KR20230098458A - Semiconductor laser-based non-contact method and apparatus of analyzing chemical agent - Google Patents
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Abstract
반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법 및 장치가 개시된다. QCL(quantum cascade laser) 및 모노크로마터(monochromator)에 의해 탐지되는 탐지물질의 파장데이터를 입력받는 단계; 상기 입력받은 탐지물질의 파장데이터를 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비된 화학작용제 파장데이터를 참조하여 대비 및 분석하는 단계; 상기 대비 및 분석 결과에 따라 목표물질을 판별하여 검출하는 단계를 구성한다. 상술한 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법 및 장치에 의하면, 미리 구비된 라이브러리 상의 각 물질의 고유 파장데이터를 참조하여 빛의 스펙트럼 분석을 하도록 구성됨으로써, 목표물질 및 그 유사물질을 정확하게 식별해낼 수 있는 효과가 있다. 또한, 다양한 물질의 간섭에 의해 발생될 수 있는 파장의 변형을 해당 목표물질에 적용하도록 구성됨으로써, 파장 분석의 난해성을 극복하고, 정확한 성분비 분석을 할 수 있는 효과가 있다.A semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method and apparatus are disclosed. Receiving wavelength data of a detection material detected by a quantum cascade laser (QCL) and a monochromator; comparing and analyzing the received wavelength data of the detection material with reference to chemical agent wavelength data previously provided in a chemical agent wavelength data library; A step of discriminating and detecting a target substance according to the comparison and analysis results is constituted. According to the semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method and apparatus described above, it is configured to perform light spectrum analysis by referring to the unique wavelength data of each material in a pre-equipped library, thereby accurately identifying target materials and similar materials It works. In addition, by being configured to apply the transformation of the wavelength that can be generated by the interference of various materials to the target material, there is an effect of overcoming the difficulty of wavelength analysis and accurately analyzing the component ratio.
Description
본 발명은 화학작용제 분석 방법 및 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for analyzing a chemical agent, and more specifically, to a semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method and apparatus.
분광기(quantum cascade laser)와 단색기(monochromator)는 물질이 흡수하는 빛의 스펙트럼을 관찰하여 물질이 무엇인지 알아낼 수 있다.Quantum cascade lasers and monochromators can determine what a substance is by observing the spectrum of light it absorbs.
대기 중의 유독 가스 성분을 탐지하는 데에도 유용하며, 대기 중의 가스의 성분 분석에도 활용될 수 있다.It is also useful for detecting toxic gas components in the air and can be used for component analysis of gases in the air.
그런데, 이러한 빛의 파장을 분석하여 물질을 알아내기 위해서는 유사한 파장 특성을 갖는 유사 물질이 있기 때문에 정확한 분석을 하기 어려울 뿐만 아니라, 여러 가지 다른 가스들이 섞여있는 경우 스펙트럼에 간섭을 일으켜 가스 성분을 찾아내는 데 어려움이 있다.However, in order to find out a substance by analyzing the wavelength of light, it is difficult to perform an accurate analysis because there are similar substances with similar wavelength characteristics. There are difficulties.
이에, 기존의 장치들을 이용하여 정확한 가스의 성분을 분석해 낼 수 있는 알고리즘의 개선이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for improvement of an algorithm capable of accurately analyzing components of a gas using existing devices.
본 발명의 목적은 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method.
본 발명의 다른 목적은 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis device.
상술한 본 발명의 목적에 다른 따른 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법은, QCL(quantum cascade laser) 및 모노크로마터(monochromator)에 의해 탐지되는 탐지물질의 파장데이터를 입력받는 단계; 상기 입력받은 탐지물질의 파장데이터를 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비된 화학작용제 파장데이터를 참조하여 대비 및 분석하는 단계; 상기 대비 및 분석 결과에 따라 목표물질을 판별하여 검출하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.A semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method according to another object of the present invention described above includes receiving wavelength data of a detection material detected by a quantum cascade laser (QCL) and a monochromator; comparing and analyzing the received wavelength data of the detection material with reference to chemical agent wavelength data previously provided in a chemical agent wavelength data library; It may be configured to include the step of discriminating and detecting the target substance according to the comparison and analysis results.
여기서, 상기 입력받은 탐지물질의 파장데이터를 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비된 화학작용제 파장데이터를 참조하여 대비 및 분석하는 단계는, 상기 탐지물질의 파장데이터에서 배경 신호 및 잡음 신호를 필터링하여 제거하는 단계; 상기 파장데이터의 소정 시간 동안의 평균 데이터를 산출하는 단계; 상기 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비되어 있는 간섭 물질의 파장데이터를 참조하여 상기 산출된 평균 데이터에 포함되어 있는 간섭 물질을 판별하는 단계; 상기 평균 데이터에서 상기 판별된 간섭 물질의 파장데이터를 제거하는 단계; 상기 간섭 물질의 파장데이터가 제거된 평균 데이터의 피크(peak)와 상기 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비되어 있는 해당 유사물질의 파장데이터의 피크를 상호 대비하여 분석하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.Here, the step of comparing and analyzing the input wavelength data of the detection material with reference to the chemical agent wavelength data previously provided in the chemical agent wavelength data library is to filter and remove the background signal and noise signal from the detection material wavelength data. doing; Calculating average data for a predetermined time of the wavelength data; discriminating an interference substance included in the calculated average data by referring to wavelength data of an interference substance previously provided in the chemical agent wavelength data library; removing the determined wavelength data of the interfering substance from the average data; It may be configured to include the step of analyzing the peak of the average data from which the wavelength data of the interfering substance has been removed and the peak of the wavelength data of the similar substance previously provided in the chemical agent wavelength data library in contrast to each other. .
상술한 본 발명의 목적에 다른 따른 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 장치는, QCL(quantum cascade laser) 및 모노크로마터(monochromator)에 의해 탐지되는 탐지물질 파장데이터를 입력받는 탐지물질 파장데이터 입력 모듈; 상기 탐지물질 파장데이터 입력 모듈에서 입력받은 탐지물질 파장데이터가 누적 저장되는 파장데이터 누적 저장 모듈; 화학작용제 파장데이터가 레퍼런스 데이터(reference data)로서 미리 저장되는 화학작용제 파장데이터 라이브러리; 탐지물질 중에서 검출하고자 하는 목표물질을 입력받는 목표물질 입력 모듈; 상기 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 저장된 레퍼런스 데이터를 참조하여 상기 파장데이터 누적 저장 모듈에 누적 저장된 탐지물질 파장데이터를 분석하는 화학작용제 파장데이터 분석 모듈; 상기 화학작용제 파장데이터 분석 모듈의 분석 결과에 따라 상기 목표물질 입력 모듈에서 입력받은 목표물질을 최종 검출하는 목표물질 최종 검출 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.A semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis device according to another object of the present invention described above includes a detection substance wavelength data input module for receiving detection substance wavelength data detected by a quantum cascade laser (QCL) and a monochromator; a wavelength data accumulation storage module for accumulating and storing the detection material wavelength data input from the detection material wavelength data input module; a chemical agent wavelength data library in which wavelength data of a chemical agent is previously stored as reference data; A target substance input module that receives a target substance to be detected from among the detected substances; a chemical agent wavelength data analysis module for analyzing the wavelength data of the detection material accumulated and stored in the wavelength data accumulation storage module by referring to the reference data stored in the chemical agent wavelength data library; It may be configured to include a target material final detection module that finally detects the target material input from the target material input module according to the analysis result of the chemical agent wavelength data analysis module.
상술한 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법 및 장치에 의하면, 미리 구비된 라이브러리 상의 각 물질의 고유 파장데이터를 참조하여 빛의 스펙트럼 분석을 하도록 구성됨으로써, 목표물질 및 그 유사물질을 정확하게 식별해낼 수 있는 효과가 있다.According to the semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method and apparatus described above, it is configured to perform light spectrum analysis by referring to the unique wavelength data of each material in a pre-equipped library, thereby accurately identifying target materials and similar materials It works.
또한, 다양한 물질의 간섭에 의해 발생될 수 있는 파장의 변형을 해당 목표물질에 적용하도록 구성됨으로써, 파장 분석의 난해성을 극복하고, 정확한 성분비 분석을 할 수 있는 효과가 있다.In addition, by being configured to apply the transformation of the wavelength that can be generated by the interference of various materials to the target material, there is an effect of overcoming the difficulty of wavelength analysis and accurately analyzing the component ratio.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 장치의 파장 피크(peak)를 예시하는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학작용제 파장데이터 라이브러리의 파장데이터를 참조하여 목표물질의 파장을 검출하는 동작을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 목표물질 및 유사물질의 파장을 대비하는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 측정되는 파장데이터의 누적값을 이용한 목표물질의 파장을 찾는 동작을 나타내는 모식도이다.1 is a flowchart of a semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis device according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph illustrating a wavelength peak of a semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis device according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing an operation of detecting a wavelength of a target substance by referring to wavelength data of a chemical agent wavelength data library according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph comparing wavelengths of a target material and a similar material according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram illustrating an operation of finding a wavelength of a target material using an accumulated value of measured wavelength data according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in specific contents for practicing the invention. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법의 흐름도이다.1 is a flowchart of a semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method according to an embodiment of the present invention.
먼저 도 1을 참조하면, QCL(quantum cascade laser) 및 모노크로마터(monochromator)에 의해 탐지되는 탐지물질의 파장데이터를 입력받는다(S110).First, referring to FIG. 1 , wavelength data of a detection material detected by a quantum cascade laser (QCL) and a monochromator is received (S110).
다음으로, 앞서 입력받은 탐지물질의 파장데이터를 화학작용제 파장데이터 라이브러리(130)에 미리 구비된 화학작용제 파장데이터를 참조하여 대비 및 분석한다(S120). 이 단계는 세부적으로는 다음의 세부 단계들로 구성될 수 있다.Next, the previously input wavelength data of the detection material is compared and analyzed by referring to the chemical agent wavelength data previously provided in the chemical agent wavelength data library 130 (S120). In detail, this step may consist of the following sub-steps.
이때, 탐지물질의 파장데이터에서 배경 신호 및 잡음 신호를 필터링하여 제거한다(S121).At this time, the background signal and the noise signal are filtered and removed from the wavelength data of the detection material (S121).
그리고 파장데이터의 소정 시간 동안의 평균 데이터를 산출한다(S122).Then, average data for a predetermined time of the wavelength data is calculated (S122).
그리고 나서, 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비되어 있는 간섭 물질의 파장데이터를 참조하여 산출된 평균 데이터에 포함되어 있는 간섭 물질을 판별한다(S123).Then, referring to the wavelength data of the interference substance previously provided in the chemical agent wavelength data library, the interference substance included in the calculated average data is determined (S123).
그리고 평균 데이터에서 판별된 간섭 물질의 파장데이터를 제거한다(S124). Then, the wavelength data of the interference material determined from the average data is removed (S124).
그리고 간섭 물질의 파장데이터가 제거된 평균 데이터의 피크(peak)와 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비되어 있는 해당 유사물질의 파장데이터의 피크를 상호 대비하여 분석한다(S125).Then, the peak of the average data from which the wavelength data of the interfering substance has been removed and the peak of the wavelength data of the similar substance previously provided in the chemical agent wavelength data library are compared and analyzed (S125).
다음으로, 위 대비 및 분석 결과에 따라 목표물질을 판별하여 검출한다(S130).Next, the target substance is discriminated and detected according to the above comparison and analysis results (S130).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 장치의 블록 구성도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 장치의 파장 피크(peak)를 예시하는 그래프이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학작용제 파장데이터 라이브러리의 파장데이터를 참조하여 목표물질의 파장을 검출하는 동작을 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 목표물질 및 유사물질의 파장을 대비하는 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 측정되는 파장데이터의 누적값을 이용한 목표물질의 파장을 찾는 동작을 나타내는 모식도이다.2 is a block diagram of a semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis device according to an embodiment of the present invention. 3 is a graph illustrating a wavelength peak of a semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is wavelength data of a chemical agent wavelength data library according to an embodiment of the present invention. 5 is a graph showing the operation of detecting the wavelength of a target material with reference to , Figure 5 is a graph comparing the wavelength of a target material and a similar material according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is an embodiment of the present invention It is a schematic diagram showing the operation of finding the wavelength of the target material using the cumulative value of the wavelength data measured according to the method.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 장치(100)는 화학작용제 파장 측정 장치(100), 화학작용제 분석 장치(200)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , a semiconductor laser-based non-contact chemical
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration will be described.
화학작용제 분석 장치(200)는 탐지물질 파장데이터 입력 모듈(110), 탐지물질 파장데이터 누적 저장 모듈(120), 화학작용제 파장데이터 라이브러리(130), 목표물질 입력 모듈(140), 화학작용제 파장데이터 분석 모듈(150), 목표물질 최종 검출 모듈(160)을 포함하도록 구성될 수 있다.The chemical agent analysis device 200 includes a detection material wavelength
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration will be described.
탐지물질 파장데이터 입력 모듈(110)은 QCL(quantum cascade laser) 및 모노크로마터(monochromator)에 의해 측정되는 탐지물질의 파장데이터를 입력받도록 구성될 수 있다.The detection material wavelength
탐지물질 파장데이터 누적 저장 모듈(120)은 탐지물질 파장데이터 입력 모듈(110)에 의해 입력되는 탐지물질 파장데이터가 누적 저장되도록 구성될 수 있다.The detection material wavelength data
화학작용제 파장데이터 라이브러리(130)는 화학작용제 파장데이터가 레퍼런스 데이터(reference data)로서 미리 저장되도록 구성될 수 있다.The chemical agent
즉, 화학작용제 파장데이터 라이브러리(130)에는 화학작용제 별로 고유의 파장데이터가 미리 저장되도록 구성될 수 있다. 도 3은 특정 화학작용제의 파장데이터를 표와 그래프로 예시하고 있다.That is, the chemical agent
화학작용제 파장데이터 라이브러리(130)는 화학작용제 파장 데이터베이스(131)와 유사물질 리스트(132)를 포함할 수 있다. 화학작용제 파장 데이터베이스(131)에는 탐지물질, 목표물질, 유사물질의 파장데이터를 참조할 수 있도록 하는 화학작용제 파장데이터가 저장될 수 있으며, 유사물질 리스트(132)는 특정 목표물질에 대한 유사물질이 미리 지정되어 있을 수 있다.The chemical agent
목표물질 입력 모듈(140)은 탐지물질 중에서 검출하고자 하는 목표물질을 입력받도록 구성될 수 있다. 즉, 탐지물질 중에서 최종적으로 검출하고자 하는 물질이 무엇인지를 목표물질로서 입력받을 수 있다.The target
화학작용제 파장데이터 분석 모듈(150)은 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 저장된 레퍼런스 데이터를 참조하여 상기 파장데이터 누적 저장 모듈에 누적 저장된 탐지물질 파장데이터를 분석하도록 구성될 수 있다.The chemical agent wavelength
도 4는 화학작용제 파장데이터 라이브러리(130)에 저장된 레퍼런스 데이터(reference data)와 탐지물질 파장데이터 누적 저장 모듈(120)에 저장된 샘플 데이터(sample data) 간에 여러 파장 대역에서 갖는 피크(peak)값의 특성을 서로 대비하여 샘플 데이터가 어떤 화학작용제인지를 판별하는 것을 나타내고 있다.4 is a graph of peak values in various wavelength bands between reference data stored in the chemical agent
화학작용제 파장데이터 분석 모듈(150)은 배경신호/잡음신호 필터부(151), 평균데이터 산출부(152), 유사물질 리스트 참조부(153), 간섭물질 탐색부(154), 간섭물질 제거부(155), 목표물질/유사물질 판별부(156)를 포함하도록 구성될 수 있다.The chemical agent wavelength
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration will be described.
배경신호/잡음신호 필터부(151)는 탐지물질 파장데이터에서 배경 신호 및 잡음 신호를 필터링하여 제거하도록 구성될 수 있다. 배경 신호는 도 6의 그래프에서 노란색 그래프선과 같이 나타날 수 있다. 즉, 배경신호나 잡음신호는 탐지물질이 나타나기 전에 미리 탐색을 통해 확인할 수 있는 신호이다. 파장 분석 시에는 이러한 배경신호나 잡음신호를 제거하여야 한다.The background signal/noise
평균데이터 산출부(152)는 배경신호/잡음신호 필터부(151)에서 필터링된 파장데이터의 소정 시간 동안의 평균데이터를 산출하도록 구성될 수 있다. 도 6에서와 같이 여러 파장데이터를 소정 시간 구간 동안 축적한 후 이들의 평균 데이터를 산출할 수 있다.The average
유사물질 리스트 참조부(153)는 목표물질에 대한 해당 유사물질의 파장데이터를 유사물질 리스트(132)에서 참조하도록 구성될 수 있다.The similar material
특정 물질에 대해서는 비슷한 파장데이터를 갖는 유사물질들이 유사물질 리스트(132)에 미리 저장되어 있도록 구성될 수 있다. 즉, 특정 목표물질이 갖는 파장 대역의 피크(peak)값들의 특성과 유사한 피크값들의 특성을 갖는 물질이 유사물질로 미리 규정될 수 있다. 목표물질에 유사한 유사물질은 적어도 하나 이상이 있을 수 있으며, 목표물질에 유사한 유사물질들의 파장데이터는 미리 리스트로 정리될 수 있다. 도 5는 특정 목표물질에 유사한 피크값 특성을 갖는 유사물질의 리스트가 미리 정리되어 있는 것을 나타낸다.For a specific material, similar materials having similar wavelength data may be pre-stored in the
한편, 탐지물질은 목표물질과 어느 간섭물질의 혼합가스의 형태가 될 수 있다. 탐지물질이 순수한 하나의 성분으로 구성되는 물질인 경우에는 목표물질의 고유의 파장데이터를 이용하여 쉽게 목표물질을 검출할 수 있지만, 간섭물질이 혼합되어 있는 경우에는 목표물질의 검출이 쉽지 않다.Meanwhile, the detection material may be in the form of a mixed gas of a target material and a certain interfering material. If the detection material is composed of one pure component, the target material can be easily detected using the unique wavelength data of the target material, but it is not easy to detect the target material if the interference material is mixed.
이에, 간섭물질 탐색부(154)는 화학작용제 파장데이터베이스(151)를 참조하여 탐지물질이 목표물질과 적어도 하나 이상의 특정 간섭물질들과의 혼합가스인지를 탐색하도록 구성될 수 있다.Accordingly, the interfering
간섭물질 제거부(155)에 의해 탐지물질이 목표물질과 특정 간섭물질의 혼합가스인 것으로 탐색된 경우, 간섭물질 제거부(155)는 탐지물질 파장데이터에서 해당 간섭물질 파장데이터를 제거하도록 구성될 수 있다.When the detection material is detected as a mixed gas of a target material and a specific interference material by the interference
목표물질/유사물질 판별부(156)는 앞서 간섭물질이 있지 않은 것으로 가정한 상태에서 목표물질을 유사물질과 면밀하게 대비하여 정확하게 목표물질을 판별할 수 있다.The target material/similar
그러나, 목표물질/유사물질 판별부(156)에서 목표물질이 정확하게 판별되지 않는 경우에는, 간섭물질 탐색부(154)의 간섭물질 탐색 결과에 따라 해당 간섭물질 파장데이터를 제거하고, 제거된 상태에서 목표물질과 유사물질을 면밀하게 대비하여 목표물질을 판별할 수 있다.However, if the target material/similar
목표물질 최종 검출 모듈(160)은 화학작용제 파장데이터 분석 모듈(150)의 분석 결과에 따라 목표물질 입력 모듈(140)에서 입력받은 목표물질을 최종 검출하도록 구성될 수 있다.The target material
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art can understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. There will be.
110: 탐지물질 파장데이터 입력 모듈
120: 탐지물질 파장데이터 누적 저장 모듈
130: 화학작용제 파장데이터 라이브러리
131: 화학작용제 파장 데이터베이스
132: 유사물질 리스트
140: 목표물질 입력 모듈
150: 화학작용제 파장데이터 분석 모듈
151: 배경신호/잡음신호 필터부
152: 평균데이터 산출부
153: 유사물질 리스트 참조부
154: 간섭물질 탐색부
155: 간섭물질 제거부
156: 목표물질/유사물질 판별부
160: 목표물질 최종 검출 모듈110: Detection material wavelength data input module
120: Detection material wavelength data accumulation storage module
130: chemical agent wavelength data library
131: chemical agent wavelength database
132: List of analogues
140: target substance input module
150: chemical agent wavelength data analysis module
151: background signal / noise signal filter unit
152: average data calculation unit
153: analogous substance list reference section
154: interfering material search unit
155: interference material removal unit
156: target substance/similar substance determination unit
160: target material final detection module
Claims (3)
상기 입력받은 탐지물질의 파장데이터를 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비된 화학작용제 파장데이터를 참조하여 대비 및 분석하는 단계;
상기 대비 및 분석 결과에 따라 목표물질을 판별하여 검출하는 단계를 포함하는 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법.
Receiving wavelength data of a detection material detected by a quantum cascade laser (QCL) and a monochromator;
comparing and analyzing the received wavelength data of the detection material with reference to chemical agent wavelength data previously provided in a chemical agent wavelength data library;
A semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method comprising the step of discriminating and detecting a target substance according to the contrast and analysis results.
상기 탐지물질의 파장데이터에서 배경 신호 및 잡음 신호를 필터링하여 제거하는 단계;
상기 파장데이터의 소정 시간 동안의 평균 데이터를 산출하는 단계;
상기 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비되어 있는 간섭 물질의 파장데이터를 참조하여 상기 산출된 평균 데이터에 포함되어 있는 간섭 물질을 판별하는 단계;
상기 평균 데이터에서 상기 판별된 간섭 물질의 파장데이터를 제거하는 단계;
상기 간섭 물질의 파장데이터가 제거된 평균 데이터의 피크(peak)와 상기 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 미리 구비되어 있는 해당 유사물질의 파장데이터의 피크를 상호 대비하여 분석하는 단계를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 방법.
The method of claim 1, wherein the step of comparing and analyzing the input wavelength data of the detection material with reference to chemical agent wavelength data previously provided in the chemical agent wavelength data library,
filtering and removing background signals and noise signals from the wavelength data of the detection material;
Calculating average data for a predetermined time of the wavelength data;
discriminating an interference substance included in the calculated average data by referring to wavelength data of an interference substance previously provided in the chemical agent wavelength data library;
removing the determined wavelength data of the interfering substance from the average data;
Characterized in that it is configured to include the step of analyzing the peak of the average data from which the wavelength data of the interfering substance has been removed and the peak of the wavelength data of the similar substance previously provided in the chemical agent wavelength data library in contrast to each other. Semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis method.
상기 탐지물질 파장데이터 입력 모듈에서 입력받은 탐지물질 파장데이터가 누적 저장되는 파장데이터 누적 저장 모듈;
화학작용제 파장데이터가 레퍼런스 데이터(reference data)로서 미리 저장되는 화학작용제 파장데이터 라이브러리;
탐지물질 중에서 검출하고자 하는 목표물질을 입력받는 목표물질 입력 모듈;
상기 화학작용제 파장데이터 라이브러리에 저장된 레퍼런스 데이터를 참조하여 상기 파장데이터 누적 저장 모듈에 누적 저장된 탐지물질 파장데이터를 분석하는 화학작용제 파장데이터 분석 모듈;
상기 화학작용제 파장데이터 분석 모듈의 분석 결과에 따라 상기 목표물질 입력 모듈에서 입력받은 목표물질을 최종 검출하는 목표물질 최종 검출 모듈을 포함하는 반도체 레이저 기반 비접촉식 화학작용제 분석 장치.A detection material wavelength data input module that receives detection material wavelength data detected by a quantum cascade laser (QCL) and a monochromator;
a wavelength data accumulation storage module for accumulating and storing the detection material wavelength data input from the detection material wavelength data input module;
a chemical agent wavelength data library in which wavelength data of a chemical agent is previously stored as reference data;
A target substance input module that receives a target substance to be detected from among the detected substances;
a chemical agent wavelength data analysis module for analyzing the wavelength data of the detection material accumulated and stored in the wavelength data accumulation storage module by referring to the reference data stored in the chemical agent wavelength data library;
A semiconductor laser-based non-contact chemical agent analysis device comprising a target material final detection module that finally detects the target material input from the target material input module according to the analysis result of the chemical agent wavelength data analysis module.
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|---|---|---|---|
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100825914B1 (en) | 2006-11-17 | 2008-04-28 | 한국원자력연구원 | Neutron supermirror fabrication with using neutron monochromator bundle |
| KR101267542B1 (en) | 2011-07-19 | 2013-05-27 | 한국원자력연구원 | a hihg efficient Monochromator coated with Supermirror or reflecting wall |
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