KR20210101943A - 다회용 마약 농도 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따르면, 액상 마약 시료가 유입되는 시료입력부, 상기 액상 마약 시료의 일부에 용매를 첨가하여 희석하는 희석부, 센서를 이용하여 상기 액상 마약 시료의 농도를 측정하는 농도측정부, 상기 농도측정부로부터 수신하는 데이터에 기초하여 상기 액상 마약 시료의 희석비율을 결정하고 상기 희석비율에 따라 상기 액상 마약 시료를 희석하도록 상기 희석부를 제어하고, 상기 희석비율과 상기 농도측정부로부터 수신하는 데이터에 기초하여 상기 액상 마약 시료의 농도를 산출하는 제어부를 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 장치를 제공함으로써, 임의의 액체 마약 시료의 농도가 센서의 측정가능한 농도범위의 상한값보다 크더라도 액체 마약 시료의 농도를 효율적으로 측정할 수 있다.

Description

다회용 마약 농도 측정 장치 및 방법{Multiple times available drug concentration measuring apparatus and method}
본 발명은 다회용 마약 농도 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
국민들의 안전을 위협하는 마약류 범죄 사건이 빈번하게 발생되고 있고, 마약류 범죄 사건의 예방 및 현장 검거율을 상승시키기 위해 다양한 마약류 측정 센서가 사용되고 있다. 또한, 소셜 미디어의 발전으로 인하여 마약류 범죄가 국민들의 일상 생활 속으로 전파되는 환경에서, 현장에서 사용하기 편리하고 가격이 저렴한 시장 친화적인 마약류 검사 장치나 방법에 대한 요구가 존재한다.
현장 수사 과정에서 사용가능한 마약 센서는 다양한 방식이 존재하지만, 일반적으로 스크리닝을 목적으로 빠른 마약 존재여부 검출이 가능한 센서가 사용된다. 그러나 마약류는 발각 현장의 상황에 따라 종류, 운송 방법, 복용자의 상태 등에 차이가 있으므로 시료의 농도가 제각각이며, 알코올, 식음료, 땀, 또는 소변 등 임의의 액상 용매에 용해되어 있다. 이러한 시료들은 마약류 검사 장비와 센서의 오류를 증가시키는 요인으로 작용하며, 효율적인 수사를 저해한다.
KR 10-1723826 B1 KR 1995-0010395 B1 KR 1995-015344 A
본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 임의의 농도인 액상 마약 시료의 농도를 효율적으로 측정하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 센서가 임의의 농도인 액상 마약 시료의 농도를 측정할 때, 액상 마약 시료의 농도가 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는 경우, 액상 마약 시료를 반복 희석하고 농도를 재 측정하여, 희석 전의 액상 마약 시료의 원래 농도를 역산할 수 있는 농도측정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 목적은, 교환가능한 카트리지에 복수의 센서를 배치하고, 센서를 반복 시험하여 센서가 측정가능한 농도범위를 학습할 수 있으며, 카트리지의 사용횟수에 따라 효율적으로 농도를 측정하는 농도측정 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치는, 액상 마약 시료가 유입되는 시료입력부, 상기 액상 마약 시료의 일부에 용매를 첨가하여 희석하는 희석부, 센서를 이용하여 상기 액상 마약 시료의 농도를 측정하는 농도측정부, 및 상기 농도측정부로부터 수신하는 데이터에 기초하여 상기 액상 마약 시료의 희석비율을 결정하고 상기 희석비율에 따라 상기 액상 마약 시료를 희석하도록 상기 희석부를 제어하고, 상기 희석비율과 상기 농도측정부로부터 수신하는 데이터에 기초하여 상기 액상 마약 시료의 농도를 산출하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치는, 상기 희석부로부터 상기 액상 마약 시료를 전달받아 마약 종류를 판단하는 종류판단부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 종류판단부에서 판단한 상기 액상 마약 시료의 마약 종류에 따라 용매를 선택하여 희석하도록 상기 희석부를 더 제어할 수 있다. 하는, 다회용 마약 농도 측정 장치.
또한, 상기 농도측정부는 교환가능한 카트리지에 배치된 복수의 센서들 중에서 정해진 센서에 상기 액상 마약 시료를 정해진 양만큼 노출시키고, 상기 센서를 동작시켜 상기 센서가 출력하는 데이터를 제어부로 제공할 수 있다.
또한, 상기 희석부는 상기 시료입력부로부터 전달받는 상기 액상 마약 시료를 저장하는 베이스챔버, 상기 베이스챔버로부터 전달받는 상기 액상 마약 시료의 일부를 상기 희석비율에 따라 상기 용매와 반복 희석하여 다양한 비율로 희석된 액상 마약 시료를 각각 저장하는 복수의 희석챔버, 다양한 종류의 용매를 각각 저장하는 복수의 용매탱크, 및 상기 베이스챔버, 희석챔버, 용매탱크 사이를 연결하며 상기 액상 마약 시료와 용매를 정해진 양만큼 전달하는 정량배관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 농도측정부로부터 수신한 데이터에 기초하여, 상기 센서에 노출된 액상 마약 시료의 농도가 상기 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는 경우, 상기 센서에 노출된 액상 마약 시료를 반복 희석하도록 상기 희석부를 제어하고, 반복 희석된 액상 마약 시료를 상기 농도측정부에 전달하여 액상 마약 시료의 농도를 반복 측정하고, 반복 희석된 희석 비율을 이용하여 희석되지 않은 상기 액상 마약 농도의 농도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 표준 시료를 다양한 농도로 희석하도록 상기 희석부를 제어하고, 다양한 농도로 희석된 표준 시료를 상기 센서에 각각 노출시켜 상기 센서의 출력값을 분석하여 상기 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 학습할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법은, 시료입력부를 통해 주입된 액상 마약 시료를 희석부에 저장하는 시료투입 단계, 상기 액상 마약 시료의 마약 종류를 판단하는 종류판단 단계, 상기 판단된 마약 종류에 따른 용매를 정해진 희석비율에 따라 상기 액상 마약 시료에 투입하여 희석하는 용매투입 단계, 상기 액상 마약 시료를 센서에 노출시켜 센서의 출력값을 획득하는 센서동작 단계, 상기 센서의 출력값에 기초하여 산출한 상기 액상 마약 시료의 농도가 상기 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는지 판단하는 고농도 판단단계, 상기 액상 마약 시료의 농도가 상기 상한값을 초과하는 경우 상기 용매투입 단계부터 다시 수행하여 희석을 반복하기 위한 희석비율을 결정하는 희석비율 결정단계, 및 상기 액상 마약 시료의 농도가 상기 상한값을 초과하지 않는 경우 상기 희석비율을 이용하여 상기 액상 마약 시료의 희석 전 농도를 산출하는 농도산출 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서동작 단계는 상기 액상 마약 시료가 상기 센서에 노출되고 센서가 동작한 출력값을 제어부가 인식하는 센서 출력 인식단계, 해당 출력값을 제공한 센서가 사용된 것임을 기록하는 센서 사용 기록단계, 및 상기 센서가 복수개 배치되어 있는 카트리지에서 미사용된 센서의 개수를 표시하여 카트리지의 교환주기를 알리는 카트리지 잔량 표시단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법은, 표준 시료를 이용하여 상기 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 인식하는 농도범위 인식 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 농도범위 인식 단계는 상기 시료입력부를 통해 주입된 상기 표준 시료를 상기 희석부에 저장하는 표준 시료 투입단계, 상기 표준 시료에 다양한 희석비율에 따라 용매를 투입하여 다양한 농도를 갖는 표준 시료를 생성하는 시료 농도 다양화단계, 상기 표준 시료를 복수의 센서에 노출시켜 상기 복수의 센서의 출력값을 획득하는 센서시험동작 단계, 및 상기 복수의 센서들 중에서, 서로 농도가 다른 표준 시료를 측정한 센서들의 출력값을 서로 비교하여 상기 센서가 포화되지 않는 농도를 인식하는 임계치 인식단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 임계치 인식단계는 첫번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제1 센서의 출력값과 두번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제2 센서의 출력값을 비교하는 제1 출력값 비교단계, 상기 복수의 센서들 중에서, 두번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제2 센서의 출력값과 세번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제3 센서의 출력값을 비교하는 제2 출력값 비교단계, 상기 제1 또는 제2 출력값 비교단계를 수행한 결과, 출력값이 동일한 경우 센서가 포화상태인 것으로 판단하고 상기 표준 시료의 농도를 더 낮게 재설정하는 시료 농도 재설정단계, 및 상기 제1 또는 제2 출력값 비교단계를 수행한 결과, 출력값이 낮은 센서에 노출된 표준 시료의 농도를 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값으로 인식하는 상한값 결정단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상한값 결정단계는 같지 않은 출력값을 출력한 센서들 중에서 표준 시료의 농도가 높은 순서대로 두개의 센서를 선정하고, 상기 선정된 두개의 센서에 노출된 두개의 표준 시료의 농도범위 내에서 표준 시료의 농도를 세분화하는 농도 세분화 결정단계, 상기 세분화된 표준 시료의 농도에 따라 상기 표준 시료에 상기 용매를 투입하여 세분화된 농도의 표준 시료를 생성하는 세분화 시료 생성단계, 상기 세분화된 농도의 표준 시료를 상기 복수의 센서에 노출시켜 상기 복수의 센서의 출력값을 획득하는 세분화 데이터 획득단계, 및 상기 세분화 데이터 획득단계에서 획득한 상기 출력값과 상기 세분화된 표준 시료의 농도의 함수를 이용하여 센서의 측정가능한 농도범위의 상한값을 학습하는 학습단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 다양한 종류의 마약 감지용 센서를 이용할 수 있어서 다양한 종류의 마약을 검출하고 농도를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 액상 마약 시료를 측정한 센서의 출력값이 포화되는 경우 액상 마약 시료를 반복 희석하고 농도를 재 측정하여, 희석 전의 액상 마약 시료의 원래 농도를 역산할 수 있으므로, 임의의 액상 마약 시료의 농도가 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하더라도 액상 마약 시료의 농도를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 센서가 배치된 교환 가능한 카트리지를 이용하므로 하나의 카트리지로 여러번의 측정이 가능하며 현장에서 카트리지를 교환하는 방식으로 검사를 계속할 수 있고, 제조사가 다른 카트리지를 이용하더라도 센서를 반복 시험하여 센서가 측정가능한 농도범위를 학습할 수 있으므로 카트리지 범용성이 크고, 농도측정 장치가 카트리지의 사용횟수를 기록하여 사용횟수에 따라 효율적으로 농도를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치에서 희석부의 구성을 자세히 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치에서 농도측정부와 카트리지의 구성을 자세히 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 농도산출 알고리즘의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 카트리지 잔량 인식 알고리즘의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 센서의 농도범위 인식 알고리즘의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 센서의 농도범위 인식 알고리즘의 변경된 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비액상 마약도 측정가능한 다회용 마약 농도 측정 장치에서 시료입력부와 희석부의 구성을 자세히 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 비액상 시료를 측정하는 알고리즘의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일실시예의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명의 일실시예를 설명함에 있어서, 본 발명의 일실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)를 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)는, 액상 마약 시료가 유입되는 시료입력부(110), 액상 마약 시료의 일부에 용매를 첨가하여 희석하는 희석부(140), 센서(151)를 이용하여 액상 마약 시료의 농도를 측정하는 농도측정부(130), 농도측정부(130)로부터 수신하는 데이터에 기초하여 액상 마약 시료의 희석비율을 결정하고 희석비율에 따라 액상 마약 시료를 희석하도록 희석부(140)를 제어하고, 희석비율과 농도측정부(130)로부터 수신하는 데이터에 기초하여 액상 마약 시료의 농도를 산출하는 제어부(160)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)는, 범죄 또는 사건 수사 현장에서 임의의 액상 마약 시료를 채취하였을 때, 액상 마약 시료에 포함된 마약류의 종류와 농도를 측정할 수 있다.
액상 마약 시료는 마약류 범죄 또는 사건 현장에서 획득할 수 있는 마약이 포함된 물질을 포함한다. 액상 마약 시료는 마약이 포함된 혈액, 분뇨, 땀, 식품, 음료, 술 등 다양한 종류의 물질을 포함할 수 있다.
시료입력부(110)는 액상 마약 시료를 외부에서 다회용 마약 농도 측정 장치(100)에 주입하기 위한 구조를 포함한다. 시료입력부(110)는 시료의 오염을 방지하고 검사의 정확성을 위하여 교체가능한 일회용으로 제조될 수 있다. 시료입력부(110)를 통해 투입된 임의의 액체 마약 시료는 희석부(140)로 전달된다.
희석부(140)는 액상 마약 시료의 일부에 용매를 첨가하여 정해진 농도로 희석할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)에서 희석부(140)의 구성을 자세히 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 희석부(140)는, 시료입력부(110)로부터 전달받는 액상 마약 시료를 저장하는 베이스챔버(141), 베이스챔버(141)로부터 전달받는 액상 마약 시료의 일부를 희석비율에 따라 용매와 반복 희석하여 다양한 비율로 희석된 액상 마약 시료를 각각 저장하는 복수의 희석챔버(142), 다양한 종류의 용매를 각각 저장하는 복수의 용매탱크(143), 및 베이스챔버(141), 희석챔버(142), 용매탱크(143) 사이를 연결하며 액상 마약 시료와 용매를 정해진 양만큼 전달하는 정량배관(도 2의 실선 화살표로 도시됨)을 포함할 수 있다.
베이스챔버(141)는 시료입력부(110)를 통해 외부에서 유입되는 임의의 액상 마약 시료를 일시적으로 저장할 수 있다. 베이스챔버(141)는 정량배관을 통해 액상 마약 시료를 정해진 양만큼 종류판단부(120) 또는 희석챔버(142)로 전달할 수 있다.
희석챔버(142)는 액상 마약 시료에 용매를 첨가하여 희석하여 저장할 수 있다. 희석챔버(142)는 복수개 존재할 수 있다. 복수개의 희석챔버(142)는 순서대로 제1 희석챔버(142), 제2 희석챔버(142-2), 제3 희석참버(142-3), ... 제N 희석챔버(142-N)라고 호칭할 수 있다. 복수개의 희석챔버(142)는 정량배관을 통해 베이스챔버(141)와 각각 연결되어, 희석챔버(142)들이 서로 병렬로 연결(미도시)될 수 있다. 또는, 복수개의 희석챔버(142)는 제1 희석챔버(142-1)가 제2 희석챔버(142-2)로 정량배관을 통해 액상 마약 시료를 전달할 수 있도록 직렬로 연결(도 2의 실선 화살표 참조)될 수 있다. 복수의 희석챔버(142)가 직렬로 연결된 경우 베이스챔버(141)와 제1 희석챔버(142-1)가 연결되고, 제1 희석챔버(142-1)와 제2 희석챔버(142-2)가 연결되며, 제2 희석챔버(142-2)와 제3 희석챔버(142-3)가 연결되는 구조일 수 있다.
용매탱크(143)는 마약을 희석시키는데 이용할 수 있는 다양한 종류의 용매를 저장할 수 있다. 용매탱크(143)는 복수개 존재할 수 있다. 복수개의 용매탱크(143)는 순서대로 제1 용매탱크(143-1), 제2 용매탱크(143-2), 제3 용매탱크(143-3), ... 제N 용매탱크(143-N)라고 호칭할 수 있다. 복수개의 용매탱크(143)는 정량배관을 통해 희석챔버(142)와 연결될 수 있다. 용매탱크(143)는 정량배관을 통해 희석챔버(142)에 정해진 종류의 용매를 정해진 양만큼 전달할 수 있다. 용매탱크(143)는 용매 이외에 베이스챔버(141), 희석챔버(142), 정량배관을 세척하기 위한 세척용 액체를 포함할 수 있다. 용매는 액상 마약의 베이스로 사용되는 PBS(Phosphate-buffered saline), DI(Deionized) water, Ethanol 등을 포함할 수 있다.
정량배관은 베이스챔버(141), 희석챔버(142), 용매탱크(143) 사이를 연결하며 액상 마약 시료와 용매를 정해진 양만큼 전달할 수 있다. 정량배관은 베이스챔버(141), 희석챔버(142), 용매탱크(143)를 연결하는 배관, 부피 측정부, 유량컨트롤러, 개폐컨트롤러를 포함할 수 있다. 부피 측정부는 VMS(Volume Measurement Systems)에 속하는 장비를 이용할 수 있고, 유량컨트롤러는 비례 유량 제어 밸브, 비례 압력 제어밸브 등을 이용할 수 있으며, MFC(Mass flow controller), PFC(Pressure flow controller) 등을 함께 이용할 수 있다. 개폐컨트롤러는 유체 흐름에 따라 리프트 밸브, 나비형 밸브, 경침형 밸브, 회전 슬라이딩 밸브 등을 이용할 수 있다. 정량배관은 희석챔버(142)에 있는 희석된 액상 마약 시료를 센서(151)마다 상이한 정격 부피, 유량에 따라 알맞은 양의 희석된 액상 마약 시료를 전달할 수 있다.
희석부(140)는 제어부(160)의 제어에 따라, 베이스챔버(141)에 저장된 임의의 액상 마약 시료의 일부를 희석챔버(142)로 주입하고 용매탱크(143)의 용매를 희석챔버(142)로 주입하여, 희석챔버(142)에서 정해진 희석비율로 액상 마약 시료를 희석한다. 예를 들어, 임의의 액상 마약 시료와 용매를 1:10 비율로 제1 희석챔버(142)에 주입하면 희석비율(1:10)에 따라 희석된 액상 마약 시료가 생성된다. 그리고 제1 희석챔버(142)의 이미 희석된 액상 마약 시료(희석비율 1:10)와 용매를 1:10 비율로 제2 희석챔버(142)에 주입하면 희석비율(1:120)에 따라 희석된 액상 마약 시료가 생성된다. 이렇게 이미 희석된 액상 마약 시료의 일부에 용매를 더 주입하여 희석하는 경우, 희석비율이 1:10000과 같이 크더라도 복수의 희석챔버(142)를 이용하여 반복 희석할 수 있으므로, 한정된 공간에서 큰 비율의 희석을 수행할 수 있고, 희석 비율이 크더라도 희석에 사용되는 용매의 양을 절약할 수 있다.
희석부(140)는 제어부(160)의 제어에 따라, 임의의 액상 마약 시료의 측정이 완료된 경우 베이스챔버(141), 희석챔버(142)에 저장된 액상 마약 시료를 별도의 저장공간으로 배출하고, 용매탱크(143)에 저장된 세척용 액체를 이용하여 베이스챔버(141), 희석챔버(142), 정량배관을 세척할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)에서 농도측정부(130)와 카트리지(150)의 구성을 자세히 나타낸 블록도이다. 도 3에서 사용된 센서(151)는 음영으로 표시하였다.
농도측정부(130)는 센서(151)를 이용하여 액상 마약 시료의 농도를 측정할 수 있다. 농도측정부(130)는 다양한 종류의 센서(151)를 이용할 수 있다. 마약의 종류에 따라 다양한 방식의 센서(151)가 이용될 수 있다. 예를 들어, SAW, FET 방식 등의 센서(151), 항원 항체 면역반응을 이용하는 센서(151), 전류-전압, 주파수변화, 위상변화, Peaks Intensity의 변화, Retention time의 변화 등의 전기적 분석방법을 이용할 수 있는 센서(151) 등이 이용될 수 있다. 센서(151)는 재사용 가능한 방식의 센서(151)일 수 있고, 재사용 불가능한 방식의 센서(151)일 수 있다. 농도측정부(130)는 센서(151)에 임의의 액상 마약 시료를 정해진 양만큼 노출시키고, 센서(151)를 동작시키며, 센서(151)의 출력값을 제어부(160)로 전달하기 위해 필요한 구조를 포함할 수 있다.
농도측정부(130)는 교환가능한 카트리지(150)가 삽입될 수 있다. 농도측정부(130)는 교환가능한 카트리지(150)에 배치된 복수의 센서(151)들 중에서 정해진 센서(151)에 액상 마약 시료를 정해진 양만큼 노출시키고, 센서(151)를 동작시켜 센서(151)가 출력하는 데이터를 제어부(160)로 제공할 수 있다. 카트리지(150)는 복수의 센서(151)를 포함할 수 있다. 카트리지(150)는 동일한 종류의 센서(151)가 복수개 배치될 수 있고, 또는 다양한 종류의 센서(151)가 복수개 배치될 수도 있다. 카트리지(150)는 배치된 센서(151)가 모두 사용된 경우 새 카트리지(150)로 교환될 수 있다.
제어부(160)는 희석부(140)와 농도측정부(130)를 제어하고, 농도측정부(130)에서 전달받는 센서(151)의 출력값을 이용하여 임의의 액상 마약 시료의 농도를 산출할 수 있다. 제어부(160)는 컴퓨터 프로그램 코드를 실행할 수 있는 프로세서(processor), 메모리, 데이터 송수신 모듈을 포함할 수 있다.
결과출력부(170)는 임의의 액상 마약 시료의 농도를 측정한 결과를 사용자에게 시각적으로 제공할 수 있는 디스플레이, 프린터, 사용자에게 청각적 정보를 제공할 수 있는 스피커, 데이터를 저장할 수 있는 메모리, USB 저장장치를 연결할 수 있는 입출력포트, 블루투스나 와이파이 등의 근거리 통신방식을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있는 통신모듈을 포함할 수 있다. 제어부(160)는 액상 마약 시료의 농도 측정 결과나, 용매탱크(143)의 잔량, 센서(151)의 사용가능 여부, 센서(151)가 배치된 카트리지(150)의 잔량 등의 정보를 결과출력부(170)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)는, 희석부(140)로부터 상기 액상 마약 시료를 전달받아 마약 종류를 판단하는 종류판단부(120)를 더 포함할 수 있고, 제어부(160)는 종류판단부(120)에서 판단한 액상 마약 시료의 마약 종류에 따라 용매를 선택하여 희석하도록 상기 희석부(140)를 더 제어할 수 있다.
종류판단부(120)는 다양한 방식의 센서를 이용할 수 있다. 종류판단부(120)는 마약의 종류를 알기 위한 스크리닝 테스트(screening test)를 수행할 수 있다. 종류판단부(120)는 스크리닝 테스트를 수행함에 있어서 마약의 종류만을 판단하거나, 더 간단하게는 마약을 용해시키는데 알맞은 용매만을 찾아낼 수 있다. 종류판단부(120)는 스크리닝 테스트를 통해 임의의 액상 마약 시료에 포함된 마약의 종류 또는 마약을 용해하는데 알맞은 용매를 인식하여 제어부(160)에 전달할 수 있다. 제어부(160)는 임의의 액상 마약 시료에 포함된 마약의 종류를 종류판단부(120)로부터 전달받으면, 해당 마약을 용해시키는데 효과적인 용매를 미리 저장된 마약 관련 데이터에 기초하여 찾아낼 수 있다.
종류판단부(120)는 임의의 액상 마약 시료에 포함된 마약이 효과적으로 용해될 수 있는 용매의 종류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 어떤 마약 종류는 수용성이 강해서 물에 잘 용해될 수 있고, 어떤 다른 마약 종류는 알콜이나 휘발성 용매에 더 잘 용해될 수 있다. 종류판단부(120)는 마약이 잘 용해될 수 있는 용매가 무엇인지 테스트하여 제어부(160)에 전달할 수 있다.
제어부(160)는 임의의 액상 마약 시료에 포함된 마약이 잘 용해될 수 있는 용매를 선택하여 희석을 수행하도록 희석부(140)를 제어한다. 따라서 임의의 액상 마약 시료를 마약의 종류에 따른 용매로 희석할 수 있으므로 효과적으로 마약 농도를 측정할 수 있다.
임의의 액상 마약 시료는 다양한 농도의 마약을 포함할 수 있다. 최근 마약 농도를 측정하는 센서(151)들은 낮은 농도의 마약에도 민감하게 반응하도록 민감도를 향상시키는 방향으로 발전하고 있다. 민감도가 높은 센서(151)들은 낮은 농도의 마약도 검출할 수 있는 장점이 있지만, 일반적으로 민감도가 높은 만큼 마약 농도가 높은 액상 마약 시료의 마약 농도를 측정하기 어려운 문제가 있다. 즉, 민감도가 높은 센서(151)는 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 하한값이 낮고 상한값도 낮다. 따라서 임의의 액상 마약 시료를 바로 측정하는 경우 농도를 정확히 측정하지 못할 가능성이 있다. 예를 들어, 민감도가 높은 센서(151)는 액상 마약 시료에 포함된 마약의 농도가 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값과 동일한 경우와 상한값을 많이 초과한 경우에 센서(151)의 출력값이 동일할 수 있다. 이러한 경우는 임의의 액상 마약의 농도를 정확히 측정하기 어렵다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)는 민감도가 높은 센서(151)를 이용하더라도, 임의의 액상 마약 시료의 농도를 넓은 범위에서 측정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)의 제어부(160)는, 농도측정부(130)로부터 수신한 데이터에 기초하여, 센서(151)에 노출된 액상 마약 시료의 농도가 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는 경우, 센서(151)에 노출된 액상 마약 시료를 반복 희석하도록 상기 희석부(140)를 제어하고, 반복 희석된 액상 마약 시료를 농도측정부(130)에 전달하여 액상 마약 시료의 농도를 반복 측정하고, 반복 희석된 희석 비율을 이용하여 희석되지 않은 상기 액상 마약 농도의 농도를 산출할 수 있다.
센서(151)가 측정가능한 농도범위의 하한값과 상한값은 미리 저장된 값일 수 있다. 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값인 경우의 센서(151)의 출력값도 미리 저장된 값이어서, 제어부(160)는 농도측정부(130)가 제공하는 센서(151)의 출력값과 미리 저장된 센서(151)의 농도별 출력값을 비교할 수 있다.
제어부(160)는 센서(151)에 노출된 액상 마약 시료의 농도가 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는 경우, 센서(151)에 노출된 액상 마약 시료를 희석하여 다시 센서(151)로 농도를 측정하는 과정을 반복할 수 있다. 농도 측정과 희석을 반복 수행한 결과, 센서(151)가 측정가능한 농도범위에 포함되는 농도가 측정된 경우, 제어부(160)는 그동안 반복하여 희석한 희석비율을 이용하여 최초에 희석하지 않은 임의의 액상 마약 시료의 농도를 역산할 수 있다. 따라서 민감도가 높은 센서(151)를 이용하더라도, 고농도의 액상 마약 시료의 농도를 측정할 수 있다.
한편, 마약 농도 측정용 센서(151)는 기술발전에 따라 새로운 센서(151)가 개발되는 것이고, 같은 종류의 센서(151)라도 제조사나 제조공정에 따라 측정가능한 농도범위에 차이가 존재할 수 있다. 따라서 카트리지(150)를 교환하는 경우 해당 카트리지(150)에 배치된 센서(151)의 정확한 측정가능한 농도범위를 인식할 필요가 있다.
제어부(160)는 표준 시료를 다양한 농도로 희석하도록 상기 희석부(140)를 제어하고, 다양한 농도로 희석된 표준 시료를 상기 센서(151)에 각각 노출시켜 상기 센서(151)들의 출력값을 분석하여 상기 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 학습할 수 있다.
표준 시료는 마약의 종류와 농도를 알고 있는 액상 마약 시료이다. 제어부(160)는 표준 시료를 카트리지(150)에 포함된 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값 근처의 농도로 다양하게 희석할 수 있다. 예를 들어, 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값과 동일한 농도, 상한값보다 조금 더 큰 농도, 상한값보다 조금 더 낮은 농도로 희석할 수 있다. 제어부(160)는 다양한 농도로 희석된 표준 시료를 각각 센서(151)에 노출시키고 센서(151)의 출력값을 분석하여 센서(151)의 농도범위의 상한값을 인식할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)를 이용하여 수행될 수 있는 다회용 마약 농도 측정 방법을 설명한다. 다회용 마약 농도 측정 방법은, 농도산출 알고리즘, 카트리지(150) 잔량 인식 알고리즘, 센서(151)의 농도범위 인식 알고리즘을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 농도산출 알고리즘의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법은, 시료입력부(110)를 통해 주입된 액상 마약 시료를 희석부(140)에 저장하는 시료투입 단계(S11), 액상 마약 시료의 마약 종류를 판단하는 종류판단 단계(S12), 판단된 마약 종류에 따른 용매를 정해진 희석비율에 따라 액상 마약 시료에 투입하여 희석하는 용매투입 단계(S13), 액상 마약 시료를 센서(151)에 노출시켜 센서(151)의 출력값을 획득하는 센서동작 단계(S14), 센서(151)의 출력값에 기초하여 산출한 액상 마약 시료의 농도가 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는지 판단하는 고농도 판단단계(S15), 액상 마약 시료의 농도가 상한값을 초과하는 경우 용매투입 단계(S13)부터 다시 수행하여 희석을 반복하기 위한 희석비율을 결정하는 희석비율 결정단계(S16), 및 액상 마약 시료의 농도가 상한값을 초과하지 않는 경우 희석비율을 이용하여 액상 마약 시료의 희석 전 농도를 산출하는 농도산출 단계(S17)를 포함할 수 있다.
시료투입 단계(S11)는 사용자가 마약 관련 사건 또는 범죄 현장에서 획득한 임의의 액상 마약 시료를 시료입력부(110)에 주입하면, 시료입력부(110)를 통해 유입된 임의의 액상 마약 시료가 희석부(140)의 베이스챔버(141)에 저장되는 과정이다. 베이스챔버(141)는 주입된 액상 마약 시료를 일시적으로 저장한다.
종류판단 단계(S12)는 제어부(160)가 희석부(140)를 제어하여 베이스챔버(141)에 저장된 임의의 액상 마약 시료의 일부를 종류판단부(120)로 전달하고, 종류판단부(120)에서 스크리닝 테스트를 수행하여 마약의 종류나 마약을 용해시키는 용매를 인식하여 제어부(160)로 데이터를 제공하는 것이다. 제어부(160)는 희석부(140)를 제어하여 종류판단부(120)가 이용하는 하나 이상의 센서(151)에, 정해진 용량만큼 정량배관을 통해 임의의 액상 마약 시료를 전달할 수 있다. 종류판단부(120)는 임의의 액상 마약 시료에 포함된 마약의 종류를 인식하여 제어부(160)에 전달하거나, 마약을 용해시키는 용매의 종류를 인식하여 제어부(160)로 전달할 수 있다.
용매투입 단계(S13)는 제어부(160)가 희석부(140)를 제어하여 정해진 희석비율에 따라 베이스챔버(141)에 저장된 임의의 액상 마약 시료의 일부를 희석챔버(142)로 전달시키고, 희석챔버(142)에 용매를 투입하여 희석을 수행하는 것이다. 이때 제어부(160)는 종류판단부(120)에서 제공받은 마약의 종류 또는 용매의 종류에 기초하여, 마약을 효과적으로 용해시키는 용매를 선택하고, 다양한 종류의 용매가 각각 저장되어 있는 복수의 용매탱크(143) 중에서 필요한 용매를 희석챔버(142)에 공급하도록 희석부(140)를 제어할 수 있다.
희석비율은 액상 마약 시료:용매의 비율이 1:10, 1:100, 1:1000 등으로 미리 결정된 값일 수 있고, 다회용 마약 농도 측정 장치(100)의 사용자가 입력하여 결정되는 값일 수 있다. 희석비율은 '액상 마약 시료:용매'의 비율이 1회 희석때 1:10이고, 2회 희석때 1:20이고, 3회 희석때 1:30으로 점차 커지거나, 반대로 1회 희석때 1:30이고, 2회 희석때 1:20이고, 3회 희석때 1:10으로 점차 작아질 수 있다. 희석비율이 점점 커지는 방식이나 희석비율이 점점 작아지는 방식은 사용자가 선택가능하다. 사용자는 현장에서 획득한 액상 마약 시료의 상태에 따라 어느 희석 방식을 사용할 것인지 결정할 수 있으므로, 사용자의 결정에 따라 측정횟수를 감소시킬 수 있는 희석방식을 제공할 수 있다.
제어부(160)는 카트리지(150)에 존재하는 복수의 센서(151)들 중에서, 사용되지 않은 센서(151)에 액상 마약 시료가 전달되도록 희석부(140)의 정량배관을 제어할 수 있다.
센서동작 단계(S14)는 제어부(160)가 희석부(140)를 제어하여 베이스챔버(141) 또는 희석챔버(142)에 저장된 액상 마약 시료를 정해진 양만큼 센서(151)에 노출시키고, 농도측정부(130)로부터 센서(151)의 출력값을 획득하는 것이다. 희석부(140)의 정량배관은 베이스챔버(141) 또는 희석챔버(142)로부터 정해진 양만큼의 액상 마약 시료를 농도측정부(130)의 카트리지(150)에 배치된 센서(151)에 전달할 수 있다.
고농도 판단단계(S15)는 제어부(160)가 농도측정부(130)로부터 제공받은 센서(151)의 출력값에 기초하여 산출한 액상 마약 시료의 농도가 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는지 판단하는 것이다. 농도측정부(130)는 센서(151)의 출력값을 제어부(160)로 전달한다. 제어부(160)는 미리 저장되어 있는 센서(151)의 측정농도별 출력값 데이터에 기초하여, 농도측정부(130)로부터 전달받은 센서(151)의 출력값에 해당하는 액체 마약 시료의 농도를 결정할 수 있다. 제어부(160)는 액상 마약 시료의 측정된 농도가 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하였는지 판단한다. 판단결과는 결과출력부(170)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다.
액상 마약 시료의 농도가 상한값을 초과하는 경우, 희석비율 결정단계(S16)를 수행하고 다시 용매투입 단계(S13), 센서동작 단계(S14), 고농도 판단단계(S15)를 반복 수행한다. 희석비율 결정단계(S16)는 용매투입 단계(S13)부터 다시 액상 마약 시료의 희석을 반복 수행하기 위하여 희석비율을 결정하는 것이다. 희석비율은 최초의 희석비율과 같을 수 있고 다를 수도 있다. 희석비율은 사용자의 입력에 따라 결정될 수도 있다. 희석비율은 희석을 반복할 때마다 동일한 희석비율이 적용되거나, 희석비율이 커지거나 작아질 수 있다.
액상 마약 시료의 농도가 상한값을 초과하지 않는 경우 제어부(160)는 액상 마약 시료의 농도를 산출하는 농도산출 단계(S17)를 수행할 수 있다. 농도산출 단계(S17)는 제어부(160)가 농도측정부(130)로부터 제공받은 센서(151)의 출력값에 기초하여 희석된 액상 마약 시료의 농도를 결정하고, 반복된 희석비율을 고려하여 액상 마약 시료의 희석 전 농도를 계산에 의해 산출한다. 예를 들어, 희석이 2회 수행된 경우, 제어부(160)는 센서(151)가 측정가능한 농도범위 내에서 측정된 희석된 액상 마약 시료의 농도를 알고 있고, 2회 희석이 수행될 때의 희석비율을 알고 있으므로, 희석 전 액상 마약 시료의 농도를 산출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 카트리지(150) 잔량 인식 알고리즘의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일실시에에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법의 센서동작 단계(S14)는, 액상 마약 시료가 센서(151)에 노출되고 센서(151)가 동작한 출력값을 제어부(160)가 인식하는 센서 출력 인식단계(S21), 해당 출력값을 제공한 센서(151)가 사용된 것임을 기록하는 센서 사용 기록단계(S22), 및 센서(151)가 복수개 배치되어 있는 카트리지(150)에서 미사용된 센서(151)의 개수를 표시하여 카트리지(150)의 교환주기를 알리는 카트리지 잔량 표시단계(S23)를 포함할 수 있다.
카트리지(150)에 배치된 센서(151)가 다회용인 경우도 있지만, 센서(151)가 일회용인 경우 이미 사용한 센서(151)는 다시 사용하기 어렵다. 따라서 센서동작 단계(S14)에서 사용한 센서(151)를 기록할 필요가 있다. 센서 출력 인식단계(S21)는 액상 마약 시료가 센서(151)에 노출되면 센서(151)가 출력하는 출력값을 제어부(160)가 제공받는 과정이다. 이때 제어부(160)는 어떤 센서(151)가 사용된 것인지 농도측정부(130)로부터 전달받을 수 있고, 출력값을 제공한 센서(151)가 사용된 것으로 메모리에 저장하는 센서 사용 기록단계(S22)를 수행할 수 있다. 제어부(160)가 사용된 센서(151)를 기록하면 카트리지(150)에 남아있는 센서(151)의 개수를 파악할 수 있고, 제어부(160)는 남아있는 센서(151)의 개수를 결과출력부(170)를 통해 사용자에게 제공하는 카트리지 잔량 표시단계(S23)를 수행할 수 있다. 모든 센서(151)가 다 사용되면 카트리지(150)를 교환하라는 알람을 결과출력부(170)를 통해 사용자에게 제공할 수도 있다. 제어부(160)는 센서(151)의 사용 또는 미사용 여부를 알고 있으므로, 센서동작 단계(S14)에서 사용되지 않은 센서(151)에 액체 마약 시료가 전달되도록 희석부(140)를 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 센서(151)의 농도범위 인식 알고리즘의 각 단계를 나타낸 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 센서(151)의 농도범위 인식 알고리즘의 변경된 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법은, 표준 시료를 이용하여 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 인식하는 농도범위 인식 단계(S10)를 더 포함할 수 있다. 농도범위 인식 단계(S10)는 시료입력부(110)를 통해 주입된 상기 표준 시료를 상기 희석부(140)에 저장하는 표준 시료 투입단계(S31), 표준 시료에 다양한 희석비율에 따라 용매를 투입하여 다양한 농도를 갖는 표준 시료를 생성하는 시료 농도 다양화단계(S32), 표준 시료를 복수의 센서(151)에 노출시켜 복수의 센서(151)의 출력값을 획득하는 센서시험동작 단계(S33), 복수의 센서(151)들 중에서, 서로 농도가 다른 표준 시료를 측정한 센서(151)들의 출력값을 서로 비교하여 센서(151)가 포화되지 않는 농도를 인식하는 임계치 인식단계(S34)를 포함할 수 있다.
농도범위 인식 단계(S10)는 카트리지(150)에 포함된 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 인식하기 위한 과정이다. 농도범위 인식 단계(S10)는 카트리지(150)를 교환하여 새 카트리지(150)가 삽입되는 경우 도 4의 농도산출 알고리즘을 수행하기 전에 수행될 수 있다. 농도범위 인식 단계(S10)에서 표준 시료를 이용할 수 있지만, 농도를 알수 없는 임의의 액상 마약 시료를 이용할 수도 있다.
표준 시료 투입단계(S31)는 사용자가 시료입력부(110)를 통해 주입한 표준 시료를 희석부(140)의 베이스챔버(141)에 저장하는 것이다.
시료 농도 다양화단계(S32)는 미리 정해진 다양한 희석비율에 따라 서로 다른 희석비율로 희석된 표준 시료를 생성하는 것이다. 베이스챔버(141)에 저장된 희석되지 않은 표준 시료의 일부를 제1 희석챔버(142-1)에 전달하고, 제1 희석챔버(142-1)에 용매를 희석비율에 따라 주입하여 제1 비율로 희석된 표준 시료를 생성할 수 있다. 그리고, 제1 희석챔버(142-1)에 저장된 제1 비율로 희석된 표준 시료의 일부를 제2 희석챔버(142-2)에 전달하고, 제2 희석챔버(142-2)에 용매를 희석비율에 따라 주입하여 제2 비율로 희석된 표준 시료를 생성할 수 있다. 이러한 과정을 정해진 횟수만큼 반복할 수 있다. 본 명세서에서는 예시적으로 제3 희석챔버(142-3)에 제3 비율로 희석된 표준 시료를 생성한 상태까지를 설명한다.
센서시험동작 단계(S33)는 다양한 농도로 생성되어서 각각 희석챔버(142)에 저장된 표준 시료를 각각 센서(151)에 노출시키고, 표준 시료가 노출된 복수의 센서(151)마다 제어부(160)가 출력값을 획득하는 것이다. 제어부(160)는 센서(151) 하나에 하나의 비율로 희석된 표준 시료를 노출시키도록 희석부(140)를 제어한다. 예를 들어, 제1 비율로 희석된 표준 시료를 제1 센서(151-1)에 노출시키고, 제2 비율로 희석된 표준 시료를 제2 센서(151-2)에 노출시키고, 제3 비율로 희석된 표준 시료를 제3 센서(151-3)에 노출시킬 수 있다. 제1, 제2, 제3 센서(151-1, 151-2, 151-3)는 각각 출력값을 출력하고, 제어부(160)는 농도측정부(130)를 통해 각 센서(151)의 출력값을 수신할 수 있다.
임계치 인식단계(S34)는 복수의 센서(151)들의 출력값을 서로 비교하여 센서(151)가 포화되지 않는 농도를 인식하는 것이다. 시료 농도 다양화단계(S32)에서 센서(151)에 노출될 표준 시료가 다양한 농도로 희석되었으므로, 각각의 센서(151)는 서로 농도가 다른 표준 시료를 측정하게 된다. 제어부(160)는 서로 농도가 다른 표준 시료를 측정한 센서(151)들의 출력값을 비교하여 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 인식할 수 있다.
임계치 인식단계(S34)는, 첫번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제1 센서(151-1)의 출력값과 두번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제2 센서(151-2)의 출력값을 비교하는 제1 출력값 비교단계(S41), 복수의 센서(151)들 중에서, 두번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제2 센서(151-2)의 출력값과 세번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제3 센서(151-3)의 출력값을 비교하는 제2 출력값 비교단계(S42), 제1 또는 제2 출력값 비교단계(S42)를 수행한 결과, 출력값이 동일한 경우 센서(151)가 포화상태인 것으로 판단하고 표준 시료의 농도를 더 낮게 재설정하는 시료 농도 재설정단계(S44), 및 제1 또는 제2 출력값 비교단계(S42)를 수행한 결과, 출력값이 낮은 센서(151)에 노출된 표준 시료의 농도를 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값으로 인식하는 상한값 결정단계(S43)를 포함할 수 있다.
제1 출력값 비교단계(S41)와 제2 출력값 비교단계(S42)는 순차적으로 수행되거나, 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 출력값 비교단계(S41)를 수행한 결과 제1 센서(151-1)의 출력값과 제2 센서(151-2)의 출력값이 동일한 경우 제1 센서(151-1)에 노출된 표준 시료의 농도와 제2 센서(151-2)에 노출된 표준 시료의 농도가 높아서 센서(151)가 포화된 것으로 판단하고 제2 출력값 비교단계(S42)를 수행할 수 있다. 또는 제1 출력값 비교단계(S41)와 제2 출력값 비교단계(S42)를 동시에 수행하고, 비교 결과에 따라 시료 농도 재설정단계(S44) 또는 상한값 결정단계(S43)를 수행할 수 있다.
시료 농도 재설정단계(S44)는 제1, 제2, 제3 센서(151-3)에 노출된 표준 시료의 농도가 모두 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는 경우에 수행되는 것이다. 이러한 경우 시료 농도 재설정단계(S44)에서 제어부(160)는 가장 농도가 낮은 제3 센서(151-3)에 노출된 표준 시료의 농도보다 더 낮은 농도로 시료 농도를 재설정하고, 재설정된 시료 농도에 따라 시료 농도 다양화단계(S32)부터 다시 수행할 수 있다.
상한값 결정단계(S43)는 제1, 제2, 제3 센서(151-3)의 출력값 중에서 어느 하나의 출력값이 낮은 경우, 출력값이 낮은 센서(151)에 노출된 표준 시료의 농도를 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값으로 결정하는 것이다. 시료 농도 다양화단계(S32)에서 미리 저장되어 있는 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값의 근처에서 표준 시료의 희석농도를 결정하고, 센서(151)의 품질 균일성이 어느정도 보장될 것을 기대할 수 있으므로, 제1, 제2, 제3 센서(151-3) 중에서 출력값이 낮은 센서(151)에 노출된 표준 시료의 농도를 곧 상한값으로 결정하더라도 큰 무리가 없다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상한값 결정단계(S43)는, 같지 않은 출력값을 출력한 센서(151)들 중에서 표준 시료의 농도가 높은 순서대로 두개의 센서(151)를 선정하고, 선정된 두개의 센서(151)에 노출된 두개의 표준 시료의 농도범위 내에서 표준 시료의 농도를 세분화하는 농도 세분화 결정단계(S51), 세분화된 표준 시료의 농도에 따라 표준 시료에 용매를 투입하여 세분화된 농도의 표준 시료를 생성하는 세분화 시료 생성단계(S52), 세분화된 농도의 표준 시료를 복수의 센서(151)에 노출시켜 복수의 센서(151)의 출력값을 획득하는 세분화 데이터 획득단계(S53), 및 세분화 데이터 획득단계(S53)에서 획득한 출력값과 세분화된 표준 시료의 농도의 함수를 이용하여 센서(151)의 측정가능한 농도범위의 상한값을 학습하는 학습단계(S54)를 포함할 수 있다.
상한값 결정단계(S43)에서 곧바로 농도를 결정하지 않고, 표준 시료의 농도를 다양화하여 한번 더 센서(151)를 테스트하여 센서(151)의 농도범위의 상한값을 더 상세하게 결정할 수 있다.
농도 세분화 결정은 제1, 제2, 제3 센서(151-1, 151-2, 151-3)의 출력값 중에서 동일하지 않은 출력값을 출력하는 두개의 센서(151)를 선정한다. 예를 들어, 제1 센서(151-1)와 제2 센서(151-2)의 출력값이 동일하고, 제2 센서(151-2)보다 제3 센서(151-3)의 출력값이 낮은 경우, 제2 센서(151-2)와 제3 센서(151-3)가 선정된다. 만약 3개의 센서(151)의 출력값이 다 다른 경우, 표준 시료의 농도가 높은 순서대로 두개의 센서(151)를 선정한다. 예를 들어, 제1, 제2, 제3 센서(151-3)의 출력값이 다른 경우, 표준 시료의 농도가 높은 순서인 제1 센서(151-1)와 제2 센서(151-2)를 선정한다. 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 측정하기 위해서는 표준 시료의 농도가 높은 범위에서 추가로 센서(151)를 시험하는 것이 합리적이기 때문이다. 그에 따라 선정된 두개의 센서(151)에 노출된 표준 시료의 농도를 상한과 하한으로 결정하고 그 범위 내에서 농도를 세분화한다. 예를 들어, 제1 센서(151-1)와 제2 센서(151-2)에 노출된 표준 시료가 제1 비율로 희석되고 제2 농도로 희석된 경우, 농도 세분화 결정 과정에서 제1 비율과 제2 비율 사이의 비율로 제3, 제4, 제5 비율이 결정될 수 있다.
세분화 시료 생성단계(S52)는 농도 세분화 결정단계(S51)에서 결정된 농도에 따라, 표준 시료를 희석하는 것이다. 세분화 시료 생성단계(S52)는 시료 농도 다양화단계(S32)와 동일하되, 희석농도만 다른 과정이다.
세분화 데이터 획득단계(S53)는 세분화 시료 생성단계(S52)에서 생성된 세분화된 농도의 표준 시료를 센서(151)에 노출시키고 센서(151)의 출력을 제어부(160)로 제공하는 것이다. 이는 센서시험동작 단계(S33)와 동일하다.
농도범위 학습단계(S54)는 제어부(160)가 각 센서(151)의 출력값과 세분화된 농도를 이용한 함수를 생성하고, 센서시험동작 단계(S33)에서 획득한 센서(151)의 포화되는 농도와 출력값을 더 이용하여 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 학습할 수 있다. 가로축이 표준 시료의 농도이고 세로축이 센서(151)의 출력값인 이차원 평면에 측정결과를 표시하고 표준 시료의 농도와 센서(151)의 출력값의 추세를 통해 센서(151)가 포화되는 농도를 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 다양한 종류의 마약 감지용 센서(151)를 이용할 수 있어서 다양한 종류의 마약을 검출하고 농도를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 임의의 액상 마약 시료의 농도가 센서(151)가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과할 경우를 대비하여, 임의의 액상 마약 시료를 반복적으로 희석하여 농도를 측정하는 알고리즘을 통하여, 임의의 액상 마약 시료가 고농도이더라도 센서(151)의 측정가능한 농도범위보다 낮은 농도를 측정할 수 있게 하므로, 센서(151)의 출력을 신뢰할 수 있으며, 최종 센서(151) 출력값에 희석 비율을 계산 및 반영하여, 고농도 액상 마약의 농도를 정확히 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 센서(151)가 배치된 교환 가능한 카트리지(150)를 이용하므로 하나의 카트리지(150)로 여러번의 측정이 가능하며 현장에서 카트리지(150)를 교환하는 방식으로 검사를 계속할 수 있고, 제조사가 다른 카트리지(150)를 이용하더라도 센서(151)를 반복 시험하여 센서(151)가 측정가능한 농도범위를 학습할 수 있으므로 다양한 카트리지를 사용할 수 있고, 농도측정 장치(100)가 카트리지(150)의 사용횟수를 기록하여 사용횟수에 따라 효율적으로 농도를 측정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 비액상 마약도 측정가능한 다회용 마약 농도 측정 장치(100)에서 시료입력부(110)와 희석부(140)의 구성을 자세히 나타낸 블록도이다.
마약류 범죄 또는 사건 현장에는 마약을 포함하는 액상 마약 시료 이외에 마약이 포함되어 있을 것으로 의심되는 비액상 마약 시료가 존재할 수 있다. 비액상 마약 시료는 파우더(powder), 캡슐(capsule), 타블렛(tablet) 등 다양한 상태를 포함할 수 있다. 비액상 마약 시료는 포장된 상태로 존재할 수도 있고, 수건, 휴지, 바닥(floor), 의류, 탁자 등에 가루 형태로 마약을 포함하는 비액상 마약 시료가 존재할 수 있다. 비액상 마약 시료를 현장에서 획득하기 위해서는 스카치테이프, 진공청소기 등의 도구를 이용할 수 있고, 획득된 비액상 마약 시료에는 마약 이외에 먼지, 밀가루, 과자부스러기 등 다양한 이물질이 함께 포함될 수 있다. 따라서 비액상 마약 시료 내에 마약이 존재하는지 여부 및 마약이 얼마나 많이 존재하는지 여부를 측정하는 장치 및 방법이 필요하다. 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)는 이러한 비액상 마약 시료의 농도를 측정할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치(100)의 시료입력부(110)는, 액상 마약 시료를 유입받을 수 있는 구조의 액상투입구(111), 및 비액상 마약 시료를 유입받을 수 있는 구조의 비액상투입구(112)를 포함할 수 있고, 희석부(140)는 비액상투입구(112)로 유입된 상기 비액상 마약 시료를 전달받고, 용매탱크(143)로부터 전달받은 용매에 노출시켜 상기 비액상 마약 시료 내에 포함된 마약을 용해시키는 용해챔버(144)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(160)는 용해챔버(144)에서 종류판단부(120) 또는 베이스챔버(141)로 비액상 마약 시료 내에 포함된 마약이 용매에 용해된 시료를 전달하도록 상기 희석부(140)를 더 제어할 수 있다.
시료입력부(110)는 비액상 마약 시료와 액상 마약 시료를 서로 다른 구조의 투입구를 통해 입력받을 수 있다. 시료의 혼입을 방지하기 위하여, 액상투입구(111)와 비액상투입구(112)는 물리적으로 분리되도록 구성될 수 있다. 비액상투입구(112)는 희석부(140)의 용해챔버(144)로 연결될 수 있다.
희석부(140)는 용해챔버(144)를 더 포함할 수 있다. 용해챔버(144)는 비액상 마약 시료를 용매에 용해시키는 기능을 수행한다. 용해챔버(144)는 비액상 마약 시료가 다양한 형태를 가질 수 있으므로, 가열기능, 혼합기능, 분쇄기능, 냉각기능을 가질 수 있다. 용해챔버(144)는 복수개 존재할 수 있다. 복수의 용해챔버(144)는 제1 용해챔버(144-1), 제2 용해챔버(144-2), ... 제N 용해챔버(144-N)로 호칭할 수 있다. 복수의 용해챔버(144)는 각 챔버마다 수행하는 기능이 다를 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 제1 용해챔버(144-1)와 제2 용해챔버(144-2)를 포함하는 경우를 예시적으로 설명한다.
용해챔버(144)는, 비액상투입구(112)로 유입된 비액상 마약 시료의 일부를 전달받고, 제어부(160)의 제어에 기초하여, 용매탱크(143)로부터 다양한 종류의 용매를 전부 전달받아 비액상 마약 시료를 용해시켜 혼합용액 마약시료를 생성하고, 생성된 혼합용액 마약시료의 일부를 종류판단부(120)로 제공하는 제1 용해챔버(144-1), 및 비액상투입구(112)로 유입된 비액상 마약 시료의 일부를 전달받고, 종류판단부(120)의 측정결과에 기초하여, 용매탱크(143)로부터 비액상 마약 시료에 포함된 마약을 용해시키기 적합한 종류의 용매를 전달받아 비액상 마약 시료를 용해시켜 액상 마약 시료를 생성하고, 생성된 액상 마약 시료의 일부를 베이스챔버(141)로 제공하는 제2 용해챔버(144-2)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 제1 용해챔버(144-1)는 비액상 마약 시료를 다양한 종류의 용매가 혼합된 혼합용매에 용해시킬 수 있다. 혼합용매는 친수성 용매, 소수성 용매, 휘발성 용매 등 다양한 종류의 용매를 포함할 수 있다. 비액상 마약 시료는 혼합용매에 용해되어 혼합용액 마약시료가 생성된다. 혼합용액 마약시료는 임의의 종류의 마약을 포함할 수 있다. 임의의 액체 마약 시료는 이미 마약이 용매에 녹아 있는 상태이므로 곧바로 마약의 종류를 판단할 수 있지만, 임의의 비액상 마약 시료는 어떤 종류의 용매에 마약이 용해될 것인지 알 수 없으므로 마약의 종류를 알기 위하여 일단 혼합용액에 비액상 마약 시료를 용해시킬 필요가 있고, 제1 용해챔버(144-1)가 이러한 기능을 수행할 수 있다.
제1 용해챔버(144-1)에 저장된 혼합용액 마약시료는 종류판단부(120)로 전달되고, 종류판단부(120)가 혼합용액 마약시료에 저장된 마약의 종류 또는 마약을 용해시키기 적합한 용매의 종류를 판단하여 제어부(160)로 제공할 수 있다.
제2 용해챔버(144-2)는 비액상 마약 시료에 포함된 마약의 농도를 측정하기 위하여 필요한 액상 마약 시료를 생성할 수 있다. 제어부(160)는 종류판단부(120)의 판단결과에 기초하여 비액상 마약 시료에 포함된 마약을 용해시키기 적합한 용매를 선택하고, 해당 용매를 용매탱크(143)로부터 제2 용해챔버(144-2)로 정해진 양만큼 공급하도록 희석부(140)를 제어할 수 있다. 제2 용해챔버(144-2)는 비액상 마약 시료를 용매에 용해시키기 위하여, 가열, 냉각, 혼합, 분쇄 등을 수행할 수 있다. 제2 용해챔버(144-2)는 비액상 마약 시료를 용매에 용해시켜 액상 마약 시료를 생성하고, 제어부(160)의 제어에 따라 베이스챔버(141)로 액상 마약 시료를 전달할 수 있다. 제2 용해챔버(144-2)에서 생성된 액상 마약 시료는 베이스챔버(141)로 전달되고, 농도산출 알고리즘에 따라 희석챔버(142)에서 희석되며, 농도측정부(130)에서 농도가 측정되고 제어부(160)에서 최초 액상 마약 시료의 농도를 산출할 수 있다. 제어부(160)는 제2 용해챔버(144-2)에 제공된 용매의 양을 알고 있으므로, 비액상 마약 시료에 마약이 얼마나 많이 포함되어 있는지 역산할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법에서 비액상 시료를 측정하는 알고리즘의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 방법은, 시료입력부(110)의 비액상투입구(112)를 통해 주입된 비액상 마약 시료를 희석부(140)의 제1 용해챔버(144-1)와 제2 용해챔버(144-2)에 나누어 저장하는 비액상 시료투입 단계(S61), 제1 용해챔버(144-1)에 상기 희석부(140)의 용매탱크(143)로부터 다양한 종류의 용매를 전달받아 혼합하여 상기 비액상 마약 시료를 용해시켜 복합용매 마약시료를 생성하는 복합용매투입 단계(S62), 제1 용해챔버(144-1)에서 종류판단부(120)로 복합용매 마약시료의 일부를 전달하고, 복합용매 마약시료에 포함된 마약의 종류를 판단하는 용해타입판단 단계(S63), 및 제2 용해챔버(144-2)에 용해타입판단 단계에서 판단된 마약의 종류에 따른 용매를 정해진 양만큼 주입하여, 비액상 마약 시료에 포함된 마약을 용해시킨 액상 마약 시료를 생성하고, 액상 마약 시료를 베이스챔버(141)에 전달하는 액체 시료 생성단계(S64)를 더 포함할 수 있다.
비액상 시료투입 단계(S61)는 사용자가 시료입력부(110)의 비액상투입구(112)를 통해 비액상 마약 시료를 입력하면, 희석부(140)의 용해챔버(144)에 비액상 마약 시료를 저장하는 것이다. 비액상 마약 시료는 용해챔버(144)가 복수개 존재하는 경우 용해챔버(144)마다 분리되어 저장될 수 있다. 제1 용해챔버(144-1)와 제2 용해챔버(144-2)에 비액상 마약 시료의 일부를 각각 저장하면, 다음 단계를 수행할 수 있다.
복합용매투입 단계(S62)는 제어부(160)의 제어에 따라 복수의 용매탱크(143)에서 용해챔버(144)에 용매를 전달하는 것이다. 이때, 제어부(160)는 다양한 종류의 용매를 용해챔버(144)에 주입하여 용해챔버(144)에 저장된 비액상 마약 시료에 포함된 임의의 종류의 마약이 용해되도록 할 수 있다. 복합용매투입 단계(S62)를 수행하면, 제1 용해챔버(144-1)에 저장된 비액상 마약 시료가 복합용매에 용해되어 복합용매 마약시료가 생성된다.
용해타입판단 단계(S63)는 농도산출 알고리즘의 종류판단 단계(S12)와 기본적으로 동일하다. 제어부(160)는 제1 용해챔버(144-1)에 저장된 복합용매 마약시료의 일부를 종류판단부(120)로 전달하고, 종류판단부(120)는 복합용매 마약시료에 포함된 마약의 종류를 스크리닝하여 그 결과를 제어부(160)로 전달한다. 제어부(160)는 종류판단부(120)로부터 수신한 데이터에 기초하여 마약의 종류 또는 마약을 용해하는데 적합한 용매의 종류를 인식할 수 있다.
액체 시료 생성단계(S64)는 비액상 마약 시료를 액상 마약 시료로 변환하는 것이다. 제2 용해챔버(144-2)는 비액상 마약 시료의 일부를 저장하고 있으며, 제어부(160)는 제2 용해챔버(144-2)에 저장된 비액상 마약 시료에 포함된 마약을 용해시키기 적합한 용매를 제2 용해챔버(144-2)로 전달하도록 희석부(140)를 제어할 수 있다. 제2 용해챔버(144-2)는 비액상 마약 시료를 용매에 용해시켜 액상 마약 시료를 생성한다. 제2 용해챔버(144-2)에 저장된 액상 마약 시료는 제어부(160)의 제어에 따라 베이스챔버(141)로 전달될 수 있다. 베이스챔버(141)에 액상 마약 시료가 전달되면, 농도산출 알고리즘에서 용매투입 단계(S13), 센서동작 단계(S14), 고농도 판단단계(S15), 희석비율 결정단계(S15), 농도산출 단계(S16)를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다회용 마약 농도 측정 장치 및 방법은 액상 마약 시료 뿐만 아니라, 비액상 마약 시료의 경우에도 마약의 함량 또는 농도를 측정할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100: 다회용 마약 농도 측정 장치
110: 시료입력부
111: 액상투입구
112: 비액상투입구
120: 종류판단부
130: 농도측정부
140: 희석부
141: 베이스챔버
142: 희석챔버
143: 용매탱크
144: 용해챔버
150: 카트리지
151: 센서
160: 제어부
170: 결과출력부

Claims (14)

  1. 액상 마약 시료가 유입되는 시료입력부;
    상기 액상 마약 시료의 일부에 용매를 첨가하여 희석하는 희석부;
    센서를 이용하여 상기 액상 마약 시료의 농도를 측정하는 농도측정부; 및
    상기 농도측정부로부터 수신하는 데이터에 기초하여 상기 액상 마약 시료의 희석비율을 결정하고 상기 희석비율에 따라 상기 액상 마약 시료를 희석하도록 상기 희석부를 제어하고, 상기 희석비율과 상기 농도측정부로부터 수신하는 데이터에 기초하여 상기 액상 마약 시료의 농도를 산출하는 제어부를 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 희석부로부터 상기 액상 마약 시료를 전달받아 마약 종류를 판단하는 종류판단부를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 종류판단부에서 판단한 상기 액상 마약 시료의 마약 종류에 따라 용매를 선택하여 희석하도록 상기 희석부를 더 제어하는, 다회용 마약 농도 측정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 농도측정부는
    교환가능한 카트리지에 배치된 복수의 센서들 중에서 정해진 센서에 상기 액상 마약 시료를 정해진 양만큼 노출시키고, 상기 센서를 동작시켜 상기 센서가 출력하는 데이터를 제어부로 제공하는, 다회용 마약 농도 측정 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 희석부는
    상기 시료입력부로부터 전달받는 상기 액상 마약 시료를 저장하는 베이스챔버;
    상기 베이스챔버로부터 전달받는 상기 액상 마약 시료의 일부를 상기 희석비율에 따라 상기 용매와 반복 희석하여 다양한 비율로 희석된 액상 마약 시료를 각각 저장하는 복수의 희석챔버;
    다양한 종류의 용매를 각각 저장하는 복수의 용매탱크; 및
    상기 베이스챔버, 희석챔버, 용매탱크 사이를 연결하며 상기 액상 마약 시료와 용매를 정해진 양만큼 전달하는 정량배관을 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 농도측정부로부터 수신한 데이터에 기초하여, 상기 센서에 노출된 액상 마약 시료의 농도가 상기 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는 경우, 상기 센서에 노출된 액상 마약 시료를 반복 희석하도록 상기 희석부를 제어하고, 반복 희석된 액상 마약 시료를 상기 농도측정부에 전달하여 액상 마약 시료의 농도를 반복 측정하고, 반복 희석된 희석 비율을 이용하여 희석되지 않은 상기 액상 마약 농도의 농도를 산출하는, 다회용 마약 농도 측정 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는
    표준 시료를 다양한 농도로 희석하도록 상기 희석부를 제어하고, 다양한 농도로 희석된 표준 시료를 상기 센서에 각각 노출시켜 상기 센서의 출력값을 분석하여 상기 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 학습하는, 다회용 마약 농도 측정 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 시료입력부는
    상기 액상 마약 시료를 유입받을 수 있는 구조의 액상투입구; 및
    비액상 마약 시료를 유입받을 수 있는 구조의 비액상투입구를 포함하고,
    상기 희석부는
    상기 비액상투입구로 유입된 상기 비액상 마약 시료를 전달받고, 상기 용매탱크로부터 전달받은 용매에 노출시켜 상기 비액상 마약 시료 내에 포함된 마약을 용해시키는 용해챔버를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 용해챔버에서 종류판단부 또는 상기 베이스챔버로 상기 비액상 마약 시료 내에 포함된 마약이 상기 용매에 용해된 시료를 전달하도록 상기 희석부를 더 제어하는, 다회용 마약 농도 측정 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 용해챔버는
    상기 비액상투입구로 유입된 상기 비액상 마약 시료의 일부를 전달받고, 상기 제어부의 제어에 기초하여, 상기 용매탱크로부터 다양한 종류의 용매를 전부 전달받아 상기 비액상 마약 시료를 용해시켜 혼합용액 마약시료를 생성하고, 생성된 혼합용액 마약시료의 일부를 상기 종류판단부로 제공하는 제1 용해챔버; 및
    상기 비액상투입구로 유입된 상기 비액상 마약 시료의 일부를 전달받고, 상기 종류판단부의 판단결과에 기초하여, 상기 용매탱크로부터 상기 비액상 마약 시료에 포함된 마약을 용해시키는 종류의 용매를 전달받아 상기 비액상 마약 시료를 용해시켜 액상 마약 시료를 생성하고, 생성된 액상 마약 시료의 일부를 상기 베이스챔버로 제공하는 제2 용해챔버를 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 장치.
  9. 시료입력부를 통해 주입된 액상 마약 시료를 희석부에 저장하는 시료투입 단계;
    상기 액상 마약 시료의 마약 종류를 판단하는 종류판단 단계;
    상기 판단된 마약 종류에 따른 용매를 정해진 희석비율에 따라 상기 액상 마약 시료에 투입하여 희석하는 용매투입 단계;
    상기 액상 마약 시료를 센서에 노출시켜 센서의 출력값을 획득하는 센서동작 단계;
    상기 센서의 출력값에 기초하여 산출한 상기 액상 마약 시료의 농도가 상기 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 초과하는지 판단하는 고농도 판단단계;
    상기 액상 마약 시료의 농도가 상기 상한값을 초과하는 경우 상기 용매투입 단계부터 다시 수행하여 희석을 반복하기 위한 희석비율을 결정하는 희석비율 결정단계; 및
    상기 액상 마약 시료의 농도가 상기 상한값을 초과하지 않는 경우 상기 희석비율을 이용하여 상기 액상 마약 시료의 희석 전 농도를 산출하는 농도산출 단계를 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 센서동작 단계는
    상기 액상 마약 시료가 상기 센서에 노출되고 센서가 동작한 출력값을 제어부가 인식하는 센서 출력 인식단계;
    해당 출력값을 제공한 센서가 사용된 것임을 기록하는 센서 사용 기록단계; 및
    상기 센서가 복수개 배치되어 있는 카트리지에서 미사용된 센서의 개수를 표시하여 카트리지의 교환주기를 알리는 카트리지 잔량 표시단계를 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    표준 시료를 이용하여 상기 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값을 인식하는 농도범위 인식 단계를 더 포함하고,
    상기 농도범위 인식 단계는
    상기 시료입력부를 통해 주입된 상기 표준 시료를 상기 희석부에 저장하는 표준 시료 투입단계;
    상기 표준 시료에 다양한 희석비율에 따라 용매를 투입하여 다양한 농도를 갖는 표준 시료를 생성하는 시료 농도 다양화단계;
    상기 표준 시료를 복수의 센서에 노출시켜 상기 복수의 센서의 출력값을 획득하는 센서시험동작 단계; 및
    상기 복수의 센서들 중에서, 서로 농도가 다른 표준 시료를 측정한 센서들의 출력값을 서로 비교하여 상기 센서가 포화되지 않는 농도를 인식하는 임계치 인식단계를 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 임계치 인식단계는
    첫번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제1 센서의 출력값과 두번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제2 센서의 출력값을 비교하는 제1 출력값 비교단계;
    상기 복수의 센서들 중에서, 두번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제2 센서의 출력값과 세번째로 농도가 높은 표준 시료를 측정한 제3 센서의 출력값을 비교하는 제2 출력값 비교단계;
    상기 제1 또는 제2 출력값 비교단계를 수행한 결과, 출력값이 동일한 경우 센서가 포화상태인 것으로 판단하고 상기 표준 시료의 농도를 더 낮게 재설정하는 시료 농도 재설정단계; 및
    상기 제1 또는 제2 출력값 비교단계를 수행한 결과, 출력값이 낮은 센서에 노출된 표준 시료의 농도를 센서가 측정가능한 농도범위의 상한값으로 인식하는 상한값 결정단계를 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 상한값 결정단계는
    같지 않은 출력값을 출력한 센서들 중에서 표준 시료의 농도가 높은 순서대로 두개의 센서를 선정하고, 상기 선정된 두개의 센서에 노출된 두개의 표준 시료의 농도범위 내에서 표준 시료의 농도를 세분화하는 농도 세분화 결정단계;
    상기 세분화된 표준 시료의 농도에 따라 상기 표준 시료에 상기 용매를 투입하여 세분화된 농도의 표준 시료를 생성하는 세분화 시료 생성단계;
    상기 세분화된 농도의 표준 시료를 상기 복수의 센서에 노출시켜 상기 복수의 센서의 출력값을 획득하는 세분화 데이터 획득단계; 및
    상기 세분화 데이터 획득단계에서 획득한 상기 출력값과 상기 세분화된 표준 시료의 농도의 함수를 이용하여 센서의 측정가능한 농도범위의 상한값을 학습하는 학습단계를 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 시료입력부의 비액상투입구를 통해 주입된 비액상 마약 시료를 희석부의 제1 용해챔버와 제2 용해챔버에 나누어 저장하는 비액상 시료투입 단계;
    상기 제1 용해챔버에 상기 희석부의 용매탱크로부터 다양한 종류의 용매를 전달받아 혼합하여 상기 비액상 마약 시료를 용해시켜 복합용매 마약시료를 생성하는 복합용매투입 단계;
    상기 제1 용해챔버에서 종류판단부로 상기 복합용매 마약시료의 일부를 전달하고, 상기 복합용매 마약시료에 포함된 마약의 종류를 판단하는 용해타입판단 단계; 및
    상기 제2 용해챔버에 상기 용해타입판단 단계에서 판단된 상기 마약의 종류에 따른 용매를 정해진 양만큼 주입하여, 상기 비액상 마약 시료에 포함된 마약을 용해시킨 액상 마약 시료를 생성하고, 상기 액상 마약 시료를 베이스챔버에 전달하는 액체 시료 생성단계를 더 포함하는, 다회용 마약 농도 측정 방법.
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