KR20240029541A - A System for Generating a Photoacoustic Wave for Killing a Virus and a Pathogenic Bacterium Remaining in a Feces - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템에 관한 것이다. 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템은 분변(FE)에 조사되는 광의 발생 또는 광의 조사 방식을 제어하는 제어 모듈(11); 공급되는 전력 수준을 조절하는 전력 조절 모듈(12); 발생되는 광의 펄스 형태를 조절하는 펄스 조절 모듈(13); 발생된 광의 조사 위치 및 조사 방향을 조절하는 위치/방향 조절 모듈(14); 제어 모듈(11)의 제어에 기초하여 광을 발생시키는 광 초음파 발생 모듈(15); 분변(FE))의 상태 및 광 초음파 발생 모듈(15)에 의하여 분변(FE)에 조사되어 발생되는 초음파의 상태를 탐지하는 상태 탐지 모듈(16); 및 상태 탐지 모듈(16)의 탐지 정보에 기초하여 분변에 조사되는 광 조건을 결정하는 생성 데이터 모듈(17)을 포함한다. The present invention relates to an optical ultrasonic generation system for removing fecal residual viruses and pathogens. The optical ultrasonic generation system for removing fecal residual viruses and pathogens includes a control module 11 that controls the generation of light irradiated to feces (FE) or the method of irradiating the light; a power regulation module 12 that regulates the supplied power level; A pulse control module 13 that controls the pulse shape of the generated light; A position/direction control module 14 that adjusts the irradiation position and direction of the generated light; an optical ultrasonic generation module 15 that generates light based on the control of the control module 11; a state detection module 16 that detects the state of the feces (FE) and the state of ultrasonic waves generated by irradiating the feces (FE) by the optical ultrasonic generation module 15; and a generating data module 17 that determines the light conditions to be irradiated to the feces based on the detection information of the condition detection module 16.
Description
본 발명은 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 미리 결정된 주파수 대역의 광을 분변에 조사하여 발생된 초음파에 의하여 바이러스 또는 병원균을 제거시키는 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an optical ultrasonic generation system for removing fecal residual viruses and pathogens, and specifically, to a light for removing fecal residual viruses and pathogens that removes viruses or pathogens by ultrasonic waves generated by irradiating light in a predetermined frequency band to feces. It relates to an ultrasonic generation system.
바이러스 또는 병원균의 주된 전파 경로는 토양 또는 표면 수에 의한 것으로 확인되고 있다. 이와 같은 토양 또는 수질 오염은 가축의 분변에 의해 이루어질 수 있고, 급속한 전파가 이루어지는 조류 독감의 경우 가금류의 분변에 다량의 바이러스가 포함되어 있고, 이와 같은 분변은 토양에 흡수되어 표면 수를 통해 다양한 장소로 이동될 수 있다. 그러므로 이와 같은 병원균 또는 바이러스의 감염을 차단하기 위한 일차적인 방법으로 축산 농가에서 배출하는 분변이 토양을 오염시키기 전 병원성 바이러스를 제거하는 것이다. 그러나 분변의 양이 많고, 살균제와 같은 화학 약품이 사용되는 경우 2차 토양 오염이라는 위험이 발생시킬 수 있다. 그러므로 이와 같은 위험을 발생시키지 않으면서 바이러스 또는 병원균을 제거할 수 있는 방법이 만들어질 필요가 있다. 특허등록번호 10-1692480은 가축 바이러스 질환을 예방하거나 치료하는 조성물에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2021-0085738은 소독제 조성물에 대하여 개시한다. 그러나 선행기술은 가축 또는 가금의 분변에 포함된 바이러스 또는 병원균을 제거할 수 있는 방법에 대하여 개시하지 않는다.It has been confirmed that the main route of transmission of viruses or pathogens is through soil or surface water. Such soil or water contamination can be caused by livestock feces, and in the case of bird flu, which spreads rapidly, poultry feces contain a large amount of viruses, and such feces are absorbed into the soil and spread through surface water to various places. can be moved to Therefore, the primary method to block infection by such pathogens or viruses is to remove pathogenic viruses from feces discharged from livestock farms before they contaminate the soil. However, if the amount of feces is large and chemicals such as disinfectants are used, the risk of secondary soil contamination may arise. Therefore, there is a need to create a method to remove viruses or pathogens without causing such risks. Patent registration number 10-1692480 discloses a composition for preventing or treating viral livestock diseases. Additionally, Patent Publication No. 10-2021-0085738 discloses a disinfectant composition. However, the prior art does not disclose a method for removing viruses or pathogens contained in livestock or poultry feces.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art and has the following purposes.
본 발명의 목적은 토양 또는 유수를 오염시키지 않으면서 분변에 포함된 바이러스 또는 병원균의 제거가 가능한 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide an optical ultrasonic generation system for removing fecal residual viruses and pathogens that can remove viruses or pathogens contained in feces without contaminating soil or running water.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템은 분변에 조사되는 광의 발생 또는 광의 조사 방식을 제어하는 제어 모듈; 공급되는 전력 수준을 조절하는 전력 조절 모듈; 발생되는 광의 펄스 형태를 조절하는 펄스 조절 모듈; 발생된 광의 조사 위치 및 조사 방향을 조절하는 위치/방향 조절 모듈; 제어 모듈의 제어에 기초하여 광을 발생시키는 광 초음파 발생 모듈; 분변의 상태 및 광 초음파 발생 모듈에 의하여 분변에 조사되어 발생되는 초음파의 상태를 탐지하는 상태 탐지 모듈; 및 상태 탐지 모듈의 탐지 정보에 기초하여 분변에 조사되는 광 조건을 결정하는 데이터 생성 모듈을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, an optical ultrasonic generation system for removing fecal residual viruses and pathogens includes a control module that controls the generation of light irradiated to feces or the irradiation method of light; a power regulation module that regulates the level of supplied power; A pulse control module that controls the pulse shape of the generated light; A position/direction control module that adjusts the irradiation position and direction of the generated light; An optical ultrasonic generation module that generates light based on control of the control module; a state detection module that detects the state of the feces and the state of ultrasonic waves generated by irradiating the feces by an optical ultrasonic generation module; and a data generation module that determines the light conditions to be irradiated to the feces based on the detection information of the condition detection module.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 광 발생 모듈은 분변 상태에 따른 주파수 또는 진폭을 결정하는 주파수/진폭 데이터베이스의 정보에 기초하여 광을 발생시킨다.According to another suitable embodiment of the present invention, the light generating module generates light based on information in a frequency/amplitude database that determines the frequency or amplitude according to the state of feces.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 광의 조사에 의하여 분변(FE)에서 발생되는 초음파를 탐지하는 수신 탐지 모듈을 더 포함한다.According to another suitable embodiment of the present invention, it further includes a reception detection module that detects ultrasonic waves generated from feces (FE) by irradiation of light.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 외부 광을 차단하면서 조사 광을 분변으로 유도하는 광 유도 유닛을 더 포함한다.According to another suitable embodiment of the present invention, it further includes a light guiding unit that guides the irradiated light into the feces while blocking external light.
본 발명에 따른 분변 잔류 바이러스 제거를 위한 초음파 발생장치는 광의 조사에 따른 분변 내부의 초음파 발생에 의하여 바이러스 또는 병원균을 제거하여 토양 또는 유수의 오염이 발생되지 않도록 한다. 이에 따라 본 발명은 토양을 오염시키지 않으므로 친환경적이면서 분변 속 바이러스 및 병원균이 효과적으로 제거되도록 한다. 본 발명에 따른 시스템은 전기를 에너지원으로 사용 하므로 소모성 재료가 요구되지 않고 이에 의하여 간단한 방법으로 바이러스 및 병원균의 제거가 가능하도록 한다.The ultrasonic generator for removing fecal residual viruses according to the present invention removes viruses or pathogens by generating ultrasonic waves inside the feces upon irradiation of light, thereby preventing contamination of soil or running water. Accordingly, the present invention does not contaminate the soil, so it is environmentally friendly and effectively removes viruses and pathogens in feces. Since the system according to the present invention uses electricity as an energy source, no consumable materials are required, thereby enabling the removal of viruses and pathogens in a simple manner.
도 1은 본 발명에 따른 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스템에 의하여 광 초음파가 발생되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a 및 도4b는 본 발명에 따른 시스템에 의하여 바이러스 또는 병원균이 제거되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다.Figure 1 shows an embodiment of an optical ultrasonic generation system for removing fecal residual viruses and pathogens according to the present invention.
Figure 2 shows an example of a structure in which optical ultrasonic waves are generated by the system according to the present invention.
Figure 3 shows an embodiment of the operating structure of the system according to the present invention.
Figures 4a and 4b show an example of a process in which viruses or pathogens are removed by the system according to the present invention.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.Below, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the attached drawings, but the examples are for a clear understanding of the present invention and the present invention is not limited thereto. In the description below, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so unless necessary for understanding the invention, the description will not be repeated, and well-known components will be briefly described or omitted, but the present invention It should not be understood as being excluded from the embodiments.
도 1은 본 발명에 따른 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템의 실시 예를 도시한 것이다.Figure 1 shows an example of an optical ultrasonic generation system for removing fecal residual viruses and pathogens according to the present invention.
도 1을 참조하면, 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템은 분변(FE)에 조사되는 광의 발생 또는 광의 조사 방식을 제어하는 제어 모듈(11); 공급되는 전력 수준을 조절하는 전력 조절 모듈(12); 발생되는 광의 펄스 형태를 조절하는 펄스 조절 모듈(13); 발생된 광의 조사 위치 및 조사 방향을 조절하는 위치/방향 조절 모듈(14); 제어 모듈(11)의 제어에 기초하여 광을 발생시키는 광 초음파 발생 모듈(15); 분변(FE)의 상태 및 광 초음파 발생 모듈(15)에 의하여 분변(FE)에 조사되어 발생되는 초음파의 상태를 탐지하는 상태 탐지 모듈(16); 및 상태 탐지 모듈(16)의 탐지 정보에 기초하여 분변에 조사되는 광 조건을 결정하는 데이터 생성 모듈(17)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the optical ultrasonic generation system for removing fecal residual viruses and pathogens includes a control module 11 that controls the generation of light irradiated to feces (FE) or the method of irradiating the light; a power regulation module 12 that regulates the supplied power level; A pulse control module 13 that controls the pulse shape of the generated light; a position/direction control module 14 that adjusts the irradiation position and direction of the generated light; an optical ultrasonic generation module 15 that generates light based on the control of the control module 11; a state detection module 16 that detects the state of the feces (FE) and the state of ultrasonic waves generated by irradiating the feces (FE) by the optical ultrasonic generation module 15; and a data generation module 17 that determines the light conditions irradiated to the feces based on the detection information of the condition detection module 16.
본 발명에 따른 시스템은 가축 또는 가금의 분변(PE)의 잔류 바이러스나 병원균을 효과적으로 제거하기 위한 수단으로 초음파를 발생시킨다. 일반적으로 초음파는 기계적인 진동을 발생시키는 진동 소자에 의하여 발생되지만 본 발명의 실시 예에 따르면, 초음파는 매질에 조사되는 광 에너지에 의하여 발생될 수 있다. 예를 들어 레이저 발생 수단에 의하여 발생된 광이 매질에 조사되어 초음파를 발생시킬 수 있다. 그리고 발생된 초음파에 의하여 분변(FE) 내부에 존재하는 바이러스 또는 병원균이 제거될 수 있다 이와 같이 본 발명은 물리적인 접촉이 없이 효과적으로 초음파 발생을 위한 에너지를 전달할 수 있고, 주파수 대역에 제한되지 않고 초음파를 발생시킬 수 있다. 제어 모듈(11)에 의하여 광 발생 조건 또는 광 조사 조건이 결정될 수 있고, 시스템에 배치된 다양한 모듈 또는 수단의 작동이 제어될 수 있다. 제어 모듈(11)의 마이크로 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치가 될 수 있고, 이동 가능한 구조를 가질 수 있다. 제어 모듈(11)에 의하여 예를 들어 레이저와 같은 광을 발생시킬 수 있는 광 발생 수단에 대한 전력 공급을 조절하는 전력 조절 모듈(12)의 작동이 조절될 수 있다. 초음파 발생을 위한 광은 펄스 형태가 될 수 있고, 펄스 조절 모듈(13)에 의하여 펄스 형태가 결정될 수 있다. 펄스 형태는 예를 들어 펄스 진폭, 펄스 주기, 펄스 형태 또는 이와 유사한 펄스 형태를 포함할 수 있다. 위치/방향 조절 모듈(14)에 의하여 광이 조사되어야 하는 위치 또는 방향이 결정될 수 있다. 위치 또는 방향은 분변(FE)에서 광의 중심 위치, 광 방출 수단과 분변(FE) 사이의 거리, 분변(FE)에 대한 광의 조사 방향 또는 이와 유사한 분변(FE)에 대한 광 조사 조건을 결정할 수 있다. 이와 같은 펄스 조건 또는 조사 조건이 결정되면 광 초음파 발생 모듈(15)에 의하여 결정된 조건에 따라 광이 분변(FE)으로 방출될 수 있다. 광은 예를 들어 레이저가 될 수 있고, 광의 주파수, 파장 대역 또는 진폭이 적절하게 조절되어 분변(FE)에 조사될 수 있다. 분변(FE)에 조사된 광에 의하여 초음파가 분변에 발생될 수 있고, 발생된 초음파에 의하여 예를 들어 조류 독감 바이러스 또는 이와 유사한 병원균이 제거될 수 있다. 레이저 광의 조사에 의하여 분변(FE)에 발생된 초음파가 상태 탐지 모듈(16)에 의하여 탐지될 수 있고, 예를 들어 상태 탐지 모듈(16)은 광의 조사에 따른 분변(FE)의 온도 변화 또는 발생된 초음파를 수신할 수 있다. 이에 의하여 상태 탐지 모듈(16)은 분변(FE)의 내부에서 발생된 초음파 상태에 대한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 획득된 정보가 데이터 생성 모듈(17)로 전송될 수 있다. 데이터 생성 모듈(17)은 상태 탐지 모듈(16)에 의하여 획득된 정보에 기초하여 작동 데이터를 생성하거나, 이미 생성된 작동 데이터를 수정할 수 있다. 이와 같이 생성된 작동 데이터가 제어 모듈(11)로 전송될 수 있고, 제어 모듈(11)은 작동 데이터에 기초하여 광 발생 조건을 결정할 수 있다. 광 발생 조건은 다양한 방법으로 결정될 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.The system according to the present invention generates ultrasonic waves as a means to effectively remove residual viruses or pathogens in livestock or poultry feces (PE). Generally, ultrasonic waves are generated by a vibrating element that generates mechanical vibration, but according to an embodiment of the present invention, ultrasonic waves can be generated by light energy irradiated to a medium. For example, light generated by a laser generator may be irradiated to a medium to generate ultrasonic waves. And viruses or pathogens present inside the feces (FE) can be removed by the generated ultrasonic waves. In this way, the present invention can effectively transmit energy for ultrasonic generation without physical contact, and is not limited to the frequency band. can occur. Light generation conditions or light irradiation conditions may be determined by the control module 11, and operations of various modules or means disposed in the system may be controlled. The control module 11 may be a microcomputer or similar device, and may have a movable structure. The control module 11 may control the operation of the power adjustment module 12, which regulates the power supply to a light generating means capable of generating light, such as a laser. Light for generating ultrasonic waves may be in the form of a pulse, and the pulse shape may be determined by the pulse control module 13. The pulse shape may include, for example, pulse amplitude, pulse period, pulse shape, or similar pulse shape. The position or direction where light should be irradiated may be determined by the position/direction control module 14. The position or direction may determine the location of the center of light in the feces (FE), the distance between the light emitting means and the feces (FE), the direction of irradiation of light to the feces (FE), or similar light irradiation conditions for the feces (FE). . Once such pulse conditions or irradiation conditions are determined, light may be emitted as feces (FE) according to the conditions determined by the optical ultrasonic generation module 15. The light may be, for example, a laser, and the frequency, wavelength band, or amplitude of the light may be appropriately adjusted to irradiate the feces (FE). Ultrasonic waves may be generated in the feces by light irradiated to the feces (FE), and for example, avian influenza viruses or similar pathogens may be removed by the generated ultrasonic waves. Ultrasound generated in feces (FE) by irradiation of laser light can be detected by the state detection module 16. For example, the state detection module 16 detects a temperature change or occurrence of feces (FE) according to irradiation of light. can receive ultrasonic waves. Accordingly, the state detection module 16 can obtain information about the ultrasonic state generated inside the feces (FE). And the obtained information may be transmitted to the data generation module 17. The data generation module 17 may generate operational data based on information acquired by the state detection module 16 or modify already generated operational data. Operational data generated in this way may be transmitted to the control module 11, and the control module 11 may determine light generation conditions based on the operational data. Light generation conditions can be determined in various ways and the present invention is not limited thereby.
도 2는 본 발명에 따른 시스템에 의하여 광 초음파가 발생되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다. Figure 2 shows an example of a structure in which optical ultrasonic waves are generated by the system according to the present invention.
도 2를 참조하면, 광 발생 모듈(15)은 분변 상태에 따른 주파수 또는 진폭을 결정하는 주파수/진폭 데이터베이스(23)의 정보에 기초하여 광을 발생시킨다.Referring to FIG. 2, the light generation module 15 generates light based on information in the frequency/amplitude database 23 that determines the frequency or amplitude according to the fecal state.
제어 모듈(11)은 광 발생 모듈(15)과 분변(FE) 사이의 거리 또는 분변(FE)의 상태에 따라 분변(FE)에서 광의 침투 깊이 또는 광의 열 변환 효율을 산출할 수 있다. 제어 모듈(11)은 변환 조건 데이터베이스(22)를 참조하여 조사된 광에 의한 초음파 발생 효율을 산출할 수 있다. 변환 조건 데이터베이스(22)는 다양한 분변 조건 및 광 조건에 따른 초음파 발생 효율에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 그리고 제어 모듈(22)은 저장된 데이터를 참조하여 광 발생 조건을 결정할 수 있다. 다양한 분변 조건 및 환경 조건에 따른 초음파 발생 효율에 대한 주파수, 진폭 또는 에너지에 대한 데이터가 주파수/진폭 데이터베이스(22)에 저장될 수 있다. 제어 모듈(11)은 주파수/진폭 데이터베이스(22)로부터 분변에 조사되어야 하는 광의 주파수, 진폭 또는 에너지를 선택할 수 있다. 광은 펄스 형태로 발생될 수 있고, 펄스의 발생 주기가 클럭 생성 모듈(24)에 의하여 결정될 수 있다. 제어 모듈(11)은 이와 같은 광 발생 조건이 결정되면 그에 기초하여 광 발생 모듈(15)은 작동시켜 분변(FE)을 향하여 광을 조사할 수 있다. 광 발생 모듈(15)은 어레이 형태로 배열된 다수 개의 레이저 다이오드 또는 다이오드와 같은 광 소자 어레이(28); 광 소자 어레이(28)에 공급되는 전류를 제어하는 전류 제어 모듈(27); 및 광 소자 어레이(28)에 전력을 공급하여 구동시키는 전력 구동 모듈(29)을 포함할 수 있다. 전력 구동 모듈(29)은 클럭 생성 모듈(24)에 의하여 생성된 클럭 정보에 기초하여 광 소자를 구동시키는 구동 드라이버 모듈(25)에 의하여 작동될 수 있고, 이에 의하여 펄스 형태의 광이 광 초음파 유도 모듈(21)을 통하여 방출될 수 있다. 광 초음파 유도 모듈(21)은 광을 전송하는 광 섬유, 광을 정해진 방향으로 유도하는 방향 유도 수단 또는 초점 조절 수단을 포함할 수 있다. 이와 같은 광 초음파의 발생 과정이 외부에서 제어될 수 있고 이를 위하여 통신 모듈(28)이 설치될 수 있다. 아래에서 발생된 광에 의하여 분변(FE)에서 초음파가 발생되는 과정에 대하여 설명된다.The control module 11 may calculate the penetration depth of light or the heat conversion efficiency of light in the feces FE depending on the distance between the light generating module 15 and the feces FE or the state of the feces FE. The control module 11 may calculate the ultrasonic generation efficiency by the irradiated light by referring to the conversion condition database 22. The conversion condition database 22 can store data on ultrasonic generation efficiency according to various fecal conditions and light conditions. And the control module 22 can determine light generation conditions by referring to the stored data. Data on frequency, amplitude, or energy for ultrasonic generation efficiency according to various fecal conditions and environmental conditions may be stored in the frequency/amplitude database 22. The control module 11 can select the frequency, amplitude, or energy of light that should be irradiated to the feces from the frequency/amplitude database 22. Light may be generated in the form of a pulse, and the pulse generation period may be determined by the clock generation module 24. When such light generation conditions are determined, the control module 11 operates the light generation module 15 based on them to irradiate light toward the feces FE. The light generation module 15 includes a plurality of laser diodes or a diode-like optical element array 28 arranged in an array form; a current control module 27 that controls the current supplied to the optical element array 28; and a power driving module 29 that supplies power to the optical element array 28 to drive it. The power driving module 29 may be operated by the driving driver module 25 that drives the optical element based on the clock information generated by the clock generation module 24, whereby pulse-shaped light is induced by optical ultrasonic waves. It can be released through module 21. The optical ultrasonic guidance module 21 may include an optical fiber that transmits light, a direction guide means that guides light in a predetermined direction, or a focus control means. This process of generating optical ultrasonic waves can be controlled externally, and a communication module 28 can be installed for this purpose. Below, the process by which ultrasonic waves are generated from feces (FE) by the generated light is explained.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.Figure 3 shows an embodiment of the operating structure of the system according to the present invention.
도 3을 참조하면, 광의 조사에 의하여 분변(FE)에서 발생되는 초음파를 탐지하는 수신 탐지 모듈(37)을 더 포함한다. 제어 모듈(11)은 주파수/진폭 데이터베이스(23), 분변 데이터베이스(31) 및 바이러스 데이터베이스(32)를 참조하여 광 초음파 발생 모듈의 작동을 제어할 수 있다. 본 발명에 따른 시스템은 제어 영역(CA)과 제거 영역(RA)으로 나누어질 수 있고, 제어 영역(CA)은 분변(FE)이 위치하여 영역의 외부에 위치할 수 있다. 상태 탐지 모듈(16)에 의하여 분변(FE)의 상태가 탐지되어 데이터 획득 모듈(36)로 전송될 수 있고, 데이터 획득 모듈(36)은 통신 모듈(35)을 통하여 제어 모듈(11)로 획득된 정보를 전달할 수 있다. 제어 모듈(11)은 분변 상태 정보를 분변 데이터베이스(31)에 저장된 분변 데이터와 비교하고, 바이러스 데이터베이스(32)를 참조하여 잔존할 수 있는 바이러스 정보를 탐색할 수 있다. 그리고 주파수/진폭 데이터베이스(23)에 기초하여 주파수 또는 진폭을 결정하여 작동 조건을 설정하여 작동 데이터 모듈(34)로 전송할 수 있다. 작동 데이터 모듈(34)의 레이저 발생 모듈(38)의 작동을 위한 작동 데이터를 생성할 수 있고, 이에 기초하여 레이저 발생 모듈(38)이 작동될 수 있다. 레이저 발생 모듈(38)에 의하여 발생된 레이저 광은 광 초음파 유도 모듈(21)에 의하여 분변(FE)으로 유도될 수 있다. 유도 모듈(21)은 초점 형성을 유도하는 초점 조절 렌즈(381); 방향을 전환시키는 방향 전환 미러(382); 분변(FE)에서 광이 조사되는 영역을 조절하는 영역 조절 렌즈(383); 및 조사 방향을 조절하는 방향 조절 거울(384)을 포함할 수 있다. 초점 조절 렌즈(381) 또는 영역 조절 렌즈(383)는 상하로 선형 방향(LM)을 따라 이동 가능하도록 배치될 수 있다. 그리고 방향 전환 미러(382) 또는 방향 조절 렌즈(384)는 회전 가능한 구조를 가질 수 있다. 광이 분변(FE)에 조사된 이후 상태 탐지 모듈(16)에 의하여 분변(FE)의 상태가 탐지될 수 있다. 또한 분변(FE)에서 발생된 초음파 및 반사된 광이 수신 탐지 모듈(37)에 의하여 탐지될 수 있다. 구체적으로 초음파 수신 유닛(386)에 의하여 분변(FE)의 내부에서 발생된 초음파 가 수신될 수 있고, 광 탐지 유닛(385)에 의하여 반사된 광이 탐지될 수 있다. 그리고 수신된 초음파 정보 및 탐지된 광 정보가 수신 탐지 모듈(37)로 전송되어 제어 모듈(11)로 전송될 수 있다. 제어 모듈(11)은 수신 탐지 모듈(37)로부터 전송된 정보를 분석하여 조사된 광의 적절성을 분석할 수 있다. 아래에서 이와 같은 과정을 통하여 바이러스 또는 병원균이 제거되는 과정에 대하여 설명된다.Referring to FIG. 3, it further includes a reception detection module 37 that detects ultrasonic waves generated from feces (FE) by irradiation of light. The control module 11 may control the operation of the optical ultrasonic generation module by referring to the frequency/amplitude database 23, the fecal database 31, and the virus database 32. The system according to the present invention can be divided into a control area (CA) and a removal area (RA), and the control area (CA) may be located outside the area where the feces (FE) is located. The state of feces (FE) can be detected by the state detection module 16 and transmitted to the data acquisition module 36, and the data acquisition module 36 acquires the data to the control module 11 through the communication module 35. information can be conveyed. The control module 11 may compare fecal status information with fecal data stored in the fecal database 31 and search for remaining virus information by referring to the virus database 32. Then, the frequency or amplitude can be determined based on the frequency/amplitude database 23, set operating conditions, and transmitted to the operating data module 34. Operational data for operation of the laser generation module 38 of the operation data module 34 may be generated, and the laser generation module 38 may be operated based on this. The laser light generated by the laser generation module 38 may be guided to the feces (FE) by the optical ultrasonic guidance module 21. The guidance module 21 includes a focus adjustment lens 381 that induces focus formation; a turning mirror 382 that changes direction; An area control lens 383 that adjusts the area to which light is irradiated in the feces (FE); And it may include a direction control mirror 384 that adjusts the irradiation direction. The focus control lens 381 or the area control lens 383 may be arranged to be movable up and down along a linear direction (LM). And the direction change mirror 382 or direction control lens 384 may have a rotatable structure. After light is irradiated to the feces (FE), the state of the feces (FE) may be detected by the state detection module 16. Additionally, ultrasonic waves and reflected light generated from feces (FE) may be detected by the reception detection module 37. Specifically, ultrasonic waves generated inside the feces FE may be received by the ultrasonic reception unit 386, and reflected light may be detected by the light detection unit 385. Additionally, the received ultrasonic information and the detected light information may be transmitted to the reception detection module 37 and then transmitted to the control module 11. The control module 11 may analyze the appropriateness of the irradiated light by analyzing the information transmitted from the reception detection module 37. Below, the process by which viruses or pathogens are removed through this process is explained.
도 4a 및 도4b는 본 발명에 따른 시스템에 의하여 바이러스 또는 병원균이 제거되는 과정의 실시 예를 도시한 것이다. Figures 4a and 4b show an example of a process in which viruses or pathogens are removed by the system according to the present invention.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 외부 광을 차단하면서 조사 광을 분변(FE)으로 유도하는 광 유도 유닛(41)을 더 포함한다. 광 초음파에 의하여 분변의 바이러스 및 병원균을 제거하는 과정은 분변 상태 정보가 획득되는 단계(P41); 분변 상태 정보에 기초하여 광 초음파의 주파수 또는 진폭이 탐색되는 단계(P42); 조사되어야 하는 레이저 광의 조건이 설정되는 단계(P43); 조사되는 광이 분변에 집중되는 조건이 설정되는 단계(P44); 광 발생 모듈에 의하여 발생된 광 초음파가 방출되는 단계(P45); 광의 조사에 따른 분변 변화 상태가 탐지되는 단계(P46); 분변 내부에서 발생되는 초음파에 의하여 바이러스 또는 병원균이 제거되는지 여부가 판단되는 단계(P47); 만약 바이러스 또는 병원균이 소멸되는 과정에 있다면(YES), 분변 변화 상태가 계속적으로 탐지되는 단계(P46); 만약 바이러스 또는 병원균이 소멸되지 않는다면(NO), 광 발생 모듈의 작동 조건이 다시 설정되는 단계(P48)를 포함한다. 광 발생 모듈에 의하여 레이저 광이 발생될 수 있고 발생된 광은 분변으로 유도되도록 집중될 수 있다. 광의 집중 조건을 형성하기 위하여 광 유도 유닛(41)이 설치될 수 있다.Referring to FIGS. 4A and 4B , it further includes a light guiding unit 41 that guides the irradiated light to the feces (FE) while blocking external light. The process of removing viruses and pathogens from feces by optical ultrasound includes the step of obtaining fecal status information (P41); A step in which the frequency or amplitude of optical ultrasound is searched based on fecal condition information (P42); A step in which conditions for laser light to be irradiated are set (P43); Step (P44) in which conditions are set so that the irradiated light is concentrated on the feces; A step in which optical ultrasonic waves generated by the light generating module are emitted (P45); A step in which the state of fecal change due to irradiation of light is detected (P46); A step of determining whether viruses or pathogens are removed by ultrasound generated inside the feces (P47); If the virus or pathogen is in the process of being eliminated (YES), the fecal change status is continuously detected (P46); If the virus or pathogen is not destroyed (NO), the operating conditions of the light generating module are reset (P48). Laser light can be generated by the light generating module, and the generated light can be focused to be guided to feces. A light guiding unit 41 may be installed to create light concentration conditions.
도 4b를 참조하면, 광 유도 유닛(41)은 원뿔대 형상이 되면서 작은 반경을 가지는 위쪽의 입구로 레이저 광(LR)이 유입될 수 있다. 광 유도 유닛(41)은 분변(FE)으로 유도되는 광의 유도 경로를 확장시키거나, 축소시키는 구조를 가질 수 있다. 광 유도 유닛(41)은 외부 광을 차단시키면서 내부로 유도된 광이 둘레 면에서 반사되도록 하는 구조를 가질 수 있다. 탐지 유닛(45)에 의하여 분변(FE)으로 유도되는 광이 탐지될 수 있고, 이에 기초하여 광 확산 설정 모듈(42)에 의하여 광 유도 유닛(41)의 위치가 결정될 수 있고, 차단 모듈 조절 모듈(43)에 의하여 광 유도 유닛(41)이 상하로 이동되거나, 유도 면적이 확장 또는 축소될 수 있다. 차단 조절 모듈(43)은 탐지 유닛(45)에 의하여 탐지된 광에 의하여 반사율을 탐지하는 반사율 탐지 모듈(44)에 의하여 광 유도 수준을 결정할 수 있다. 분변(FE)에 대한 광의 집중은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 이에 의하여 본 발명은 제한되지 않는다.Referring to FIG. 4B, the light guidance unit 41 has a truncated cone shape and the laser light LR can be introduced through an upper entrance having a small radius. The light guidance unit 41 may have a structure that expands or reduces the guidance path of light guided to the feces (FE). The light guiding unit 41 may have a structure that blocks external light and allows internally guided light to be reflected from the peripheral surface. Light guided to feces (FE) can be detected by the detection unit 45, and based on this, the position of the light guidance unit 41 can be determined by the light diffusion setting module 42, and the blocking module control module By (43), the light guidance unit 41 may be moved up or down, or the guidance area may be expanded or reduced. The blocking adjustment module 43 may determine the light induction level by the reflectance detection module 44, which detects the reflectance based on the light detected by the detection unit 45. Focusing light on feces (FE) can be achieved in various ways and the present invention is not limited thereby.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. Although the present invention has been described in detail above with reference to the presented embodiments, those skilled in the art will be able to make various variations and modifications without departing from the technical spirit of the present invention by referring to the presented embodiments. . The present invention is not limited by such variations and modifications, but is limited by the claims appended below.
11: 제어 모듈
12: 전력 조절 모듈
13: 펄스 조절 모듈
14: 위치/방향 조절 모듈
15: 초음파 발생 모듈
16: 상태 탐지 모듈
17: 데이터 생성 모듈
23: 주파수/진폭 데이터베이스
37: 수신 탐지 모듈
41: 광 유도 유닛
FE: 분변11: control module 12: power regulation module
13: Pulse control module 14: Position/direction control module
15: ultrasonic generation module 16: state detection module
17: Data generation module 23: Frequency/amplitude database
37: reception detection module 41: light induction unit
FE: feces
Claims (2)
제어 모듈(11)의 제어에 기초하여 광을 발생시키는 광 초음파 발생 모듈(15);
광 초음파 발생 모듈(15)에 공급되는 전력 수준을 조절하는 전력 조절 모듈(12);
광 초음파 발생 모듈(15)에 의해 발생되는 광의 펄스 형태를 조절하는 펄스 조절 모듈(13);
광 초음파 발생 모듈(15)에 의해 발생된 광의 조사 위치 및 조사 방향을 조절하는 위치 및 방향 조절 모듈(14);
분변(FE)의 상태 및 광 초음파 발생 모듈(15)에 의하여 분변(FE)에 조사되어 발생되는 초음파의 상태를 탐지하는 상태 탐지 모듈(16); 및
상태 탐지 모듈(16)의 탐지 정보에 기초하여 분변에 조사되는 광의 발생 조건을 결정하는 데이터 생성 모듈(17)을 포함하고,
광 초음파 발생 모듈(15)은 어레이 형태로 배열된 다수 개의 레이저 다이오드를 포함하는 광 소자 어레이(28)를 포함하고,
외부 광을 차단하면서 광 초음파 발생 모듈(15)에 의해 발생되는 광을 분변(FE)으로 유도하는 광 유도 유닛(41)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분변 잔류 바이러스 및 병원균 제거용 광 초음파 발생 시스템. A control module 11 that controls the conditions for generating light irradiated to feces (FE);
an optical ultrasonic generation module 15 that generates light based on the control of the control module 11;
a power control module (12) that adjusts the power level supplied to the optical ultrasonic generation module (15);
a pulse control module 13 that adjusts the pulse shape of light generated by the optical ultrasonic generation module 15;
a position and direction control module 14 that adjusts the irradiation position and irradiation direction of the light generated by the optical ultrasonic generation module 15;
a state detection module 16 that detects the state of the feces (FE) and the state of ultrasonic waves generated by irradiating the feces (FE) by the optical ultrasonic generation module 15; and
It includes a data generation module (17) that determines the conditions for generating light irradiated to feces based on the detection information of the state detection module (16),
The optical ultrasonic generation module 15 includes an optical element array 28 including a plurality of laser diodes arranged in an array form,
An optical ultrasonic generation system for removing fecal residual viruses and pathogens, further comprising a light induction unit 41 that blocks external light and guides the light generated by the optical ultrasonic generation module 15 to feces (FE). .
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