KR20190141329A - Biological particles detection system using UV LED - Google Patents
Biological particles detection system using UV LED Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190141329A KR20190141329A KR1020180067941A KR20180067941A KR20190141329A KR 20190141329 A KR20190141329 A KR 20190141329A KR 1020180067941 A KR1020180067941 A KR 1020180067941A KR 20180067941 A KR20180067941 A KR 20180067941A KR 20190141329 A KR20190141329 A KR 20190141329A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- module
- ultraviolet
- main body
- ultraviolet light
- substrate
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 28
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 17
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 6
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 3
- 244000144972 livestock Species 0.000 abstract description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 abstract description 2
- 230000000721 bacterilogical effect Effects 0.000 abstract 1
- AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N Riboflavin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 3
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N D-Lyxoflavin Natural products OCC(O)C(O)C(O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O AUNGANRZJHBGPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 2
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N nicotinamide-adenine dinucleotide Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 2
- 229960002477 riboflavin Drugs 0.000 description 2
- 235000019192 riboflavin Nutrition 0.000 description 2
- 239000002151 riboflavin Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 2
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 2
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 description 2
- BAWFJGJZGIEFAR-NNYOXOHSSA-N NAD zwitterion Chemical compound NC(=O)C1=CC=C[N+]([C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](COP([O-])(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]3[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O3)N3C4=NC=NC(N)=C4N=C3)O)O2)O)=C1 BAWFJGJZGIEFAR-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 206010064097 avian influenza Diseases 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 238000001499 laser induced fluorescence spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229950006238 nadide Drugs 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
- C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/061—Sources
Abstract
Description
본 발명은 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저전력 및 소형화 가능하고 추가적인 광학필터 없이 원하는 파장만을 사용할 수 있는 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a bioparticle detection system using an ultraviolet light emitting diode, and more particularly, to a bioparticle detection system using an ultraviolet light emitting diode capable of using a desired wavelength without an additional optical filter.
실시간 생물입자 측정 기술로는 대기 중 부유 입자를 흡입하여 선별, 농축한 후 이송된 단일입자에 빛을 조사하여 발생한 산란광(scattering light)과 형광(fluorescent light)을 측정하여 세균입자인지 일반입자인지를 구분하는 레이저 유도 형광 기술이 유일한 방법으로 개발되어 있으나 소비전력이 높고 대형이며 원하는 파장 대역만을 추출하기 위하여 추가의 광학필터 등이 필요한 문제가 있다. Real-time bioparticle measurement technology inhales, sorts, and concentrates suspended particles in the air, and then measures scattering light and fluorescent light generated by irradiating light to the transported single particles to determine whether they are bacterial or ordinary particles. The laser-induced fluorescence technology for distinguishing is developed as the only method, but there is a problem that an additional optical filter is needed to extract only the desired wavelength band with high power consumption and large size.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 대기중의 부유입자에 빛을 조사할 때 발생하는 산란광과 함께 형광을 검출 및 형광 신호와 산란광 신호를 통해 부유입자에 포함된 생물입자를 실시간으로 신속하고 확실하게 검출하여 구제역이나 기타 조류독감 등 관련한 가축의 질병 예방을 위해 대기중의 입자를 간편하게 실시간 모니터링 및 경고함으로써 대책을 강구할 수 있는 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, the detection of fluorescence with the scattered light generated when irradiating light to the suspended particles in the atmosphere and the bioparticles contained in the suspended particles through the fluorescent signal and scattered light signal It provides a biological particle detection system using ultraviolet light emitting diodes that can quickly and reliably detect in real time and take countermeasures by simply monitoring and warning the particles in the air to prevent disease of livestock and other bird flu. Its purpose is to.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템은 내부공간이 형성된 본체와; 일 단과 타 단이 각각 상기 본체 외부로 노출되게 상기 본체를 가로지르도록 설치되고, 내부에는 공기가 통과할 수 있도록 공기통로가 마련되며, 자외선이 투과할 수 있도록 형성된 공기통과부와; 상기 본체 내에 설치되어 상기 공기통과부 측으로 자외선을 방출하는 자외선발광모듈과; 상기 본체 내에 설치되어 상기 자외선발광모듈에서 방출된 자외선에 의해 상기 공기통과부를 통과하는 공기중에 포함된 생물입자로부터 방출되는 산란광 및 형광을 각각 검출하는 광검출모듈과; 상기 광검출모듈에서 검출된 산랑광 및 형광을 분석하여 생물입자의 존재 여부, 생물입자의 개수, 생물입자의 종류를 포함하는 생물입자와 관련된 정보를 분석하는 분석모듈과; 상기 분석모듈에서 분석된 정보를 표시하는 표시모듈과; 상기 분석모듈에서 분석된 정보에 따라 경고신호를 방출하는 알람모듈;을 구비하는 것을 특징으로 한다.Biological particle detection system using an ultraviolet light emitting diode according to the present invention for achieving the above object is a body with an internal space formed; An air passage configured to traverse the main body such that one end and the other end are exposed to the outside of the main body, and an air passage is provided therein to allow air to pass therethrough, and an ultraviolet passage configured to transmit ultraviolet rays; An ultraviolet light emitting module installed in the main body to emit ultraviolet light toward the air passage; A photodetector module installed in the main body to detect scattered light and fluorescence emitted from the biological particles contained in the air passing through the air passing part by ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light emitting module; An analysis module for analyzing scattered light and fluorescence detected by the photodetector module to analyze information related to the bioparticles including the presence or absence of bioparticles, the number of bioparticles, and the type of bioparticles; A display module displaying information analyzed by the analysis module; And an alarm module for emitting a warning signal according to the information analyzed by the analysis module.
상기 자외선발광모듈은 복수의 자외선 LED와, 상기 자외선 LED가 전면에 실장되고 상기 자외선 LED를 구동하는 컨트롤러가 마련된 기판과, 상기 기판의 일 측에 구비되어 전원공급부로부터 전원을 공급받을 수 있게 형성된 전원커넥터와, 상기 기판의 후면에 접하도록 설치되는 방열판과, 상기 기판의 전방에 이격되게 배치되어 상기 자외선 LED에서 방출되는 빛을 확산시키는 확산렌즈와, 상기 확산렌즈를 상기 기판으로부터 일정 간격 이격되게 지지 및 상기 자외선 LED로부터 상기 기판의 측방을 향해 방출되는 빛을 상기 확산렌츠 측으로 반사시키도록 상기 기판의 전면 가장자리를 따라 설치되는 홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ultraviolet light emitting module includes a plurality of ultraviolet LEDs, a substrate on which the ultraviolet LEDs are mounted on the front surface, and a controller for driving the ultraviolet LEDs, and a power provided on one side of the substrate to receive power from a power supply unit. A connector, a heat dissipation plate installed to be in contact with a rear surface of the substrate, a diffusion lens disposed to be spaced apart in front of the substrate to diffuse light emitted from the ultraviolet LED, and supporting the diffusion lens at a predetermined distance from the substrate And a holder installed along the front edge of the substrate to reflect the light emitted from the ultraviolet LED toward the side of the substrate toward the diffusion lens.
상기 자외선발광모듈은 320~420nm 대역의 자외선을 방출하는 제1LED와, 280~320nm 대역의 자외선을 방출하는 제2LED와, 250~280nm 대역의 자외선을 방출하는 제3LED 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ultraviolet light emitting module includes at least one of a first LED emitting ultraviolet light in the 320-420nm band, a second LED emitting ultraviolet light in the 280-320nm band, and a third LED emitting ultraviolet light in the 250-280nm band. It features.
상기 본체의 위치정보를 획득하는 지피에스모듈과; 상기 지피에스모듈에서 획득한 상기 본체의 위치정보 및 상기 본체의 위치에서 상기 분석모듈에 의해 분석된 정보를 저장하는 저장모듈;을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.A GPS module for acquiring position information of the main body; And a storage module for storing the position information of the main body obtained from the GPS module and the information analyzed by the analysis module at the position of the main body.
본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템은 저전력소모 및 소형화함으로써 대기상태 모니터링이 요구되는 다양한 장소에 적용 가능하다.The bioparticle detection system using the ultraviolet light emitting diode according to the present invention can be applied to various places where atmospheric monitoring is required by low power consumption and miniaturization.
또한, 본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템은 대기중에 부유하는 인체 또는 가축에 유해한 생물학적 입자나 세균 생물입자를 실시간으로 간편하고 신속하며 확실하게 검출하여 질병의 확산 모니터링 및 생물학 테러에 대한 모니터링을 통해 신속한 후속 대응이 가능하고, 감염이나 오염이 확산되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the bioparticle detection system using the ultraviolet light emitting diode according to the present invention can easily and quickly and reliably detect biological particles or bacterial bioparticles harmful to humans or livestock floating in the air to monitor the spread of disease and biological terrorism. Monitoring can be used for rapid follow-up and prevent the spread of infection or contamination.
도 1은 본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템의 제어계통을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템의 자외선발광모듈을 나타낸 분리사시도.1 is a view showing a schematic configuration of a biological particle detection system using an ultraviolet light emitting diode according to the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing a control system of the biological particle detection system using an ultraviolet light emitting diode according to the present invention.
Figure 3 is an exploded perspective view showing the ultraviolet light emitting module of the biological particle detection system using the ultraviolet light emitting diode according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a bioparticle detection system using an ultraviolet light emitting diode according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 3에는 본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템이 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템은 본체(미도시)와, 공기통과부(200)와, 자외선발광모듈(300)과, 광검출모듈(400)과, 분석모듈(500)과, 표시모듈(600)과, 지피에스모듈(700)과, 저장모듈(800)을 구비한다.1 to 3 illustrate a bioparticle detection system using an ultraviolet light emitting diode according to the present invention. 1 to 3, the bioparticle detection system using the ultraviolet light emitting diode according to the present invention includes a main body (not shown), an
본체는 사각 박스 형태로 형성되고, 내부에는 공기통과부(200)와, 자외선발광모듈(300)과, 광검출모듈(400)과, 분석모듈(500)과, 표시모듈(600)과, 지피에스모듈(700), 저장모듈(800)이 내장되는 내부공간이 형성된다.The main body is formed in the shape of a rectangular box, and inside the
공기통과부(200)는 일 단과 타 단이 각각 본체 외부로 노출되게 본체를 가로지르도록 상하방향으로 설치되고, 내부에는 공기가 통과할 수 있도록 공기통로가 마련되며, 자외선이 투과할 수 있도록 형성된다.
공기통과부(200)는 본체의 하부로 노출되게 설치된 하단으로부터 공기가 유입되어 본체의 상부로 노출되게 설치된 상단으로 공기가 배출된다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 공기통과부(200)의 일 측에는 공기의 흐름을 유도하기 위해 하단 측으로부터 공기를 흡입하여 상단 측으로 공기를 배출시키는 흡입장치를 더 구비할 수 있다.
자외선발광모듈(300)은 본체 내에 설치되어 공기통과부(200) 측으로 자외선을 방출하는 것으로서, 복수의 자외선 LED(310)와, 자외선 LED(310)가 전면에 실장되고 자외선 LED(310)를 구동하는 컨트롤러(302)가 마련된 기판(320)과, 기판(320)의 일 측에 구비되어 전원공급부로부터 전원을 공급받을 수 있게 형성된 전원커넥터(330)와, 기판(320)의 후면에 접하도록 설치되는 방열판(340)과, 기판(320)의 전방에 이격되게 배치되어 자외선 LED(310)에서 방출되는 빛을 확산시키는 확산렌즈(350)와, 확산렌즈(350)를 기판(320)으로부터 일정 간격 이격되게 지지 및 자외선 LED(310)로부터 기판(320)의 측방을 향해 방출되는 빛을 확산렌즈(350) 측으로 반사시키도록 기판(320)의 전면 가장자리를 따라 설치되는 홀더(360)를 포함한다.The ultraviolet
자외선발광모듈(300)에 구비되는 자외선 LED(310)는 320~420nm 대역의 자외선을 방출하는 제1LED와, 280~320nm 대역의 자외선을 방출하는 제2LED와, 250~280nm 대역의 자외선을 방출하는 제3LED 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성된다.The
일 예로, 자외선 LED(310)는 320~420nm 대역의 자외선을 방출하는 제1LED만 단독으로 실장될 수 있고, 280~320nm 대역의 자외선을 방출하는 제2LED만 단독으로 실장될 수도 있으며, 250~280nm 대역의 자외선을 방출하는 제3LED만 단독으로 실장될 수 있다.For example, the
또한, 자외선발광모듈(300)은 제1LED와 제2LED의 조합, 제1LED와 제3LED의 조합, 제2LED와 제3LED의 조합, 제1LED와 제2LED와 제3LED의 조합으로 구성할 수도 있다.In addition, the ultraviolet
280nm 기준의 자외선영역에서 형광을 발생하는 Tyrosine과 Tryptophan의 형광양자효율이 NADH 보다 약 8배 정도 감도가 높다. 한편, 위험 요소가 되는 독소나 세균의 경우 여기광원 350nm에서 형광을 내는 NADH 와 리보플라빈보다 단백질 특히, 트립토판과 타이로신의 비율이 세균의 경우 약 100배, 포자의 경우 약 2,000배 이상 높으며, 독소의 경우는 100% 단백질 성분으로만 구성된다. 이와 같은 특성들을 볼 때 280nm 영역의 자외선 광원이 유해 생물입자를 탐지하는데 효과적이므로 본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템의 자외선발광모듈(300)은 280nm 영역의 자외선을 방출하는 자외선 LED(310)를 적용하는 것이 바람직하다.The fluorescence quantum efficiency of tyrosine and Tryptophan, which generate fluorescence in the UV region at 280nm, is about 8 times higher than NADH. On the other hand, in the case of toxins and bacteria, which are risk factors, the ratio of proteins, especially tryptophan and tyrosine, is about 100 times higher for bacteria and about 2,000 times higher for spores than NADH and riboflavin, which fluoresce at 350 nm of excitation light. Consists only of 100% protein components. In view of these characteristics, since the ultraviolet light source in the 280 nm region is effective for detecting harmful bioparticles, the ultraviolet
기판(320)에는 자외선 LED(310)의 구동을 위한 드라이버, 자외선 LED(310)의 동작을 제어하는 컨트롤러(302) 및 통신을 위한 통신포트(321), 전원을 공급받을 수 있도록 된 전원커넥터(330)가 구비된다.The
방열판(340)은 기판(320)의 후면에 장착 및 설치되어 후술하는 자외선 LED(310)의 동작에 따라 발생하는 열을 기판(320)을 통해 전달받아 외부로 방출한다. The
확산렌즈(350)는 기판(320)의 전방에 이격되게 배치되어 자외선 LED(310)에서 방출되는 빛을 확산시키는 것으로서, 표면에 확산을 위한 확산패턴이 형성되고 실리카로 형성할 수 있다.The
기존 LED(310) 조명에 사용되는 Polymer Diffuser는 자외선 파장에서 변색이 발생할 뿐만 아니라, 투과율이 나쁜 문제가 있다. 따라서 자외선 파장에서는 투과율이 우수한 재질을 이용하는 것이 필요하며, 확산렌즈(350)는 Fused Silica를 이용함으로써 투과율을 높이면서 변색이 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 내부에 확산패턴을 형성하여 광을 더욱 확산시킬 수 있다.Polymer Diffuser used for the
홀더(360)는 내부에 중공부가 형성되고, 확산렌즈(350)를 기판(320)으로부터 일정 간격 이격되게 지지하면서, 자외선 LED(310)로부터 기판(320)의 측방을 향해 방출되는 빛을 확산렌즈(350) 측으로 반사시키도록 기판(320)의 전면 가장자리를 따라 설치된다. 자외선의 반사를 위해 홀더(360) 중공부의 내주면에는 반사코팅이 형성될 수 있다.The
광검출모듈(400)은 본체 내에 설치되어 자외선발광모듈(300)에서 방출된 자외선에 의해 공기통과부(200)를 통과하는 공기중에 포함된 생물입자로부터 방출되는 산란광 및 형광을 각각 검출하는 것으로서, 산란광검출부(410)와, 형광검출부(420)를 포함한다.The
분석모듈(500)은 광검출모듈(400)에서 검출된 산랑광 및 형광을 분석하여 생물입자의 존재 여부, 생물입자의 개수, 생물입자의 종류를 포함하는 생물입자와 관련된 정보를 분석하며, 분석된 정보를 컨트롤러(302)에 송출한다.The
표시모듈(600)은 분석모듈(500)에서 분석된 정보를 그래프 및 수치로 표시한다. 표시모듈은 그래프 및 수치 정보 뿐만 아니라 소리를 통한 경고를 알리기 위한 알람모듈(650)을 더 포함할 수 있다.The
알람모듈(650)은 분석모듈(500)에서 분석된 정보에 따라 공기중의 유해한 생물입자가 설정된 기준치와 대비하여 적정수치, 주의수치, 위험수치인지를 표시할 수 있도록 녹색, 황색, 적색의 LED를 각각 구비할 수 있으며, 기준치보다 높은 위험수치에 해당하면 이를 소리 형태로 알릴 수 있도록 스피커 또는 부저를 더 포함할 수 있다.
지피에스모듈(700)은 통신포트(321)에 접속되어 본체의 현재 위치정보를 획득하며, 획득된 위치정보는 컨트롤러(302)에 송출된다.The
저장모듈(800)은 지피에스모듈(700)에서 획득한 본체의 위치정보 및 본체의 위치에서 분석모듈(500)에 의해 분석된 정보가 컨트롤러(302)에 의해 저장된다. 저장모듈(800)은 슬롯 방식으로 본체 또는 기판(320)에 삽입 및 분리할 수 있도록 Micr SD 카드, SD 카드 형태로 형성된 것을 적용할 수 있다.The
컨트롤러(302)는 자외선 LED(310)의 동작을 제어하고, 분석모듈(500)에서 분석된 정보를 수신하며, 지피에스모듈(700)에서 획득한 위치정보를 수신한다. 그리고, 컨트롤러(302)는 본체의 위치에서 분석모듈(500)에 의해 분석된 생물입자 관련정보와, 본체의 위치정보를 매칭하여 본체의 위치에 따른 생물입자 관련정보를 저장모듈(800)에 저장되게 처리한다.The
본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템은 공기 중에 부유하는 입자를 공기통과부(200)에 통과시키고, 입자가 지나가는 공기통구부에 자외선 광원을 조사한다. 이때, 일반 입자는 조사된 빛에 의해 산란을 일으키고, 이 산란광의 크기는 구형 입자 기준으로 입자의 지름에 비례한다. 그리고, 생물입자는 형광 물질을 갖고 있어 산란뿐만 아니라, 광원을 흡수한 후 형광을 방출한다. 따라서 형광과 산란을 형광검출부(420)와 산란광검출부(410)를 통해 각각 측정하면, 입자가 지나갈 때 생물입자의 존재 여부를 확인할 수 있을 뿐만 아니라, 생물입자의 특성에 따라 독소 입자와 세균 및 포자의 생물입자를 구분할 수 있다. In the bioparticle detection system using the ultraviolet light emitting diode according to the present invention, particles suspended in the air pass through the
또한, 자외선발광모듈(300)에서 방출되는 200∼300nm 중자외선 대역은 유해생물 입자와 병원균의 탐지와 식별, 제독이 가능하며, 생물입자에 극미량으로 존재하는 트립토판, 타이로신 같은 아미노산과 NADH(nicotinamide adenine dinucleotide)나 리보플라빈 등의 생체분자 물질은 중자외선 파장의 광에서 흡수가 일어나, 300∼400nm의 근자외선 영역과 가시광선 영역에서 각각의 물질의 고유한 형광 양자효율(fluorescence quantum efficiency) 특성에 따라 고유의 형광을 발생하므로 에어로졸, 액상 혹은 파우더 상태에서 탐지 가능하다.In addition, the 200 ~ 300nm mid-ultraviolet band emitted from the ultraviolet
이상에서 설명한 본 발명에 따른 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지시스템은 첨부된 도면을 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Biological particle detection system using an ultraviolet light emitting diode according to the present invention described above has been described with reference to the accompanying drawings, but this is only an example, those skilled in the art from various modifications and equivalents therefrom It will be appreciated that other embodiments are possible.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined only by the technical spirit of the appended claims.
200 : 공기통과부
300 : 자외선발광모듈
400 : 광검출모듈
500 : 분석모듈
600 : 표시모듈
700 : 지피에스모듈
800 : 저장모듈200: air passage
300: ultraviolet light emitting module
400: light detection module
500: analysis module
600: display module
700: GPS module
800: storage module
Claims (4)
일 단과 타 단이 각각 상기 본체 외부로 노출되게 상기 본체를 가로지르도록 설치되고, 내부에는 공기가 통과할 수 있도록 공기통로가 마련되며, 자외선이 투과할 수 있도록 형성된 공기통과부와;
상기 본체 내에 설치되어 상기 공기통과부 측으로 자외선을 방출하는 자외선발광모듈과;
상기 본체 내에 설치되어 상기 자외선발광모듈에서 방출된 자외선에 의해 상기 공기통과부를 통과하는 공기중에 포함된 생물입자로부터 방출되는 산란광 및 형광을 각각 검출하는 광검출모듈과;
상기 광검출모듈에서 검출된 산랑광 및 형광을 분석하여 생물입자의 존재 여부, 생물입자의 개수, 생물입자의 종류를 포함하는 생물입자와 관련된 정보를 분석하는 분석모듈과;
상기 분석모듈에서 분석된 정보를 표시하는 표시모듈과;
상기 분석모듈에서 분석된 정보에 따라 경고신호를 방출하는 알람모듈;을 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지 시스템.
A main body having an inner space formed therein;
An air passage configured to traverse the main body such that one end and the other end are exposed to the outside of the main body, and an air passage is provided therein to allow air to pass therethrough, and an ultraviolet passage configured to transmit ultraviolet rays;
An ultraviolet light emitting module installed in the main body to emit ultraviolet light toward the air passage;
A photodetector module installed in the main body to detect scattered light and fluorescence emitted from the biological particles included in the air passing through the air passing part by ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light emitting module;
An analysis module for analyzing scattered light and fluorescence detected by the photodetector module to analyze information related to the bioparticles including the presence or absence of bioparticles, the number of bioparticles, and the type of bioparticles;
A display module displaying information analyzed by the analysis module;
And an alarm module for emitting a warning signal according to the information analyzed by the analysis module.
상기 자외선발광모듈은
복수의 자외선 LED와, 상기 자외선 LED가 전면에 실장되고 상기 자외선 LED를 구동하는 컨트롤러가 마련된 기판과, 상기 기판의 일 측에 구비되어 전원공급부로부터 전원을 공급받을 수 있게 형성된 전원커넥터와, 상기 기판의 후면에 접하도록 설치되는 방열판과, 상기 기판의 전방에 이격되게 배치되어 상기 자외선 LED에서 방출되는 빛을 확산시키는 확산렌즈와, 상기 확산렌즈를 상기 기판으로부터 일정 간격 이격되게 지지 및 상기 자외선 LED로부터 상기 기판의 측방을 향해 방출되는 빛을 상기 확산렌츠 측으로 반사시키도록 상기 기판의 전면 가장자리를 따라 설치되는 홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지 시스템.
The method of claim 1,
The ultraviolet light emitting module
A substrate provided with a plurality of ultraviolet LEDs, the ultraviolet LED mounted on the front surface, and a controller for driving the ultraviolet LEDs; a power connector provided at one side of the substrate to receive power from a power supply; A heat dissipation plate installed to be in contact with a rear surface of the substrate, a diffusion lens disposed to be spaced apart in front of the substrate to diffuse light emitted from the ultraviolet LED, and supporting the diffusion lens at a predetermined distance from the substrate, And a holder installed along a front edge of the substrate to reflect light emitted toward the side of the substrate toward the diffusion lens side.
상기 자외선발광모듈은 320~420nm 대역의 자외선을 방출하는 제1LED와, 280~320nm 대역의 자외선을 방출하는 제2LED와, 250~280nm 대역의 자외선을 방출하는 제3LED 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지 시스템.
The method of claim 2,
The ultraviolet light emitting module includes at least one of a first LED emitting ultraviolet light in the 320-420nm band, a second LED emitting ultraviolet light in the 280-320nm band, and a third LED emitting ultraviolet light in the 250-280nm band. Bioparticle detection system using an ultraviolet light emitting diode characterized in that.
상기 본체의 위치정보를 획득하는 지피에스모듈과;
상기 지피에스모듈에서 획득한 상기 본체의 위치정보 및 상기 본체의 위치에서 상기 분석모듈에 의해 분석된 정보를 저장하는 저장모듈;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자외선 발광다이오드를 이용한 생물입자 감지 시스템.
The method of claim 1,
A GPS module for acquiring position information of the main body;
And a storage module for storing the position information of the main body obtained from the GPS module and the information analyzed by the analysis module at the position of the main body.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180067941A KR20190141329A (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Biological particles detection system using UV LED |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180067941A KR20190141329A (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Biological particles detection system using UV LED |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190141329A true KR20190141329A (en) | 2019-12-24 |
Family
ID=69006438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180067941A KR20190141329A (en) | 2018-06-14 | 2018-06-14 | Biological particles detection system using UV LED |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190141329A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120123576A (en) | 2010-02-26 | 2012-11-08 | 샤프 가부시키가이샤 | Detection apparatus and method for detecting airborne biological particles |
| KR20180024900A (en) | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 국방과학연구소 | Method and system for detecting of biological components based on semiconductor compounds |
-
2018
- 2018-06-14 KR KR1020180067941A patent/KR20190141329A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120123576A (en) | 2010-02-26 | 2012-11-08 | 샤프 가부시키가이샤 | Detection apparatus and method for detecting airborne biological particles |
| KR20180024900A (en) | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 국방과학연구소 | Method and system for detecting of biological components based on semiconductor compounds |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8647860B2 (en) | Pathogen detection by simultaneous size/fluorescence measurement | |
| US20150168288A1 (en) | Pathogen detection by simultaneous size/fluorescence measurement | |
| US7430046B2 (en) | Pathogen and particle detector system and method | |
| US20130015362A1 (en) | Fluid purification and sensor system | |
| US8760648B2 (en) | Integrated microbial collector | |
| KR20080038151A (en) | Pathogen and particle detector system and method | |
| JP2019516959A (en) | Sealed droplet sorter and method of using the same | |
| TWI447394B (en) | Pathogen detection by simultaneous size/fluorescence measurement | |
| WO2016028996A1 (en) | Devices, systems and methods for detecting particles | |
| JP2011097861A (en) | Apparatus and method for detecting microorganism | |
| US20120136584A1 (en) | Detection apparatus and detection method for detecting microorganisms | |
| JP2003038163A (en) | Microorganism detector | |
| KR20170128786A (en) | Method and system for detecting and separation of biological particles using multi-wavelength fluorescence analysis | |
| JP6138037B2 (en) | Particle detection apparatus and particle detection method | |
| JP2013170970A (en) | Detection device and detection method | |
| EP3206018B1 (en) | Device for detection of fluorescence in liquid and method for detection of fluorescence in liquid | |
| KR20190141329A (en) | Biological particles detection system using UV LED | |
| US20170209860A1 (en) | Method and apparatus for remote identification and monitoring of airborne microbial activity | |
| KR20180024900A (en) | Method and system for detecting of biological components based on semiconductor compounds | |
| JP2008039735A (en) | Particle measuring apparatus | |
| JP5923016B2 (en) | Microorganism detection system and microorganism detection method | |
| JP6714441B2 (en) | Particle detecting device and method of controlling particle detecting device | |
| JP2014052245A (en) | Substance generation source specifying system and substance generation source specifying method | |
| RU2672787C2 (en) | Automatic signaling device (asb1) and method of determining in air of bioimpurities | |
| US20030218748A1 (en) | Distributed contaminant optical monitoring system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |