KR20240072224A - 다파장 오존 농도 센서 및 사용 방법 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 유체 내 오존의 농도를 측정하기 위한 장치를 개시하며, 적어도 하나의 통로를 내부에 규정하는 도관 - 도관은 적어도 하나의 반사성 코팅이 그에 선택적으로 도포되며, 하나 이상의 투과 영역이 도관에 규정됨 -, 제1 파장을 갖는 적어도 하나의 광학 신호를 도관 내 오존화된 유체를 통해 지향시키도록 구성되는 적어도 하나의 광원, 및 제2 파장 대역을 갖는 적어도 하나의 UV 광학 신호를 오존화된 유체를 통해 지향시키도록 구성되는 적어도 하나의 UV 광원을 갖는 다파장 광원 시스템 - 광학 신호 및 UV 광학 신호는 도관에 도포된 반사성 코팅으로부터의 적어도 하나의 반사를 통해 상이한 광학 경로를 따라 도관을 통해 횡단함 -, 및 도관에 형성된 투과 영역에 근접하게 배치되는 적어도 하나의 검출기를 포함한다.
Description
오존수는 매우 다양한 상업 및 산업 애플리케이션에서 사용된다. 예를 들어, 반도체 제조 산업에서, 디바이스 제작 동안, 오존수 생성기에 의해 생성되는 오존 농도의 정확한 제어가 중요할 수 있다.
오존수 내의 오존 농도는 종종 흡수 분광법을 통해 측정된다. 자외선(UV) 및 황색-적색 대역의 광은 모든 오존의 흡수 특성과 양호하게 매칭하기 때문에 적합하다. 수중의 오존 농도를 측정하기 위한 다수의 디바이스 및 방법이 어느 정도 유용하다는 것이 입증된 한편, 다수의 단점이 인식되었다. 예를 들어, 일부 현재 이용 가능한 시스템은 수중의 오존 농도를 결정하기 위해 동일한 광학 경로를 따라 이동하는 가시광의 다중 대역을 활용한다. 일부 애플리케이션에서 유용하지만, 낮은 오존 농도(예컨대, 약 5 ppm 미만)를 갖는 물의 정확한 분석은 곤란한 것으로 입증되었다. 통상적으로, 오존 농도를 측정하기 위한 프로세스는 종종 느리고, 오류가 발생하기 쉽고 및/또는 불편하다. 나아가, 광원에 의해 출력되는 광학 신호의 파장은 특히 UV 및 근UV 파장에서 시간이 지남에 따라 드리프트(drift)할 수 있다. 따라서, 사용자는 UV 광원(예컨대, 300nm)과 황색-적색 광원(예컨대, 584nm) 사이의 큰 파장 분리로 인해, UV 광원에 기초한 농도 측정의 정확도에서의 변화를 진단할 방법이 없다.
전술한 내용에 비추어, 오존수의 정확한 오존 농도 측정을 제공하는 장치에 대한 지속적인 요구가 있어 왔다.
본 출원은 다파장 오존 농도 센서의 다양한 실시형태 및 사용 방법을 개시한다. 보다 구체적으로, 본 출원은 성분 재료의 상이한 흡수 대역 내의 다중 광 파장을 사용하는 장치를 개시한다. 본 출원은 오존화된 유체 내 오존의 농도를 측정하는 것에 관한 것이지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 본 출원이 유체 내 임의의 다양한 조성물의 농도를 측정하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일 실시형태에서, 본 출원은 유체 내 오존의 농도를 측정하기 위한 장치에 관한 것이며, 적어도 하나의 통로를 내부에 규정하는 도관을 포함한다. 도관은 적어도 하나의 코팅이 그에 선택적으로 도포될 수 있다. 일 실시형태에서, 코팅은 반사성 코팅을 포함한다. 다른 실시형태에서, 코팅은 확산성 코팅을 포함한다. 나아가, 도관에 하나 이상의 투과 영역이 형성될 수 있다. 장치는 제1 파장 대역을 갖는 적어도 하나의 광학 신호를 도관 내 오존화된 유체를 통해 지향시키도록 구성되는 적어도 하나의 광원을 갖는 다파장 광원 시스템을 포함한다. 또한, 장치는 제2 파장 대역을 갖는 적어도 하나의 UV 광학 신호를 오존화된 유체를 통해 지향시키도록 구성되는 적어도 하나의 UV 광원을 포함한다. 일 실시형태에서, 광학 신호 및 UV 광학 신호는 도관에 도포된 코팅으로부터의 적어도 하나의 반사를 통해 상이한 광학 경로를 따라 도관을 통해 횡단한다. 나아가, 장치는 도관에 형성된 투과 영역에 근접하게 배치되는 적어도 하나의 검출기를 포함한다. 사용 중에, 검출기는 광학 신호 및 UV 신호를 검출하도록 구성될 수 있고, 이에 의해 오존화된 유체 내 오존의 농도 측정이 허용된다.
다른 실시형태에서, 본 출원은 유체 내 오존의 농도를 측정하는 방법을 개시하고, 400 nm 내지 700 nm의 파장을 갖는 적어도 하나의 광학 신호를 생성하는 단계 및 200 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 적어도 하나의 UV 광학 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 광학 신호는 도관 내로 지향될 수 있고, 도관에 형성된 하나 이상의 반사 사이트(site)를 통해 도관을 통해 횡단한다. 결과적으로, 광학 신호는 도관을 통해 제1 광학 경로를 따라 횡단한다. 또한, UV 광학 신호는 도관 내로 지향되고 도관에 형성된 하나 이상의 반사 사이트를 통해 도관을 통해 횡단한다. UV 광학 신호는 도관을 통해 제2 광학 경로를 따라 횡단하며, 광학 신호의 제1 광학 경로와 UV 광학 신호의 제2 광학 경로는 실질적으로 공유되지 않는다. 광학 신호 및 UV 광학 신호는 도관 내 오존화된 유체를 통해 횡단한 후에 감지되거나 검출된다. 그 후, 오존화된 유체 내 오존의 농도가 감지된 광학 신호 및/또는 UV 광학 신호에 기초하여 수정될 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 본 출원은 유체 내 오존의 농도를 측정하기 위한 장치를 개시하고, 적어도 하나의 통로를 내부에 규정하는 도관을 포함한다. 도관은 그에 선택적으로 도포되는 적어도 하나의 반사성 또는 확산성 코팅을 포함한다. 도관에 하나 이상의 투과 영역이 형성될 수 있다. 또한, 장치는 도관의 통로와 광학 연통하는 적어도 하나의 광원 및 적어도 하나의 UV 광원을 갖는 다파장 광원 시스템을 포함한다. 일 실시형태에서, 다파장 광원 시스템은 도관 내의 오존화된 유체를 통해 제1 피크 파장을 갖는 제1 광학 신호 및 적어도 제2 피크 파장을 갖는 적어도 제2 광학 신호를 방출하도록 구성된다. 이에 더하여, 본원에서 개시되는 다파장 광원은 오존화된 유체를 통해 제1 피크 UV 파장을 갖는 제1 UV 광학 신호 및 적어도 제2 피크 UV 파장을 갖는 적어도 제2 UV 광학 신호를 지향시키도록 구성되는 적어도 하나의 UV 광원을 포함하고, 제1 및 제2 광학 신호 및 제1 및 제2 UV 광학 신호는 도관에 도포된 코팅으로부터의 적어도 하나의 반사를 통해 상이한 광학 경로를 따라 도관을 통해 횡단한다. 또한, 장치는 도관에 형성된 투과 영역에 근접하게 배치되는 적어도 하나의 검출기를 포함하고, 검출기는 오존화된 유체 내 오존의 농도를 측정하기 위해 광학 신호 및 UV 신호를 검출하도록 구성될 수 있다.
본원에서 설명되는 바와 같은 다파장 농도 센서 및 사용 방법의 다른 피처 및 이점이 다음의 상세한 설명을 고려함으로써 보다 명백해질 것이다.
본원에서 개시되는 바와 같은, 다파장 오존 농도 센서의 신규한 측면은 다음의 도면을 고려함으로써 보다 명백해질 것이며,
도 1은 본 발명의 원리에 따른, 유체 내의 오존 농도를 측정하기 위한 다파장 오존 농도 센서의 일 실시형태의 블록도를 도시하고;
도 2는 본 발명의 원리에 따른, 유체 내의 오존 농도를 측정하기 위한 다파장 오존 농도 센서의 다른 실시형태의 블록도를 도시하고;
도 3은 본 발명의 원리에 따른, 유체 내의 오존 농도를 측정하기 위한 다파장 오존 농도 센서의 다른 실시형태의 블록도를 도시하고; 그리고
도 4는 다파장 오존 농도 센서를 사용하여 오존의 농도를 측정하기 위한 방법의 실시형태에 대한 흐름도를 도시한다.
도 1은 본 발명의 원리에 따른, 유체 내의 오존 농도를 측정하기 위한 다파장 오존 농도 센서의 일 실시형태의 블록도를 도시하고;
도 2는 본 발명의 원리에 따른, 유체 내의 오존 농도를 측정하기 위한 다파장 오존 농도 센서의 다른 실시형태의 블록도를 도시하고;
도 3은 본 발명의 원리에 따른, 유체 내의 오존 농도를 측정하기 위한 다파장 오존 농도 센서의 다른 실시형태의 블록도를 도시하고; 그리고
도 4는 다파장 오존 농도 센서를 사용하여 오존의 농도를 측정하기 위한 방법의 실시형태에 대한 흐름도를 도시한다.
본 출원은 다파장 오존 농도 센서를 개시한다. 보다 구체적으로, 다파장 오존 농도 센서는 오존수를 내부에 수용하도록 구성되는 용기 또는 도관을 통한 다중 광학 경로를 활용한다. 오존수를 통해 다중 광학 경로를 따라 횡단하는 다중 광 파장은 도관 또는 용기 내에서 흐르는 유체 내의 오존 농도 또는 성분을 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이에 더하여, 본원에서 개시되는 다중 파장/다중 광학 경로 아키텍처는, 시스템의 높은 정확도를 유지하기 위해 사용자가 개별 광학 소스의 성능을 모니터링하고 다중-프로세스 파라미터 분석을 수행하는 것을 허용한다.
본 상세한 설명 전반에 걸쳐 다양한 어구 및 용어가 사용된다. 용어 “광학 신호”는 적외선, 가시광선, 자외선 및 X선 방사선을 포함하는 전자기 방사선을 지칭한다. 용어 "광학 신호", "광", 및 "방사선"은 본원에서 상호교환적으로 사용된다. "도관"은 적어도 하나의 유체를 내부에 수용하고, 및/또는 내부에서 흐르는 하나 이상의 유체를 갖도록 구성되는 용기, 파이프, 또는 유사 몸체를 지칭한다. "검출기"는 파장, 성분 농도, 강도, 파워, 및/또는 광학 신호의 반복률을 측정하고 수신하도록 구성되는 광학 방사선 검출기, 파장 검출기 또는 광학 센서를 지칭한다. "광의 대역"은 광학 신호의 피크 주파수 및 대역폭, 예를 들어, 반치폭(half-maximum bandwidth)과 연관된다.
도 1은 다파장 오존 농도 센서의 일 실시형태를 도시한다. 도시되는 바와 같이, 장치(10)는 적어도 하나의 유체를 내부에 수용하도록 구성되는 적어도 하나의 통로(14)를 규정하는 적어도 하나의 도관 또는 용기(12)를 포함한다. 일 실시형태에서, 도관(12)의 통로(14)는 하나 이상의 유체가 그를 통해 흐르도록 구성된다. 도관(12)은 임의의 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 도관(12)은 투명한 재료로부터 제조된다. 선택적으로, 도관(12)은 반투명 및/또는 불투명 재료로부터 제조될 수 있다. 예시적인 재료는, 제한 없이, 석영, 사파이어, 알루미나, 탄화 규소, 수지, 중합체, 불소 중합체 등 및/또는 이들의 조합을 포함한다. 일 특정 실시형태에서, 도관(12)은 폴리테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)으로부터 제조된다. 나아가, 도관(12)은 임의의 다양한 길이, 외부 직경, 내부 직경 등으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서 도관(12)은 약 20 mm 내지 약 600 mm의 길이를 갖는다. 일 특정 실시형태에서, 도관(12)은 약 200 mm의 길이를 갖는다. 또한, 도관(12)의 통로(14)는 임의의 다양한 내측 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 특정 실시형태에서, 내측 직경은 약 15 mm 내지 약 22 mm이지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 도관(12)에 형성되는 통로(14)가 임의의 원하는 내측 직경을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 1을 다시 참조하면, 도관(12)의 적어도 하나의 표면에 적어도 하나의 코팅(16)이 선택적으로 도포됨으로써, 도관(12)에 하나 이상의 투과 구역(18)이 형성될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 코팅(16)은 도관(12)의 외측 표면에 도포된다. 선택적으로, 코팅(16)은 통로(14) 내에서 도관(12)의 표면에 도포될 수 있다. 일 실시형태에서, 코팅(16)은 도관(12)의 통로(14)를 통해 횡단하는 광을 반사시키도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 코팅(16)은 확산 반사(diffused reflection)를 제공할 수 있다. 다른 실시형태에서, 코팅(16)은 실질적으로 백색 반사성 표면을 포함할 수 있다. 또한, 코팅(16)은 그 위에 입사되는 적어도 하나의 광학 신호를 산란시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 코팅(16)은 그 위에 또는 그 내부에 하나 이상의 확산성 또는 광-산란 재료 또는 요소를 포함할 수 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 장치(10)는 도관(12)의 적어도 일부에, 또는 이에 근접하게 배치되는 하나 이상의 측정 몸체 또는 시스템(20)을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 측정 몸체(20)는 도관(12)의 적어도 일부를 내부에 수용하도록 구성되는 적어도 하나의 몸체 수용부(22)를 포함한다. 다양한 컴포넌트, 시스템, 하위 시스템 등이 몸체 수용부(22) 내에 배치될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 적어도 하나의 프로세서 또는 인쇄 회로 기판(24)(이하, 회로 기판(24))이 몸체 수용부(22) 내에 또는 이에 근접하게 위치될 수 있다. 회로 기판(24)은 그 위에 다양한 컴포넌트 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 예시된 실시형태에서, 회로 기판(24)은 적어도 하나의 커넥터(28)를 그에 함께 포함시킨 적어도 하나의 파워 커플링 시스템(26)을 포함할 수 있다. 그 결과, 회로 기판(24)은 데이터를 그에 커플링된 하나 이상의 시스템 또는 네트워크에 제공하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 회로 기판(24)은 적어도 하나의 프로세서, 네트워크 또는 디바이스에 무선으로 커플링되도록 구성될 수 있다. 임의의 다양한 추가적인 컴포넌트, 시스템 또는 디바이스가 회로 기판(24)에 포함될 수 있거나, 또는 회로 기판(24)과 연통할 수 있다. 추가적인 선택적 디바이스는, 제한 없이, 광학 센서 및 검출기, 광학 방사선원, 메모리 디바이스, 무선 통신 디바이스, 기포 검출기, 유동 검출기, 온도 센서, 압력 센서 등을 포함한다.
도 1을 다시 참조하면, 장치(10)는 회로 기판(24)에 배치되거나, 또는 회로 기판(24)과 연통하는 적어도 하나의 다파장 광원 시스템(30)(이하, 광원 시스템(30))을 포함할 수 있다. 광원 시스템(30)은 각각 이산(discrete) 파장 대역을 갖는 수개의 광학 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 광원 시스템(30)은 각각 이산 파장 대역 또는 범위 내에서 적어도 하나의 광학 신호를 출력하도록 구성되는, 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드, 섬유 레이저, 레이저 등과 같은 다중 발광 디바이스(이하, 에미터)로 구성될 수 있는 다중 광원을 포함한다. 다파장 광원 시스템(30)으로부터 방출되는 광학 신호는 지속파 광학 신호, 또는 대안적으로 펄스형 광학 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 다파장 광원(30)은 다양한 파장에서의 다양한 주파수 및/또는 반복률로 다중 광학 신호를 출력하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 펄스 주파수는 약 10 Hz 내지 약 10,000 Hz 이상이다. 다른 실시형태에서, 펄스 주파수는 약 100 Hz 내지 약 1000 Hz이다. 예시된 실시형태에서, 광원 시스템(30)은, 제1 광원(34) 및 적어도 제2 광원(36)을 그에 배치시키거나, 또는 그와 연통하는 제1 광원(34) 및 적어도 제2 광원(36)을 갖는 적어도 하나의 광원 몸체(32)를 포함하지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 임의의 수의, 그리고 다양한 광원 또는 에미터가 본 시스템과 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 나아가, 광원 시스템(30)은 광원 몸체(32)를 포함할 필요가 없다.
도 1에 도시되는 실시형태에서, 제1 광원(34)은 다중 광학 신호를 출력하도록 구성될 수 있으며, 각각의 광학 신호는 이산 파장 대역 내에 있다. 따라서, 제1 광원(34)은 다중 광학 에미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원(34)은 제1 파장 대역을 갖는 제1 광학 신호(42) 및 제2 파장 대역을 갖는 적어도 제2 광학 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제1 광학 신호(42)는 약 590 nm의 피크 파장을 갖는 제1 파장 대역을 갖는다. 선택적으로, 제1 파장 대역은 약 570 nm 내지 약 610 nm의 범위이다. 유사하게, 제2 광학 신호(44)는 약 470 nm의 피크 파장을 갖는 적어도 제2 파장 대역을 가질 수 있다. 선택적으로, 제2 광학 신호(44)는 약 370 nm 내지 약 650 nm의 파장 범위를 가질 수 있다. 따라서, 일 실시형태에서, 제1 및 제2 광학 신호(42, 44)는 모두 오존의 채푸이스(Chappuis) 전자기 방사선 흡수 대역(이하, 채푸이스 대역) 내에 놓인다. 선택적으로, 제1 및 제2 광학 신호(42, 44) 중 적어도 하나는 채푸이스 대역 내에 있을 필요가 없다. 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 제1 광학 신호(42)와 제2 광학 신호(44)의 파장 대역이 중첩되는 파장 범위를 갖도록 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 파장 범위는 584 nm와 같이, 원하는 파장과 중첩될 수 있다. 다른 실시형태에서, 제1 광학 신호(42) 및 제2 광학 신호(44)의 파장 대역은 중첩될 필요가 없다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 제1 및 제2 광학 신호(42, 44)는 도관(12)의 통로(14)를 통해 실질적으로 공유되는 광학 경로를 따라 횡단하고, 그의 적어도 일부는 도관(12)의 적어도 하나의 표면에 도포된 코팅(16)에 의해 반사된다. 제1 검출기(38)는 도관(12)에 형성된 적어도 하나의 투과 영역(18)을 통해 투과되는 제1 및 제2 광학 신호(42, 44)의 적어도 일부를 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제1 검출기(38)는 제한 없이, 파워, 스펙트럼 밀도, 휘도, 산란, 스펙트럼 분포 등을 포함하는 제1 및/또는 제2 광학 신호(42, 44)의 임의의 다양한 특성을 측정 또는 분석하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제1 및/또는 제2 광학 신호(42, 44)는 흐르는 유체의 적어도 하나의 성분을 측정하는데 사용될 수 있다. 선택적으로, 제1 검출기(38)는 기준 검출기로서 역할을 할 수 있다. 따라서, 제1 검출기(38)는 하나 이상의 포토다이오드, 광-증배관(photo-multiplier tube) 또는 당해 기술 분야에 공지된 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 제1 검출기(38)는 제1 및 제2 광학 신호(42, 44) 및/또는 장치(10)에서 사용되는 임의의 추가적인 광학 신호의 강도를 동시에 또는 순차적으로 측정하도록 구성되는 다중 포토다이오드를 포함할 수 있다. 사용 중에, 측정된 제1 광학 신호(42)의 제1 파장 대역의 강도는 도관(12)의 통로(14) 내의 유체(예컨대, 탈이온화된 오존수) 내 성분의 농도와 같은 적어도 하나의 광학 속성의 결정을 제공할 수 있다. 이에 더하여, 측정된 제2 광학 신호(44)의 제2 파장 대역의 강도는 속성 결정의 오류 정정을 지원하기 위해 기준 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 신호(42)의 파장 대역은 약 200 ppm 초과의 오존 농도를 감지하는 것, 또는 이의 측정이 허용되도록 선택될 수 있는 반면, 제2 광학 신호(44)의 파장 대역은 약 20 ppm 초과 내지 약 200 ppm의 오존 농도를 감지하는 것, 또는 이의 측정이 허용되도록 선택될 수 있다. 나아가, 광원 시스템(30)은 다중 광학 센서를 포함할 수 있고, 이들 각각은 제1 및 제2 광학 신호(42, 44) 중 적어도 하나의, 이러한 적어도 하나의 광학 특성을 측정한다.
도 1을 참조하면, 제1 및 제2 광학 신호(42, 44)의 적어도 일부는 도관(12)에 의해 내부적으로 반사될 수 있고, 도관(12)의 적어도 하나의 표면에 도포된 코팅(16)으로부터의 반복된 반사를 통해 도관(12)에 형성된 통로(14)를 통해 실질적으로 공유되는 광학 경로를 따라 횡단할 수 있다. 도시되는 바와 같이, 그 후, 제1 및 제2 광학 신호(42, 44)는 도관(12)에 형성된 적어도 하나의 투과 영역(18)을 통해 투과될 수 있다. 측정 몸체(20) 내 또는 그에 근접하게 배치된 적어도 제2 검출기(40)가 제1 및 제2 광학 신호(42, 44) 중 적어도 하나를 수신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제2 검출기(40)는, 제1 및 제2 광학 신호(42, 44)가 도관(12)의 통로(14) 내에서 흐르는 유체 또는 재료를 통해 횡단한 후, 제1 및 제2 광학 신호(42, 44) 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 광학 특성을 측정하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제2 검출기(40)는 스펙트럼 강도, 파워, 휘도, 산란, 스펙트럼 분포 등을 포함하는 임의의 다양한 광학 특성을 측정하는데 사용될 수 있다. 나아가, 제2 검출기(40)는 도관(12)을 통해 흐르거나 도관(12) 내에 수용된 유체 내의 성분 농도를 측정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제2 검출기(40)로부터 수신된 데이터는 제1 검출기(38)로부터 수신된 데이터와 비교될 수 있고, 이에 의해 사용자는 다파장 광원 시스템(30)의 광원(34, 36)을 형성하는 에미터, 또는 광원(34, 36)의 차등 노후화(differential aging), 기포 검출, 산란 등과 같은 임의의 수의 인자를 비교적으로 분석하는 것이 허용된다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 제1 광원(34)과 마찬가지로, 제2 광원(36)은 실질적으로 공유되는 광학 경로를 따라 다중 광학 신호를 방출하도록 구성될 수 있다. 도시되는 바와 같이, 제2 광원(36)으로부터 방출된 광학 신호는 제1 광원(34)으로부터 방출된 광학 신호와는 상이한 광학 경로를 따라 도관(12)의 통로(14)를 통해 횡단한다. 일 실시형태에서, 제2 광원(36)은 하나 이상의 자외선(이하, UV) 광학 신호를 출력하도록 구성되는 하나 이상의 에미터를 포함한다. 예시된 실시형태에서, 제2 광원(36)은 제1 UV 광학 신호(52) 및 적어도 제2 UV 광학 신호(54)를 방출한다. 일 실시형태에서, 제1 UV 광학 신호(52)는 약 265 nm의 피크 파장을 갖는 반면, 제2 UV 광학 신호(54)는 약 325 nm의 피크 파장을 가질 수 있다. 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 제1 및 제2 UV 신호(52, 54)가 약 150 nm 내지 약 400 nm의 파장을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 제1 UV 광학 신호(52)는 오존의 하틀리(Hartley) 전자기 방사선 흡수 대역(이하, 하틀리 대역) 내에서 약 200 nm 내지 약 310 nm의 파장 범위를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, 제2 UV 신호(54)는 오존의 허긴스(Huggins) 전자기 방사선 흡수 대역(이하, 허긴스 대역) 내에서 약 320 nm 내지 약 360 nm의 파장 범위를 가질 수 있다. 제한 없이, LED, 레이저 다이오드, 섬유 레이저 및 당해 기술 분야에 공지된 다른 UV 디바이스를 포함하는 임의의 다양한 UV 광원이 장치(10)와 함께 사용될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 제2 광원(36)으로부터 방출된 제1 및 제2 UV 광학 신호(52, 54)는 제1 광원(34)에 의해 방출된 광학 신호(42, 44)와는 상이한 광학 경로를 따라 도관(12)의 통로(14)를 통해 횡단한다. 제1 및 제2 UV 신호(52, 54)는 도관(12)의 표면에 도포된 코팅(16)에 의해 반사된다. 제1 및 제2 UV 광학 신호(52, 54)는 도관(12)에 형성된 적어도 하나의 투과 영역(18)을 통해, 회로 기판(24) 또는 그 위의 다양한 컴포넌트에 커플링되거나, 그렇지 않으면 그와 연통하는 적어도 하나의 UV 검출기(50)로 투과될 수 있다. 예시된 실시형태에서, UV 검출기(50)는 측정 몸체(20) 내에 배치되지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 검출기(50)가 도관(12)에 근접한 임의의 곳에 배치될 수 있다는 것을 이해할 것이다. UV 검출기(50)는 제2 광원(36)으로부터 수신되는 하나 이상의 UV 광학 신호를 수신하고 분석하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, UV 검출기(50)는 각 센서가 원하는 파장 범위 내에서 UV 광학 신호(52, 54) 중 적어도 하나를 분석하도록 구성되는 다중 센서 또는 다중 광학 검출기로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 검출기(50)의 일부는 약 240 nm 내지 약 280 nm의 UV 광학 신호(52, 54) 중 적어도 하나를 분석하도록 구성될 수 있는 반면, UV 검출기(50)의 다른 일부는 약 270 nm 내지 약 325 nm의 UV 광학 신호(52, 54) 중 적어도 하나를 분석하도록 구성될 수 있다. UV 검출기(50)로 파장 범위의 개수가 분석될 수 있다. 일 실시형태에서, UV 검출기(50)의 여러 부분들의 파장 민감도 범위가 중첩될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, UV 검출기(50)의 여러 부분들의 파장 민감도 범위는 중첩될 필요가 없다. 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 UV 검출기(50)를 형성하기 위해 임의의 다양한 디바이스가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일 실시형태에서, 사용 중에, 제1 UV 광학 신호(52)의 파장 대역(예컨대, 하틀리 대역)은 약 0.02 ppm 초과 내지 약 2 ppm의 오존 농도를 감지하는 것, 또는 이의 측정이 허용되도록 선택될 수 있는 반면, 제2 광학 신호(54)의 파장 대역(허긴스 대역)은 약 2 ppm 초과 내지 약 20 ppm의 오존 농도를 감지하는 것, 또는 이의 측정이 허용되도록 선택될 수 있다.
또한, 도 1에 도시되는 바와 같이, 장치(10)는 임의의 수의 추가적인 센서, 검출기, 또는 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예시된 실시형태에서, 장치(10)는 제1 선택적 센서(60) 및 제2 선택적 센서(62)를 포함하지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 임의의 수의 센서가 측정 몸체(20) 내에 포함될 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 장치와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 제1 선택적 센서(60)는 도관(12)의 통로(14)를 통해 흐르는 적어도 하나의 유체의 압력을 측정하도록 구성되는 압력 센서를 포함할 수 있다. 나아가, 제2 선택적 센서(62)는 도관(12)의 통로(14)를 통해 흐르는 적어도 하나의 유체의 온도를 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 온도 센서를 포함할 수 있다.
도 2는 다파장 오존 농도 센서의 다른 실시형태를 도시한다. 예시된 실시형태에서, 장치(110)는 적어도 하나의 유체를 내부에 수용하도록 구성되는 적어도 하나의 통로(114)를 규정하는 적어도 하나의 도관 또는 용기(112)를 포함할 수 있다. 예시적인 유체는 예를 들어, 탈이온화된 오존수를 포함하지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 임의의 다양한 유체가 장치(110)와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도시되는 바와 같이, 도관(112)의 통로(114)는 하나 이상의 유체가 그를 통해 흐르도록 구성될 수 있다. 이전의 실시형태와 같이, 도관(112)은 임의의 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 도관(112)은 투명한 재료로부터 제조된다. 선택적으로, 도관(112)은 반투명 및/또는 불투명 재료로부터 제조될 수 있다. 예시적인 재료는, 제한 없이, 석영, 사파이어, 알루미나, 탄화 규소, 수지, 중합체, 불소 중합체 등 및/또는 이들의 조합을 포함한다. 일 특정 실시형태에서, 도관(112)은 폴리테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA)으로부터 제조되지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 도관(112)이 임의의 다양한 재료로부터 제조될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 나아가, 도관(112)은 임의의 다양한 길이, 외부 직경, 내부 직경 등으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서 도관(112)은 약 20 mm 내지 약 600 mm의 길이를 갖는다. 일 특정 실시형태에서, 도관(112)은 약 200 mm의 길이를 갖는다. 또한, 도관(112)의 통로(114)는 임의의 다양한 내측 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 특정 실시형태에서, 내측 직경은 약 15 mm 내지 약 22 mm이지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 도관(112)에 형성되는 통로(114)가 임의의 원하는 내측 직경을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 2를 다시 참조하면, 도관(112)의 적어도 하나의 표면에 적어도 하나의 코팅(116)이 선택적으로 도포됨으로써, 도관(112)의 표면에 하나 이상의 투과 구역(118)이 형성될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 코팅(116)은 도관(112)의 외측 표면에 도포되지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 코팅(116)이 통로(114) 내에서 도관(112)의 표면에 도포될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일 실시형태에서, 코팅(116)은 도관(112)의 통로(114)를 통해 횡단하는 적어도 하나의 광학 신호의 적어도 일부를 반사시키도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 코팅(116)은 확산 반사를 제공할 수 있다. 다른 실시형태에서, 코팅(116)은 실질적으로 백색 반사성 표면을 포함할 수 있다. 나아가, 코팅(116)은 그 위에 입사되는 광을 산란시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 코팅(116)은 그 위에 또는 그 내부에 하나 이상의 확산성 또는 광-산란 재료, 요소 및/또는 피처(feature)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 장치(110)는 도관(112)의 적어도 일부에, 또는 이에 근접하게 배치되는 하나 이상의 측정 몸체 또는 시스템(120)을 포함할 수 있다. 이전의 실시형태와 같이, 측정 몸체(120)는 도관(112)의 적어도 일부를 내부에 수용하도록 구성되는 적어도 하나의 몸체 수용부(122)를 포함할 수 있다. 다양한 컴포넌트, 시스템, 하위 시스템 등이 몸체 수용부(122) 내에 배치될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 적어도 하나의 프로세서 또는 인쇄 회로 기판(124)(이하, 회로 기판(124))이 몸체 수용부(122) 내에 또는 이에 근접하게 위치될 수 있다. 회로 기판(124)은 그 위에 다양한 컴포넌트 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 예시된 실시형태에서, 회로 기판(124)은 적어도 하나의 커넥터(128)를 그에 함께 포함시킨 적어도 하나의 파워 커플링 시스템(126)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 회로 기판(124)은 데이터를 그에 커플링된 하나 이상의 시스템 또는 네트워크에 제공하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 회로 기판(124)은 적어도 하나의 프로세서, 네트워크 또는 디바이스에 무선으로 커플링되도록 구성될 수 있다. 임의의 다양한 추가적인 컴포넌트, 시스템 또는 디바이스가 회로 기판(124)에 포함될 수 있거나, 또는 회로 기판(124)과 연통할 수 있다. 추가적인 선택적 디바이스는, 제한 없이, 광학 센서 및 검출기, 광학 방사선원, 메모리 디바이스, 무선 통신 디바이스, 기포 검출기, 유동 검출기, 온도 센서, 압력 센서 등을 포함한다.
도 2를 다시 참조하면, 장치(110)는 회로 기판(124)에 배치되거나, 또는 회로 기판(124)과 연통하는 적어도 하나의 다파장 광원 시스템(130)(이하, 광원 시스템(30))을 포함할 수 있다. 광원 시스템(130)은 각각 이산 파장 대역을 갖는 수개의 광학 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 광원 시스템(130)은 각각 이산 파장 대역 또는 범위를 갖는 적어도 하나의 광학 신호를 출력하도록 구성되는, 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드, 섬유 레이저, 레이저 등과 같은 다중 발광 디바이스(이하, 에미터)로 구성될 수 있는 다중 광원을 포함한다. 위에서 설명된 실시형태와 같이, 다파장 광원 시스템(130)으로부터 방출되는 광학 신호는 지속파 신호 또는 대안적으로, 임의의 다양한 펄스 주파수의 펄스형 광학 신호를 포함할 수 있다. 예시된 실시형태에서, 광원 시스템(130)은, 제1 광원(134) 및 적어도 제1 UV 광원(136a)을 그에 배치시키거나, 또는 그와 연통하는 제1 광원(134) 및 적어도 제1 UV 광원(136a)을 갖는 적어도 하나의 광원 몸체(132)를 포함하지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 임의의 수의, 그리고 다양한 에미터가 본 시스템과 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 나아가, 광원 시스템(130)은 광원 몸체(132)를 포함할 필요가 없다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 이전의 실시형태와 마찬가지로, 제1 광원(134)은 다중 광학 신호를 출력하도록 구성될 수 있으며, 각각의 광학 신호는 이산 파장 대역 내에 있다. 따라서, 제1 광원(34)은 다중 광학 에미터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 소스(134)는 제1 파장 대역을 갖는 제1 광학 신호(142) 및 제2 파장 대역을 갖는 적어도 제2 광학 신호(144)를 출력하도록 구성될 수 있다. 이전의 실시형태와 같이, 제1 및 제2 광학 신호(142, 144)의 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역은 개별적으로, 채푸이스 대역 내에 모두 놓일 수 있다. 예를 들어, 제1 광학 신호(142)는 약 590 nm의 피크 파장을 가질 수 있는 반면, 제2 광학 신호(144)는 약 470 nm의 피크 파장을 가질 수 있다. 대안적으로, 제1 및 제2 광학 신호(142, 144)의 제1 파장 대역 및 제2 파장 대역 중 적어도 하나는 개별적으로, 채푸이스 대역 내에 놓일 필요가 없다. 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 제1 광학 신호(142)와 제2 광학 신호(144)의 파장 대역이 중첩되는 파장 범위를 갖도록 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 파장 범위는 584nm와 같이, 원하는 파장과 중첩될 수 있다. 다른 실시형태에서, 제1 광학 신호(142) 및 제2 광학 신호(144)의 파장 대역은 중첩될 필요가 없다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 제1 및 제2 광학 신호(142, 144)는 도관(112)의 통로(114)를 통해 실질적으로 공유되는 광학 경로를 따라 횡단하고, 그의 적어도 일부는 도관(112)의 적어도 하나의 표면에 도포된 코팅(116)에 의해 반사된다. 제1 검출기(138)는 도관(112)에 형성된 적어도 하나의 투과 영역(118)을 통해 투과되는 제1 및 제2 광학 신호(142, 144)의 적어도 일부를 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제1 검출기(138)는 제한 없이, 파워, 스펙트럼 밀도, 성분 농도, 휘도, 산란, 스펙트럼 분포 등을 포함하는 제1 및/또는 제2 광학 신호(142, 144)의 임의의 다양한 특성을 측정 또는 분석하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 제1 검출기(138)는 기준 검출기로서 역할을 할 수 있다. 따라서, 제1 검출기(138)는 하나 이상의 포토다이오드, 광-증배관 또는 당해 기술 분야에 공지된 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 나아가, 광원 시스템(130)은 다중 광학 센서를 포함할 수 있고, 이들 각각은 제1 및 제2 광학 신호(142, 144) 중 적어도 하나의, 이러한 적어도 하나의 광학을 측정한다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 제1 검출기(138)는 제1 및 제2 광학 신호(142, 144) 및/또는 장치(110)에서 사용되는 임의의 추가적인 광학 신호의 강도를 동시에 또는 순차적으로 측정하는 다중 포토다이오드를 포함할 수 있다. 사용 중에, 장치(110)에서 사용되는 다중 파장의 통합은 사용자가 유체(예컨대, 탈이온화된 오존수) 내의 오존 농도 측정의 범위를 확장하는 것을 허용한다. 예를 들어, 제1 광학 신호(142)의 파장 대역(채푸이스 대역)은 약 200 ppm 초과의 오존 농도를 감지하는 것, 또는 이의 측정이 허용되도록 선택될 수 있는 반면, 제2 광학 신호(144)의 파장 대역(채푸이스 대역)은 약 20 ppm 초과 내지 약 200 ppm의 오존 농도를 감지하는 것, 또는 이의 측정이 허용되도록 선택될 수 있다.
도 2를 참조하면, 도관(112)의 적어도 하나의 표면에 도포된 코팅(116)으로부터의 반복된 반사를 통해 도관(112)에 형성된 통로(114)를 통해 실질적으로 공유되는 광학 경로를 따라 횡단하는 제1 및 제2 광학 신호(142, 144)의 적어도 일부가 도관(112)에 의해 내부적으로 반사될 수 있다. 도시되는 바와 같이, 그 후, 제1 및 제2 광학 신호(142, 144)는 도관(112)에 형성된 적어도 하나의 투과 영역(118)을 통해 투과될 수 있다. 측정 몸체(120) 내 또는 그에 근접하게 배치된 적어도 제2 검출기(140)가 제1 및 제2 광학 신호(142, 144) 중 적어도 하나를 수신하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제2 검출기(140)는, 제1 및 제2 광학 신호(142, 144)가 도관(112)의 통로(114) 내에서 흐르는 유체 또는 재료를 통해 횡단한 후, 제1 및 제2 광학 신호(142, 144) 중 적어도 하나의, 적어도 하나의 광학 특성을 측정하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제2 검출기(140)는 스펙트럼 강도, 파워, 휘도, 산란, 스펙트럼 분포, 유체의 성분 농도 등을 포함하는 임의의 다양한 광학 특성을 측정하는데 사용될 수 있다. 따라서, 제1 검출기(138)로부터 수신된 데이터와 함께, 제2 검출기(140)로부터 수신된 데이터는 다파장 광원 시스템(130)의 광원(134, 136a), 또는 광원(134, 136a)을 형성하는 에미터의 차등 노후화, 기포 검출, 산란, 유체 내의 성분 농도 등과 같은 임의의 수의 인자를 비교적으로 분석하는데 사용될 수 있다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 제1 광원(134)과 마찬가지로, 제1 UV 광원(136a)은 실질적으로 공유되는 광학 경로를 따라 하나 이상의 UV 광학 신호를 방출하도록 구성될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 제1 UV 광원(136a)은 2개의 UV 광학 신호(152, 154)를 방출하는 것으로 도시되지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 제1 UV 광원(136a)이 단일 UV 광학 신호를 방출할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도시되는 바와 같이, 제1 UV 광원(136a)으로부터 방출된 광학 신호(152, 154)는 제1 광원(134)으로부터 방출된 광학 신호(142, 144)와는 상이한 광학 경로를 따라 도관(112)의 통로(114)를 통해 횡단한다. 일 실시형태에서, 제1 UV 광원(136a)은 하나 이상의 자외선(이하, UV) 광학 신호를 출력하도록 구성되는 하나 이상의 에미터를 포함한다. 예시된 실시형태에서, 제1 UV 광원(136)은 제1 UV 광학 신호(152) 및 적어도 제2 UV 광학 신호(154)를 방출한다. 일 실시형태에서, 제1 UV 광학 신호(152)는 약 265 nm의 피크 파장을 갖는다. 또한, 제2 UV 광학 신호(154)는 약 325 nm의 피크 파장을 가질 수 있다. 선택적으로, 제1 UV 광원(136a)은 임의의 범위의 UV 파장으로 UV 광학 신호를 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1 UV 광학 신호(152)는 허긴스 대역 내에서 파장 범위를 가질 수 있는 반면, 제2 UV 광학 신호(154)는 하틀리 대역 내에서 파장 범위를 가질 수 있다. 선택적으로, 제1 및 제2 광학 신호(152, 154) 양쪽 모두의 파장 대역이 모두 하틀리 대역 내에 있을 수 있다. 대안적으로, 제1 및 제2 UV 광학 신호(152, 154) 양쪽 모두의 파장 대역이 모두 허긴스 대역 내에 있을 수 있다. 제한 없이, LED, 레이저 다이오드, 섬유 레이저 및 당해 기술 분야에 공지된 다른 UV 디바이스를 포함하는 임의의 다양한 UV 광원이 장치(110)와 함께 사용될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 제1 UV 광원(136a)으로부터 방출된 제1 및 제2 UV 광학 신호(152, 154)는 제1 광원(134)에 의해 방출된 광학 신호(142, 144)와는 상이한 광학 경로를 따라 도관(112)의 통로(114)를 통해 횡단한다. 제1 및 제2 UV 신호(152, 154)는 도관(112)의 표면에 도포된 코팅(116)에 의해 반사된다. 제1 및 제2 UV 광학 신호(152, 154)는 도관(112)에 형성된 적어도 하나의 투과 영역(118)을 통해, 회로 기판(124) 또는 그 위의 다양한 컴포넌트에 커플링되거나, 그렇지 않으면 그와 연통하는 적어도 하나의 UV 검출기(150)로 투과될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 UV 검출기(150)가 도관(112)에 근접한 임의의 곳에 배치될 수 있다는 것을 이해할 것이다. UV 검출기(150)는 제1 UV 광원(136a)으로부터 수신되는 하나 이상의 UV 광학 신호를 수신하고 분석하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, UV 검출기(150)는 각 센서가 원하는 파장 범위 내의 광학 신호(152, 154) 중 적어도 하나를 분석하도록 구성되는 다중 센서 또는 다중 광학 검출기로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, UV 검출기(150)의 일부는 약 200 nm 내지 약 300 nm의 광학 신호(152, 154) 중 적어도 하나를 분석하도록 구성될 수 있는 반면, UV 검출기(150)의 다른 일부는 약 300 nm 내지 약 360 nm의 광학 신호(152, 154) 중 적어도 하나를 분석하도록 구성될 수 있다. UV 검출기(150)로 임의의 개수의 파장 범위가 분석될 수 있다. 일 실시형태에서, UV 검출기(150)의 여러 부분들의 파장 민감도 범위가 중첩될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, UV 검출기(150)의 여러 부분들의 파장 민감도 범위는 중첩될 필요가 없다. 임의의 기술 분야의 통상의 기술자는 UV 검출기(150)를 형성하기 위해 임의의 다양한 디바이스가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 2를 다시 참조하면, 장치(110)는 임의의 다양한 파장 대역에서의 하나 이상의 UV 신호(156)를 UV 검출기(150)에 출력하도록 구성되는 적어도 제2 UV 광원(136b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 UV 광원(136b)은 하틀리 대역 내에서 적어도 하나의 UV 신호(156)를 방출하도록 구성될 수 있다. 다른 실시형태에서, 제2 UV 광원(136b)은 허긴스 대역 내에서 적어도 하나의 UV 신호(156)를 방출하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 제2 UV 광원(136b)은 약 300 nm 내지 약 330 nm의 파장 대역을 갖는 적어도 하나의 UV 신호(156)를 방출하도록 구성될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 제2 UV 광원(136b)은 단일 UV 신호(156)를 UV 검출기(150)에 출력하는 것으로 도시되지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 임의의 수의 파장 대역에서의 임의의 수의 UV 신호가 제2 UV 광원(136b)으로부터 방출될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 나아가, UV 신호(156)는 광 신호(142, 144)와는 별개의 광학 경로를 따라 도관(112)을 통해 횡단하는 것으로 도시되지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 UV 신호(156)가 신호(142, 144)와 동일한 광학 경로를 따라 도관(112)을 통해 횡단할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 제2 UV 광원(136b)은 하나 이상의 자외선(이하, UV) 광학 신호를 출력하도록 구성되는 하나 이상의 에미터를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, UV 신호(156)는 UV 광학 신호(152, 154) 중 적어도 하나의 파장 범위와 동일하거나 중첩하는 파장 범위를 갖지만, UV 신호(156)의 파장 범위가 UV 광학 신호(152, 154) 중 적어도 하나의 파장 범위와 중첩할 필요는 없다. 제한 없이, LED, 레이저 다이오드, 섬유 레이저 및 당해 기술 분야에 공지된 다른 UV 디바이스를 포함하는 임의의 다양한 UV 광원이 제2 UV 광원(136b)을 형성하는데 사용될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 제2 UV 광원 신호(156)는 제1 광원(134)에 의해 방출된 광학 신호(142, 144)와는 상이한 광학 경로를 따라 도관(112)의 통로(114)를 통해 횡단하고 UV 검출기(150)에 입사한다. 다시, UV 검출기(150)는 제2 UV 광원(136b)으로부터 수신되는 하나 이상의 UV 광학 신호를 수신하고 분석하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, UV 검출기(150)는 UV 광학 신호(152, 154, 156) 중 적어도 하나를 분석하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, UV 검출기(150)는 제한 없이, 파워, 스펙트럼 밀도, 휘도, 산란, 스펙트럼 분포, 통로(114) 내 유체의 성분 농도 등을 포함하는 UV 광학 신호(152, 154, 156)의 임의의 다양한 특성을 측정 또는 분석하도록 구성될 수 있다. 따라서, UV 검출기(150)는 하나 이상의 포토다이오드, 광-증배관 또는 당해 기술 분야에 공지된 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 나아가, UV 검출기(150)는 UV 광학 신호(152, 154, 156) 중 적어도 하나를 다른 UV 광학 신호(152, 154, 156) 중 하나와 비교하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제1 UV 광학 신호(152)의 파장 대역(하틀리 대역)은 약 0.02 ppm 내지 약 2 ppm의 오존 농도를 감지하는 것, 또는 이의 측정이 허용되도록 선택될 수 있는 반면, 제2 광학 신호(154)의 파장 대역(허긴스 대역)은 약 2 ppm 초과 내지 약 20 ppm의 오존 농도를 감지하는 것, 또는 이의 측정이 허용되도록 선택될 수 있다. 이에 더하여, 제3 UV 광학 신호(156)의 파장 대역은 하틀리 대역과 허긴스 대역 사이의 파장에서 오존 농도 측정을 허용하기 위해 약 300 nm 내지 약 330 nm의 범위로 선택될 수 있다.
또한, 도 2에 도시되는 바와 같이, 장치(110)는 임의의 수의 추가적인 센서, 검출기 또는 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이전의 실시형태와 같이, 장치(110)는 제1 선택적 센서(160)를 포함할 수 있고 임의의 개수의 센서 중 제2 선택적 센서(162)가 측정 몸체(120) 내에 포함될 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 장치(110)와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 선택적 센서(160)는 도관(112)의 통로(114)를 통해 흐르는 적어도 하나의 유체의 압력을 측정하도록 구성되는 압력 센서를 포함할 수 있다. 나아가, 제2 선택적 센서(162)는 도관(112)의 통로(114)를 통해 흐르는 적어도 하나의 유체의 온도를 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 온도 센서를 포함할 수 있다.
도 3은 다파장 오존 농도 센서의 또 다른 실시형태를 도시한다. 본 실시형태에서, 장치(210)는 400 nm 내지 약 700 nm의 파장을 갖는 하나 이상의 광학 신호 및 약 100 nm 내지 약 400 nm의 파장을 갖는 하나 이상의 UV 광학 신호를 출력하도록 구성되는 적어도 하나의 다파장 광원을 포함한다. 이전의 실시형태와 같이, 장치(210)는 적어도 하나의 유체를 내부에 수용하도록 구성되는 적어도 하나의 통로(214)를 규정하는 적어도 하나의 도관 또는 용기(212)를 포함한다. 예시적인 유체는 예를 들어, 탈이온화된 오존수를 포함하지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 임의의 다양한 유체가 장치(210)와 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도시되는 바와 같이, 도관(212)의 통로(214)는 하나 이상의 유체가 그를 통해 흐르도록 구성될 수 있다. 도관(212)은 제한 없이, 반투명 및/또는 불투명 재료, 석영, 사파이어, 알루미나, 탄화 규소, 수지, 중합체, 불소 중학체, 폴리테트라플루오로에틸렌, 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 등 및/또는 이들의 조합을 포함하는 임의의 다양한 재료로부터 제조될 수 있다. 나아가, 도관(212)은 임의의 다양한 길이, 외부 직경, 내부 직경 등으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서 도관(212)은 약 20 mm 내지 약 600 mm의 길이를 갖는다. 일 특정 실시형태에서, 도관(212)은 약 200 mm의 길이를 갖는다. 또한, 도관(212)의 통로(214)는 임의의 다양한 내측 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 특정 실시형태에서, 내측 직경은 약 15 mm 내지 약 22 mm이지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 도관(212)에 형성되는 통로(214)가 임의의 원하는 내측 직경을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 3을 다시 참조하면, 이전의 실시형태와 마찬가지로, 도관(212)의 적어도 하나의 표면에 적어도 하나의 코팅(216)이 선택적으로 도포됨으로써, 도관(212)에 하나 이상의 투과 구역(218)이 형성될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 코팅(216)은 도관(212)의 외측 표면에 도포되지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 코팅(216)이 통로(214) 내에서 도관(212)의 표면에 도포될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일 실시형태에서, 코팅(216)은 도관(212)의 통로(214)를 통해 횡단하는 광의 적어도 일부를 반사시키도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 코팅(216)은 확산 반사를 제공할 수 있다. 다른 실시형태에서, 코팅(216)은 실질적으로 백색 반사성 표면을 포함할 수 있다. 나아가, 코팅(216)은 그 위에 입사되는 광을 산란시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 코팅(216)은 그 위에 또는 그 내부에 하나 이상의 확산성 또는 광-산란 재료, 요소 및/또는 피처를 포함할 수 있다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 장치(210)는 도관(212)의 적어도 일부에, 또는 이에 근접하게 배치될 수 있는, 적어도 하나의 몸체 수용부(222)를 내부에 규정하는 하나 이상의 측정 몸체 또는 시스템(220)을 포함할 수 있다. 이전의 실시형태와 같이, 측정 몸체(220)는 도관(212)의 적어도 일부를 내부에 수용하도록 구성될 수 있다. 다양한 컴포넌트, 시스템, 하위 시스템 등이, 적어도 하나의 프로세서 또는 인쇄 회로 기판(224)(이하, 회로 기판(224))을 포함하는 몸체 수용부(222) 내에 배치될 수 있다. 회로 기판(224)은 그 위에 다양한 컴포넌트 또는 디바이스를 포함할 수 있다. 예시된 실시형태에서, 회로 기판(224)은 적어도 하나의 커넥터(228)를 그에 함께 포함시킨 적어도 하나의 파워 커플링 시스템(226)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 회로 기판(224)은 데이터를 그에 커플링된 하나 이상의 시스템 또는 네트워크에 제공하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 회로 기판(224)은 적어도 하나의 프로세서, 네트워크 또는 디바이스에 무선으로 커플링되도록 구성될 수 있다. 임의의 다양한 추가적인 컴포넌트, 시스템 또는 디바이스가 회로 기판(224)에 포함될 수 있거나, 또는 회로 기판(224)과 연통할 수 있다. 추가적인 선택적 디바이스는, 제한 없이, 광학 센서 및 검출기, 광학 방사선원, 메모리 디바이스, 무선 통신 디바이스, 기포 검출기, 유동 검출기, 온도 센서, 압력 센서 등을 포함한다.
도 3을 다시 참조하면, 장치(210)는 회로 기판(224)에 배치되거나, 또는 회로 기판(224)과 연통하는 적어도 하나의 다파장 광원 시스템(230)(이하, 광원 시스템(230))을 포함할 수 있다. 광원 시스템(230)은 각각 이산 파장 대역을 갖는 수개의 광학 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 광원 시스템(230)은 약 400 nm와 700 nm 사이의 파장을 갖는 적어도 하나의 광학 신호, 및 약 200 nm와 약 400 nm 사이의 파장을 갖는 적어도 하나의 UV 광학 신호를 출력하도록 구성된다. 따라서, 광원 시스템(230)은 각각 이산 파장 대역 또는 범위를 갖는 적어도 하나의 광학 신호를 출력하도록 구성되는, 발광 다이오드(LED), 레이저 다이오드, 섬유 레이저, 레이저 등과 같은 다중 발광 디바이스(이하, 에미터)로 구성될 수 있다. 예시된 실시형태에서, 광원 시스템(230)은, 적어도 하나의 다파장 에미터(234)를 그에 배치시키거나, 또는 그와 연통하는 적어도 하나의 다파장 에미터(234)를 갖는 적어도 하나의 광원 몸체(232)를 포함하지만, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는 임의의 수의, 그리고 다양한 에미터가 본 시스템과 함께 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 나아가, 광원 시스템(230)은 광원 몸체(232)를 포함할 필요가 없다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 광원 시스템(230)은 약 350 nm 내지 약 650 nm 범위의 이산 파장을 갖는 하나 이상의 가시 광학 신호(242)를 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 가시 광학 신호(242)는 약 590 nm의 피크 파장을 가질 수 있다. 선택적으로, 가시 광학 신호(242)는 약 470 nm의 다른 피크 파장을 가질 수 있다. 나아가, 가시 광학 신호(242)는 약 400 nm 내지 약 700 nm의 넓은 스펙트럼 분포를 갖는 백색 광 신호를 포함할 수 있다. 또한, 광원 시스템(230)은 약 200 nm 내지 약 400 nm 범위의 이산 파장을 갖는 하나 이상의 UV 광학 신호(252)를 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, UV 광학 신호(242)는 약 265 nm의 피크 파장을 갖는다. 또한, UV 광학 신호(252)는 약 288nm, 300nm, 310nm, 325nm 또는 임의의 원하는 UV 파장의 추가적인 파장 피크를 갖는다. 따라서, UV 광학 신호는 하틀리 대역 및 허긴스 대역 내에서 약 200 nm 내지 약 400 nm의 다중 피크를 가질 수 있다. 일 실시형태에서, 가시 광학(242) 및 UV 광학(252) 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 펄스형 광학 신호를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 가시 광학(242) 및 UV 광학(252) 중 적어도 하나는, 적어도 하나의 지속파 광학 신호를 포함할 수 있다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 가시 광학 신호(242) 및 UV 광학 신호(252)는 상이한 광학 경로를 따라 도관(212)의 통로(214)를 통해 횡단하며, 그 각각의 적어도 일부는 도관(212)의 적어도 하나의 표면에 도포된 코팅(216)에 의해 반사된다. 제1 다파장 검출기(238)는 도관(212)에 형성된 적어도 하나의 투과 영역(218)을 통해 투과되는 가시 광학 신호(242) 및 UV 광학 신호(252) 중 적어도 하나의 적어도 일부를 수신하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 제1 검출기(238)는 제한 없이, 파워, 스펙트럼 밀도, 휘도, 산란, 스펙트럼 분포 등을 포함하는, 가시 광학 신호(242) 및 UV 광학 신호(252)의 임의의 다양한 특성을 측정 또는 분석하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 제1 검출기(238)는 기준 검출기(238)로서 역할을 할 수 있다. 따라서, 제1 검출기(238)는 하나 이상의 포토다이오드, 광-증배관 또는 당해 기술 분야에 공지된 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 나아가, 광원 시스템(230)은 다중 광학 센서를 포함할 수 있고, 이들 각각은 가시 광학 신호(242) 및 UV 광학 신호(252) 중 적어도 하나의, 이러한 적어도 하나의 광학 특성을 측정한다. 사용 중에, 측정된 가시 광학 신호(242) 및 UV 광학 신호(252)의 강도 또는 스펙트럼 분포는, 도관(212)의 통로(214) 내의 유체(예컨대, 탈이온화된 오존수) 내 성분의 농도와 같은 적어도 하나의 광학 속성의 결정을 제공할 수 있다.
도 3을 참조하면, 적어도 제2 다파장 검출기(240)가 제1 다파장 검출기(238)의 다운스트림(downstream)에 배치될 수 있고, 도관(212)에 형성된 투과 영역(218)을 통해 투과되는 가시 광학 신호(242) 및 UV 광학 신호(252)의 임의의 다양한 특성을 측정 또는 분석하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 검출기(240)는 제한 없이, 파워, 스펙트럼 밀도, 휘도, 산란, 스펙트럼 분포, 유체 내 성분 농도 등을 측정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 제1 검출기(238)와 같이, 제2 검출기(240)는 하나 이상의 포토다이오드, 광-증배관 또는 당해 기술 분야에 공지된 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 일 특정 실시형태에서, 제1 검출기(238) 및 제2 검출기(240) 중 적어도 하나는 뉴포트 코포레이션(Newport Corporation)에 의해 제조된 Optoflash™ 분광계 엔진을 포함할 수 있다. 이전의 실시형태와 같이, 제1 검출기(238) 및 제2 검출기(240)는 사용자가 가시 광학 신호(242) 및 UV 광학 신호(252)의 적어도 하나의 광학 특성을 비교하는 것을 허용한다. 이전의 실시형태와 같이, 제1 및 제2 검출기(238, 240)는 가시 광학 신호(242) 및 UV 광학 신호(252)를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 검출기(238, 240) 중 적어도 하나는 약 400 nm 내지 약 700 nm(예컨대, 채푸이스 대역 내)의 가시 광학 신호(242)의 강도를 측정하면서, 또한 약 200 nm 내지 약 400 nm(예컨대, 하틀리 대역 및/또는 허긴스 대역)의 UV 광학 신호(252)의 강도를 측정하도록 구성될 수 있다. 따라서, 장치(210)는 단일 장치(210)를 사용하여, 약 400 nm 내지 약 700 nm의 파장(채푸이스 대역 파장)을 활용하여 약 20 ppm 내지 200 ppm 이상의 범위에서의 유체 내 오존의 성분 농도부터, 약 300 nm 내지 약 400 nm의 파장(허긴스 대역 파장)을 활용하여 약 2 ppm 내지 약 20 ppm의 보다 낮은 농도, 약 200 nm 내지 약 300 nm의 파장(하틀리 대역 파장)을 활용하여 약 0.02 ppm 내지 약 2 ppm의 보다 더 낮은 농도까지의 성분 농도를 측정할 수 있다.
또한, 도 3에 도시되는 바와 같이, 장치(110)는 임의의 수의 추가적인 센서, 검출기 또는 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이전의 실시형태와 같이, 장치(210)는 제1 선택적 센서(260)를 포함할 수 있고 임의의 개수의 센서 중 제2 선택적 센서(262)가 측정 몸체(220) 내에 포함될 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 장치(210)와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 선택적 센서(260)는 도관(212)의 통로(214)를 통해 흐르는 적어도 하나의 유체의 압력을 측정하도록 구성되는 압력 센서를 포함할 수 있다. 나아가, 제2 선택적 센서(162)는 도관(212)의 통로(214)를 통해 흐르는 적어도 하나의 유체의 온도를 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 온도 센서를 포함할 수 있다.
본 출원은 또한 유체 내 오존의 농도 측정 방법을 개시한다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 방법(200)은 예를 들어, 도 1 내지 도 3에 도시된 디바이스 및 시스템을 사용하여 구현될 수 있다. 보다 구체적으로, 방법(300)은 약 400 nm 내지 약 700 nm의 파장을 갖는 적어도 하나의 광학 신호를 생성하는 단계(단계 310)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 파장은 약 400 nm 내지 약 700 nm의 파장이거나 오존의 채푸이스 전자기 방사선 흡수 대역 내에 있다. 또한, 방법(300)은 약 200 nm 내지 약 400 nm의 파장을 갖는 적어도 하나의 UV 광학 신호를 생성하는 단계(단계 320)를 포함한다. 전술한 바와 같이, 파장은 약 200 nm 내지 약 400 nm의 파장이거나, 오존의 하틀리 전자기 방사선 흡수 대역(약 200 nm 내지 약 310 nm) 및 오존의 허긴스 전자기 방사선 흡수 대역(약 300 nm 내지 약 400 nm) 내에 있다. 그 후, 방법(300)은 하나 이상의 광학 신호 및 하나 이상의 UV 광학 신호를 오존화된 유체를 통해 광학 경로를 따라 지향시키는 단계(단계 330)를 포함한다. 그 후, 도 4에 도시되는 바와 같이, 방법은 하나 이상의 광학 신호 및 하나 이상의 UV 광학 신호 중 적어도 하나의 특성에 기초하여 오존화된 유체 내 오존의 농도를 감지하는 단계(단계 340)를 포함한다. 선택적으로, 도 4의 단계 350에 도시되는 바와 같이, 오존화된 유체 내 오존의 농도는 하나 이상의 광학 신호 및 하나 이상의 UV 광학 신호 중 적어도 하나의 감지된 특성에 기초하여 수정될 수 있다. 또한, 방법(300)은 사용자가 하나 이상의 광학 신호 및 하나 이상의 UV 광학 신호의 강도 및 다른 광학 특성을 포괄하는, 하나 이상의 광학 신호 및 UV 광학 신호 중 적어도 하나를 생성하는 하나 이상의 광원의 성능을 모니터링하는 단계(단계 360)를 선택적으로 허용하게 한다. 예를 들어, 유체 내 오존의 농도를 수정하는 단계(단계 350)는 오존에 의한 흡수와 연관된 하나 이상의 인자와 연관되는 하나 이상의 광학 신호 및 하나 이상의 UV 광학 신호 중 적어도 하나의 강도 손실로부터 발생한 측정된 농도에 관한 오류를 정정하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 비-흡수 관련 오류는, 제한 없이, 유체 내 기포, 유체 내 불순물, 도관 내 반사율의 변화, 도관의 기계적 치수에서의 변동, 광학 신호 및 UV 광학 신호를 생성하는 광원의 파장 드리프트 등을 포함한다. 따라서, 도 4의 단계 360에 도시되는 바와 같이, 사용자는 다양한 파장으로 오존의 흡수 특성을 비교함으로써 하나 이상의 광원의 성능을 모니터링할 수 있다.
본원에서 개시되는 실시형태는 본 발명의 원리를 예시하는 것이다. 본 발명의 범주 내에 있는 다른 수정이 채용될 수 있다. 따라서, 본 출원에서 개시된 디바이스는 본원에서 도시되고 설명된 바와 같이 정확하게 제한되지 않는다.
Claims (44)
- 유체 내 오존의 농도를 측정하기 위한 장치로서,
적어도 하나의 통로를 내부에 규정하는 도관 - 상기 도관은 적어도 하나의 코팅이 그에 선택적으로 도포되며, 하나 이상의 투과 영역이 상기 도관에 규정됨 -;
적어도 제1 파장 범위를 갖는 적어도 하나의 광학 신호를 상기 도관 내 오존화된 유체를 통해 지향시키도록 구성되는 적어도 하나의 광원, 및 제2 파장 범위를 갖는 적어도 하나의 UV 광학 신호를 상기 오존화된 유체를 통해 지향시키도록 구성되는 적어도 하나의 UV 광원을 갖는 다파장 광원 시스템 - 상기 적어도 하나의 광학 신호 및 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호는 상기 도관의 상기 적어도 하나의 코팅으로부터의 적어도 하나의 반사를 통해 상이한 광학 경로를 따라 상기 도관을 통해 횡단함 -;
상기 도관에 형성된 상기 적어도 하나의 투과 영역에 근접하게 배치되는 적어도 하나의 검출기 - 상기 적어도 하나의 검출기는 오존화된 유체 내 오존의 농도를 측정하기 위해 상기 적어도 하나의 광학 신호 및 적어도 하나의 UV 신호를 검출하도록 구성됨 -
를 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 도관은 석영, 사파이어, 알루미나, 탄화 규소, 수지, 중합체, 불소 중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로알콕시 알칸으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로부터 제조되는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 코팅은 그 위에 입사하는 광학 신호를 반사시키도록 구성되는 적어도 하나의 반사성 코팅을 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 코팅은 그 위에 입사하는 광학 신호를 확산 반사시키도록 구성되는 하나 이상의 확산성 재료를 내부에 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 광학 신호는 제1 광학 신호 및 적어도 제2 광학 신호를 포함하고, 상기 제1 광학 신호 및 적어도 상기 제2 광학 신호는 약 400 nm 내지 약 650 nm의 파장 범위를 갖는, 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제1 광학 신호 및 적어도 상기 제2 광학 신호는 오존의 채푸이스(Chappuis) 전자기 방사선 흡수 대역의 파장 범위를 갖는, 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제1 광학 신호는 약 590 nm의 피크 파장을 갖고, 적어도 상기 제2 광학 신호는 약 470 nm의 피크 파장을 갖는, 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제1 광학 신호의 파장 범위와 상기 적어도 제2 광학 신호의 파장 범위는 중첩되는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 UV 광학 신호는 제1 UV 광학 신호 및 적어도 제2 UV 광학 신호를 포함하고, 상기 제1 UV 광학 신호 및 상기 적어도 제2 UV 광학 신호는 약 200 nm 내지 약 400 nm의 파장 범위를 갖는, 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 UV 광학 신호는 약 200 nm 내지 약 300 nm의 파장을 갖는, 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 UV 광학 신호는 약 265 nm의 파장을 갖는, 장치. - 제8항에 있어서,
상기 적어도 제2 UV 광학 신호는 약 310 nm의 파장을 갖는, 장치. - 제9항에 있어서,
상기 적어도 제2 UV 광학 신호는 약 325 nm의 파장을 갖는, 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제1 UV 광학 신호의 파장은 오존의 하틀리(Hartley) 전자기 방사선 흡수 대역 내의 파장을 포함하고, 상기 적어도 제2 UV 광학 신호의 파장은 오존의 허긴스(Huggins) 전자기 방사선 흡수 대역 내의 파장을 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 UV 광학 신호 및 상기 제2 UV 광학 신호 중 적어도 하나는 약 10 Hz 내지 약 10000 Hz의 펄스 반복률을 갖는 펄스형 광학 신호를 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 다파장 광원 및 상기 적어도 하나의 검출기 중 적어도 하나와 연통하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 검출기는 제1 검출기 및 적어도 제2 검출기를 포함하고, 상기 제1 검출기 및 적어도 제2 검출기 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 광학 신호 및 적어도 하나의 UV 광학 신호 중 적어도 하나의 강도를 측정하도록 구성되는, 장치. - 제1항에 있어서,
400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내의 상기 적어도 하나의 광학 신호의 강도를 측정하도록 구성되는 제1 검출기;
400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내의 상기 적어도 하나의 광학 신호의 강도를 측정하도록 구성되는 적어도 제2 검출기; 및
200 nm 내지 400 nm의 파장 범위 내의 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호의 강도를 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 UV 검출기
를 더 포함하는, 장치. - 제18항에 있어서,
상기 제1 검출기 및 상기 적어도 제2 검출기 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 광학 신호를 검출하고 상기 오존화된 유체 내의 적어도 하나의 속성을 측정하도록 구성되고,
적어도 하나의 UV 검출기는 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호를 검출하고 상기 오존화된 유체 내의 적어도 하나의 속성을 측정하도록 구성되는, 장치. - 유체 내 오존의 농도를 측정하는 방법으로서,
400 nm 내지 700 nm의 파장을 갖는 적어도 하나의 광학 신호를 생성하는 단계;
200 nm 내지 400 nm의 파장을 갖는 적어도 하나의 UV 광학 신호를 생성하는 단계;
상기 적어도 하나의 광학 신호가, 도관에 형성된 하나 이상의 반사 사이트(site)를 통해 상기 도관을 통해 횡단하도록 지향시키는 단계 - 상기 적어도 하나의 광학 신호는 상기 도관을 통해 제1 광학 경로를 따라 횡단함 -;
상기 적어도 하나의 UV 광학 신호가, 도관에 형성된 하나 이상의 반사 사이트를 통해 상기 도관을 통해 횡단하도록 지향시키는 단계 - 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호는 상기 도관을 통해 제2 광학 경로를 따라 횡단하며, 상기 적어도 하나의 광학 신호의 상기 제1 광학 경로와 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호의 제2 광학 경로는 실질적으로 공유되지 않음 -;
상기 적어도 하나의 광학 신호 및 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호가 오존화된 유체를 통해 횡단한 후, 상기 적어도 하나의 광학 신호 및 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호 중 적어도 하나를 감지하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 광학 신호 및 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호 중 상기 감지된 적어도 하나에 기초하여 상기 오존화된 유체 내 오존의 농도를 수정하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제20항에 있어서,
상기 오존화된 유체 내 오존의 농도는 상기 적어도 하나의 광학 신호 및 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호 중 적어도 하나의 감지된 강도 손실에 기초하여 수정되는, 방법. - 제20항에 있어서,
상기 적어도 하나의 광학 신호는 약 590 nm의 피크 파장을 갖는 제1 광학 신호 및 약 470 nm의 피크 파장을 갖는 적어도 제2 광학 신호를 포함하고, 상기 제1 광학 신호 및 상기 적어도 제2 광학 신호는 실질적으로 공유되는 광학 경로를 따라 상기 오존화된 유체를 통해 지향되는, 방법. - 제20항에 있어서,
상기 적어도 하나의 UV 광학 신호는 약 265 nm의 피크 파장을 갖는 제1 UV 광학 신호 및 약 325 nm의 피크 파장을 갖는 적어도 제2 UV 광학 신호를 포함하고, 상기 제1 UV 광학 신호 및 상기 적어도 제2 UV 광학 신호는 실질적으로 공유되는 광학 경로를 따라 상기 오존화된 유체를 통해 지향되는, 방법. - 제20항에 있어서,
상기 적어도 하나의 광학 신호 및 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호를 생성하고 상기 적어도 하나의 광학 신호와 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호의 강도를 비교함으로써 하나 이상의 광원의 성능을 모니터링하는 단계를 포함하는, 방법. - 제20항에 있어서,
제1 UV 광학 신호 및 적어도 제2 UV 광학 신호를 생성하고 상기 제1 UV 광학 신호와 상기 적어도 제2 UV 광학 신호의 강도를 비교함으로써 하나 이상의 광원의 성능을 모니터링하는 단계를 포함하는, 방법. - 유체 내 오존의 농도를 측정하기 위한 장치로서,
적어도 하나의 통로를 내부에 규정하는 도관 - 상기 도관은 적어도 하나의 코팅이 그에 선택적으로 도포되며, 하나 이상의 투과 영역이 상기 도관에 규정됨 -;
상기 도관의 상기 적어도 하나의 통로와 광학 연통하는 적어도 하나의 광원 및 적어도 하나의 UV 광원을 갖는 다파장 광원 시스템 - 상기 다파장 광원 시스템은 상기 도관 내 오존화된 유체를 통해 제1 피크 파장을 갖는 제1 광학 신호 및 적어도 제2 피크 파장을 갖는 적어도 제2 광학 신호를 방출하도록 구성되고, 적어도 하나의 UV 광원은 상기 오존화된 유체를 통해 제1 피크 UV 파장을 갖는 제1 UV 광학 신호 및 적어도 제2 피크 UV 파장을 갖는 적어도 제2 UV 광학 신호를 지향시키도록 구성되며, 상기 제1 및 제2 광학 신호 및 상기 제1 및 제2 UV 광학 신호는 상기 도관의 상기 적어도 하나의 코팅으로부터의 적어도 하나의 반사를 통해 상이한 광학 경로를 따라 상기 도관을 통해 횡단함 -;
상기 도관에 형성된 상기 적어도 하나의 투과 영역에 근접하게 배치되는 적어도 하나의 검출기 - 상기 적어도 하나의 검출기는 오존화된 유체 내 오존의 농도를 측정하기 위해 상기 적어도 하나의 광학 신호 및 적어도 하나의 UV 신호를 검출하도록 구성됨 -
를 포함하는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 도관은 석영, 사파이어, 알루미나, 탄화 규소, 수지, 중합체, 불소 중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 퍼플루오로알콕시 알칸으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로부터 제조되는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 적어도 하나의 코팅은 그 위에 입사하는 광학 신호를 반사시키도록 구성되는 적어도 하나의 반사성 코팅을 포함하는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 적어도 하나의 코팅은 그 위에 입사하는 광학 신호를 확산 반사시키도록 구성되는 하나 이상의 확산성 재료를 내부에 포함하는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 제1 광학 신호 및 상기 적어도 제2 광학 신호는 약 400 nm 내지 약 650 nm의 파장 범위를 갖는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 제1 광학 신호 및 적어도 상기 제2 광학 신호는 오존의 채푸이스 전자기 방사선 흡수 대역의 파장 범위를 갖는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 제1 광학 신호는 약 590 nm의 피크 파장을 갖고, 적어도 상기 제2 광학 신호는 약 470 nm의 피크 파장을 갖는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 제1 광학 신호의 파장 범위와 상기 적어도 제2 광학 신호의 파장 범위는 중첩되는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 제1 UV 광학 신호 및 상기 적어도 제2 UV 광학 신호는 약 200 nm 내지 약 400 nm의 파장 범위를 갖는, 장치. - 제34항에 있어서,
상기 제1 UV 광학 신호는 약 200 nm 내지 약 300 nm의 파장을 갖는, 장치. - 제34항에 있어서,
상기 제1 UV 광학 신호는 약 265 nm의 파장을 갖는, 장치. - 제34항에 있어서,
상기 적어도 제2 UV 광학 신호는 약 310 nm의 파장을 갖는, 장치. - 제34항에 있어서,
상기 적어도 제2 UV 광학 신호는 약 325 nm의 파장을 갖는, 장치. - 제34항에 있어서,
상기 제1 UV 광학 신호의 파장은 오존의 하틀리 전자기 방사선 흡수 대역 내의 파장을 포함하고, 상기 적어도 제2 UV 광학 신호의 파장은 오존의 허긴스 전자기 방사선 흡수 대역 내의 파장을 포함하는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 제1 UV 광학 신호 및 상기 제2 UV 광학 신호 중 적어도 하나는 약 10 Hz 내지 약 10000 Hz의 펄스 반복률을 갖는 펄스형 광학 신호를 포함하는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 다파장 광원 및 상기 적어도 하나의 검출기 중 적어도 하나와 연통하는 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 적어도 하나의 검출기는 제1 검출기 및 적어도 제2 검출기를 포함하고, 상기 제1 검출기 및 적어도 제2 검출기 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 광학 신호 및 적어도 하나의 UV 광학 신호 중 적어도 하나의 강도를 측정하도록 구성되는, 장치. - 제26항에 있어서,
400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내의 상기 적어도 하나의 광학 신호의 강도를 측정하도록 구성되는 제1 검출기;
400 nm 내지 700 nm의 파장 범위 내의 상기 적어도 하나의 광학 신호의 강도를 측정하도록 구성되는 적어도 제2 검출기; 및
200 nm 내지 400 nm의 파장 범위 내의 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호의 강도를 측정하도록 구성되는 적어도 하나의 UV 검출기
를 더 포함하는, 장치. - 제26항에 있어서,
상기 제1 검출기 및 상기 적어도 제2 검출기 중 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 광학 신호를 검출하고 상기 오존화된 유체 내의 적어도 하나의 속성을 측정하도록 구성되고,
적어도 하나의 UV 검출기는 상기 적어도 하나의 UV 광학 신호를 검출하고 상기 오존화된 유체 내의 적어도 하나의 속성을 측정하도록 구성되는, 장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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