KR20200042514A - 샘플의 성분 결정을 위한 형광 측정 장치, 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
단일 파장 광원(104)은 여기 광빔(106)을 생성하도록 구성된다. 샘플 홀더(102)는 샘플을 유지할 수 있는 내부 공동을 획정하고, 여기 광빔에 대해 투과성인 표면을 포함한다. 하나 이상의 장착부가 광원(104) 또는 샘플 홀더(102) 중 하나 이상에 부착된다. 장착부는 샘플 홀더의 표면에 대한 여기 광빔(106)의 입사각을 변경하도록 구성된다. 하나 이상의 광학 구성요소가 표면으로부터 방출되는 형광 방출물(110)의 경로에 위치 설정되고 형광 방출물(110)을 검출기(112)로 안내한다. 검출기(112)는 형광 방출물(110)의 강도를 검출한다.
Description
우선권 주장
본 출원은 2017년 8월 21일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/682,026호에 대한 우선권을 주장하며, 이 미국 출원의 전체 내용은 참조에 의해 여기에 포함된다.
기술분야
본 개시는 유체 형광에 관한 것이다.
몇몇 유체는 형광을 발할 수 있는데, 즉 이들은 외부 소스로부터 나온 소정 파장의 광에 의해 자극될 때에 발광한다. 상이한 유체들은 상이한 파장의 광에 민감하고, 상이한 유체들은 자극을 받거나 여기될 때에 상이한 파장의 광으로 형광을 발한다.
본 개시는 샘플의 성분을 결정하는 것에 관한 것이다.
본 개시 내에서 설명되는 보호대상의 예시적인 구현은 아래의 피쳐(feature)를 갖는 형광 측정 장치이다. 단일 파장 광원은 여기 광원(excitation light source)을 형성하도록 구성된다. 내부 공동을 획정하는 샘플 홀더는 샘플을 유지할 수 있고, 여기 광원에 대해 투과성인 표면을 포함한다. 하나 이상의 장착부가 광원 또는 샘플 홀더 중 하나 이상에 부착된다. 장착부는 표면에 대한 여기 광원의 입사각을 변경하도록 구성된다. 하나 이상의 광학 구성요소가 표면으로부터 방출되는 형광 방출물의 경로에 위치 설정되고, 형광 방출물을 검출기로 안내한다. 검출기는 형광 방출물의 강도를 검출한다.
예시적인 구현예의 양태들은 단독 예시적인 구현예 또는 조합된 예시적인 구현예와 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 하나 이상의 장착부는 광원에 부착되는 가동형 장착부를 포함한다. 가동형 장착부는 샘플 홀더의 표면에 대한 여기 광원의 입사각을 변경할 수 있다.
예시적인 구현예의 양태들은 단독 예시적인 구현예 또는 조합된 예시적인 구현예와 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 입사각의 범위는 0° 내지 80° 범위일 수 있다.
예시적인 구현예의 양태들은 단독 예시적인 구현예 또는 조합된 예시적인 구현예와 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 광학 필터가 샘플 홀더의 표면과 검출기 사이에 위치 설정된다. 광학 필터는 특정 범위의 파장을 통과시킬 수 있다.
예시적인 구현예의 양태들은 단독 예시적인 구현예 또는 조합된 예시적인 구현예와 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 하나 이상의 광학 구성요소는 표면과 검출기 사이에 위치 설정되고, 형광 방출물을 광섬유 케이블의 유입구에 집속시키도록 구성된 렌즈를 포함할 수 있다. 광섬유 케이블은 렌즈와 검출기 사이에 위치 설정될 수 있고, 유입구는 집속된 형광 방출물을 수용하도록 구성되고, 유출구는 집속된 형광 방출물을 검출기로 지향시키도록 위치 설정된다.
예시적인 구현예의 양태들은 단독 예시적인 구현예 또는 조합된 예시적인 구현예와 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 샘플은 탄화수소 유체를 포함한다.
예시적인 구현예의 양태들은 단독 예시적인 구현예 또는 조합된 예시적인 구현예와 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 샘플은 불투명하다.
예시적인 구현예의 양태들은 단독 예시적인 구현예 또는 조합된 예시적인 구현예와 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 광원의 파장은 자외선 파장을 포함한다.
본 개시에서 설명되는 보호대상의 예시적인 구현예는 다음의 피쳐(feature)를 지닌 방법이다. 액체 샘플이, 샘플을 유지하도록 구성되는 내부 공동을 획정하고 여기 광원에 대해 투명한 표면을 포함하는 샘플 홀더에 의해 수용된다. 단일 파장 광원에 의해 생성된 광에 의해 액체 샘플에 형광이 유도된다. 샘플 홀더의 표면과 광 사이의 입사각은 변경된다. 입사각이 변경될 때, 형광 강도의 변화가 검출기에 의해 검출된다.
예시적인 방법의 양태는 단독 예시적인 방법 또는 조합된 예시적인 방법과 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 형광 강도 대 입사각의 플롯이 도시된다. 플롯은 플롯 라이브러리와 비교된다. 액체 샘플의 내용물은 플롯의 비교에 응답하여 결정된다.
예시적인 방법의 양태는 단독 예시적인 방법 또는 조합된 예시적인 방법과 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 입사각 변경은 광원의 위치 및 각도를 조정하는 것을 포함한다.
예시적인 방법의 양태는 단독 예시적인 방법 또는 조합된 예시적인 방법과 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 입사각 변경은 마이크로프로세서에 의해 제어된다.
예시적인 방법의 양태는 단독 예시적인 방법 또는 조합된 예시적인 방법과 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 액체 샘플은 탄화수소 액체를 포함한다.
예시적인 방법의 양태는 단독 예시적인 방법 또는 조합된 예시적인 방법과 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 액체 샘플을 불투명하다.
예시적인 방법의 양태는 단독 예시적인 방법 또는 조합된 예시적인 방법과 조합될 수 있고, 다음을 포함한다. 입사각 변경은 각도를 0° 내지 80°도로 변경하는 것을 포함한다.
본 개시에서 설명되는 보호대상의 예시적인 구현예는 다음 피쳐를 지닌 액체 식별 시스템이다. 샘플 홀더는 미지의 유체(unknown fluid)로 충전된다. 샘플 홀더는 특정 파장의 광에 대해 투과성이다. 레이저가 레이저 빔을 샘플 홀더의 페이스(face)를 향해 지향시키도록 구성된다. 검출기는 샘플 홀더 내의 미지의 유체로부터 나온 형광 방출물을 검출할 수 있다. 시스템은 마이크로프로세서를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 마이크로프로세서에 의해 실행 가능한 명령을 포함한다. 명령은 레이저로부터 샘플 홀더의 페이스에 레이저를 방출하는 것, 특정 파장의 레이저에 의해 생성된 레이저 빔으로 유체에 형광을 유도하는 것, 샘플 홀더의 페이스와 레이저 빔 사이의 입사각을 변경하는 것, 입사각이 변경될 때에 형광 강도의 변화를 검출하는 것, 형광 강도 대 입사각의 플롯을 도시하는 것, 플롯을 플롯 라이브러리와 비교하는 것, 및 플롯의 비교에 응답하여 유체의 성분을 결정하는 것을 포함한다.
단독 예시적인 시스템 또는 조합된 예시적인 시스템과 조합될 수 있는 예시적인 시스템의 양태는 다음을 포함한다. 미지의 유체는 탄화수소 유체를 포함한다.
단독 예시적인 시스템 또는 조합된 예시적인 시스템과 조합될 수 있는 예시적인 시스템의 양태는 다음을 포함한다. 미지의 유체는 불투명하다.
단독 예시적인 시스템 또는 조합된 예시적인 시스템과 조합될 수 있는 예시적인 시스템의 양태는 다음을 포함한다. 입사각 변경은 레이저의 위치 및 각도를 조정하는 것을 포함한다.
단독 예시적인 시스템 또는 조합된 예시적인 시스템과 조합될 수 있는 예시적인 시스템의 양태는 다음을 포함한다. 레이저의 파장은 자외선 파장이다.
본 개시에서 설명되는 보호대상의 하나 이상의 구현예에 관한 세부사항은 첨부도면과 아래의 설명에서 기술된다. 보호대상의 다른 피쳐, 양태 및 장점은 설명, 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
도 1은 예시적인 형광 측정 장치의 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 샘플을 포함하는 샘플 홀더의 측단면도를 보여주는 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 회전형 샘플 홀더 장착부의 사시도를 보여주는 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 회전형 샘플 홀더 장착부의 탑다운 도면을 보여주는 개략도이다.
도 5는 형광 측정 장치를 위한 광원을 보여주는 개략도이다.
도 6a 내지 도 6d는 상이한 가능한 샘플을 위한 형광 강도의 예시적인 플롯이다.
도 7은 형광 강도를 사용하여 샘플을 식별하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
다양한 도면에서 유사한 도면부호 및 표기는 유사한 요소를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 샘플을 포함하는 샘플 홀더의 측단면도를 보여주는 개략도이다.
도 3a 및 도 3b는 회전형 샘플 홀더 장착부의 사시도를 보여주는 개략도이다.
도 4a 및 도 4b는 회전형 샘플 홀더 장착부의 탑다운 도면을 보여주는 개략도이다.
도 5는 형광 측정 장치를 위한 광원을 보여주는 개략도이다.
도 6a 내지 도 6d는 상이한 가능한 샘플을 위한 형광 강도의 예시적인 플롯이다.
도 7은 형광 강도를 사용하여 샘플을 식별하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
다양한 도면에서 유사한 도면부호 및 표기는 유사한 요소를 나타낸다.
해상 채유 또는 시추 플랫폼과 같은 원격 작업 사이트 또는 설비에서, 기술자들은 미지의 물질을 식별할 것을 요청받을 수 있다. 식별 이유는 오염 확인, 혼합 비율 검사, 비분류 컨테이너 내의 물질 결정 또는 다른 이유를 포함할 수 있다. 여러 샘플 확인 테스트는 일반적으로 현지외 실험실로 보내지며, 며칠 이상 소요될 수 있다. 여러 경우, 현지 기술자가 물질을 신속하게 그리고 현지에서 식별할 수 있는 것이 바람직하다.
본 개시는 유체의 형광에 기초하여 유체를 식별하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 샘플에 형광을 유도하는 여기 광원, 샘플을 유지하는 샘플 홀더 및 형광 강도를 측정하는 광검출기를 포함할 수 있다. 여기 광빔은 샘플 홀더의 평탄한 투과성 표면에 대해 비수직 각도로 샘플에 지향될 수 있다. 레이저는 유체 내로의 레이저 빔의 침투 깊이로 인해 유체에서 내부 필터 효과를 유도할 수 있다. 광검출기는 내부 필터 효과의 형광 강도를 검출하고, 예상 형광 파장을 검출하도록 구성될 수 있다. 빔 덤프(beam dump)는 검출된 형광의 간섭을 방지하거나 줄이기 위해 샘플 홀더의 페이스에서 반사되는 광을 캡쳐할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 유체 내로의 광 빔의 침투 깊이를 변경하기 위해 샘플 홀더는 회전되고, 그 결과 내부 필터 효과의 형광 강도가 변할 수 있다. 몇몇 구현예에서, (유체와 같은) 샘플 내로의 광 빔의 침투 깊이를 변경하기 위해 샘플 홀더는 고정 상태로 유지되고, 레이저는 상이한 위치로 이동되며, 그 결과 내부 필터 효과의 형광 강도가 변할 수 있다. 강도 변화는 레이저와 샘플 홀더 프런트(front) 사이의 입사각에 대하여 기록된다. 이 테스트로부터 생성되는 플롯은 유체를 식별하는 데 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 몇몇 구현예에 따른 형광 측정 장치(100)를 보여준다. 예컨대, 형광 측정 장치(100)는 여기광의 입사각에 기초하여 형광 강도에서의 변화를 측정하도록 구성될 수 있다. 높은 수준에서, 장치(100)는 샘플 홀더(102), 샘플 홀더(102)에 여기광을 지향시키도록 구성된 여기 광원(104), 및 여기광에 대한 형광 강도를 검출하도록 구성된 검출기(112)를 포함한다. 입사각에 따라 형광 강도를 플롯팅함으로써, 장치(100)는 몇몇 구현예에서 샘플 홀더(102)에 수용된 샘플을 식별할 수 있다.
샘플 홀더(120)는 유체와 같은 샘플을 유지할 수 있는 내부 공동을 획정한다. 샘플 홀더(102)는 여기 광원(104)에 대해 투과성인 표면을 포함한다. 샘플 홀더(102)는 석영 큐벳(cuvette), 유리 샘플 용기 또는 여기 광원(104)의 특정 파장에 대해 투과성이 있는 평탄한 표면을 지닌 임의의 다른 샘플 용기일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 샘플 홀더의 단지 한쪽 면만 여기 광원(104)의 특정 파장에 대해 투과성이다.
여기 광원(104)은 샘플에 형광을 발생시킬 수 있는 단일 광 파장의 빔(106)을 방출한다. 몇몇 구현예에서, 여기 광원(104)은 샘플에 형광을 발생시킬 수 있는 적어도 하나의 파장을 지닌 다수 파장을 포함하는 광빔(106)을 방출한다. 몇몇 구현예에서, 여기 광원(104)은 정해진 파장, 예컨대 자외선 파장의 레이저 빔을 방출하는 레이저일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 광빔(106)의 파장은 266 나노미터 내지 355 나노미터일 수 있다. 광원은 20 밀리와트 내지 50 밀리와트의 파워 출력을 가질 수 있다. 몇몇 구현예에서, 샘플은 광빔(106)에 1초 노출된 후에 형광 발광할 수 있다. 광원은 연속형 또는 펄스형 광빔을 방출할 수 있다.
여기광의 입사각을 변경하기 위해, 장치(100)는 여기 광원(104), 샘플(102) 중 어느 하나 또는 양자 모두에 부착되는 하나 이상의 장착부도 또한 포함할 수 있다. 장착부는 샘플 홀더(102)의 표면에 대한 빔(106)의 입사각을 변경하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 장착부는 광원(104)을 샘플 홀더(102) 주위의 원형 경로에서 이동시킬 수 있다. 몇몇 구현예에서, 입사각은 0° 내지 80° 범위일 수 있다. 입사각은 연속적으로 또는 계단식으로 변경될 수 있다. 예컨대, 측정할 때마다 5°씩 변경할 수 있다.
장치(100)는 샘플 홀더(102)와 검출기(112) 사이에 하나 이상의 광학 구성요소(108)도 또한 포함할 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 광학 구성요소는 샘플 홀더(102)의 표면에서 방출되는 형광 방출물(110)의 경로 내에 위치 설정된다. 이 경우, 하나 이상의 광학 구성요소(108)는 형광 방출물(110)을 검출기(112)로 안내하거나 통과시키도록 구성된다. 예시한 바와 같이, 하나 이상의 광학 구성요소(108)는 샘플 홀더(102)의 표면과 검출기(112) 사이에 위치 설정되는 필터(118)를 포함한다. 필터(118)는 특정 파장 범위를 통과시킬 수 있고, 특정 범위 외의 파장은 걸러내거나 차단할 수 있다. 필터(118)는 노치 필터 또는 임의의 다른 광 필터일 수 있다. 광학 구성요소(108)는 필터(118)와 광섬유 케이블(122) 사이에 위치 설정되는 렌즈(120)도 또한 포함할 수 있다. 렌즈(120)는 형광 방출물(110)을 광섬유 케이블(122)의 유입구에 집속시키도록 구성된다. 광섬유 케이블(122)은 집속된 광을 유입구에서 유출구로 안내하거나 통과시키도록 구성된다. 하나 이상의 광학 구성요소(108)는 본 개시의 범위로부터 벗어나는 일 없이 예시된 구성요소와 다르거나 예시된 구성요소보다 적은 구성요소를 사용할 수 있다. 예컨대, 광섬유 케이블(112)을 포함하지 않고, 렌즈(120)가 광을 검출기(112)로 직접 집속시킬 수 있다. 렌즈는 석영 볼록 렌즈 또는 측정할 파장에 적합한 임의의 다른 렌즈를 포함할 수 있다.
검출기(112)는 형광 방출물(110)의 강도를 검출할 수 있다. 검출된 강도의 예는 이후에 본 개시 내에 설명된다. 몇몇 구현예에서, 검출기(112)는 광전자 증배관(116)에 커플링되는 모노크로메이터(114)를 포함할 수 있다. 모노크로메이터(114)는 형광 방출물(110)을 스펙트럼 성분으로 공간적으로 분산시키고, 광전자 증배관은 검출된 형광 방출물을 증폭시키도록 작용한다.
몇몇 구현예에서, 장치(100)는 마이크로프로세서(124)와, 이 마이크로프로세서(124)에 의해 실행 가능한 명령을 저장할 수 있는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(126)를 포함할 수 있다. 그러한 프로세서에 대한 상세는 차후에 본 명세서 내에서 설명된다.
몇몇 작동 양태에서, 여기 광원(104)은 샘플 홀더(102)를 향해 광빔(106)을 방출한다. 광빔(106)이 샘플 홀더(102)에 충돌한 후, 반사광(128)이 빔 덤프(130)로 지향되고, 형광 광(110)은 검출기(112)를 향해 방출된다. 광빔이 샘플 홀더(102)에 충돌할 때, 광빔(106)과 샘플 홀더(102) 표면 사이의 입사각을 변경하기 위해 샘플 홀더(102)나 광원(104) 중 어느 하나가 이동, 회전 또는 조정될 수 있다. 입사각은 방출된 형광 광(110)의 강도와 함께 기록될 수 있다. 앞서 설명한 구성요소 모두는 야외 활동 시에 사용될 수 있는 콤팩트한 휴대용 유닛으로 조합될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 예시적인 샘플 홀더(102)의 표면을 향해 지향되는 예시적인 광빔(106)의 상세한 단면도를 예시한다. 샘플 홀더(102)는 석영 큐벳, 유리 샘플 용기 또는 광원(106)의 특정 파장에 대해 투과성이 있는 평탄한 표면을 지닌 임의의 다른 샘플 용기일 수 있다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 얕은 각도로 샘플 홀더(102)의 표면을 향해 지향되는 광빔은 샘플 내로 소정 침투 깊이(d1)로 침투할 수 있다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 표면에 대한 각도가 가파르게 되면, 보다 큰 침투 깊이(d2)가 발생할 수 있다. 침투 깊이의 변화로 인해, 방출된 형광 방출물(110) 강도의 범위가 변할 수 있다. 입사각을 변경하고 검출기(112)로 형광 강도의 변화를 기록함으로써, 플롯이 형성될 수 있다. 상이한 유체들은 상이한 플롯을 생성할 수 있으므로, 상이한 유체들을 식별할 수 있다. 그러한 플롯의 상세는 차후에 본 개시 내에서 설명된다. 각도(및 침투 깊이)를 변경하기 위해, 샘플과 광원 중 하나 이상이 이동(예컨대, 회전)될 수 있다. 예컨대, 샘플 홀더(102)에 대한 광빔(106)의 입사각은 0° 내지 80°로 변할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 예시적인 샘플 홀더 장착부(300)의 상세한 사시도이다. 이 예에서, 샘플 홀더(102)는 직사각형 형상이고, 수직 지지부(302)에 의해 지지된다. 샘플 홀더(102)는 스트랩(304)이나 다른 타입의 부착물에 의해 수직 지지부에 결합될 수 있다. 이 예에서, 샘플 홀더(102)는 그 베이스에 의해 회전 스테이지(306)에 결합된다. 앞서 언급한 바와 같이, 입사각을 변경하기 위해서, 샘플 홀더(102)가 이동될 수도 있고, 광원(104)이 이동될 수도 있으며, 샘플 홀더와 광원 모두가 이용될 수도 있다. 도시한 예는 샘플 홀더(102)를 이동시키는 것에 의해서 입사각을 조정하는 한가지 구현예를 설명한다. 즉, 회전 스테이지(306)는 샘플 홀더(102)의 베이스에 부착될 수 있고, 샘플 홀더(102)의 표면을 여기광의 전파축에 대해 회전시킬 수 있다. 예시한 구현예에서, 샘플 홀더(102)는 샘플 홀더(102)의 중심을 수직방향으로 통과하는 중심 수직축(308a)을 중심으로 회전될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 샘플 홀더(102)는 샘플 홀더(102)의 중심축으로부터 오프셋된 수직축(308b)을 중심으로 회전될 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 회전 스테이지(306)에 위치 설정된 샘플 홀더(102)의 탑다운 도면이다. 도 4a에 의해 예시된 바와 같이, 샘플 홀더(102)의 회전축(308a)은 샘플 홀더(102)의 중심을 수직방향으로 통과하도록 위치 설정될 수 있다. 도 4a에 예시된 바와 같이, 샘플 홀더(102)의 회전축(308b)은 샘플 홀더(102) 표면의 중심을 수직방향으로 통과하도록 위치 설정될 수 있다.
도 5는, 입사각을 조정하기 위해 샘플 홀더(102)보다는 광원(104)이 이동하는 예시적인 구현예를 보여주는 개략도이다. 즉, 이동식 장착부(502)가 광원(104)에 부착될 수 있다. 이동식 장착부(502)는 샘플 홀더(102)의 표면에 대한 여기 광원(104)의 입사각을 변경할 수 있다. 이것은 여기 광원(104)을 제1 위치(504a)로부터 제2 위치(504b)로 이동시키는 것에 의해 달성된다. 몇몇 구현예에서, 빔 캐쳐(130)가 여기 광원(104) 또는 샘플 홀더(102)와 함께 이동할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는, 입사각에 대한 샘플 홀더(102) 내의 샘플로부터 방출되는 형광 방출물(110)의 강도에 기초하여 도시될 수 있는 예시적인 플롯이다. 몇몇 경우, 샘플은 탄화수소 유체를 포함할 수 있다. 검사 장치는 투명하거나 불투명한 샘플을 이용하여 플롯을 생성할 수 있다. 일단 플롯이 기록되고 나면, 샘플의 내용물의 결정하기 위해 플롯은 알려진 플롯 라이브러리와 비교될 수 있다.
도 7은 샘플의 내용물을 결정하는 데 사용될 수 있는 예시적인 방법(700)을 보여주는 흐름도이다. 702에서, 샘플은 샘플을 유지하도록 구성된 내부 공동을 획정하는 샘플 홀더에 의해 수용된다. 샘플 홀더(102)는 여기 광원(104)에 대해 투과성인 표면을 포함한다. 몇몇 구현예에서, 샘플은 유체일 수 있다. 704에서, 여기 광원(104)에 의해 생성되는 단일 파장 광빔(106)에 의해 유체 샘플에 형광이 유도된다. 706에서, 샘플 홀더의 표면과 광 사이의 입사각이 변경된다. 입사각은 여기 광원(104)의 각도 및 위치, 샘플 홀더(102)의 각도 또는 이들 모두를 조정하는 것에 의해 변경될 수 있다. 입사각의 변화는 0° 내지 80°로 변할 수 있다. 708에서, 입사각이 변경될 때에 형광 강도에서의 변화가 검출기(112)에 의해 검출된다. 701에서, 형광 강도 대 입사각의 플롯이 도시된다. 712에서, 플롯이 플롯 라이브러리와 비교된다. 714에서, 샘플의 내용물이 플롯 비교에 응답하여 결정된다. 몇몇 구현예에서, 상기 방법(700)은 적어도 부분적으로 마이크로프로세서(124)에 의해 실행될 수 있다.
본 개시에서 설명되는 보호대상 및 작동의 구현예는 본 개시에서 설명된 구조나 그 구조적 등가물을 포함하는 디지털 전자회로에서, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어나 하드웨어에서, 또는 이들 중 하나 이상의 조합체에서 구현될 수 있다. 본 개시에서 설명되는 보호대상의 구현예는 데이터 처리 장치에 의해 실행되도록 또는 데이터 처리 장치의 작동을 제어하도록 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 즉 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령 모듈로서 구현될 수 있다. 대안으로서, 또는 추가로, 프로그램 명령은, 기계 생성 전기, 광 또는 전자기 신호와 같은 인공 생성 전파 신호 - 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위해 적절한 리시버 장치에 전송하기 위한 정보를 인코딩하기 위해 생성됨 - 에 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 저장 디바이스, 컴퓨터 판독 가능 저장 기판, 랜덤 또는 시리얼 액세스 메모리 어레이나 디바이스 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함하거나, 포함할 수 있다. 더욱이, 컴퓨터 저장 매체는 전파 신호가 아니라, 인공 생성 전파 신호에 인코?되는 컴퓨터 프로그램 명령의 소스 또는 수신지일 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 하나 이상의 별도의 물리적 구성요소 또는 매체(다수의 CD, 디스크 또는 다른 저장 디바이스)를 포함하거나 포함할 수 있다.
본 개시에서 설명되는 작동은 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 디바이스에 저장되거나 다른 소스로부터 수신된 데이터에 따라 데이터 처리 장치에 의해 수행되는 작동으로서 구현될 수 있다.
“데이터 처리 장치”라는 용어는, 예컨대 프로그래밍 가능한 프로세서, 컴퓨터, 칩 내 시스템(system on a chip) 또는 이들 중 다수 또는 이들의 조합을 포함하는, 데이터 처리를 위한 모든 유형의 장치, 디바이스 및 기계를 망라한다. 장치는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)와 같은 전용 논리 회로를 포함할 수 있다. 장치는 또한 하드웨어 이외에, 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제, 크로스 플랫폼 런타임 환경(cross-platform runtime environment), 가상 머신 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 구성하는 코드와 같은 해당 컴퓨터 프로그램을 위한 실행 환경을 생성하는 코드를 포함할 수 있다. 장치 및 실행 환경은 웹 서비스, 분산 컴퓨팅 및 그리드 컴퓨팅 인프라스트럭쳐와 같은 다양한 컴퓨팅 모델 인프라스트럭쳐를 실현할 수 있다.
컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 또는 코드로도 알려짐)은 컴파일 또는 해석된 언어, 선언적 또는 절차적 언어를 포함하여 모든 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 독립 실행형 프로그램으로서 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 모듈, 구성요소, 서브루틴, 객체 또는 기타 유닛을 포함하는 임의의 형태로 배포될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 반드시 필요한 것은 아니지만, 파일 시스템 내 파일(a file in a file system)에 해당할 수 있다. 프로그램은 (마크업 언어 문서에 저장된 하나 이상의 스크립트와 같은) 데이터나 다른 프로그램를 보유하는 파일의 일부, 해당 프로그램 전용의 단일 파일, 또는 (하나 이상의 모듈, 서브 프로그램 또는 코드의 일부를 저장하는 파일과 같은) 다수의 조직된 파일에 저장될 수 있다 . 컴퓨터 프로그램은 하나의 컴퓨터 또는 한 사이트에 위치하거나 여러 사이트에 분산되어 있고 통신 네트워크로 상호 연결된 다수의 컴퓨터에서 실행되도록 배포될 수 있다.
본 개시에 기술된 프로세스 및 논리 흐름은 입력 데이터에 대해 동작하고 출력을 생성함으로써 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 프로세스 및 논리 흐름은 또한 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)과 같은 전용 로직 회로에 의해 실행될 수 있고, 장치는 또한 이 전용 로직 회로로서 구현될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는, 예컨대 범용 마이크로프로세서 및 전용 마이크로프로세서 양자 모두와, 임의의 유형의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 이들 양자로부터 명령 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 필수 요소는 명령에 따라 동작을 수행하기 위한 프로세서 및 명령 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 디바이스이다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 수신 또는 전송 또는 수신 및 전송하기 위해, 자기, 광자기 디스크 또는 광 디스크와 같은, 데이터 저장을 위한 하나 이상의 매스 저장 디바이스를 포함하거나, 이 디바이스에 작동 가능하게 커플링될 수 있다. 그러나, 컴퓨터가 반드시 상기한 디바이스를 구비할 필요는 없다. 더욱이, 컴퓨터는 몇가지 예로, 휴대 전화, PDA(Personal Digital Assistant), 모바일 오디오나 비디오 플레이어, 게임 콘솔, GPS(Global Positioning System) 수신기 또는 [예컨대,USB(Universal Serial Bus) 플래시 드라이브와 같은] 휴대용 저장 디바이스와 같은 다른 디바이스에 내장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 저장하기에 적합한 디바이스는, 예컨대 EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스와 같은 반도체 메모리 디바이스를 포함하는 모든 형태의 비휘발성 메모리, 매체 및 메모리 디바이스; 내부 하드 디스크 또는 이동식 디스크와 같은 자기 디스크; 광자기 디스크; 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크를 포함한다. 프로세서와 메모리는 전용 논리 회로에 의해 보완되거나, 전용 논리 회로에 포함될 수 있다.
사용자와의 상호 작용을 제공하기 위해, 본 개시에 기술된 보호대상의 구현예는 사용자에게 정보를 표시하기 위한, CRT(음극선관) 또는 LCD(fluid crystal display) 모니터와 같은 디스플레이 디바이스와, 사용자가 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있는 키보드 및 마우스나 트랙볼과 같은 포인팅 디바이스를 갖는 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 사용자와의 상호 작용을 제공하기 위해 다른 유형의 장치가 사용될 수도 있다; 예컨대, 사용자에게 제공되는 피드백은 시각 피드백, 청각 피드백 또는 촉각 피드백과 같은 임의의 형태의 감각 피드백일 수 있으며; 사용자로부터의 입력은 음향, 음성 또는 촉각 입력을 포함하는 임의의 형태로 수신될 수 있다. 추가로, 컴퓨터는 사용자에 의해 사용되는 디바이스로 문서를 전송하고 이 디바이스로부터 문서를 수신함으로써, 예컨대 웹 브라우저로부터 수신된 요청에 응답하여 웹 페이지를 사용자의 클라이언트 디바이스의 웹 브라우저에 전송함으로써 사용자와 상호 작용할 수 있다.
본 개시는 많은 특정 구현 세부 사항을 포함하지만, 이들은 청구 가능한 범위에 대한 제한으로서 해석되는 것이 아니라, 특정 발명의 특정 구현에 고유한 피쳐(feature)의 설명으로서 해석되어야만 한다. 별도의 구현예와 관련하여 본 개시에서 설명된 특정 피쳐는 또한 단일 구현예로 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 구현예와 관련하여 설명된 다양한 피쳐는 또한 다중 구현예에서 개별적으로 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 구현될 수도 있다. 더욱이, 피쳐들이 특정 조합으로 작용하는 것으로 위에서 설명되고 심지어 초기에 그렇게 청구될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 피쳐는 일부 경우에 조합에서 제외될 수 있고, 청구된 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변형에 관련될 수 있다.
이와 유사하게, 동작들이 특정 순서로 도면에 도시되어 있지만, 이는 그러한 동작들이 도시된 특정 순서나 순차적인 순서로 수행되거나, 바람직한 결과를 달성하기 위해 모든 예시된 동작이 수행될 것을 요구하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 더욱이, 전술한 구현예에서의 다양한 시스템 구성요소들의 분리는 모든 구현예에서 이러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 설명된 구성요소들은 일반적으로 단일 제품으로 함께 통합되거나 다수의 제품으로 패키징될 수 있다는 것을 이해해야만 한다.
이에 따라, 보호대상의 특정 구현예를 설명하였다. 다른 구현예들은 후속하는 청구범위의 범주 내에 속한다. 몇몇 경우, 청구범위에 인용된 동작들은 상이한 순서로 수행되고, 여전히 바람직한 결과를 달성할 수 있다. 추가로, 첨부도면에 도시된 프로세스는 바람직한 결과를 달성하기 위해, 반드시 도시한 특정 순서, 순차적인 순서를 필요로 하지는 않는다.
Claims (20)
- 형광 측정 장치로서,
여기 광원(excitation light source)을 형성하도록 구성된 단일 파장 광원;
샘플을 유지하도록 구성된 내부 공동을 획정하고, 여기 광원에 대해 투과성인 표면을 포함하는 샘플 홀더;
광원 또는 샘플 홀더 중 적어도 하나에 부착되고, 상기 표면에 대한 여기 광원의 입사각을 변경하도록 구성된 하나 이상의 장착부;
상기 표면으로부터 방출되는 형광 방출물의 경로에 위치 설정되고, 형광 방출물을 검출기로 안내하도록 구성된 하나 이상의 광학 구성요소; 및
형광 방출물의 강도를 검출하도록 구성된 검출기
를 포함하는 형광 측정 장치. - 제1항에 있어서, 하나 이상의 장착부는 광원에 부착되는 가동형 장착부를 포함하고, 가동형 장착부는 샘플 홀더의 표면에 대한 여기 광원의 입사각을 변경하도록 구성되는 것인 형광 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 입사각의 범위는 0° 내지 80° 범위일 수 있는 것인 형광 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 샘플 홀더의 표면과 검출기 사이에 위치 설정되는 광학 필터를 더 포함하고, 광학 필터는 특정 범위의 파장을 통과시킬 수 있도록 구성되는 것인 형광 측정 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 샘플 홀더의 표면과 검출기 사이에 위치 설정되고, 형광 방출물에 의해 발산되는 광을 집속하고 검출기를 향해 안내하도록 구성되는 렌즈; 및
렌즈와 검출기 사이에 연결되고, 렌즈로부터 나온 광을 검출기로 지향시키도록 구성되는 광섬유 케이블
을 더 포함하는 형광 측정 장치. - 제1항에 있어서, 샘플은 탄화수소 유체인 것인 형광 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 샘플은 불투명한 것인 형광 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 광원의 파장은 자외선 파장을 포함하는 것인 형광 측정 장치.
- 방법으로서,
샘플을 유지하도록 구성되는 내부 공동을 획정하고, 여기 광원에 대해 투과성인 표면을 포함하는 샘플 홀더로 유체 샘플을 수용하는 단계;
단일 파장 광원에 의해 생성되는 광으로 액체 샘플에 형광을 유도하는 단계;
샘플 홀더의 표면과 광 사이의 입사각을 변경하는 단계; 및
입사각이 변경될 때에 검출기에 의해 형광 강도의 변화를 검출하는 단계
를 포함하는 방법. - 제9항에 있어서,
형광 강도 대 입사각의 플롯을 도시하는 단계;
상기 플롯을 플롯 라이브러리와 비교하는 단계; 및
상기 플롯의 비교에 응답하여 액체 샘플의 내용물을 결정하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 제9항에 있어서, 입사각을 변경하는 단계는 광원의 위치 및 각도를 조정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
- 제9항에 있어서, 입사각을 변경하는 단계는 마이크로프로세서에 의해 제어되는 것인 방법.
- 제9항에 있어서, 액체 샘플은 탄화수소 액체를 포함하는 것인 방법.
- 제9항에 있어서, 액체 샘플을 불투명한 것인 방법.
- 제9항에 있어서, 입사각을 변경하는 단계는 각도를 0°내지 80°로 변경하는 것을 포함하는 것인 방법.
- 액체 식별 시스템으로서,
미지의 유체(unknownm fluid)로 충전되고, 광의 특정 파장에 대해 투과성인 샘플 홀더;
샘플 홀더의 페이스를 향해 레이저 빔을 지향시키도록 구성된 레이저;
샘플 홀더의 페이스를 향해 지향되고, 샘플 홀더 내의 미지의 유체로부터 나온 형광 방출물을 검출하도록 구성된 검출기;
마이크로프로세서; 및
마이크로프로세서에 의해 실행 가능한 명령을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
를 포함하고, 상기 명령은
샘플 홀더의 페이스에 레이저로부터의 레이저 빔을 방출하는 것;
특정 파장의 레이저에 의해 생성되는 레이저 빔으로 유체에 형광을 유도하는 것;
샘플 홀더의 페이스와 레이저 빔 사이의 입사각을 변경하는 것;
입사각이 변경될 때에 형광 강도의 변화를 검출하는 것;
형광 강도 대 입사각의 플롯을 도시하는 것;
상기 플롯을 플롯 라이브러리와 비교하는 것; 및
상기 플롯의 비교에 응답하여 유체의 성분을 결정하는 것
을 포함하는 것인 액체 식별 시스템. - 제16항에 있어서, 미지의 유체는 탄화수소 유체를 포함하는 것인 액체 식별 시스템.
- 제16항에 있어서, 미지의 유체는 불투명한 것인 액체 식별 시스템.
- 제16항에 있어서, 입사각 변경은 레이저의 위치 및 각도를 조정하는 것을 포함하는 것인 액체 식별 시스템.
- 제16항에 있어서, 레이저의 파장은 자외선 파장을 포함하는 것인 액체 식별 시스템.
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