하게는 연관된 파장 구간 [2.5 μm; 10 μm]에 대응하는, 도 3의 예에서 도시된 바와 같이 파수 구간 [1000 cm-1; 4000 cm- 1]에서 일어난다. 이 선택은 10 μm부터 측정 수단이 비싸지고, 2.5 μm 미만에서는 적절한 관찰이 되지 않는다는 점에서 기인한다.
실시예에 따르면, 관심 피크 또는 라인의 수만큼의 미리 정해진 파장의 스펙트럼 라인 부근에서 방출하는 적외선 소스(101)가 존재한다.
실시예에 따르면, 적외선 소스(101)는 폴리머 물질 M을 향하여 제1 결정된 방향에 따라서 제1 적외선 방사를 방출하도록 지시된다. 예를 들어, 소스(101)로서 다이오드인 경우에, 다이오드는 렌즈를 포함할 수 있다. 주어진 소스(101)에 대하여, 검출기(102)는 이상적으로는 제2 측정 적외선 방사(112)의 반사가 보내진 제1 적외선 방사(111)의 입사각과 같은 반사각을 갖고, 방출된 모든 (또는 대부분의) 에너지는 반사된 제2 적외선 방사(112)에서 나타나도록 배치된다; 따라서 반사는 정반사성이 되도록 의도되며, 이로부터 반사율이 도출된다.
물론, 폴리머 물질 M의 반사는 또한, 디바이스(1)를 포함하여 폴리머 물질의 표면(200)에 의하여 범위가 정해지는 반공간(half-space)에서 확산일 수 있다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 적외선 검출기(102)는 적외선 소스(들)(101)에 의하여 방출된 제1 적외선 방사(들)(111)에 응답하여 폴리머 물질 M의 적외선 반사의 스펙트럼을 수신할 수 있다. 실시예에 따르면, 적어도 하나의 검출기(102)는 제2 적외선 방사(112)에서 미리 정해진 파장(들)에서의 스펙트럼 라인(들) R1, R2, R3, R4, R5, R6을 수신할 수 있다. 실시예에 따르면, 적어도 하나의 검출기(102)는 제2 적외선 방사(112)에서 미리 정해진 파장(들)에서의 스펙트럼 라인(들) R1, R2, R3, R4, R5, R6 주변에 위치하는 대역(들) B1, B2, B3, B4, B5, B6를 수신할 수 있다. 적외선 검출기(102)의 수신 파장 대역은 예를 들어 적외선 소스(들)(101)에 의하여 방출된 적어도 하나의 미리 정해진 파장(들), 및/또는 미리 정해진 파장(들) 및/또는 파장 대역(들)의 스펙트럼 라인(들) R1, R2, R3, R4, R5, R6을 포함한다. 적어도 하나의 적외선 검출기(102)는 예를 들어 수신 파장에서 광대역일 수 있다. 실시예에 따르면, 적어도 하나의 적외선 검출기(102)는 물질 M의 정반사 및/또는 난반사의 반사 내에 배치된다. 적어도 하나의 적외선 검출기(102)는 예를 들어 포토다이오드 또는 포토컨덕터 타입의 광검출기이다. 예를 들어, 적외선 검출기(102)는 제2 적외선 방사(112)의 함수로서 전기적 광전류를 생성할 수 있다. 획득된 전자는 적외선 검출기(102)로부터 오는 아날로그 신호를 획득한다.
실시예에 따르면, 적외선 소스(들)(101)는 폴리머 물질 M을 향하여 제1 적외선 방사(111)를 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같ㅇ, 직사각형일 수 있는 하나 이상의 타임 펄스 i, i+1, i+2의 형태로 방출할 수 있다. 실시예에 따르면, 디바이스(1)는 예를 들어, 직사각형 및/또는 미리 정해진 수신 주파수 fR로 주기적일 수 있는, 펄스 제어 신호에 의하여 소스(들)(101)를 제어하는 모듈(12)을 포함하여, 소스(들)는 예를 들어 직사각형 및/또는 주기적인 하나 이상의 타임 펄스의 형태로 제1 적외선 방사(111)를 방출한다.
적외선 소스(101)에 의하여 방출된 연속적인 타임 펄스 i, i+1, i+2는 각각 예를 들어 각각의 미리 정해진 시간폭(적외선 소스(101)의 제1 ON 상태)τi, τi +1 및 τi +2를 가질 수 있고, 각각 기간 Ti 및 Ti +1만큼 시간적으로 이격된, 연속적인 펄스 i, i+1, i+2의 각각의 시작 Ai, Ai +1 및 Ai +2를 가질 수 있다. ON 상태인 펄스 i, i+1, i+2 사이에서, 소스(101)가 제1 ON 상태(예를 들어, 하이 또는 on)와는 상이한 제2 OFF 상태(예를 들어, 로우 또는 off)이며, 연속적인 펄스 i 및 i+1 사이의 이 OFF 상태는 기간 Ti-τi를 가진다.
실시예에 따르면, 펄스 i, i+1, i+2는 미리 정해진 주기 T로 반복될 수 있으며, 각 기간 Ti는 또한 주기 T = Ti = Ti + 1와 같으며, 반복 주파수 fR=1/T 에 대응한다. 실시예에 따르면, 펄스의 각각의 시간폭 τi, τi +1 및 τi +2 는 동일한 시간폭 τ = τi = τi+1 = τi+2 일 수 있다.
예를 들어, τi +1 ≤ Ti 및 τi +2 ≤ Ti 이다.
물론, 각각의 시간폭 τi, τi +1 는 서로 다를 수 있다. 물론, 기간 Ti and Ti +1 은 서로 다를 수 있다.
이 특성은 폴리머 물질 M으로부터의 제2 적외선 방사(112)에서 미리 정해진 파장 라인(들)을 검출할 수 있게 하며, 이것은 이 폴리머 물질 M의 열 복사가 존재하는 경우에도 가능하다. 이 열 복사는 측정되는 샘플(폴리머 물질 M)의 온도에 기인하며, 미리 정해진 파장 스펙트럼 라인(들) 부근의 좁은 스펙트럼 대역에서 폴리머 물질 M에 의하여 반사되는 제2 적외선 방사(112)의 에너지보다 최대 약 1000배보다 큰 에너지를 가지고 연속적으로 방출되며, 따라서 이 제2 방사(112) 및 측정된 반사율의 검출을 방해한다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 예를 들어 시간 펄스 또는 시간 펄스의 다발 i, i+1, i+2에 따른 적어도 하나의 적외선 소스(101)에 의한 제1 적외선 방사(111)의 전송을 트리거하는 적어도 하나의 수동 조작 부재(103)를 포함한다. 실시예에 따르면, 수동 조작 부재(103)는 초기 응력 부재(예를 들어, 스프링 등)에 의하여, 소스(101)에 의한 제1 적외선 방사(111)의 전송을 트리거링 하는 제2 수동 작동 위치로부터 소스(101)에 의한 제1 적외선 방사(111)의 전송을 트리거링 하지 않는 비-작동의 제1 위치로 복귀시키는 초기 응력이 가해질 수 있으며, 조작 부재가 이들 제1 및 제2 위치의 한쪽에서 다른 쪽 사이에서 이동된다. 사용자는 소스(101)에 의한 제1 적외선 방사(111)의 전송을 트리거링하기 위해서는 조작 부재(103)를 제2 수동 작동 위치에 눌린 채로 유지해야 한다. 수동 조작 부재(103)는 버튼 또는 트리거 타입일 수 있다.
실시예에 따르면, 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 적외선 검출기(들)(102)는 소스(들)(101)와 동기되어 제어된다. 디바이스(1) 또는 유닛(2)은 시간 펄스(들) (i, i+1, i+2)과 동기시켜 적어도 하나의 적외선 검출기(102)를 작동시키기 위한 제어 수단을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 제어 모듈(12)은 예를 들어 측정된 값을 나타내는 포인트들에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이, 적외선 검출기(들)(102)이 시간 펄스 i, i+1, i+2 동안 작동되고, 시간 펄스 i, i+1, i+2 사이에 스위칭 오프(제1 ON 상태와 상이한 제2 OFF 상태)되도록 소스(들)(101) 및 적외선 검출기(들)(102)에 동시에 연결된다.
실시예에 따르면, 제어 모듈(12)은 예를 들어 측정된 값을 나타내는 포인트들에 의하여 도 5에 도시된 바와 같이, 적외선 검출기(들)(102)이 시간 펄스 i, i+1, i+2 동안(시간 폭 τi 의 제1 ON 상태) 작동되고, 도 5의 예에 의하여 도시된 바와 같이 시간 펄스 i, i+1, i+2 사이(제1 ON 상태와 상이한 제2 OFF 상태)에서 작동되도록 소스(들)(101) 및 적외선 검출기(들)(102)에 동시에 연결된다. 실시예에 따르면, 적외선 검출기(102)는 각 시간 펄스 i, i+1, i+2 동안 (도 5에서 포인트들로 나타내진) 수신된 제2 적외선 방사(112)의 복수의 측정값들을 얻는다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실시예에 따르면, 디바이스(1)는 미리 정해진 시간 폭 γi1 동안 획득된 제1 측정값(300)을 나타내는 제1 값 
의 추정값을 계산하기 위하여, 각각의 펄스 i (따라서 γi1 ≤ τi)의 제1 ON 상태의 시간 폭 τi 에 포함되거나 이와 같은 제1 미리 정해진 시간 폭 γi1 에 걸쳐서 제2 적외선 방사(112)의 복수의 제1 측정값(300)을 획득하는 제어 수단(21)을 포함하며, 파라미터는 제1 값 
로부터 계산된다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 미리 정해진 제2 시간 폭 γi2 동안 제2 측정값(301)을 나타내는 제2 값 
의 추정값을 계산하기 위하여, 펄스 i 및 이어지는 펄스 i+1 사이의 각각의 제2 OFF 상태의 각각의 시간 폭 Ti-τi, 또는 펄스 i 및 이전 펄스 i-1 사이의 제2 OFF 상태의 각각의 시간 폭 Ti -1-τi -1 사이에 포함되거나 이와 같은(따라서 γi2 ≤ Ti-τi 또는 γi2 ≤ Ti -1-τi -1) 제2 미리 정해진 시간 폭 γi2 에 걸쳐 제2 적외선 방사(112)의 복수의 제2 측정값(301)을 획득하기 위한 제어 수단(21)을 포함하며, 파라미터는 제2 값 
로부터 계산된다.
실시예에 따르면, 파라미터는 제1 값 
및 제2 값 
으로부터, 예를 들어 제1 값 
및 제2 값 
사이의 계산된 차이로부터, 계산된다. 이는 OFF 상태에 대한 ON 상태의 측정값(300)의 제로 오프셋을 보상한다.
실시예에 따르면, 제1 값 
은 이 제1 값 
에 대해 미리 정해진 거리보다 작은 값을 갖는 제1 측정값(300)의 선택된 것으로부터 계산된다. 실시예에 따르면, 제2 값 
은 이 제2 값 
에 대해 미리 정해진 거리보다 작은 값을 갖는 제2 측정값(301)의 선택된 것으로부터 계산된다. 이러한 방식으로 측정값(300 및 301) 중에서 (도 5에서 x표로 나타내진) 이상점이 제거된다. 실시예에 따르면, 펄스 i 동안 획득되는, 도 5의 다수의 측정값이 이들 측정값에 통계적 처리가 적용될 때, 전자적 노이즈를 감소시키도록 작용한다. 실시예에 따르면, 제1 값 
은 예를 들어, 제1 측정값(300)의 메디안, 제1 측정값(300)의 평균의 로버스트 추정(robust estimation), 또는 다른 중앙 추정(central estimation)(비-가우시안)일 수 있다. 실시예에 따르면, 제2 값 
는 예를 들어, 제2 측정값(301)의 메디안, 제2 측정값(301)의 평균의 로버스트 추정(robust estimation), 또는 다른 중앙 추정(central estimation)(비-가우시안)일 수 있다. 실시예에 따르면, 이어서 (필터(11)를 통한) 주파수 처리가, 폴리머 샘플 M의 열 노이즈를 제거하기 위하여, 제1 값 
에, 또는 제1 값 
과 제2 값 
사이의 계산된 차이에 적용될 수 있다.
결정 유닛(2)의 실시예가 아래에 도 2 및 도 6을 참조하여 설명된다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 적외선 소스(들)(101)에 의하여 방출된 미리 정해진 파장(들)의 스펙트럼 라인(들) 및/또는 스펙트럼 라인(들) 주변의 대역(들)에 대한 폴리머 물질 M의 응답을 적외선 검출기(들)(102)로부터 수신한 제2 적외선 방사(112)로부터 추출하기 위한 추출 수단을 포함한다. 이들 추출 수단은 예를 들어 아래 설명되는 하나 이상의 요소를 포함한다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 적외선 검출기(102)에 의하여 제2 적외선 방사(112)로부터 제공된 신호에서의 연속 성분의 억제 또는 감쇠를 위한 적어도 하나의 회로 및/또는 필터(11)를 포함한다. 절대 0도보다 높은 온도의 모든 물체는 온도의 함수로서, 파장 및 그 절대 온도의 함수로서 흑체의 단색 방출(monochromatic emitting)을 정의하는 플랭크 법칙을 따르는 방사를 방출한다. 주위 온도에서 이미션의 범위는 적색 장파 정도이며, 인간의 눈으로 볼 수 없다. 물체의 방사율은 방사되는 적외선 에너지의 양을 나타낸다. 디바이스(1)에 의하여 측정된 물체는 1 내지 20 μm 범위의 파장 범위에서 이 열 방사를 방출하는 경향이 있다. 이 때문에, 적외선 검출기(102)에 의하여 수신된 제2 적외선 방사(112)는 연속 성분 및 변동 성분을 포함할 것이다(제1 적외선 방사(111)에 대한 응답의 제2 적외선 방사(112)는 미리 정해진 스펙트럼 라인(들)을 가짐).
실시예에 따르면, 회로 및/또는 필터(11)는 적어도 하나의 회로 및/또는 디바이스(1)의 적어도 하나의 하이패스 필터 및/또는 디바이스(1)의 적어도 하나의 밴드패스 필터이다. 이는 오직 유용한 신호의 스펙트럼만 통과시키고 스펙트럼의 연속 성분에 대응하는 열 방사를 제거하도록 하는 것을 가능하게 한다. 제2 현재 적외선 방사(112)의 푸리에 시리즈에서의 성분 분해는 신호의 평균 값을 나타내는 연속 성분 및 진폭이 주파수에 따라서 sin(x)/x 로 변하는 고조파의 세트에 의하여 구성된 스펙트럼을 제공한다. 예를 들어, 하이패스 필터는 1차일 수 있다. 1/(2T) 의 차단 주파수(T는 시간 펄스의 반복 주기임)를 갖는 1차의 하이패스 필터는 연속 성분을 상당히 감쇠시킬 수 있다. 그러나 복원된 신호의 연속 성분은 필터의 감쇠에 의존한다. 이 문제는 직사각형 신호의 진폭은 하이 펄스와 로우 펄스 사이의 차이로 결정될 수 있으므로 우리의 케이스에서는 중요하지 않다. 도시되지 않은 증폭기는 필터(11)로부터의 다운스트림에 제공될 수 있다. 증폭기(10) 및 하이패스 필터(11)는 필터링된 신호에서 소스의 방사(111)에 의하여 생성된 직사각형 신호를 검색하도록 제공될 수 있다.
제안된 펄스 획득 아키텍쳐를 검증하기 위하여 시험대가 마련된다. 비제한적 예시로서 구성된 단일 채널 프로토타입에서, 발광 다이오드에 의하여 형성된 소스(102)가 4kHz의 반복 주파수 fR 및 반복 비(cyclic ratio) 20% 의 직사각형 펄스 제어 신호에 의하여 제어된다. 시험대는 적외선 검출기, 발광 다이오드 및 트랜스 임피던스 증폭기에 의하여 구성된다. 목적은 광검출기(적외선 검출기)에서 온도에 의하여 생성된 신호보다 충분히 작은 직사각형 신호를 생성하는 것이다. LED가 직사각형 신호를 발광하는데 사용된다. 검출기로부터 유래하는 광전류는 이어서 트랜스 임피던스 증폭기로 보내진다. 연속 성분의 측정은 열 방사에 의하여 생성되는 신호에 대응할 것인 40A 정도의 광전류를 제공한다. 신호는 이어서 LED에 의하여 생성된 변동 성분을 재구성하기 위하여 (하이패스) 필터링되고 증폭된다. 12dB의 감쇠, 0.3 Hz의 차단 주파수, 그리고 1pA/V의 게인은 연속 백그라운드보다 1000배 이상 작은 신호(4kHz의 반복 주파수 fR 및 반복 비 20% 의 직사각형 펄스)의 복원을 가능하게 한다. 이 측정은 단일 채널 프로토타입을 위한 펄스 아키텍쳐를 검증한다.
따라서, 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 디바이스는 열 방사에 기인하는 노이즈의 처리를 고려한다. 실시예에 따르면, 해결책은 직사각형 신호의 진폭 및 미리 정해진 파장 및 미리 정해진 반복 주파수 fR 에 따른 펄스 샷을 방출하는 것을 포함하며, 검출기(102)에 의하여 측정된 반사 신호는 푸리에 전개에 의하여 시간적으로 처리되며, 그 효과는 열 방사의 노이즈를 제거하는 것이다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 적외선 검출기(들)(102)를 냉각하기 위한 예를 들어 펠티에 타입의 냉각 모듈(13) 및/또는 소스(들)(101)를 냉각하기 위한 예를 들어 펠티에 타입의 냉각 모듈(13')을 포함한다. 이것은 소스(101) 및 검출기(102)를 안정적인 온도로 냉각한다. 특히, 펠티에 냉각 모듈은 사이즈가 작아서, 디바이스(1)에 보다 컴팩트함을 제공한다.
펠티에 타입의 냉각 모듈(13, 13')은 연전소자의 스택으로 이루어진다. 열전소자는 두 개의 반도체 컴포넌트로 구성된다. 연속적인 전류가 펠티에 타입의 냉각 모듈(13, 13')의 단자들 상에 도입되면, 열 흡수가 발생한다. 흡수된 열은 이어서 컴포넌트의 방열부(hot part)로 전달되며, 모듈(13, 13')의 일 측에서 다른 측으로의 열 전달의 효과를 갖는다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 서모스탯에 의하여 적어도 하나의 적외선 검출기(102) 및/또는 적어도 하나의 적외선 소스(101)를 미리 정해진 온도로 유지하기 위하여, (비례 적분 미분(PID) 제어 타입의 레귤레이터에 기초하여) 자동 온도 안정화 또는 온도 제어를 위한 서모스탯 및 전자 유닛(9)을 포함하며, 이는 예를 들어 펠티에 타입의 냉각 모듈(들)(13, 13')에 연결된다. 예를 들어, 온도 조절기(9)는 LED 소스(101) 및 검출기(102)의 온도를 통상적으로 주어진 가이드라인인 -30 °C 부근으로 조절한다.
유닛(9)은 아날로그 또는 디지털일 수 있으며, 예를 들어 마이크로 컨트롤러, 프로그래머블 로직 회로(Programmable Gate Array, FPGA), 또는 전용 집적 회로(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)와 같은 시스템 온 칩(SOC)에 임베디드될 수 있다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 필터링된 신호를 증폭하기 위하여 회로 및/또는 필터(11)로부터의 다운스트림의 증폭기(10)를 포함한다. 이 증폭기(10)는 트랜스 임피던스 증폭기일 수 있다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 증폭기(10)로부터의 다운스트림의 아날로그-디지털 변환기(5)를 포함한다. 아날로그-디지털 변환기(5)를 제어하고 모니터링 하는 전자 시스템이 제공된다. 아날로그-디지털 변환기(5)는 미리 정해진 파장 각각에서의 폴리머 물질 M의 반사율에 대응하는 디지털 신호를 생성하게 한다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 적어도 제2 적외선 방사(112)로부터 획득된 적외선 검출기(들)의 검출 신호에서의 미리 정해진 파장(들)의 라인(들)의 비중으로부터 또는 제2 적외선 방사(112)의 미리 정해진 파장(들)의 라인(들) 주변의 대역에서의 적외선 검출기(들)의 응답의 비중으로부터 파라미터를 결정하기 위하여, 데이터를 처리하고 저장하는 수단(107)을 포함한다. 상술한 예시에서, 데이터를 처리하고 저장하기 위한 수단(107)은, 각각의 라인(들) 및 각각의 미리 정해진 파장(들)에 따른 진폭에 각각 대응하는, 아날로그-디지털 변환기(5)에 의하여 제공된 디지털 신호(들)로부터 파라미터를 결정한다. 실시예에 따르면, 데이터를 처리하고 저장하기 위한 수단(107)은 회로 및/또는 필터(11) 대신에 또는 그에 더하여, 푸리에 변환에 의하여 처리하는 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 이들 데이터를 처리하고 저장하기 위한 수단(107)은 상술한 바와 같이 측정값을 획득하고 상술한 바와 같이 측정값을 선택하는 제어 수단(21)을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 상술한 결정을 위한 임베디드된 알고리즘을 실행하는 소프트웨어 프로그램을 포함할 수 있는, 컴퓨터 프로그램을 다운로드하기 위한 수단(109)을 포함한다. 수단(107, 109)은 이를 위하여 마이크로 컨트롤러, FPGA, ASIC 등과 같은 전자 로딩 시스템을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 제1 적외선 방사(111)를 수신하고 제2 적외선 방사(112)를 반사시켜야 하는 폴리머 물질 M의 영역 S 를 향하여 그리고/또는 그 근처에 적외선 소스(101) 및 적외선 검출기(102)를 위치시키기 위한 가드(110)를 포함한다. 실시예에 따르면, 가드(110)는, 가드(110)를 폴리머 물질 M의 표면(200)에 붙여 위치시킬 때마다, 외부 블록(1011)이 폴리머 물질 M의 표면(200)으로부터 거리를 두도록 구성된다. 예를 들어, 외부 블록(1011)은 외측 말단 표면(external distal surface, 1013)을 가지며, 이는 동시에 폴리머 물질 M의 표면(200)을 지향되며, 또한 폴리머 물질 M의 표면(200)을 향하여 조정되는 가드(110)의 외측 말단 표면(113)에 대하여 내측으로 들어가 있다. 예를 들어, 테스트 대상의 폴리머 물질 M의 표면(200) 상에서의 제1 적외선 방사(111)의 입사각은 10도 또는 20도 이상, 및 60도 또는 70도 이하일 수 있으며, 이는 이 표면(200)에 대하여 가드(110) 및/또는 외부 블록(1011)을 위치시키는 것에 의하여 보장될 수 있다. 예를 들어, 테스트 대상의 폴리머 물질 M의 표면(200) 상에서의 제2 적외선 방사(111)의 반사각은 10도 또는 20도 이상, 및 60도 또는 70도 이하일 수 있으며, 이는 이 표면(200)에 대하여 가드(110) 및/또는 외부 블록(1011)을 위치시키는 것에 의하여 보장될 수 있다. 예를 들어, 적외선 소스(들)와 테스트 대상의 폴리머 물질 M의 표면(200) 사이의 거리는 1mm 이상, 및 10cm 이하일 수 있으며, 이는 이 표면(200)에 대하여 가드(110)를 위치시키는 것에 의하여 보장될 수 있다. 예를 들어, 적외선 검출기(들)와 테스트 대상의 폴리머 물질 M의 표면(200) 사이의 거리는 1mm 이상, 및 10cm 이하일 수 있으며, 이는 이 표면(200)에 대하여 가드(110)를 위치시키는 것에 의하여 보장될 수 있다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 핸들(15)로부터 먼 전단(16)에 소스(101) 및 검출기(102)(및/또는 소스(101) 및 검출기(102) 전단 및 그 부근의 적용 표면(1010) 및 가드(110))를 포함하는 조준 모듈(15)에 부착된 그립 핸들(14)을 포함하는 피스톨(100) 형상을 가진다. 조작 부재(103)가 예를 들어 핸들(14)을 조준 모듈(15)에 연결하는 피스톨(100)의 구역(17) 근처에 위치한다. 이 핸들은 또한 이로 인해 디바이스(1)를 튜브의 내부 표면에 대하여 또는 도관 내로 안내할 수 있게 한다. 물론, 디바이스(1)는 예를 들어 펜 등의 형상과 같은 임의의 다른 형상을 띨 수 있다.
실시예에 다르면, 디바이스(1)는 정보 표시 수단(104)을 포함하며, 이는 시각적 및/또는 음향일 수 있고, 예를 들어 에이징 트레이서(들)의 존재와 같은 파라미터를 나타내는 정보 또는 에이징 트레이서(들)의 부존재를 나타내는 정보, 및/또는 에이징 트레이서(들)의 내용을 나타내는 정보 및/또는 폴리머 물질 M의 식별자를 나타내는 정보일 수 있다. 표시 수단(104)은 예를 들어 디스플레이 스크린이거나 또는 이를 포함할 수 있다. 디바이스(1)의 다른 동작 특성이 표시 수단(104)에 의하여 표시될 수 있다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 조작 부재(103) 이외일 수 있는 제어 인터페이스(105)를 포함할 수 있으며, 예를 들어 구역(17)의 소스(101) 및 검출기(102)로부터 먼, 예를 들어 뒷면(18) 상의, 예를 들어 제어 키보드(105)일 수 있다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는, 적어도 소스(101), 검출기(102) 및 유닛(2)을 포함하는, 상술한 요소들에 전력을 공급하기 위한 자동 전력 공급 수단(106)을 포함한다. 이 자동 전력 공급 수단(106)은 예를 들어 축전지, 또는 그렇지 않으면 충전가능한 배터리일 수 있으며, 착탈가능하거나 혹은 그렇지 않을 수 있다. 실시예에 따르면, 디바이스(1)는 휴대 가능하다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)는 외부로 파라미터를 나타내는 정보를 전송하기 위한 통신 수단(108)을 포함하며, 이 정보는 에이징 트레이서(들)의 존재를 나타내는 정보 또는 에이징 트레이서(들)의 부존재를 나타내는 정보, 및/또는 에이징 트레이서(들)의 내용을 나타내는 정보 및/또는 폴리머 물질 M의 식별자를 나타내는 정보일 수 있다. 통신 수단(108)은 예를 들어 모바일 단말(모바일 전화 등), 서버 등과 같은, 원격 유닛 또는 원격 플랫폼을 향한 업링크 및/또는 다운링크 통신일 수 있다.
실시예에 따르면, 디바이스(1)의 유닛(2)은 상술한 상이한 요소들을 제어하기 위한 하나 이상의 마이크로 컨트롤러, FPGA, ASIC(19)을 포함한다.
예를 들어, 마이크로 컨트롤러(19)는 다음 타이밍으로 진행한다:
A - 트리거 (103)를 누름으로 인한 측정의 지시
B - 소스(101) 및 검출기(102)의 온도 설정 포인트 제어
C - 소스(101)에 대한 ON/OFF 펄스 전송의 제어
D - 변환기(5)로부터 오는 측정값의 수신 및 저장의 제어
E - 주위 온도에 기인한 노이즈의 억제를 위한 푸리에 주파수 처리 제어 -> 소스(101)가 (단계 C, D, E 등을 수행하기 위해) C로의 복귀를 따름
F - 모든 소스(101)의 신호가 수신되면: 측정값을, 에이징 또는 폴리머 물질을 특징짓는, 적절한 데이터로 변환하기 위한 처리 모듈(107)로 측정값(예를 들어 4개의 소스에 대한 4개의 측정값)을 전송
예를 들어, 측정값의 시퀀스를 획득하기 위하여, 테스트 대상의 물질 M의 표면(200)에 대하여 가드(110)를 위치시키고 피스톨(100)을 고정시킴으로써, 디바이스(1) 또는 피스톨(100)이 폴리머 물질 M의 벽 상에 배치된다. 다음으로, 조작 부재(103) 또는 트리거(103)가 고정 프로토콜에 따라서 눌린다. 이것이 복수의 샷을 만들고 수단(107)에 의한 데이터의 처리 및 저장이 진행되도록 하며, 측정을 실행하면서 또는 하지 않으면서, 측정값이 시각적 또는 음향 표시기를 갖는 제어 스크린(104) 상에 사전에 디스플레이된다.
디바이스(1)를 구비한 오퍼레이터는 쉽게 그리고 빨리 상이한 위치에서 물질의 파라미터의 측정값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 이는 원자력 발전소의 원자로 건물 내부의 제어 캠페인을 초래할 수 있다. 다양한 폴리머 물질 M이 동일한 장치(1)로 제어될 수 있다. 식별자의 또는 에이징의 진단 및/또는 측정값의 결과가 디바이스(1) 상에 제자리에 그리고 실시간으로 디스플레이될 수 있다. 측정 디바이스는 폴리머 물질의 반사 또는 흡수 특성의 스펙트럼 측정을 생략하며, 분광기의 사용, 특히 FTIR 또는 필터 타입의 분광기를 생략한다. 측정 디바이스는 하나의 파장에서 다른 파장으로 스위칭하기 위한 광학 필터 및 기계 시스템을 생략한다. 이는 예를 들면 관 내부의 측정값을 획득하는 것을 쉽게 안내하고 가벼운, 휴대용 디바이스를 생성할 수 있게 한다. 측정 디바이스는 기계적 시프팅 부품을 생략하고, 격리 챔버가 필요 없다.
Claims (24)
- 폴리머 물질의 적어도 하나의 파라미터 특성을 추정하기 위한 휴대용 디바이스(1)로서,
상기 디바이스는:
적어도 하나의 적외선 소스(101),
- 각 적외선 소스(101)는 폴리머 물질을 향하여, 파장 10 μm, 9.5 μm, 7.2 μm, 6 μm, 3.5 μm, 2.7 μm 중 하나 또는 파수 1000 cm-1, 1050 cm-1, 1350 cm-1, 1700 cm-1, 2900 cm-1, 3700 cm- 1 중 하나에서 선택된, 최대 방출 에너지를 나타내는 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)을 방출할 수 있음 -
상기 적어도 하나의 적외선 소스(101)에 의하여 방출된, 상기 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)에 응답하여 상기 폴리머 물질(M)에 의하여 반사된 적외선 방사(112)를 수신할 수 있는 적어도 하나의 적외선 검출기(102),
상기 폴리머 물질(M)에 의하여 반사되고 상기 적외선 검출기(102)에 의하여 수신된 상기 적외선 방사(112)에서의 상기 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)에 존재하는 에너지의 함수로서 폴리머 물질(M)의 상기 파라미터 특성을 결정하는 결정 유닛(2)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
상기 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)은 협대역 이미션인 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
상기 폴리머 물질(M)의 파라미터 특성은 상기 폴리머 물질에서의 적어도 하나의 에이징 트레이서의 존재여부 및/또는 내용인 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1에 있어서,
상기 폴리머 물질(M)의 파라미터 특성은 상기 폴리머의 식별자인 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
각 적외선 소스(101)는 상기 폴리머 물질(M)을 향하여 하나 이상의 시간 펄스(i, i+1, i+2)의 형태로 상기 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)을 방출할 수 있는, 휴대용 디바이스. - 청구항 5에 있어서,
상기 시간 펄스(들)(i, i+1, i+2)는 직사각형인 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 시간 펄스(들)(i, i+1, i+2)와 동기시켜 상기 적어도 하나의 적외선 검출기(102)를 작동시키기 위한 제어 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스(1)는 제1 측정값(300)을 나타내는 제1 값()의 추정값을 계산하기 위하여, 펄스(i) 중 적어도 하나의 각각의 시간 폭(
i)에 포함되거나 이와 같은 제1 미리 정해진 시간 폭(γi1)에 걸쳐서 상기 적외선 방사(112)의 복수의 제1 측정값(300)을 획득하기 위한 제어 수단(21)을 포함-상기 파라미터는 적어도 상기 제1 값(
)으로부터 계산됨-하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스.
- 청구항 8에 있어서,
상기 디바이스(1)는 제2 측정값(301)을 나타내는 제2 값()의 추정값을 계산하기 위하여, 두 개의 연속적인 펄스(i, i+1) 사이의 각각의 시간 폭(Ti-
i)에 포함되거나 이와 같은 제2 미리 정해진 시간 폭(γi2)에 걸쳐서 상기 제2 적외선 방사(112)의 복수의 제2 측정값(301)을 획득하기 위한 제어 수단(21)을 포함-상기 파라미터는 적어도 상기 제1 값(
)과 상기 제2 값(
) 사이의 차이로부터 계산됨-하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스.
- 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스(1)는 상기 적어도 하나의 적외선 소스(101)에 의하여 상기 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)의 방출을 트리거하기 위한 적어도 하나의 수동 조작 부재(103)를 더 포함하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 적외선 소스(101)는 적어도 하나의 적외선 발광 다이오드 또는 적어도 하나의 레이저 소스인 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 적외선 검출기(102)는 포토다이오드 또는 포토컨덕터 타입의 것이며, 수신하는 상기 적외선 방사(112)의 함수로서 전기적 광전류를 생성할 수 있는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
적외선 소스로서, 파장 10 μm, 9.5 μm, 7.2 μm, 6 μm, 3.5 μm, 2.7 μm 중 두 개의 상이한 파장으로부터 각각 선택되거나 혹은 파수 1000 cm-1, 1050 cm-1, 1350 cm-1, 1700 cm-1, 2900 cm-1, 3700 cm- 1 중 두 개의 상이한 파수로부터 각각 선택된, 각각이 최대 방출 에너지를 나타내는, 각각의 두 개의 상이한 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)을 폴리머 물질을 향하여 방출할 수 있는 적어도 두 개의 적외선 소스(101)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 적외선 소스(101)의 상기 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)의 반값 폭은 1 μm 이하인 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리머 물질(M)의 파라미터 특성을 결정하는 유닛(2)은 상기 적외선 검출기(102)에 의하여 상기 적외선 방사로부터 제공되는 신호의 연속 성분의 억제 또는 감쇠를 위한 적어도 하나의 필터 또는 회로 또는 필터링 유닛(11)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 15에 있어서,
상기 폴리머 물질(M)의 파라미터 특성을 결정하는 유닛(2)은 상기 필터 또는 회로 또는 필터링 유닛(11)으로부터의 다운스트림에 필터링된 신호를 증폭하는 증폭기(10), 상기 증폭기(10)로부터의 다운스트림의 아날로그-디지털 변환기(5), 및 상기 아날로그-디지털 변환기(5)에 의하여 제공된 디지털 신호로부터 상기 폴리머 물질의 파라미터 특성을 결정하기 위하여 데이터를 처리 및 저장하는 수단(107)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결정 유닛(2)은 상기 폴리머 물질(M)의 파라미터 특성을 적어도, 상기 적외선 검출기(102) 및 상기 적어도 하나의 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)에 대응하는 상기 적어도 하나의 파장에서 수신된 상기 적외선 방사(112)로부터 획득된 검출 신호의 진폭의 함수로서 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
상기 결정 유닛(2)은 상기 폴리머 물질(M)의 파라미터 특성을, 상기 적어도 하나의 적외선 소스(101)가 상기 적어도 하나의 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)을 방출하도록 제어하게 하는 방출 신호의 진폭에 대한, 상기 적외선 검출기(!02) 및 상기 적어도 하나의 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)에 대응하는 상기 적어도 하나의 파장에서 수신된 상기 적외선 방사(112)로부터 획득된 검출 신호의 진폭의 함수로서 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스(1)는 상기 적어도 하나의 적외선 검출기(102)를 냉각하기 위한 냉각 모듈(13) 및/또는 상기 적어도 하나의 적외선 소스(101)를 냉각하기 위한 냉각 모듈(13')을 포함하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 19에 있어서,
상기 디바이스(1)는 서모스탯 및 상기 적어도 하나의 적외선 검출기(102) 및/또는 상기 적어도 하나의 적외선 소스(101)를 상기 서모스탯에 의하여 미리 정해진 온도로 유지하기 위한, 상기 냉각 모듈(13, 13')에 연결된 자동 온도 안정을 위한 전자 유닛(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
상기 디바이스(1)는 핸들(15)로부터 먼 전단(16)에 상기 적어도 하나의 적외선 소스(101) 및 상기 적어도 하나의 적외선 검출기(102)를 포함하는 조준 모듈(15)에 부착된 그립 핸들(14)을 포함하는 피스톨(100) 형상을 가지며, 상기 피스톨(100)은 상기 적어도 하나의 적외선 소스(101)에 의하여 상기 적어도 하나의 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)의 방출을 트리거 하기 위한 적어도 하나의 수동 조작 부재(103)를 포함하며, 상기 수동 조작 부재(103)는 상기 조준 모듈(15)에 상기 핸들(14)을 연결하는 상기 피스톨(100)의 구역(17) 근처에 위치하는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 소스(101) 및/또는 상기 적어도 하나의 적외선 검출기(102)는 적어도 하나의 외부 블록(1011)에 의하여 커버되고,
상기 적어도 하나의 소스(101)는 상기 적어도 하나의 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)을 방출할 수 있고, 상기 적어도 하나의 적외선 검출기(102)는 상기 적외선 방사(112)에 대하여 투명하고 상기 폴리머 물질(M)을 향하도록 조정되는 상기 외부 블록(1011)을 통과하는 상기 적외선 방사(112)를 수신할 수 있는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 청구항 22에 있어서,
상기 디바이스(1)는 상기 폴리머 물질(M)에 대한 지지 가드(110)를 포함하며,
상기 외부 블록(1011)은 외측 말단 표면(external distal surface, 1013)을 가지며, 동시에 상기 폴리머 물질(M)을 향하여 지향되며, 또한 상기 폴리머 물질(M)의 표면(200)을 향하여 조정되는 상기 가드(110)의 외측 말단 표면(113)에 대하여 내측으로 들어가 있는 것을 특징으로 하는, 휴대용 디바이스. - 폴리머 물질(M)의 적어도 하나의 파라미터 특성을 추정하기 위한 방법으로서,
파장 10 μm, 9.5 μm, 7.2 μm, 6 μm, 3.5 μm, 2.7 μm 중 하나 또는 파수 1000 cm-1, 1050 cm-1, 1350 cm-1, 1700 cm-1, 2900 cm-1, 3700 cm- 1 중 하나에서 선택된, 최대 방출 에너지를 나타내는 적어도 하나의 스펙트럼 라인의 이미션(R1, R2, R3, R4, R5, R6)이 적어도 하나의 적외선 소스(10)에 의하여 상기 폴리머 물질을 향하여 방출되고,
상기 적어도 하나의 적외선 소스(101)에 의하여 방출된, 상기 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)에 응답하여 상기 폴리머 물질(M)에 의하여 반사된 적외선 방사(112)가 적어도 하나의 적외선 검출기(102)에 의해 수신되고,
상기 폴리머 물질(M)의 파라미터 특성이 상기 폴리머 물질(M)에 의하여 반사되고 상기 적외선 검출기(102)에 의하여 수신된 상기 제2 적외선 방사(112)에서의 상기 적어도 하나의 스펙트럼 라인(R1, R2, R3, R4, R5, R6)에 존재하는 에너지의 함수로서 결정 유닛(2)에 의하여 결정되는
것을 특징으로 하는 방법.
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